2023届高考化学一轮专题复习:化学反应原理综合专题训练(一)(Word含答案)

文档属性

名称 2023届高考化学一轮专题复习:化学反应原理综合专题训练(一)(Word含答案)
格式 zip
文件大小 770.5KB
资源类型 教案
版本资源 其它版本
科目 化学
更新时间 2022-09-30 10:54:54

图片预览

文档简介

2023届高考化学一轮专题复习:化学反应原理综合专题训练(一)
1.(2020·山东德州·高三期末)非金属元素及其化合物在物质制备、生产生活中发挥着重要作用。
I.CO2与NH3合成尿素的反应如下:CO2(g)+2NH3(g)[CO(NH2)2](s)+H2O(g) △H=akJ/mol
曲线表示不同温度、不同压强下,CO2的平衡转化率与温度的关系,请回答下列问题:
(1)a__________0,P1__________P2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)t℃时,向容积为2L的密闭容器中充入3molNH3和1molCO2,实现M点的平衡,则
①平衡时容器内压强为开始时的____________倍,t℃时的化学平衡常数为__________。
②若保持条件不变,再向该容器中充入1molNH3和1molCO2,NH3的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
II.硫及其化合物在生产生活中应用广泛,回答下列问题。
(1)铁铵矾是一种化学物质,分子式为NH4Fe(SO4)2 12H2O,其溶于水后,溶液中离子浓度大小关系为________________________________。
(2)已知某溶液中含有CO32-、SO42-等离子,取一定量的该溶液向其中加入 BaCl2溶液,当CO32-开始沉淀时,溶液中为____________。(已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9)
(3)恒温恒容密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-197kJ/mol。下列能说明反应达到平衡状态的是___________。
a.体系压强保持不变 b.混合气体的密度保持不变
c.SO3和O2的体积比保持不变 d.每消耗1molSO3的同时生成0.5molO2
2.(2020·上海静安·高三阶段练习)I.人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨,生产化学肥料等。
完成下列填空:
(1)氮原子核外电子排布式为__________,其最外层有_______种运动状态不同的电子;氮气的电子式为______________;氨气分子的空间构型是______________。
(2)工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收含有大量N2的高炉气体系中的CO,从而实现CO和N2的分离,反应的化学方程式如下:CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0),该反应的化学平衡常数表达式K=________;欲使K值变大,可采取的措施是_______。
吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨,可采取的适当处理措施有
_____________(选填序号)。
a.适当升高温度 b.适当降低温度 c.增大压强 d.减小压强
(3)消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH,这样能使NH3的脱除率增大,试用平衡移动原理解释其原因______________________________。
II.为实现CO2减排,合成氨工厂采用苯菲尔法脱碳。该方法是用碳酸钾溶液为吸收剂捕集混合气中的CO2得到富液,再高温加热富液使之分解释放出CO2 ,正常情况下再生的二氧化碳气体体积分数可达98.5%以上。
(4)某研究小组用200mL 1.5mol/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2(标准状况)形成富液,碳酸钾溶液吸收CO2的离子反应方程式为______________________________,该富液中的溶质是____________(填化学式),各离子的浓度关系正确的是_________。
a.c(K+) + c(H+) = 2c(CO32-) +c(HCO3-) +c(OH-)
b.3c(K+)=4 c(CO32-)+4 c(HCO3-)+4c(H2CO3)
c.c(K+)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)
3.(2020·内蒙古·包头市第六中学高二期中)I.(1)写出H2CO3的电离方程式:__________________________________________。
(2)现有①CH3COOH、②HCl两种溶液,选择填空:
A.①>② B.①<② C.①﹦②
①当它们物质的量浓度相等时,中和等体积、等物质的量浓度的烧碱溶液需两种酸溶液的体积关系为____________。
②当它们氢离子浓度相同、体积相同时,分别加入足量锌,相同状况下产生气体体积关系为____________。
II.煤化工产业中常用合成气(主要成分是氢气和一氧化碳气体)合成氨和甲醇。请回答:
(1)工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3 ,在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10 L。则该条件下的平衡常数为________。
(2)合成甲醇的主要反应是2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1,t ℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10 min后测得各组分的浓度如:
物质 H2 CO CH3OH
浓度(mol·L-1) 0.2 0.1 0.4
①该时间段内反应速率v(H2)=________。
②比较此时正、逆反应速率的大小:v正________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③反应达到平衡后,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡______(填“逆向”、“正向”或“不”)移动,平衡常数K_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
4.(2020·全国·高三专题练习)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 平衡常数 温度(℃)
500 800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g) K3
(1)反应②是 _________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图1所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) _____ K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
图 1 图2
(3)判断反应③△H____0; △S____0(填“>”“=”或“<”)在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol, 此时v(正)___v(逆)(填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知 c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如上图2所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________ 。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸.常温条件下,将a mol/L的CH3COOH与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_________.
5.(2020·湖南·长沙一中高一阶段练习)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为________________。
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为____________________。
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)△H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式________________________________________。
(4)肼-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,正极的反应式为________________________________________。
6.(2022·海南·高三专题练习)乙烷是一种重要的化工原料,可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。请回答下列问题:
(1)已知:①C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8kJ·mol-1
③C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411.0kJ·mol-1
则表示C2H6(g)燃烧热的热化学方程式为____。
(2)1000℃时,在某刚性容器内充入一定量的C2H6,只发生反应①,已知平衡时容器中总压为2.1×105Pa,乙烷的平衡转化率为40%。
①乙烷分解前容器压强为____Pa,1000℃时,反应①的平衡常数Kp=____Pa[气体分压(Pa)=气体总压(Pa)×物质的量分数]。
②若其他条件不变,刚性容器改为体积可变的密闭容器,则达到平衡时乙烷的转化率_____40%(填“>”“<”或“=”)。
(3)乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法:
C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-149kJ·mol-1,
①反应C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-149kJ·mol-1的正活化能和逆活化能中较大的是____。
②800℃时,控制原料气的总物质的量一定,当C2H6和O2的物质的量之比为____时,乙烯的平衡产率最大,而当较小时,乙烯的平衡产率较低,可能的原因为____。
7.(2020·湖北·公安县第三中学高二阶段练习)(1)某研究小组将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。由题干及图形可知,V1∶V2=________时,酸碱恰好完全中和,此反应所用NaOH溶液的浓度应为__________mol/L。若NaOH溶液用相同浓度和体积的下列溶液代替,则对中和热数值测定结果将如何影响(填“偏大”、“偏小”、“无影响”):KOH溶液______;氨水(NH3·H2O)___________。
(2)用惰性电极进行电解下列电解质溶液。
①电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为___________
②MnO2可做超级电容器材料,电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式_________________
(3)室温下,0.1mol/L的亚硝酸(HNO2)、次氯酸的电离常数Ka分别为: 7.1×10-4, 2.98×10-8。将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍,c(H+)将_______(填“不变”、“增大”、“减小”)。写出HNO2、HClO、NaNO2、NaClO四种物质之间发生的复分解反应的离子方程式_______________。
(4)酸HX和碱AOH恰好完全中和时溶液的pH等于7,酸HY和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH也等于7,酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,请推断
①以上酸碱中必为弱电解质的是_______________
②比较两种酸HX和HY的酸性强弱 ___________>___________
(5)如图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na+xSNa2Sx,正极的电极反应式为_________。与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的__________
倍。
(6)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.010-38、1.010-11,向浓度均为0.1 mol/L的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液,要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,应该调节溶液pH的范围是________。(已知lg 2=0.3)
8.(2020·河北·曲周县第一中学高二阶段练习)已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数 Ka=1.8×10-5 Kal=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=3.0×10-8
(1) a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3四种溶液的物质的量浓度均为0.1mol·L-1的,pH由小到大排列的顺序是_______________(用编号填写)。
(2)常温下,0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是( )
A.c(H+) B. C.c(H+)·c(OH-)
D. E.
(3)体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数_____(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是_____________________。
(4)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中
c(CH3COO-)-c(Na+)=___________________mol·L-1(填精确值)。
9.(2021·全国·高二课时练习)CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,工业上有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ mo1-1。将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中,测得的物质的量随时间变化如图所示(实线)。
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ mol-1。依据题中信息计算反应:2CH3OH(g)+3O2=2CO2(g)+4H2O(g) △H=__kJ mol-1。
(2)a点正反应速率___(填大于、等于或小于)逆反应速率,前4min内,用CO2表示的平均反应速率为___mol L-1 min-1。
(3)平衡时氢气的转化率a=___,该条件下反应的平衡常数K=___。
(4)仅改变某一实验条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,对应的实验条件改变的是___。
(5)二氧化碳催化加氢也可以合成乙烯,该反应是综合利用CO2的热点研究领域。CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比n(C2H4):n(H2O)=___。当反应达到平衡时,若增大压强,则n(C2H4)___(填“变大”“变小”或“不变”)。
10.(2020·吉林·东北师大附中二模)二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等为大气污染的主要成分,其综合治理成为当前重要的研究课题。请回答下列问题:
(1)NO、NO2体积比为1:1可被NaOH溶液恰好吸收,该反应的化学方程式为__________。
(2)CO在一定条件下可与H2发生如下反应:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-944 kJ/mol
化学键 C≡O C-H O-H H-H
键能/kJ·mol-1 x 413 463 436
则x=_____________。
(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的SO2,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴、阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
①a表示__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。A~E分别代表生产中的原料或产品,其中C为硫酸,则A表示__________________。
②阳极的电极反应式为_____________________________。
(4)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa条件下,往一密闭容器中通入SO2和O2[其中n(SO2):n(O2)=2:1],测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为____________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2时压强的变化曲线如图二所示,则C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正)___vA(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=_____________(用平衡分压代表平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
11.(2021·全国·高二课时练习)结合下表回答下列问题(均为常温下的数据):请回答下列问题:
酸 电离常数(Ka)
HClO
(1)同浓度的、中结合的能力最强的___________。
(2)常温下0.1mol/L的溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是___________(填字母)。A. B.
C. D.
(3)取等体积物质的量浓度相等的、HClO两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为:___________(填“>”、“<”或“=”)
(4)在新制氯水中加入少量的NaCl固体,水的电离平衡___________移动(填“向右”、“向左”、或“不”)。
(5)某温度下,纯水中的。若温度不变,滴入稀硫酸使,则由水电离出的为___________ mol/L。
12.(2021·黑龙江·铁人中学高三阶段练习)O2对人类有着重要的作用。请回答下列问题:
(1)甲醇是一种绿色可再生能源,已知热化学方程式:
ⅰ. 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566.0kJ mol-1
ⅱ. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ mol-1
ⅲ. CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=-574.4kJ mol-1
则计算CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=_______kJ mol-1。
(2)合成硝酸工艺中涉及到反应:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)、2NO2(g)N2O4(g)。T℃时,在恒容密闭容器中以投料比=1:1进行投料,容器内总压强p的变化如下表:
t/min 0 40 80 160 260 700
p/kPa 33.2 28.6 27.1 26.3 25.9 25.2 22.3
已知:a. 2NO2(g)N2O4(g)可认为迅速达到平衡状态。b.时间t=∞时,NO(g)完全反应。
①已知时间为t1min时,测得容器内O2分压p(O2)=10.6 kPa,则此时NO的分压p(NO)_______kPa。
②T℃时,可逆反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数Kp=_______ kPa -1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数,写出计算式即可),NO2的平衡转化率为_______%(保留2位有效数字)。
③若将上述反应容器内温度升高至(T+50)℃,达到平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量减小,则2NO2(g)N2O4(g)ΔH_______0(填“>”或“<”)。
(3)人体内化学反应时刻需要O2参与,如广泛存在于肌肉中的肌红蛋白(),具有结合O2的能力,可表示为Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)。肌红蛋白的结合度(即转化率α)与平衡时的氧气分压p(O2)密切相关,其变化曲线如图1,37℃时,测得平衡常数K=2(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)。
①平衡时,平衡常数表达式K=_______[用含α和p(O2)的代数式表示];37℃时,测得人正常呼吸时α的最大值为97.7%,则空气中氧气分压p(O2)=_______kPa(保留3位有效数字)。
②某天不同纬度的大气压变化曲线如图2所示,某运动员处于A、B、C不同位置时,其体内MbO2的浓度最大位置为_______(填“A”“B”或“C”)。
13.(2021·吉林·长春市第二十九中学高三期末)SO2随意排放会造成严重的大气污染。下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法。
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气,流程如下:
①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是___________。
②合成塔中每合成1 mol气体放出热量92.3 kJ(25 ℃、101 kPa),反应的热化学方程式是___________。
③上述流程中循环利用的物质是___________。
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2。
①该反应的离子方程式是___________(反应a)。为验证该反应,同学们将SO2通入0.05 mol·L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色。
关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验。
分析推测 实验步骤及现象
甲:生成了Fe(OH)3胶体 乙:经查阅资料,可能发生反应:Fe3++6SO2Fe(SO2)(反应b) ⅰ。制备Fe(OH)3胶体并检验 ⅱ。分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的___________(填性质)可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体。
③根据反应b,说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是___________(用离子方程式及必要的文字说明)。
(3)制备Cl2反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,可采用酸碱中和滴定法。用___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管量取试样20.00 mL,用0.10 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定,消耗22.00 mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为___________mol·L-1。
14.(2022·广东·华南师大附中高三阶段练习)辉铜矿(主要成分是Cu2S)含铜量高,是最重要的炼铜矿石。
I.已知: ①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2 kJ.mol-1
②Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) △H=-217.4kJ.mol-1
(1)Cu2S与Cu2O反应生成Cu 和SO2 的热化学方程式为_____________。
Ⅱ.Cu2O可催化二甲醚合成乙醇。
反应①:CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) △H1
反应②:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+C2H5OH(g) △H2
(2)压强为pkPa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图1所示,则△H1____(填“>”或“<”,下同)0、△H2_____0。温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图2所示。在300~600K范围内,乙酸甲酯的百分含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是____________。
(3)若压强为pkPa、温度为800K时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH3OCH3 和1molCO发生反应①,2 min时达到平衡,则前2 min内CH3COOCH3 的平均生成速率为_________,该条件下平衡常数K=_____________。
(4)以铜为原料,利用电解法可制取具有广泛用途的光电材料——纳米Cu2O,其工作原理如图3所示。则b是_______极,电解时阳极的电极反应式为______________。
15.(2022·海南·高三专题练习)丙烯是工业上合成精细化学品的原料,随者天然气和页岩气的可用性不断提高,丙烷脱氢和丙烷氧化脱氢受到人们越来越多的关注。
(1)已知、丙烷()和丙烯()的燃烧热分别是、和,则丙烷脱氢反应的热化学方程式为 _______。该反应在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)时能自发进行。
(2)北京交通大学王熙教授团队制备了一种新型含氧硼氮纳米管()用于高效丙烷氧化脱氢反应,其主要副产物是经反应生成的乙烯()和甲烷()。
①一定温度下,向恒容容器中充入一定量,在BONNTs催化作用下,发生上述反应制备,下列情况表明反应达到平衡状态的是_______。
A.气体密度不再改变
B.混合气体平均摩尔质量不再改变
C.体系压强不再改变
D.单位时间内消耗的物质的量与生成的物质的量相等
②T℃下,在2L容器中充入,后达到平衡状态时,转化率为50%,选择性为80%,则的消耗速率_______,丙烷脱氢反应的平衡常数K=_______。(已知选择性)
(3)①在BONNTs催化作用下,反应相同时间后,和产率与温度关系曲线如图所示,最佳反应温度是_______,理由是_______。
②温度高于T℃时,生成和的反应机理分别如下图甲和乙所示,则该温度范围内选择性降低的原因是_______。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. < > 0.75 1 增大 c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-) 25 a c【解析】I.(1)根据温度、压强对平衡移动的影响分析判断;
(2) ①利用在恒容密闭容器中气体的物质的量的比等于压强比计算,根据平衡常数定义式计算;
②根据两次加入的NH3、CO2的比例分析物质的平衡转化率变化;
II.(1)根据物料守恒、盐的水解规律比较;
(2)利用溶度积常数计算;
(3)当反应处于平衡状态时,各种物质的含量不变,物质的量浓度不变,混合气体的压强不变。
【解析】I.(1)根据图像可知:在其它条件不变时,升高温度,CO2转化率降低,说明平衡逆向移动,根据平衡移动原理,升高温度,平衡向吸热方向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应为放热反应,所以△H=a<0;该反应的正反应为气体体积减小的反应,在其它条件不变时,增大压强,平衡正向移动,CO2转化率增大,所以P1>P2;
(2)① t℃时,向容积为2L的密闭容器中充入3molNH3和1molCO2,
发生反应: CO2(g)+2NH3(g)[CO(NH2)2](s)+H2O(g) M点实现化学平衡
c(始)mol/L 0.5 1.5 0
c(变)mol/L 0.25 0.5 0.25
c(平)mol/L 0.25 1.0 0.25
K=,平衡时气体的物质的量n=0.25×2+1.0×2+0.25×2=3,开始时气体的物质的量是3+1=4mol,对于气体来说,压强比等于气体的气体物质的量的比,所以
②若保持条件不变,再向该容器中充入1molNH3和1molCO2,CO2与 NH3增大的比例比原来大,相当于增大了CO2的浓度,所以NH3的转化率将增大;
铁铵矾是一种化学物质,分子式为NH4Fe(SO4)2 12H2O
II.(1) 铁铵矾溶于水后,电离方程式为NH4Fe(SO4)2 12H2O=NH4++Fe3++2SO42-,由于Fe3+和NH4+都发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,所以到达水解平衡时,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-);由于Fe(OH)3的电离平衡常数比NH3 H2O小,Fe3+水解程度比NH4+大,所以c(NH4+)>c(Fe3+),盐电离产生的离子浓度大于水的电离程度,故溶液中离子浓度大小关系为c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-);
(2)向含有CO32-、SO42-离子的该溶液向其中加入 BaCl2溶液,当CO32-开始沉淀时,溶液中==25;
(3) a.在恒容密闭容器中发生的该反应是气体体积不等的反应,若体系压强保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡,a正确;
b.反应混合物都是气体,任何情况下密度都不变,所以不能确定反应是否达到平衡,b错误;
c. SO3和O2一种是生成物,一种是反应物,若二者的体积比保持不变,说明反应达到平衡状态,c正确;
d.根据物质反应时变化的物质的量关系可知,在任何情况下每消耗1molSO3的同时生成0.5molO2,因此不能据此判断反应处于平衡状态,d错误;
故合理选项是ac。
【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断、温度、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的计算、溶解度常数的应用、离子浓度大小比较等知识。掌握化学平衡移动原理及难溶性固体物质的溶解平衡理论及盐的水解规律是本题解答的关键。
2. 1s22s22p3 5 三角锥型 [c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)] 降低温度 ad 氨气在水中存在如下平衡:NH3+H2ONH3 H2ONH4++OH﹣,当加入NaOH后,c(OH﹣)浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨的脱除 CO32-+ CO2 + H2O → 2HCO3- KHCO3和K2CO3 a b【解析】(1)氮原子核外电子数为7,基态原子核外电子排布为1s22s22p3;其最外层有5种运动状态不同的电子;氮气的电子式为;氨气分子中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,其空间构型是三角锥型;
(2)反应CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0),的化学平衡常数表达式K=[c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)];该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,K值变小,故欲使K值变大,可采取的措施是降低温度;反应CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0)是气体体积缩小的放热反应,
a.适当升高温度平衡向吸热反应方向进行,则升温平衡逆向进行,可以重新生成醋酸亚铜氨,故正确;
b.适当降低温度平衡向放热反应方向进行,不能重新生成醋酸亚铜氨,故错误;
c.增大压强平衡向气体体积减小的方向进行,不能重新生成醋酸亚铜氨,故错误;
d.减小压强平衡向气体体积增大的方向进行,可以重新生成醋酸亚铜氨,故正确。
答案选ad;
(3)消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH,氨气在水中存在如下平衡:NH3+H2ONH3 H2ONH4++OH﹣,当加入NaOH后,c(OH﹣)浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨的脱除,使NH3的脱除率增大;
(4)碳酸钾溶液吸收CO2生成碳酸氢钾,反应的离子反应方程式为CO32-+ CO2 + H2O = 2HCO3-,富液中的溶质是KHCO3和K2CO3,
a.根据电荷守恒有c(K+) + c(H+) = 2c(CO32-) +c(HCO3-) +c(OH-),故正确;b.200mL 1.5mol/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2(标准状况),n(K+)=0.2L1.5mol/L2=0.6mol,c(C)=0.3mol+0.15mol=0.45mol,根据物料守恒有3c(K+)=4 c(CO32-)+4 c(HCO3-)+4c(H2CO3),故正确;c.根据反应可知,溶质为KHCO3和K2CO3,水解是微弱的,则c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-) >c(OH-)>c(H+),故错误。
答案选a b。
3. H2CO3H++HCO3- 、HCO3- H++CO32- C A 400 0.08 mol L-1 min-1 > 正向 不变【解析】I.(1)H2CO3是二元弱酸,属于弱电解质,电离时部分电离,则其电离方程式为:H2CO3 H++HCO3-、HCO3- H++CO32-
(2)①CH3COOH、HCl二者中和等体积、等物质的量浓度的烧碱溶液所消耗的物质的量相同,当二者的物质的量浓度相同时,所消耗的体积也相同,答案选C;
②当它们氢离子浓度相同、体积相同时,因为CH3COOH为弱电解质,在水溶液中部分电离,HCl是强电解质,在水溶液中完全电离,故CH3COOH的物质的量浓度应大于HCl的物质的量浓度,体积相同时,则,分别加入足量锌,CH3COOH反应所生成氢气体积多于HCl反应产生的氢气体积,答案选A。
II.(1)设H2的转化量为x,NH3的转化量为y
由题可知,N2转化量=
N2 + 3H2 2NH3
起始量/mol 2 4 0
转化量/mol 1 x y
平衡量/mol 1 4-x y
H2的转化量,H2的平衡量为
NH3的转化量/平衡量
则 ,,
其平衡常数,答案为:400;
(2)①由题可知,CH3OH起始浓度为0,10min后浓度为0.4 mol·L-1,则 根据同一反应中各物质的化学反应速率之比等于相应各物质的化学计量数之比,可知;
②10min后浓度商,,则反应向正反应方向移动,此时,故答案为:>;
③平衡后,其他条件不变,把容器的体积缩小一半,相当于增大压强,可逆反应向气体体积减小的方向移动,即反应向正反应方向移动;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。故答案为:正向;不变。
【点睛】通过浓度商Qc与平衡常数K判断反应进行方向:
(1),反应向正反应方向进行,
(2),反应处于化学平衡状态,
(3),反应向逆反应方向进行,
4. 吸热 = < < > 加入催化剂 将容器的体积压缩至2L 【解析】(1)随温度升高,反应②的平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动。
(2)平衡常数只与温度有关;
(3)反应①+反应②=反应③,所以K3= K1×K2;分别计算出反应③在500℃、800℃的平衡常数,根据平衡常数判断反应③的焓变;根据Q与K的关系判断反应进行方向。
(4)曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,CO的浓度突然变为原来的1.5倍,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动;
(5)醋酸的电离常数,根据电荷守恒、物料守恒计算c(CH3COO-)、c(CH3COOH);根据电荷守恒,可判断此时溶液呈中性。
【解析】(1)随温度升高,反应②的平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动,所以正反应吸热。
(2)平衡常数只与温度有关,某温度下反应①,平衡常数不变,所以K(A) =K(B);
(2)K3= K1×K2;在500℃时K3=2.5,800℃时K3=0.375,随温度升高,反应③的平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热,△H<0;3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)正方向气体物质的量减小,△S<0;在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol, 0.93<2.5,此时反应正向进行,v(正)>v(逆)。
(4)反应②前后气体系数和不变,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动,所以改变的条件是加入了催化剂;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,CO的浓度突然变为原来的1.5倍,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动,改变的条件是将容器的体积压缩至2L;
(5)常温条件下,将a mol/L的CH3COOH与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合, 2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=b mol/L,根据电荷守恒2c(Ba2+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),可知c(H+)= c(OH-)=,根据物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)= mol/L,c(CH3COOH)= ,醋酸的电离常数= =。
【点睛】本题考查化学平衡图像分析、平衡常数的应用,会根据Q、K的关系判断反应方向;根据溶液中的离子浓度计算弱电解质的电离平衡常数。
5. 5 2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.5kJ/mol O2+2H2O+4e-=4OH-【解析】(1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,所以氮元素原子的L层电子数为5;
(2)NH3与NaClO发生氧化还原反应可得到肼(N2H4)、氯化钠和水,所以该反应的化学方程式为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气,
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)△H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ·mol-1
根据盖斯定律,②×2-①得肼和N2H4反应的热化学方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.5kJ/mol;
(4)肼一空气燃料碱性电池中,通入燃料的一极为负极,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2,通入空气的一极为正极,正极电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-。
6.(1)C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1560 kJ/mol
(2) >
(3) 逆活化能 2:1 乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低
【解析】(1)
C2H6(g)的燃烧热是1mol C2H6(g)完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量。
①C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8kJ·mol-1
③C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411.0kJ·mol-1
根据盖斯定律①+③+②得C2H6(g)燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=+136.8kJ·mol-1-285.8kJ·mol-1-1411.0kJ·mol-1=-1560 kJ/mol。
(2)
平衡时容器中总压为2.1×105Pa,乙烷的平衡转化率为40%。

同温、同体积,压强比等于物质的量比,乙烷分解前容器压强为;1000℃时,反应①的平衡常数Kp=Pa。
②正反应气体物质的量增大,若其他条件不变,刚性容器改为体积可变的密闭容器,相当于减压,则达到平衡时乙烷的转化率>40%。
(3)
①反应C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-149kJ·mol-1,焓变=正反应活化能-逆反应活化能,正反应放热,所以正活化能小于逆活化能,较大的是逆活化能。
②800℃时,控制原料气的总物质的量一定,当投料比等于系数比时,生成物的含量增大,所以当C2H6和O2的物质的量之比为2:1时,乙烯的平衡产率最大;而当较小时,乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低,所以乙烯平衡产率较低。
7. 3 ∶ 2 1.5 无影响 偏小 1 ∶ 1 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ 减小 HNO2+ClO2-=NO2- + HClO BOH、HY HX HY xS+2e-Sx2- 4.5 3.3≤pH<9【解析】(1)由图象可知恰好完全反应时,温度最高,结合n(NaOH)=n(HCl)计算;NaOH和KOH都是强碱,但一水合氨为弱碱,电离吸热;
(2)①电解氯化铜溶液,阳极上生成氯气,阴极上生成铜,依据电子守恒计算产物的物质的量之比;
②阳极发生氧化反应,Mn2+MnO2,电解质溶液为酸性环境,根据电子守恒与原子守恒规律写出电极反应式;
(3)亚硝酸为弱电解质,亚硝酸稀释,电离程度虽然增大,但由于稀释导致溶液中氢离子浓度降低;由相同浓度亚硝酸、次氯酸电离常数可知,亚硫酸酸性比次氯酸强,根据强酸制备弱酸的原理书写离子方程式;
(4)根据题设条件,酸HX和碱AOH恰好完全中和时溶液的pH等于7,可推知盐溶液中AX显中性;酸HY和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH也等于7,盐溶液中BY显中性;酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,可推出B+一定会水解,使盐溶液中BX显酸性,又BY显中性,故Y-水解显碱性,与B+水解程度相当,据此分析作答;
(5)由方程式可知S化合价降低,被还原,为原电池正极反应,电极方程式为xS+2e →Sx2 ;原电池工作时,当消耗相同质量的金属钠与铅时,根据转移电子的物质的量的关系得出结论;
(6)根据溶度积的应用,可知要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,其氢氧根离子的浓度范围为:≤c(OH-)<,再结合Kw计算其pH值范围。
【解析】(1)由图象可知V1 = 30 mL时温度最高,说明酸碱恰好完全反应,V1+V2 = 50 mL,则V2 = 20 mL,V1:V2 = 3:2,则有0.03 L×1 mol/L=0.02 L×c,c = 1.5 mol/L;NaOH和KOH都是强碱,换成KOH对实验无影响,但一水合氨为弱电解质,电离吸热,导致测定结果偏小,
故答案为3:2;1.5;无影响;偏小;
(2)①电解氯化铜溶液,阳极上生成氯气,其电极反应式为:2Cl—-2e- = Cl2↑,阴极生成铜,其电极反应式为:Cu2++2e- = Cu,所以在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1,
故答案为1:1;
②阳极发生氧化反应,Mn2+MnO2,电解质溶液为酸性环境,故电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,
故答案为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
(3)亚硝酸为弱电解质,亚硝酸稀释,电离程度虽然增大,但溶液中氢离子浓度降低;由相同浓度亚硝酸、次氯酸电离常数可知,亚硫酸酸性比次氯酸强,可能相互之间发生的离子互换反应的离子方程式为:HNO2+ClO =NO2 +HClO,
故答案为减小;HNO2+ClO2-=NO2- + HClO;
(4)根据题设条件,酸HX和碱AOH恰好完全中和时溶液的pH等于7,可推知盐溶液中AX显中性;酸HY和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH也等于7,盐溶液中BY显中性;酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,可推出B+一定会水解,使盐溶液中BX显酸性,又BY显中性,故Y-水解显碱性,与B+水解程度相当,
①由“谁弱谁水解”规律可知,BOH和HY为弱电解质,
故答案为BOH、HY;
②若HX为强酸,则酸性:HX HY;若HX为弱酸,由于酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,则可知B+水解程度大于X-的电离程度,且已推出Y-水解与B+水解程度相当,则Y-的水解程度大于X-的电离程度,故根据“越弱越水解”原理可知,HX的酸性大于HY的酸性;
故答案为HX;HY;
(5)正极上硫得电子发生还原反应,所以正极电极反应式为:xS+2e-═Sx2-;钠高能电池中负极为钠,有23g钠消耗释放1mol e-,则207g钠消耗时转移的物质的量 = = 9 mol,又铅蓄电池的电极反应为:Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,铅蓄电池中铅是负极,207g铅消耗时转移2mol e-,故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2 =4.5倍,
故答案为xS+2e-Sx2-;4.5;
(6)根据溶度积的应用,可知要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,其氢氧根离子的浓度范围为 :≤c(OH-)<,即mol/L≤c(OH-)故答案为3.3 ≤ pH< 9。
8. a<d<c<b BD 大于 稀释相同倍数,一元酸HX的pH变化比CH3COOH的大,故HX酸性较强,电离平衡常数较大 9.9×10-7【解析】(1)据电离平衡常数可以知道,酸性由强到弱的顺序为:CH3COOH>H2CO3>HClO> ,弱酸的酸性越弱其酸根离子的水解程度越大,溶液碱性越强,所以pH由小到大排列顺序是a<d<c<b。答案为:a<d<c<b;
(2) A.0.1mol·L-1CH3COOH溶溶液加水稀释过程中,氢离子与醋酸根离子物质的量增大,浓度减小,酸性减弱,A不符合题意;
B.加水稀释过程中,氢离子物质的量增大,醋酸分子物质的量减小,所以=增大,B符合题意;
C.c(H+)·c(OH-)=KW,温度一定时,水的离子积常数不变,C不符合题意;
D.醋酸溶液加水稀释时酸性减弱,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,所以增大,D符合题意;
E.=Ka(CH3COOH),温度不变时,醋酸的电离平衡常数不变,E不符合题意;
故选BD。答案为:BD;
(3) pH相等的酸中,加水稀释促进弱酸电离,稀释相同的倍数,pH变化大的为强酸,小的为弱酸,所以HX的酸性大于醋酸,则HX的电离平衡常数大于醋酸。答案为:大于;稀释相同倍数,一元酸HX的pH变化比CH3COOH的大,故HX酸性较强,电离平衡常数较大。
(4)CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,存在电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),则c(CH3COO-)-c(Na+)= c(H+)-c(OH-)=(10-6-10-8) mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1。答案为9.9×10-7。
【点睛】同一条件下,pH相等的两种酸中,加水稀释相同的倍数,pH变化大的为强酸,小的为弱酸。
9. -1352.8 大于 或0.167 75% 0.5 增大二氧化碳的量 1:4 变大【解析】(1)由题干可知,反应①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.0kJ mol-1,反应②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-483.6kJ mol-1,根据盖斯定律可知,反应③2CH3OH(g)+3O2=2CO2(g)+4H2O(g)可以由3②-2①得到,故△H=3×(-483.6kJ mol-1)-2×(-49.0kJ mol-1)=-1352.8kJ mol-1,故答案为:-1352.8kJ mol-1;
(2)由图中可知,a点以后H2的物质的量还在减小,反应还在向正向进行,故a点正反应速率大于逆反应速率,前4min内,用CO2表示的平均反应速率为=0.167 mol L-1 min-1,故答案为:大于;0.167;
(3)有图中可知,平衡时氢气的物质的量为2mol,故转化率==75%,由三段式可知:,该条件下反应的平衡常数K===0.5,故答案为:75%,0.5;
(4)由图中可知,改变条件后H2的量减少,达到平衡所需要的时间更短,即反应速率加快,且H2的物质的量是逐渐减少的,故仅改变某一实验条件再进行实验,对应的实验条件改变的是增大二氧化碳的量,增大一种反应物的浓度平衡正向移动,另一种反应物的转化率增大,符合题意,故答案为:增大二氧化碳的量;
(5)二氧化碳催化加氢也可以合成乙烯,该反应是综合利用CO2的热点研究领域。CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中,该反应方程式为:2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g),故产物的物质的量之比n(C2H4):n(H2O)= 1:4,该反应正向是一个气体体积减小的反应,故当反应达到平衡时,若增大压强,平衡正向移动,则n(C2H4)变大,故答案为:1:4;变大。
10. NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 326 阳 NaOH溶液 SO-2e-+H2O=SO+2H+ 45% > 24300(MPa)-1【解析】(1)体积比为1:1的一氧化氮和二氧化氮与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应生成亚硝酸钠和水;
(2)反应热△H=反应物键能之和—生成物键能之和;
(3)①从C为硫酸可知,亚硫酸根通过阴离子交换膜进入阳极区,则b为阴离子交换膜,a为阳离子交换膜,阴极上水得到电子发生还原反应生成氢气,同时破坏水的电离平衡,在阴极区云集大量氢氧根离子;
②阳极上亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根;
(3)①建立三段式求解可得;
②由题图2知,T2℃下反应先达到平衡,则T2>T1,T1℃下,由A到B,反应趋向平衡,由B到C,温度升高,反应速率加快;
③建立三段式求解可得。
【解析】(1)体积比为1:1的一氧化氮和二氧化氮与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应生成亚硝酸钠和水,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,故答案为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;
(2)由反应热△H=反应物键能之和—生成物键能之和可得关系式-944=(x+3×436)—(4×413+2×463),解得x=326,故答案为:326;
(3)①从C为硫酸可知,亚硫酸根通过阴离子交换膜进入阳极区,阳极上亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根,则b为阴离子交换膜,阴极上水得到电子发生还原反应生成氢气,同时破坏水的电离平衡,在阴极区云集大量氢氧根离子,则a为阳离子交换膜,钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区生成氢氧化钠,故答案为:阳;NaOH溶液;
②阳极上亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根,电极反应式为SO-2e-+H2O=SO+2H+,故答案为:SO-2e-+H2O=SO+2H+;
(3)①由图可知,A点时压强为0.085MPa,设起始二氧化硫为2mol,转化率为a,由题意可建立如下三段式:
由P1:P2=n1:n2可得0.10:0.085=3:(3—x),解得x=0.45,即45%,故答案为:45%;
②T1℃下,由A到B,反应趋向平衡,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,B点处于平衡状态,则vA(逆)T1,由B到C,温度升高,反应速率加快,则vC(正)>vB(正)=vB(逆)>vA(逆),故答案为:>;
③设起始通入2mol SO2,1mol O2,在B点达到平衡时O2转化了y mol,由题意可建立如下三段式:
由P1:P2=n1:n2可得0.10:0.07=3:(3—y),解得y=0.9,则Kp===24 300(MPa)-1,故答案为24 300(MPa)-1。
【点睛】T1℃下,由A到B,反应趋向平衡,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,B点处于平衡状态,则vA(逆)T1,由B到C,温度升高,反应速率加快是分析关键,也是解答易错点。
11.(1)
(2)AC
(3)=
(4)向右
(5)
【解析】(1)
电离平衡常数越小、电离出氢离子能力越小、酸越弱、则其阴离子结合质子能力越强。由表知:HS-电离能力最差、则同浓度的、中结合的能力最强的是;
(2)
A.稀释促进电离, n(H+)有所增大,而体积增加得更快、变小,A符合;
B.稀释促进电离, n(H+)有所增大,变小,则增大,B不符合;
C.稀释变小,常温下Kw不变,则变小,C符合;
D.稀释变小,常温下Kw不变,则增大,D不符合;
故答案选AC;
(3)
、HClO溶液体积相等、物质的量浓度相等、即物质的量相等,分别用NaOH稀溶液中和可得到对应的钠盐溶液,则它们消耗的的NaOH物质的量相等、则消耗的等浓度NaOH溶液的体积大小关系为:=;
(4)
在新制氯水中加入少量的NaCl固体,增大了氯离子浓度,使左移,变小,促进水电离,则水的电离平衡向右移动;
(5)
某温度下,纯水中的,则该温度下,若温度不变,滴入稀硫酸使,则由水电离出的。
12.(1)-192.2
(2) 4.6 31 <
(3) 21.2 B
【解析】(1)
盖斯定律计算i+ii-iii得到CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-192.2kJ/mol;
(2)
①容器恒容,则气体压强之比等于气体的物质的量之比,初始总压强为33.2kPa,投料为=1:1,不妨设n(NO)=n(O2)=16.6mol,则压强和物质的量在数值上相等,t1min时,测得容器内O2分压p(O2)=10.6 kPa,则n(O2)=10.6mol,Δn(O2)=16.6mol-10.6mol=6.0mol,根据方程式可知相同时间内Δn(NO)=12mol,则此时容器内n(NO)=16.6mol-12mol=4.6mol,所以p(NO)=4.6kPa;
②根据题意可知平衡时总压强为22.3kPa,根据①所设,则此时气体总物质的量为22.3mol,16.6molNO完全反应,消耗8.3molO2,生成16.6molNO2,则此时容器内剩余n(O2)=16.6mol-8.3mol=8.3mol,所以容器内NO2和N2O4共22.3mol-8.3mol=14mol,根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知,每消耗2molNO2,气体总物质的量减少1mol,所以平衡时消耗NO2为(16.6mol-14mol)×2=5.2mol,则平衡时容器内n(NO2)=16.6mol-5.2mol=11.4mol,n(N2O4)=5.2mol÷2=2.6mol,则p(NO2)=11.4kPa,p(N2O4)=2.6kPa,所以Kp= kPa -1;NO2的转化率为×100%=31%;
③根据题意,升高温度容器内混合气体的平均相对分子质量减小,气体质量不变,说明气体物质的量增大,升温平衡向气体体积增大的方向进行,则反应为放热反应,ΔH<0;
(3)
①令Mb起始浓度为1,根据三段式:
K==;根据图,p(O2)=2.0kPa,α=80%,K==2,温度不变平衡常数不变,当测得人正常呼吸时α的最大值为97.7%,带入K==2,解得p(O2)=21.2kPa;
②该反应为气体系数之和减小的反应,增大压强平衡正向移动,MbO2的浓度增大,B点压强最大,所以B点MbO2的浓度最大。
13. SO2+OH-= H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1 NaCl溶液 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ 丁达尔效应 加入铁粉时发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,使反应b的平衡逆向移动 酸式 0.11【解析】(1)氯碱工业有NaOH、Cl2、H2三种产品,根据图示知NaOH进入吸收装置与烟气中的SO2反应生成NaHSO3,Cl2、H2进入合成塔中反应生成HCl,NaHSO3与HCl同时进入回收装置反应生成SO2和NaCl。①吸收装置中为SO2与NaOH反应生成NaHSO3,故离子方程式为SO2+OH-=;②合成塔中反应为H2+Cl2=2HCl,根据题意,生成1 mol HCl,放热92.3 kJ,故生成2 mol HCl,放热184.6 kJ,所以该反应热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1;③上述流程“回收装置”中生成的NaCl可进入氯碱工业循环使用,故此处填NaCl溶液;
(2)①Fe3+具有强氧化性,可将SO2氧化为,自身被还原为Fe2+,结合得失电子守恒初步确定反应为:2Fe3++SO2→+2Fe2+,根据FeCl3溶液显酸性,添加H+和H2O配平电荷守恒和元素守恒,得最终方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+;②胶体具有丁达尔效应,可据此检验胶体,故此处填丁达尔效应;③加入铁粉时发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,使反应b的平衡逆向移动,最终溶液中c(Fe2+)逐渐增大,溶液变为浅绿色,故此处填:加入铁粉时发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,使反应b的平衡逆向移动;
(3)制氯气后溶液中因含有剩余的HCl,溶液显酸性,故应该用酸式滴定管量取试样,即此处选“酸式”;
根据反应关系:NaOH~HCl,知c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH) ,故
,即试样中盐酸浓度为0.11 mol/L。
14. 2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116.0 kJ/mol < < 300~600K范围内,随着温度升高,反应①对应的平衡体系向逆反应方向移动的程度比反应②的小 0.225 mol·L-l·min-1 180 负 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O【解析】(1)Cu2S与Cu2O反应生成Cu和SO2的化学方程式为Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2↑。由②×3-①,可得2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116.0kJ/mol。
(2)由图1可知,压强相同,温度升高,二甲醚和乙酸甲酯的平衡转化率均减小,则△H1和△H2都小于0,即△H1<0,△H2<0。温度升高,反应①和反应②均逆向移动,但反应②受温度影响更大,逆向移动程度大,导致乙酸甲酯的百分含量增大,乙醇的百分含量逐渐减小。
故答案为<;< ;300~600K范围内,随着温度升高,反应①对应的平衡体系向逆反应方向移动的程度比反应②的小。
(3)由图1可知,压强为pkPa、温度为800K时,CH3OCH3的平衡转化率为0.9,根据已知条件,列出反应①的三段式:
v(CH3COOCH3)=0.45mol/L÷2min=0.225 mol·L-l·min-1;
K==180.
故答案为0.225 mol·L-l·min-1;180.
(4)电化学法制备Cu2O时,Cu失电子生成Cu2O,则Cu应为阳极,Fe为阴极。Fe接电源负极,则b为负极。电解时,阳极电极反应为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O。
故答案为负;2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O。
15.(1) 高温
(2) BC 0.16
(3) 500℃ 500℃时丙烯的产率最高 由图可知生成的反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,而生成的反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,故选择性降低
【解析】(1)
根据这三者的燃烧热的数值可得以下热化学方程式:;;,根据盖斯定律,由得反应,;根据吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS,其中ΔH为正值,ΔS为正值,则该反应在高温下可以进行;
(2)
①A.容器为恒容容器,且所有的反应物和产物都是气体,故密度是恒定不变的,故密度不变不能证明反应达到平衡,A错误;
B.所有的反应物和产物都是气体,则总质量是不变的,该反应前后气体的计量系数不同,故气体的平均摩尔质量是变量,则混合气体平均摩尔质量不再改变可以证明反应达到平衡,B正确;
C.该反应前后气体的计量系数不同,且容器为恒容容器,故压强是变量,则体系压强不再改变可以证明反应达到平衡,C正确;
D.消耗与生成都是正反应,反应方向相同,不能证明反应达到平衡,D错误;
故选BC;
②根据题给信息可得参加反应的的物质的量n()=1×50%=0.5mol,则;平衡时n()=1-1×50%=0.5mol,生成丙烯和氢气的物质的量n(H2)=n()=1×50%×80%=0.4mol,则丙烷脱氢反应的平衡常数K=;
(3)
①由图可知温度为500℃时丙烯的产率最高,故最佳反应温度为500℃;原因是:500℃时丙烯的产率最高;
②由图可知生成的反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,而生成的反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,故选择性降低。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
同课章节目录