- 化学反应原理
- 共2396题
12.已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A.根据初始浓度转化浓度以及某时刻测得各组分的浓度的相互关系计算a的值;
2CH3OH(g)≒CH3OCH3(g)+H2O(g)
某时刻浓度(mol·L-):a/2 0 0
转化浓度(mol·L-) :2x x x
平衡浓度(mol·L-):a/2 -2x x x
由表中数据可知 x =0.6mol·L-,则由a/2 -2x =0.44得出a=3.28,所以A错误;
B.可用平衡常数K与浓度商Qc来判断反应在未平衡时可逆反应进行的方向:此时浓度商Q=(0.6×0.6)/0.442=1.86<400,v(正)>v(逆),反应正向进行,所以B错误;
C.温度不变,则化学平衡常数不变,所以若起始时加入a mol 和2amolCH3OH,则化学平衡常数不变,仍然为400。根据初始浓度转化浓度以及某时刻测得各组分的浓度的相互关系:当起始时加入a molCH3OH时:
2CH3OH(g)≒CH3OCH3(g)+H2O(g)
某时刻浓度(mol·L-):0.82 0 0
转化浓度(mol·L-) :2y y y
平衡浓度(mol·L-):0.82 -2 y y y
根据该反应的平衡常数表达式K=[c(CH3OCH3)×c(H2O)]/c2(CH3OH),得出
(y×y)/(0.82 -2y )2=400,得出y=0.8,所以转化率=95%;同理可以求出当起始时加入2a molCH3OH时转化率=95%,所以C错误;
D.若混合气体的平均摩尔质量M=m总/n总,反应前后m总及n总均不发生变化,所以平均摩尔质量M与平衡状态无关,不能用来判断反应是否已达到平衡状态,D错误。
考查方向
本题通过考查化学平衡的计算,进一步考查化学平衡状态的判断以及转化率的规律。
解题思路
A.根据初始浓度转化浓度以及某时刻测得各组分的浓度的相互关系计算a的值;
B.可用平衡常数K与浓度商Qc来判断反应是否平衡,以及未平衡时可逆反应进行的方向:
①Qc=K,v(正)=v(逆),处于化学平衡状态;
②Qc<K,v(正)>v(逆),向正反应方向进行;
③Qc>K,v(正)<v(逆),向逆反应方向进行.
C.由于平衡常数只与反应温度有关,温度不变,则化学平衡常数不变,所以若起始时加入2a mol CH3OH,则化学平衡常数不变,可以根据根据初始浓度转化浓度以及某时刻测得各组分的浓度的相互关系计算达到平衡时CH3OH的转化率;
D.混合气体的平均摩尔质量M=m总/n总,可以根据反应前后m总及n总的变化来判断反应是否已达到平衡状态。
易错点
计算要注意某时刻的浓度商与化学平衡常数的关系,把握平衡常数的含义与运用是解答该题的关键之处,答题时注意领悟该题。
知识点
13.一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),下图中曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化(不改变反应物的量)。下列叙述正确的是
正确答案
解析
A.数据显示化学反应速率加快,且氮气的起始浓度不变但转化率增大,因此判断条件变化为改变温度,故错误。
B.催化剂不能加快反应速率,故错误。
C.整个反应中反应物和生成物的状态都是气体,且在恒容条件下进行,因此混合气体的密度保持不变,故正确。
D.平衡常数计算带入数据应为平衡时各物质的平衡浓度,故错误。
考查方向
解题思路
观察曲线得知:a→b化学反应速率明显加快,起始浓度不变,且氮气的转化率增大,平衡向正移动
易错点
图形分析对应平衡移动原理结论
知识点
9. 雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为: 2NQ(g)+2CO(g)= 2C02 (g)+N2 (g) △H<0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加人合适的催化剂,则其速率时间图像如右图中右图所示。以下说法正确的是 (填对应字母)。A.a1>a2B.b1 <b2C.t1>t2D.右图中阴影部分面积更大E.左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2N02(g) = N2(g)+C02(g)+2H20(g) △H=-867 kJ/mol2N02(g)= N204(g) △H=-56.9 kJ/molH20(g) = H20(l) △H =-44.0 kJ/mol写出CH4催化还原N204 (g)生成N2和H20(1)的热化学方程式: 。
(3)CH4和H20(g)在催化剂表面发生反应CH4 + H20 = C0 + 3H2 ,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:①该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH4 和1mol H20(g),平衡时C(CH4)=0. 5 mol·L- , 该温度下反应CH4 + H20 = CO+3H2的平衡常数K= 。甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解l00mL lmol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24 L(设电解后溶液体积不变)。
①甲烷燃料电池的负极反应式: 。②电解后溶液的pH = , (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L。
正确答案
(1)①BC②BD(2)CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-898.1 kJ/mol
(3)①吸热②6.75(4)①CH4 -8e-+2H2O = CO2+8H+②14③1.68
解析
(1)①若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,催化剂能增大反应速率,所以a1<a2;在反应过程中,催化剂能增大正逆反应速率,则反应速率增大,所以b1<b2,反应达到平衡的时间缩短,所以t1>t2,但平衡不移动,则转化率不变;阴影部分面积为增加反应的物质的物质的量,转化率不变,则参加反应物质的物质的量不变,所以两图中阴影部分面积相等,所以BC正确;②达到平衡状态时,正逆反应速率保持不变,化学平衡常数保持不变,各反应物和生成物成分的含量保持不变,所以BD正确;(2)根据盖斯定律可知,①-②+③×2即得到CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-898.1 kJ/mol。(3)①根据平衡移动判断反应的热量变化:对于应吸热反应,温度升高,则化学平衡常数增大;所以根据表中数据信息可以判断该反应为吸热反应;②向1L密闭容器中投入1mol CH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol/L.该温度下反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)起始量(mol/L) 1 1 0 0变化量(mol/L) 0.5 0.5 0.5 1.5平衡量(mol/L) 0.5 0.5 0.5 1.5根据平衡常数表达式K=[c(CO)×c(H2)3]/[c(CH4)×c(H2O)]计算其数值K=[0.5×1.53]/[0.5×0.5]=6.75。(4)①甲烷燃料酸性电池中,负极上甲烷失电子和水生成氢离子和二氧化碳,根据电子守恒、电荷守恒以及原子守恒配平书写。所以电极反应为:CH4 -8e-+2H2O = CO2+8H+②n(H2)=2.24/22.4=0.1mol,电路中通过的电子数为0.2mol,电解方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,溶液中含有n(NaCl)=0.1mol,电解饱和NaCl溶液时电路中每通过的2mol电子每可以产生1molCl2,生成2 molNaOH;溶液pH值不改变不考虑溶液体积的变化,c(NaOH)=0.1mol/0.1L=1mol/L,c(H+)=10-14mol/L,pH=14。③由②知可以产生n(Cl2)=n(H2)=0.05mol ,n (NaOH)=0.1mol,之后反应为直接电解水,溶液pH值不改变,阳极产生0.05molCl2和0.025molO2,总体积为22.4×(0.05+0.025)=1.68L
考查方向
解题思路
(1)①若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,催化剂能增大反应速率;在反应过程中,催化剂能增大正逆反应速率,则反应速率增大,反应达到平衡的时间缩短,但平衡不移动,则转化率不变;阴影部分面积为增加反应的物质的物质的量,转化率不变,则参加反应物质的物质的量不变,②达到平衡状态时,正逆反应速率保持不变,化学平衡常数保持不变,各反应物和生成物成分的含量保持不变;(2)根据盖斯定律可知,①-②+③×2即得到CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-898.1 kJ/mol(3)①根据平衡移动判断反应的热量变化:对于应吸热反应,温度升高,则化学平衡常数增大;②对于反应:CH4+H20= C0+3H2根据平衡常数表达式K=[c(CO)×c(H2)3]/[c(CH4)×c(H2O)]计算其数值;(4)①甲烷燃料酸性电池中,负极上甲烷失电子和水生成氢离子和二氧化碳,根据电子守恒、电荷守恒以及原子守恒配平书写。②n(H2)=2.24/22.4=0.1mol电路中通过的电子数为0.2mol,电解饱和NaCl溶液时电路中每通过的2mol电子每可以产生1molCl2 ,生成2 molNaOH;所以c(NaOH)=0.1mol/0.1L=1mol/L,c(H+)=10-14mol/L,pH=14。③由①知可以转移电子0.2mol,而溶液中的Cl-只有0.1mol,所以之后反应为直接电解水,溶液pH值不改变,阳极产生0.05molCl2和0.025molO2。
易错点
(1)①催化剂对反应速率、化学平衡的影响是解本题关键,不能准确理解阴影部分的含义容易导致解题错误;②不能根据平衡图像中的有效信息判断化学平衡状态;(2)不能熟练应用盖斯定律完成热方程式的书写;(3)①不能准确判断化学平衡常数与温度的关系②计算化学平衡常数时误将物质的量代替浓度进行计算或者误用非平衡状态时的浓度进行计算;①书写电极反应时不能正确分析电解质溶液的酸碱性导致产物写错②计算电解后溶液的pH不能迅速找出电子与OH-的定量关系。
知识点
11.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)
2Z(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
15.三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,产物有HF、NO和HNO3。下列关于该反应的说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
8.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
I.已知某些化学键的键能数据如下
化学键 C=O C—O C—H H—H O—H
键能/kJ·mol-1 745 351 415 436 462
则CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH = __________ kJ·mol-1
II.将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(l)
(1)该反应化学平衡常数表达式K = __________。
(2)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时CO2的转化率如图所示
①该反应的ΔH __________ 0(填“>"或“<”)。
②若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时,达平衡时H2的转化率α = __________。
(3)某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是__________。
A.二氧化碳的浓度
B.容器中的压强
C.气体的密度
D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比
(4)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时加入各物质的量,在不同的压强下,平衡时CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
①P1 __________ P3(填“>”“<”或“=”);
②X1 = __________;
③P2下,III中CH3OCH3的平衡转化率为__________。
正确答案
I. -184
II . (1)
(2) ①<
②不变
③ 45﹪
(3) ABC
(4) ① >
②0.05mol
③ 96﹪
解析
I.断裂旧的化学键需要吸收能量,形成新的化学键释放能量,根据反应CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) 可知ΔH =[(415×3+351+462)+ 462×2]-[(-745×2)+(-436×3)] =-184kJ·mol-1 II . (1) 化学平衡常数的书写要注意系数,同时液体或纯固体看作常数1,即K=
;
(2)①温度升高,CO2转化率降低,所以平衡逆向移动,正反应为放热反应,所以ΔH<0;
②K值只与温度有关,若温度不变,K值不变,所以K值将不变;
③700K时,投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2可以判断出CO2转化率为30﹪,则参加反应的CO2为0.3,参与反应的H2为0.9,即转化率为0.9/2×100﹪=45﹪;
(3)A.二氧化碳的浓度不变,反应达到平衡状态B.由于反应前后气体系数不同,所以容器中的压强不变,反应达到平衡状态C.由于反应后有液体水产生,所以反应过程中气体质量发生变化,体积一定的密闭容器中的密度也发生变化,容器中的密度不变,反应达到平衡状态D.由反应方程式可以看出,CH3OCH3与H2O的物质的量之比始终为1:3.所以不能做平衡标志;
(4)① 根据反应2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(l)可知压强增大,平衡正向移动,CH3OCH3(g) 含量增大;所以P1> P3
②在体积可变的密闭容器中,I与II属于等效平衡,可以按照比例求解:2.0:1.0=0.1:X1,求解得到X1=0.05;
③P2下时,III中CH3OCH3的物质的量为0.04 mol,所以转化了0.96 mol,即转化率为96﹪。
考查方向
解题思路
I.断裂旧的化学键需要吸收能量,形成新的化学键释放能量,
II . (1) 化学平衡常数的书写要注意系数,同时液体或纯固体看作常数1;
(2) ①温度升高,CO2转化率降低,所以平衡逆向移动,反应为放热反应;
②K值只与温度有关,若温度不变,K值不变;
③700K时,投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2可以判断出CO2转化率为30﹪,再根据H2与CO发生反应的比例关6:2进行计算;
(3) A.二氧化碳的浓度不变,反应达到平衡状态B.由于反应前后气体系数不同,所以容器中的压强不变,反应达到平衡状态C.由于反应后有液体水产生,所以反应过程中气体质量发生变化,体积一定的密闭容器中的密度也发生变化,容器中的密度不变,反应达到平衡状态D.由反应方程式可以看出,CH3OCH3与H2O的物质的量之比始终为1:3.所以不能做平衡标志;
(4) ① 根据反应2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(l)可知压强增大,平衡正向移动,CH3OCH3(g) 含量增大;
②在体积可变的密闭容器中,I与II属于等效平衡,可以按照比例求解;
③P2下时,III中CH3OCH3的物质的量为0.04 mol ,所以转化了0.96 mol ,转化率为96﹪
易错点
不能准确判断化学键与焓变的关系致错,没有理解等效平衡的本质特点致错,解答中不
善于从图表中获取信息。
知识点
10.近年来,我国的雾霾问题引起政府和群众的高度关切,一般认为细颗粒物(即PM2.5,指直径小于或等于2.5微米的颗粒物)的指标与雾霾天气密切相关。与此同时,光化学烟雾也开始抬头,它是由非甲烷烃和NOx的排放引起的,严重时天空会出现彩色云雾,属于一种重污染现象。臭氧浓度升高是光化学烟雾形成的标志。请回答下列相关问题:
(1).以下可能引起细颗粒物指标变高的是 (填序号)。
a.燃煤取暖 b.大型交通设备 c.生活污水 d.火山喷发 e.局部战争 f.采矿业
(2).下图是某地光化学烟雾的日变化曲线:据图所示,上午8:00,非甲烷烃和NO出现峰值。 随后NO2约于10:00 达峰值,其主要反应的方程式可能为 。 8:00起,O3开始积累,并于13:00达峰值,O3积累与下列过程有关: O+O2 →O3,该反应物中游离的氧原子主要是由反应: 产生的。O3又使10:00前NO2的含量急剧增加,其化学方程式为 。你认为该地光化学烟雾较严重的时间最可能为 (填序号)。
a.8:00 b.10:00 c.15:00 d.20:00
(3).若25℃、101kPa下,气体的摩尔体积为24.5L/mol,此条件下向容器中充入一定量N2O4,当NO2 与N2O4的平衡混合物密度为3.18 g/L时,混合气体的平均摩尔质量为 ,N2O4的分解率(即转化率)为 。(计算结果均保留三位有效数字)。
(4).NO、NO2、NH4+及NO2-等被称为活性氮物质,超量排放会引起环境问题。NH4+与NO2-可发生下列反应:NH4+(aq)+NO2-(aq) N2(g)+2H2O(l)可加快该反应的措施为 。该反应的反应速率方程为ν =k·c(NH4+)x·c(NO2-)y,其中k为速率常数,在一定温度下,进行下列实验:
据表知,将溶液稀释至原体积的2倍,反应速度将变为原来的 。
正确答案
(1) abdef
(2) 2NO+O2=2NO2 NO2=NO+O O3+NO=NO2+O2 c
(3) 77.9g/mol 18.1%
(4) 升温、增大反应物浓度 1/4
解析
(1)燃煤取暖、大型交通设备、火山喷发、局部战争、采矿业可能引起细颗粒物指标变高,故选abdef。
(2) NO和氧气反应生成的NO2约于10:00 达峰值,其主要反应的方程式可能为2NO+O2=2NO2。
8:00起,O3开始积累,并于13:00达峰值,NO2明显减少,O3积累与NO2有关: O+O2 →O3,该反应物中游离的氧原子主要是由反应NO2=NO+O产生的。
O3又使10:00前NO2的含量急剧增加,其化学方程式为O3+NO=NO2+O2。
臭氧浓度升高是光化学烟雾形成的标志,该地光化学烟雾较严重的时间最可能为15:00,故选c。
(3)若25℃、101kPa下,气体的摩尔体积为24.5L/mol,此条件下向容器中充入一定量N2O4,当NO2 与N2O4的平衡混合物密度为3.18 g/L时,混合气体的平均摩尔质量为3.18 g/L×24.5L/mol=77.9g/mol;
假设N2O4的物质的量为1mol,N2O4的分解率(即转化率)为x
N2O4 = 2NO2
1mol 0
(1-x) mol 2x mol
92g/((1-x) mol+2x mol)=77.9g/mol x=18.1%,N2O4的分解率(即转化率)为18.1%。
(4)将相关实验数据带入ν =k·c(NH4+)x·c(NO2-)y,可得x=1,y=1,k=2.7×10-4,将溶液稀释至原体积的2倍,c(NH4+)和c(NO2-)变为原来的1/2,反应速度将变为原来的1/4。
考查方向
解题思路
(1)燃煤取暖、大型交通设备、火山喷发、局部战争、采矿业可能引起细颗粒物指标变高。
(2)NO和氧气反应生成的NO2约于10:00 达峰值,其主要反应的方程式可能为2NO+O2=2NO2。
8:00起,O3开始积累,并于13:00达峰值,NO2明显减少,O3积累与NO2有关: O+O2 →O3,该反应物中游离的氧原子主要是由反应NO2=NO+O产生的。
O3又使10:00前NO2的含量急剧增加,其化学方程式为O3+NO=NO2+O2。
臭氧浓度升高是光化学烟雾形成的标志,该地光化学烟雾较严重的时间最可能为15:00。
(3)若25℃、101kPa下,气体的摩尔体积为24.5L/mol,此条件下向容器中充入一定量N2O4,当NO2 与N2O4的平衡混合物密度为3.18 g/L时,混合气体的平均摩尔质量为3.18 g/L×24.5L/mol=77.9g/mol;
假设N2O4的物质的量为1mol,N2O4的分解率(即转化率)为x
N2O4 = 2NO2
1mol 0
(1-x) mol 2x mol
92g/((1-x) mol+2x mol)=77.9g/mol x=18.1%,N2O4的分解率(即转化率)为18.1%。
(4)将相关实验数据带入ν =k·c(NH4+)x·c(NO2-)y,可得x=1,y=1,k=2.7×10-4,将溶液稀释至原体积的2倍,c(NH4+)和c(NO2-)变为原来的1/2,反应速度将变为原来的1/4。
易错点
本题解题的关键是第(4)题,通过计算先求出相关未知数的值。
知识点
7.向容积固定为2L的密闭容器中充入9.6mol NO和4.8mol O2,发生如下反应:
①2NO(g)+O2 (g)2NO2(g) ΔH<0 ②2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示,0~10min维持容器温度为T℃,10min时改变某反应条件,一段时间后再次平衡。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、前5min反应的平均速率v(NO)可以根据 NO2浓度的变化量进行计算,v(NO)=v(NO2)=(1.2+2×0.8)÷5=0.56mol·(L·min)-1,错误;
B、T1℃时反应①的化学平衡常数可以根据平衡时浓度进行计算,K=1.22÷(2.02×1.0)=0.36,正确;
C、10min时 NO2和 N2O4浓度都发生了变化,所以不可能是降低温度应该为增大体积,错误;
D、将1.6mol NO2和4.0mol N2O4完全转化为NO和 O2,得到9.6molNO和4.8molO2,此时反应与原反应等效平衡,T℃达到平衡时,NO2的物质的量浓度与图中5~10min的相同,错误。
考查方向
解题思路
A、前5min反应的平均速率v(NO)可以根据 NO2浓度的变化量进行计算;
B、T1℃时反应①的化学平衡常数可以根据平衡时浓度进行计算;
C、10min时 NO2和 N2O4浓度都发生了变化,所以不可能是降低温度应该为增大体积;
D、此时反应与原反应等效平衡。
易错点
A.用NO2计算v(NO)时忽略转化为N2O4的NO2
B.计算化学平衡常数时将转化为N2O4的NO2计算在内
C.不能正确判断外界条件对平衡的影响
D、不能准确判断此时反应与原反应为等效平衡关系。
知识点
10.已知电离平衡常数:H2CO3>HClO>HCO。下列离子反应方程式正确的是
①NaClO溶液中通入少量二氧化碳:2ClO-+CO2+H2O === 2HClO+CO
②Na2CO3溶液中加入HClO溶液:CO+HClO === HCO+ClO-
③等物质的量的Cl2与Na2CO3溶液恰好反应:Cl2+CO+H2O === HCO+Cl-+HClO
④Cl2通入NaHCO3溶液中:Cl2+2HCO=== 2CO2↑+Cl-+ClO-+H2O
正确答案
解析
强酸制取弱酸,据此作答:
①NaClO溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸氢钠:ClO-+CO2+H2O === HClO+HCO3-,错误;
②Na2CO3溶液中加入HClO溶液:CO32-+HClO === HCO3-+ClO-,正确;
③等物质的量的Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和Na2CO3溶液生成碳酸氢钠:Cl2+CO32-+H2O = HCO3-+Cl-+HClO,正确;
④Cl2通入NaHCO3溶液中:Cl2 + HCO3-= CO2↑+Cl-+HClO,错误。
故选C。
考查方向
解题思路
①NaClO溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸氢钠:ClO-+CO2+H2O === HClO+HCO3-;
②Na2CO3溶液中加入HClO溶液:CO32-+HClO === HCO3-+ClO-;
③等物质的量的Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和Na2CO3溶液生成碳酸氢钠;
④Cl2通入NaHCO3溶液中:Cl2 + HCO3-= CO2↑+Cl-+HClO。
易错点
本题考查与反应物量相关的离子方程式的书写,明确不同量时具体发生的反应是书写离子方程式的关键,难度较大。
知识点
9.下列图像表达正确的是( )
正确答案
解析
A、硫酸溶液的浓度越小密度越小,随着加水量的增加,硫酸的浓度逐渐减小,密度逐渐减小,与图像不符;
B、等量的锌与过量盐酸反应,滴加少量硫酸铜溶液后,有少量锌与硫酸铜反应置换出铜形成原电池,反应速率加快,生成氢气的量减少,与图像不符;
C、气态水转化为液态水为放热过程,氢气与氧气反应生成液态水比生成气态水放出的热量多,与图像不符;
D、OH-、H2O、H3O+均为10电子微粒,—OH含有9个电子,与图像相符。
考查方向
解题思路
A、硫酸溶液的浓度越小密度越小;
B、滴加少量硫酸铜溶液后,有少量锌与硫酸铜反应置换出铜形成原电池;
C、气态水转化为液态水为放热过;
D、OH-、H2O、H3O+均为10电子微粒。
易错点
10电子微粒。
知识点
A、B、C、D均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的关系如图a所示(部分产物已略去)。
18.若A为非金属单质,D是空气的主要成分之一,请写出B的电子式______________。
19.若A为金属单质,D是某强酸的稀溶液,则反应C+D→B的离子方程式为________
______________。
20.若A为强碱,D为气态氧化物。B的水溶液露置于空气中一段时间,其pH变化如图b所示,则其pH变化的原因是____________(用离子方程式表示)。
正确答案
解析
若A为非金属,D为空气中的成分,和碱反应说明是CO2,二氧化碳的电子式为
考查方向
解题思路
从图形当中判断为同种元素之间多种形式的转化,该转化存在①化合价的转化②物质类型的转化
易错点
元素多种形式转化判断
正确答案
3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
解析
若A为金属单质,D某稀酸溶液,A→B→C必定存在化合价的变化,且各步为氧化还原过程,金属A为一种变价金属,且A与B反应,说明B具有氧化性,判断A为金属铁,B为铁的高价态,从而得知稀酸应该为一种强氧化性酸即为硝酸
考查方向
解题思路
从图形当中判断为同种元素之间多种形式的转化,该转化存在①化合价的转化②物质类型的转化
易错点
元素多种形式转化判断
正确答案
2HSO3-+O2 = 2H++2SO42-
解析
若A为强碱,D为气态氧化物,根据PH值得变化得知酸性增强,强碱与非金属氧化物反应过量将生成酸式盐,且该酸式盐能再次被氧化,化合价能升高的非金属元素为S元素。
考查方向
解题思路
从图形当中判断为同种元素之间多种形式的转化,该转化存在①化合价的转化②物质类型的转化
易错点
元素多种形式转化判断
14.一定温度下,水溶液中H+和OH﹣的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是
正确答案
解析
一定温度下,水溶液中H+和OH﹣的浓度变化曲线如图,可见曲线上的点都为该温度下的平衡点,因此KW是不变的。
A.升高温度必将导致水的电离平衡向正方向移动,且KW增大,因此变化之后的平衡点不在曲线上。
B.根据b点对应的离子浓度代入KW=C(H+)C(OH﹣)计算KW=1.0×10﹣14 。
C.加入FeCl3,因为是强酸弱碱盐,因水解会促进水的电离,导致溶液呈酸性,氢离子浓度明显增大。
D.稀释溶液过程,温度没有发生变化,KW不变,因此再次平衡时依然在曲线上。
考查方向
解题思路
能明确水的电离平衡符合勒夏特列原理,且KW只与温度有关
易错点
影响水的电离平衡的因素以及KW的特点
知识点
含氮化合物的研发与绿色反展、经济可持续发展有着密切关联。
18.氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下图所示。
则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为: 。
19.氮的氧化物有着广泛用途,又是环境的污染物。
(i)在150℃时,将0.4mol NO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)。
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量,数据如下表:
①当反应在150℃达到平衡时,该反应平衡常数K=________。(填数值)
②若最初通入N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,则N2O4的起始浓度应为______________。
(ii)氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2,且n(NO):n(NO2) =1:1,可用尿素溶液除去,其作用原理是:NO2和NO与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素[CO( NH2)2]反应生成对环境无污染的物质。若用1mol尿素吸收该尾气,则能吸收氮氧化物___________g。
20.氨气,CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为:2NH3(g)+CO2(g)=CO( NH2)2(s)+H2O(g)右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)],b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则:
①b应控制在____; A.1.5~1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
②a应控制在4.0的理由是_____________________。
正确答案
CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) △H=+171.1KJ/mol
解析
分别根据图象1、2、3可知热化学方程式为:
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=﹣282kJ/mol
②H2(g)+1/2O2 (g) =H2O(g) △H=﹣241.8kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣836.3kJ/mol
将③﹣①﹣②×3可得:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+171.1kJ/mol
考查方向
解题思路
分别根据图象1、2、3写出热化学方程式,然后根据盖斯定律来分析.
易错点
本题主要考查了盖斯定律的应用,化学平衡移动、化学平衡常数的计算等,难度不大,培养了学生分析问题的能力。
正确答案
(i)①2.8 ②0.10mol/L
(ii)76g
解析
(i)①根据方程式中物质间的计量数关系、利用三段式可知,n1=0.3mol,n2=0.07mol,n3=0.24mol,n4=0.24mol,故在60min时反应达平衡,NO2的平衡浓度为0.12mol/L、N2O4的平衡浓度为0.04mol/L,故反应的平衡常数K==
=2.8;
②若最初通人N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,即与通入0.4molNO2达等效平衡,而在恒温恒容条件下,按照等量加料,则达等效平衡,故应加入0.2molN2O4,即0.1mol/L;
(ii)由题目信息可知,NO、NO2二者混合物与水反应生成亚硝酸,反应方程式为NO+NO2+H2O=2HNO2;亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2,反应方程式为CO(NH2)2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O.
NO+NO2 ~2HNO2 ~CO(NH2)2
(30+46)g 1mol
1mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1:1)的质量为76g
考查方向
解题思路
(i)①根据方程式可知,n1=0.3mol,n2=0.07mol,n3=0.24mol,n4=0.24mol,根据NO2的平衡浓度为0.12mol/L、N2O4的平衡浓度为0.04mol/L来计算;
②若最初通人N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,即与通入0.4molNO2达等效平衡,据此分析;
(ii)根据题目信息写出方程式,建立关系式,然后依据关系式进行计算。
易错点
本题主要考查了盖斯定律的应用,化学平衡移动、化学平衡常数的计算等,难度不大,培养了学生分析问题的能力。
正确答案
①C
②a等于4.0, CO2转化率迅速提高到最大值;而a在4.0之后增大,c(NH3)转化率无明显增大
解析
①氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]相同时,水碳比b[n(NH3)/n(CO2)]为0.6~0.7时,二氧化碳转化率最大,故选C;
②氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]大于4.0时,增大氨气的物质的量,二氧化碳的转化率增加不大,增加了生产成本;氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]小于4.0时,二氧化碳的转化率较小。
考查方向
解题思路
①根据氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]相同时,水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]为0.6~0.7时,二氧化碳转化率最大;
②根据氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]大于4.0时,增大氨气的物质的量,二氧化碳的转化率增加不大,增加了生产成本;氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]小于4.0时,二氧化碳的转化率较小。
易错点
本题主要考查了盖斯定律的应用,化学平衡移动、化学平衡常数的计算等,难度不大,培养了学生分析问题的能力。
7.常温下,向10ml 0.1 mol·L-1的HR溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液,所得溶液pH及导电性变化如图。下列分析不正确的是()
正确答案
解析
A.a~b点导电能力增强,说明反应后溶液中离子浓度增大,也证明HR在溶液中部分电离,为弱酸,故A正确。
B.NH4R为弱酸弱碱盐,NH4R的溶液pH=7,说明铵根离子和R-的水解程度相等,故B错误。
C.根据图象可知,c点时溶液的pH>7,混合液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),结合电荷守恒可知:c(NH4+)>c(R-),故C正确。
D.常温下水的离子积为:KW=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-14,由于b-c点溶液的反应温度相同,则水的离子积不变,故D正确。
考查方向
解题思路
A.根据图象可知,a~b点导电能力增强,说明HR为弱电解质,在溶液中部分电离,加入氨水后生成强电解质,离子浓度增大。
B.b点溶液pH=7说明铵根离子和R-的水解程度相等。
C.c点时溶液的pH>7,混合液显示碱性,则c(OH-)>c(H+),结合电荷守恒可知:c(NH4+)>c(R-)。
D.b-c点,溶液的温度不变,则水的离子积不变.
易错点
图象中各个关键点的含义及坐标系横坐标、纵坐标等三维坐标的理解不清。
知识点
锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有:
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3=198 kJ·mol-1
32.反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的
H4= kJ·mol-1。
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
该反应在一定条件下能自发进行的原因是 ;若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是 。a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
33.硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式: ,物质B的化学式是 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式: ;循环II中电解过程阳极反应式是 。
正确答案
-377.5;△H<0;bd
解析
①2ZnS(s)+3O2(g)═2ZnO(s)+2SO2(g)△H1=-930kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1
③ZnO(s)+CO(g)═Zn(g)+CO2(g)△H3=198kJ•mol-1
将方程式+③得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)═Zn(g)+CO2(g)+SO2(g),
△H4=+198kJ/mol=-377.5kJ/mol;
当△G=△H-T△S<0时该反应一定能自发进行,该反应前后△S<0,则焓变应该小于0;a.CO2与H2O(g)浓度相等,正逆反应速率不一定相等,所以不一定达到平衡状态,故错误; b.该反应前后气体物质的量减少,当容器中气体的压强不再改变时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;c.当v(NH3)正=2v(H2O)逆时该反应达到平衡状态,所以当2v(NH3)正=v(H2O)逆时该反应没有达到平衡状态,故错误; d.反应前后问题密度改变,所以当容器中混合气体的密度不再改变时该反应达到平衡状态,故正确;
故答案为:-377.5;△H<0;bd
考查方向
解题思路
①2ZnS(s)+3O2(g)═2ZnO(s)+2SO2(g)△H1=-930kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1
③ZnO(s)+CO(g)═Zn(g)+CO2(g)△H3=198kJ•mol-1
将方程式①+②/2+③得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)═Zn(g)+CO2(g)+SO2(g),焓变进行相应的改变;
当△G=△H-T△S<0时该反应一定能自发进行,该反应前后△S<0;
反应前后改变的物理量不变时,可逆反应达到平衡状态。
易错点
化学平衡的应用
正确答案
① SO2
②4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
解析
①700℃~980℃时发生反应时,根据图知,生成ZnO、氧气和B,根据元素守恒知,B中含有S元素,因为生成氧气失电子,则S元素应该得电子发生还原反应,所以B应该是SO2,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑,故答案为:2ZnSO4
2ZnO+2SO2↑+O2↑;SO2;
②ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S,反应方程式为4ZnFeO3.5+SO2----4ZnFeO4+S;
电解硫酸锰时,生成二氧化锰和硫酸,阳极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,
故答案为:4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
考查方向
解题思路
①700℃~980℃时发生反应时,根据图知,生成ZnO、氧气和B,根据元素守恒知,B中含有S元素,因为生成氧气失电子,则S元素应该得电子发生还原反应,所以B应该是SO2,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式;
②ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S,电解硫酸锰时,生成二氧化锰和硫酸,阳极上失电子发生氧化反应。
易错点
化学平衡的应用
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