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四突破化学原理
书利华教育网您的教育资源库四、突破化学原理
1、I.如下图所示，将2molA气体和1molB气体充入一容积可变的密闭容器中。
发生反应：
2A（g）+B（g）
2C（g）。
反应开始时可滑动的活塞的位置如图1所示，当反应达到平衡时，活塞位置如图2所示.则达到平衡时，A的转化率为________________;
该条件下反应的平衡常数为_______________________________。
2L
2L
2L
图2
图1
Ⅱ.
（1）已知298K时，1molC2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1558.3KJ。
写出该反应的化学方程式__________________________________________.
（20利用该反应设计一个燃料电池:
用氢氧化钾溶液做电解质溶液，用多孔石墨做电极，在电极上分别充入乙烷和氧气。
写出负极的电极反应式____________________________
（3）有如右化学实验装置图，
石墨棒上的电极反应式为_______________________________;
如果起始时盛有1000mLpH=5的硫酸铜溶液（25℃）（CuSO4足量），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入________（填物质名称），其质量为_______________.
1、I.
（1）90%（1分）5670L·mol-1（2分，漏掉或写错单位扣1分）
Ⅱ.
（1）2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）△H=-3116.6KJ·mol-1（2分）
C2H6+18OH―→2CO32―+12H2O+14e-[或C2H6+14OH―→2CO2+10H2O+14e-]（2分）
（3）4OH―→2H2O+O2↑+4e-（1分）氧化铜4g[或碳酸铜6.2g或氧化亚铜7.2g]（2分）
2、
I.右图为向25mL0.1mol·L-1NaOH溶液中逐滴滴加0.2mol·L-1CH3COOH溶液过程中溶液pH的变化曲线。
请回答：
（1）B点溶液呈中性，有人据此认为，在B点时NaOH与CH3COOH恰好完全反应，这种看法是否正确？
（1分）（选填“是”或“否”）。
若不正确，则二者恰好完全反应的点是在AB区间还是BD区间内？
区间（若正确，此问不答）（2分）
（2）关于该滴定实验，从下列选项中选出最恰当的一项。
（选填字母）（1分）
锥形瓶中溶液
滴定管
中溶液
选用
指示剂
选用
滴定管
A
碱
酸
石蕊
（乙）
B
酸
碱
甲基橙
（甲）
C
碱
酸
酚酞
（甲）
D
酸
碱
酚酞
（乙）
（3）AB区间，c（OH－）＞c（H+），则c（OH－）与c（CH3COO－）大小关系
是（1分）
A．c（OH－）一定大于c（CH3COO－）
B．c（OH－）一定小于c（CH3COO－）
C．c（OH－）一定等于c（CH3COO－）
D．c（OH－）大于、小于或等于c（CH3COO－）
（4）在D点时，溶液中c（CH3COO－）+c（CH3COOH）2c（Na+）。
（填“＞”、“＜”或“＝”）（2分）
II．t℃时，某稀硫酸溶液中c（H+）=10－amol·L-1，c（OH－）=10－bmol·L-1，已知
a+b=13：
（5）该温度下水的离子积常数Kw的数值为。
（1分）
（6）该温度下（t℃），将100mL0.1mol·L-1的稀H2SO4溶液与100mL0.4mol·L-1的
NaOH溶液混合后（溶液体积变化忽略不计），溶液的pH=。
（2分）
2、
（1）否（1分）AB（2分）
（2）C（1分）（3）D（1分）
（4）=（2分）（5）10-13或1.0×10-13（1分）
（6）12（2分）
3、乙醇脱水反应在不同温度条件下得到的产物组成不同。
下表是常压、某催化剂存在条件下，分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据，每次实验反应时间均相同。
温度
（℃）
乙醇转化率
（%）
有机产物含量
（体积分数）
乙烯（%）
乙醚（%）
125
20
8.7
90.2
150
68
16.7
82.2
175
88
32.3
66.8
200
90
86.9
12.1
已知：
乙醇和乙醚（CH3CH2OCH2CH3）的沸点分别为78.4℃和34.5℃。
试分析：
（1）乙醇脱水制乙烯的反应是________（填“放热”、“吸热”）反应，若增大压强，平衡_____________（选填“正向”、“逆向”、“不”）移动；
（2）已知：
150℃时，1mol乙醇蒸汽脱水转变为1mol乙烯，反应热的数值为46KJ，写出该反应的热化学方程式____________________________________；
（3）写出乙醇脱水制乙醚的反应的平衡常数表达式________________。
当乙醇起始浓度相同时，平衡常数K值越大，表明（填序号）；
a．乙醇的转化率越高b．反应进行得越完全
c．达到平衡时乙醇的浓度越大d．化学反应速率越快
（4）根据表中数据分析，150℃时乙醇催化脱水制取的乙醚产量______（选填“大于”、“小于”、“等于”）125℃时；为了又快又多地得到产品，乙醇制乙醚合适的反应温度区域是______。
3、答案
（1）吸热（1分），逆向（1分）；
（2）C2H5OH（g）→C2H4（g）+H2O（g）–46KJ（1分）
（3）K=
（1分），a、b；（2分）
（4）大于（1分），150~175℃（1分）。
4、
在容积为VK的密闭容器中发生2NO22NO+O2的反应。
反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示。
（1）若曲线A和B表示的是该反应在某不同条件下的反应状况，则该不同条件
是（）
A．有、无催化剂
B．温度不同
C．压强不同
D．V值不同
（2）写出该反应的化学平衡常数K的表
达式，并比较
K800℃K850℃（填>、<或=）。
（3）在图上作出在A条件下NO的变化曲线，并求算在B条件下从反应开始至达到平衡，氧气的反应速率VO2=。
（4）不能说明该反应已达到平衡状态的是（）
A．V正（NO2）=V逆（NO）B．C（NO2）=C（NO）
C．气体的平均摩尔质量不变D．气体的密度保持不变
4、答案．
（1）B
（2）
<
（3）
（4）BD
第（4）题2分，VO22分，
其余各1分，共8分。
5、向某密闭容器中加人0.15mol/LA、0.05mol/LC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示［t0时c（B）未画出,t1时增大到0.05mol/L］。
乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
（1）若t4时改变的条件为减小压强,则B的起始物质的量浓度为＿＿＿mol/L;
该反应的平衡常数表达式为K=
.
（2）若t5时改变的条件是升温,此时v（正）>v（逆）,平衡常数K的值将＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）若t1=15s，则t0~t1阶段以C浓度变化表示的平均反应速率为v（C）=＿＿＿＿mol/L·s。
（4）t3时改变的某一反应条件可能是（选填序号）。
a使用催化剂b增大压强c增大反应物浓度
（5）若A的物质的量减少0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出该反应的热化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
5、⑴0.02mol/L;c（B）·［c（C）］2/［c（A）］3⑵增大（3）0.004mol/L·s；
（4）ab（2分）（5）3A（g）
2C（g）+B（g）-100akJ
6、草酸（H2C2O4）是二元弱酸，KHC2O4溶液呈酸性。
向10mL0.01mol•L―1的H2C2O4溶液滴加0.01mol•L―1KOH溶液V（mL），回答下列问题。
①当V＜10mL时，反应的离子方程式为。
②当V＝10mL时，溶液中HC2O4―、C2O42―、H2C2O4、H+的浓度从大到小的顺序为。
③当V＝amL时，溶液中离子浓度有如下关系：
c（K+）＝2c（C2O42―）＋c（HC2O4―）；
当V＝bmL时，溶液中离子浓度有如下关系：
c（K+）＝c（C2O42―）＋c（HC2O4―）＋c（H2C2O4）；则ab（填“＜”，“＝”或“＞”）。
④当V＝20mL时，再滴入NaOH溶液，则溶液中n（K+）/n（C2O42－）的值将（填“变大”，“变小”，“不变”），原因是。
6、①H2C2O4＋OH―＝HC2O4―＋H2O （1分）
②c（HC2O4―）＞c（H+）＞c（C2O42―）＞c（H2C2O4） （2分）
③a＞b （2分）
④变小（2分）；
因为溶液中存在如下平衡C2O42－＋H2O
HC2O4－＋OH―，当增大c（OH―）时，平衡向逆方向移动，n（C2O42－）的值变大，而n（K+）的值不变，故n（K+）/n（C2O42－）的值变小。
（2分）
7、工业上用CO生产燃料甲醇。
一定条件下发生反应：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）。
（1）图1是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化情况。
从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v（CO）=_________；
（2）图2表示该反应进行过程中能量的变化。
曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化。
该反应是_________（选填“吸热”或“放热”）反应，写出反应的热化学方程式____________________________；选择适宜的催化剂，______（填“能”或“不能”）改变该反应的反应热；
（3）该反应平衡常数K的表达式为______________，温度升高，平衡常数K_________（填“增大”、“不变”或“减小”）；
（4）恒容条件下，下列措施中能使
增大的有______。
a．升高温度；b．充入He气c．再充入1molCO和2molH2d．使用催化剂
7、
（1）0.075mol/L·min（1分）
（2）放热，CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g）+91KJ，不能（各1分，共3分）
（3）K=
，减小；（各1分，共2分）（4）c（2分）
8、如图横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn2+离子或Zn（OH）42-离子（配离子）物质的量浓度的对数，回答下列问题。
（1）往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为 。
（2）从图中数据计算可得Zn（OH）2的溶度积（Ksp）= 。
（3）某废液中含Zn2+离子，为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围是。
（4）往1L1.00mol·L-1ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6，需NaOHmol（精确到小数点后2位）。
（5）25℃时，PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下：
c（HCl）/（mol·L-1）
0.50
1.00
2.04
2.90
4.02
5.16
5.78
103c（PbCl2）/（mol·L-1）
5.10
4.91
5.21
5.90
7.48
10.81
14.01
根据上表数据判断下列说法正确的是。
A．随着盐酸浓度的增大，PbCl2固体的溶解度先变小后又变大
B．PbCl2固体在0.50mol·L-1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度
C．PbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子（配离子）
D．PbCl2固体可溶于饱和食盐水
8、
（1）Zn2++4OH-=[Zn（OH）4]2-（2分
（2）10-17（2分
（3）（8.0,12.0）（2分
（4）1.8（2分
（5）abcd（2分漏1个扣一分扣完为止）
9、在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反
应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g ）+QQ>0。
反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况
如右图：
（1）根据右图，计算从反应开始到平
衡时，平均反应速率v（NH3）为_____。
（2）该反应的化学平衡常数表达式
K=_____。
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为________。
a.0.20mol/Lb.0.12mol/Lc.0.10mol/Ld.0.08mol/L
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡_________________________移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数________________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25mol/L）。
请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
9、答案．（8分）
（1）0.025mol/L·min（1分，单位不写或写错扣0.5分）
（2）略（1分）（3）a、c（2分，答对一个给1分；答错不给分）
（4）向正反应方向，不变（2分，各1分）
（5）（2分）
10、回答下列各题：
（1）随着人类对水的研究的不断深入，水的应用也越来越广泛。
研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。
“热冰”有许多实用价值，如开发新药、用于纳米打印机等，还可能用来（填写序号）
A．代替干冰B．防止冰川熔化C．在室温下制作冰雕D．建室温溜冰场
（2）火星探测车在火星大气中检测到了气体A。
资料显示，A分子是三原子分子，其相对分子质量为60，在地球环境下A易分解。
粉未状的KSCN与一定浓度的硫酸在一定条件下可得到气体A和二种硫酸氢盐，，生成物的物质的量之比是1∶1∶1。
则气体A的结构式是。
（3）下列四种工业生产：
①用海水为原料提取镁②制硅酸盐水泥③制普通玻璃④制漂白粉。
必需用到的共同原料的是。
（4）酸性强弱除了与物质本身属性有关外，还和溶剂有关，如CH3COOH与HF在液氨中受NH3影响可发生完全电离。
那么在液氨中反应：
CH3COONa+HCl==NaCl+CH3COOH能否发生，为什么？
；
（5）在汶川地震灾害中，不少难民骨折，医生常用石膏来固定骨折部位。
石膏可分为熟石膏（CaSO4·
H2O，一种白色粉末）和生石膏（CaSO4·2H2O，一种坚硬的固体）两种。
石膏定型时发生的化学反应方程式。
（6）除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在X电解质溶液中构成原电池，列表如下：
选项
铝电极
电解质
负极反应
正极反应
A
负极
NaOH
2Al—6e—+8OH—=2AlO2—+4H2O
6H2O+6e—=6OH—+3H2↑
B
正极
稀盐酸
Mg—2e—=Mg2+
2H++2e—=H2↑
C
正极
浓硝酸
Mg—2e—=Mg2+
2NO3—+4H++2e—=2NO2↑+2H2O
由此推知，金属作电极不仅与本身性质相关，而且与有关。
11、
（1）C、D．
（2）S＝C＝O（3）石灰石（4）在液氨HCl和CH3COOH都是强酸，没有离子浓度的降低，故上述反应不能发生。
（5）2CaSO4·
H2O+3H2O===2CaSO4·2H2O（6）电解质性质（每空2分）
12、工业制硫酸生产流程如下图：
98％硫酸
（1）早期生产用黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸用硫磺为原料，理由是
（2）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有
A．升高温度B．减少压强C．不断补充SO2和空气D．及时分离出SO3
（3）在生产中，为提高催化剂效率采取了哪些措施？
（4）已知2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），ΔH＝－196kJ·mol－1。
在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反应后,放出的热量______（填“<”“>”“=”）196kJ，理由是____________________________________________。
（5）经检测生产硫酸的原料气成分（体积分数）为SO27％、O211％、N282％。
在500℃，0.1MPa条件下达到平衡时，各种气体的体积比为V（SO2）：
V（SO3）：
V（O2）：
V（N2）＝0.46：
6.5：
7.7：
82，则SO2的利用率为
（6）在450℃、常压和钒催化条件下，在容积为VL的容器中加入2nmolSO2和nmolO2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时O2的转化率为x。
则K和x的关系满足K＝。
12、
（1）黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高（2分）
（2）C、D（2分）
（3）①净化气体②控制温度在400～500℃③增大催化剂与反应气体的接触面积（3分）
（4）①<（1分）；在1atm和298K条件下，2molSO2和1molO2完全反应生成2molSO3，放出196kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为450℃,所以放出的热量小于（2分）
（5）93.4％（2分）（6）
（2分）3．（15分）
13、为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。
化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
⑴实验测得，5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：
____________________________________。
⑵由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。
从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。
在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
化学键
H－H
N－H
N≡N
键能/kJ·mol－1
436
391
945
已知反应N2＋3H2
2NH3△H＝akJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据估算a的数值：
_______________。
⑶依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：
C（s，石墨）＋O2（g）＝CO2（g）△H1＝－393.5kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）△H2＝－571.6kJ·mol－1
2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）△H3＝－2599kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298K时由C（s，石墨）和H2（g）生成1molC2H2（g）反应的焓变：
________________________________。
13、⑴2CH3OH（l）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（l）△H＝－1452.8kJ·mol－1
⑵a＝－（6×391－3×436－945）＝－93
⑶△H＝（4△H1＋△H2－△H3）/2＝＋226.7kJ·mol－1
14、煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知：
CO（g）＋H2O（g）
H2（g）＋CO2（g）的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃
400
500
800
平衡常数Kc
9.94
9
1
试回答下列问题
（1）上述正向反应是：
反应（选填：
放热、吸热）。
（2）在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有（选填A、B、C、D、E）。
A
B
C
D
E
n（CO2）
3
1
0
1
1
n（H2）
2
1
0
1
2
n（CO）
1
2
3
0.5
3
n（H2O）
5
2
3
2
1
（3）已知在一定温度下：
C（s）+CO2（g）
2CO（g）平衡常数K；
C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）平衡常数K1；
CO（g）＋H2O（g）
H2（g）＋CO2（g）平衡常数K2，
则K、K1、K2之间的关系是：
。
（4）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为：
。
（5）若在800℃进行，设起始时CO和H2O（g）共为5mol，水蒸气的体积分数为x；平衡时CO转化率为y，则y随x变化的函数关系式为：
y=。
（6）在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速除去水蒸气（除水蒸气时各物质的物质的量不变），将混合气体燃烧，测得放出的热量为2842kJ（已知CO燃烧热为283kJ/mol，H2燃烧热为286kJ/mol），则T℃平衡常数K=。
14、
（1）放热
（2）BCE（多选、漏选及错选均不给分）
（3）K=K1/K2（4）75%（5）y=x
（6）0.44（或4/9）（本题共12分，每空均2分）
15、2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家哈德·埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献。
表面化学领域的研究可以帮助我们了解众多纷杂的化学过程，如钢铁为何会生锈，燃料电池如何作用以及某些反应的催化剂是如何发挥其功能的，甚至可以解释臭氧层的消耗等。
（1）某校化学研究性学习小组的同在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装有不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积和浓度均相同）。
为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是。
（2）在汽车的排气管上安装“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂），它的作用是使CO、NO反应生成可能与大气环境中循环的无毒气体，并促使烃类物质充分燃烧。
①写出CO和NO反应的化学方程式：
，该反应中作氧化剂的物质是。
②用CH4催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。
例如：
CH4（g）+4NO2（g）==4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1==—574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）==2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H2==
若1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则△H2==。
（3）①有人认为：
该项研究可能使氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率大大提高，从而使原料利用率大大提高。
请你应用化学基本理论对此观
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