热门试卷

用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0)

完成下列填空：

（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率___ mol／(L·min)；该反应的平衡常数表达式K=_____

（2）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是_。

a.其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小

b.其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小

c.其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动

d.其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动

（3）一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是__。

a.3v逆(N2)=v正(H2)    

b.v正(HCl)=4v正(SiCl4)

c.混合气体密度保持不变  

d.c(N2)：c(H2)：c(HCl)=1：3：6

（4）若平衡时H2和HCl的物质的量之比为，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比___（填“>”、“=”或“<”)。

工业废水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。

方法1：还原沉淀法

该法的工艺流程为：CrO42－Cr2O72－Cr3+Cr(OH)3↓

其中第①步存在平衡：2CrO42－(黄色)+2H＋Cr2O72－(橙色)+H2O

（1）若平衡体系的pH=2，该溶液显_______色。

（2）能说明第①步反应达平衡状态的是_______。

a. 222Cr2O72－和222CrO42－的浓度相同   

b.2v (Cr2O72－)=v (CrO42－)  

c.溶液的颜色不变

（3）第②步中，还原1molCr2O72－离子，需要_______mol的FeSO47H2O。

（4）第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH―(aq)

常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH―)=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5 mol/L，溶液的pH应调至_______。

方法2：电解法

该法用Fe做电极电解含Cr2O72－的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生222Cr(OH)3沉淀。

（5）用Fe做电极的原因为_______。

（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）_______，溶液中同时生成的沉淀还有_______。

甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：

CO(g)2H2(g)          CH3OH(g)Q

下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

（1）判断反应达到平衡状态的依据是

A，混合气体的密度不变

B，混合气体的平均相对分子质量不变

C，生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D。CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（2）由表中数据判断Q　　　0 （填“＞”、“”或“＜”），要提高CO转化率，可采取的措施是

A，加入催化剂          B，充入CO                       C，充入H2                       D，升温

（3）某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得cmol／L，则以CH3OH表示的反应速率v　　　　mol /(L·min)，CO的转化率为　　　　　　　　。

（3）原料CO和H2可以由C和H2O反应制取，涉及的反应方程式如下：

C(s)CO2(g) 2CO(g)                              平衡常数K1

C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)                平衡常数K2

CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)          平衡常数K3

则K1、K2 、K3之间的关系是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：

CO2 (g)3H2 (g)→CH3OH (g)H2O (g)Q  (Q)

（1）若在恒温恒容的容器内进行该反应，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有　　　。

A，容器内的压强保持不变

B，容器中CH3OH浓度与CO2浓度相等

C，容器中混合气体的密度保持不变

D，CO2的生成速率与H2O的生成速率相等

某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。回答下列问题：

（2）该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是　　　　　mol··min

（3）该反应的平衡常数表达式为　　　　　　　。

（4）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是　　　　，曲线Ⅱ改变的条件可能是　　　　。若实线对应条件下平衡常数为，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为，则、和的大小关系是　　　　　　　　　。

开发、使用清洁能源发展“低碳经济”，正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：①2CH3OH（l）+ 3O2（g）= 2CO2（g）+ 4H2O（g）ΔH1 = –1275.6 kJ·mol– 1

②2CO（g）+ O2（g）= 2CO2（g）   ΔH2 = –566.0 kJ·mol– 1

③H2O（g）= H2O（l） ΔH3 = –44.0 kJ·mol– 1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：__________。

（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+ H2O（g）CO（g）+ 3H2（g）

① 一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则，Pl        P2；A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小顺序为__________。（填“<”、“>”“=”）

② 100℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为100 L的反应室，反应达平衡的标志是：__________。

A. 容器内气体密度恒定

B. 单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2

C. 容器的压强恒定

D. 3v正（CH4）= v逆（H2）

如果达到平衡时CH4的转化率为0.5，则100℃时该反应的平衡常数K =__________。

（3）某实验小组利用CO（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成如图b所示的电池装置，负极的电极反应式为__________。用该原电池做电源，常温下，用惰性电极电解200 mL饱和食盐水（足量），消耗的标准状况下的CO 224 mL，则溶液的pH =__________。（不考虑溶液体积的变化）

（4）氢氧燃料电池的三大优点是：__________、__________、能连续工作。

自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1km，压强增大约25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+ 2H2O(g)+148.9 kJ

根据题意完成下列填空：

（1）在地壳深处容易有________气体逸出，在地壳浅处容易有________沉积。

（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应________（选填编号）。

a. 一定向正反应方向移动    

b. 在平衡移动时正反应速率先增大后减小

c. 一定向逆反应方向移动    

d. 在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，________（选填编号）。

a. 2v正(HF)=v逆(H2O)        

b. v(H2O)=2v(SiF4)

c. SiO2的质量保持不变      

d. 反应物不再转化为生成物

（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0 min，容器内气体的密度增大了0.12 g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为________。

碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。

（1）用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH3－NH－NH－CH3），氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式________。

（2）298K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时， N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题。

①298k时，该反应的平衡常数为________L ·mol－1。

②下列事实能判断该反应处于平衡状态的是________。

a.混合气体的密度保持不变

b.混合气体的颜色不再变化

c. V（N2O4）正=2V（NO2）逆

③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.6 mol  n（N2O4）=1.2mol，则此时

V（正）________V（逆）（填“>”“<”或“=”）。

（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

试分析图中a、b、c、d、e五个点，

①水的电离程度最大的是________；

②其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3·H2O的电离常数K数值的是________。

③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是________。

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）利用反应：6NO2＋8NH37N2＋12 H2O可处理NO2。

若在120℃时该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，10min时电子转移了1.2mol，则0～10min时，平均反应速率υ(NO2)＝      　　　　  。

（2）一定条件下NO2与SO2可发生反应，其方程式为：

NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)－Q，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是      　　  。

A、体系压强保持不变                              

B、混合气体颜色保持不变

C、SO3和NO的体积比保持不变                     

D、混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若改变条件，使平衡常数变大，该反应     　　   。

A、一定向正反应方向移动                       

B、在平衡移动时，正反应速率先减小后增大

C、一定向逆反应方向移动                       

D、在平衡移动时，逆反应速率先增大后减小

（4）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 。

CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应      　  （填“放热”或“吸热”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是：            。

工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理后方可排放。常用的处理方法有两种。

方法1：还原沉淀法。

该法的工艺流程为：

其中第①步存在平衡：2 CrO42- (黄色)+2H+Cr2O72- (橙色)+ H2O

（1）若第①步中平衡体系的pH=2，则该溶液显_________色；向该溶液中加入Ba(NO3)2溶液（已知BaCrO4为黄色沉淀）则平衡_________移动（填“向左”或“向右”或“不变”），溶液颜色将_________。

（2）能说明第①步反应达平衡状态的是_________（选填编号）

 A．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同  

B．2υ(Cr2O72-)=υ(CrO42-)

C．溶液的颜色不变

（3）若改变条件使平衡状态的第①步反应向正反应方向移动，则该反应_________（选填编号）

A．平衡常数K值可以不改变    B．再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率

C．Cr2O72-的浓度一定增大      D．平衡移动时正反应速率一定先增大后减小

（4）第②步中，还原1 mol Cr2O72-离子，需要_________mol的FeSO4•7H2O。

（5）第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

  Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)带温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)•c3(OH-)=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5 mol/L，溶液的pH应调至_________。

方法2：电解法。

该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。

（6）用Fe做电极的原因为___________________________。

（7）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）_________，溶液中同时生成的沉淀还有_______。

“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状。随着能源的日益紧张，发展“煤化工”对我国能源结构的调整具有重要意义。下图是煤化工产业链之一。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出热值很高的煤炭合成气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

（1）已知：

                                     ①

                ②

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= _______kJ/mol。在标准状况下，33.6 L的煤炭合成气与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中转移_______mol e-。

（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

①下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是_______

a．体系压强保持不变

b．密闭容器中CO、H2、CH3OH(g)3种气体共存

c．CH3OH与H2物质的量之比为1:2

d．每消耗1 mol CO的同时生成2molH2

②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右图所示。

A、B两点的平衡常数_______（填“前者”、“后者”或“一样”）大；

达到A、C两点的平衡状态所需的时间tA       tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是_______（答出两点即可）。

（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，是用煤炭气（CO、H2）作负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO+H2－4e-+2CO32-=3CO2+H2O；则该电池的正极反应式为_______。