專題講座四加試第30題基本概念、基本理論綜合1(2016浙江4月選考，30)氨氣及其相關(guān)產(chǎn)品是基本化工原料，在化工領(lǐng)域中具有重要的作用。(1)以鐵為催化劑，0.6 mol氮?dú)夂?.8 mol氫氣在恒溫、容積恒定為1 L的密閉容器中反應(yīng)生成氨氣，20 min后達(dá)到平衡，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.3 mol。在第25 min時(shí)，保持溫度不變，將容器體積迅速增大至2 L并保持恒容，體系達(dá)到平衡時(shí)N2的總轉(zhuǎn)化率為38.2%，請(qǐng)畫出從第25 min起H2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線。該反應(yīng)體系未達(dá)到平衡時(shí)，催化劑對(duì)逆反應(yīng)速率的影響是_(填“增大”、“減少”或“不變”)。(2)N2H4是一種高能燃料，有強(qiáng)還原性，可通過(guò)NH3和NaClO反應(yīng)制得，寫出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式_。N2H4的水溶液呈弱堿性，室溫下其電離常數(shù)K11.0106，則0.01 molL1 N2H4水溶液的pH等于_(忽略N2H4的二級(jí)電離和H2O的電離)。已知298 K和101 kPa條件下：N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H22H2(g)O2(g)=2H2O(g)H34NH3(g)O2(g)=2N2H4(l)2H2O(l)H4則N2H4(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱H_。(3)科學(xué)家改進(jìn)了NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的工藝(如虛框所示)，在較高的操作壓力下，提高N2O4/H2O的質(zhì)量比和O2的用量，能制備出高濃度的硝酸。實(shí)際操作中，應(yīng)控制N2O4/H2O質(zhì)量比高于5.11，對(duì)此請(qǐng)給出合理解釋_。答案(1)增大(2)2NH3NaClO=N2H4NaClH2O10H2H1H4(3)2N2O42H2OO2=4HNO3，N2O4/H2O質(zhì)量比等于5.11時(shí)恰好反應(yīng)，高于5.11是為了提高N2O4濃度，有利于平衡正向移動(dòng)，得到高濃度的硝酸2(2015浙江10月選考，30)由某精礦石(MCO3ZCO3)可以制備單質(zhì)M，制備過(guò)程中排放出的二氧化碳可以作為原料制備甲醇，取該礦石樣品1.84 g，高溫灼燒至恒重，得到0.96 g僅含兩種金屬氧化物的固體，其中m(M)m(Z)35，請(qǐng)回答：(1)該礦石的化學(xué)式為_(kāi)。(2)以該礦石灼燒后的固體產(chǎn)物為原料，真空高溫條件下用單質(zhì)硅還原，僅得到單質(zhì)M和一種含氧酸鹽(只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物質(zhì)的量之比為21)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。單質(zhì)M還可以通過(guò)電解熔融MCl2得到，不能用電解MCl2溶液的方法制備M的理由是_。 (3)一定條件下，由CO2和H2制備甲醇的過(guò)程中含有下列反應(yīng)：反應(yīng)1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H1反應(yīng)2：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H2反應(yīng)3：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H3其對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，它們隨溫度變化的曲線如圖1所示。則H2_(填“大于”、“小于”或“等于”)H3，理由是_。(4)在溫度T1時(shí)，使體積比為31的H2和CO2在體積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。T1溫度下甲醇濃度隨時(shí)間變化曲線如圖2所示；不改變其他條件，假定t時(shí)刻迅速降溫到T2，一段時(shí)間后體系重新達(dá)到平衡。試在圖中畫出t時(shí)刻后甲醇濃度隨時(shí)間變化至平衡的示意曲線。答案(1)MgCO3CaCO3(2)2MgO2CaOSi Ca2SiO42Mg 電解MgCl2溶液時(shí)，陰極上H比Mg2容易得電子，電極反應(yīng)式2H2O2e= H22OH，所以不能得到Mg單質(zhì)(3)小于由圖1可知，隨著溫度升高，K1增大，則H1> 0，根據(jù)蓋斯定律又得H3H1H2，所以H2<H3(4)加試題第30題是基本概念、基本理論組合題，主要是結(jié)合無(wú)機(jī)推斷、化學(xué)工藝，考查了熱化學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)平衡及電解質(zhì)溶液的知識(shí)，涉及的基本能力有審題能力、計(jì)算能力、簡(jiǎn)答能力及繪圖能力等。由于考查知識(shí)全面，題目綜合性較強(qiáng)，但每空分值較少(最多2分)，這就要求學(xué)生審題要仔細(xì)，計(jì)算要準(zhǔn)確，繪圖要規(guī)范，簡(jiǎn)答要精煉，爭(zhēng)取在有限的時(shí)間內(nèi)得高分。(一)信息型方程式的書寫1某科研小組在實(shí)驗(yàn)室用較濃的KOH溶液直接吸收氯氣，研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后開(kāi)始出現(xiàn)KClO3并逐漸增多，產(chǎn)生KClO3的離子方程式是_。答案6OH3Cl2=5ClClO3H2O2MnO2與KClO3、KOH溶液共熱，可得到K2MnO4，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。答案3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O3向1 L 1 molL1的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以產(chǎn)生O2和Fe3，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。答案4FeO20H=4Fe33O210H2O4NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2(已知HCN、HOCN中N元素的化合價(jià)相同)則反應(yīng)的離子方程式：_。答案2OCN3ClO=COCO23ClN25在催化劑作用下，尿素CO(NH2)2也可以將NOx反應(yīng)生成N2和H2O。寫出CO(NH2)2與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案4CO(NH2)26NO27N24CO28H2O6氨基甲酸銨(NH2COONH4) 極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，請(qǐng)寫出其水解反應(yīng)方程式：_。答案 NH2COONH4 2H2ONH4HCO3NH3H2O7煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。寫出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式：_。答案4OH3ClO4NO=4NO3Cl2H2O8在堿性條件下，寫出O2將Mn2氧化成MnO(OH)2的離子方程式：_。答案O22Mn24OH=2MnO(OH)2 9一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合價(jià)為3)與Fe2反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)，其離子方程式為_(kāi)。答案2Fe2BH4OH=2Fe B(OH)2H2106價(jià)鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。答案Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O或Cr2O8HSO=2Cr33SO5SO4H2O(二) 蓋斯定律應(yīng)用強(qiáng)化練1CO2可作為合成低碳烯烴的原料加以利用。如：2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)Ha kJmol1已知：H2和CH2=CH2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別是285.8 kJmol1和1 411.0 kJmol1。H2O(g)H2O(l)H44 kJmol1則a_。答案127.8解析 H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1；CH2=CH2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH2=CH2(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1 411.0 kJmol1；H2O(g) H2O(l)H44 kJmol1；根據(jù)蓋斯定律可知，64可得：2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)H285.861 411444127.8 kJmol1。2近幾年，利用CO2合成二甲醚已成為人們所關(guān)注的熱點(diǎn)。其反應(yīng)原理如下：反應(yīng)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(l)H149.01 kJmol1反應(yīng)2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(l)H224.52 kJmol1反應(yīng)CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(l)H3 請(qǐng)回答：CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為反應(yīng)2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(l)H4_。答案122.54 kJmol1解析反應(yīng)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(l)H149.01 kJmol1反應(yīng)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(l)H224.52 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律，2可得：2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(l)H4(49.01 kJmol1)2(24.52 kJmol1)122.54 kJmol1。3已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJ mol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJ mol1由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。答案 Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1解析.Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol1.2AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律，將可得Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H1 344.1 kJmol11 169.2 kJmol1174.9 kJmol1。4已知：Ti(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)Ha kJmol1；2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)Hb kJmol1；Na(s)=Na(l)Hc kJmol1；則TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)H_ kJmol1。答案2b4ca解析()Ti(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)Ha kJmol1；()2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)Hb kJmol1；()Na(s)=Na(l)Hc kJmol1，將方程式2()()4()得：TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)H2b4ca kJmol1。5由CO可以直接合成許多C1化工產(chǎn)品，如生產(chǎn)甲醇。已知：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 453 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1又知CO(g)燃燒熱H283 kJmol1，則CO(g)2H2(g)=CH3OH(l) H _ kJmol1。答案128.1 解析CO(g)燃燒熱H283 kJmol1，則CO(g)O2(g)= CO2(g) H283 kJmol1，2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 453 kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律得：CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H128.1 kJmol1。6用CH4催化還原煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物，可以消除污染。已知：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1NO2(g)=N2O4(g)H 28.5 kJmol1寫出CH4催化還原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式_。答案CH4(g)N2O4(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H810 kJmol1解析已知：.CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，.2NO2(g)=N2O4(g)H57 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律，得CH4(g)N2O4(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)，故H867 kJmol1(57 kJmol1)810 kJmol1，即CH4(g)N2O4(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H810 kJmol1。7已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H1a kJmol14NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)H2b kJmol14NO(g)3O2(g)2H2O(l)=4HNO3(aq)H3c kJmol1則N2(g)3H2(g)4O2(g)=2HNO3(aq)2H2O(l)H_kJmol1(用a、b、c、H2和H3表示)。答案a0.5b0.5c解析(2)2即可得目標(biāo)等式，故Ha0.5b0.5c kJmol1。8肼(N2H4)是一種火箭燃料。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJmol1NO2(g)=N2O4(g)H28.0 kJmol1 反應(yīng)2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)的H_ kJmol1。答案1 079.7(三)電化學(xué)知識(shí)應(yīng)用集訓(xùn)1用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如圖所示。電解時(shí)陽(yáng)極區(qū)會(huì)產(chǎn)生氣體，產(chǎn)生氣體的原因是_。答案在陽(yáng)極區(qū)HSO放電生成H，H與HSO反應(yīng)產(chǎn)生SO22TiO2直接電解法生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法，電解質(zhì)為熔融的氯化鈣，原理如圖所示，二氧化鈦電極連接電源_極，該極電極反應(yīng)為_(kāi)；但此法會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，為減少對(duì)環(huán)境的污染，在電池中加入固體氧離子隔膜(氧離子能順利通過(guò))，將兩極產(chǎn)物隔開(kāi)，再將石墨改為金屬陶瓷電極，并通入一種無(wú)毒的還原性氣體，該氣體是_。答案負(fù) TiO24e=Ti2O2 H2解析電解時(shí)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子，和電源負(fù)極相連；電極反應(yīng)式為TiO24e=Ti2O2，陽(yáng)極上加入的物質(zhì)應(yīng)該具有還原性且是氣體，反應(yīng)后的生成物不會(huì)污染環(huán)境，水不會(huì)污染環(huán)境，所以該氣體是氫氣。3(1)As2S3和HNO3反應(yīng)如下：As2S310H10NO=2H3AsO43S10NO22H2O，將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則NO2應(yīng)該在_(填“正極”或“負(fù)極”)附近逸出，該極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過(guò)處理鈷渣獲得。利用如下圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為_(kāi)(填化學(xué)式)溶液，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)，電解過(guò)程中Li向_(填“A”或“B”)電極遷移。答案(1)正極NOe2H=NO2H2O(2)LiOH2Cl2e=Cl2B解析(1)原電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，則某元素的化合價(jià)降低，由反應(yīng)可知N元素的化合價(jià)由5降低到4，則NO2屬于還原產(chǎn)物，在正極生成，即NOe2H=NO2H2O。(2)電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液，由圖可知，右側(cè)生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備LiOH，B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液；Li由A經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜向B移動(dòng)；A中為L(zhǎng)iCl溶液，氯離子放電生成氯氣，則陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2。4通過(guò)SO2傳感器可監(jiān)測(cè)大氣中SO2的含量，其工作原理如下圖所示。(1)固體電解質(zhì)中O2向_極移動(dòng)(填“正”或“負(fù)”)。(2)寫出V2O5電極的電極反應(yīng)式：_。答案(1)負(fù)(2)SO22eO2=SO3 5如下圖所示裝置是一種可充電電池，裝置是一種以石墨為電極的家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器。裝置中離子交換膜只允許Na通過(guò)，充放電的化學(xué)方程式為2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr(1)負(fù)極區(qū)電解質(zhì)為_(kāi)(用化學(xué)式表示)。(2)家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。答案(1)Na2S2(2)Cl22OH=ClClOH2O 或ClH2O=ClOH26用甲醇燃料電池高溫電解等物質(zhì)的量的H2OCO2混合氣體可以間接制備H2。其基本原理如圖所示。(1)甲醇燃料電池以酸性溶液為電解質(zhì)，寫出電池負(fù)極的電極反應(yīng)式_。(2)電解池中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為_(kāi)。答案(1)CH3OHH2O 6e=CO26H(2)H2OCO2H2COO27應(yīng)用電化學(xué)原理，將PbSO4轉(zhuǎn)化為鉛可以清潔處理蓄電池，其原理是先用細(xì)菌將PbSO4轉(zhuǎn)換為PbS，再用氟硼酸鐵浸出PbS，化學(xué)方程式為PbS2Fe(BF4)3=Pb(BF4)22Fe(BF4)2S最后通過(guò)電解浸出液得到金屬鉛，電解后的溶液可以循環(huán)使用，寫出電解的總反應(yīng)方程式：_。 答案Pb(BF4)22Fe(BF4)2 Pb2Fe(BF4)38用電化學(xué)方法也可去除廢水中氨氮。在蒸餾水中加入硫酸銨用惰性電極直接電解發(fā)現(xiàn)氨氮去除效率極低，但在溶液中再加入一定量的氯化鈉后，去除效率可以大大提高。反應(yīng)裝置如圖乙所示，b為電源_極，電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。答案正2H2O2NH2e=2NH3H2OH2或2H2e=H2(四)電解質(zhì)溶液1高氯酸、鹽酸和硝酸的酸性在水溶液中差別不大。某溫度下，這三種酸在冰醋酸中的電離平衡常數(shù)如表所示。冰醋酸做溶劑，這三種酸酸性最強(qiáng)的是_。在冰醋酸中，鹽酸的電離方程式為_(kāi)。酸HClO4HClHNO3Ka1.61051.61094.21010答案HClO4HClHCl2次磷酸(H3PO2)是一種一元弱酸，具有較強(qiáng)的還原性。試回答下列問(wèn)題：NaH2PO2為_(kāi)(填“正鹽”或“酸式鹽”)，溶液中有關(guān)離子濃度從大到小的順序?yàn)開(kāi)。答案正鹽c(Na)c(H2PO)c(OH)c(H)3硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SiO3。室溫下，0.1 molL1 的硅酸鈉溶液和0.1 molL1 的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是_，其原因是_。已知：H2SiO3：Ka12.01010Ka21.01012 H2CO3：Ka14.3107Ka25.61011。答案硅酸鈉硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，硅酸鈉更易水解解析根據(jù)所給數(shù)據(jù)可知：硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，依據(jù)“越弱越水解”可知硅酸鈉更易水解。4已知室溫下，碳酸的電離常數(shù)K14.4107，K24.71011。NaHCO3水溶液顯堿性，原因：_(用K 定量解釋)。答案碳酸氫鈉溶液中的水解平衡常數(shù)Kh2.5108，大于碳酸的電離常數(shù)K24.710115已知：HSOHSOK1.02107NHH2ONH3H2OHK5.651010往亞硫酸氫銨中加入一定量的氫氧化鋇溶液，可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_(選填編號(hào))。aHSOBa2OH=BaSO3H2ObNH2HSO2Ba23OH=2BaSO32H2ONH3H2OcNHHSOBa22OH=BaSO3H2ONH3H2Od2NH4HSO3Ba26OH=3BaSO34H2O2NH3H2OSO答案cd解析已知：HSOHSOK1.02107，NHH2ONH3H2OHK5.651010，亞硫酸氫根離子電離程度大于一水合氨的電離程度，所以亞硫酸氫銨溶液中滴入氫氧化鋇溶液，氫氧根離子先和亞硫酸氫根離子反應(yīng)，后與銨根離子結(jié)合生成一水合氨，反應(yīng)中氫氧化鋇量不同產(chǎn)物不同，不足量的氫氧化鋇反應(yīng)時(shí)需要滿足化學(xué)式的組成比。a項(xiàng)中的離子方程式分析，HSOBa2OH=BaSO3H2O是氫氧化鋇不足量時(shí)的反應(yīng)，只和亞硫酸氫根離子反應(yīng)，則氫氧化鋇電離出的鋇離子和氫氧根離子全部反應(yīng)，需要符合化學(xué)式的組成比，正確的應(yīng)為2HSOBa22OH=BaSO32H2OSO；b項(xiàng)中離子方程式分析，NH2HSO2Ba23OH=2BaSO32H2ONH3H2O，電離出2 mol Ba2，電離出的氫氧根離子為4 mol，其中2 mol OH和2 mol亞硫酸氫根離子反應(yīng)，2 mol OH和2 mol NH反應(yīng)，正確的反應(yīng)離子方程式為NHHSOBa22OH=BaSO3H2ONH3H2O；c項(xiàng)依據(jù)b分析可知，選項(xiàng)中離子方程式為氫氧化鋇和亞硫酸氫銨11反應(yīng)的離子方程式，NHHSOBa22OH=BaSO3H2ONH3H2O；d項(xiàng)，2NH4HSO3Ba26OH=3BaSO34H2O2NH3H2OSO，分析離子方程式，反應(yīng)是4 mol NH4HSO3和3 mol Ba(OH)2的反應(yīng)，6 mol OH先和4 mol HSO反應(yīng)，剩余 2 mol OH再和2 mol NH反應(yīng)，剩余2 mol NH生成亞硫酸銨，反應(yīng)的離子方程式正確。6已知硫酸的第二級(jí)電離并不完全：HSOHSO(Ka1.2102)。在0.1 molL1的硫酸氫鉀溶液中大約有30%的HSO電離，則該溶液中離子濃度由大到小排列第2位的離子是_，第4位的離子是_。往該溶液中加入硫酸氫鉀固體并保持溫度不變，則溶液中_(填“增大”、“減小”或“不變”)。答案HSOSO減小解析已知硫酸的第二級(jí)電離并不完全，在0.1 molL1的硫酸氫鉀溶液中大約有30% 的HSO電離，溶液顯酸性，則溶液中離子濃度大小為c(K)c(HSO)c(H)c(SO)c(OH)，則該溶液中離子濃度由大到小排列第2位的離子是HSO，第4位的離子是SO，往該溶液中加入硫酸氫鉀固體并保持溫度不變，則溶液中c(HSO)、c(K)濃度增大，但對(duì)于電離平衡，HSOHSO，硫酸氫根離子只電離不水解，氫離子濃度增大平衡逆向進(jìn)行，電離程度減小，c(HSO)增大的多，比值減小。7已知常溫下，H2CO3：Ka14.3107、Ka25.61011。結(jié)合H的能力Na2CO3溶液_(填“”、“”或“”)NaHCO3溶液，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明：_。答案取等濃度等體積的NaHCO3和Na2CO3溶液混于同一燒杯中，加入稀鹽酸，邊滴邊攪拌，若一段時(shí)間無(wú)氣泡，則Na2CO3結(jié)合H能力強(qiáng)解析電解質(zhì)越弱，其相應(yīng)的陰離子結(jié)合質(zhì)子能力越強(qiáng)，常溫下，H2CO3：Ka14.3107Ka25.61011，電離強(qiáng)弱順序：碳酸的一級(jí)電離大于其二級(jí)電離，即結(jié)合H的能力Na2CO3溶液大于NaHCO3溶液，取等濃度等體積的NaHCO3和Na2CO3溶液混于同一燒杯中，加入稀鹽酸，邊滴邊攪拌，若一段時(shí)間無(wú)氣泡，則Na2CO3結(jié)合H能力強(qiáng)。8在1 L 0.3 molL1的NaOH溶液中，通入4.48 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，反應(yīng)后所得溶液中離子的濃度之間有一些等量關(guān)系，例如：c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)，另外對(duì)此溶液中存在的離子按濃度由大到小排序?yàn)開(kāi)。答案c(Na)c(HCO)c(CO)c(OH)c(H)解析n (CO2)0.2 mol、n(NaOH)0.3 molL11 L0.3 mol，則反應(yīng)的可能方程式有CO22NaOH=Na2CO3H2O，CO2NaOH=NaHCO3，根據(jù)21可知反應(yīng)后產(chǎn)物為Na2CO3和NaHCO3，設(shè)所得產(chǎn)物中含Na2CO3為x mol，NaHCO3為y mol，則xy0.2、2xy0.3，解得x0.1、y0.1，在含等物質(zhì)的量的碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶液中，c(Na)最大，碳酸根離子水解大于碳酸氫根離子的水解，則c(HCO)c(CO)，水解使溶液顯堿性，則c(OH)c(H)，顯性離子大于隱性離子，則c(HCO)c(CO)c(OH)c(H)，所以離子濃度大小為c(Na)c(HCO)c(CO)c(OH)c(H)。9流程中所用的NaHSO3溶液顯弱酸性，源于NaHSO3存在以下兩種程度不同的平衡體系：(1)水解_和電離_(用離子方程式表示)。(2)如向0.1 molL1的NaHSO3溶液中分別加入以下物質(zhì)，回答問(wèn)題：加入少量Ba(OH)2固體，水解平衡向_移動(dòng)；加入少量NaClO固體，溶液的pH_(選填“增大”、“減小”或“不變”)。答案(1)HSOH2OH2SO3OHHSOSOH(2)逆反應(yīng)方向減小解析(1)NaHSO3溶液顯弱酸性，是因?yàn)樵撊芤褐写嬖谝韵碌钠胶猓核猓篐SOH2OH2SO3OH和電離：HSOSOH，電離程度大于水解程度。(2)加入Ba(OH)2，OH濃度增大，平衡逆向移動(dòng)；加入少量NaClO固體，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和氯化鈉，溶液pH減小。10已知常溫下，H2SO3的電離常數(shù)為 K11.54102，K21.02107，H2CO3的電離常數(shù)為 K14.30107，K25.601011，則下列微粒可以大量共存的是_(選填編號(hào))。aCOHSO bHCOHSOcSOHCO dH2SO3HCO已知NaHSO3溶液顯酸性，解釋原因_。答案bc亞硫酸氫根的電離程度大于水解程度解析已知Ka越大酸性越強(qiáng)，酸性較強(qiáng)的能與酸性較弱的酸根離子反應(yīng)，由于HCO的酸性小于HSO的酸性，所以HCO與SO不反應(yīng)，即b、c能共存。(五)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的簡(jiǎn)答與繪圖1CO2可作為合成低碳烯烴的原料加以利用。如：2CO2(g)6H2(g)=CH2=CH2(g)4H2O(g)H127.8 kJmol1(1)上述由CO2合成CH2=CH2的反應(yīng)在_(填“高溫”或“低溫”)下自發(fā)進(jìn)行，理由是_。(2)保持某溫度(大于100 )不變，在體積為V L的恒容容器中以n(H2)n(CO2)31的投料比加入反應(yīng)物，至t0時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡。t1時(shí)將容器體積瞬間擴(kuò)大至2V L 并保持不變，t2時(shí)重新達(dá)平衡。作出容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 隨時(shí)間變化的圖像。答案(1)低溫該反應(yīng)的H0，S0(2)解析(1)由CO2合成CH2=CH2的反應(yīng)H0，S0，根據(jù)復(fù)合判據(jù)HTS0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，因此低溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行。(2)初始狀態(tài)，加入的n(H2)n(CO2)31，因此平均相對(duì)分子質(zhì)量20.75440.2512.5，因此起點(diǎn)坐標(biāo)為(0,12.5)；若該反應(yīng)進(jìn)行到底，即H2和CO2全部轉(zhuǎn)化為CH2=CH2和H2O，則產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為n(CH2=CH2)n(H2O)14，此時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為280.2180.820，因此t0達(dá)平衡時(shí)應(yīng)在區(qū)間(12.5,20)；t1時(shí)將容器體積瞬間擴(kuò)大至2V L并保持不變，平衡逆向移動(dòng)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，但是t2達(dá)平衡時(shí)應(yīng)大于12.5。由此可以做出圖像。2在某溫度下，2 L密閉容器中充入NO、CO各0.4 mol進(jìn)行反應(yīng)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H0，測(cè)得NO物質(zhì)的量變化如下圖所示：5分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡，該反應(yīng)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0.3 mol N2，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出到9分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。答案5解析已知反應(yīng)為2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g),2 L密閉容器中充入NO、CO各0.4 mol，達(dá)到平衡時(shí)NO為0.2 mol，2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) 起始(mol)：0.40.400轉(zhuǎn)化(mol)：0.2 0.2 0.1 0.2平衡(mol)：0.2 0.2 0.1 0.2則K5；第6分鐘繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，則c(NO)0.2 molL1，c(CO)0.2 molL1，c(N2)0.2 molL1，c(CO2)0.2 molL1，Q5K，說(shuō)明是平衡狀態(tài)，所以第6分鐘繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，仍是平衡狀態(tài)，但是NO的物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，作圖為3下圖表示起始投料量H2/CO24時(shí)，反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(l)H1反應(yīng)2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(l)H2122.54 kJmol1中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化關(guān)系圖，根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：(1)H1_(填寫“>”、”<”或“”)0。(2)_(填“高溫”或“低溫”)有利于提高反應(yīng)二甲醚的產(chǎn)率，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由：_。(3)若起始投料量H2/CO24，起始溫度為298 K，反應(yīng)在503 K時(shí)達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谏蠄D畫出CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高的變化曲線。答案(1)(2)低溫較低溫度下，反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率較小而反應(yīng)較大，所以低溫對(duì)反應(yīng)有利，二甲醚的產(chǎn)率較高(3)解析(1)根據(jù)圖像可知，升高溫度后，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明升高溫度平衡向著正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以H10。(2)由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以在較低溫度下，反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率較小而反應(yīng)較大，故低溫對(duì)反應(yīng)有利，二甲醚的產(chǎn)率較高。反應(yīng)在503 K時(shí)達(dá)到平衡，則從298 K開(kāi)始，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，當(dāng)溫度達(dá)到503 K時(shí)，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大，當(dāng)溫度大于503 K后，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小，則CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高的變化曲線為。4(1)利用反應(yīng)4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H1 811.63 kJmol1消除氮氧化物的污染，相同條件下，在2 L恒容密閉容器中，選用不同的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1所示。圖1下列說(shuō)法正確的是_。A該反應(yīng)的活化能大小順序是Ea(A)Ea(B)Ea(C)B使用催化劑A達(dá)到平衡時(shí)，N2最終產(chǎn)率更大C單位時(shí)間內(nèi)HO鍵與NH鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡D若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)K值不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡(2)在氨氣足量時(shí)，反應(yīng)4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H1 811.63 kJmol1在催化劑A作用下，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，測(cè)得脫氮率隨反應(yīng)溫度的變化情況如圖2所示，據(jù)圖可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，溫度對(duì)脫氮率的影響_，其可能的原因是_。(已知A、B催化劑在此溫度范圍內(nèi)不失效)(3)其他條件相同時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)充在催化劑B作用下脫氮率隨溫度變化的曲線。圖2答案(1)CD(2)300 之前，溫度升高，脫氮率逐漸增大，300 之后溫度升高，脫氮率逐漸減小300 前反應(yīng)未平衡，脫氮率決定于速率，溫度越高速率越快，所以脫氮率增大，300 之后反應(yīng)達(dá)平衡，脫氮率決定于平衡的移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，脫氮率減小(3)解析(1)A項(xiàng)，反應(yīng)速率越快活化能越小，該反應(yīng)的活化能大小順序是Ea(A)Ea(B)Ea(C)，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，使用催化劑平衡不移動(dòng)，N2最終產(chǎn)率相同，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)前后HO鍵與NH鍵的數(shù)目相等，所以單位時(shí)間內(nèi)HO鍵與NH鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí)，說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故正確；D項(xiàng)，若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)K值不變時(shí)，說(shuō)明溫度不變，反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故正確。(2)由圖可知300 以前溫度越高脫氮率越高，300 后溫度越高脫氮率越低，原因可能是300 前是平衡的建立過(guò)程，而300 后是平衡的移動(dòng)。(3)B催化劑的效率低，所以達(dá)平衡的時(shí)間長(zhǎng)，平衡不移動(dòng)，但最終的脫氮率不變，所以圖像為5對(duì)于可逆反應(yīng)Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)，該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖。(1)從圖中看到，反應(yīng)在t2時(shí)達(dá)平衡， 在t1時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是_。A升溫B增大CO2濃度C使用催化劑 (2)如果在t3時(shí)從混合物中分離出部分CO，t4 t5時(shí)間段反應(yīng)處于新平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出t3 t5的v逆變化曲線。答案(1)AC(2)6在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑TiO2表面與H2O發(fā)生反應(yīng)，2N2(g)6H2O(l)=4NH3(g)3O2(g)H1 530.4 kJmol1進(jìn)一步研究相同條件下NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：實(shí)驗(yàn)組別1234T/K303313323353NH3生成量/(106 mol)4.85.96.02.0O2生成量/(106 mol)3.64.44.51.5反應(yīng)時(shí)間/h3333容器體積/L2222(1)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出上述反應(yīng)在“有催化劑”與“無(wú)催化劑”兩種情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量隨反應(yīng)過(guò)程的變化趨勢(shì)示意圖(圖中標(biāo)明必要的文字說(shuō)明)。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在303 K時(shí)，在3 h內(nèi)用氮?dú)獗硎酒淦骄磻?yīng)速率為_(kāi) molL1h1。判斷組別4中反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)_(填“是”或“否”)，并說(shuō)明理由_。答案(1)(2)4107否該反應(yīng)正向反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，則n(NH3)應(yīng)大于6.0106 mol解析(1)催化劑是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)速率的，使用催化劑后，活化能降低，圖像需要符合：1.兩條線的起點(diǎn)、終點(diǎn)分別相同；2.有催化劑曲線最高處能量要低；3.反應(yīng)物的總能量要低于生成物的總能量。圖像為(2)在303 K時(shí)，在3 h內(nèi)氧氣的反應(yīng)速率6107 molL1h1，用氮?dú)獗硎酒淦骄磻?yīng)速率v(N2)v(O2)6107 molL1h14107 molL1h1，組別4中正向反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，則n(NH3)應(yīng)大于6.0106 mol，則組別4中反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。(六)模擬綜合訓(xùn)練1(2016紹興選考適應(yīng)性考試)碳、硫和氮元素及其化合物的處理，是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。(1)CO可轉(zhuǎn)化成二甲醚，原理為2CO(g)4H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)。已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比n(H2)/n(CO)的變化曲線如圖所示若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)SO2的水溶液呈酸性，某溫度下，0.02 molL1亞硫酸水溶液的pH等于2，若忽略亞硫酸的二級(jí)電離和H2O的電離，則該溫度下亞硫酸的一級(jí)電離常數(shù)Ka1_。(3)已知：反應(yīng)1：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1；反應(yīng)2：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H2；若H1H20，則反應(yīng)3：SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)屬于_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(4)若用少量NaOH溶液吸收SO2氣體，對(duì)產(chǎn)物NaHSO3進(jìn)一步電解可制得硫酸，電解原理示意圖見(jiàn)上圖。電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(5)在恒溫密閉容器中通入SO2和NO2各1 mol發(fā)生反應(yīng)3：SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，維持溫度和容積不變，10 min時(shí)再通入各1 mol 的SO2和NO2的混合氣體，20 min時(shí)再次平衡。兩次平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率1_(填“”、“”或“”)2；請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出正反應(yīng)速率v正在10至30 min間隨時(shí)間變化的曲線圖。答案(1)減小(2)1.0102(3)放熱(4)HSO2eH2O=SO3H(5)解析(1)由題圖可知，在投料比一定的條件下，升高溫度平衡向CO轉(zhuǎn)化率減小的方向即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明逆反應(yīng)