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题型: 单选题
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单选题 · 4 分

高炉炼铁过程中发生的反应:Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表,下列说法不正确的是

A△H<0

B该反应的平衡常数表达式是K=

C其他条件不变,向平衡体系充入CO2气体,K值减小

D其他条件不变,升高温度,可以降低CO的平衡转化率

正确答案

C

解析

知识点

化学平衡常数的含义
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

(18分)请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质。

(1)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:

正确答案

A

解析

略。

知识点

反应速率的定量表示方法化学平衡常数的含义难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

高炉炼铁过程中发生的主要反应为

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:

请回答下列问题:

(1)该反应的平衡常数表达式K=_____________,△H________0(填“>”、“<”或“=”);

(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过l0 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率 (C02)= _____________、CO的平衡转化率= _____________:

(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是_____________。

a.减少Fe的量     

b.增加Fe203的量     

c.移出部分C02

d.提高反应温度   

e.减小容器的容积    

f.加入合适的催化剂

正确答案

(1)K=;<

(2)0.006 mol·L-1·min-1;60%

(3)c

解析

本题主要考察化学反应速率的概念及计算、外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数的概念及计算以及反应热的有关判断。(1)平衡常数是指在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积当比值,但需要注意但是固体和纯液体的浓度视为常数,不能出现在表达式中;从表中数据可知随着温度的升高平衡常数逐渐减小,这说明温度升高平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0。(2)

在1000℃时K=4.0,所以有=4.0,解得x=0.6。

因此C02的浓度变化量为:c(C02)=0.06 mol·L-1

所以 (C02)==0.006 mol·L-1·min-1

CO的转化率为=60%。

(3)因为该反应是一个放热且体积不变的可逆反应,所以要提高CO的平衡转化率,可以采取降低温度或降低生成物浓度来实现,而固体和催化剂不能改变平衡状态,所以选项c正确。

知识点

反应速率的定量表示方法化学平衡常数的含义化学平衡的影响因素
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用

(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应

TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)△H﹥0    (I)

反应(I)的平衡常数表达式K=             ,若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为

(2)如图所示,反应(I)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1     T2(填“﹥”“﹤”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是            。

(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为          ,滴定反应的离子方程式为

(4)25℃时,H2SO3 HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=

mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将         (填“增大”“减小”或“不变”)。

正确答案

(1),66.7%

(2)<,I2

(3)淀粉溶液,H2SO3+I2+H2O=4H++SO42-+2I-

(4)1.0×10-12,增大

解析

(1),通过三行式法列出平衡浓度,带入K值可以得出转化率为66.7%。

(2)由所给方程式可知该反应为吸热反应,通过题意温度T2端利于反应正向进行,为高温,温度T1端利于反应向左进行,为低温,所以T1<T2。I2是可以循环使用的物质。

(3)因为I2遇到淀粉会变蓝色,所以可以用淀粉溶液作指示剂.离子反应:H2SO3+I2+H2O=4H++SO42-+2I-.

(4)Ka=-,Kb==1.0×102×1.0×10-14=1.0×10-12,当加入少量I2时,溶液酸性增强,[H+]增大,但是温度不变,Kb不变,则增大。

知识点

离子方程式的书写化学平衡常数的含义
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题型:简答题
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简答题 · 17 分

研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1   ∆H < 0  (I)

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2   ∆H < 0  (II)

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=_______(用K1.K2表示)。

(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,则平衡后n(Cl2)=_______mol,NO的转化率а1=_______。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2_______а1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2_______(填“增大”“减小”或“不变”。若要使K2减小,可采用的措施是_______。

(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol•L‾1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3-).c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为_______。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol•L-1,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol•L-1,可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是_______。

a. 向溶液A中加适量水       

b. 向溶液A中加适量NaOH

c. 向溶液B中加适量水       

d. 向溶液B中加适量NaOH

正确答案

(1)

(2)2.5x10-2; 75%;>;不变;升高温度

(3)c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-);b.c

解析

略。

知识点

化学平衡常数的含义离子浓度大小的比较
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题型:填空题
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填空题 · 16 分

大气中的部分碘源于O3对海水中Ⅰ-的氧化。将O3持续通入NaⅠ溶液中进行模拟研究。

(1)O3将Ⅰ-氧化成Ⅰ2的过程由3步反应组成:

①Ⅰ-(aq)+ O3(g)=ⅠO-(aq)+O2(g)△H1

②ⅠO-(aq)+H+(aq) HOⅠ(aq) △H2

总反应的化学方程式为______,其反应△H=______

(2)在溶液中存在化学平衡:,其平衡常数表达式为_______.

(3) 为探究Fe2+对氧化Ⅰ-反应的影响(反应体如图13),某研究小组测定两组实验中Ⅰ3-浓度和体系pH,结果见图14和下表。

① Ⅰ组实验中,导致反应后pH升高的原因是_______.

② 图13中的A为_____由Fe3+生成A的过程能显著提高Ⅰ-的转化率,原因是_______.

③第2组实验进行18s后,Ⅰ3-下降。导致下降的直接原因有双选______.

(4)据图14,计算3-13s内第2组实验中生成l3-的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。

正确答案

(1) 

(2)

(3)①H+被消耗,其浓度降低;②结合氢氧根生成氢氧化铁沉淀,增大了氢离子浓度,使向右移动,使减小;③BD

(4)

解析

本题考查了盖斯定律、化学平衡常数,化学平衡的移动以及化学反应速率的计算等知识。(1)根据题给信息,总反应为O3氧化I-生成I2,将所给的三个反应:①+②+③可得   △H=。(2)根据化学反应方程式写出平衡常数表达式。(3)①该反应消耗H+,随反应进行c(H+)浓度降低,pH升高。②见答案(也有认为该转化是二价铁与三价铁的转化,故A为Fe2+,Fe3+氧化生成I2,使减小;但是解释不了为什么氢离子浓度减小)。

③c(Fe3+)增加,减小都会使c(I3-)急剧减小。(4)3~18s内,

v(I3-)=

知识点

热化学方程式用盖斯定律进行有关反应热的计算化学平衡常数的含义
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题型:填空题
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填空题 · 16 分

海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下:

(1)电渗析法淡化海水示意图如右图所示,其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。

①阳极主要电极反应式是                     。

②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有      和CaCO3

生成CaCO3的离子方程式是                              。

③淡水的出口为      (填“a”、“b”或“c”)。

(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:

①提取溴的过程中,经过2次Br→Br2转化的目的是            ,吸收塔中发生反应的离子方程式是                       。解释通空气的目的是                    。

②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是               、过滤、洗涤、干燥。

③依据上述流程,若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为      L(忽略Cl2溶解,溴的相对原子质量:80)。

正确答案

(1)①(2分)2Cl-2e=Cl2

②(2分)Mg(OH)2          (2分)Ca2++ OH+HCO3=CaCO3↓+H2O

③(2分)b

(2)①(1分)对溴元素进行富集  (2分)SO2+Br2+2H2O=4H++2Br+SO42—

(2分)通入空气将Br2蒸气带出

②(1分)加热浓缩、冷却结晶

③(2分)179.2

解析

知识点

化学平衡常数的含义
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质。

(1)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)═CH3OH(g)△H1=﹣116KJ•mol﹣1

又知:CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H2=﹣283KJ•mol﹣1

H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H3=﹣242KJ•mol﹣1

H2(g)+O2(g)═H2O()△H4=﹣286KJ•mol﹣1

则甲醇的燃烧热为_______。

(2)T℃时,向2L密闭容器中充入4mol CO和6mol H2,5min后达平衡时CH3OH物质的量为2mol,该反应的速率v(H2)为_______;下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是_______。

A. 随时将CH3OH与反应混合物分离                      

B. 降低反应温度

C. 使用高效催化剂                                                      

D. 增大体系压强

(3)在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(a)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。

①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,tA_______tc(填“大于”、“小于’’或“等于“)。

②若A点时容器的体积为10L,该温度下B点的平衡常数K=_______。

(4)Na2SO3的水溶液呈_______(填“酸”、“中”、‘‘碱”)性,原因是(用离子方程式表示):_______;把CaCO3浊液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中,能否产生CaSO3沉淀?若不能,说明原因;若可行,请简述判断依据及转化过程_______(已知:Ksp(CaSO3)=1.4×10﹣7,Ksp(CaCO3)=2.8×10﹣9)。

正确答案

(1)﹣739kJ•mol﹣1

(2)0.4mol/(L•min)d

(3)①大于 ②1

(4)碱  SO32﹣+H2O⇌HSO3+OH﹣  可行,判断依据是:由Ksp(CaSO3)/Ksp(CaCO3)=50知,当CaSO3与CaCO3的混合液中c(SO32﹣)>50c(CO32﹣)时,即发生由CaCO3向CaSO3的转变;转化过程为:把CaCO3浊液滴入0。1mol/L的Na2SO3溶液中时,溶液中的c(Ca2+)与c(SO32﹣)之积大于Ksp(CaSO3),生成CaSO3沉淀,导致溶液中c(Ca2+)减小,使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3⇌Ca2++CO32﹣,向着溶解的方向移动,导致CaCO3溶解。

解析

略。

知识点

用盖斯定律进行有关反应热的计算化学平衡常数的含义
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题型:填空题
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填空题 · 14 分

NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。

(1)I中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是________________________。

(2)II中,2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) 。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1.p2)下温度变化的曲线(如右图)。

①比较p1.p2的大小关系_____________。

②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是_______________。

(3)III中,将NO2(g)转化成N2O4(l),再制备浓硝酸。

①已知:2NO2(g) N2O4(g)  ΔH1

2NO2(g) N2O4(l)  ΔH2

②N2O4与O2.H2O化合的化学方程式_________________________________________。

(4)IV中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如右图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是________,说明理由:_____________________________________________________________。

正确答案

答案:(1)4NH3+5O2    4NO+6H2O

(2)①p2> p1  ②变小

(3)①A   ②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3

(4)NH3  根据电子守恒,阳极得到的NO3的量大于阴极得到的NH4+的量,所以需充入NH3(或从阴阳极电极反应式说明也可)

解析


知识点

化学方程式的书写化学平衡常数的含义
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

28.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:

(1)已知:

计算上述反应的△H=________ kJ·mol-1

(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=____________ (用α等符号表示)。

(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________。

②控制反应温度为600℃的理由是____________。

(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。

① CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

② 不用高温水蒸气,可降低能量消耗

③ 有利于减少积炭

④ 有利于CO2资源利用

正确答案

(1)124  ;     (2)

(3) ① 正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气起稀释,相当于起减压的效果

②600℃时,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大

(4) ①②③④

性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大。(4) ①乙苯催化脱氢制苯乙烯反应为可逆反应,CO2与H2

反应,可使生成物浓度减小,化学平衡右移;②不用高温水蒸气,必然降低能耗;③由于发生反应

CO2+C=2CO,可减少积炭;④CO2得到有效利用,可减少CO2排放并作为资源得到利用。故选择①②③④。

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知识点

有关反应热的计算化学平衡常数的含义
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