專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合-備戰(zhàn)2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型專練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

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一、原理綜合題型的解題方法及思路
該類試題考查的是高中化學(xué)主干知識(shí)，試題難度一般較大，特別是原理綜合題型，將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合在一起，客觀上增加了思維容量。解題時(shí)要采用逐個(gè)分析、各個(gè)擊破的方法，認(rèn)真分析每個(gè)小題考查的知識(shí)點(diǎn)，迅速轉(zhuǎn)變思路，防止在一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、一個(gè)思路上“走到底”。
平常訓(xùn)練應(yīng)注重計(jì)算能力(重點(diǎn)訓(xùn)練平衡常數(shù)以及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算)、語(yǔ)言表述能力(利用平衡原理解釋實(shí)際問(wèn)題)的培養(yǎng)，提高解讀圖像的能力，掌握解題技巧。電化學(xué)應(yīng)重點(diǎn)掌握電極反應(yīng)式的書(shū)寫技巧以及有關(guān)電池參數(shù)方面的計(jì)算，應(yīng)用蓋斯定律解題時(shí)要先確定熱化學(xué)方程式的組合關(guān)系，再確定ΔH間的計(jì)算關(guān)系。
二、相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備
1.化學(xué)反應(yīng)速率題中應(yīng)注意的問(wèn)題
（1）對(duì)于可逆反應(yīng)，溫度變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率均產(chǎn)生影響且影響趨勢(shì)相同，但影響值不同。升溫對(duì)吸熱反應(yīng)影響較大，對(duì)放熱反應(yīng)影響較小;反之，降溫對(duì)吸熱反應(yīng)影響較小，對(duì)放熱反應(yīng)影響較大。
（2）計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，要特別注意時(shí)間、體積和濃度等單位的換算。
2.蓋斯定律的應(yīng)用技巧
蓋斯定律的應(yīng)用主要是利用給定的熱化學(xué)方程式求某熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱，技巧如下:
（1）確定要消掉的物質(zhì):凡是待求的熱化學(xué)方程式中沒(méi)有而給定的熱化學(xué)方程式中有的物質(zhì)，都屬于要消掉的物質(zhì)。消物質(zhì)時(shí)根據(jù)“同側(cè)相減，異側(cè)相加”的原則，從而快速確定給定的熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱是用加法還是用減法。
（2）調(diào)整化學(xué)計(jì)量數(shù):如果要消掉的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，則要調(diào)整熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)，使要消掉的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等(其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)也作同倍數(shù)的變化)，從而可快速確定給定熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱需要乘的倍數(shù)。
（3）注意檢查核對(duì):得到反應(yīng)熱的計(jì)算式后，一定要核對(duì)一下求得的反應(yīng)熱是不是與所求熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)。
3.平衡計(jì)算的應(yīng)用技巧
（1）平衡常數(shù)的應(yīng)用:反應(yīng)的化學(xué)方程式確定后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān);溫度不變，該反應(yīng)的平衡常數(shù)就不變，所以利用平衡常數(shù)?？梢蕴幚矶啻瓮读蠁?wèn)題。
（2）常用的計(jì)算思路:涉及平衡的計(jì)算常利用“三段式”法，要注意幾個(gè)關(guān)系的應(yīng)用，反應(yīng)物的c(平)=c(初)-c(轉(zhuǎn))，生成物的c(平)=c(初)+c(轉(zhuǎn))，反應(yīng)物的c(初)×α=反應(yīng)物的c(轉(zhuǎn))，不同物質(zhì)的c(轉(zhuǎn))之比等于它們對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
4.原電池電極反應(yīng)式的直接書(shū)寫技巧
原電池的電極反應(yīng)式的本質(zhì)是一個(gè)氧化還原反應(yīng)的某個(gè)半反應(yīng)，即氧化反應(yīng)(在原電池的負(fù)極上發(fā)生)或還原反應(yīng)(在原電池的正極上發(fā)生)。因此在書(shū)寫電極反應(yīng)式時(shí)，首先找到兩對(duì)物質(zhì)，氧化劑+ne-還原產(chǎn)物、還原劑-ne-氧化產(chǎn)物，然后結(jié)合電解質(zhì)溶液中存在的微粒、電極反應(yīng)式兩邊電荷守恒以及原子守恒，確定應(yīng)該添加的其他物質(zhì)，最后再配平。
如寫出“Pb-PbO2-稀H2SO4”構(gòu)成的原電池負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式。負(fù)極Pb失去電子變?yōu)镻b2+，而Pb2+能結(jié)合電解質(zhì)溶液中的S生成難溶物PbSO4，因此依據(jù)離子方程式的保留原則，得到負(fù)極反應(yīng)式:Pb+-2e-PbSO4;正極PbO2得電子生成Pb2+， Pb2+能與電解質(zhì)溶液中的結(jié)合生成難溶物PbSO4，化合價(jià)不變的氧離子與氫離子結(jié)合生成水，結(jié)合離子方程式的書(shū)寫原則，得到正極反應(yīng)式:PbO2++4H++2e-PbSO4+2H2O(注意PbO2不溶于水，書(shū)寫離子方程式時(shí)不能拆)。
5.電離平衡、水解平衡和溶解平衡題中應(yīng)注意的問(wèn)題
（1）書(shū)寫電離平衡、水解平衡、溶解平衡方程式時(shí)要用可逆符號(hào)連接。
（2）分析離子的存在形式時(shí)要考慮弱酸、弱堿的電離和離子能否發(fā)生水解。
（3）分析離子濃度大小時(shí)要考慮酸、堿、鹽對(duì)水電離的影響。
（4）利用溶度積常數(shù)分析沉淀是否能完成轉(zhuǎn)化時(shí)，要考慮溶解平衡式中陰陽(yáng)離子系數(shù)與溶度積常數(shù)的關(guān)系，溶度積大的其溶解度不一定大。
6.分析圖像與作圖時(shí)的解題步驟

考向一平衡與反應(yīng)熱的結(jié)合

此類試題主要考查速率、平衡和反應(yīng)熱的知識(shí)，反應(yīng)熱知識(shí)考查的方式有以下幾種:①給出兩個(gè)或兩個(gè)以上熱化學(xué)方程式，計(jì)算另一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱或書(shū)寫其熱化學(xué)方程式;②給出幾種物質(zhì)的燃燒熱，書(shū)寫某反應(yīng)的熱化學(xué)方程式或計(jì)算某反應(yīng)的反應(yīng)熱;③分析圖像計(jì)算反應(yīng)熱或書(shū)寫熱化學(xué)方程式;④根據(jù)鍵能結(jié)合蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱或書(shū)寫熱化學(xué)方程式。

1.CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義。回答下列問(wèn)題:
（1）CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)　 ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g)　 ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO(g)　 ΔH=-111 kJ·mol-1
該催化重整反應(yīng)的ΔH=　　　kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是　　　　(填標(biāo)號(hào))。?
A.高溫低壓　　　　　　B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為　　　　mol2·L-2。?
（2）反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

積碳反應(yīng)
CH4(g)C(s)+2H2(g)
消碳反應(yīng)
CO2(g)+C(s)2CO(g)
ΔH/(kJ·mol-1)
75
172
活化能/
(kJ·mol-1)
催化
劑X
33
91
催化
劑Y
43
72

　?、儆缮媳砼袛?，催化劑X　　　　Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。升高溫度時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是　　　　(填標(biāo)號(hào))。?

A.K積、K消均增加
B.v積減小、v消增加
C.K積減小、K消增加
D.v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大
②在一定溫度下，測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí)，不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如下圖所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)椤　　　　?

　　解析??。?）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算，催化重整反應(yīng)的ΔH=-111 kJ·mol-1×2-(-394 kJ·mol-1)-(-75 kJ·mol-1)=+247 kJ·mol-1 ;催化重整反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故升高溫度能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大;又因?yàn)榇呋卣磻?yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，故減小壓強(qiáng)，能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，所以A項(xiàng)正確。
已知反應(yīng):
　　　CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
起始:　2 mol　 1 mol　　　　0　　　 0
轉(zhuǎn)化:0.5 mol　0.5 mol　　1 mol　　1 mol
平衡:1.5 mol　0.5 mol　　1 mol　　1 mol
由于容器體積為2 L，則平衡常數(shù)
K== mol2·L-2。
（2）①由題中表格數(shù)據(jù)可知，相對(duì)于催化劑X，催化劑Y對(duì)應(yīng)的積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小，而消碳反應(yīng)的活化能相對(duì)較小，消碳反應(yīng)速率大，所以催化劑Y優(yōu)于催化劑X ;因?yàn)榉e碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)的反應(yīng)熱均大于0，正反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)均增大;由圖可知，當(dāng)積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，升高溫度，積碳量減小，所以升高溫度時(shí)，消碳反應(yīng)速率增大的倍數(shù)大于積碳反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，故A、D兩項(xiàng)正確。
②催化劑上積碳反應(yīng)的速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5，CO2的壓強(qiáng)越大，積碳反應(yīng)的速率越小，則積碳量越小，由圖中積碳量曲線可知:pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。
答案?　（1）+247　A　
（2）①劣于　相對(duì)于催化劑X，催化劑Y對(duì)應(yīng)積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小，而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)較小，消碳反應(yīng)速率大　AD
②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)

1.運(yùn)用蓋斯定律時(shí)需要注意熱化學(xué)方程式在加減或調(diào)整倍數(shù)的同時(shí)，ΔH也要相應(yīng)地加減或調(diào)整倍數(shù)，同時(shí)需要注意ΔH的符號(hào)。
2.在用鍵能求算反應(yīng)熱時(shí)需要注意是用反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能，并且要正確判斷每摩爾物質(zhì)中所含化學(xué)鍵的物質(zhì)的量。

　　
考向二平衡與電化學(xué)的結(jié)合

此類試題考查的知識(shí)點(diǎn)是平衡與電化學(xué)知識(shí)的綜合，重點(diǎn)考查原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫、電解池中離子移動(dòng)方向的判斷等。

2.CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題:
（1）CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，CO2主要轉(zhuǎn)化為　　　　(寫離子符號(hào));若所得溶液c()∶c()=2∶1，溶液pH=　　　　。(室溫下，H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)?
（2）CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣:
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

鍵能
/kJ·mol-1
413
745
436
1075

則該反應(yīng)的ΔH=　　　　。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是　　　　(填“A”或“B”)。?
②按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 ℃的原因是　。?

圖3

圖4

（3）O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖4所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
電池的負(fù)極反應(yīng)式:　　　　　　　　。?
電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e-6
6CO2+63+6O2
反應(yīng)過(guò)程中O2的作用是　　　　　　　　。?
該電池的總反應(yīng)式:　　　　　　　　。?
解析??。?）CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，因?yàn)槿芤旱膲A性較強(qiáng)，所以CO2主要轉(zhuǎn)化為。若所得溶液c()∶c()=2∶1，則根據(jù)第二步電離平衡常數(shù)K2===5×10-11，所以氫離子濃度為1×10-10 mol·L-1，pH=10。
（2）①化學(xué)反應(yīng)的焓變應(yīng)該等于反應(yīng)物鍵能之和減去生成物的鍵能之和，所以焓變?yōu)?4×413+2×745) kJ·mol-1-(2×1075+2×436) kJ·mol-1=+120 kJ·mol-1。初始時(shí)容器A、B的壓強(qiáng)相等，A容器恒容，隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)逐漸增大(氣體物質(zhì)的量增加)，B容器恒壓，壓強(qiáng)不變，所以達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)一定是A中大，B中小，此反應(yīng)壓強(qiáng)減小平衡正向移動(dòng)且正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以B容器更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，吸收的熱量更多。
②根據(jù)圖3可知，溫度再升高，反應(yīng)產(chǎn)率的增大并不明顯，而生產(chǎn)中的能耗和成本明顯增大，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)下降，所以選擇900 ℃為反應(yīng)最佳溫度。
（3）電池的負(fù)極為Al，Al失電子，該電解質(zhì)為氯化鋁離子液體，所以Al失電子應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al3+，電極反應(yīng)式為Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)。根據(jù)電池的正極反應(yīng)，氧氣在反應(yīng)前后沒(méi)有變化，故為催化劑。將兩極的電極反應(yīng)式加和得到總反應(yīng)為2Al+6CO2Al2(C2O4)3。
答案??。?）　10
（2）①+120 kJ·mol-1　B?、?00 ℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低
（3）Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)　催化劑　2Al+6CO2Al2(C2O4)3

　　1.在書(shū)寫原電池電極反應(yīng)式時(shí)要注意溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)卦陔姌O反應(yīng)式兩邊添加H+、OH-、H2O等，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。
2.在書(shū)寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，如果氫離子或氫氧根離子來(lái)自水，則電極反應(yīng)式中要寫水。
3.在進(jìn)行電化學(xué)計(jì)算時(shí)關(guān)鍵是抓得失電子守恒。
考向三平衡與電解質(zhì)溶液的結(jié)合

　　對(duì)電解質(zhì)溶液的考查主要集中在溶度積常數(shù)的計(jì)算、電離平衡常數(shù)的計(jì)算、鹽類水解平衡的應(yīng)用等。

3.砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉?wèn)題:
（1）畫(huà)出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖:　　　　。?
（2）工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行，原因是　。?
（3）已知:
As(s)+H2(g)+2O2(g)H3AsO4(s)　ΔH1
H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH2
2As(s)+O2(g)As2O5(s)　ΔH3
則反應(yīng)As2O5(s) +3H2O(l)2H3AsO4(s)的ΔH=　　　　　　　　。?
（4）298 K時(shí)，將20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng):As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。

①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是　　　　(填標(biāo)號(hào))。?
a.溶液的pH不再變化 b.v(I-)=2v()
c.不再變化 d.c(I-)=y mol·L-1
②tm時(shí)，v正　　　　v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。?
③tm時(shí)v逆　　　　tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是　。?
④若平衡時(shí)溶液的pH=14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為　　　　。?
解析??。?）As位于元素周期表中第四周期ⅤA族，說(shuō)明As核外有4個(gè)電子層，最外層有5個(gè)電子，故原子結(jié)構(gòu)示意圖為。
（2）由題意知As2S3+O2H3AsO4+S，As2S3中As元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+5價(jià)，S元素的化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，1 mol As2S3共失去10 mol電子，1 mol O2得到4 mol電子，根據(jù)得失電子守恒可得:2As2S3+5O24H3AsO4+6S，再由原子守恒可得化學(xué)方程式為2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S。該反應(yīng)加壓時(shí)，反應(yīng)物O2的濃度增大，反應(yīng)速率加快，平衡右移，同時(shí)能提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率。
（3）將已知三個(gè)熱化學(xué)方程式分別編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由①×2-②×3-③可得:As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s)　ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3。
（4）①溶液pH不變時(shí)，c(OH-)也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，a項(xiàng)正確;根據(jù)離子方程式可知，始終存在速率關(guān)系v(I-)=2v()，反應(yīng)不一定處于平衡狀態(tài)，b項(xiàng)錯(cuò)誤;由于與的總量一定，當(dāng)不再變化時(shí)，c()、c()均保持不變，反應(yīng)建立平衡，c項(xiàng)正確;由圖像可知，建立平衡時(shí)c(I-)=2c()=2y mol·L-1，因此當(dāng)c(I-)=y mol·L-1時(shí)，反應(yīng)沒(méi)有建立平衡，d項(xiàng)錯(cuò)誤。
②tm時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，故v正大于v逆。
③由于生成物，tm時(shí)的濃度小于tn時(shí)的濃度，因v逆的大小取決于生成物濃度的大小，故tm時(shí)的v逆小于tn時(shí)的v逆。
④反應(yīng)前，三種溶液混合后，c(Na3AsO3)=3x mol·L-1×=x mol·L-1，同理，c(I2)=x mol·L-1，平衡時(shí)溶液的pH=14，則c(OH-)=1 mol·L-1，反應(yīng)情況如下:
　　　　(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)(aq)+2I-(aq)+H2O(l)
起始濃度
/mol·L-1　　　x　　x　　　　　　　　0　　　 0
平衡濃度
/mol·L-1　　　　x-y　　　 x-y　　　1　　　y　 2y
K==。
答案??。?）
（2）2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S　增加反應(yīng)物O2的濃度，提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率
（3）2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
（4）①ac
②大于
③小于　tm時(shí)生成物濃度較低
④

　　1.多種溶液混合后，求算某溶液濃度時(shí)需要注意總體積變化引起的溶液濃度變化。
2.在進(jìn)行有關(guān)電離和水解平衡常數(shù)計(jì)算時(shí)，注意抓住兩個(gè)關(guān)系式:
（1）一元弱酸一元強(qiáng)堿鹽:Kh=。
（2）一元強(qiáng)酸一元弱堿鹽:Kh=。
3.利用水解原理除雜時(shí)注意控制好溶液的pH，不能引入新的雜質(zhì)，如MgCl2溶液中混有少量FeCl3雜質(zhì)，除雜時(shí)不能加NaOH、NH3·H2O等可溶性堿，否則會(huì)引入N、Na+等雜質(zhì)。
4.沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。在難溶物質(zhì)的飽和溶液中，溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。

1．某反應(yīng)在體積為5L的恒容密閉容器中進(jìn)行，在0-3分鐘內(nèi)各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示(A，B，C均為氣體，且A氣體有顏色)。

（1）該反應(yīng)的的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。
（2）反應(yīng)開(kāi)始至2分鐘時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為_(kāi)__________mol／(L·min)
（3）能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________
a．v(A)= 2v(B)
b．容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等
c．v逆(A)=v正(C)
d．容器內(nèi)氣體的顏色保持不變
（4）由圖求得平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)___________
【答案】（1）2A+B2C （2） 0.1mol·(L·min)-1 （3） cd （4） 37.5%
【詳解】
（1）由圖象可以看出，A、B的物質(zhì)的量逐漸減小，則A、B為反應(yīng)物，C的物質(zhì)的量逐漸增多，所以C為生成物，當(dāng)反應(yīng)到達(dá)2min時(shí)，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比，則△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2A+B?2C，故答案為：2A+B?2C；
（2）由圖象可以看出，反應(yīng)開(kāi)始至2分鐘時(shí)，△n（B）=1mol，B的平均反應(yīng)速率為： =0.1mol/（L?min），故答案為：0.1 mol·(L·min)-1；
（3） a．v(A)=2v(B)，沒(méi)有說(shuō)明正反應(yīng)和逆反應(yīng)的關(guān)系，則無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故a錯(cuò)誤；
b．容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，不能說(shuō)明各組分的濃度不再變化，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．在該反應(yīng)中A和C的計(jì)量數(shù)相等，當(dāng)v逆(A)=v正(C)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)了，故c正確；
d．只有A為有色物質(zhì)，當(dāng)容器內(nèi)氣體的顏色保持不變，說(shuō)明各組分的濃度不再變化，該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：cd；
（4）由圖可知，達(dá)平衡時(shí)，A、B、C的物質(zhì)的量分別為3mol、1mol、4mol，A的體積分?jǐn)?shù)為；故答案為：37.5%。
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，明確圖象曲線變化的意義為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)特征、化學(xué)反應(yīng)速率概念。
2．CO2的回收利用對(duì)減少溫室氣體排放，改善人類生存環(huán)境具有重要意義。
（1）利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2)，重整過(guò)程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
①CH4(g)═C(g)+2H2(g)△H=+75.0 kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+4l.0 kJ?mol-1
③CO(g)+H2(g)═C(g)+H2O(g)△H=-131.0 kJ?mol-1
則反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的 △H=___________ 。
（2）CO2可經(jīng)過(guò)催化氫化合成乙烯。反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+aM(g) △H。在2L密閉容器中充入2 molCO2和n molH2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比X｛X=｝的關(guān)系如圖所示：

①M(fèi)的化學(xué)式為_(kāi)__________ ， a=___________ 。
②A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)：Ka___________Kb (填“>”“”“”或“ 其他條件相同時(shí)，曲線Ⅱ先達(dá)到平衡，則溫度高于曲線Ⅰ，說(shuō)明溫度升高，CO2 的產(chǎn)率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小（4） 2SO＋4H＋＋2e-= S2O＋2H2O 陽(yáng)離子阻止 SO和 S2O在陽(yáng)極放電，以免影響對(duì) NO 的處理 1344
【詳解】
（1）已知：①2Na2SO3?(aq)+O2(aq)═2Na2SO4(aq)?H=m?kJ?mol-1
②O2(g)?O2(aq)?H=n?kJ?mol-1，，
根據(jù)蓋斯定律①+②可得2Na2SO3(aq)＋O2(g) = 2Na2SO4(aq) ΔH＝(m＋n) kJ·mol-1；
（2）當(dāng)溶解氧濃度為4.0mg?L-1時(shí)，c(Na2SO3)與速率數(shù)值關(guān)系如表，v1：v2=c1a(SO)：c2a(SO)，即，解得a=2；
（3）①a點(diǎn)時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.30，該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，所以反應(yīng)過(guò)程氣體的總物質(zhì)的量不變，始終為2mol，所以a點(diǎn)處n(CO2)=2mol×0.30=0.60mol，根據(jù)方程式可知?n(CO)=0.60mol，容器體積為2L，反應(yīng)時(shí)間為0.5min，所以v(CO)== 0.6 mol·L-1·min-1；
②b點(diǎn)時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.80；則n(CO2)=2mol×0.80=1.60mol，根據(jù)方程式可知?n(CO)=1.60mol，轉(zhuǎn)化率為=80%；
③其他條件相同時(shí)，曲線Ⅱ先達(dá)到平衡，則溫度高于曲線Ⅰ，說(shuō)明溫度升高，CO2 的產(chǎn)率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，則化學(xué)平衡常數(shù)：Kb＞Kd；
（4）①由圖可知，陰極區(qū)通入液體主要含SO，流出主要含S2O，根據(jù)電子守恒和元素守恒可知電極反應(yīng)式為2SO＋4H＋＋2e-= S2O＋2H2O；
②電解池中陰離子有向陽(yáng)極移動(dòng)的趨勢(shì)，阻止 SO和 S2O在陽(yáng)極放電，以免影響對(duì) NO 的處理，交換膜應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜；
②由于NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為，則關(guān)系式為NO～～5e-，若電路中轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移0.3mol e-，消耗NO為0.06mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL。
7．乙二酸(H2C2O4)俗名草酸，是可溶于水的二元弱酸，25℃時(shí)Ka1=5.6×10-2、Ka2=5.4×10-5。
（1）研究發(fā)現(xiàn)多種食物中富含草酸。用0.0500mol·L-1酸性KMnO4溶液測(cè)定某菠菜提取液中草酸的含量。原理為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。
①取待測(cè)菠菜提取液2mL于錐形瓶中，并將酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入_______中備用。
②滴定終點(diǎn)的判斷依據(jù)是_______。
③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
滴定次數(shù)
待測(cè)菠菜提取液的體積/mL
0.0500mol·L-1酸性KMnO4溶液的體積/m L
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液體積/mL
1
25.00
0.13
11.43
11.30
2
25.00
1.27
14.07
12.80
3
25.00
0.00
11.10
11.10
造成第2次所用酸性KMnO4溶液體積明顯偏大的原因可能是 _______(填標(biāo)號(hào))
a.錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗 b.滴定過(guò)程中錐形瓶?jī)?nèi)待測(cè)液濺出瓶外 c.滴定結(jié)束時(shí)，俯視讀數(shù)
④根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計(jì)算菠菜提取液中H2C2O4的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)______。
（2）草酸鈣能對(duì)血液起抗凝作用。
①已知正常人體血液中Ca2+含量約為25×10-3mol·L-1，則理論上最低為_(kāi)______時(shí)會(huì)生成CaC2O4沉淀。[已知Ksp(CaC2O4)=4×10-9]
②某血液抗凝劑原料為pH=9的Na2C2O4溶液，該溶液中陰離子OH-、、結(jié)合H+的能力最弱的為_(kāi)______，此時(shí)溶液中_______。
【答案】（1）酸式滴定管滴加最后一滴KMnO4溶液，溶液由無(wú)色變?yōu)?淺)紫色(或紅色、紫紅色)，且半分鐘內(nèi)不退色 a 0.056mol·L-1 （2） 0.16×10-6mol·L-1 5.4×104
【詳解】
（1）①酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡膠管，則應(yīng)裝盛在酸式滴定管；
②高錳酸鉀溶液顯紫色，則滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由無(wú)色變?yōu)?淺)紫色(或紅色、紫紅色)，且半分鐘內(nèi)不退色時(shí)，為滴定終點(diǎn)；
③a．錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗，導(dǎo)致草酸的物質(zhì)的量偏大，使用的高錳酸鉀的體積偏大，a符合題意；
b．滴定過(guò)程中錐形瓶?jī)?nèi)待測(cè)液濺出瓶外，導(dǎo)致草酸的物質(zhì)的量偏小，使用的高錳酸鉀的體積偏小，b與題意不符；
c．滴定結(jié)束時(shí)，俯視讀數(shù)，導(dǎo)致讀取高錳酸鉀溶液的讀數(shù)偏小，計(jì)算高錳酸鉀溶液的體積偏小，c與題意不符；
答案為a；
④第二次數(shù)據(jù)偏大，舍去不用，兩次體積的平均值為11.20mL，c(H2C2O4)= 11.20mL×0.0500mol·L-1×5÷25.00mL÷2=0.056mol·L-1；
（2）①Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)×c(C2O)=4×10-9，c(C2O)=4×10-9÷25×10-3mol·L-1=0.16×10-6mol·L-1；
②pH=9的Na2C2O4溶液中，c(H+)=10-9mol/L，根據(jù)Ka1=5.6×10-2、Ka2=5.4×10-5及Kw，溶液中需要c(OH-)=10-5mol/L，c(HC2O)=5.6×107 mol/L、c(C2O)=5.4×104 mol/L，結(jié)合H+的能力最弱的為HC2O；= Ka2÷c(H+)=5.4×10-5÷10-9mol/L=5.4×104 mol/L。
8．硫的氧化物是形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)祝驘煔?主要成分為SO2)的處理方法備受關(guān)注，主要有以下兩種方法。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
Ⅰ.堿液吸收法
步驟1：用足量氨水吸收SO2
步驟2：再加入熟石灰，發(fā)生反應(yīng)：2＋Ca2+＋2OH-＋=CaSO3↓＋2NH3·H2O
（1）已知：25℃時(shí)，Kb(NH3·H2O)=a；Ksp(CaSO3)=b，該溫度下，步驟2中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
Ⅱ．水煤氣還原法
已知：i.2CO(g)＋SO2(g)S(l)＋2CO2(g)△H1=-37.0kJ·mol-1
ii.2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g)△H2=＋45.4kJ·mol-1
（2）寫出CO(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)、H2(g)的熱化學(xué)方程式：___________。若該反應(yīng)在恒溫、恒容體系中進(jìn)行，達(dá)到平衡的標(biāo)志為_(kāi)__________(填選項(xiàng)字母)
A．單位時(shí)間內(nèi)，生成nmolCO的同時(shí)生成nmolCO2
B．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
C．混合氣體的總壓強(qiáng)保持不變
D．H2O(g)與H2(g)的體積比保持不變
（3）反應(yīng)ii的正反應(yīng)的活化能E正___________(填“＞”“＜”或“=”)逆反應(yīng)的活化能E逆。
（4）在一定壓強(qiáng)下，發(fā)生反應(yīng)ii.平衡時(shí)，α(SO2)(二氧化硫的轉(zhuǎn)化率)與原料氣投料比和溫度(T)的關(guān)系如圖所示。

①T1___________T2(填“＞”“＜”或“=”)
②逆反應(yīng)速率：M___________Q(填“＞”“＜”或“=”)
（5）T℃，向10L恒容密閉容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g)，發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii，5min達(dá)到平衡時(shí)，CO2(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量分別為1.6mol、1.8mol。
①該溫度下，反應(yīng)ii的平衡常數(shù)K=___________
②其他條件不變，6min時(shí)縮小容器體積。α(SO2)___________(填“增大”“減小”或“不變”)
（6）二氧化硫——空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所示。

①該電池放電時(shí)質(zhì)子從___________(填“b→a”或“a→b”)
②該電池負(fù)極反應(yīng)為_(kāi)__________
【答案】（1）（2）CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H=-41.2kJ/mol AD （3）＞（4）＞＞（5） 2700 增大（6） a→b SO2-2e-＋2H2O=＋4H+
【分析】
寫出平衡常數(shù)的表達(dá)式，設(shè)法運(yùn)用所給數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；判斷相關(guān)物質(zhì)量是否為變量，變量不變達(dá)到平衡；根據(jù)平衡移動(dòng)原理，比較相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，求出相關(guān)物質(zhì)的平衡濃度，計(jì)算平衡常數(shù)。
【詳解】
Ⅰ. （1）已知：25℃時(shí)，；，該溫度下，步驟2中的反應(yīng)為，其平衡常數(shù)
（2）已知：ⅰ.
ⅱ.
根據(jù)蓋斯定律可知，由(ⅰ-ⅱ)′0.5可以得到，則，所以，與反應(yīng)生成、的熱化學(xué)方程式為；
A．單位時(shí)間內(nèi)，生成nmolCO的同時(shí)生成nmolCO2，一正一逆且消耗等于生成，可以證明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故A符合題意；
B．由于該反應(yīng)前后的氣體的總質(zhì)量和總分子數(shù)均保持不變，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量在反應(yīng)過(guò)程中始終保持不變，故無(wú)法據(jù)此判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，B不符合題意；
C．反應(yīng)因反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，氣體壓強(qiáng)保持不變，故無(wú)法據(jù)此判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C不符合題意；
D．H2O(g)與H2(g)的體積比保持不變，在反應(yīng)過(guò)程中，該比值發(fā)生變化，當(dāng)與的體積比保持不變時(shí)，說(shuō)明各組分的濃度保持不變，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，D符合題意；
綜上所述，答案選AD。
（3）反應(yīng)ii2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) △H2=＋45.4kJ·mol-1，先吸收能量（正反應(yīng)的活化能E正）用于斷鍵，再形成新鍵放出能量（逆反應(yīng)的活化能E逆），該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，吸收能量大于放出能量，故正反應(yīng)的活化能E正＞逆反應(yīng)的活化能E逆；
（4）①由于是吸熱反應(yīng)，在其他條件不變的情況下，升高溫度可使該化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，變大，因此，結(jié)合圖中信息可知，T1＞T2；
②M和Q兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的均為化學(xué)平衡狀態(tài)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，由于M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度高于Q點(diǎn)，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大，所以，逆反應(yīng)速率：M＞Q；
（5）T℃，向10L恒容密閉容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g)，發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii，5min達(dá)到平衡時(shí)，CO2(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量分別為1.6mol、1.8mol；
（5）T℃，向恒容密閉容器中充入、和，則其起始濃度均為0.2mol/L，發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ（ⅰ.；ⅱ.）；
達(dá)到平衡時(shí)，和的物質(zhì)的量分別為、，則其平衡濃度分別為0.16mol/L和0.18mol/L，的變化量為0.16mol/L，則若只發(fā)生反應(yīng)ⅰ，的變化量為0.08mol/L，其平衡量為0.12mol/L；
①根據(jù)H元素守恒可知，的平衡濃度為0.02mol/L，的變化量為0.18mol/L，則反應(yīng)ⅱ中的變化量為0.09mol/L，的平衡量為0.12mol/L -0.09mol/L =0.03mol/L，該溫度下，反應(yīng)ⅱ的平衡常數(shù)2700；
②其他條件不變，時(shí)縮小容器容積，則體系的壓強(qiáng)增大，兩反應(yīng)的化學(xué)平衡均向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故增大；
（6）如圖所示，由題意該裝置為原電池裝置，Pt1電極上SO2轉(zhuǎn)化為硫酸，硫元素化合價(jià)升高，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，a為負(fù)極，則b為正極，以此解題；
①該電池放電時(shí)，電解液中的陽(yáng)離子移向正極，由a→b；
②a為該電池的負(fù)極，失去電子，根據(jù)圖示，通入二氧化硫和水，生成硫酸（水中電離），故反應(yīng)式為：SO2-2e-＋2H2O=＋4H+。
9．CO2的回收與利用是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)課題，工業(yè)上有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ?mo1-1。將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中，測(cè)得的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示(實(shí)線)。

（1）已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ?mol-1。依據(jù)題中信息計(jì)算反應(yīng)：2CH3OH(g)+3O2=2CO2(g)+4H2O(g) △H=__kJ?mol-1。
（2）a點(diǎn)正反應(yīng)速率___(填大于、等于或小于)逆反應(yīng)速率，前4min內(nèi)，用CO2表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)__mol?L-1?min-1。
（3）平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率a=___，該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。
（4）僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變的是___。
（5）二氧化碳催化加氫也可以合成乙烯，該反應(yīng)是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)城。CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)：n(H2O)=___。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則n(C2H4)___(填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】（1）-1352.8 （2）大于（3）或0.167 75% 0.5 （4）增大二氧化碳的量（5）1：4 變大
【詳解】
（1）由題干可知，反應(yīng)①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ?mo1-1，反應(yīng)②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.6kJ?mol-1，根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③2CH3OH(g)+3O2=2CO2(g)+4H2O(g)可以由3②-2①得到，故△H=3×(-483.6kJ?mol-1)-2×(-49.0kJ?mo1-1)=-1352.8kJ?mol-1，故答案為：-1352.8kJ?mol-1；
（2）由圖中可知，a點(diǎn)以后H2的物質(zhì)的量還在減小，反應(yīng)還在向正向進(jìn)行，故a點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，前4min內(nèi)，用CO2表示的平均反應(yīng)速率為=0.167 mol?L-1?min-1，故答案為：大于；0.167；
（3）有圖中可知，平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為2mol，故轉(zhuǎn)化率==75%，由三段式可知：，該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K===0.5，故答案為：75%，0.5；
（4）由圖中可知，改變條件后H2的量減少，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間更短，即反應(yīng)速率加快，且H2的物質(zhì)的量是逐漸減少的，故僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變的是增大二氧化碳的量，增大一種反應(yīng)物的濃度平衡正向移動(dòng)，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，符合題意，故答案為：增大二氧化碳的量；
（5）二氧化碳催化加氫也可以合成乙烯，該反應(yīng)是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)城。CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，該反應(yīng)方程式為：2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)，故產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)：n(H2O)= 1：4，該反應(yīng)正向是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，故當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則n(C2H4)變大，故答案為：1：4；變大。
10．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)回答：
（1）若在一容積為 2 L 的密閉容器中加入 0.2 mol 的N2 和 0.6 mol 的 H2 在一定條件下發(fā)生反應(yīng)： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，若在 5 分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得 NH3 的物質(zhì)的量為0.2 mol。則平衡時(shí) c(N2)=_______。平衡時(shí)H2 的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______%。
（2）平衡后，若提高H2 的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有_______。
A．加催化劑 B．增大容器體積 C．降低反應(yīng)體系的溫度 D．加入一定量 N2
（3）若在 0.5 L 的密閉容器中，一定量的氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其化學(xué)平衡常數(shù) K 與溫度 T 的關(guān)系如表所示：請(qǐng)完成下列問(wèn)題：
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
①寫出化學(xué)平衡常數(shù) K 的表達(dá)式_______；
②試比較 K1、K2 的大小，K1_______K2(填“>”“＜”或“=”)；
③400 ℃時(shí)，反應(yīng) 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為_(kāi)______。當(dāng)測(cè)得 NH3、N2 和 H2物質(zhì)的量分別為 3 mol、2 mol 和 1 mol 時(shí)，則該反應(yīng)的 v(N2)正_______v(N2)逆(填“>”“＜” 或“=”)。
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論，聯(lián)系合成氨的生產(chǎn)實(shí)際，你認(rèn)為下列說(shuō)法不正確是_______。
A．化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品
B．勒夏特列原理可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品
C．催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效方法
D．正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度理論都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益
（5）請(qǐng)分析 0.1 mol·L-1 NaHCO3 溶液顯堿性原因的離子方程式_______。
（6）實(shí)驗(yàn)室中配制 FeCl3 溶液時(shí)常加入_______溶液以抑制其水解，若把 NaHCO3 和 FeCl3 溶液混合，將產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色氣體，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。
【答案】（1）0.05 mol?L-1 50% （2） CD （3） K= > 2 > （4） C （5） +H2OH2CO3+OH- （6）鹽酸 3+Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3↓
【詳解】
（1）在 5 分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得 NH3 的物質(zhì)的量為0.2 mol，則消耗的N2的物質(zhì)的量為0.1 mol，剩余的N2的物質(zhì)的量為0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol，c(N2)== 0.05 mol?L-1；平衡時(shí)剩余的H2的物質(zhì)的量為0.3 mol，平衡轉(zhuǎn)化率為
（2） A．加催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不改變轉(zhuǎn)化率，故A錯(cuò)誤；
B．增大容器體積，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率降低，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率升高，故C正確；
D．加入一定量 N2，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率升高，故D正確；
故答案為CD。
（3）①化學(xué)平衡常數(shù) K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，表達(dá)式為K=。
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，溫度越高平衡常數(shù)越小，故，K1＞K2。
③400 ℃時(shí)，反應(yīng) 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K的值與反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 的平衡常數(shù)呈倒數(shù)，所以K==2；當(dāng)測(cè)得 NH3、N2 和 H2物質(zhì)的量分別為 3 mol、2 mol 和 1 mol 時(shí)，容器的體積為0.5 L，則NH3、N2 和 H2物質(zhì)的量濃度分別為6 mol?L-1、4 mol?L-1、2 mol?L-1，此時(shí)濃度商Qc=＜K=2，說(shuō)明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則該反應(yīng)的 v(N2)正＞v(N2)逆。
（4） A．根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品，故A正確；
B．結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素，采用合適的外界條件，使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，可提高產(chǎn)率，故B正確；
C．催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能提高產(chǎn)品產(chǎn)率，故C錯(cuò)誤；
D．在一定的反應(yīng)速率的前提下，盡可能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，故D正確；
故答案為C。
（5）水解生成OH-，使溶液顯堿性，反應(yīng)的離子方程式為+H2OH2CO3+OH-。
（6） FeCl3 溶液中的Fe3+會(huì)發(fā)生水解生成Fe(OH)3和H+，時(shí)常加入鹽酸溶液以抑制其水解； NaHCO3 和 FeCl3 溶液混合，將產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色氣體，該反應(yīng)的離子方程式為3+Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3↓。
11．氮和硫的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）航天領(lǐng)域中常用N2H4作為火箭發(fā)射的助燃劑。N2H4與氨氣相似，是一種堿性氣體，易溶于水，生成弱堿N2H4·H2O。用電離方程式表示N2H4·H2O顯堿性的原因_______。
（2）在恒溫條件下，1 mol NO2和足量C發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，測(cè)得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：

①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：Kc(A)_______ Kc(B)(填“＜”或“>”或“=”)。
②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是_______(填“A”或“B”或“C”)點(diǎn)。
③計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=_______(寫出計(jì)算結(jié)果，Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
（3）亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ka=5.1×10-4(298K)。它的性質(zhì)和硝酸很類似。已知298K 時(shí)，H2CO3的Ka1=4.2×10-7；Ka2=5.61×10-11.向含有2mol碳酸鈉的溶液中加入1mol的HNO2后，則溶液中CO、HCO和NO的離子濃度由大到小是_______。
（4）一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來(lái)，但產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：
① CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ?mol-1
②CaSO4(s)+ 4CO(g) CaS(s)+ 4CO2(g) △H= -189.2kJ?mol-1
反應(yīng)CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=_______kJ?mol-1；
（5）H2S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時(shí)，在0.10 mol·L-1H2S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c(S2-)關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。

①pH=13時(shí)，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=_______mol·L-1；
②某溶液含0.010 mol·L-1Fe2+和0.10 mol·L-1H2S，當(dāng)溶液pH=_______時(shí)，F(xiàn)e2+開(kāi)始沉淀。（已知：KSP(FeS)=1.4×10-19）
【答案】（1）N2H4·H2ON2H+OH-(或N2H4+H2ON2H+OH-) （2） = A 4 MPa （3） c(HCO)>c(NO)>c(CO) （4） -399.7 （5） 0.043 2
【分析】
（2）①平衡常數(shù)只受溫度影響；
②增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；
③在C點(diǎn)時(shí)，二氧化碳與二氧化氮的濃度相等，根據(jù)反應(yīng)2NO2(g)+2C(s)?N2(g)+2CO2(g)，可知氮?dú)獾臐舛葹槎趸嫉囊话?，?jù)此確定各成份氣體的體積分?jǐn)?shù)，進(jìn)而確定反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp；
（4）利用蓋斯定律將②×4-①可得CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)?CaS(s)+3CO2(g)反應(yīng)熱；
（5）①根據(jù)物料守恒進(jìn)行分析；②根據(jù)硫化亞鐵的溶度積計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。
【詳解】
（1）肼易溶于水，它是與氨類似的弱堿，則電離生成OH-和陽(yáng)離子，電離方程式為N2H4·H2ON2H+OH-，故答案為：N2H4·H2ON2H+OH-；
（2）①平衡常數(shù)只受溫度影響，所以Kc(A)=Kc(B)，故答案為：=；
②增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，所以A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是A點(diǎn)，故答案為：A；
③在C點(diǎn)時(shí)，二氧化碳與二氧化氮的濃度相等，根據(jù)反應(yīng)2NO2(g)+2C(s)?N2(g)+2CO2(g)，可知氮?dú)獾臐舛葹槎趸嫉囊话?，所以混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)為，NO2的體積分?jǐn)?shù)，N2的體積分?jǐn)?shù)，所以反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)，故答案為：4 MPa；
（3）由亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ki=5.1×10 -4，H2CO?的Ki1=4.2×10-7，Ki2=5.61×10-11，可知溶液中完全反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3和NaNO2，可判斷水解程度大小順序?yàn)镃O＞NO2-＞HCO，CO水解生成HCO，所以溶液中CO離子、HCO離子和NO2-離子的濃度大小關(guān)系為c(HCO)>c(NO)>c(CO)，故答案為：c(HCO)>c(NO)>c(CO)；
（4）由蓋斯定律可知將②×4-①可得CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)?CaS(s)+3CO2(g)△H=4×(-47.3kJ?mol-1)-(210.5kJ?mol-1)=-399.7kJ?mol-1，故答案為：-399.7；
（5）①根據(jù)圖象，pH=13時(shí)，溶液中c(S2-)=5.7×10-2mol/L，根據(jù)物料守恒，則溶液中c(H2S)+c(HS-)=0.1mol/L-5.7×10-2mol/L=0.043mol/L，故答案為：0.043；
②當(dāng)Qc=Ksp(FeS)時(shí)開(kāi)始沉淀，所以，結(jié)合圖象得出此時(shí)的pH=2，所以pH=2時(shí)Fe2+離子開(kāi)始沉淀，故答案為：2。
12．“綠水青山就是金山銀山”，研究并消除氮氧化物污染對(duì)建設(shè)美麗家鄉(xiāng)，打造宜居環(huán)境有重要意義。
（1）已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ?mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ?mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ?mol-1
若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___。
（2）T℃時(shí)，存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)。該反應(yīng)正逆反應(yīng)速率與NO2、N2O4的濃度關(guān)系為：v正=k正c2(NO2)，v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常數(shù))，且lgv正~lgc(NO2)與lgv逆~lgc(N2O4)的關(guān)系如圖所示。

①T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。
②T℃時(shí)，往剛性容器中充入一定量NO2，平衡后測(cè)得c(N2O4)為1.0mol/L，則平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_(kāi)__(以分?jǐn)?shù)表示)。平衡后v正=__(用含a的表達(dá)式表示)。
（3）用活性炭還原法處理氮氧化物的有關(guān)反應(yīng)為：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向一恒壓密閉容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO，在t2時(shí)刻改變某一條件，其反應(yīng)過(guò)程如圖所示。

①則t2時(shí)刻改變的條件為_(kāi)_。
②t1時(shí)刻的v逆__t2時(shí)刻的v正(填“＞”“＜”或“=”)。
（4）在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H＜0。下列說(shuō)法正確的是___。
A．及時(shí)分離出生成的尿素，有利于NH3的轉(zhuǎn)化率增大
B．反應(yīng)達(dá)到平衡后，混合氣體的密度不再發(fā)生改變
C．反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行
D．當(dāng)尿素的質(zhì)量不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡
【答案】（1）2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-854 kJ?mol-1 （2） 100 10a （3）向密閉容器中加入NO ＜（4） BD
【詳解】
（1）2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ?mol-1 ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ?mol-1 ②
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ?mol-1 ③
若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=，則反應(yīng)為2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g)，將②×2-①-③，得ΔH=(-393.5×2+114-181) kJ?mol-1=-854 kJ?mol-1，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -854 kJ?mol-1。答案為：2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -854 kJ?mol-1；
（2）由化學(xué)方程式可知，v正的斜率更大一些，從而得出lg v正=a+2，lg v逆=a，則lg v正=lgk正+2lg c(NO2)= lgk正=a+2，k正=10（a+2），lg v逆=a，則lg v逆= lgk逆+lg c(N2O4)= lgk逆=a，k逆=10a。
①T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==100。
②T℃時(shí)，往剛性容器中充入x mol/LNO2，平衡后測(cè)得c(N2O4)為1.0mol/L，則可建立如下三段式：

K=，x=2.1mol/L，則平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為=。平衡后v正=10（a+2）×0.12=10a。答案為：100；；10a；
（3）①因?yàn)楹銐喝萜髦?，改變條件的瞬間，逆反應(yīng)速率減小，但平衡正向移動(dòng)且達(dá)平衡后，逆反應(yīng)速率與原平衡時(shí)相同，所以t2時(shí)刻改變的條件為向密閉容器中加入NO。
②t2時(shí)刻，充入NO，反應(yīng)物的濃度增大，正反應(yīng)速率增大，所以t1時(shí)刻的v逆＜t2時(shí)刻的v正。
（4）A．因?yàn)槟蛩爻使虘B(tài)，所以及時(shí)分離出生成的尿素，對(duì)NH3的轉(zhuǎn)化率沒(méi)有影響，A不

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