2019高考化学 难点剖析 专题56 化学平衡中三维坐标的考查练习.doc

专题56 化学平衡中三维坐标的考查1NH3是一种重要的化工原料。(1)不同温度、压强下.合成该平衡体系NH3的物质的量分数如图 (N2和H2的起始物质的量之比为1:3)。 分析图中数据，升高温度，该反应的平衡常数K值_(填“增大”“减小”或“不变”)。如果开始时向密闭容器中投入1.0mol N2 和3.0mol H2，则在500、3107Pa条件下达到平衡时N2 的平衡转化率=_。(保留两位有效数字)液氨和水颇为相像，它能溶解多种无机及有机分子，其电离方程式可表示为2NH3 NH4+ NH2一(某温度下其离子积常数为10-30)。液氨中的pNH4与水中的pH相似，则该温度下液氨的pNH4=_。(2)以氨气代替氢气研发氨清洁燃料电池是当前科研的一个热点。氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液。该电池负极的电极反应式为_。(3)NH3也是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去，其相关反应的热化学方程式如下:反应I: NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) H1=akJ/mol；反应II :NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl2(aq) +H2O(l) H2=bkJ/mol；反应III: 2NHCl2(aq) +H2O(l)=N2(g)+HClO( aq)+3HCl( aq) H3=ckJ/mol。2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2 (g)+3HCl(aq)+3H2O(l) H=_kJ/mol已知在水溶液中NH2Cl较稳定，NHCl2不稳定易转化为氮气。在其他条件不变的情况下，改变对溶液中次氯酸钠去氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)的影响如图所示。a点之前溶液中发生的主要反应为_(填序号)。A反应I、I I B反应I 除氨氮过程中最佳的值约为_。【答案】 减小 41% 15 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O 2a2bc B 1.52降低大气中C02的含量及有效地开发利用CO2，已引起了全世界的普遍重视。（1）CO2加氢合成DME（二甲醚）是解决能源危机的研究方向之一。2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）H= -122.4kJmol-1 某温度下，将2.0molCO2（g）和6.0molH2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时、改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3（g）的物质分数变化情况如图所示，则p1_p2（填“”“”或“=”，下同）。若T1、P1，T3、P3时平衡常数分别为K1、K3，则K1_K3，T1、P1时H2的平衡转化率为_。在恒容密闭容器里按体积比为1：3充入二氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列能说明平衡一定向逆反应方向移动的是_（填序号）。A 反应物的浓度增大 B 混合气体的密度减小C 正反应速率小于逆反应速率 D 氢气的转化率减小（2）将一定量的CO2气体通入氢氧化钠的溶液中，向所得溶液中边滴加稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图（忽略气体的溶解和HCl的挥发）。请回答：通入1mol HCl时，溶液中所含溶质的化学式_，a点溶液中各离子浓度由大到小的关系式为_。 （3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为molL-1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_molL-1.【答案】 57.1% C Na2CO3、NaCl c(Na+)c(Cl-)c(HC03-)c(OH-)c(H+)c(CO32-) 【解析】（1）2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）H= -122.4kJmol-1，该反应为气体分子数减少的放热反应，所以平衡时，二甲醚的百分含量随温度升高而减少、随压强增大而增大，该反应的平衡常数随温度升高而减小。由图可知，在相同温度、p1和p2两种不同压强下，p1对应的二甲醚的百分含量较高，所以p1p2；在相同压强、T1和T3两种不同温度下，T3对应的二甲醚的百分含量较高，所以，T1T3，由于化学平衡常数只与温度有关，所以，若T1、P1，T3、P3时平衡常数分别为K1、K3，则K1K3。T1、P1时，若H2的平衡转化率为为，则H2的变化量为6.0，CO2、CH3OCH3、H2O的变化量分别为2.0、1.0、3.0，因为二甲醚的体积分数为0.1，所以，解之得，H2的平衡转化率为57.1%。（2）由图可知，反应明显分为两个阶段，前后两个阶段所消耗的HCl的物持的量之比为3:2，说明原溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，且两者物质的量之比为2:1，两者物质的量分别是2mol、1mol。通入1mol HCl时，氢氧化钠恰好反应完全，溶液中所含溶质为Na2CO3、NaCl。a点溶液中有3mol NaCl和1molNaHCO3，由于碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度，所以，各离子浓度由大到小的关系式为c(Na+)c(Cl-)c(HC03-)c(OH-)c(H+)c(CO32-)。（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难容物质，其。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为molL-1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为molL-1。3NH3是一种重要的化工原料。（1）不同温度、压强下.合破氦平衡休系NH3的物质的量分数如图 (N2和H2 的起始物质的量之比为1:3)。 分析图中数据，升商温度，该反应的平衡常数K值_(填“增大”“城小”或“不变”)。下列关于合成氨的说法正确是_(填序号)。A工业上合成氨，为了提高氨的含量压强越大越好B使用催化剂可以提高氨气的产率C合成氨反应H0、S0，该反应高温条件下一定能自发进行D减小n(N2): n(H2) 的比值，有利于提高N2 的转化率如果开始时向密闭容器中投入1.0mol N2 和3.0mol H2，则在500C、3107Pa条件下达到平衡时N2 的平衡 转 化率=_。(保留两位有效数字)（2）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一一个热点。氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液。该电池负极的电极反应式为_。（3）NH3也是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去，其相关反应的热化学方程式如下:反应I: NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) H1=akJ/mol；反应II :NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl(aq)v H2=bkJ/mol；反应III: 2NHCl2(aq) +H2O(l)=N2(g)+HClO( aq)+3HCl( aq) H3=ckJ/mol。2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2(g)+ H2O(l) H=_kJ/mol 已知在水溶液中NH2Cl较稳定，NHCl2不稳定易转化为氮气。在其他条件不变的情况下，改变对溶液中次氯酸钠去氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量) 的影响如图l4所示。a点之前溶液中发生的主要反应为_(填序号)。A反应I、I I B反应I除氨氮过程中最佳的值约为_。 【答案】 减小 D 41% 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O B 1.5通过图像可知在500、3107Pa条件下达到平衡时，氨气的物质的量分数为26%，设氮气的消耗量为xmol,根据反应方程式进行计算如下： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)起始量 1 3 0变化量 x 3x 2x平衡量 1-x 3-3x 2x根据氨气的物质的量分数=2x/(1-x+3-3x+2x)100%=26%，解之x=0.41mol，所以N2 的平衡 转 化率为41%；正确答案：41%。（2）氨气为碱性气体,易与酸反应，所以电解质溶液应呈碱性，负极发生氧化反应，氨气被氧化生产氮气，电极反应式为2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O；正确答案：2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O。（3）根据化学方程式和盖斯定律计算2 +2+得到热化学方程式为2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2(g)+ H2O(l) H= ；正确答案：。用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮(用表示)转化为氮气除去，改变(即NaClO溶液的投入液)，溶液中次氯酸钠去除氨氮效果与余氯图象变化中，次氯酸少氨气多，a点前发生的反应是NH3(g)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l)；从图象分析可以知道，反应中氨氮去除效果最佳为去除率较高同时余氯量最少，图象中符合的比值为1.5；正确答案：B；1.5。4NH3是一种重要的化工原料，可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。（1）N2和H2以物质的量之比为13在不同温度和压强下发生反应：N2+3H22NH3，测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图。 下列途径可提高氨气产率的是_(填序号)。a.采用常温条件 b.采用适当的催化剂 c.将原料气加压 d.将氨液化，不断移去液氨上图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时，该反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1 _(选填“”或“”或“”)K2。 （2）肼(N2H4)是一种火箭燃料。已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g) H=+67.7kJmol-1 N2H4(g)+O2g)N2(g)+2H2O(g) H =534.0 kJmol-1NO2(g)1/2N2O4(g) H =28.0 kJmol-1反应2N2H4(g)+ N2O4(g)3N2(g) + 4H2O(g)的H =_ kJmol-1。氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼的离子方程式为_。（3）电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图。 阴极的电极反应式为_。 将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3， 则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_。 （4）饮用水消毒时，氯胺（NH2Cl等）在酸性条件下具有良好的效果，其原因是_。【答案】 bcd = -1079. 7 2NH3+ClO-=Cl-+N2H4+H2O NO+5e-+6H+=NH4+H2O 1：4 氯胺与水反应存在平衡：NH2Cl+ H2ONH3+HClO，酸性条件下平衡右移使次氯酸浓度变大(2)已知aN2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+67.7kJ/mol，bN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=-534.0kJ/mol，cNO2(g)N2O4(g)；H=-28.0kJmol-1，由盖斯定律b2-a-c2得到：热化学方程式：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)H=-1079.7kJ/mol；氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼、氯化钠、水，化学方程式为2NH3+NaClONaCl+N2H4+H2O，离子方程式为2NH3+ClO-Cl-+N2H4+H2O；(3)工业上电解NO制备 NH4NO3，由装置图可知阳极发生氧化反应，NO被氧化生成NO3-，阴极发生还原反应，NO被还原生成NH4+，阳极反应为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：NO+5e-+6H+=NH4+H2O；总反应方程式为：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，生成的硝酸和反应的NO的物质的量之比等于2：8=1：4，通入的NH3的物质的量至少应与生成的硝酸的物质的量相等，因此通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为14；(4)氯胺与水反应存在平衡：NH2Cl+H2ONH3+HClO，酸性条件下，减小了NH3的浓度，平衡右移使次氯酸浓度变大。