綜合題解題方法與策略1甲醚(DME)被譽為“21世紀的清潔燃料”。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.7 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H341.2 kJmol1回答下列問題：(1)則反應3H2(g)3CO(g) CH3OCH3(g)CO2(g)的H_ kJmol1。 (2)反應達平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3產(chǎn)率的有_(填字母，下同)。A加入CH3OH B升高溫度C增大壓強 D移出H2OE使用催化劑(3)以下說法能說明反應3H2(g)3CO(g) CH3OCH3(g)CO2(g)達到平衡狀態(tài)的有_。AH2和CO2的濃度之比為31B單位時間內(nèi)斷裂3個HH同時斷裂1個C=OC恒溫恒容條件下，氣體的密度保持不變D恒溫恒壓條件下，氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變E絕熱體系中，體系的溫度保持不變(4)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)氣體總壓(p總)體積分數(shù)。該反應H_(填“>”“<”或“”)0，550 時，平衡后若充入惰性氣體，平衡_(填“正移”“逆移”或“不移動”)。650 時，反應達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為_(保留2位有效數(shù)字)。T時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp_p總。答案(1)246.1(2)D(3)DE(4)>正移25%0.52銀及其化合物在制造錢幣、電子電器等方面用途廣泛。(1)已知Ksp(AgCl)1.81010，AgCl溶于氨水：AgCl2NH3 Ag(NH3)2Cl，平衡常數(shù)為K1。室溫時，AgCl(s)的溶解度與氨水的起始濃度關系如圖1所示。若氨水起始濃度c(NH3)2.0 molL1，AgCl在氨水中達到溶解平衡時，c平衡(NH3)_。反應Ag2NH3 Ag(NH3)2的平衡常數(shù)K2_(只需列出計算式，不要求得出計算結(jié)果)。(2)Ag和Fe2在溶液中可發(fā)生反應。室溫時，向初始濃度為0.1 molL1的Fe(NO3)2溶液中加入AgNO3固體，溶液中Fe3的平衡濃度隨c(Ag)的變化關系如圖2所示。由圖2可知，溶液中c(Ag)增大，F(xiàn)e2的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該反應的平衡常數(shù)K_(保留三位有效數(shù)字)。如圖3所示裝置中，閉合開關K，立即能觀察到的實驗現(xiàn)象是_，石墨為電池的_極，理由是_。 (2)隨著Ag濃度增大，F(xiàn)e3濃度增大，即Ag把Fe2氧化為Fe3，Ag濃度增大，反應Fe2(aq)Ag(aq)Fe3(aq)Ag(s)的平衡向正反應方向移動，F(xiàn)e2的平衡轉(zhuǎn)化率增大。A點對應的c(Ag)1.0 molL1、c(Fe3)0.076 molL1，據(jù)此可推出：c(Fe2)0.1 molL10.076 molL10.024 molL1，該反應的平衡常數(shù)K3.17。該題考查考生在新情境中能夠利用Qc與K的關系判斷反應進行的方向。Qc>3.17，故反應Fe2(aq)Ag(aq)Fe3(aq)Ag(s)的平衡向逆反應方向移動，此時Fe3作氧化劑，石墨電極為正極，銀被氧化，銀電極為負極；閉合開關K立即能觀察到的實驗現(xiàn)象是電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 4氨和二氧化碳都是重要的化工原料。.氨在農(nóng)業(yè)、化工和國防上意義重大。(1)利用NH3的還原性可消除氮氧化物的污染，相關熱化學方程式如下：N2(g)O2(g)=2NO(g)H1a kJmol14NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H2b kJmol1a、b均大于0，則反應4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)的H3_ kJmol1(用a、b表示)。(2)工業(yè)上用氨催化氧化法制硝酸的主要反應是4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H<0。若其他條件不變，下列關系圖錯誤的是_(填標號)。.以CO2和NH3為原料合成尿素的化學方程式為2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H<0。(3)在一定的溫度下，向2.0 L的密閉容器中通入0.2 mol NH3和0.1 mol CO2，測得反應時間與氣體總壓強p的數(shù)據(jù)如表所示：時間/min010203040506580100總壓強p/(100 kPa)9.07.56.35.75.24.94.64.54.5平衡時NH3的轉(zhuǎn)化率為_。(4)在恒容的絕熱容器中投入0.2 mol NH3和0.1 mol CO2進行化學反應，下列可以說明該反應達到平衡狀態(tài)的有_(填序號)?；旌蠚怏w的平均摩爾質(zhì)量不變v正(H2O)2v逆(NH3)化學平衡常數(shù)K不變NH3和CO2物質(zhì)的量的比值不變.CO2溶于水形成H2CO3。已知常溫下H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka14.4107，Ka24.71011，NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb1.7105。(5)NH4HCO3溶液呈_(填“酸性”“中性”或“堿性”)；反應NHHCOH2ONH3H2OH2CO3的平衡常數(shù)K_(保留3位有效數(shù)字)。(6)25 時，Al(OH)3的Ksp8.01033。若要使某鋁鹽溶液中的Al3的濃度降至1.0106 molL1，則需要加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至_(已知lg 50.7)。態(tài)物質(zhì)，混合氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量均在發(fā)生變化，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變說明混合氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量達到穩(wěn)定，反應達到平衡，對；2v正(H2O)v逆(NH3)時反應達到平衡，錯；絕熱容器中，化學平衡常數(shù)K不變，說明反應體系的溫度不再改變，反應達到平衡狀態(tài)，對；NH3和CO2是以化學計量數(shù)之比投料，不管反應是否達到平衡，NH3和CO2物質(zhì)的量的比值始終不變，錯。(5)NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb大于H2CO3的第一步電離平衡常數(shù)Ka1，HCO的水解程度大于NH的水解程度，故NH4HCO3溶液呈堿性。該反應的平衡常數(shù)K1.34103。(6)KspAl(OH)3c(Al3)c3(OH)1.0106c3(OH)8.01033，c(OH)2.0109 molL1，則c(H)5.0106 molL1，pH6lg 55.3。答案(1)(b5a)(2)B(3)75%(4)(5)堿性1.34103(6)5.3 (3)大于H3PO4PH32AgNO3=H3PO42Ag2NO(4)1.0107.2第一步電離后生成的陰離子較難進一步電離出帶正電荷的氫離子c(H2PO)>c(HPO)1.0106.86氨為重要的化工原料，有廣泛用途。(1)合成氨中的氫氣可由下列反應制?。篴CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H216.4 kJmol1bCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1則反應CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)H_。(2)起始時投入氮氣和氫氣的物質(zhì)的量分別為1 mol、3 mol，在不同溫度和壓強下合成氨。平衡時混合物中氨的體積分數(shù)與溫度的關系如圖。恒壓時，反應一定達到平衡狀態(tài)的標志是_(填序號)。AN2和H2的轉(zhuǎn)化率相等B反應體系密度保持不變C.保持不變D.2p1_(填“>”、“<”、“”或“不確定”，下同)p2；反應的平衡常數(shù)：B點_D點。C點H2的轉(zhuǎn)化率為_；在A、B兩點條件下，該反應從開始到平衡時生成氨氣的平均速率：v(A)_v(B)。(3)N2H4可作火箭推進劑，NH3和NaClO在一定條件下反應可生成N2H4。寫出NH3和NaClO反應生成N2H4的化學方程式_。已知25 時，N2H4的水溶液呈弱堿性：N2H4H2ON2HOHK1110aN2HH2ON2HOHK2110b25 時，向N2H4水溶液中加入H2SO4，欲使c(N2H)>c(N2H4)，同時c(N2H)>c(N2H)，應控制溶液pH的范圍為_(用含a、b的式子表示)。答案(1)175.2 kJmol1(2)BC<>66.7%(或)<(3)2NH3NaClON2H4NaClH2O14b<pH<14a7二氧化碳是用途非常廣泛的基礎化工原料，回答下列問題：(1)工業(yè)上可以用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知：CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l)H131.0 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CH3OH(l)的燃燒熱H_。(2)在催化劑作用下，CO2和CH4可以直接轉(zhuǎn)化為乙酸：CO2(g)CH4(g)=CH3COOH(g)H36.0 kJmol1。在不同溫度下乙酸的生成速率變化如圖所示。當溫度在250 300 范圍時，乙酸的生成速率減慢的主要原因是_，當溫度在300 400 范圍時，影響乙酸生成速率的主要因素是_。欲使乙酸的平衡產(chǎn)率提高，應采取的措施是_(填標號)。A升高溫度 B降低溫度C增大壓強 D降低壓強(3)高溫下，CO2與足量的碳在密閉容器中實現(xiàn)反應：C(s)CO2(g)2CO(g)。向容積為1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2，在不同溫度下達到平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示。則該反應為_(填“放熱”或“吸熱”)反應，某溫度下，若向該平衡體系中再通入0.2 mol CO2，平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)移動，達到新平衡后，體系中CO的百分含量_(填“變大”“變小”或“不變”)。向壓強為p、體積可變的恒壓容器中充入一定量CO2，650 時反應達到平衡，CO的體積分數(shù)為40.0%，則CO2的轉(zhuǎn)化率為_。氣體分壓(p分)氣體總壓(p總)體積分數(shù)，用某物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作Kp)，此溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)Kp_(用含p的代數(shù)式表示)，若向平衡體系中再充入V(CO2)V(CO)54的混合氣體，平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)移動。答案(1)726.4 kJmol1(2)催化劑活性降低溫度AC(3)吸熱正向 變小25%(或0.267p) 逆向8要實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展，必須重視環(huán)境保護問題。.硫和氮的氧化物直接排放會引起嚴重的環(huán)境問題，請回答下列問題：(1)下列環(huán)境問題主要由硫和氮的氧化物的排放引起的是_(填標號)。a全球變暖 b酸雨c水體富營養(yǎng)化 d白色污染(2)SO2的排放主要來自于煤的燃燒。常用石灰石進行脫硫，其產(chǎn)物可以作建筑材料。已知：CaCO3(s)=CO2(g)CaO(s)H178.2 kJmol1SO2(g)CaO(s)=CaSO3(s)H402.0 kJmol12CaSO3(s)O2(g)=2CaSO4(s)H234.2 kJmol1寫出石灰石脫硫反應的熱化學方程式：_。.NOx的排放主要來自于汽車尾氣，包含NO2和NO，有人提出用活性炭對NOx進行吸附，發(fā)生反應如下：反應a：C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)H34.0 kJmol1反應b：2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)H64.2 kJmol1(3)對于反應a，在T1 時，借助傳感器測得反應在不同時刻各物質(zhì)的濃度如表所示：時間/min濃度/(molL1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36010 min內(nèi)，NO的平均反應速率v(NO)_，升高反應溫度，該反應的平衡常數(shù)K_(填“增大”“減小”或“不變”)。30 min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_(填標號)。a加入一定量的活性炭 b通入一定量的NOc適當縮小容器的體積 d加入合適的催化劑(4)某實驗室模擬反應b，在密閉容器中加入足量的活性炭和一定量的NO2，維持溫度為T2 ，不同壓強下反應b經(jīng)過相同時間NO2的轉(zhuǎn)化率隨壓強變化曲線如圖所示：1 050 kPa前，反應b中NO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強增大而增大的原因是_。在1 100 kPa時，NO2的體積分數(shù)為_。(5)用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(Kp)；在T2 、1.1106 Pa時，反應b的化學平衡常數(shù)Kp_；已知氣體分壓(p分)氣體總壓(p總)體積分數(shù)，保留3位有效數(shù)字。答案(1)b(2)2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)H681.8 kJmol1(3)0.042 molL1min1減小bc(4)1 050 kPa前反應未達平衡狀態(tài)，隨著壓強增大，物質(zhì)的濃度增大，反應速率加快，NO2轉(zhuǎn)化率增大50%(5)8.151049航天員呼吸產(chǎn)生的CO2用下列反應處理，可實現(xiàn)空間站中O2的循環(huán)利用。Sabatier反應：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)電解水反應：2H2O(l)2H2(g)O2(g)(1)將原料氣按n(CO2)n(H2)14置于5 L恒容密閉容器中發(fā)生Sabatier反應(整個過程不再充入任何物質(zhì))，其他條件相同時，測得(H2O)與溫度的關系如圖所示(虛線表示平衡曲線)。400 以上，上述體系中反應的平衡常數(shù)K隨(H2O)降低而_(填“增大”、“減小”或“不變”)。溫度過高或過低均不利于該反應的進行，原因是_。Sabatier反應產(chǎn)生的CH4可用于消除空間站中NOx(NO和NO2的混合氣體)的污染，實驗測得相同狀況下25 mL CH4可反應掉80 mL NOx，則氮氧化物中NO和NO2的體積比為_。(2)Sabatier反應在空間站進行時，下列措施能提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是_(填標號)。a增大催化劑的比表面積b反應器前段加熱，后段冷卻c提高原料氣中CO2所占比例(3)500 時，在恒壓容器中充入1 mol CO2、4 mol H2，初始體積為5 L，經(jīng)過5 min達到平衡，(CO2)75%，則該溫度下，Sabatier反應的平衡常數(shù)K_。(保留三位有效數(shù)字)(4)一種新的循環(huán)利用方案是用Bosch反應代替Sabatier反應。經(jīng)測定：Bosch反應平衡體系中，除生成了碳單質(zhì)且(CH4)0外，其他所含物質(zhì)及其聚集狀態(tài)與Sabatier反應體系中相同。已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分別為394 kJmol1、242 kJmol1(生成焓指一定條件下由對應單質(zhì)生成1 mol化合物時的焓變)。寫出Bosch反應的熱化學方程式：_。一定條件下Bosch反應必須在高溫下才能啟動，原因是_；若使用催化劑，在較低溫度下反應就能啟動。NO為x mol，NO2為y mol，則有：xy80，2x4y200，解得x60，y20，故NO和NO2的體積比為31。(2)催化劑只能增大反應速率，不能提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，a項錯誤；反應器前段加熱，后段冷卻，降溫平衡正向移動，有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，b項正確；提高原料氣中CO2所占比例，能提高氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，c項錯誤。(3)根據(jù)三段式法，則有：設平衡時容器的體積為V L，由(14)/5(0.2510.751.5)/V，得V3.5。則平衡時c(CO2)0.5/7 molL1，c(H2)2/7 molL1，c(CH4)1.5/7 molL1，c(H2O)3/7 molL1，K82.7。(4)C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1(a)，H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1(b)，根據(jù)蓋斯定律，由2ba得：CO2(g)2H2(g)C(s)2H2O(g)H90 kJmol1。Bosch反應的活化能較高，反應必須在高溫下才能啟動。 答案(1)H32H2(2)<增大不變(3)Fe2O3作催化劑時，在相對較低的溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率，從而節(jié)約能源0.44A11鉬(Mo)是一種難熔稀有金屬，我國的鉬儲量居世界第二。鉬及其合金在冶金、農(nóng)業(yè)、電器、化工、環(huán)保等方面有著廣泛的應用。(1)Mo可被發(fā)煙硝酸氧化，產(chǎn)物MoOF4和MoO2F2的物質(zhì)的量之比為11，完成下列化學方程式：_Mo_HF_HNO3=_MoO2F2_MoOF4_NO2_(2)已知：2Mo(s)3O2(g)=2MoO3(s)H1MoS2(s)2O2(g)=Mo(s)2SO2(g)H22MoS2(s)7O2(g)=2MoO3(s)4SO2(g)H3則H3_(用含H1、H2的代數(shù)式表示)，在反應中若有0.2 mol MoS2參加反應，則轉(zhuǎn)移電子_ mol。(3)密閉容器中用Na2CO3(s)作固硫劑，同時用一定量的氫氣還原輝鉬礦(MoS2)的原理是：MoS2(s)4H2(g)2Na2CO3(s)Mo(s)2CO(g)4H2O(g)2Na2S(s)H實驗測得平衡時的有關變化曲線如圖所示：由圖可知，該反應的H_(填“>”或“<”)0；p2_(填“>”或“<”)0.1 MPa。如果上述反應在體積不變的密閉容器中達到平衡，下列說法錯誤的是_(選填編號)。Av正(H2)v逆(H2O)B再加入MoS2，則H2的轉(zhuǎn)化率增大C容器內(nèi)氣體的密度不變時，一定達到平衡狀態(tài)D容器內(nèi)壓強不變時，一定達到平衡狀態(tài)由圖可知M點時氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為_(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。平衡常數(shù)可用平衡分壓代替平衡濃度計算，氣體分壓氣體總壓物質(zhì)的量分數(shù)。求圖中M點的平衡常數(shù)Kp_(MPa)2。的量為a mol，達到M點平衡狀態(tài)時，反應的H2的物質(zhì)的量為x mol，根據(jù)三段式法可知平衡時CO和H2O(g)的物質(zhì)的量分別為x/2 mol、x mol，則平衡時H2的物質(zhì)的量為(ax)mol，根據(jù)平衡時H2的體積分數(shù)為25%得100%25%，解得x，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為100%66.7%。根據(jù)中分析可知平衡時H2、CO、H2O(g)的物質(zhì)的量分別為 mol、 mol和 mol，設氣體總壓為p，則平衡時H2產(chǎn)生的分壓為p，同理可得CO、H2O(g)產(chǎn)生的分壓分別為和，則圖中M點的平衡常數(shù)Kpp2，代入p0.1 MPa得Kp0.01(MPa)2。 答案(1)4 438.9 kJmol1(2)該反應是氣體分子數(shù)增大的可逆反應，恒壓條件下通入水蒸氣，總壓不變，容器體積增大，反應體系分壓減小，平衡正移，苯乙烯產(chǎn)量提高(3)(0.03 a/V)molL1min150%(4)20(或20 Lmol1)正向CD12中科院大連化學物理研究所的一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯，甲烷在催化作用下脫氫，在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應生成乙烯，如圖所示。物質(zhì)燃燒熱/(kJmol1)氫氣285.8甲烷890.3乙烯1 411.0(1)已知相關物質(zhì)的燃燒熱如上表，寫出甲烷制備乙烯的熱化學方程式_。(2)在400 時，向1 L的恒容反應器中充入1 mol CH4，發(fā)生上述反應，測得平衡混合氣體中C2H4的體積分數(shù)為20.0%。則在該溫度下，其平衡常數(shù)K_。按化學平衡移動原理，在下圖中畫出CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(p1>p2)的關系曲線。(3)在制備C2H4時，通常存在副反應：2CH4(g)=C2H6(g)H2(g)。在常溫下，向體積為1 L的恒容反應器中充入1 mol CH4，然后不斷升高溫度，得到上圖。在200 時，測出乙烷的量比乙烯多的主要原因是_。在600 后，乙烯的體積分數(shù)減少的主要原因是_。(4)工業(yè)上常采用除雜效率高的吸收電解聯(lián)合法，除去天然氣中雜質(zhì)氣體H2S，并將其轉(zhuǎn)化為可回收利用的單質(zhì)硫，其裝置如下圖所示。通電前，先通入一段時間含H2S的甲烷氣，使部分NaOH吸收H2S轉(zhuǎn)化為Na2S，再接通電源，繼續(xù)通入含H2S雜質(zhì)的甲烷氣，并控制好通氣速率。則裝置中右端碳棒為_極，左端碳棒上的電極反應為_，右池中的c(NaOH)c(Na2S)_(填“增大”、“基本不變”或“減小”)。則100%20.0%，解得x0.25，則平衡時CH4、C2H4、H2的物質(zhì)的量濃度分別為0.50 molL1、0.25 molL1和0.50 molL1，則K0.25。該反應為吸熱反應，升高溫度，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大；該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，溫度相同時增大壓強，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低，據(jù)此畫出圖像。(3)題圖中200 時乙烷的量比乙烯多，這是因為該條件下乙烷的生成速率比乙烯的快。在600 后，乙烯的體積分數(shù)減少，主要是因為乙烯發(fā)生了分解反應。(4)結(jié)合題圖可知右側(cè)通入含有H2S雜質(zhì)的甲烷氣，得到除雜后的甲烷氣，結(jié)合題意，則右端碳棒為電解池的陽極，左端碳棒為陰極。陰極上水電離出的H得電子被還原為H2，電極反應式為2H2O2e=2OHH2或2H2e=H2。右池中相當于H2S發(fā)生氧化反應而被除去，則溶液中c(NaOH)c(Na2S)基本保持不變。 答案(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1(2)ACE(3)<K6.1107C25 時反應物的起始濃度比15 時反應物的起始濃度小，但06 min內(nèi)的平均反應速率(曲線的斜率)比15 的大0.1 molL114.氫能是理想的清潔能源，資源豐富。以太陽能為熱源分解Fe3O4，經(jīng)由熱化學鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如圖1：(1)過程：2Fe3O4(s)6FeO(s)O2(g)H313.2 kJmol1過程需要將O2不斷分離出去，目的是_。一定溫度下，在容積可變的密閉容器中，該反應已達到平衡，下列說法正確的是_(填字母標號)。a容器內(nèi)氣體密度和相對分子質(zhì)量都不再改變b升高溫度，容器內(nèi)氣體密度變大c向容器中通入N2，F(xiàn)e3O4的轉(zhuǎn)化率不變d縮小容器容積，O2(g)濃度變大在壓強p1下，F(xiàn)e3O4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖2所示。若將壓強由p1增大到p2，在圖2中畫出p2下的(Fe3O4)T曲線示意圖。(2)已知H2的燃燒熱是285.8 kJmol1，則液態(tài)水通過過程轉(zhuǎn)化的熱化學方程式為_。(3)其他條件不變時，過程在不同溫度下，H2O的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化(H2O)t曲線如圖3所示，溫度T1、T2、T3由大到小的關系是_，判斷依據(jù)是_。(4)科研人員研制出透氧膜(OTM)，它允許電子和O2同時透過，可實現(xiàn)水連續(xù)分解制H2，工作時CO、H2O分別在透氧膜的兩側(cè)反應。工作原理如圖所示：CO在_(填“a”或“b”)側(cè)反應，另一側(cè)的電極反應式為_。答案(1)提高Fe3O4的轉(zhuǎn)化率a如圖所示(2)3FeO(s)H2O(l)=H2(g)Fe3O4(s)H129.2 kJmol1(3)T1>T2>T3其他條件相同時，因為該反應是吸熱反應，升高溫度平衡右移，所以T1>T2>T3(4)bH2O2e=H2O215.NO2與SO2能發(fā)生反應：NO2SO2SO3NO，某研究小組對此進行相關實驗探究。(1)硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問題是_。(2)為了減少SO2的排放，將含SO2的煙氣通過洗滌劑X，充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸，既可以回收SO2，同時又可得到化肥。上述洗滌劑X可以是_(填序號)。aCa(OH)2 bK2CO3cNa2SO3 dNH3H2O(3)實驗中，尾氣可以用堿溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2時，發(fā)生的反應為2NO22OH=NONOH2O，反應中形成的化學鍵是_(填化學鍵的類型)。用NaOH溶液吸收少量SO2的離子方程式為_。(4)已知：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H113.0 kJmol12SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1則NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H_。(5)在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變原料氣配比進行多組實驗(各次實驗的溫度可能相同，也可能不同)，測定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率。部分實驗結(jié)果如圖所示：如果要將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點的平衡狀態(tài)，應采取的措施是_；若A點對應實驗中，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，經(jīng)過t min達到平衡狀態(tài)，該時段化學反應速率v(NO2)_ molL1min1；圖中C、D兩點對應的實驗溫度分別為TC和TD，通過計算判斷TC_TD(填“>”“”或“<”)。反應中生成亞硝酸根、硝酸根和水，形成的化學鍵是共價鍵；用NaOH溶液吸收少量SO2反應生成亞硫酸鈉和水，反應的離子方程式為SO22OH=SOH2O。(4)2NO(g)O2(g)2NO2(g)H113.0 kJmol1，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1，利用蓋斯定律由()1/2得到NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1。(5)NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，反應為氣體體積不變的放熱反應，則如果將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點的平衡狀態(tài)，平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向進行，正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向進行。A點平衡轉(zhuǎn)化率為50%，n0(NO2)n0(SO2)0.4，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，NO2起始濃度為0.4c0 molL1，反應的二氧化氮濃度為0.4c0 molL150%0.2c0 molL1，該時段化學反應速率v(NO2) molL1min1。NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，反應為放熱反應，C點n0(NO2)n0(SO2)1.0，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，NO2起始濃度c(NO2)c0 molL1，圖中C、D兩點對應的實驗溫度分別為TC和TD，C點二氧化氮轉(zhuǎn)化率為50%，平衡常數(shù)KC1， F錐形瓶直接與空氣相通，產(chǎn)品在空氣中易水解除去多余PCl3，提高CH3COCl的產(chǎn)率(5)70%17某小組在驗證反應“Fe2Ag=Fe22Ag”的實驗中檢測到Fe3，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05 molL1硝酸銀溶液(pH2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。(1)檢驗產(chǎn)物取少量黑色固體，洗滌后，_(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。取上層清液，滴加K3Fe(CN)6溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有_。(2)針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3，乙依據(jù)的原理是_(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗：取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色30產(chǎn)生白色沉淀；較3 min時量少；溶液紅色較3 min時加深120產(chǎn)生白色沉淀；較30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺(資料：Ag與SCN生成白色沉淀AgSCN)對Fe3產(chǎn)生的原因作出如下假設：假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3；假設b：空氣中存在O2，由于_(用離子方程式表示)，可能產(chǎn)生Fe3；假設c：酸性溶液中NO具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3；假設d：根據(jù)_現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag，可產(chǎn)生Fe3。下列實驗可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3的主要原因。實驗可證實假設d成立。實驗：向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。實驗：裝置如圖，其中甲溶液是_，操作及現(xiàn)象是_。(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實驗中Fe3濃度變化的原因：_。(3)中溶液呈紅色，且燒杯中有黑色固體，說明發(fā)生反應AgFe2Fe3Ag、Fe33SCNFe(SCN)3；中反應正向進行，c(Fe3)增大，c(Ag)減小，平衡正向移動，紅色加深；中由于鐵粉過量，2Fe3Fe=3Fe2，120 min后c(Fe3)減小，平衡逆向移動，溶液紅色變淺。 的作用是除去過量的O2，防止O2將SO2的水溶液氧化。同時O2也有可能將I氧化成I2，I2繼續(xù)氧化SO2，故去掉c消耗碘溶液會小于20.00 mL，使測定結(jié)果偏低。(4)空氣能將反應生成的SO2全部趕入d中，使測定結(jié)果準確。 (5)從滴定管上口加入少量待裝液，傾斜著轉(zhuǎn)動滴定管，使液體潤濕內(nèi)壁，然后從下部放出，重復23次97.5%20PCl3是磷的常見氯化物，可用于半導體生產(chǎn)的外延、擴散工序。有關物質(zhì)的部分性質(zhì)如下：熔點/沸點/密度/ gmL1其他黃磷44.1280.51.822P3Cl2(少量)2PCl3；2P5Cl2(過量)2PCl5PCl311275.51.574遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3(一)制備如圖是實驗室制備PCl3的裝置(部分儀器已省略)。(1)儀器乙的名稱是_；其中，與自來水進水管連接的接口編號是_。(填“a”或“b”)(2)實驗室制備Cl2的離子方程式_。實驗過程中，為減少PCl5的生成，應控制_。(3)堿石灰的作用：一是防止空氣中的水蒸氣進入而使PCl3水解，影響產(chǎn)品的純度；二是_。(4)向儀器甲中通入干燥Cl2之前，應先通入一段時間CO2排盡裝置中的空氣，其目的是_。(二)分析測定產(chǎn)品中PCl3純度的方法如下：迅速稱取4.100 g產(chǎn)品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入過量的0.100 0 molL1 20.00 mL碘溶液，充分反應后再用0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定過量的碘，終點時消耗12.00 mL Na2S2O3溶液。已知：H3PO3H2OI2=H3PO42HI；I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6；假設測定過程中沒有其他反應。(5)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品中PCl3(相對分子質(zhì)量為137.5)的質(zhì)量分數(shù)為_。若滴定終點時俯視讀數(shù)，則PCl3的質(zhì)量分數(shù)_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(三)探究(6)設計實驗證明PCl3具有還原性：_。(限選試劑有：蒸餾水、稀鹽酸、碘水、淀粉)(3)氯氣有毒，污染空氣，堿石灰吸收多余氯氣防止污染空氣，防止空氣中的水蒸氣進入影響產(chǎn)品純度，故答案為：堿石灰吸收多余氯氣，防止污染空氣；(4)由于PCl3遇O2會生成POCl3，遇水生成H3PO3和HCl，通入一段時間的CO2可以排盡裝置中的空氣，防止生成的PCl3與空氣中的O2和水反應；通入二氧化碳趕凈空氣，避免水和氧氣與三氯化磷發(fā)生反應，故答案為：排凈裝置中的空氣，防止空氣中的水分和氧氣與PCl3反應；(5)0.100 0 molL1碘溶液20.00 mL中含有碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.100 0 molL10.020 L0.002 mol，根據(jù)反應I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6可知，與磷酸反應消耗的碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.002 mol0.100 0 molL10.012 L1/20.001 4 mol，再由H3PO3H2OI2=H3PO42HI可知，25 mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物質(zhì)的量為：n(H3PO3)n(I2)0.001 4 mol，500 mL該溶液中含有H3PO3的物質(zhì)的量為：0.001 4 mol500 mL/25 mL0.028 mol，所以4.100 g產(chǎn)品中含有的三氯化磷的物質(zhì)的量為0.028 mol，該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分數(shù)為：100%93.9%；若滴定終點時俯視讀數(shù)，讀出的標準液硫代硫酸鈉溶液體積偏小，計算出的H3PO3消耗的碘單質(zhì)的物質(zhì)的量偏大，三氯化磷的物質(zhì)的量偏大，三氯化磷的質(zhì)量分數(shù)偏大，故答案為：93.9%；偏大； 答案(1)產(chǎn)生無色氣體(2)無水氯化鈣防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D中使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置C和D中2CuCO3Cu(OH)2(3)2CuSO42Na2CO3H2O=CuCO3Cu(OH)2CO22Na2SO4(4)Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2，相同體積的飽和Ba(OH)2溶液吸收CO2的量更多(答案合理即可)(5)AB25某同學用Na2SO3粉末與濃H2SO4反應制備并收集SO2，用盛有NaOH溶液的燒杯吸收多余的SO2，實驗結(jié)束后燒杯中溶液無明顯現(xiàn)象，現(xiàn)對其成分進行探究。(1)儀器A的名稱是_，選擇合適的儀器按氣流方向連接組成的順序是_。(2)假設溶液中同時存在Na2SO3和NaOH，設計實驗方案，進行成分檢驗。在下列空白處寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結(jié)論。儀器任選。限選試劑：稀鹽酸、稀硝酸、鐵絲、銅絲、CaCl2溶液、品紅溶液、酚酞試液、甲基橙實驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：_焰呈黃色，證明原溶液中存在Na步驟2：_，證明原溶液中存在大量的OH步驟3：另取少量原溶液于試管中，_，證明原溶液中存在SO(3)若溶液中同時存在Na2SO3和NaHSO3，為了準確測定溶液的濃度，進行如下實驗：原理：SOI2H2O=SO2I2HHSOI2H2O=SO2I3H步驟：準確量取10.00 mL溶液于錐形瓶中，滴加_作指示劑，用0.100 0 molL1標準碘溶液滴定至終點時的現(xiàn)象是_，讀出此時消耗碘溶液的體積；再用0.200 0 molL1 NaOH溶液滴定生成的酸，讀出消耗NaOH溶液的體積再進行計算。答案(1)分液漏斗(2)實驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：用潔凈的鐵絲蘸取原溶液在酒精燈火焰上灼燒火焰呈黃色，證明原溶液中存在Na步驟2：取少量原溶液于試管中，加入過量CaCl2溶液，充分反應后靜置，取少量上層清液于試管中，向試管中滴加幾滴酚酞試液，振蕩溶液變?yōu)榧t色，證明原溶液中存在大量的OH步驟3：另取少量原溶液于試管中，滴入幾滴品紅溶液，再加入過量稀鹽酸，振蕩品紅溶液褪色，證明原溶液中存在SO(3)幾滴淀粉溶液溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)不褪色26堿式碳酸鈷用作催化劑及制鈷鹽原料，陶瓷工業(yè)著色劑，電子、磁性材料的添加劑。利用以下裝置測定堿式碳酸鈷Cox(OH)y(CO3)zH2O的化學組成。已知：堿式碳酸鈷中鈷為2價，受熱時可分解生成三種氧化物。請回答下列問題：(1)選用以上裝置測定堿式碳酸鈷Cox(OH)y(CO3)zH2O的化學組成，其正確的連接順序為ab_(按氣流方向，用小寫字母表示)。(2)樣品分解完，打開活塞K，緩緩通入氮氣數(shù)分鐘，通入氮氣的目的是_。(3)取堿式碳酸鈷樣品34.9 g，通過實驗測得分解生成的水和二氧化碳的質(zhì)量分別為3.6 g、8.8 g，則該堿式碳酸鈷的化學式為_。(4)某興趣小組以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl26H2O的一種實驗設計流程如下：已知：25 時，部分陽離子以氫氧化物形成沉淀時，溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開始沉淀(pH)1.97.07.63.4完全沉淀(pH)3.29.09.24.7操作用到的玻璃儀器主要有_；加鹽酸調(diào)整pH為23的目的為_；操作的過程為_、洗滌、干燥。答案(1)jkcd(或dc)e(2)將裝置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊裝置中(3)Co3(OH)2(CO3)2H2O(4)燒杯、漏斗、玻璃棒抑制CoCl2的水解蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾