2022高考化學(xué) 難點剖析 專題56 化學(xué)平衡中三維坐標(biāo)的考查練習(xí)1NH3是一種重要的化工原料。(1)不同溫度、壓強下.合成該平衡體系NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖 (N2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1:3)。 分析圖中數(shù)據(jù)，升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”)。如果開始時向密閉容器中投入1.0mol N2 和3.0mol H2，則在500、3×107Pa條件下達(dá)到平衡時N2 的平衡轉(zhuǎn)化率=_。(保留兩位有效數(shù)字)液氨和水頗為相像，它能溶解多種無機(jī)及有機(jī)分子，其電離方程式可表示為2NH3 NH4+ NH2一(某溫度下其離子積常數(shù)為10-30)。液氨中的pNH4與水中的pH相似，則該溫度下液氨的pNH4=_。(2)以氨氣代替氫氣研發(fā)氨清潔燃料電池是當(dāng)前科研的一個熱點。氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。(3)NH3也是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的NH3轉(zhuǎn)化為氮氣除去，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:反應(yīng)I: NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) H1=akJ/mol；反應(yīng)II :NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl2(aq) +H2O(l) H2=bkJ/mol；反應(yīng)III: 2NHCl2(aq) +H2O(l)=N2(g)+HClO( aq)+3HCl( aq) H3=ckJ/mol。2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2 (g)+3HCl(aq)+3H2O(l) H=_kJ/mol已知在水溶液中NH2Cl較穩(wěn)定，NHCl2不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮氣。在其他條件不變的情況下，改變對溶液中次氯酸鈉去氨氮效果與余氯(溶液中+1價氯元素的含量)的影響如圖所示。a點之前溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)為_(填序號)。A反應(yīng)I、I I B反應(yīng)I 除氨氮過程中最佳的值約為_?！敬鸢浮?減小 41% 15 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O 2a2bc B 1.52降低大氣中C02的含量及有效地開發(fā)利用CO2，已引起了全世界的普遍重視。（1）CO2加氫合成DME（二甲醚）是解決能源危機(jī)的研究方向之一。2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）H= -122.4kJ·mol-1 某溫度下，將2.0molCO2（g）和6.0molH2（g）充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時、改變壓強和溫度，平衡體系中CH3OCH3（g）的物質(zhì)分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示，則p1_p2（填“”“”或“=”，下同）。若T1、P1，T3、P3時平衡常數(shù)分別為K1、K3，則K1_K3，T1、P1時H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_。在恒容密閉容器里按體積比為1：3充入二氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后，下列能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是_（填序號）。A 反應(yīng)物的濃度增大 B 混合氣體的密度減小C 正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率 D 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小（2）將一定量的CO2氣體通入氫氧化鈉的溶液中，向所得溶液中邊滴加稀鹽酸邊振蕩至過量，產(chǎn)生的氣體與鹽酸物質(zhì)的量的關(guān)系如圖（忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)）。請回答：通入1mol HCl時，溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式_，a點溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系式為_。 （3）CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng)，CaCO3是一種難溶物質(zhì)，其。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為mol·L-1，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為_mol·L-1.【答案】 57.1% C Na2CO3、NaCl c(Na+)c(Cl-)c(HC03-)c(OH-)c(H+)c(CO32-) 【解析】（1）2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）H= -122.4kJ·mol-1，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，所以平衡時，二甲醚的百分含量隨溫度升高而減少、隨壓強增大而增大，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小。由圖可知，在相同溫度、p1和p2兩種不同壓強下，p1對應(yīng)的二甲醚的百分含量較高，所以p1p2；在相同壓強、T1和T3兩種不同溫度下，T3對應(yīng)的二甲醚的百分含量較高，所以，T1T3，由于化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以，若T1、P1，T3、P3時平衡常數(shù)分別為K1、K3，則K1K3。T1、P1時，若H2的平衡轉(zhuǎn)化率為為，則H2的變化量為6.0，CO2、CH3OCH3、H2O的變化量分別為2.0、1.0、3.0，因為二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為0.1，所以，解之得，H2的平衡轉(zhuǎn)化率為57.1%。（2）由圖可知，反應(yīng)明顯分為兩個階段，前后兩個階段所消耗的HCl的物持的量之比為3:2，說明原溶液中的溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉，且兩者物質(zhì)的量之比為2:1，兩者物質(zhì)的量分別是2mol、1mol。通入1mol HCl時，氫氧化鈉恰好反應(yīng)完全，溶液中所含溶質(zhì)為Na2CO3、NaCl。a點溶液中有3mol NaCl和1molNaHCO3，由于碳酸氫根離子的水解程度大于電離程度，所以，各離子濃度由大到小的關(guān)系式為c(Na+)c(Cl-)c(HC03-)c(OH-)c(H+)c(CO32-)。（3）CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng)，CaCO3是一種難容物質(zhì)，其。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為mol·L-1，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為mol·L-1。3NH3是一種重要的化工原料。（1）不同溫度、壓強下.合破氦平衡休系NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖 (N2和H2 的起始物質(zhì)的量之比為1:3)。 分析圖中數(shù)據(jù)，升商溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值_(填“增大”“城小”或“不變”)。下列關(guān)于合成氨的說法正確是_(填序號)。A工業(yè)上合成氨，為了提高氨的含量壓強越大越好B使用催化劑可以提高氨氣的產(chǎn)率C合成氨反應(yīng)H<0、S<0，該反應(yīng)高溫條件下一定能自發(fā)進(jìn)行D減小n(N2): n(H2) 的比值，有利于提高N2 的轉(zhuǎn)化率如果開始時向密閉容器中投入1.0mol N2 和3.0mol H2，則在500C、3×107Pa條件下達(dá)到平衡時N2 的平衡 轉(zhuǎn) 化率=_。(保留兩位有效數(shù)字)（2）以氨氣代替氫氣研發(fā)氨燃料電池是當(dāng)前科研的一一個熱點。氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。（3）NH3也是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的NH3轉(zhuǎn)化為氮氣除去，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:反應(yīng)I: NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) H1=akJ/mol；反應(yīng)II :NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl(aq)v H2=bkJ/mol；反應(yīng)III: 2NHCl2(aq) +H2O(l)=N2(g)+HClO( aq)+3HCl( aq) H3=ckJ/mol。2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2(g)+ H2O(l) H=_kJ/mol 已知在水溶液中NH2Cl較穩(wěn)定，NHCl2不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮氣。在其他條件不變的情況下，改變對溶液中次氯酸鈉去氨氮效果與余氯(溶液中+1價氯元素的含量) 的影響如圖l4所示。a點之前溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)為_(填序號)。A反應(yīng)I、I I B反應(yīng)I除氨氮過程中最佳的值約為_。 【答案】 減小 D 41% 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O B 1.5通過圖像可知在500、3×107Pa條件下達(dá)到平衡時，氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%，設(shè)氮氣的消耗量為xmol,根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行計算如下： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)起始量 1 3 0變化量 x 3x 2x平衡量 1-x 3-3x 2x根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=2x/(1-x+3-3x+2x)×100%=26%，解之x=0.41mol，所以N2 的平衡 轉(zhuǎn) 化率為41%；正確答案：41%。（2）氨氣為堿性氣體,易與酸反應(yīng)，所以電解質(zhì)溶液應(yīng)呈堿性，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣被氧化生產(chǎn)氮氣，電極反應(yīng)式為2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O；正確答案：2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O。（3）根據(jù)化學(xué)方程式和蓋斯定律計算×2 +×2+得到熱化學(xué)方程式為2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2(g)+ H2O(l) H= ；正確答案：。用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮(用表示)轉(zhuǎn)化為氮氣除去，改變(即NaClO溶液的投入液)，溶液中次氯酸鈉去除氨氮效果與余氯圖象變化中，次氯酸少氨氣多，a點前發(fā)生的反應(yīng)是NH3(g)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l)；從圖象分析可以知道，反應(yīng)中氨氮去除效果最佳為去除率較高同時余氯量最少，圖象中符合的比值為1.5；正確答案：B；1.5。4NH3是一種重要的化工原料，可用來制備肼、硝酸、硝酸銨和氯胺等。（1）N2和H2以物質(zhì)的量之比為13在不同溫度和壓強下發(fā)生反應(yīng)：N2+3H22NH3，測得平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖。 下列途徑可提高氨氣產(chǎn)率的是_(填序號)。a.采用常溫條件 b.采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?c.將原料氣加壓 d.將氨液化，不斷移去液氨上圖中所示的平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.549和0.478時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1 _(選填“”或“”或“”)K2。 （2）肼(N2H4)是一種火箭燃料。已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g) H=+67.7kJ·mol-1 N2H4(g)+O2g)N2(g)+2H2O(g) H =534.0 kJ·mol-1NO2(g)1/2N2O4(g) H =28.0 kJ·mol-1反應(yīng)2N2H4(g)+ N2O4(g)3N2(g) + 4H2O(g)的H =_ kJ·mol-1。氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼的離子方程式為_。（3）電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3，其工作原理如圖。 陰極的電極反應(yīng)式為_。 將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3， 則通入的NH3與實際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為_。 （4）飲用水消毒時，氯胺（NH2Cl等）在酸性條件下具有良好的效果，其原因是_。【答案】 bcd = -1079. 7 2NH3+ClO-=Cl-+N2H4+H2O NO+5e-+6H+=NH4+H2O 1：4 氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH2Cl+ H2ONH3+HClO，酸性條件下平衡右移使次氯酸濃度變大(2)已知aN2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+67.7kJ/mol，bN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=-534.0kJ/mol，cNO2(g)N2O4(g)；H=-28.0kJmol-1，由蓋斯定律b×2-a-c×2得到：熱化學(xué)方程式：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)H=-1079.7kJ/mol；氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼、氯化鈉、水，化學(xué)方程式為2NH3+NaClONaCl+N2H4+H2O，離子方程式為2NH3+ClO-Cl-+N2H4+H2O；(3)工業(yè)上電解NO制備 NH4NO3，由裝置圖可知陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，NO被氧化生成NO3-，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，NO被還原生成NH4+，陽極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應(yīng)為：NO+5e-+6H+=NH4+H2O；總反應(yīng)方程式為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，生成的硝酸和反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比等于2：8=1：4，通入的NH3的物質(zhì)的量至少應(yīng)與生成的硝酸的物質(zhì)的量相等，因此通入的NH3與實際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為14；(4)氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH2Cl+H2ONH3+HClO，酸性條件下，減小了NH3的濃度，平衡右移使次氯酸濃度變大。