逐題對點特訓(xùn)131(2016·山西太原模擬)PM2.5(可入肺顆粒物)污染與能源使用的排放有關(guān)，SO2、NOx、氨氣以及揮發(fā)性有機物都是污染性氣體。旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是去除燃煤煙氣中二氧化硫的方法之一，工藝流程如圖所示：(1)寫出高速旋轉(zhuǎn)霧化器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2SO22Ca(OH)2O2=2CaSO42H2O。(2)在一定條件下，SO2可被氧氣氧化，每生成8 g SO3氣體，放出9.83 kJ的熱量寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJ/mol。(3)500時，在催化劑存在條件下，分別將2 mol SO2和1 mol O2置于恒壓容器和恒容容器中(兩容器的起始容積均為2 L)，充分反應(yīng)，二者均達到平衡后兩容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)關(guān)系是>(填“”、“”或“”)。若測得容器中的壓強減小了30%，則該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K1620。(4)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)。圖中a極要連接電源的負(填“正”或“負”)極，C口流出的物質(zhì)是濃硫酸(填名稱)。SO放電的電極反應(yīng)式為SO2eH2O=SO2H。電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因：H2OHOH，在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強。解析：(1)由題給流程圖可知，在高速旋轉(zhuǎn)霧化器中發(fā)生的反應(yīng)為2SO22Ca(OH)2O2=2CaSO42H2O。(2)書寫熱化學(xué)方程式時注意不要漏掉物質(zhì)的聚集狀態(tài)并要正確計算反應(yīng)熱。(3)容器是恒壓容器，容器是恒容容器，而該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，故容器中所建立的平衡可以看作在容器中的反應(yīng)達到平衡后增大壓強，增大壓強可使該平衡正向移動，則達到平衡后容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)大于容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)。設(shè)反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為x mol，則反應(yīng)的SO2的物質(zhì)的量為2x mol，生成的SO3的物質(zhì)的量為2x mol。根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，同溫同體積下，氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，則，解得x0.9。則平衡時c(SO2)0.1 mol/L，c(O2)0.05 mol/L，c(SO3)0.9 mol/L，則K1620。(4)由題給條件和裝置圖分析可知，此裝置是電解亞硫酸鈉溶液得到氫氧化鈉和硫酸。由Na的移動方向可知，a為陰極，應(yīng)與電源的負極相連。B口產(chǎn)物為濃NaOH溶液，C口流出的是濃硫酸。SO失去電子轉(zhuǎn)化為SO，電極反應(yīng)式為SO2eH2O=SO2H。在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動，c(OH)增大，堿性增強。2(2016·甘肅蘭州模擬)甲醇既是種可再生能源，又是一種重要的化工原料。工業(yè)上通過CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)生產(chǎn)甲醇。(1)在一定溫度下，向1 L密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2，發(fā)生上述反應(yīng)，10 min時反應(yīng)達平衡，此時CO的轉(zhuǎn)化率為50%。前10 min生成甲醇的平均反應(yīng)速率為0.05_mol·(L·min)1；已知該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行，則反應(yīng)的H<(填“”、“”或“”)0。下列關(guān)于上述反應(yīng)的敘述，不正確的是BDE(填字母編號)。A縮小容器的體積，平衡將向右移動，c(CO)將變大B達到平衡時移走部分甲醇，平衡將向右移動，正反應(yīng)速率加快C恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化，則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)D反應(yīng)過程中若生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等，則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)E使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CO的轉(zhuǎn)化率(2)在容積為1 L的恒容容器中，分別研究在230、250、270三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。在上述三種溫度中，曲線Z對應(yīng)的溫度是270_。利用圖中a點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，計算該反應(yīng)在對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K4。(3)有人設(shè)計甲醇­空氣燃料電池的示意圖如圖所示，工作時負極的電極反應(yīng)式可表示為CH3OH6e8OH=CO6H2O。若以該電池為電源，用石墨作電極電解200 mL含有下列離子的溶液：離子Cu2HClSOc/mol·L10.5220.5電解一段時間后，標(biāo)準(zhǔn)狀況下當(dāng)兩極收集到相同體積的氣體時，陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為3.2_g(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)。解析：(1)v(CH3OH)0.05 mol·(L·min)1。該反應(yīng)的S<0，由復(fù)合判據(jù)知該反應(yīng)的H<0?？s小容器體積，體系中各物質(zhì)的濃度均增大，該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，平衡右移，但平衡的移動不能抵消條件的改變帶來的影響，故c(CO)增大，A項正確；達到平衡時，移走部分甲醇，平衡右移，但正、逆反應(yīng)速率均減小，B項錯誤；該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，體積不變時壓強為變量，當(dāng)壓強不變時說明反應(yīng)已達平衡，C項正確；生成甲醇的反應(yīng)與消耗CO的反應(yīng)均為正反應(yīng)，D項錯誤；催化劑不能改變反應(yīng)的限度，E項錯誤。(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在相同的情況下，溫度越高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故曲線Z表示的是270 時的反應(yīng)情況。根據(jù)三段式： 2H2COCH3OH起始(mol·L1)1.5 1 0轉(zhuǎn)化(mol·L1)1.0 0.5 0.5平衡(mol·L1)0.5 0.5 0.5則平衡常數(shù)K4。(3)甲醇在負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液為堿性，故生成CO。電解時陽極依次發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2和4OH4e=H2OO2，陰極依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu22e=Cu和2H2e=H2，根據(jù)陰、陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得：n(Cl)4n(O2)2n(Cu2)2n(H2)，兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量相等，則n(Cl2)n(O2)n(H2)，根據(jù)原子守恒n(Cl)2n(Cl2)，聯(lián)立可解得n(O2)0.1 mol，n(H2)0.3 mol，則m(O2)3.2 g。3(2016·遼寧大連模擬)磷及其化合物在科研及生產(chǎn)中均有著重要的作用。(1)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)，反應(yīng)過程如下：2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H612 kJ·mol12P(s)5Cl2(g)=2PCl5(g)H798 kJ·mol1氣態(tài)PCl5生成氣態(tài)PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式為PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ·mol1。(2)亞磷酸(H3PO3)與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成Na2HPO3，電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸，裝置如圖所示：陰極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2；產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為HPO2H=H3PO3。(3)在一定溫度下，KspMg3(PO4)26.0×1029，KspCa3(PO4)26.0×1026?，F(xiàn)向濃度均為0.20 mol·L1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，先生成Mg3(PO4)2沉淀(填化學(xué)式)；當(dāng)測得溶液其中一種金屬陽離子沉淀完全(濃度小于105mol·L1)時，溶液中的另一種金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度c104mol·L1。解析：(1)2PCl5(g)=5Cl2(g)2P(s)H798 kJ·mol1，2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H612 kJ·mol1，上述兩式相加得：2PCl5(g)=2Cl2(g)2PCl3(g)H186 kJ·mol1，即PCl5(g)=Cl2(g)PCl3(g)H93 kJ·mol1。(3)當(dāng)Mg2完全沉淀時，c(PO)，此時c(Ca2)104 mol·L1。4合成氨工業(yè)的原料氣H2，可用天然氣制取，其生產(chǎn)流程如圖：(1)寫出反應(yīng)的反應(yīng)方程式：CH4H2O(g)CO3H2；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K。(2)轉(zhuǎn)化爐中反應(yīng)為CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)，其平衡常數(shù)與溫度關(guān)系如下表：溫度4005008001 000平衡常數(shù)10910.5該反應(yīng)為放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)合成氨反應(yīng)原理為N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJ/mol回答下列問題：工業(yè)合成氨原料氮氣的制備方法是先液化空氣，再汽化分離(或分離液態(tài)空氣)；在一定溫度下，將1 mol N2和3 mol H2充入一容積不變的密封容器中進行合成反應(yīng)，達到平衡時，容器的壓強為起始的，平衡狀態(tài)記為S0，則平衡時容器內(nèi)NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%；若保持溫度不變，開始時向容器加入a mol N2，b mol H2，c mol NH3，要使反應(yīng)始終向逆反應(yīng)方向進行，且達到平衡后各物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡S0完全相同，則起始時c的取值范圍應(yīng)是0.8<c2。解析：(2)溫度升高，K值減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)工業(yè)合成氨中制備氮氣用的是分離液態(tài)空氣法；設(shè)平衡時反應(yīng)掉的n(N2)為x，則有N2 3H22NH3n(起始，單位mol)1 3 0n(反應(yīng)，單位mol)x 3x 2xn(平衡，單位mol)1x 33x 2x據(jù)題意得(42x)/44/5，解得x0.4，平衡時混合物的總量為3.2 mol，n(NH3)0.8 mol，氨氣的體積分?jǐn)?shù)為0.8÷3.2×100%25%；根據(jù)等效平衡原則，NH3的最大量為2 mol，為了使新的平衡始終向逆反應(yīng)方向移動，NH3的量應(yīng)該比原平衡時的量要大，即c的范圍是0.8<c2。5氮元素能形成多種多樣的化合物。(1)已知N2O4(g)2NO2(g)H57.20 kJ/mol，t時，將一定量的NO2、N2O4，充入一個容器為2L的恒容密閉容器中，濃度隨時間變化關(guān)系如表所示：時間/min051015202530c(X)/(mol/L)0.2c0.60.61.0C1C1c(Y)/(mol/L)0.6c0.40.40.4C2C2c(X)代表NO2(填化學(xué)式)的濃度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.9。20 min時改變的條件是向容器中加入0.8_mol_NO2；重新達到平衡時，N2O4的轉(zhuǎn)化率將B(填選項前字母)。A增大B減小C不變D無法判斷T時，下列情況不能說明該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是AC。A混合氣體的密度保持不變B混合氣體的顏色不再變化C混合氣體的氣體壓強保持不變DN2O4與NO2的物質(zhì)的量比為103若反應(yīng)在T進行，某時刻測得n(NO2)0.6 mol、n(N2O4)1.2 mol，則此時v(正)>(填“”“”或“”)v(逆)。(2)已知2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(l) H1 225 kJ/mol化學(xué)鍵NHNNNNOH鍵能(kJ/mol)390190946460則使1 mol N2O4(l)完全分解成相應(yīng)的原子時需要吸收的能量是1_793_kJ。解析：(1)由表格數(shù)據(jù)變化量c(X)c(Y)21，所以X表示NO2，Y表示N2O4，K0.9。20 min時NO2的濃度由0.6 mol/L瞬間變?yōu)?.0 mol/L，而N2O4的濃度不變，則改變的條件是投入0.8 mol NO2，因正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，所以再充入0.8 mol NO2對平衡的影響相當(dāng)于將體系的體積壓縮，則平衡逆向移動，所以N2O4的轉(zhuǎn)化率減小。A項，混合氣體的總質(zhì)量和體積都不變，所以混合氣體的密度一直保持不變，不能說明反應(yīng)達到平衡；B項，混合氣體的顏色不再變化，即NO2的濃度不變，能說明反應(yīng)達到平衡；C項，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，所以混合氣體的氣體壓強保持不變則可說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)；D項，N2O4與NO2某時刻的物質(zhì)的量比為103，不表示二者的物質(zhì)的量不再變化，所以不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。c(NO2)0.3 mol/L，c(N2O4)0.6 mol/L，濃度商Qc0.15<0.9，所以平衡正向移動，即v(正)>v(逆)。(2)H8E(NH)2E(NN)E(N2O4)3E(NN)8E(HO)，所以使1 mol N2O4(l)完全分解成相應(yīng)的原子時需要吸收的能量為1 225 kJ8×390 kJ2×190 kJ3×946 kJ8×460 kJ1 793 kJ。6(2016·遼寧大連二模)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料乙醇的“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”方法，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g) H<0(1)在一定條件下，在20 L密閉容器中按物質(zhì)的量比為13充入CO2和H2，溫度在450 K，n(H2)隨時間變化如表所示：t/min0135n(H2)/mol8655在450K、01 min，v(CH3CH2OH)0.016_7_mol·L1·min1；此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為6.75(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)在5 MPa下測得平衡體系中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如圖所示：曲線乙表示的是CO2(填物質(zhì)的化學(xué)式)的體積分?jǐn)?shù)，圖像中A點對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)b18.8%(結(jié)果保留三圍有效數(shù)字)。(3)下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是(BD)A升高溫度B將CH3CH2OH(g)及時液化抽出C選擇高效催化劑D再充入1 mol CO2和3 mol H2(4)25、1.01×105 Pa時，9.2 g液態(tài)乙醇完全燃燒，當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時，放出273.4 kJ的熱量，寫出表示乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式：CH3CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJ·mol1。(5)以石墨為電極，氫氧化鈉、乙醇、水、氧氣為原料，可以制成乙醇的燃料電池，寫出發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OH。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，01 min內(nèi)，n(H2)8 mol6 mol2 mol，則v(H2)0.1 mol·L1·min1，則速率之比等于計量系數(shù)之比可知：v(H2)v(CH3CH2OH)61，則v(CH3CH2OH)v(H2)×0.1 mol·L1·min10.016 7 mol·L1·min1；由表中數(shù)據(jù)可知，H2起始投入量為8 mol，在20 L密閉容器中，CO2和H2的投料比為13，則CO2起始投入量為 mol，3 min后反應(yīng)達平衡，建立三段式過程分析： 2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)起始量0.1350.4 0 0(mol·L1)轉(zhuǎn)化量0.05 0.15 0.025 0.075(mol·L1)平衡量0.08 0.25 0.025 0.075(mol·L1)則平衡常數(shù)K6.75。(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，平衡時CO2與H2的含量增大，CH3CH2OH與H2O的含量降低，可知甲、乙為反應(yīng)物，平衡逆向移動過程中，H2和CO2按比例(31)增加，甲的含量高于乙，因此甲為H2、乙為CO2、丙為H2O(g)、丁為CH3CH2OH(g)。令平衡體系中CO2的體積為V，則H2為3V，H2O(g)為V，CH3CH2OH(g)則為，因此CO2的體積分?jǐn)?shù)b×100%18.8%。(3)A項，放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，錯誤；B項，移去CH3CH2OH，生成物濃度減小，平衡正向移動，正確；C項，催化劑只能改變反應(yīng)的速率，對平衡移動無影響，錯誤；D項，恒容容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，正確。(4)25 、1.01×105 Pa時，9.2 g液態(tài)乙醇物質(zhì)的量為0.2 mol，完全燃燒，當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時，放出273.4 kJ的熱量，則1 mol乙醇完全燃燒恢復(fù)到原狀態(tài)時，放出的熱量為273.4 kJ×51 367 kJ，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJ·mol1。(5)乙醇的燃料電池中，燃料乙醇為負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，氧氣是正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，氧氣的放電情況為O22H2O4e=4OH。