- 化学平衡常数的含义
- 共77题
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)
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（）
Aa～b点导电能力增强，说明HR为弱酸
Bb点溶
Cc点溶液存在c(NH4+)>c(R-)、c(OH-)>c(H+)
Db～c任意点溶液均有c(H+)·c(OH-)=Kw=1.0×10-14
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) 
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) 
32.反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)
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
△H4=
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
②4ZnFeO3.5+SO2
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2ZnSO4
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+SO2
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
16.下列物质的制备与工业生产相符的是
正确答案
解析
①工业用氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，过程为：NH3 
②工业上制备漂白粉的工业流程：①NaCl溶液
③工业上制Mg的工业流程：MgC12溶液：MgCl2（aq）
④工业制铝流程：铝土矿 
考查方向
化学实验方案的评价
解题思路
①工业用氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸；
②工业上常以食盐为原料制备氯气，氯气通入石灰乳制备漂白粉；
③工业上制Mg的过程：将MgC12溶液经蒸发结晶得到MgC12•6H2O，然后MgC12•6H2O在一定条件下加热得到无水MgC12，最后电解熔融的氯化镁可得到Mg；
④从铝土矿中提取铝反应过程 a.溶解：将铝土矿溶于NaOH（aq）：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO2+H₂O; b.过滤：除去残渣氧化亚铁（FeO）、硅铝酸钠等; c.酸化：向滤液中通入过量CO2，NaAlO2+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃; d.过滤、灼烧 Al（OH）₃得到氧化铝; e.电解熔融的氧化铝生成铝
易错点
MgCl2溶液到无水MgCl2的流程
教师点评
本题考查化学实验方案的评价，涉及工业制备物质的流程，熟悉反应原理是解题关键，注意相关知识的积累，题目难度中等
知识点
7.已知：2NO(g) +O2(g)
正确答案
解析
根据图象可知，采用定一议二法，相同压强下，升高温度，NO转化率减小，说明正反应是放热反应，则△H＜0；相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，则NO的转化率增大，则p1＜p2；压强大，反应速率大，B点压强是p2，所以v（A）＜v（B）；平衡常数K只受温度影响，A、B两点温度相同，K相同，故C正确
考查方向
化学平衡
解题思路
根据图象可知，采用定一议二法，相同压强下，升高温度，NO转化率减小，说明正反应是放热反应，则△H＜0；相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，则NO的转化率增大，则p1＜p2；压强大，反应速率大；平衡常数K只受温度影响，A、B两点温度相同，K相同，据此解答
易错点
平衡常数K只受温度影响
教师点评
本题考查了化学平衡影响因素分析，注意应用定一议二法分析图象，掌握基础是关键，题目难度不大
知识点
Ⅱ型呼衰时不可能出现
A．皮肤干燥
B．头痛头晕
C．球结膜水肿
D．精神神经症状
E．呼吸深快
正确答案
A
解析
Ⅱ型呼衰者存在缺氧和二氧化碳潴留，缺氧可表现为皮肤黏膜紫绀，中枢神经系统缺氧可出现头痛头晕、精神神经症状，由于机体对缺氧有一定的代偿机制，故可出现呼吸加深加快；二氧化碳潴留可引起皮肤黏膜血管扩张，故可出现球结膜水肿，皮肤温暖潮湿。因此Ⅱ型呼衰者不可能出现皮肤粘膜干燥。
22. 硝酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合
物与100mL硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，
向反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与产生的沉淀
质量的关系如图所示。
下列结论正确的是
正确答案
解析
A．硝酸根浓度很低时被氧化的产物是铵根离子，因此无气体放出，镁、铝反应生成金属阳离子，则离子反应分别为4Mg+10H++NO3-═4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O，故A正确；
B．由图示可以看出加入氢氧化钠溶液从15.0mL到16.5mL区间内发生的反应是氢氧根离子与铵根离子的反应，由氮原子守恒可知，铵根离子的物质的量即为原溶液中反应的硝酸根离子的物质的量，则原溶液中NO3-物质的量是（16.5-15）×10-3L×4mol/L=0.006mol，故B错误；
C．从图示提示中看出从氢氧化溶液体积16.5mL到18.5mL区间内发生的反应是氢氧化铝与氢氧化钠的反应，氢氧化铝与氢氧化钠等物质的量反应，由Al～Al3+～Al（OH）3～NaOH，则Al的物质的量为0.008mol，再由Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓，沉淀镁离子和铝离子共消耗氢氧化钠溶液体积（15.0-3.0）mL，由此可知：沉淀镁离子时消耗的氢氧根离子物质的量为（15.0-3.0）×10-3L×4.00mol/L-8×10-3mol×3=2.4×10-2mol，镁离子物质的量为1.2×10-2mol，参加反应的镁与铝的质量之比：8×10-3mol×27g/mol：1.2×10-2mol×24g/mol=3：4，故C错误；
D．由4Mg+10H++NO3-═4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O可知，消耗氢离子为
考查方向
氧化还原及其计算
解题思路
A．根据信息中硝酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低，结合反应过程中无任何气体放出，则金属与混合溶液反应生成铵根离子；
B．由图可知，从15.0mL到16.5mL区间内发生的反应是氢氧根离子与铵根离子的反应，由氮原子守恒可知，铵根离子的物质的量即为原溶液中反应的硝酸根离子的物质的量；
C．由图可知，16.5mL到18.5mL区间内发生的反应是氢氧化铝与氢氧化钠的反应，3.0mL到15.0mL区间发生的是金属离子结合生成沉淀，然后利用反应来计算；
D．由4Mg+10H++NO3-═4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O及图中开始3.0mLNaOH溶液消耗的酸，计算混合液中硫酸的物质的量的浓度
易错点
硝酸浓度越低生成的还原产物价态越低
教师点评
本题考查金属与酸性条件下硝酸盐溶液的反应，难度较大
知识点
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