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专题讲座四加试第30题基本概念、基本理论综合,专题9溶液中的离子反应,1.2017浙江4月选考，30(2)(3)以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN)；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化再利用。 请回答：,探究选考真题,1,2,3,4,(2)在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合气体(体积比14，总物质的量a mol)进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性：转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。,图1,图2,1,2,3,4,下列说法不正确的是_。 A.H4小于零 B.温度可影响产物的选择性 C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少 D.其他条件不变，将CO2和H2的初始体积比改变为13，可提高CO2平 衡转化率,答案,解析,CD,1,2,3,4,解析由图1转化率随温度变化看出，350 之前为未平衡之前的转化率，之后为CO2的平衡转化率，温度升高转化率降低，说明反应为放热反应，A正确、C错误； 从图2可以看出温度对生成产物(产物的选择性)有影响，B正确； 相同条件下CO2和H2的初始体积比从14改变为13，前者CO2的转化率高，D错误。,1,2,3,4,350 时，反应在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为V L，该温度 下反应的平衡常数为_(用a、V表示)。,答案,解析,1,2,3,4,解析根据图1知350 时CO2的平衡转化率为0.8，根据三段式进行计算,1,2,3,4,1,2,3,4,350 下，CH4的物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400 下Ot1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。,答案,解析,图3,答案,1,2,3,4,解析由图3看出时350 时，反应在t1时达到平衡，又反应为放热反应，400 反应速率加快，平衡逆向移动，生成甲烷的量减少。,1,2,3,4,(3)据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是_。,答案,CO26H2O8e=CH48OH,1,2,3,4,2.(2016浙江10月选考，30)氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。 (1)已知：900 K时，4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)，反应自发。 该反应是放热还是吸热，判断并说明理由：_。,答案,解析,放热反应，S0且反应自发,解析该反应自发进行，即GHTS0，又因S0，所以H0，为放热反应。,1,2,3,4,900 K时，体积比为41的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率(HCl)随压强(p)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到T(假定反应历程不变)，请画出压强在1.51054.5105Pa范围内，HCl的平衡转化率(HCl)随压强(p)变化曲线示意图。,答案,答案,1,2,3,4,(2)已知：Cl2(g)2NaOH(aq)=NaCl(aq)NaClO(aq)H2O(l)H1 102 kJmol1 3Cl2(g)6NaOH(aq)=5NaCl(aq)NaClO3(aq)3H2O(l)H2 422 kJmol1 写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式：_ _。,答案,解析,3NaClO(aq)=,2NaCl(aq)NaClO3(aq) H116 kJmol1,1,2,3,4,解析3NaClO(aq)3NaCl(aq)3H2O(l)=3Cl2(g)6NaOH(aq)H306 kJmol1 3Cl2(g)6NaOH(aq)=5NaCl(aq)NaClO3(aq)3H2O(l)H2 422 kJmol1 上述两式相加得 3NaClO(aq)=2NaCl(aq)NaClO3(aq)H116 kJmol1。,1,2,3,4,用过量的冷NaOH溶液吸收氯气，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此时ClO的浓度为c0 molL1；加热时NaClO转化为NaClO3，测得t时刻溶液中ClO浓度为ct molL1，写出该时刻溶液中Cl浓度的表达式：c(Cl) _(用c0、ct表示)molL1。,答案,解析,1,2,3,4,解析Cl22NaOH=NaClNaClOH2O c0 c0 3NaClO=2NaClNaClO3,1,2,3,4,有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：,答案,常温下，反应能快速进行，但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：_ _。,1,2,3,4,(3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质(不引入杂质)，写出该电解的总化学方程式：_ _。,答案,解析,解析电极反应式为,阴极：2H2e=H2 利用O2把生成的H2除去，2H2O2=2H2O，,1,2,3,4,3.(2016浙江4月选考，30)氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。 (1)以铁为催化剂，0.6 mol氮气和1.8 mol氢气 在恒温、容积恒定为1 L的密闭容器中反应生 成氨气，20 min后达到平衡，氮气的物质的量 为0.3 mol。 在第25 min时，保持温度不变，将容器体 积迅速增大至2 L并保持恒容，体系达到平衡 时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25 min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。,答案,1,2,3,4,答案,1,2,3,4,该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是_(填“增大”“减少”或“不变”)。 (2)N2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过NH3和NaClO反应制得，写出该制备反应的化学方程式：_。 N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K11.0106，则0.01 molL1 N2H4水溶液的pH等于_(忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。,答案,增大,2NH3NaClO=N2H4NaClH2O,10,1,2,3,4,已知298 K和101 kPa条件下： N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3 4NH3(g)O2(g)=2N2H4(l)2H2O(l)H4 则N2H4(l)的标准燃烧热H_。,答案,1,2,3,4,(3)科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺(如虚线框所示)，在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O的质量比和O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。,答案,实际操作中，应控制N2O4/H2O质量比高于5.11，对此请给出合理解释： _。,2N2O42H2OO2=4HNO3，N2O4/H2O质量比等于5.11时恰好反应，高于5.11是为了提高N2O4的浓度，有利于平衡正向移动，得到高浓度的硝酸,1,2,3,4,4.(2015浙江10月选考，30)由某精矿石(MCO3ZCO3)可以制备单质M，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇，取该矿石样品1.84 g，高温灼烧至恒重，得到0.96 g仅含两种金属氧化物的固体，其中m(M)m(Z)35，请回答： (1)该矿石的化学式为_。 (2)以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质M和一种含氧酸盐(只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物质的量之比为21)。写出该反应的化学方程式_。,MgCO3CaCO3,答案,1,2,3,4,单质M还可以通过电解熔融MCl2得到，不能用电解MCl2溶液的方法制备M的理由是_ _。,电解MgCl2溶液时，阴极上H比Mg2容易得电子，电极反应式2H2O2e= H22OH，所以不能得到Mg单质,答案,1,2,3,4,(3)一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应： 反应1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H1 反应2：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H2 反应3：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H3 其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图1所示。,1,2,3,4,则H2_(填“大于”“小于”或“等于”)H3，理由是_ _。,答案,小于,由图1可知，随 着温度升高，K1增大，则H10，根据盖斯定律又得H3H1H2，所以H2H3,1,2,3,4,(4)在温度T1时，使体积比为31的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t时刻迅速降温到T2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。,答案,答案,体会命题特点,1,2,3,4,加试题第30题是基本概念、基本理论组合题，主要是结合无机推断、化学工艺，考查了热化学、电化学、化学平衡及电解质溶液的知识，涉及的基本能力有审题能力、计算能力、简答能力及绘图能力等。由于考查知识全面，题目综合性较强，但每空分值较少(最多2分)，这就要求学生审题要仔细，计算要准确，绘图要规范，简答要精炼，争取在有限的时间内得高分。,1,2,3,4,(一)信息型方程式的书写,专练模块选题,1.某科研小组在实验室用较浓的KOH溶液直接吸收氯气，研究发现反应进行一段时间后开始出现KClO3并逐渐增多，产生KClO3的离子方程式是_。,2.MnO2与KClO3、KOH溶液共热，可得到K2MnO4，此反应的化学方程式是_。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,3.向1 L 1 molL1的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以产生O2和Fe3，该反应的离子方程式为_。 4.NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2(已知HCN、HOCN中N元素的化合价相同)则反应的离子方程式：_ _。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,5.在催化剂作用下，尿素CO(NH2)2也可以将NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式：_ _。 6.氨基甲酸铵(NH2COONH4) 极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，请写出其水解反应方程式：_。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,7.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。写出NaClO2溶液脱硝(使NO转化为 )过程中主要反应的离子方程式：_ _。 8.在碱性条件下，写出O2将Mn2氧化成MnO(OH)2的离子方程式：_。,答案,O22Mn24OH=2MnO(OH)2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,10.6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的 还原成Cr3，该反应的离子方程式为_ _。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(二)盖斯定律应用强化练,答案,1.目前我国已对许多大型燃煤发电厂进行“脱硝(使NOx转化为N2)”工艺改造，这有利于氮元素在自然界中实现良性循环，“脱硝”涉及到的部分反应如下： 4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(g)H11 776 kJmol1； 8NH3(g)6NO2(g)7N2(g)12H2O(g)H2； N2(g)O2(g)2NO(g)H3180 kJmol1； 2NO(g)O2(g)2NO2(g)H4114 kJmol1 则H2_kJmol1。,解析,2 670,1,2,3,4,5,6,7,8,解析根据盖斯定律，将233得：8NH3(g)6NO2(g)7N2(g)12H2O(g)H2(1 776 kJmol1)2180 kJmol13 (114 kJmol1)32 670 kJmol1。,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,2.已知下列反应的热化学方程式： 6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2 C(s)O2(g)=CO2(g)H3 则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H为_。,解析,12H35H22H1,解析根据盖斯定律可知1252即得到反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H12H35H22H1。,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,3.以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素化学式为CO(NH2)2。已知： 2NH3(g)CO2(g)=NH2CO2NH4(s)H159.5 kJmol1 NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H116.5 kJmol1 H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1 写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式：_ _。,解析,2NH3(g)CO2(g)=,解析根据盖斯定律可知即得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式：2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H87.0 kJmol1。,CO(NH2)2(s)H2O(l) H87.0 kJmol1,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,4.已知：H2O(g)=H2O(l) H1Q1 kJmol1 C2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2Q2 kJmol1 C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJmol1 若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为_ kJ。,解析,3Q1Q2Q3,解析根据盖斯定律可知3即得到C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H3(3Q1Q2Q3) kJmol1,46 g液态无水酒精是1 mol，因此完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1Q2Q3)kJ。,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,5.工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H394 kJmol1 2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g) H222 kJmol1,解析,则CO还原H2O(g)的热化学方程式为_ _。,CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g),H41 kJmol1,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,6.瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下： 2PbS(s)3O2(g) =2PbO(s)2SO2(g)H1a kJmol1 PbS(s)2PbO(s)=3Pb(s)SO2(g)H2b kJmol1 PbS(s)PbSO4(s)=2Pb(s)2SO2(g)H3c kJmol1 反应 3PbS(s)6O2(g)=3PbSO4(s)H_kJmol1 (用含 a、b、c的代数式表示)。,解析,2a2b3c,解析根据盖斯定律223得到3PbS(s)6O2(g)=3PbSO4(s)H2H12H23H3(2a2b3c) kJmol1。,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,7.FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa时： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H1197 kJmol1 H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1 2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l) H3545 kJmol1 则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_ _。,解析,SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l),解析根据盖斯定律可知(2)/2即得到SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式：SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1。,H130 kJmol1,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,8.甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3 回答下列问题： 已知反应中相关的化学键键能数据如下：,解析,由此计算H1_kJmol1；已知H258 kJmol1，则H3_kJmol1。,99,41,1,2,3,4,5,6,7,8,解析反应热反应物总键能生成物总键能，故H11 076 kJmol12436 kJmol1(3413343465) kJmol199 kJmol1；根据盖斯定律：反应反应反应，故H3H2H158 kJmol1(99 kJmol1)41 kJmol1。,1,2,3,4,5,6,7,8,答案,(三)电化学知识应用集训,解析,1.消除SO2污染的方法之一是利用电化学法可直接将其转化为硫酸，转化原理如图所示，则负极上的电极反应式为_，质子的移动方向为_(填“自左向右”或“自右向左”)。,自左向右,1,2,3,4,5,6,7,解析负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO22H2O2e= 4H，质子带正电荷，移动方向与电子相反，移动方向为自左向右。,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,2.(1)一种新型锂离子二次电池磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应式：_。,LiFePO4xe=Li(1x)FePO4xLi,解析充电时发生氧化反应的为阳极，电极反应式为LiFePO4xe= Li(1x)FePO4xLi。,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,(2)As2S3和HNO3反应如下：As2S310H =2H3AsO43S10NO2 2H2O，将该反应设计成原电池，则NO2应该在_(填“正极”或“负极”)附近逸出，该极的电极反应式为_。,解析原电池中正极发生还原反应，则某元素的化合价降低，由反应可知N元素的化合价由5降低到4，则NO2属于还原产物，在正极生成，即 e2H=NO2H2O。,正极,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,(3)LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如下图。气体a通入KI-淀粉溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的_(填“正”或“负”)极，B极区电解液为_(填化学式)溶液，该离子交换膜是_(填“阳”或“阴”)离子交换膜，解释蓝色褪去的原因：_。,负,LiCl,阳,氯气将生成的I2继续氧化为更高价态的碘的化合物,1,2,3,4,5,6,7,解析电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，左侧生成氢气，则A极区中氢离子放电，可知A为阴极，M是负极，在A极区制备LiOH，Li由B极区经过阳离子交换膜向A极区移动，离子交换膜是阳离子交换膜； B中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，Cl2将I2氧化成更高价态的碘的化合物，导致蓝色褪去。,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,3.氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：,(1)氨气燃料电池的电解质溶液最好选择_(填“酸性”“碱性”或“中性”)溶液。,碱性,解析氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的。,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,(2)空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是_。 (3)氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是_，正极的电极反应式是_。,CO2,解析空气中的CO2能和氨水反应，所以滤去的气体是CO2。,4NH3 3O2=2N2 6H2O,3O212e6H2O=12OH(或O2 4e2H2O=4OH),解析正极发生还原反应，氧气在正极反应，注意是碱性环境，所以，正极的电极反应式为O24e2H2O=4OH。,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,4.SO2在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图：,该电池的负极反应：_；当甲中消耗2.24 L O2(标准状况)时，乙中a极增重_g。,12.8,1,2,3,4,5,6,7,解析甲池为燃料电池，SO2作为负极材料，失去电子，电极反应式为SO22e2H2O=4H ，正极为O2，燃料电池中正极反应为O24H4e=2H2O；乙池是电解池，a极接燃料电池的负极，故a极为电解池阴极，Cu2放电，电极反应式：Cu2 2e =Cu，根据O24H4e=2H2O，Cu2 2e =Cu，可得O24e2Cu，得甲中消耗2.24 L O2(标准状况)，即0.1 mol时，转移电子数为0.4 mol，乙中a极析出Cu，增重12.8 g。,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,5.在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料作电极，电解CO2可得到多种燃料，其原理如图所示。,该工艺中能量转化方式主要有_；电解时，生成乙烯的电极反应式是_。,太阳能转化为电能，电能转化为化学能,2CO212H12e=C2H44H2O,1,2,3,4,5,6,7,解析太阳能电池为电源，电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，可知能量转化形式有太阳能转化为电能，电能转化为化学能，部分电能转化为热能；电解时，生成乙烯的电极反应式为2CO212H12e=C2H44H2O。,1,2,3,4,5,6,7,6.过二硫酸的结构为 ，其中氧元素的化合价为 _。电解法是制备过二硫酸钾的方法之一， 其装置示意图如下：,2价和1价,则：b 为电源的_极；阳极反应式为_；导线中流过 1 mol电子时， 理论上通过阳离子交换膜的K的数目为_。,负,NA或 6.021023,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,解析过二硫酸的结构为 ，其中过氧键中氧元素 的化合价为1价，其余氧元素的化合价是2价。硫酸根在阳极失去电子转化为过二硫酸根，阴极是溶液中的氢离子得到电子转化为氢气，即A是氢气，所以b 为电源的负极，阳极反应式为 ；导线中流过1 mol电子时，根据电荷守恒可知理论上通过阳离子交换膜的K的数目为NA或 6.021023。,1,2,3,4,5,6,7,7.利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸，反应原理为2CO22H2O=2HCOOHO2，装置如图所示：,电极2的电极反应式是_；在标准状况下，当电极2室有11.2 L CO2反应。理论上电极1室液体质量_(填“增加”或“减少”)_g。,减少,答案,解析,CO22H2e=HCOOH,9,1,2,3,4,5,6,7,解析离子交换膜为质子膜，则电解质溶液呈酸性，根据总的电池反应为2H2O 2CO2 =2HCOOH O2可知，该反应中C元素化合价由4价变为2价，O元素化合价由2价变为0价，所以1是负极、2是正极(也可根据装置图中电子的流向判断)，负极上水失电子生成氢离子和氧气，电极1电极反应：2H2O4e=O24H，酸性增强，H通过质子膜进入到电极2区域；电极2通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极反应：CO22H2e=HCOOH，酸性减弱， 从总反应看，每消耗1 mol CO2，就会消耗1 mol H2O，现有标准状况下11.2 L即0.5 mol CO2反应，则消耗0.5 mol H2O，即9 g。,1,2,3,4,5,6,7,(四)电解质溶液,0.1 molL1,1.将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液，此溶液的物质的量浓度为_，经测定溶液中CH3COO的浓度为1.4103 molL1，此温度下醋酸的电离常数：Ka_，温度升高Ka将_(填“变大”“不变”或“变小”)。,1.99105,变大,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,2.次磷酸(H3PO2)是一种一元弱酸，具有较强的还原性。试回答下列问题： NaH2PO2为_(填“正盐”或“酸式盐”)，溶液中有关离子浓度从大到小的顺序为_。,正盐,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,3.已知25 时，HCN的电离常数Ka4.91010，则25 时0.1 molL1的HCN溶液中c(H)_molL1。NaCN溶液中加入盐酸至怡好完全反应，溶液中所有离子浓度的关系为_ _。,7106,答案,c(Na)c(Cl)c(H)c(CN),c(OH),解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,4.已知室温下，碳酸的电离常数K14.4107，K24.71011。NaHCO3 水溶液显碱性，原因：_ _(用K 定量解释)。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,往亚硫酸氢铵中加入一定量的氢氧化钡溶液，可能发生反应的离子方程式是_(填编号)。,答案,cd,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,6.工业上用氨水吸收废气中的SO2。已知NH3H2O的电离平衡常数K 1.8105，H2SO3的电离平衡常数K11.2102，K21.3108。在通入废气的过程中，当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为 _。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,7.捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100 mL 0.1 molL1Na2CO3溶液完全捕捉224 mL(已换算为标准状况，溶液体积变化忽略不计)CO2气体，所得溶液中：,答案,解析,0.2,c( Na)c(H)c(OH),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,8.用Na2SO3溶液作为吸收液来吸收SO2，尾气通入1 molL1的Na2SO3溶液中，当溶液的pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，此时溶液中c( )的浓度是0.2 molL1，则此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,9.已知碳酸H2CO3：Ka14.3107，Ka25.61011；草酸H2C2O4：Ka15.9102，Ka26.4105，0.1 molL1 Na2CO3溶液的pH_(填“大于”“小于”或“等于”)0.1 molL1 Na2C2O4溶液的pH；等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是_；若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种粒子浓度大小的顺序正确的是_(填字母)。,答案,解析,大于,草酸溶液,AC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,10.与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数叫做电离常数(用K表示)。下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,回答下列问题：,答案,解析,H3PO4,解析同一温度下，酸的电离常数越大其酸性越强，根据酸的电离常数知酸性最强的是 H3PO4，最弱的是。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(2)室温下向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳，发生的离子方程式为_，1.2 molL1的NaClO溶液pH_ (已知：lg 20.3)。,答案,解析,CO2ClOH2O =HClO,10.8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(3)求该温度下，0.10 molL1的CH3COOH溶液中的c(H)_molL1。,答案,解析,1.4103,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(五)有关化学反应速率、化学平衡的简答与绘图,1.2NO(g) O2(g)2NO2(g) 是制造硝酸的重要反应之一。在800 时，向容积为1 L的密闭容器中充入0.010 mol NO和0.005 mol O2，反应过程中NO的浓度随时间变化如右图所示。 (1)2 min内，v(O2) _molL1min1。,答案,解析,1.25103,解析v(NO)(0.010 molL1 0.005 molL1)/ 2 min2.5103 molL1min1，根据物质的速率之比等于化学计量数之比可得到v(O2)1.25103molL1min1。,1,2,3,4,5,6,(2)800 时，该反应的化学平衡常数数值为_。,答案,解析,400,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,(3)已知：,答案,解析,2NO2(g)H115 kJmol1，温度升高，平衡向逆反应方向移动， NO转化为NO2的平衡转化率降低,2NO(g)O2(g),1,2,3,4,5,6,解析根据可写出N2与O2生成NO的热化学方程式：N2(g)O2(g)=2NO(g)H945 kJmol1498 kJmol12630 kJmol1183 kJmol1，又根据N2(g) 2O2(g)=2NO2(g) H68 kJmol1，后一个方程式减去前一个方程式得：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H115 kJmol1，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO生成NO2的平衡转化率降低。,1,2,3,4,5,6,2.(1)以CO2为原料可制备甲醇：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g) H2O(g)H 49.0 kJmol1，向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2 (g)和3 mol H2(g)，测得CO2 (g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。,答案,解析,08 min内，以氢气表示的平均反应速率v(H2)_molL1min1。,0.28 (或 0.281 25),1,2,3,4,5,6,解析结合化学平衡三段式计算， CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) 起始量(mol) 1 3 0 0 变化量(mol) 0.75 2.25 0.75 0.75 平衡量(mol) 0.25 0.75 0.75 0.75,1,2,3,4,5,6,在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率()与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是_(填“温度”或“压强”)，L1_(填“”或“ ”)L2。,答案,解析,压强,1,2,3,4,5,6,解析该反应为气体体积减小的放热反应，利用平衡影响原理分析，升温平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由图像可知，X增大CO2的平衡转化率()增大，说明平衡正向移动，则X为压强，L为温度变化，温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率越大，温度越低，则L1L2。,1,2,3,4,5,6,(2)向一体积为20 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2发生反应：2CO2(g) 2CO(g) O2 (g)，在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。,答案,解析,图3,1 600 时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K_。,0.012 5,1,2,3,4,5,6,解析图像中减少的为二氧化碳，平衡体积分数为40%，1 600 时反应达到平衡，设二氧化碳消耗浓度为x， 2CO2(g)=2CO(g)O2(g) 起始量( molL1) 0.050 0 变化量( molL1) x x 0.5x 平衡量( molL1) 0.05x x 0.5x,1,2,3,4,5,6,3.右图表示起始投料量H2/CO24时， 反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(l)H1 反应2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(l) H2122.54 kJmol1中CO2的平衡转化率随反应温 度的变化关系如图1所示，根据图示回答下列问题：,答案,解析,(1)H1_(填“”或“”)0。,图1,解析根据图像可知，升高温度后，反应中二氧化碳的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，所以H10。,1,2,3,4,5,6,(2)_(填“高温”或“低温”)有利于提高反应中二甲醚的产率，请简述理由：_ _。,答案,解析,低温,解析由于反应为吸热反应，反应为放热反应，所以在较低温度下，反应的平衡转化率较小而反应较大，故低温对反应有利，二甲醚的产率较高。,较低温度下，反应的平衡转化率较小而反应的较大，所以低温对反应有利，二甲醚的产率较高,1,2,3,4,5,6,(3)若起始投料量H2/CO24，起始温度为298 K，反应在503 K时达到平衡，请在图2中画出CO2转化率随温度升高的变化曲线。,答案,解析,答案,1,2,3,4,5,6,解析反应在503 K时达到平衡，则从298 K开始，二氧化碳的转化率逐渐增大，当温度达到503 K时，二氧化碳的转化率达到最大，当温度大于503 K后，二氧化碳的转化率会减小，则CO2转化率随温度升高的变化曲线为,。,1,2,3,4,5,6,4.利用反应4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g) H1 811.63 kJmol1消除氮氧化物的污染。 相同条件下，在2 L恒容密闭容器中，选用不同的催化剂，反应产生N2的物质的量随时间变化如图1所示。,1,2,3,4,5,6,答案,解析,(1)在催化剂A作用下，经过相同时间，测得脱氮率 随反应温度的变化情况如图2所示，据图可知，在 相同的时间内，温度对脱氮率的影响：_ _ _，其可能的原因是_ _。(已知A、B催化剂在此温度范围内不失效),300 之前，温度升高，脱氮率逐渐增大，300 之后温度升 高，脱氮率逐渐减小,300 前反 应未平衡，脱氮率决定于反应速率，温度越高反应速率越快，所以脱氮率增大，300 之后反应达平衡，脱氮率决定于化学平衡的移动，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，脱氮率减小,图2,1,2,3,4,5,6,解析由图可知300 以前温度越高脱氮率越高，300 后温度越高脱氮率越低，原因可能是300 前是平衡建立的过程，而300 后是平衡移动的过程。,1,2,3,4,5,6,(2)其他条件相同时，请在图2中补充在催化剂B作用下脱氮率随温度变化的曲线。,答案,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析B催化剂的效率低，所以达平衡的时间长，但最终的脱氮率不变，所以图像为,。,1,2,3,4,5,6,5.已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理： 2CO2(g)6H2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)H 173.6 kJmol1,图1,图2,图3,1,2,3,4,5,6,(1)图1、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为 起始时的投料比，即m。 图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为_。,T3T2T1,解析升温，平衡左移，CO2转化率降低，图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3T2T1。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,图2中m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为_，理由是_ _。,m1m2m3,解析图2中m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为m1m2m3，理由是相同温度下，增大氢气的量，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大。,答案,解析,相同温 度下，增大氢气的量，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大,1,2,3,4,5,6,(2)图3表示在总压为5 MPa的恒压条件下，且m3时，不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系。 曲线b代表的物质为_(填化学式)。,解析升温，平衡左移，CO2、H2增多，CO2增多的程度较小，所以曲线b代表的物质为CO2；,答案,解析,CO2,图3中P点时CO2的转化率为_。,66.7%,解析图3中P点时，H2与H2O的物质的量分数相等，CO2的转化率等于H2 的 100%66.7%。,1,2,3,4,5,6,T4温度时，该反应的平衡常数Kp_。(提示：用平衡分压代替平衡浓度来计算，某组分平衡分压总压该组分的物质的量分数，结果保留小数点后三位),解析T4温度时，CO2、H2、C2H5OH、H2O的分压p分别是10%5 MPa、40%5 MPa、10%5 MPa、40%5 MPa，该反应的平衡常数Kp 0.250。,答案,解析,0.250,1,2,3,4,5,6,6.在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂TiO2表面与H2O发生反应：2N2(g)6H2O(l)=4NH3(g)3O2(g)H1 530.4 kJmol1 进一步研究相同条件下NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表：,1,2,3,4,5,6,(1)请在图中画出上述反应在“有催化剂”与“无催化剂”两种情况下反应过程中体系能量随反应过程的变化趋势示意图(图中标明必要的文字说明)。,答案,解析,答案,1,2,3,4,5,6,解析催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的，使用催化剂后，活化能降低，图像需要符合：两条线的起点、终点分别相同； 有催化剂曲线最高处能量要低于无催化剂的最高处能量； 反应物的总能量要低于生成物的总能量。图像为,。,1,2,3,4,5,6,(2)根据表中数据，在303 K时，在3 h内用氮气表示其平均反应速率为_molL1h1。判断组别4中反应是否达到平衡状态_(填“是”或“否”)，并说明理由_ _。,4107,否,该反应正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，则n(NH3)应大于6.0106 mol,答案,解析,1,2,3,4,5,6,(六)模拟综合训练,1.(2017温州9月高三选考适应性考试)CO2回收资源化利用是环保领域研究的热点课题。 (1)在FeO催化下，以CO2为原料制取炭黑(C)的太阳能工艺如图1所示。,图1,1,2,己知：过程1生成1 mol C(s)的反应热为H1。,答案,解析,上述以CO2为原料制取炭黑总反应的热化学方程式为_ _，若该反应的S0，请判断该反应是否为自发反应并说明理由：_。,HH12H2,CO2(g)=C(s)O2(g),该反应为非自发反应，因为该反应的H0，S0,1,2,1,2,(2)以CO2为原料可以催化加氢合成低碳烯烃，利用CO2合成乙烯的反应方程式为2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)H3。在常压下，以 FeCoMnK/BeO 作催化剂，按n(CO2)n(H2)13(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应。测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图2所示。,图2,1,2,下列说法不正确的是_。 A.H3KN B.增加原催化剂的表面积，对平衡转化率无影响 C.生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N) D.若投料比改为n(CO2)n(H2)12，可以提高CO2的平衡转化率 E.若投料比不变，温度越低，反应一定时间后CO2的转化率越高,答案,解析,DE,1,2,解析温度升高，CO2的平衡转化率降低，则H3KN，A正确； 催化剂不改变平衡转化率，B正确； N点对应的温度高于M点，生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)，C正确； 若投料比改为n(CO2)n(H2)12，降低了H2在混合气体中的含量，会降低CO2的平衡转化率，D错误； 温度低，催化剂的催化效果降低，反应一定时间后CO2的转化率越低，E错误。,1,2,250 下，上述反应达平衡时容器体积为V L，则此温度下该反应的平衡 常数为_(用含a、V的代数式表示)。,答案,解析,解析 2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) 起始(mol) a 3a 0 0 转化(mol) 0.5a 1.5a 0.25a a 平衡(mol) 0.5a 1.5a 0.25a a,1,2,某温度下，n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线如图3所示。其他条件相同时，若容器的体积为其一半，画出0t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线。,答案,解析,图3,答案,1,2,解析若容器的体积为其一半，压强增大，到达平衡的时间缩短，且平衡正向移动，生成更多的C2H4，n(C2H4)比原平衡大，即可得到图像。,1,2,(3)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能可将CO2电解转化为低碳烯烃，则电解生成丙烯时，阴极的电极反应式为_ _。,答案,解析,3CO218e18H=CH2=CH,CH36H2O,解析阴极应是CO2得电子，在酸性条件下，阴极的电极反应式为3CO218e18H=CH2=CHCH36H2O,1,2,2.(2017台州9月选考科目教学质量评估)乙二醇(沸点：197.3 )是一种重要的基础化工原料。由煤基合成气(主要成分CO、H2)与氧气先制得草酸二甲酯(沸点：164.5 )，再加氢间接合成乙二醇，该方法具有反应条件温和、环境污染小等优点。反应过程如下： 反应4NO(g)4CH3OH(g)O2(g)4CH3ONO(g)2H2O(g)H1a kJmol1 反应 2CO(g)2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l)2NO(g)H2b kJmol1 反应CH3OOCCOOCH3(l)4H2(g) HOCH2CH2OH(l)2CH3OH(g)H3c kJmol1 (1)煤基合成气间接合成乙二醇的总热化学方程式是_ _，在较低温条件下，该反应能自发进行的可能原因是_ _。,该反应的S0 ，自发进行的可能原因就是,H0,答案,解析,
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