高考化学二轮复习 题组38 化学平衡与电解质溶液的综合题练习（含解析）-人教版高三化学试题

题组38化学平衡与电解质溶液的综合题1.含氮化合物在生产、生命活动中有重要的作用。回答下列问题:(1)已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH1=-akJ/mol4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH2=-bkJ/molH2O(l)H2O(g)ΔH3=+ckJ/mol写出在298K时,氨气燃烧生成N2的热化学方程式:。

(2)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2:Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数,即v正=k正·c(Mb)·p(O2),v逆=k逆·c(MbO2)。37℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如下表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]:p(O2)/kPa0.501.002.003.004.005.006.00α(MbO2)/%50.067.080.085.088.090.391.0①计算37℃、p(O2)为2.00kPa时,上述反应的平衡常数K=。

②导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[p(O2)]之间的关系式α=(用含有k正、k逆的式子表示)。(3)构成肌红蛋白的甘氨酸(H2NCH2COOH)是一种两性物质,在溶液中以三种离子形式存在,其转化关系如下:

H3N+CH2COOHH3N+CH2COO-H2NCH2COO-在甘氨酸溶液中加入酸或碱,三种离子的百分含量与lgc(图1①纯甘氨酸溶液呈性;当溶液呈中性时三种离子的浓度由大到小的顺序为。

②向lgc(H。

③用电位滴定法(图2)可测定某甘氨酸样品的纯度:称取样品150mg,在一定条件下,用0.1000mol/L的高氯酸溶液滴定(与甘氨酸1∶1发生反应),测得电压变化与滴入HClO4溶液的体积关系如图3所示。做空白对照实验,消耗HClO4溶液的体积为0.25mL,该样品的纯度为%(计算结果保留一位小数)。

图2电位滴定装置图图3滴定曲线答案(1)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)ΔH=-3a+2b+30c5kJ/mol(2)①2.00kPa-1(无kPa-1不扣分,答2不扣分)②k(3)①酸H3N+CH2COO->H2NCH2COO->H3N+CH2COOH②H2NCH2COO-+2H+H3N+CH2COOH③85.0解析(2)①37℃、p(O2)=2.00kPa时,结合度α(MbO2)为80.0%,由结合度的定义可知,反应达平衡时c(MbO2)c(Mb)=80.0%1-80.0%=4,反应的平衡常数K=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)=42.00kPa=2.00kPa-1。②由平衡常数K=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)=k正k逆可求出c(MbO2)=k正·c(Mb)·p(O2)k逆,代入结合度的定义:α=c(MbO2)c(MbO2)+cL-1×17.00×10-3L,m(甘氨酸)=1.7×10-3mol×75g·mol-1=0.1275g=127.5mg,故样品纯度=127.2.以氧化铝为原料,通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN);通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化等再利用。请回答:(1)已知:①2Al2O3(s)4Al(g)+3O2(g)ΔH1=+3351kJ/mol②2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-221kJ/mol③2Al(g)+N2(g)2AlN(s)ΔH3=akJ/mol④Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)ΔH4=+1026kJ/mol反应③的a=,反应④自发进行的条件是(填“高温”“低温”或“任意温度”)。

(2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2的混合气体(体积比1∶4,总物质的量为xmol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化的情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH5反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH6图1图2①下列说法正确的是。

A.ΔH5小于零B.温度可影响产物的选择性C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减小D.其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,可提高CO2平衡转化率②350℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为yL,该温度下反应Ⅰ的平衡常数为(用x、y表示)。

(3)CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.75×10-5。请计算反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3(4)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解得到乙烯,其原理如图所示。b电极上的电极反应式为,该装置中使用的是(“阴”或“阳”)离子交换膜。

答案(1)-318高温(2)①AB②625(3)1.3×10-3(4)2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O阳解析(1)已知①2Al2O3(s)4Al(g)+3O2(g)ΔH1=+3351kJ/mol,②2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-221kJ/mol,③2Al(g)+N2(g)2AlN(s)ΔH3=akJ/mol,④Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)ΔH4=+1026kJ/mol,根据盖斯定律,①+②×3+③×2=2×④,解得ΔH3=-318kJ/mol;若ΔG=ΔH-TΔS<0,则反应能自发进行,反应④的ΔH>0,ΔS>0,因此该反应能自发进行的条件为高温。(2)①根据题中图1可知,CO2的转化率先增大是因为反应正向进行,到一定温度时达到平衡,再升高温度CO2的转化率减小,说明正反应为放热反应,ΔH5小于零,故A正确;由题中图2可知,随温度升高甲烷的选择性降低,CO的选择性增加,因此温度可影响产物的选择性,故B正确;CO2转化率先增大是因为反应正向进行未达到平衡状态,达到平衡状态后,随温度升高CO2的转化率减小,温度低于350℃时反应未达到平衡,不是平衡转化率,故C错误;CO2和H2的混合气体(体积比1∶4,总物质的量xmol)进行反应,其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,相当于减小氢气的量,CO2平衡转化率减小,故D错误。②350℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为yL,二氧化碳的转化率为80%,根据三段式法有:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始量(mol)0.2x