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文檔簡介
1、1碳酸亞鐵(FeCO3)是菱鐵礦的主要成分,將其隔絕空氣加熱到200開始分解為FeO和CO2,若將其在空氣中高溫煅燒則生成Fe2O3。(1)已知25,101kPa時:C(s)+O2(g)CO2(g) H-393 kJ·mol-1鐵及其化合物反應的焓變示意圖如右圖:請寫出FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學方程式 。(2)據(jù)報道,一定條件下Fe2O3可被甲烷還原為“納米級”的金屬鐵。其反應為:Fe2O3(s)+3CH4(g) 2Fe(s) + 3CO(g)+6H2(g) H反應在3L的密閉容器中進行,2min后達到平衡,測得Fe2O3在反應中質量減少4.8g,則該段時間內用H2
2、表示該反應的平均反應速率為 。將一定量的Fe2O3(s)和3CH4(g)置于恒溫恒容密閉容器中,在一定條件下反應,能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 。ACO和H2的物質的量之比為1:2 B混合氣體的密度不再改變C鐵的物質的量不再改變 Dv正(CO)= 2v逆(H2)在容積均為VL的I、II、III三個相同密閉容器中加入足量“納米級”的金屬鐵,然后分別充入a mol CO和2a mol H2,三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變,在其他條件相同的情況下,實驗測得反應均進行到t min時CO的體積分數(shù)如圖所示,此時I、II、III三個容器中一定處于化學平衡狀態(tài)的是 ;上述反應的H 0(填“
3、大于”或“小于”)。甲烷經重整催化作用提供反應氣的燃料電池如右圖(以熔融Li2CO3 和K2CO3為電解質)。則正極電極反應式為 ,以此電池為電源電解精煉銅,當有0.1 mol e- 轉移時,有 3.2 g銅溶解(填“>”、“<” 或“=”)。(3)Fe2O3用CO還原焙燒的過程中,反應物、生成物和溫度之 間的關系如右圖所示。若在800 ,混合氣體中CO2體積分數(shù)為40%的條件下,F(xiàn)e2O3用CO還原焙燒,寫出反應的化學方程式為 。(4)Fe2O3還可以用來制備FeCl3,通過控制條件FeCl3可生成聚合物,其離子方程式為:x Fe3+y H2OFex(OH)y(3x-y)+y H
4、+下列措施不能使平衡正向移動的是 (填序號)A加水稀釋 B加入少量鐵粉 C升溫 D加入少量Na2CO32目前,“低碳經濟”備受關注,CO2的產生及有效開發(fā)利用成為科學家研究的重要課題。(1)一定條下:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)已知:C和H2的燃燒熱分別為393.5KJ/mol和285.8KJ/mol,且H2O(1)=H2O(g) H=+44.0KJ/mol.則該反應的H= 。在一定的條件下,將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器,發(fā)生此反應,其相關數(shù)據(jù)如下表所示:容器容積/L溫度/起始量/mol平衡量/molC(s)H2O(g)H2(g)甲2T1243.2乙
5、1T2121.2T1 T2(填“>”、“=”或“<”).若乙容器中達到平衡所需時間為3min,則當反應進行到1.5mol時,H2O(g)的物質的量的濃度 (填選項字母)。A=0.8mol/L B=1.4mol/L C< 1.4mol/L D> 1.4mol/LT2下,乙容器中若起始充入a molCO2和b molH2,反應達到平衡時,測得CO2的轉化率大于H2的轉化率,則a/b的值需滿足的條件為 。(2)用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1 取五份等體體積CO2和H2的混合
6、氣體(物質的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)(CH3OH) 與反應溫度T的關系曲線如圖1所示,則上述CO2轉化為甲醇反應的H1 0(填“”、“”或“”)。在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖2所示。若在上述平衡體系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g)(保持溫度不變),則此平衡將 移動(填“向正反應方向”、“不”或“逆反應方向”) (3)CO2在一定的條件下,還可以轉化為甲醚(CH3OCH3)。某研
7、究小組將兩個甲醚燃料電池串聯(lián)后作為電源,電解飽和食鹽水,裝置如圖3所示。請寫出該甲醚燃料電池負極的電極反應式 。若U形管中氯化鈉溶液的體積為600mL。閉合K后,若每個電池甲醚用量均為0.0112L(已折算到標準狀況),且反應完全,假設產生的氣體全部逸出,電解后溶液混合均勻,則電解后U形管中溶液的pH為 。(4)常溫下,用NaOH溶液吸收CO2得到pH=11的Na2CO3溶液,吸收過程中水的電離平衡將 移動(填“正向”、“不”、“逆向”);使計算溶液中= 。(已知常溫下,H2CO3的電離平衡常數(shù)為K1=4.4×10-2,K2=4.7×10-11)3研究氮氧化物與懸浮在大氣中
8、的海鹽粒子的相互作用時,設計如下反應:I2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g) H< 0 ,化學平衡常數(shù)為k1,II. 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) H<0化學平衡常數(shù)為k2請回答下列問題:(1)4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)的反應熱H= (用H1、H2表示),化學平衡常數(shù)K= (用k1、k2表示)(2)若反應I在絕熱密閉容器中進行,實驗測得NO2(g)的轉化率(NO2%)隨時間變化如圖所示,t3-t1時刻NO2(g)的轉化率(NO2%)降低的原因是 。(3)若反應II在恒溫、恒容條件下進行,下列
9、能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的是_A容器內壓強不再變化Bn(ClNO)=n(NO)C混合氣體密度不變DV正(NO)=V逆(ClNO)(4)在一定溫度和壓強下,反應II達到平衡,當NO和Cl2的比例不同時,對Cl2的比例不同時,對Cl2的轉化率及平衡混合物中ClNO的體積分數(shù)都有影響。設NO和Cl2起始物質的量之比為x,平衡時Cl2的轉化率為a,平衡混合物中ClNO的體積分數(shù)為y,y= 。(用a和x的代數(shù)式表示y)(5)實驗室用NaOH溶液吸收NO2,反應為:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應得1L溶液A,溶液
10、B為0.1molL-1的CH3COONa溶液,則兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COOH)由大到小的順序為 。(已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10-4molL-1,CH3COOH的電離常數(shù)K a=1.7×10-5molL-1)。常溫下,向溶液B中加水稀釋過程中,下列比值變化大的是 。ac(H+)/c(OH-) b.c(OH-)/c(CH3COO-)c.c(Na+)/c(CH3OO-) d.c(CH3OO-)·c(H+)/c(CH3COOH)4研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要意義。(1)將CO2與焦炭(石墨)作用生成CO,CO可用
11、于煉鐵等。已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =2Fe(s)+ 3CO(g) H 1 = +489.0 kJ·mol1C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) H 2 = +172.5 kJ·mol1則CO還原Fe2O3(s)的熱化學方程式為 。(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為:CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) H若向體積為1L的恒容密閉容器中按下表中三種投料方式投料,發(fā)生上述反應反應溫度對CO2平衡轉化率影響的曲線(如下圖)。 該反應的H_0(填“”“”或“=” ),曲線C對應的投料是第_組。
12、 T1 時,曲線a對應的化學平衡常數(shù)K=_(保留兩位有效數(shù)字)。 若500 時該反應的平衡常數(shù)K= 2.5,T1_500 (填“>”“<”或“=”)。(3)用電化學的方法也可以將CO2變廢為寶,用硫酸溶液作電解質進行電解,CO2在電極上可轉化為甲烷,該電極反應式為_。(4)用石灰水就能夠將CO2轉變成CaCO3,若Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,飽和石灰水的物質的量濃度為0.01mol/L,則向1L飽和石灰水中通入_mLCO2(標準狀況),溶液中開始出現(xiàn)沉淀(不考慮反應過程中溶液體積的變化)。5氮的重要化合物如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在
13、生產、生活中具有重要作用(1)利用NH3的還原性可消除氮氧化物的污染,相關熱化學方程式如下:H2O(l)=H2O(g)H1=44.0kJmol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)H2=229.3kJmol-14NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)H3=-906.5kJmol-14NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)H4則H4=_kJmol-1(2)使用NaBH4為誘導劑,可使Co2+與肼在堿性條件下發(fā)生反應,制得高純度納米鈷,該過程不產生有毒氣體。寫出該反應的離子方程式:_;在納米鈷的催化作用下,肼可分解生成兩種氣體,其中一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變
14、藍若反應在不同溫度下達到平衡時,混合氣體中各組分的體積分數(shù)如下圖1所示,則N2H4發(fā)生分解反應的化學方程式為:_;為抑制肼的分解,可采取的合理措施有_(任寫一種)。(3)在微電子工業(yè)中NF3常用作半導體、液晶和薄膜太陽能電池等生產過程的蝕刻劑,在對硅、氮化硅等材料進行蝕刻時具有非常優(yōu)異的蝕刻速率和選擇性,在被蝕刻物表明不留任何殘留物,對表面物污染。工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產NF3,其電解原理如上圖2所示。a電極為電解池的_(填“陰”或“陽”)極,寫出該電極的電極反應式:_;以NF3對氮化硅(Si3N4)材料的蝕刻為例,用反應方程式來解釋為什么在被蝕刻物表面不留任何殘留物_。氣體
15、NF3不可燃但可助燃,故氣體NF3應遠離火種且與還原劑、易燃或可燃物等分開存放,結構決定性質,試從結構角度加以分析_。能與水發(fā)生反應,生成兩種酸及一種氣態(tài)氧化物,試寫出相應的化學方程式_。6燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM25(可入肺顆粒物)污染也跟冬季燃煤密切相關SO2、CO、CO2也是對環(huán)境影響較大的氣體,對它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑(1)利用電化學原理將SO2 轉化為重要化工原料C若A為SO2,B為O2,則負極的電極反應式為:_。(2)有一種用CO2生產甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g
16、)+H2O(g)H=-a kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-b kJmol-1;H2O(g)H2O(l)H=-c kJmol-1;CH3OH(g)CH3OH(l)H=-d kJmol-1,則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為:_。(3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):實驗組溫度起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minCOH2OH2CO16504216246290021041633900abcd
17、t該反應的H_(填“”或“”)熱反應,實驗2條件下平衡常數(shù)K=_實驗3中,若平衡時,CO的轉化率大于水蒸氣,則a/b的值_(填具體值或取值范圍)。實驗4,若900時,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol,則此時V正_V逆(填“<”,“”,“=”)。判斷該反應達到平衡的依據(jù)是_。ACO2減少的化學反應速率和CO減少的化學反應速率相等B容器內氣體壓強保持不變CCO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化D容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化72-丁烯是一種重要的有機化工原料?;卮鹣铝袉栴}:(1)己知2一丁烯有順、反兩種同分異構體,可表示為順-C4H8、反-C4H8。一
18、定條件下,它們分別發(fā)生加成反應的熱化學方程式為:順-C4H8:H=-118.9 kJ/mol,反-C4H8:H=-112.7 kJ/mol,相同條件下,兩種氣體之間存在如下轉化:該反應的反應熱為:H=_。下列敘述中能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_(填序號)a順-C4H8的含量保待不變b混合氣體的平均摩爾質量保持不變c混合氣體中碳的質量分數(shù)保持不變達到平衡后,若要進一步提高體系中反-C4H8的含量,可采取的措施是_。(2)2-丁烯與氫氣反應時,一般用鎳作催化劑,鎳具有優(yōu)良的物理和化學特性,是許多領域尤其是高科技產業(yè)的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應依次為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO
19、)4(g)H0;Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g),則下圖中能反映出羰基法提純粗鎳過程中能量變化的是_。在一定條件下的2L密閉容器中制備Ni(CO)4,粗鎳(所含雜質不與CO反應)剩余質量和反應時間的關系如圖所示Ni(CO)4在010min的平均反應速率為_。若反應達到平衡后,保持其他條件不變,降低溫度,重新達到平衡時_(填序號)a平衡常數(shù)K增大 bCO的濃度減小 cv正Ni(CO)4增大設計簡單實驗方案用羰基法提純粗鎳,將粗鎳粉末裝入玻璃管一端,抽真空后充入CO并封管,_。8研究氮氧化物的反應機理,對于消除對環(huán)境的污染有重要意義。升高溫度絕大多數(shù)的化學反應速率增大,但是2NO(g)
20、+O2(g)2NO2(g)的速率卻隨著溫度的升高而減小。某化學小組為研究該特殊現(xiàn)象的實質原因,查閱資料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步:2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2) H1<0N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2) H2<0請回答下列問題:(1)反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的H= kJ·mol-1(用含H1和H2的式子表示)。一定溫度下,反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài),請寫出
21、用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達式K= ,升高溫度,K值 (填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反應,反應的活化能E1與反應的活化能E2的大小關系為E1 E2(填“>”、“<”或“=”)。根據(jù)速率方程分析,升高溫度該反應速率減小的原因是 。Ak2正增大,c(N2O2)增大 Bk2正減小,c(N2O2)減小Ck2正增大,c(N2O2)減小 Dk2正減小,c(N2O2)增大由實驗數(shù)據(jù)得到v2正O2的關系可用右圖表示。當x點升高到某一溫度時,反應重新達到平衡,則變?yōu)橄鄳狞c為 (填字母)。 (3)工業(yè)上可用氨水作為N
22、O2的吸收劑,NO2通入氨水發(fā)生的反應:2NO2+2NH3·H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O。若反應后的溶液滴入甲基橙呈紅色,則反應后溶液中c(NH4+) c(NO3-)+c(NO2-)(填“>”“<”或“=”)。工業(yè)上也可用電解法處理氮氧化物的污染。電解池如圖所示,陰陽電極間是新型固體氧化物陶瓷,在一定條件下可傳導O2-。該電解池陰極的電極反應式是 。陽極產生的氣體N的化學式是 。9氮的固定意義重大,氮肥的使用大面積提高了糧食產量。(1)目前人工固氮最有效的方法是_(用一個化學方程式表示)。(2)自然界發(fā)生的一個固氮反應是N2(g)+O2(g)2NO(g),已
23、知N2、O2、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能量依次為946 kJmol-1、498 kJmol-1、632 kJmol-1,則該反應的H _kJmol-1。該反應在放電或極高溫下才能發(fā)生,原因是_。(3)100kPa時,反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖1,反應2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖2。溫度 /100 30040050060070020NO的平衡轉化率 /%A406080100200800BC溫度 /0 507510012515020NO2的平衡轉化率 /%40608010025175200(25,
24、80)圖1 圖2 圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達到平衡時NO的轉化率,則_點對應的壓強最大。 100kPa、25時,2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質的量分數(shù)為_,N2O4的分壓p(N2O4) _ kPa,列式計算平衡常數(shù)Kp_。(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓總壓×物質的量分數(shù)) 100kPa、25時,V mL NO與0.5V mLO2混合后最終氣體的體積為_mL。(4)室溫下,用注射器吸入一定量NO2氣體,將針頭插入膠塞密封(如圖3),然后迅速將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定,此時手握針筒有熱感,繼續(xù)
25、放置一段時間。從活塞固定時開始觀察,氣體顏色逐漸_(填“變深”或“變淺”),原因是_。已知2NO2(g)N2O4(g)在幾微秒內即可達到化學平衡10水是重要的自然資源,與人類的發(fā)展密切相關。(1)25時,水能按下列方式電離:H2OH2OH3OOH K11.0×1014OHH2OH3OO2 K21.0×1036水中c(O2) mol·L1(填數(shù)值)。(2)水廣泛應用于化學反應。將干燥的碘粉與鋁粉混合未見反應,滴加一滴水后升起紫色的碘蒸氣,最后得到白色固體。有關該實驗的解釋合理的是 。A加水使碘和鋁粉形成溶液 B水作氧化劑C碘粉與鋁粉反應是放熱反應 D水作催化劑(3)
26、鐵酸銅(CuFe2O4)是很有前景的熱化學循環(huán)分解水制氫的材料。.某課外小組制備鐵酸銅(CuFe2O4)的流程如下:攪拌所得溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2的物質的量濃度分別為2.6 mol·L1、1.3 mol·L1。攪拌所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe3和 (填化學式)。攪拌要跟蹤操作過程的pH變化。在滴加KOH溶液至pH4的過程中(假設溶液體積不變),小組同學繪制溶液中c(Fe3)、c(Cu2)隨pH變化的曲線如下圖,其中正確的是 (用“A”、“B”填空)。(已知:KspFe(OH)32.6×1039、KspCu(OH)22.2×1020
27、)操作為 、 。.在熱化學循環(huán)分解水制氫的過程中,鐵酸銅(CuFe2O4)先要煅燒成氧缺位體(CuFe2O4a),氧缺位值(a)越大,活性越高,制氫越容易。氧缺位體與水反應制氫的化學方程式為 。課外小組將鐵酸銅樣品在N2的氣氛中充分煅燒,得氧缺位體的質量為原質量的96.6%,則氧缺位值(a) 。11近年來全國各地長期被霧霾籠罩,霧霾顆粒中汽車尾氣占20以上。已知汽車尾氣中的主要污染物為NOx、CO、超細顆粒(PM2.5)等有害物質。目前,已研究出了多種消除汽車尾氣污染的方法。(1)催化劑存在時用H2將NO還原為N2。 圖1是一定條件下H2還原NO生成N2和1 mol水蒸氣的能量變化示意圖, 寫
28、出該反應的熱化學方程式 。(H 用E1、E2、E3表示)(2)工業(yè)上可采用CO和H2合成甲醇,發(fā)生反應為(I)CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H<0在恒容密閉容器里按體積比為12充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應達到平衡狀態(tài)。當改變反應的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是 。A正反應速率先增大后減小B逆反應速率先增大后減小C化學平衡常數(shù)K值增大D反應物的體積百分含量增大E混合氣體的密度減小F氫氣的轉化率減?。?)在汽車上安裝三元催化轉化器可實現(xiàn)反應:()2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H<0 。則該反應在 (填“高溫”、“低溫”或
29、“任何溫度”)下能自發(fā)進行。(4)將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應(),經過相同時間內測量逸出氣體中NO的含量,從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即NO的轉化率),結果如圖2所示。以下說法正確的是 A第種催化劑比第種催化劑脫氮率高B相同條件下,改變壓強對脫氮率沒有影響C曲線、最高點表示此時平衡轉化率最高D兩種催化劑分別適宜于55和75左右脫氮(5)在某溫度下,2 L密閉容器中充入NO、CO各0.4 mol進行反應(),測得NO物質的量變化如圖3所示,5分鐘末反應達到平衡,該反應的平衡常數(shù)K= 。第6分鐘繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.
30、3 mol N2,請在圖3中畫出到9分鐘末反應達到平衡NO的物質的量隨時間的變化曲線。 圖3(6)NOx是大氣污染物之一,科學家們在嘗試用更科學的方法將NOx脫氮轉化成無毒的N2,減少對大氣的污染。下列物質可能作為脫氮劑的是 ANH3 BCH4 CKMnO4 D尿素試卷第9頁,總10頁本卷由系統(tǒng)自動生成,請仔細校對后使用,答案僅供參考。參考答案1(1)4FeCO3(s)+ O2(g)2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) H-260 kJ·mol-1(2)0.03 mol·L-1·min-1 BC III 大于 O24e2CO2=2CO32- <(3)Fe2O
31、3CO 2FeOCO2(4)B【解析】試題分析:(1) 鐵及其化合物反應的焓變示意圖可推知4FeCO3(s)+ O2(g)2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) H-260kJ·mol-1。(2)測得Fe2O3在反應中減少的質量為氧原子的質量,所以得n(O)=0.6mol,故n(H2)=6n(Fe2O3)=1.2mol,計算的V(H2)=0.03mol·L-1·min-1。恒溫恒容條件下混合氣體的密度不再改變,則質量不變,在有固體參加的氣體反應中,質量不變,說明反應達到平衡;C中鐵的物質的量不再改變,反應中有一種物質的量不在改變,說明反應達到平衡。有部分電子被氧氣得
32、到,所以溶解的銅的質量小于3.2g(4)對于可逆反應增加反應物的量和減少生成物的量都可以使反應正向移動,聚合反應為吸熱反應所以升高溫度平衡正向移動;加入鐵粉反應物的量減少,平衡逆向移動,故選B。考點:熱化學方程式的書寫和計算,可逆反應中影響平衡移動的因素。2(1)H = +90.1kJ/mol; >;C; 0 < a/b < 1/2;(2) <;不;(3)CH3OCH3-12e-+16OH2CO32+11H2O;13;(4)正向;4.7;【解析】試題分析:(1)根據(jù)題意寫出相應的熱化學方程式:C(s)+O2(g)=CO2(g) H1= 393.5 kJ/mol2H2(g
33、)+O2(g)=2H2O(l) H2= 571.6 kJ/molH2O(l)=H2O(g) H3 = + 44.0 kJ/mol則C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的HH1H22H3+ 90.1 kJ/mol,故答案為:+ 90.1kJ/mol; 分別計算出T1和T2溫度下該反應的平衡常數(shù),T1時K112.8,T2時K21.35對于吸熱反應,溫度越高,平衡常數(shù)數(shù)值越大,故T1T2,故答案為:;3min內水的濃度變化量=氫氣的濃度變化量=0.6mol/L,隨反應進行,物質的濃度降低,反應速率較短,故前1.5min水的濃度變化量大于后1.5min水的濃度變化量,故反應進行到1.5m
34、in時,H2O(g)的物質的量濃度小于-0.6mol/L=1.4mol/L,故答案為:C;若CO2與H2的物質的量之比等于化學計量數(shù)之比1:2,則二者轉化率相等,CO2的轉化率大于H2的轉化率,則CO2與H2的物質的量之比小于1:2,即,故答案為:0;(2)分析圖像可知,在最高點之前,反應尚未達到平衡,隨溫度升高,反應速率加快,相同時間內生成的甲醇的量增加,甲醇的體積分數(shù)增大;最高點之后,反應已達平衡,溫度升高,甲醇的體積分數(shù)減小,可知平衡逆向移動,所以正反應放熱,故答案為:; 由圖像計算出此反應的平衡常數(shù),再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g)后,所以平衡不移動,故答案為:
35、不;(3)在堿性溶液中,CH3OCH3堿性燃料電池中,負極CH3OCH3失電子被氧化,反應式為:CH3OCH3-12e-+16OH2CO32+11H2O,故答案為:CH3OCH3-12e-+16OH2CO32+11H2O;根據(jù)CH3OCH3-12e-+16OH2CO32+11H2O得,關系式CH3OCH3 12e- 6Cl2 12OH- 1 mol 12mol=0.005mol n(OH-)所以n(OH-)=0.06mol所以c(OH-)=0.1mol/L,所以c(H+)=10-13,所以,pH=13,故答案為:13;(4)NaOH電離出的OH抑制水的電離,Na2CO3電離出的CO32水解促進
36、水的電離。根據(jù)CO32+H2OHCO3+OH, ,故答案為:正向;4.7;考點:考查了電解池和原電池的工作原理的相關知識。3(1) 2H1H2 K12K2(2)因反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器,隨著反應的進行,體系的溫度會升高,故再次達平衡時的轉化率會降低。(3)AD(4)y=2a/(x+1-a)(5)c(NO3)c(NO2)c(CH3COO); a b c【解析】試題分析:(1)已知:a、NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),b、2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g),根據(jù)蓋斯定律,b×2-a可得:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+
37、2NO(g)+Cl2(g),H3=2H2-H1,則該反應平衡常數(shù)K=,故答案為:2H2-H1;(2)根據(jù)反應I2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g) H< 0,因反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器,隨著反應的進行,體系的溫度會升高,故再次達平衡時的轉化率會降低,故答案為:因反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器,隨著反應的進行,體系的溫度會升高,故再次達平衡時的轉化率會降低;(3)根據(jù)反應II. 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) H<0,在恒溫、恒容條件下進行。A、容器的體積不變,但氣體的物質的量發(fā)生變化,因此壓強不再變化,能判斷反應達到平衡狀態(tài),正確
38、;B、平衡時個物質物質的量之間沒有關系,n(ClNO)=n(NO),不能判斷反應達到平衡狀態(tài),錯誤;C、容器的體積和氣體的質量均不變,因此混合氣體密度始終不變,不能判斷反應達到平衡狀態(tài),錯誤;D、V正(NO)=V逆(ClNO)能判斷反應達到平衡狀態(tài),正確;關系AD;(4) 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始(mol)x 1 0 0反應 2a a 2a平衡 x-2a 1-a 2a平衡混合物中ClNO的體積分數(shù)等于物質的量分數(shù),y=×100%,故答案為:×100%;(5)0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應得1L溶液A,反應為2NO2+2
39、NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,得到溶液A中NaNO3物質的量濃度為0mol/L,NaNO2物質的量為0.1mol/L,溶液B為0.1molL-1的CH3COONa溶液,已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10-4molL-1,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.7×10-5molL-1,說明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,對應陰離子水解程度大,醋酸根離子和亞硝酸根離子水解,兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序為:c(NO3-)c(NO2-)c(CH3COO-);由于存在CH3COO- + H2O CH3COOH +OH-,
40、常溫下,向0.1molL-1的CH3COONa溶液中加水稀釋過程中,平衡向右移動,a、平衡向右移動,溶液的堿性減弱,c(H+)/c(OH-)增大,正確;b、加水稀釋,c(OH-)和c(CH3COO-)均減小,但平衡向右移動,c(OH-)/c(CH3COO-),增大,正確;c、加水稀釋,c(Na+)和c(CH3COO-)均減小,但平衡向右移動,c(Na+)/c(CH3OO-)增大,正確;d、溫度不變,水解平衡常數(shù)不變,K=c(CH3OO-)·c(H+)/c(CH3COOH)不變,錯誤;故選abc。故答案為:c(NO3)c(NO2)c(CH3COO);abc??键c:考查了化學平衡的移動、
41、化學平衡常數(shù)的計算和應用的相關知識。4(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) AH=-28.5kJ/mol(2分) CO2(1分)(2)<(2分)3(2分)0.52(2分)>(2分)(3)CO2+8H+8e-=CH4+2H2O(2分);(4)6.272×l0-3(2分)【解析】試題分析:(l)根據(jù)蓋斯定律-×3,整理可得:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) AH=-28.5kJ/mol。 (2)觀察圖像,根據(jù)圖像可知:升高溫度反應物CO轉化率減小,說明升高溫度,化學平衡逆向移動,逆反應方向是吸熱反應,所以該反
42、應正反應一定是放熱反應,所以H<0;相同條件下加入H2的量越多,CO2的轉化率越高,故曲線c對應的是第3組投料的情況。曲線a對應的是n(CO2):n(H2)=1:3的情況,T1 時CO2轉化率60%,即反應消耗CO2的物質的量是06 mol,則消耗1.8molH2,反應產生CH3OH0.6mol,產生H2O的物質的量是0.6mol,平衡時CO2的物質的量是0.4mol,H2的物質的量是1.2mol。由于容器的容積 是1L,因此平衡時各種物質的物質的量濃度與其物質的量在數(shù)值上相等,所以該溫度下的化學平衡常數(shù)K;由于該反應的正反應是放熱反應,500時反應的平衡常數(shù)K=25>052,升高
43、溫度,化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,會使化學平衡常數(shù)減小,所以T1>500 。(3)通過電解使CO2轉化為甲烷,碳元素化合價由+4價變?yōu)?4價,化合價降低,得電子,所以在陰極區(qū)發(fā)生反應,電解質溶液中的H+參與反應,電極反應式CO2+8H+8e-=CH4+2H2O;(4)飽和石灰水的物質的量濃度為0.01 mol/L,則c(Ca2+)=0.01 mol/L,由于Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,則c(CO32-)=2.8×10-7mol/L時,CaCO3開始沉淀,1L飽和石灰水中通入CO2體積為2.8×10-7mol×22.4L/mol
44、15;103mL/L=6272×l0-3mL??键c:考查蓋斯定律的應用、外界條件對化學平衡移動的影響、化學平衡常數(shù)的計算及沉淀溶解平衡的應用的知識。5(1)-2317;(2)2Co2+N2H4+4OH-=2Co+N2+4H2O;3N2H4N2+4NH3;降低反應溫度;(3)陽;NH4+3F-6e-=NF3+4H+;4NF3+Si3N4=4N2+3SiF4NF3分子中N為+3價,有較強氧化性3NF3+5H2O=2NO+9HF+HNO3【解析】試題分析:(1)H2O(l)=H2O(g)H1=44.0kJmol-1 (i)N2(g)+O2(g)=2NO(g)H2=229.3kJmol-1
45、(ii)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)H3=-906.5kJmol-1 (iii)(iii)-(ii)×5-(i)×6得:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l),故H4=-906.5-(229.3×5)-(44×6)=-2317kJmol-1,故答案為:-2317;(2)依據(jù)題意,反應物為Co2+與肼(N2H4)、堿性條件下存在OH-,生成物為:鈷單質,據(jù)此得出Co的化合價降低,故N的化合價升高,只能為0價,即氮氣,據(jù)此得出還有水生成,氧化還原反應中存在得失電子守恒以及元素守恒,故此反應的離子反應方程式為:
46、2Co2+N2H4+4OH-=2Co+N2+4H2O,故答案為:2Co2+N2H4+4OH-=2Co+N2+4H2O;使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣,即肼分解生成氨氣,依據(jù)元素守恒得知另外一種產物為氮氣,故化學反應方程式為:3N2H4N2+4NH3,由圖1可知,溫度越高,肼的體積分數(shù)含量越低,故要抑制肼的分解,應降低反應溫度,故答案為:3N2H4N2+4NH3;降低反應溫度;(3)由圖2可知,氫離子在b極得到電子生成氫氣,故b為陰極,那么a為陽極,陽極上銨根失去電子生成NF3,電極反應方程式為:NH4+3F-6e-=NF3+4H+,故答案為:陽;NH4+3F-6e-=NF3+4H+;NF
47、3對氮化硅(Si3N4)材料的蝕刻時,反應生成氮氣和四氟化硅氣體,在被蝕刻物表面不留任何殘留物,反應的化學方程式為4NF3+Si3N4=4N2+3SiF4,故答案為:4NF3+Si3N4=4N2+3SiF4;NF3分子中N為+3價,有較強氧化性,能夠與還原劑、易燃或可燃物發(fā)生氧化還原反應,故答案為:NF3分子中N為+3價,有較強氧化性;NF3與水發(fā)生反應,生成兩種酸及一種氣態(tài)氧化物,反應的化學方程式為3NF3+5H2O=2NO+9HF+HNO3,故答案為:3NF3+5H2O=2NO+9HF+HNO3??键c:考查了蓋斯定律的應用與熱化學方程式的書寫、電解原理等相關知識。6(1)SO2+2H2O-
48、2e-=SO42-+4H+;(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=(b+2c-a-d)kJmol-1(3);017;1;AC【解析】試題分析:(1)SO2在負極失去電子轉化為SO42-,故其電極反應為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,故答案為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;(2)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-a kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-b kJmol-1;H2O(g)H2O(l)H=-c kJmol-1;CH3OH(g)CH3OH(
49、l)H=-d kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,將×+×2-得:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H= ×H2+2H3-H1-H4=(b+2c-a-d)kJmol-1,所以CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為CH3OH(l)+ O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) H= (c+2d-a-b)kJmol-1;(3)實驗1中CO的轉化率為×100%=40%,實驗2中CO的轉化率為×100%=20%,則實驗1的轉化率大于實驗2,則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動,正反應放熱,實驗2條件下平衡常數(shù),需要列式計算平衡
50、濃度;H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度(mol/L) 0.5 1 0 0轉化濃度 0.2 0.2 0.2 0.2平衡濃度 0.3 0.8 0.2 0.2K=0.17故答案為:;0.17;根據(jù)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),增大水蒸氣的濃度,平衡向正反應方向移動,CO的轉化率增大,水蒸氣的轉化率減小,即a/b1,故答案為:1;實驗4,若900時,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol,Qc=1K=0.17,反應向逆反應方向進行,即V正V逆,故答案為:;A、CO2減少的化學反應速率和CO減少的化學反應速率相等,表示V正=V逆,能夠判斷反應達到
51、了平衡,正確;B、該反應為氣體體積不變的反應,容器內氣體壓強始終保持不變,不能判斷反應達到了平衡,錯誤;C、CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化,能夠判斷反應達到了平衡,正確;D、容器內氣體的物質的量不變,氣體的質量不變,容器中氣體的平均相對分子質量始終不變,不能判斷反應達到了平衡,錯誤;故選AC??键c:考查了化學平衡的移動和計算、蓋斯定律的應用和熱化學方程式的書寫的相關知識。7(1)62kJmol1 ;a;降低溫度;(2)a;00475;b;控制溫度在50,一段時間后在玻璃管的另一端加熱至230,即可在該端獲得純凈的鎳?!窘馕觥吭囶}分析:(1) 順-C4H8:H=-118.9 kJ
52、/mol,反-C4H8:H=-112.7 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將-,得:H=(-118.9 kJ/mol)-(-112.7 kJ/mol)=-6.2 kJ/mol;a、順-C4H8的含量保待不變,能表明該反應已達到平衡狀態(tài),正確;b、反應前后,氣體的物質的量和質量均不變,混合氣體的平均摩爾質量始終保持不變,不能表明該反應已達到平衡狀態(tài),錯誤;c、反應前后混合氣體中碳的質量分數(shù)始終保持不變,不能表明該反應已達到平衡狀態(tài),錯誤;故選a;該反應正反應為放熱反應,降低溫度可以使平衡向正反應分析移動,提高體系中反-C4H8的含量,故答案為:62kJ/mol ;a;降低溫度;(2) 根據(jù)Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)H0;Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g) H0,圖像的前半段為放熱反應,后半段為吸熱反應,只有a符合,故選a;隨反應進行,粗鎳減少的質量即為參加反應消耗的鎳的質量,1-10min內粗鎳質量減少100g-43.95g=56.05g;在010min,生成Ni的物質的量=0.95mol,故在010min,vNi(CO)4=0.985m
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