- 卤素原子结构及其性质的比较
- 共92题
近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用越来越广泛。
8.CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，焦炭、天然气（主要成分为CH4）、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气。已知某反应的平衡常数表达式为：K＝
9.甲醇是一种重要的化工原料，在日常生活中有着广泛的应用。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）＋2H2（g）
反应Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）
①在以上制备甲醇的两个反应中：反应Ⅰ优于反应Ⅱ，原因是_________________。
②对于反应Ⅰ，下图甲表示能量的变化；图乙表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化。
在“图甲”中，曲线______（填：“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于________（填：“吸热”、“放热”）反应。在图乙中从反应开始到建立平衡，用H2浓度变化表示的反应速率 。
③对于反应Ⅱ，在一定温度时，将lmol CO2 和3mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为a，则容器内的平衡压强与起始压强之比为__________；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产量的是____________。
a．升高温度
b．增加CO2的量
c．充入He，使体系总压强增大
d．按原比例再充入CO2和H2
正确答案
C（S）＋H2O(g)
解析
化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据平衡常数的表达式可知，该反应的化学方程式是C（S）＋H2O(g)
考查方向
解题思路
化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据平衡常数的表达式可知，该反应的化学方程式是C（S）＋H2O(g)
易错点
本题考查化学反应速率、化学平衡及影响因素，解题的关键是反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，难度中等。
正确答案
①反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，所以反应Ⅰ优于反应Ⅱ。
②b 放热 0.15mol/(L·min)；
③
选bd。
解析
①根据反应I和反应Ⅱ的生成物可知，反应I中生成物只有一种，而反应Ⅱ中还有水生成，即反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，所以反应Ⅰ优于反应Ⅱ。
②根据图像甲可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂；同样根据图像甲可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应；根据图像乙可知，反应进行到10min是反应达到平衡状态，此时生成的甲醇浓度是0.75mol/L，则根据反应I可知，消耗氢气的浓度是1.5mol/L，所以氢气表示的反应速率是1.5mol/L÷10min＝0.15mol/(L·min)；
③ CO2（g）＋3H2（g）
则根据压强之比是相应的物质的量之比可知
容器内的平衡压强与起始压强之比为
a．因正反应放热，升高温度可使平衡向逆反应方向移动，不能增加甲醇产率，故a不正确；
b．增加CO2的量，平衡向正反应方向移动，所以可以增加甲醇产率，故b正确；
c．充入He，使体系总压强增大，对于参加反应的物质来说，浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变，故c错误；
d．按原比例再充入CO2和H2，压强增大，平衡向正反应方向移动，可以增加甲醇产率，故d正确。
考查方向
解题思路
①反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%。
②根据图像甲可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂；
同样根据图像甲可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应；
根据图像乙可知，反应进行到10min是反应达到平衡状态，此时生成的甲醇浓度是0.75mol/L，则根据反应I可知，消耗氢气的浓度是1.5mol/L，所以氢气表示的反应速率是1.5mol/L÷10min＝0.15mol/(L·min)；
③ 根据压强之比是相应的物质的量之比可知；
a．因正反应放热，升高温度可使平衡向逆反应方向移动，不能增加甲醇产率；
b．增加CO2的量，平衡向正反应方向移动，所以可以增加甲醇产率；
c．充入He，使体系总压强增大，对于参加反应的物质来说，浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变；
d．按原比例再充入CO2和H2，压强增大，平衡向正反应方向移动，可以增加甲醇产率。
易错点
本题考查化学反应速率、化学平衡及影响因素，解题的关键是反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，难度中等。
铜陵有色金属集团公司是电解铜产量全国第一的大型企业。其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：
冶炼中的主要反应为：
15.碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：
① 用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
② 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH）表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)2＋M =NiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为 ； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极电极反应式为 。
16.在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2＋)、c(Zn2＋)会逐渐增大而影响进一步电解。
①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是_________________。
②一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是_______________。加入H2O2后发生反应的离子方程式为___________________。
正确答案
①SO2＋I2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+
②HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，有利于反应正向进行
③MH＋OH－－e－＝H2O＋M O2＋4e－＋2H2O＝4OH－
解析
①碘循环工艺根据进出物质可得在反应器中发生反应：SO2+I2+2H2O ===2HI+H2SO4 ，故答案为：SO2＋I2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+
②根据勒夏特列原理分析化学平衡移动；故答案为：HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，有利于反应正向进行。
③负极反应物MH失去电子，生成的H+在碱性条件下生成H2O，电解反应式为：MH-e-+OH-=H2O+M；阴极上是氧气发生的电子的过程，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：MH-e-+OH-=H2O+M ；O2+2H2O+4e-=4OH
考查方向
本题主要考查了工业电解冶炼金属铜原理、物质的分离和提纯、沉淀的溶解平衡应用、离子方程的书写，题目难度中等，注意掌握电解原理、物质的分离和提纯方法，试题培养了学生的分析、理解能力和实验设计能力。
解题思路
①碘循环工艺根据进出物质可得在反应器中发生反应：SO2+I2+2H2O ===2HI+H2SO4 ，
②根据勒夏特列原理分析化学平衡移动；
③根据负极反应的特点和总电池反应和氧气进入另一个电极后所引发的反应来解决电极反应式的问题。
易错点
氧化还原反应离子方程的书写、电极反应式的书写、勒夏特列原理的应用。
正确答案
①Fe3＋
②将Fe2＋氧化为Fe3＋
2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe2＋＋2H2O
解析
①根据表中氢氧化物的溶度积可知，氢氧化铁的溶度积最小，其溶解度最小，所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子；故答案为：Fe3+；
②双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
考查方向
本题主要考查了工业电解冶炼金属铜原理、物质的分离和提纯、沉淀的溶解平衡应用、离子方程的书写，题目难度中等，注意掌握电解原理、物质的分离和提纯方法，试题培养了学生的分析、理解能力和实验设计能力。
解题思路
根据溶度积与溶解度关系，溶度积越大溶解度越，随pH升高最先沉淀的是对应强氧化物的溶度积最小的离子分析。
易错点
氧化还原反应离子方程的书写、电极反应式的书写、勒夏特列原理的应用。
正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2OH
反应物和产物的相关数据列表如下：
实验步骤如下：将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95。C，在E中收集90。C以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75—77。C馏分，产量2.0g。
回答下列问题：
14.实验中，能否将 Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中？____________（填“能”或“不能”）
说明理由________________________ 。
15.加入沸石的作用是____________。
16.分液漏斗使用前必须进行的操作是____________（填正确答案标号）。
a.润湿
b.干燥
c.检漏
d.标定
17.将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在____________层（填“上”或“下”
18.反应温度应保持在90—95。C，其原因是______________________________。
19.本实验中，正丁醛的产率为____________ %。
正确答案
不能 将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中容易飞溅
解析
不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，因为浓硫酸的密度大，容易发生迸溅。
考查方向
解题思路
不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，因为浓硫酸的密度大，容易发生迸溅。
易错点
本题解题的关键是注意正丁醇的转化率就是正丁醛的产率。
正确答案
防止暴沸
解析
加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加。
考查方向
解题思路
加入沸石的作用是防止暴沸。
易错点
本题解题的关键是注意正丁醇的转化率就是正丁醛的产率。
正确答案
C
解析
分液漏斗使用前必须进行的一项操作是检漏，故选c；
考查方向
解题思路
分液漏斗使用前必须进行的一项操作是检漏；
易错点
本题解题的关键是注意正丁醇的转化率就是正丁醛的产率。
正确答案
下
解析
正丁醛密度为0.8017 g·cm-3，小于水的密度，水在下层；
考查方向
解题思路
正丁醛密度为0.8017 g·cm-3，小于水的密度；
易错点
本题解题的关键是注意正丁醇的转化率就是正丁醛的产率。
正确答案
既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化
解析
根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知，反应温度保持在90—95℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化；
考查方向
解题思路
根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知，反应温度保持在90—95℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化；
易错点
本题解题的关键是注意正丁醇的转化率就是正丁醛的产率。
正确答案
51或51.4
解析
设正丁醛的产率为x %，根据关系式
C4H10O ——C4H8O
74 72
4x 2
解得：x=51或51.4
考查方向
解题思路
根据关系式C4H10O ——C4H8O进行计算。
易错点
本题解题的关键是注意正丁醇的转化率就是正丁醛的产率。
工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H2(g)
26.已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1，-283.0kJ•mol-1，
且CH3OH(g)+3/2O2(g) 
则CO(g)+ 2H2(g)
28.下列措施中既有利于增大该反应的反应速率又能增大CO转化率的是 。
30.其他条件相同时，某同学研究该甲醇合成反应在不同催化剂Ⅰ或Ⅱ作用下反应相同时间时，CO的转化率随反应温度的变化情况。请在右图中补充t℃后的变化情况。
正确答案
—90.8 kJ/mol
BD
解析
CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H=-283kJ•mol-1 ①
H2燃烧的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-285.8×2 kJ•mol-1 ②
CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-761kJ•mol-1 ③
根据盖斯定律将①+②+（-③）可得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l
△H=-90.8KJ•mol-1，故答案为：-90.8 kJ/mol；
考查方向
解题思路
先根据燃烧热分别写出CO、H2、CH3OH热化学方程式
CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H=-283kJ•mol-1 ①
H2燃烧的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-285.8×2 kJ•mol-1 ②
CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-761kJ•mol-1 ③根据盖斯定律将①+②-③计算
易错点
化学平衡计算、外界条件对化学平衡的影响
正确答案
解析
该可逆反应是反应前后气体体积减小的放热反应，
A．随时将CH3OH与反应混合物分离，平衡向正反应方向移动，但反应速率不变，故错误；
B．降低反应温度平衡向正反应方向移动，但反应速率减小，故错误；
C．恒容装置中充入H2，即增大体系压强，平衡向正反应方向移动且反应速率增大，故正确；
D．使用高效催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，故错误；
故选C；
考查方向
解题思路
催化剂可以加快反应速率，但是不会引起化学平衡的移动，升高温度，可以引起化学平衡移动，据此回答．
易错点
化学平衡计算、外界条件对化学平衡的影响
正确答案
只要画出大致趋势即可。如图或者Ⅰt℃之后随温度升高呈下降趋势，Ⅱ按上升的趋势继续往上画，在某一点与Ⅰ相交后变成一条线下降；最高点不能超过100%
解析
催化剂可以加快反应速率，但是不会引起化学平衡的移动，升高温度，化学平衡逆向移动，可以降低CO的转化率，t℃后的变化情况如下：故答案为：
考查方向
解题思路
催化剂可以加快反应速率，但是不会引起化学平衡的移动，升高温度，可以引起化学平衡移动，据此回答．
易错点
化学平衡计算、外界条件对化学平衡的影响
8.研究氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
请回答下列问题:
(2)若反应 Ⅰ 在绝热密闭容器中进行,实验测得NO2( g )的转化率随时间变化的示意图如图所示, t3 ~t 4 时刻, NO2(g)的转化率 (NO2%)降低的原因是 。
(3)若反应 Ⅱ 在恒温、恒容条件下进行,下列能判断该反应一定达到平衡状态的是 。A. 容器内压强不再变化 B.n ( ClNO ) = n ( NO )C. 混合气体密度不变 D. υ 正 ( NO ) = υ 逆 ( ClNO )
(4)在一定温度和压强下,反应 Ⅱ 达到平衡,当 NO和 Cl 2 的比例不同时,对 Cl 2的转化率及平衡混合物中 ClNO 的体积分数都有影响。设 NO 和 Cl2 起始物质的量之比为 x ,平衡时 Cl2 的转化率为 a ,平衡混合物中 ClNO 的体积分数为y ,判断 a 、 x 、 y 三者的相互关系,用 a 和 x 的代数式表示 y ,y= 。
(5)实 验 室 可 用 NaOH 溶 液 吸 收 NO2 ,反 应 为2NO2 +2NaOH == NaNO3+NaNO2+H2O。含 0.2molNaOH 的水溶液与 0.2molNO2 恰好完全反应得1L溶液 A ,溶液B为 0.1mol· L-1 的CH 3 COONa 溶液,则两溶液中 c (NO3 - )、c ( NO2- )、c ( CH3COO- )由大到小的顺序 (已知 HNO 2 的电离常数 
正确答案
（1）K12／K2
（2）因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应的进行，体系的温度会升高，故再次达平衡时的转化率会降低。
（3）AD
（4）y=2a/(x+1-a)
（5）c（NO3－）＞c（NO2－）＞c（CH3COO－）； a、b、c
解析
（1）设已知的两个反应为①②，则4NO2（g）+2NaCl（s）
（2）若反应 Ⅰ 在绝热密闭容器中进行, 因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应的进行，体系的温度会升高，故再次达平衡时的转化率会降低。实验测得NO2( g )的转化率随时间变化t3 ~t 4 时刻NO2( g )的转化率降低。
（3）若反应 Ⅱ 在恒温、恒容条件下进行, 容器内压强不再变化，υ 正 ( NO ) = υ 逆 ( ClNO )能判断该反应一定达到平衡状态。如果反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，随反应进行，气体体积减小，为保持恒压所以容器体积减小，压强增大，平衡正向进行，平衡时NO的转化率α2 增大；平衡常数随温度变化，不随浓度、压强变化，若要使K2减小，平衡逆向进行，反应是放热反应，依据平衡移动原理应升高温度，平衡逆向进行；n ( ClNO ) = n ( NO )无法证明同一物质的消耗速率等于生成速率。混合气体密度不变，p=m/v,由于质量是守恒的，恒容条件下进行反应；所以p不变，无法证明。
（4）在一定温度和压强下,反应 Ⅱ 达到平衡,当 NO和 Cl 2 的比例不同时,对 Cl 2的转化率及平衡混合物中 ClNO 的体积分数都有影响。设 NO 和 Cl2 起始物质的量之比为 x ,平衡时 Cl2 的转化率为 a ,平衡混合物中 ClNO 的体积分数为y ,判断 a 、 x 、 y 三者的相互关系,用 a 和 x 的代数式表示 y ,y= y=2a/(x+1-a)。
（5）实 验 室 可 用 NaOH 溶 液 吸 收 NO2 ,反 应 为2NO2 +2NaOH == NaNO3+NaNO2+H2O。含 0.2molNaOH 的水溶液与 0.2molNO2 恰好完全反应得1L溶液 A ,溶液B为 0.1mol· L-1 的CH 3 COONa 溶液,则两溶液中 c (NO3 - )、c ( NO2- )、c ( CH3COO- )由大到小的顺序c（NO3－）＞c（NO2－）＞c（CH3COO－）；0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，反应为2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0．mol/L，NaNO2物质的量为0.1mol/L，溶液B为0.1mol?L-1的CH3COONa溶液，已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol?L-1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol?L-1，说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，对应阴离子水解程度大，醋酸根离子和亚硝酸根离子水解，两溶液中c（NO3-）、c（NO2-）和c（CH3COO-）由大到小的顺序为：c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（CH3COO-）；
根据越弱越水解的规律，CH3COO‾水解程度大于NO2-的水解程度，所以离子浓度 由大到小的顺序为：c(NO3‾) > c(NO2-) > c(CH3COO‾)；因为CH3COO‾水解程度大于NO2-的水解程度，所以溶液A的pH小于溶液B，向溶液A中加适量NaOH，溶液A的pH增大，向溶液B中加适量水，溶液B的pH减小，故b、c正确。
考查方向
解题思路
（1）设已知的两个反应为①②，则4NO2（g）+2NaCl（s）
（2）反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应的进行，体系的温度会升高。
（3）若反应 Ⅱ 在恒温、恒容条件下进行, 容器内压强不再变化。
（4） CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，对应阴离子水解程度大，醋酸根离子和亚硝酸根离子水解，两溶液中c（NO3-）、c（NO2-）和c（CH3COO-）由大到小的顺序为：c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（CH3COO-）
（5） 根据越弱越水解的规律，CH3COO‾水解程度大于NO2-的水解程度
易错点
化学反应速率和平衡图形分析。
知识点
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