高三化學(xué)（第01期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題17 化學(xué)基本理論二（化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡）（含解析）

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專題17 化學(xué)基本理論二（化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡） 1.【2016屆天津市河西區(qū)一模】（14分）氮及其化合物在科技、社會生活中有著廣泛的應(yīng)用。請按要求回答下列問題。 （1）已知：①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=- 67.7kJ/mol ② N2H4(g)+O2(g) =N2(g)+2H2O(g) △H= - 534.0 kJ/mol ③2NO2(g) N2O4(g) △H=- 52.7 kJ/mol 火箭常用N2O4作氧化劑，肼(N2H4)作燃料，請寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)N2O4中燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式：_______________________________。 （2）氮的氧化物間的平衡轉(zhuǎn)化如下圖所示：A是恒溫恒容的容器，B是耐腐蝕、易導(dǎo)熱、容積可變的密閉透明氣囊。關(guān)閉K2，將各l mol NO2通過Kl、K3分別充入A、B中，反應(yīng)起始時A、B的體積相同均為aL。 ①可用于判斷B中可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)已經(jīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（寫出一項(xiàng)）__________。 ②容器A中到達(dá)平衡所需時間3s，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始壓強(qiáng)的0.8倍，則平均化學(xué)反應(yīng)速率V(N2O4)=___________；平衡常數(shù)的值K=_____________。 若此時打開K2，平衡后B容器的體積縮至0.3a L，則打開K2之前，氣球B體積為________L。 若原平衡后在A容器中再充入0.6mol N2O4，則重新到達(dá)平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)（填寫“變大”、“變小”或“不變”）____________。 （3）以N2、H2為電極反應(yīng)物、HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液，使用新型電極材料，可制造出一種既能提供電能，又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池，原理如下圖所示： ①該燃料電池的負(fù)極為（填“a"或“b"）__________。 ②電池正極反應(yīng)式為___________________________。 【答案】（14分）（1）2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H= - 947.6kJ/mol(3分) （2）①B的體積不再減小或氣體顏色不再變淺（或不再變化）（1分） ②1/(15a)]mol/(Ls)(2分)；5a/9 (2分)；0.65a (2分)；變?。?分） （3）①b(1分) ②N2+8H++6e-=2NH4+(2分) 【解析】 考點(diǎn)：考查蓋斯定律的的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理的應(yīng)用及原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識。 2.【2016屆湖南六校聯(lián)考】 (l5分）自從1902年德國化學(xué)家哈伯研究出合成氨的方法以來，氮的固定的相關(guān)研究獲得了不斷的發(fā)展。 (1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮的部分平衡常數(shù)K值。 ①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于____（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。 ②2260℃時，向2L密閉容器中充入0.3molN2和0.3molO2，模擬大氣固氮反應(yīng)，達(dá)到平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率是 （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 （2）工業(yè)固氮的主要形式是：N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g) △H<0，下圖是當(dāng)反應(yīng)器中按n(N2) :n(H2) =1:3 投料后，在200℃、400℃、600 ℃下，反應(yīng)達(dá)到平衡時，混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線。 ①曲線a對應(yīng)的溫度是 . ②關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng)，下列敘述正確的是 （填字母）． A．圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K（M）=K（Q）＞K（N） B．工業(yè)合成氨之后所以加入催化劑，是因?yàn)榧尤氪呋瘎┯欣谔岣叻磻?yīng)的活化能 C．相同壓強(qiáng)下，投料相同，達(dá)到平衡所需時間關(guān)系為c>b>a ③N點(diǎn)時c（NH3）=0.2mol/L,N點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)K= （結(jié)果保留兩位小數(shù)）。 （3）合成氨原料氣中的氫氣可用天然氣（主要成分為CH4）在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)制得，反應(yīng)中每生成2 mol CO2吸收316kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ，該方法制得的原料氣中主要雜質(zhì)是CO2，若用K2CO3溶液吸收，該反應(yīng)的離子方程式是 。 （4）合成氨工業(yè)中含氨廢水的處理方法之一是電化學(xué)氧化法，將含氨的堿性廢水通入電解系統(tǒng)后，在陽極上氨被氧化成氮?dú)舛摮?，陽極的電極反應(yīng)式為 。 【答案】(共15分，其中第一空1分。其余的每空2分) （1）①吸熱；②33.3% ；（2）①200℃；②A；③ 0.93； （3） CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g）△H=＋158KJ/mol ； CO32一＋CO2+H2O=2HCO3- ； （4）2NH3-6e一＋6OH－=N2+6H2O。 【解析】 起始 a 3a 0 轉(zhuǎn)化 ab 3ab 2ab 平衡 a-ab 3a-3ab 2ab 根據(jù)題意可得2ab (a?ab+3a?3ab+2ab)＝20%；2ab＝0.2 ，所以a=0.3，b=1/3，所以平衡常數(shù)K= (2ab)2(a?ab)(3a?3ab)3]=25/27=0.93； （3）在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)制得氫氣，同時產(chǎn)生CO2，反應(yīng)中每生成2 mol CO2吸收316kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g）△H=＋158KJ/mol；該方法制得的原料氣中主要雜質(zhì)是CO2，若用K2CO3溶液吸收，K2CO3、CO2、H2O發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生KHCO3，該反應(yīng)的離子方程式是CO32一＋CO2+H2O=2HCO3- ；（4）合成氨工業(yè)中含氨廢水的處理方法之一是電化學(xué)氧化法，將含氨的堿性廢水通入電解系統(tǒng)后，在陽極上氨被氧化成氮?dú)舛摮枠O的電極反應(yīng)式為2NH3-6e一＋6OH－=N2+6H2O。 考點(diǎn)：考查反應(yīng)熱的判斷、熱化學(xué)方程式的書寫、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動的影響、原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識。 3．【2016屆北京朝陽一模】（12 分）氫能是理想的清潔能源，資源豐富。以太陽能為熱源分解 Fe3O4 ，經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2 的過程如下： （1） 過程Ⅰ： ①將O2分離出去，目的是提高Fe3O4的　　　。 ②平衡常數(shù)K 隨溫度變化的關(guān)系是　　　。 ③在壓強(qiáng)p1下， Fe3O4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的(Fe3O4) ~ T 曲線如圖 1 所示。若將壓強(qiáng)由p1增大到p2 ，在圖1 中畫出 p2 的(Fe3O4) ~ T 曲線示意圖。 （2） 過程Ⅱ的化學(xué)方程式是　　　。 （3） 其他條件不變時，過程Ⅱ在不同溫度下， H2O的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化(H2 O) ~ t曲線如圖2 所示。比較溫度T1 、T2 、T3的大小關(guān)系是　　　　　　，判斷依據(jù)是　　　。 （4） 科研人員研制出透氧膜(OTM) ，它允許電子、O2－同時透過，可實(shí)現(xiàn)水連續(xù)分解制H2。工作時，CO、H 2O分別在透氧膜的兩側(cè)反應(yīng)。工作原理示意圖如下： H2O在　　　側(cè)反應(yīng)（填“ a ”或“ b ”)，在該側(cè)H2O 釋放出H2的反應(yīng)式是　　　。 【答案】（1）①轉(zhuǎn)化率。②隨著溫度升高，平衡常數(shù)K變大。③ （2）3FeO+H2OFe3O4+H2↑； （3）T 1＞T2＞T3；初始壓強(qiáng)相同，濃度相同，圖像斜率T 1＞T2＞T3，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則說明T 1＞T2＞T3。 （4）a；H2O + 2e-=H2+O2-。 【解析】 （2） 過程Ⅱ的化學(xué)方程式是反應(yīng)物為FeO 和H2O，生成物為Fe3O4和H2。根據(jù)原子守恒，完成配平方程式可得3FeO+H2OFe3O4+H2↑；。（3）可以從圖像斜率看出速率大小。溫度與速率呈現(xiàn)正相關(guān)。由于斜率T 1＞T2＞T3，斜率越大，反應(yīng)速率越快，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率就越大，所以溫度高低關(guān)系是T 1＞T2＞T3 。（4）本實(shí)驗(yàn)利用水制取氫氣，H2O得電子生成H2和O2-，O2-通過OTM 進(jìn)入b 側(cè)，所以H2O在a 側(cè)，反應(yīng)方程為H2O + 2e-=H2+O2-。 考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識。 4.【2016屆河南省八市重點(diǎn)4月模擬】 (14分）氨分解產(chǎn)生的氫氣可作為燃料供給氫氧燃料電池，這是極具吸引力的燃料電池供氫方法。 (l）已知：1molH一H鍵、lmo1N一H鍵、1molN≡N 鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、39IkJ、946kJ的能量，則氨分解反應(yīng)2NH3(g) N2 (g) + 3H2(g)的焓變△H ＝ ▲ 。 (2）向體積均為2L的容器A和B中同時分別充入2molNH3（兩容器裝有催化劑）發(fā)生上述反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，A 保持溫度和容積不變；B 保持溫度和壓強(qiáng)不變。 ①反應(yīng)2分鐘后，A容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?.2倍，則2分鐘內(nèi)用氨氣表示的平均反應(yīng)速率為 ▲ mol/（L.min）。 ②右圖為A容器中NH3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的α(NH3）一t曲線，請?jiān)趫D中畫出B容器中相應(yīng)α（NH3）一t 曲線的示意圖，并簡要說明理由 ▲ 。 （3）利用右圖實(shí)驗(yàn)裝置可以合成氨，鈀電極B 的電極反應(yīng)式為 ▲ 。 (4）室溫時，將c mol/L HF溶液與0.01 mol/L NaOH 溶液等體積混合，反應(yīng)后溶液呈中性，則HF的電離常數(shù)Kα= ▲ （請用含c的代數(shù)式表示）. （5）肼（N2H4）的性質(zhì)類似于NH3 ，可與水反應(yīng)生成一種二元弱堿N2H4?2H2O，其水溶液顯示堿性的原因是＿▲ ＿（用電離方程式表示）。 【答案】（14分）（1）+92kJ/mol（2分）（2）①0.1（2分） ② （2分） B容器體積增大，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)較A小，反應(yīng)速率慢， 平衡正向移動，NH3轉(zhuǎn)化率大（2分） （3）N2+6H++6e-=2NH3 （2分） ；（4）（2分） （5）N2H4?2H2O N2H5?H2O++OH-（2分）。 【解析】 容器中相應(yīng)α（NH3）一t 曲線的示意圖；（3）根據(jù)圖示可知在鈀電極B上N2獲得電子，與H+結(jié)合形成NH3，反應(yīng)的電極式是N2+6H++6e-=2NH3；(4）室溫時，將c mol/L HF溶液與0.01 mol/L NaOH 溶液等體積混合，反應(yīng)后溶液呈中性，根據(jù)電荷守恒可得：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-)，由于溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，所以c(F-)=c(Na+)=0.005mol/L，c(HF)=(c-0.01)/2mol/L，則HF的電離常數(shù)Kα=；（5）肼（N2H4）的性質(zhì)類似于NH3 ，可與水反應(yīng)生成一種二元弱堿N2H4?2H2O，其水溶液顯示堿性的原因是N2H4?2H2O N2H5?H2O++OH-。 考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、外界條件對化學(xué)平衡移動的影響及弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)的計(jì)算和電離方程式的書寫的知識。 5.【2016屆唐山二?！浚?4分）目前人們對環(huán)境保護(hù)、新能源開發(fā)很重視。 （1）汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體。 4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝-1200 kJmol-1 對于該反應(yīng)，溫度不同（T2＞T1）、其他條件相同時，下列圖像正確的是 （填代號）。 （2）用活性炭還原法也可以處理氮氧化物，某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH在T1℃時，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的量濃度如下： 時間/min 濃度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 ①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時，該反應(yīng)在0-20min的平均反應(yīng)速率v（CO2）= ；計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。 ②30min后，只改變某一條件，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是 （填字母代號）。 A．加入一定量的活性炭 B．通入一定量的NO C．適當(dāng)縮小容器的體積 D．加入合適的催化劑 ③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3，則達(dá)到新平衡時NO的轉(zhuǎn)化率 （填“升高”或“降低”），ΔH 0（填“>”或“<”）. （3）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知： ①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s） ΔH= -l59.5kJ/mol ②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O（g） ΔH= +116.5kJ/mol ③H2O（l）=H2O（g） ΔH=+44.0kJ/mol 寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。 （4）一種氨燃料電池，使用的電解質(zhì)溶液是2mol/L的KOH溶液。 電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O； 請寫出通入a氣體一極的電極反應(yīng)式為 ；每消耗3.4g NH3轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 。 【答案】（14分）（除標(biāo)明外每空2分） （1）乙（1分）； （2）①0.015 molL－1 min－1 （1分）； 0．56 （或9/16）②bc ；③降低（1分）； < （1分）； （3）2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH＝ –87.0 kJmol－1 （4）2NH3+6OH－– 6e－=N2 + 6H2O 0.6 mol 【解析】 考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的有關(guān)知識、蓋斯定律的應(yīng)用及原電池、電解池的反應(yīng)原理的知識。 6．【2016屆遼寧省部分重點(diǎn)高中協(xié)作校模擬】（14分）氨是生產(chǎn)硝酸、尿素等物質(zhì)的重要原料，工業(yè)合成氨是最重要的化工生產(chǎn)之一。 （1）氨催化氧化法是工業(yè)制硝酸的主要方法。已知已知:2NO(g)+3H2（g）2NH3(g)+O2(g) △H1=-272.9 kJmol-1， 2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H2= -483.6kJmol-1，則4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+ 6H2O(g)△H3=________。 （2）恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H4 = - 92．4 kJmol-1， 其化學(xué)平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如下表: 溫度/K 298 398 498 … 平衡常數(shù)（K） 4.1105 K1 K2 … K1 K2(填“＞”或“＜”)，其判斷理由是。 （3） 向氨合成塔中充入10molN2和40mol H2進(jìn)行氨的合成，一定溫度(T)下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖1所示。下列說法正確的是 (填字母)。_____ A．由圖可知增大體系壓強(qiáng)(p)，有利于增大氨氣在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù) B．若圖中T=500℃，則溫度為450℃時對應(yīng)的曲線是b C．工業(yè)上采用500℃溫度可有效提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率 D．當(dāng)3v正(H2)=2v逆(NH3)時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 當(dāng)溫度為T、氨氣的體積分?jǐn)?shù)為25%時，N2的轉(zhuǎn)化率為。 （4）工業(yè)上用NH3生產(chǎn)硝酸時，將NH3和O2按體積比1:2混合通入某特定條件的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，所有物質(zhì)不與外界交換，最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。 （5）氨碳比n(NH3)/ n(CaO2)］對合成尿素的反應(yīng)：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影響。T℃時，在一定體積為2L的恒容密閉容器中，將物質(zhì)的量之和為3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果如圖所示， a、b分別表示CO2或NH3的轉(zhuǎn)化率，c表示平衡體系中尿素的體積分?jǐn)?shù)。n(NH3)/n(CO2)］__時，尿素產(chǎn)量最大；該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。 【答案】（1）-905.0kJmol-1（2分）； （2）＞(1分)；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減?。?分）； （3）AB（2分）；50%（2分）； （4）77.8%（2分）；（5）2；40（2分）。 【解析】 反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡正向移動，使氨氣的含量增大，正確；B．若圖中T=500℃，由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，氨氣的平衡含量增大，所以溫度為450℃時對應(yīng)的曲線是b，正確；C．由于合成氨氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，對于提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率不利，錯誤；D．在任何時刻都存在2v正(H2)=3v逆(NH3)，若3v正(H2)=2v逆(NH3)，則4 v逆(NH3)=9 v正(NH3)，用同一物質(zhì)表示的正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤；當(dāng)溫度為T、氨氣的體積分?jǐn)?shù)為25%時，假設(shè)反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量是x，則反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量是3x，反應(yīng)產(chǎn)生的NH3的物質(zhì)的量是2x，平衡時N2的物質(zhì)的量是(10-x)mol；H2的物質(zhì)的量是(40-3x)mol，則2x(50-2x)= 25%，解得x=5mol，所以N2的轉(zhuǎn)化率為(5mol10mol)100%=50%；（4）工業(yè)上用NH3生產(chǎn)硝酸時，將NH3和O2按體積比1:2混合通入某特定條件的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，4NH3+5O2=4NO+6H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，將兩個方程式疊加，可得反應(yīng)方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O，若所有物質(zhì)不與外界交換，最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63(63+18)] 100%=77.8%；（5）根據(jù)圖像可知，當(dāng)n(NH3)/n(CO2)=2時，二者的轉(zhuǎn)化率相等；在反應(yīng)開始時c(NH3)=1mol/L，c(CO2)=0.5mol/L，由于二者的轉(zhuǎn)化率是0.8，所以二者反應(yīng)產(chǎn)生的CO(NH2)2、H2O的物質(zhì)的量濃度是0.4mol/L，此時c(NH3)=0.2mol/L, c(CO2)=0.1mol/L，所以化學(xué)平衡常數(shù)K=(0.40.4)(0.220.1)=40。 考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及比較、物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的計(jì)算等知識。 7．【2016屆北京西城一?！浚?4分）下圖表示氮及其化合物在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系： （1）反應(yīng)I：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=–92 kJ?mol－1 右圖是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線，圖中L（L1、L2）、X分別代表溫度或壓強(qiáng)。其中X代表的是______（填“溫度”或“壓強(qiáng)”），判斷L1、L2的大小關(guān)系并說明理由___ ____。 （2）① 反應(yīng)II的化學(xué)方程式是_______。 ② 反應(yīng)II其中一步反應(yīng)為 Cl2 (g) 243 kJ?mol－1 2Cl(g) 2NH3 (g)+3Cl2(g) =N2 (g) +6HCl(g) ΔH=–462 kJ?mol－1 N2 (g) 945 kJ?mol－1 2N(g) 已知： 斷開1 mol H–N鍵與斷開1 mol H–Cl鍵所需能量相差約為_______ kJ。 （3）反應(yīng)III是利用右圖所示裝置電解制備NCl3（氯的化合價為+1），其原理是： NH4Cl+2HClNCl3 +3H2↑。 ① b接電源的_______極（填“正”或“負(fù)”）。 ② 陽極反應(yīng)式是_______。 （4）反應(yīng)III得到的NCl3可以和NaClO2制備 ClO2，同時生成NH3，該反應(yīng)的離子方程式是_______。 【答案】（14分） （1）壓強(qiáng) L1＜L2 合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分?jǐn)?shù)減小 （2）① 8NH3 +3Cl2=N2 +6NH4Cl ② 41 （3）① 負(fù) ② 3Cl－﹣6e－＋NH4+＝NCl3＋4H+ （4） NCl3＋6ClO2－＋3H2O＝6ClO2＋NH3＋3Cl－＋3OH－ 【解析】 ②化學(xué)反應(yīng)的過程是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程，設(shè)斷開1 mol H–N鍵吸收a kJ熱量，斷開1 mol H–Cl鍵吸收b kJ熱量，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)2NH3 (g)+3Cl2(g) =N2 (g) +6HCl(g) ΔH=–462 kJ?mol－1，6a+3243-945-6b=-462，整理得a-b=-41kJ，所以斷開1 mol H–N鍵與斷開1 mol H–Cl鍵所需能量相差約為41kJ。 考點(diǎn)：考查氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化，化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，電解池的工作原理等知識。 8．【2016屆北京延慶一?！浚?6分）空氣和水的污染是人類生存的重大問題。國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%， 2006年的新標(biāo)準(zhǔn)修訂水中硝酸鹽的含量為10毫克/升（與美國相同），考慮到全國各地的具體情況，又特別規(guī)定在使用地下水等條件受限時可放寬至20毫克/升。目前，消除大氣和水中的污染有多種方法。 （1）NOx是汽車尾氣的主要污染物之一。汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下： ①寫出N2和O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________ 。 ②氧化還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下： 反應(yīng)II中，當(dāng)n(NO2)∶nCO(NH2)2]=3∶2時，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。 （2）利用I2O5消除CO污染的反應(yīng)為：5CO（g）+I2O5（s） 5CO2（g）+I2（s）；不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的2L恒容密閉容器中通入2mol CO，測得CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（CO2）隨時間t變化曲線如圖．請回答下列問題： ① T2溫度下，0.5min 內(nèi)CO2的平均速率為______， T1時化學(xué)平衡常數(shù)K=______。 ② d點(diǎn)時，向恒容容器中充入2 mol CO，再次 平衡后，CO2的百分含量______（增大、減小或不變） （3） 碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下： ①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng) 。 ②用化學(xué)平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是 。 （4）催化反硝化法和電化學(xué)沉解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。 ①催化反硝化法中，用H2將NO3-還原N2，一段時間后，溶液的堿性明顯增強(qiáng)．則反應(yīng)離子方程式為 。 ②電化學(xué)降解NO3-的原理如右下圖，電源正極為 （填“A”或“B），陰極反應(yīng)式為 。 【答案】26.(共16分) （1） ①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-120kJ?mol-1 ②6NO2+4CO(NH2)2=7N2+8H2O+4CO2 （2）①0.8mol L-1．min-1； 1024； ②不變 （3）①SO2+I2+2H2O=SO42-+2I- +4H+ ②HI分解為可逆反應(yīng)，及時分離出產(chǎn)物氫氣，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行 （4）① 2NO3-+5H2 = N2+2OH－+4H2O ②A，2NO3-+12H＋+10e－=N2+6H2O 【解析】 （2）①5CO（g）+I2O5（s） 5CO2（g）+I2（s），該反應(yīng)是氣體體積不發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，在T2溫度下，由圖像可知，0.5min時CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.4，則反應(yīng)生成CO2為2mol0.4=0.8mol，所以0.5min 內(nèi)CO2的平均速率為0.8mol（2L0.5mon）=0.8mol L-1．min-1；在b點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡，CO2的物質(zhì)的量為2mol0.8=1.6mol，平衡時CO的物質(zhì)的量為0.4mol，T1時化學(xué)平衡常數(shù)K=0.850.25=1024。 ② d點(diǎn)時，向恒容容器中充入2 mol CO，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不移動，則再次平衡后，CO2的百分含量不變。 考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)，影響化學(xué)反應(yīng)速率及平衡的因素，電解池的工作原理。 9．【2016屆懷化一?！浚?2分）燃料的使用和防污染是社會發(fā)展中一個無法回避的矛盾話題。 （1）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－860.0 kJmol－1 ②2NO2(g)N2O4(g) ΔH2＝－66.9 kJmol－1 寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的熱化學(xué)方程式： _______________________________________________。 （2）如將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的。如右下圖是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖甲。電極a、b表面發(fā)生電極反應(yīng)。其中a極為：___極，b其電極反應(yīng)式為： ___________________________。 （3）如果用100ml 1.5mol/L的NaOH溶液吸收2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的二氧化碳?xì)怏w所得溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)開_________________________________________（用離子濃度符號表示）。 （4）燃料除硫中可用到CaCO3，它是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.810—9。 ①)石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣及鼓入的空氣反應(yīng)生成石膏(CaSO42H2O)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： _______________________________________________________________。 ②有一純堿溶液的濃度為210—4mo1/L，現(xiàn)將其與等體積的CaCl2溶液混合，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為_____________________________。 【答案】（除標(biāo)注外，每空2分，共13分） （1） CH4(g)＋N2O4(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－793.1 kJ/mol （3分） （2） 負(fù) CO2+2H++2e－＝HCOOH （3） c(Na+)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H+)（有錯計(jì)0分） （4） ① 2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2(CaSO42H2O)＋2CO2 ② 5．610—5mo1/L 【解析】 考點(diǎn)：蓋斯定律，原電池的工作原理，溶液中離子濃度的比較，難溶電解質(zhì)的溶解平衡 10．【2016屆郴州一?！浚?2分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。 （1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇： 反應(yīng)I：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g） 反應(yīng)II：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） 上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是　　　　　　（填“I”或“Ⅱ”）． （2）已知在常溫常壓下： ①2CH3OH（l）+3O2（g）= 2CO2（g）+ 4H2O（g） △H=﹣1275.6kJ/mol ②2CO （g）+O2（g）= 2CO2（g） △H=﹣566.0kJ/mol ③H2O（g）= H2O（l） △H=﹣44.0kJ/mol 則CH3OH（l）+ O2（g）= CO（g）+ 2H2O（l） △H=　　　　　　 （3）3.2g 甲醇中所含共價鍵的物質(zhì)的量為　　　　，完全燃燒該質(zhì)量的甲醇可放出 kJ的熱。 （4）已知某條件下，8g氧氣所占的體積為8L，則在該條件下0.2mol甲醇?xì)怏w所占的體積為　　　L， 完全燃燒等量甲醇時轉(zhuǎn)移了 mol電子。 【答案】（12分，每空2分）（1）Ⅰ；（2）﹣442.8kJ∕mol （3）0.5mol ；72.6 （4） 6.4；1.2 【解析】 考點(diǎn)：原子經(jīng)濟(jì)學(xué)，蓋斯定律，阿伏伽德羅定律 11．【2016屆南通三調(diào)】(14分)利用氨水吸收煙氣中的二氧化硫，其相關(guān)反應(yīng)的主要熱化學(xué)方程式如下： SO2(g)＋NH3H2O(aq)===NH4HSO3(aq)；ΔH1＝a kJmol－1 NH3H2O(aq)＋NH4HSO3(aq)===(NH4)2SO3(aq)＋H2O(l)；ΔH2＝b kJmol－1 2(NH4)2SO3(aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)；ΔH3＝c kJmol－1 （1） 反應(yīng)2SO2(g)＋4NH3H2O (aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)＋2H2O(l)的ΔH＝_______kJmol－1。 （2） 用空氣氧化(NH4)2SO3的速率隨溫度的變化如右圖所示， 當(dāng)溫度超過60℃時，(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是________。 （3） 以磷石膏廢渣和碳酸銨為原料制備硫酸銨，不僅解決了環(huán)境問題，還使硫資源獲得二次利用。反應(yīng)的離子方程式為CaSO4(s)＋CO(aq)SO(aq)＋CaCO3(s)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。 已知Ksp( CaCO3) ＝2.910－9，Ksp( CaSO4) ＝9.110－6] （4） (NH4)2SO4在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有多種用途。 ① 將黃銅精礦(主要成分Cu2S)與硫酸銨混合后在空氣中進(jìn)行焙燒，可轉(zhuǎn)化為硫酸銅同時產(chǎn)生氨氣。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。 ② 研究硫酸銨的分解機(jī)理有利于對磷石膏的開發(fā)。在500 ℃下硫酸銨分解過程中得到4種產(chǎn)物，其含氮物質(zhì)隨時間變化關(guān)系如圖甲所示。寫出該條件下硫酸銨分解的化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目：________。 ③ (NH4)2SO4是工業(yè)制備K2SO4的重要原料。根據(jù)圖乙中相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線，簡述工業(yè)上制備K2SO4晶體的設(shè)計(jì)思路：________。 【答案】（1） 2a＋2b＋c （2） 溫度過高(NH4)2SO3會分解，濃度減小(或溫度升高氧氣在溶液中溶解度降低)（3） 3138 （4） ①2Cu2S＋2(NH4)2SO4＋5O24CuSO4＋4NH3＋2H2O ②3(NH4)2SO4N2↑＋4NH3↑＋3SO2↑＋6H2O↑ ③配制較高溫度(80℃－100℃)下的硫酸銨、氯化鉀飽和混合溶液，冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌(除第（4）題②、③每空3分外，其余每空2分，共14分) 【解析】 考點(diǎn)：蓋斯定律，平衡常數(shù)的計(jì)算，氧化還原反應(yīng)的配平，物質(zhì)的分離和提純的方法的選擇 12．【2016屆天津河?xùn)|區(qū)二?！?14分)草酸(H2C2O4)廣泛存在于食品中，人們對其及相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了深入研究。 （1） H2C2O4 (s) H2O(g)+CO(g)+CO2(g) △H=+340kJmol-1，寫出此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 K= ；密閉容器中，保持溫度不變，下列有關(guān)選項(xiàng)正確的是（ ） A．恒容時，容器的壓強(qiáng)不再變化，說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) B．恒壓時，容器的體積不再變化，說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) C．氣體摩爾體積不再發(fā)生變化，說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D．氣體平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化，說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) （2）草酸分解所需燃料可以是CO，通過甲烷制備CO：CH4(g)+CO2(g)? 2CO(g)+2H2(g) △H >O。常溫下，在2 L的密閉容器中通入4 mol CH4氣體和6 mol CO2氣體發(fā)生反應(yīng)，5min后達(dá)到平衡，測得CO氣體的濃度為0.1 molL-1。 ①平衡時，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)= molL-1min-1。 ②在不改變反應(yīng)混合物用量的前提下，為了提高CH4氣體的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是 。 （3）電解飽和草酸溶液可以制得高檔香料乙醛酸(H2C2O3)，裝置如下圖1所示，寫出復(fù)合膜電極的電極反應(yīng)式 。 （4）在K3Fe(C2O4)3溶液中存在：Fe(C2O4)3]3-?Fe3++3C2O42-，常溫下，該溶液中 Fe(C2O4)3]3-的濃度與溫度的關(guān)系如上圖2所示，則A點(diǎn)的c(Fe3+) B點(diǎn)的c(Fe3+) (填“<”“>”或“=”)；草酸是一種溫和的還原劑，其他條件不變，向K3Fe(C2O4)3溶液中加入少量KMnO4固體，F(xiàn)e3+的濃度 (填“增大”“減小”或“不變”)。 【答案】（14分） （1）K=c(H2O)c(CO)c(CO2)（ 1分）； AB（2分） （2）①0.01（2分） ②升高溫度或增大容器的體積（減小壓強(qiáng)）（2分） （3）H2C2O4+2H++2e－=H2C2O3+H2O(3分 ) （4）<（2分） ；增大（2分） 【解析】 （2） CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）△H＞O． 起始（mol）4 6 0 0 變化（mol）0.110.110.120.12 平衡（mol）3.95.9 0.120.12 ①平衡時，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO2）=0.1/2/5==0.01mol?L-1min-1。②反應(yīng)CH4（g）+CO2（g） 考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，原電池和電解池的工作原理，反應(yīng)速率的定量表示方法，化學(xué)平衡的影響因素