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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年北师大新版选修4化学上册月考试卷641考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10,则反应2HX(g)H2(g)+X2(g)的平衡常数为()A.0.01B.1C.10D.1002、在甲、乙两个密闭容器中发生如下反应:2A(g)⇌B(g)+2C(g)ΔH=mkJ/mol;有下列两种图像。有关叙述正确的是。
A.若甲为恒容体系,图像(I)代表温度不同时,时间与B的体积分数关系图,则m>0B.恒温条件下,图像(I)可能代表压强不同时,时间与B的体积分数关系图C.恒温条件下,若乙容器存在图像(II)关系,则当x代表压强时,y一定代表B的体积分数D.恒温条件下,若甲、乙两容器体积相同,起始时分别向甲中充入2molA,乙中充入1mol3molC,则达平衡后两容器中B的体积分数一定相同3、高氯酸;硫酸、硝酸和盐酸都是强酸;其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数。
。酸。
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
Ka
1.6×10-5
6.3×10-9
1.6×10-9
4.2×10-10
从以上表格中判断以下说法中不正确的是()A.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2H++SO42-B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离D.电解质的强弱与所处的溶剂相关4、常温下,将等浓度的NaOH溶液分别滴加到等pH、等体积的HA,HB两种弱酸溶液中,溶液的pH与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是
A.a、b两点,溶液中水的电离程度:B.电离平衡常数:C.a点时,D.向HA溶液中滴加NaOH溶液至中性时:5、时,下列关系式正确的是A.的溶液与的溶液等体积混合:B.盐酸与的混合溶液稀释10倍后:C.pH相同的①②③三种溶液稀释后②>①>③D.同浓度的①NH4HSO4②(NH4)2SO4③(NH4)2Fe(SO4)2④NH4HCO3⑤(NH4)2CO3溶液中的浓度由大到小的顺序为③>②>⑤>④>①6、对下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系表述正确的是A.0.1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+2c(CO32-)C.将0.2mol·L-1NaA溶液和0.1mol·L-1盐酸等体积混合所得碱性溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)D.在25℃100mL0.5mol·L-1NH4Cl溶液中:c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH-)7、新型高性能电池的开发与研究已成为当下信息产业化时代的迫切要求、某研究团队设计研制了种高性能的磷酸铁锂(LiFePO4,简称LFP)电池。正极材料为磷酸铁锂,与Al相连,负极材料为石墨,与Cu相连,正、负之间存在电解质并通过聚合物隔膜隔开,此膜只允许Li+通过,其工作原理如图所示,总反应为Li(1-x)C6十LiFePO4LiC6+Li(1-x)FePO4。下列有关说法正确的是。
A.当开关K置于a时,Li+由右向左穿过聚合物隔膜到达正极B.当开关K置于a时,正极材料上的电极反应为:Li(1-x)FePO4+xLi++xe-=LiFePO4C.该电池的正、负极之间可以用Na2SO4水溶液作电解质溶液D.当开关K置于b时,负极上的电极反应为:LiC6-xe-=Li(1-x)C6+xLi+评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)8、合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92.4kJ•mol-1。一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:______。
(2)步骤II中制氯气原理如下:
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是______。
a.升高温度b.增大水蒸气浓度c.加入催化剂d.降低压强。
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为______。
(3)下图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:______。
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图______。
(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)______,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:______。9、氮、磷、砷(As)、锑(Sb);铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体;t℃时发生如下反应:
PH4I(s)PH3(g)+HI(g)①
4PH3(g)P4(g)+6H2(g)②
2HI(g)H2(g)+I2(g)③
达平衡时,体系中n(HI)=bmol,n(I2)=cmol,n(H2)=dmol,则℃时反应①的平衡常数K值为___(用字母表示)。10、氢气用于工业合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1。
(1)一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,正、逆反应速率与时间的关系如图所示,其中t4、t5、t7时刻所对应改变的实验条件分别是t2______t4____,t5_____,t7_____。
(2)在一定条件下,将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中;反应情况如图所示:
①5min内的平均反应速率v(NH3)=_________________________________;
②达到平衡时NH3的百分含量为______________________________。11、甲醇是一种重要的化工原料;又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
(1)在一容积为2L的密闭容器内,充入0.2molCO与0.4molH2发生反应,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①A、B两点对应的压强大小关系是PA___PB(填“>、<;=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是___。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是___(填代号)。
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍b.CH3OH的体积分数不再改变。
c.混合气体的密度不再改变d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变。
(2)在P1压强、T1℃时,该反应的平衡常数K=___。
(3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)___v(逆)(填“>、<或=”)。12、已知在氨水中存在下列平衡:NH3+H2ONH3•H2ONH+OH-。
(1)向氨水中加入MgCl2固体时,平衡向__移动,OH-离子的浓度__,NH离子的浓度__;
(2)向氨水中加入浓盐酸,平衡向__移动,此时溶液中浓度减小的微粒有__、__、__;
(3)向浓氨水中加入少量的NaOH固体,平衡向__移动,此时发生的现象是__。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)13、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、工业流程题(共2题,共6分)14、软锰矿是一种常见的锰矿物,其主要成分是MnO2,还含有Al2O3,Fe2O3,SiO2杂质。高锰酸钾具有强氧化性;在实验室中和工业上常用作氧化剂。以软锰矿为原料先制得锰酸钾,再使其在酸性条件下歧化而制得高锰酸钾的工艺流程如图所示。
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:。金属离子Al3+Fe3+Fe2+Mn2+开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH3.72.27.58.6完全沉淀时(c=1.0×10-5mol/L)的pH4.73.29.010.1
回答下列问题:
(1)“还原”中加稀硫酸的两个作用分别是__________________、___________。
(2)“滤渣2”的成分是____________。利用上表格数据,计算Mn(OH)2的Ksp=______(列出计算式)。
(3)“熔融”时生成锰酸钾的化学方程式为__________________。
(4)“歧化”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________________。
(5)操作1为蒸发浓缩,冷却结晶,减压过滤,“减压过滤”(装置如图所示)的目的是_____。
(6)由锰酸钾制备高锰酸钾除了有歧化法;还有电解法:以锰酸钾为电解液,镍板为阳极,铁板为阴极。
①写出生成高锰酸钾的电极反应式:___________。
②由电解法制备高锰酸钾时可循环利用的物质是________(填化学式)。15、某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、石墨和铝箔等,该电池充电时负极(阴极)反应为6C+xLi++xe-=LixC6,锂电池充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。现利用以下工艺回收正极材料中的某些金属资源。
回答下列问题:
(1)放电时电池总反应方程式_______________;该工艺首先将废旧电池“放电处理”的目的除安全外还有_______________。
(2)写出“正极碱浸”过程中发生反应的离子方程式_______________。
(3)分离操作1是_______________;“酸浸”步骤发生的氧化还原反应化学方程式是_______________。
(4)“酸浸”时若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,缺点是_______________。
(5)“沉钴”过程中的实验现象有_______________。评卷人得分五、原理综合题(共4题,共24分)16、雾霾严重危害人类健康和生态环境,开发稳定高效的脱硫脱硝工艺技术是国内外研究的热点。研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关;其转化关系如下图所示。
(1)NH3的电子式是_________。
(2)NH4NO3溶液中的离子浓度由大到小顺序是_________。
(3)①已知:SO2生成SO3总反应方程式是。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ/mol
此反应可通过如下两步完成:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH2=_________。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,则NO2的平衡转化率是_________。
(4)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫;脱硝。
①制备少量NaClO2;其装置如下图所示:
装置I控制温度在35~55℃,通入SO2将NaClO3还原为ClO2(沸点:11℃),反应的离子方程式是_____________________________________________;
装置Ⅱ中反应生成NaClO2,此反应中作为氧化剂的是_______________,反应后溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是_______________。
②用制得的NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,n(H2O2)/n(NaClO2);溶液pH对脱硫脱硝的影响如下图所示:
从上图中可知脱硫脱硝最佳条件是_________。图中SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小,请解释NO去除率减小的可能原因是______________________________。17、碳和氮的化合物是广泛的化工原料;回答下列问题:
I.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________。
(2)该反应为_______________反应(填“吸热”;“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______________。
a.容器中压强不变b.混合气体中c(CO)不变。
c.v正(H2)=v逆(H2O)d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为______℃。
(5)1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1,则此时上述反应的平衡向__________移动(填“正向”;“逆向”或“不”)。
II.NO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题。
(1)在1000K下,在某恒容容器中发生下列反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),将一定量的NO2放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图1所示。图中a点对应温度下,NO2的转化率是0.6。已知NO2的起始压强P0为120kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数)。
图1图2
(2)对于反应N2O4(g)2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2)。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图2所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的两个点__________,理由是__________________________。18、碘及其化合物在合成杀菌剂;药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为_______。
(2)上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为:_______,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_______kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)
在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:。t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:_______。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正·x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为_______(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=_______min-1
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_______(填字母)
19、减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。合理应用和处理碳;氮及其化合物;在生产生活中有重要意义。
(1)对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO2是解决溫室效应的重要手段之一,相关反应如下:
已知H2和CH4的燃烧热分别为285.5kJ/mol和890.0kJ/mol。
H2O(1)=H2O(g)△H="+44"kJ/mol
试写出H2还原CO2生成CH4和H2O(g)的热化学方程式_____________。
(2)CO2在Cu-ZnO催化下,可同时发生如下的反应I;II;其可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1="-57.8"kJ/mol
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2="+41.2"kJ/mol
①某温度时,若反应I的速度v1大于反应II的速度以v2,则下列反应过程的能量变化正确的是_______(填选项)。
②对于气体参加的反应,;表示平衡常数Kp时,用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)。
已知:气体各组分的分压p(B);等于总压乘以其体积分数。
在Cu-ZnO存在的条件下,保持温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2;起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
。
CO2
H2
CH3OH
CO
H2O(g)
总压/kPa
起始/mol
5.0
7.0
0
0
0
p0
平衡/mol
n1
n2
p
若反应I、II均达平衡时,P0=1.2p,则表中n1=____;若此时n2=3.则反应I的平衡常数Kp=__(无需带单位,用含总压p的式子表示)。
(3)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成;可采用氧化还原法脱硝:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0
根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是________;氨氮比一定时,在400℃时,脱硝效率最大,其可能的原因是______________。
(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H>0
在T℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
。时间/min
浓度/(mol/L)
0
10
20
30
40
50
NO
1.0
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
CO2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是_______。A.通入一定量的CO2B.加入合适的催化剂C.适当缩小容器的体积D.通入一定量的NOE.加入一定量的活性炭F.适当升高温度评卷人得分六、结构与性质(共3题,共12分)20、随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,含碳化合物的综合利用备受关注。CO2和H2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的=_______已知由实验测得反应Ⅰ的(为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡转化率提高的是_______(填字母)。
A.增大压强B.升高温度C.增大H2与CO2的投料比D.改用更高效的催化剂。
②恒温(200℃)恒压条件下,将1molCO2和1molH2充入某密闭容器中,反应达到平衡时,CO2的转化率为a,CH3OH的物质的量为bmol,则此温度下反应Ⅲ的平衡常数Kx=_______[写出含有a、b的计算式;对于反应为物质的量分数。已知CH3OH的沸点为64.7℃]。其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时平衡体系中H2的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)反应Ⅲ可能的反应历程如图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目;微粒的相对总能量(括号里的数字或字母;单位:eV)。其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的决速步骤的反应方程式为_______。
②相对总能量_______eV(计算结果保留2位小数)。(已知:)21、常温下,有下列四种溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化学用语解释其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,开始时反应速率的大小关系为①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等体积、等pH的溶液①和④分别与足量的②反应,消耗②的物质的量大小关系为①_______④(填“>”、“<”或“=”)。22、常温下,用酚酞作指示剂,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图。
(已知:CH3COOH、HCN的电离平衡常数分别为1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)图__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH变化的曲线;判断的理由是__。
(2)点③所示溶液中所含离子浓度的从大到小的顺序:__。
(3)点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)点②③④所示的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是:__。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、A【分析】【详解】
反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数反应2HX(g)H2(g)+X2(g)的平衡常数故答案为:A。2、B【分析】【详解】
A.恒容时,设下方的曲线为a,上方的曲线为b,由于曲线a先达到平衡,则a的温度比b的温度高,从a到b,温度降低,B的体积分数升高,则平衡向右移动,即正反应为放热反应,则m<0;A错误;
B.恒温时,设下方的曲线为a,上方的曲线为b,由于曲线a先达到平衡,则a的压强比b的压强大,从a到b;压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,即平衡正向移动,B的体积分数升高,B正确;
C.恒温时;压强增大,平衡左移,B的体积分数减小,C错误;
D.若起始时;乙中充入的是1molB;2molC,则两容器中B的体积分数相同,乙中再加入1molC,则平衡左移,B的体积分数会减小,所以D错误;
故合理选项为B。3、A【分析】【分析】
根据表格中这四种酸在冰醋酸中的电离常数可知,这四种酸在冰醋酸中均不能完全电离,且酸性强弱关系为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3;据此解答。
【详解】
根据表格中这四种酸在冰醋酸中的电离常数可知,这四种酸在冰醋酸中均不能完全电离,且酸性强弱关系为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3;
A.硫酸在冰醋酸中存在电离平衡,其电离方程式为H2SO4⇌H++HSO4-;故A错误;
B.酸的电离平衡常数越大;该酸的酸性越强,这几种酸中,电离平衡常数最大的是高氯酸,所以高氯酸的酸性最强,故B正确;
C.酸有电离平衡常数;说明酸存在电离平衡,这几种酸在冰醋酸中都存在电离平衡,所以都没有完全电离,故C正确;
D.这几种酸在水中都完全电离;在冰醋酸中都部分电离,所以电解质的强弱与所处的溶剂相关,故D正确;
答案选A。4、D【分析】【详解】
A.由于a、b两点的溶液均为酸溶液,水的电离受到抑制,且a点酸电离产生的氢离子浓度大于b点,因此a、b两点,溶液中水的电离程度:a
B.根据b点数据以及电离常数表达式分析可知HB的电离常数为故B正确;
C.a点溶液呈酸性,根据电荷守恒可知离子浓度关系为:故C正确;
D.根据图像分析可知向HA溶液中滴加NaOH溶液至中性时故D错误;
故选D。
【点睛】
本题考查了弱电解质的电离、电离常数的计算和应用、离子浓度大小比较等,侧重考查学生的分析能力和计算能力,本题注意把握图像的曲线的变化意义,把握数据的处理,题目难度中等。5、B【分析】【详解】
A.时,的硫酸中=10-3mol/L,的氨水中c(OH-)=10-3mol/L,由于一水合氨存在电离平衡,所以氨水的浓度大于硫酸的浓度;二者等体积混合氨水有大量剩余,一水合氨电离程度大于铵根离子水解程度,导致溶液呈碱性,则根据电荷守恒得故A错误;
B.的盐酸稀释10倍后加水稀释促进FeCl2水解,导致稀释10倍后溶液中则溶液的故B正确;
C.同pH的与溶液中,都是强酸弱碱盐,根据溶液呈电中性可判断二者浓度相等,由于电离时产生而抑制水解,因此中的浓度小于三种溶液的故C错误;
D.中抑制水解,中抑制水解,中促进水解中促进水解,如果相同化学式中水解程度越大溶液中越小,同浓度的下列溶液中的浓度由大到小的顺序为故D错误;
故答案为B。6、D【分析】【分析】
【详解】
A.二元的离子浓度大于一元的离子浓度,所以离子浓度大小顺序为:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);故A错误;
B.NaHCO3溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-);故B错误;
C.混合后的溶液遵循电荷守恒的原则,应有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)+c(OH-);故C错误;
D.在25℃100mLNH4Cl溶液中根据质子守恒可知:c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH-);故D正确;
答案选D。7、D【分析】【分析】
根据题干叙述可知左极为该电池的正极;当开关K置于a时,该装置为电解池,当开关K置于b时,该装置为原电池。
【详解】
A.当开关K置于a时,该装置是电解池,该电池充电,故电池正极为阳极,电池负极为阴极,Li+由左向右穿过聚合物隔膜到达负极;A错误;
B.根据总反应可知充电时正极材料上的电极反应为LiFePO4-xe-==Li(1-x)FePO4+xLi+;B错误;
C.充电时负极材料上的电极反应为Li(1-x)C6+xLi++xe-=LiC6,故负极材料可以看成是锂单质镶嵌于石墨中,而锂单质是可以和水反应的,所以该电池的电解质溶液不能用Na2SO4水溶液;C错误;
D.当开关K置于b时,该装置为原电池,根据总反应可知负极上的电极反应为:LiC6-xe-=Li(1-x)C6+xLi+;D正确。
答案选D。
【点睛】
当为原电池时电池负极失去电子,正极得到电子;当为电解池时,原电池的正极为电解池的阳极,阳极失去电子,原电池的负极为电解池的阴极,阴极得到电子,做题时注意得失电子情况;电解池中离子流向为阴阳相吸,即阳离子流向阴极,阴离子流向阳极。二、填空题(共5题,共10分)8、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)O2把NH4HS氧化为S,可得化学方程式:2NH4HS+O2=2NH3•H2O+2S↓
(2)a、反应①为吸热反应,反应速率加快,平衡向右移动,H2的百分含量增大,正确;b、增大水蒸气浓度,H2的百分含量减小,错误;c、加入催化剂,H2的百分含量不变;错误;d;降低压强,反应速率减小,错误;设CO的转化量为x
CO+H2OCO2+H2
转化量(mol)0.200.8
转化量(mol)xxx
转化量(mol)0.2-xx0.8+x
1mol+x=1.18mol;则x=0.18mol,可得CO转化率=0.18mol÷0.2mol×100%=90%
(3)根据图1可知H2与N2的投料比为3,平衡时NH3体积分数为42%,设H2物质的量为3amol,N2物质的量为amol,N2转化的物质的量为x则。
N2+3H22NH3
转化量(mol)a3a0
转化量(mol)x3x2x
转化量(mol)a-x3a-3x2x
2x÷(4a-2x)×100%=42%,解得x=0.592a,则N2的平衡体积分数=(a—0.592a)÷(4a—2×0.592a)×100%=14.5%
(4)随着反应的进行,NH3的物质的量逐渐增大,当反应平衡后,升高温度,平衡向左移动,NH3的物质的量逐渐减小;可画出图像。
(5)步骤IV为热交换,使合成氨放出的热量得到充分利用;对原料气加压,使平衡向正反应方向移动,分离液氨,减少生成物浓度,未反应的N2、H2循环使用等措施可提高提高合成氨原料总转化率。
考点:本题考查化学反应速率和化学平衡的移动、化学计算、化学图像、化学流程的分析。【解析】①.2NH4HS+O2=2NH3·H2O+2S↓②.a③.90%④.14.5%⑤.⑥.IV⑦.对原料气加压;分离液氨后。未反应的N2、H2循环使用9、略
【分析】【详解】
由PH4I(s)PH3(g)+HI(g)可知,amolPH4I分解生成等物质的量的PH3和HI,由2HI(g)H2(g)+I2(g)可知,HI分解生成c(H2)=c(I2)=cmol/L,PH4I分解生成c(HI)为(2c+b)mol/L,则4PH3(g)P4(g)+6H2(g)可知PH3分解生成c(H2)=(d-c)mol/L,则体系中c(PH3)为[(2c+b)-(d-c)]mol/L=故反应PH4I(s)PH3(g)+HI(g)的平衡常数K=c(PH3)c(HI)==(b+)b,故答案为:(b+)b。【解析】(b+)b10、略
【分析】【分析】
(1)一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,根据正逆反应速率与时间的关系可知,其中t2、t4﹑t5﹑t7时刻对应的实验条件改变分别是:t2时正反应速率增大而逆反应速率暂时不变随之增大,所以是增加反应物的浓度;t4正逆反应速率同时增大相同的倍数,所以使用催化剂;t5时平衡正向移动,但逆反应的速率突然减小,所以是减小生成物的浓度;t7时刻正逆反应速率都减小;且反应向正反应方向进行,说明是降低温度;
(2)根据图像以及速率之比等于化学方程式的系数比求用氨表示的速率;用三段式计算平衡时NH3的体积分数。
【详解】
(1)根据一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,正逆反应速率与时间的关系,t2﹑t4﹑t5﹑t7时刻对应的实验条件改变分别是t2时正反应速率增大而逆反应速率暂时不变随之增大,所以是增加反应物的浓度;t4正逆反应速率同时增大相同的倍数但平衡不移动,所以使用催化剂;t5时平衡正向移动,但逆反应的速率突然减小,所以减小生成物的浓度;t7时刻正逆反应速率都减小;且反应向正反应方向进行,说明是降低温度,平衡正向进行;
故答案为:增大反应物的浓度;催化剂;减少生成物的浓度;降低温度;
(2)根据起始氮气和氢气的物质的量和平衡时的物质的量可以列三段式解答:
①所以5min内的平均反应速率v(NH3)==0.04mol/(L•min);
②达到平衡时NH3的体积分数=×100%=40%。
故答案为:0.04mol/(L•min);40%
【点睛】
有关可逆反应的计算要学会运用三段式,即是初始量,转化量,平衡量,然后代入有关物理量进行计算。【解析】①.增大反应物的浓度②.加入催化剂③.减小NH3的浓度④.降温⑤.0.04mol/(L•min)⑥.40%11、略
【分析】【分析】
(1)①根据压强对化学平衡的影响分析;
②根据温度对化学平衡的影响分析可得;
③根据化学平衡状态特征:正逆反应速率相等;各组分含量保持不变分析;
(2)根据“三段式”计算P1压强、T1℃时反应的K;
(3),温度不变K不变,比较T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol的浓度商;与K比较可得。
【详解】
(1)①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),是气体体积减小的反应,加压反应物转化率增大,所以PA<PB;
②据图分析,随温度升高CO转化率降低,说明正反应放热,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,同一温度平衡常数相同,所以KA=KB>KC;
③a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍;都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;
b.CH3OH的体积分数不再改变说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故b正确;
c.容器体积和气体质量始终不变;所以混合气体的密度始终不变,所以密度不变不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
d.CO和甲醇的化学计量数都为1,所以CO和CH3OH的物质的量之和始终保持不变;所以这不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故答案为b;
(2)在P1压强、T1℃时,容积为2L的密闭容器内,充入0.2molCO与0.4molH2发生反应,CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);CO的转化率为0.5,列三段式有:
此温度下,反应的K==100;
(3)温度不变,K不变,T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时Qc==50<K,反应正向着正方向进行,v(正)>v(逆)。【解析】①.<②.KA=KB>KC③.b④.100⑤.>12、略
【分析】【分析】
氨水中存在下列平衡:NH3+H2ONH3•H2ONH+OH-;如果加入能和铵根离子或氢氧根离子反应的物质,平衡就向电离方向;即向右移动,如果加入的物质中含有铵根离子或氢氧根离子,平衡向逆反应方向、即向左移动,据此分析解答;
【详解】
(1)向氨水中加入MgCl2固体时,镁离子和氢氧根离子反应,OH-的浓度减小,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,即向右移动,NH的浓度增大;
故答案为:右;减小;增大;
(2)向氨水中加入浓盐酸时,氢离子会消耗氢氧根离子,氢氧根离子浓度减小,一水合氨的电离平衡向右移动,NH3以及NH3•H2O的浓度均减小,
故答案为:OH−、NH3、NH3•H2O(写出这三种微粒符号即可);
(3)向浓氨水中加入少量NaOH固体,导致溶液中氢氧根离子浓度增大,平衡向左移动,氢氧根离子和铵根离子反应生成氨气,所以有无色刺激性气体逸出;
故答案为:左;有无色刺激性气体逸出。
【点睛】
明确弱电解质电离以及掌握勒夏特列原理是解本题关键,主要通过溶液中离子浓度变化确定平衡移动方向。【解析】右减小增大右OH-NH3•H2ONH3左有无色刺激性气体产生三、判断题(共1题,共2分)13、×【分析】【详解】
向溶液中加入少量水,减小,碱性减弱即减小,则增大,则溶液中增大,故错;【解析】错四、工业流程题(共2题,共6分)14、略
【分析】【分析】
软锰矿主要成分是MnO2,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2杂质,用硫酸溶解,加入二氧化硫还原,过滤出难溶的SiO2;得含有硫酸亚铁;硫酸铝、硫酸锰的溶液,所得溶液中加入二氧化锰把亚铁离子氧化为铁离子,调节pH除去铁、铝,再加入高锰酸钾溶液,把硫酸锰氧化为二氧化锰,二氧化锰、氢氧化钾在熔融条件下和氧气反应生成锰酸钾,锰酸钾在酸性条件下发生歧化反应生成高锰酸钾和二氧化锰。
【详解】
(1)软锰矿中主要成分是二氧化锰,还含有Al2O3、Fe2O3,二氧化锰是强氧化剂,在酸性溶液中具有较强的氧化性,而SO2在水溶液中具有较强的还原性,所以硫酸的作用是溶解Al2O3和Fe2O3、增强MnO2的氧化性。
(2)含有硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锰的溶液中加入二氧化锰把亚铁离子氧化为铁离子,调节pH除去铁、铝,“滤渣2”的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;Mn2+完全沉淀时(c=1.0×10-5mol/L)的pH为10.1,Mn(OH)2的Ksp=10−5×(1010.1−14)2;
(3)“熔融”时二氧化锰、氢氧化钾、氧气反应生成锰酸钾,反应方程式是2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O;
(4)由流程图可知锰酸钾歧化为高锰酸钾和二氧化锰;锰酸钾既是氧化剂也是还原剂,根据得失电子守恒,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(5)减压过滤即抽滤;加快过滤速度;
(6)①电解制备KMnO4,MnO在阳极失电子生成MnO电极反应式是MnO−e−=MnO
②电解时阴极的电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−;产物之一为KOH可以用于锰酸钾的制备。
【点睛】
本题以软锰矿为原料(主要成分是MnO2,还含有Al2O3,Fe2O3,SiO2杂质)制备高锰酸钾为载体,明确各步骤的反应原理是解题关键,掌握氧化还原反应规律,熟悉混合物分离方法。【解析】溶解Al2O3和Fe2O3增强MnO2的氧化性Fe(OH)3、Al(OH)30.01×(108.6−14)2或10−5×(1010.1−14)22MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O1∶2加快过滤速度MnO−e−=MnOKOH15、略
【分析】【分析】
废旧锂离子电池放电拆解处理后;正极用氢氧化钠溶液,碱溶过滤得到的滤液,调节溶液pH,过滤得到氢氧化铝沉淀;滤渣加入硫酸,过氧化氢调节溶液pH过滤,得到的滤液中加入萃取剂萃取分液得到的水层为硫酸锂,有机层通过反萃取得到的水层为硫酸钴溶液,加入碳酸氢铵溶液,沉淀钴离子,得到碳酸钴固体,据此分析解答。
【详解】
(1)该电池充电时负极(阴极)反应为6C+xLi++xe-=LixC6,说明放电时负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,则放电过程中,Li1-xCoO2和LixC6发生氧化还原反应生成LiCoO2和C,反应方程式为:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C,该工艺首先将废旧电池“放电处理”的目的除安全外,通过放电,将Li+从负极中脱出进入正极材料中,提高锂的回收率,故答案为:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C;Li+从负极中脱出进入正极材料中;提高锂的回收率;
(2)正极中含有铝,铝易溶于强碱溶液生成AlO2-,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)分离操作1是用有机溶剂萃取分离出硫酸锂溶液,因此操作1是萃取、分液;酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,反应方程式为:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,故答案为:萃取、分液;2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;
(4)由题中信息知LiCoO2具有强氧化性,加入盐酸有污染性气体氯气生成,污染环境,因此不能用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液;故答案为:有氯气生成,污染较大;
(5)“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应方程式为CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;实验现象为:产生无色无味的气体和沉淀,故答案为:产生气体和沉淀。
【点睛】
本题的易错点和难点为(4),要注意题中“锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)”,结合“充电时阴极反应为6C+xLi++xe-=LixC6”,说明LiCoO2具有强氧化性,可能将盐酸氧化生成氯气。【解析】①.Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C②.Li+从负极中脱出进入正极材料中,提高锂的回收率③.2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑④.萃取、分液⑤.2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O⑥.有氯气生成,污染较大⑦.产生(无色无味的)气体、产生沉淀(或溶液变浑浊)五、原理综合题(共4题,共24分)16、略
【分析】【分析】
本题为综合题。
(1)氮原子与氢原子是通过共用电子对相结合形成氨气,其中含有3个共价键,电子式为
(2)此小题考查的是盐类的水解,NH4NO3溶为强酸弱碱盐;在水中发生水解,溶液显酸性,则硝酸根离子的浓度大于铵根离子的浓度,氢离子的浓度大于氢氧根离子的浓度;
(3)①此小题考查的是盖斯定律的运用,2个NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)等于总反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)减去其中的一个反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g);
②本小题考查的是三段式解题的运用;
(4)①此小题考查的是氧化还原反应方程式的书写,先根据价态升降找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,再根据得失电子守恒配平离子方程式SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-;此外还考查了氧化剂的判断;氧化剂是元素化合价降低得电子发生还原反应的物质;
②根据左图NO2的脱除率在n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1时效果最好,大于6:1以后变化不大,根据右图NO2的脱除率在pH为5.5~6.0时效果最好,大于6.0以后反而减小,则硫脱硝最佳条件是pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1;SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小是因为pH>5.5以后,随着pH增大,NO的还原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性减弱;不能将NO氧化为硝酸。
【详解】
(1)氮原子最外层有5个电子,达到8电子稳定结构需得3个电子,氢原子最外层1个电子,达到2电子稳定结构需得一个电子,则氮原子和3个氢原子可形成3对共用电子对,电子式为本小题答案为:
(2)NH4NO3溶为强酸弱碱盐,在水中发生水解,溶液显酸性,则离子浓度由大到小顺序是c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)。本小题答案为:c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)。
(3)①根据盖斯定律2个NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)等于总反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)减去其中的一个反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),则2(-ΔH2)=ΔH-ΔH1=-196.6kJ/mol-(-113kJ/mol)=-83.6kJ/mol,则ΔH2=-41.8kJ/mol。本小题答案为:-41.8kJ/mol。
②NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始浓度(mol/L)0.50.500
变化浓度(mol/L)xxxx
平衡浓度(mol/L)0.5-x0.5-xxx
根据题意(0.5-x)/x=1:3x=0.375NO2的平衡转化率为(0.375/0.5)×100%=75%。本小题答案为:75%。
(4)①装置I控制温度在35~55℃,通入SO2将NaClO3还原为ClO2(沸点:11℃),SO2中的硫元素的化合价由+4价升高到+6价被氧化为SO42-,NaClO3中氯元素的化合价由+5价降低到+4价被还原为ClO2,离子方程式为SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-;装置I中产生的ClO2经导管进入装置Ⅱ生成NaClO2,ClO2中氯元素的化合价由+4价降低到+3价,发生还原反应,ClO2为氧化剂;装置I中通入SO2的不完全反应,在装置Ⅱ中被氧化生成硫酸,溶液中可能存在SO42-;本小题答案为:O2+2ClO3—=2ClO2+SO42-;ClO2;SO42-。
②根据左图NO2的脱除率在n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1时效果最好,大于6:1以后变化不大,根据右图NO2的脱除率在pH为5.5~6.0时效果最好,大于6.0以后反而减小,则硫脱硝最佳条件是pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1;SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小是因为pH>5.5以后,随着pH增大,NO的还原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性减弱,不能将NO氧化为硝酸。本小题答案为:pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1;pH>5.5以后,随着pH增大,NO的还原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性减弱,不能将NO氧化为硝酸。【解析】c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)—41.8kJ/mol75%SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-ClO2SO42-pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1原因:pH>5.5以后,随着pH增大,NO的还原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性减弱,不能将NO氧化为硝酸17、略
【分析】【分析】
I.(1)根据平衡常数=书写;
(2)根据温度对化学平衡常数的影响分析判断;
(3)根据化学平衡状态的标志和特征分析判断;
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O);计算出K,再判断;
(5)根据浓度商与化学平衡常数的关系判断反应进行的方向;
II.(1)图中a点对应温度下,NO2的转化率是0.6;结合三段式判断气体的物质的量,再结合相同条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,计算反应后压强,并发表计算三种气体的分压,将平衡分压代入平衡常数表达式计算;
(2)当达到化学平衡时满足v正=v逆,即消耗速率2v(N2O4)=v(NO2),结合v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2)分析解答。
【详解】
I.(1)因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)反应的平衡常数K=故答案为
(2)化学平衡常数的大小只与温度有关;由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,故答案为吸热;
(3)a、该反应是一个反应前后体积不变的反应,气体的压强始终不变,则容器中压强不变,不能说明达到平衡状态,故a错误;b、化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,则混合气体中c(CO)不变,说明达到了平衡状态,故b正确;c、化学平衡状态的本质是v正=v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O),表明反应达到平衡状态,故c正确;d、c(CO2)=c(CO)时,不能表明正逆反应速率相等,不一定达到了平衡状态,故d错误;故选bc;
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),说明平衡常数K===0.6;故温度为700℃,故答案为700;
(5)1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol•L-1、2mol•L-1、4mol•L-1、4mol•L-1,则浓度商Qc===4>K=2.6;所以化学平衡逆向移动,故答案为逆向;
II.(1)图中a点对应温度下,NO2的转化率是0.6,设原来NO2的物质的量为xmol,则转化的NO2物质的量为0.6xmol;
2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)
开始(mol)x00
转化(mol)0.6x0.6x0.3x
平衡(mol)0.4x0.6x0.3x
则混合气体的物质的量=0.4xmol+0.6xmol+0.3xmol=1.3xmol,相同条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,所以反应后压强=×1.3xmol=156kPa,NO2的分压=156kPa×=48kPa,NO的分压=156kPa×=72kPa,O2的分压=156kPa×=36kPa,所以分压平衡常数为Kp===81kPa;故答案为81kPa;
(2)当达到化学平衡时满足v正=v逆,即消耗速率2v(N2O4)=v(NO2),又有v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),则平衡时,2k1p(N2O4)=k2p2(NO2),因此k1=k2•=k2•Kp;满足平衡条件υ(NO2)=2υ(N2O4)即为平衡点,B、D点的压强之比等于其反应速率之比=1∶2,所以B、D为平衡点,故答案为k2•Kp;B、D;N2O4与NO2的消耗速率满足条件v(NO2)=2v(N2O4)。
【点睛】
本题的难点和易错点为II.(1),要注意平衡时压强不是120kPa,要根据气体的压强之比等于气体的物质的量之比进行计算。【解析】吸热bc700逆向81kPak2•KpB、DN2O4与NO2的消耗速率满足条件v(NO2)=2v(N2O4)18、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)海藻中的碘元素以碘化物形式存在,反应中I元素发生氧化反应,Mn元素被还原,还原产物应为硫酸锰,反应的离子方程式为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O。故答案为MnSO4;
(2)体系中既有氯化银又有碘化银时,存在沉淀转化平衡:AgI(s)+Cl-⇌AgCl(s)+I-。K=分子、分母同时乘以有:K=将Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17代入得:故答案为4.7×10-7;
(3)键能一般取正值来运算,ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和);设1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ;代入计算:+11=2x-(436+151),x=299。故答案为299;
(4)①问中的反应是比较特殊的;反应前后气体体积相等,不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。716K时,取第一行数据计算:
化学平衡常数为故答案为K=
②问的要点是:平衡状态下,v正=v逆,故有:k正·x2(HI)=k逆·x(H2)·x(I2),变形:k正/k逆={x(H2)·x(I2)}/x2(HI)=K,故有:k逆=k正/K。在t=40min时,正反应建立平衡的x(HI)=0.85,则v正=k正·x2(HI)=0.0027min-1×0.852=1.95×10-3min-1。故答案为k逆=k正/K;1.95×10-3;
③图像右半区的正反应;速率加快,坐标点会上移;平衡(题中已知正反应吸热)向右移动,坐标点会左移。综前所述,找出A点。同理可找出E点。
故答案为A、E。【解析】MnSO44.7×10-7299K=k逆=k正/K1.95×10-3A、E19、略
【分析】(1)考查热化学反应方程式的计算,①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.5kJ·mol-1,②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.0kJ·mol-1,③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ·mol-1,氢气还原CO2的反应是4H2+CO2=CH4+2H2O(g),因此有①×4-②+③×2得出:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-164.0kJ·mol-1;(2)考查化学平衡计算,①反应I是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应II是吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,因为反应I的速度快于反应II,因此反应I的活化能低于反应II,故D正确;②设体系中生成CH3OH的物质的量xmol,反应II反应前后气体系数之和相等,因此容器中气体总物质的量为(12-2x)mol,根据压强之比等于物质的量之比,因此有12/(12-2x)=p0/p,解得x=1mol,即n1=1mol,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
变化:1311
平衡:11
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
变化:2222
平衡:22,根据n1的分析,体系中气体总物质的量为10mol,p(H2O)=3p/10,p(CH3OH)=p/10,消耗CO2的物质的量为3mol,则平衡是CO2的物质的量为2mol,即p(CO2)=2p/10,同理p(H2)=2p/10,反应I的平衡常数Kp==(3)本题考查反应条件的控制,根据图像,在氨氮物质的量之比为1,温度在400℃时,脱硝效率最大,原因是在400℃时催化剂的活性最好,催化效率最高,同时400℃温度较高,反应速率快;(4)考查影响化学平衡移动的因素,A、40min的数值都增大,通入一定量的CO2,CO2浓度增大,NO和N2浓度应不变,故A错误;B、催化剂对浓度无影响,故B错误;C、适当缩小容器的体积,组分浓度增大,故C正确;D、C为固体,通入一定量的NO,相当于在原来的基础上增大压强,体积缩小,浓度增大,故D正确;E、C为固体,加入一定量的活性炭,对平衡无影响,对组分浓度无影响,故E错误;F、此反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,NO浓度降低,故F错误。【解析】CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-164.0kJ·mol-1D1.0温度400℃,氨氮物质的量之比为1在400℃时催化剂的活性最好,催化效率高,同时400℃温度较高,反应速率快CD六、结构与性质(共3题
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