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2019-2020年高考化學(xué)分類題庫 考點(diǎn)7 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
.(xx安徽高考11)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為N2(g)+O2(g)2NO(g),一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。下列敘述正確的是 ( )
A.溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
B.溫度T下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的密度減小
C.曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑
D.若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的ΔH<0
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn):
(1)曲線b比曲線a到達(dá)平衡所需要的時(shí)間短,反應(yīng)速率快些;
(2)催化劑能改變反應(yīng)速率,不能改變平衡狀態(tài);
(3)密度ρ=m/V。
【解析】選A。根據(jù)圖象知T溫度下,N2的濃度變化為c0-c1,
N2?。22NO
起始: c0 c0 0
變化: c0-c1 c0-c1 2(c0-c1)
平衡: c1 c1 2(c0-c1)
平衡常數(shù)K==,A正確;該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),容積固定,氣體質(zhì)量守恒,則氣體密度始終不變,B錯(cuò)誤;催化劑對(duì)平衡移動(dòng)沒有影響,若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是使用了催化劑,則曲線a、b的平衡狀態(tài)應(yīng)相同,但圖象顯示曲線b對(duì)應(yīng)的氮?dú)獾钠胶鉂舛刃⌒?C錯(cuò)誤;根據(jù)“先拐先平”知,若曲線b對(duì)應(yīng)的條件是溫度的改變,則曲線b對(duì)應(yīng)的溫度高,若該反應(yīng)的ΔH<0,則升溫,平衡逆向移動(dòng),氮?dú)獾钠胶鉂舛仍龃?即比曲線a對(duì)應(yīng)的氮?dú)獾钠胶鉂舛却笮?與圖象不符,D錯(cuò)誤。
.(xx福建高考12)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列判斷不正確的是
c/molL-1
v/mmol
L-1min-1
T/ K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A.a=6.00
B.同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度,v可能不變
C.b<318.2
D.不同溫度時(shí),蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)數(shù)據(jù)信息的處理能力;
(2)影響反應(yīng)速率因素的理解與應(yīng)用。
【解析】選D。A.根據(jù)表格的數(shù)據(jù)可知:在328.2 K時(shí),蔗糖的濃度越大,水解的速率越快。根據(jù)濃度與速率的變化關(guān)系可知在328.2 K時(shí),蔗糖的濃度每減小0.100 molL-1,速率減小1.50 mmolL-1min-1,所以在濃度是0.400 molL-1時(shí),水解的速率是6.00 mmolL-1min-1,即a=6.00,正確。B.根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:升高溫度,水解速率增大,增大濃度,水解速率也增大,若同時(shí)改變反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)的溫度,則對(duì)反應(yīng)速率的影響因素可能相互抵消,即反應(yīng)速率可能不變,正確。C.在濃度不變時(shí),升高溫度,水解速率增大,降低溫度,水解速率減小。由于在濃度是0.600 molL-1時(shí),當(dāng)318.2 K時(shí)水解速率是3.60 mmolL-1min-1,現(xiàn)在該反應(yīng)的速率是2.16 mmolL-1min-1<3.60 mmolL-1min-1,所以反應(yīng)溫度低于318.2 K,即b<318.2,正確。D.溫度不同時(shí),在相同的濃度時(shí)反應(yīng)速率不相同,濃度減少一半時(shí)所需的時(shí)間也不同,錯(cuò)誤。
.(xx四川高考7)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示:
已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確的是 ( )
A.550℃時(shí),若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動(dòng)
B.650℃時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%
C.T℃時(shí),若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.925℃時(shí),用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p總
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)圖象為在不同溫度下的平衡狀態(tài)時(shí)氣體的百分含量;
(2)Kp的計(jì)算方法和Kw的計(jì)算方法類似。
【解析】選B。A項(xiàng),因容器的體積可變,故充入惰性氣體后容器體積變大,混合氣體整體被稀釋,反應(yīng)應(yīng)正向移動(dòng),故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),在此條件下,若設(shè)二氧化碳的初始濃度為1,轉(zhuǎn)化濃度為x則:
C(s)+CO2(g)2CO(g)
初始: 1 0
轉(zhuǎn)化: x 2x
達(dá)到平衡時(shí)一氧化碳的百分含量為40.0%,則2x/(1-x+2x)=40.0%,得x=0.25,CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%;C項(xiàng),由圖象可知T℃時(shí),平衡體系中CO2和CO的體積分?jǐn)?shù)相等,則在恒壓密閉容器中同時(shí)充入等體積的CO2和CO,平衡不移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D中,925℃時(shí),Kp==,通過計(jì)算Kp應(yīng)等于23.04p總,故D錯(cuò)誤。
.(xx天津高考3)下列說法不正確的是 ( )
A.Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
B.飽和Na2SO4溶液或濃硝酸均可使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀,但原理不同
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變相同
D.Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)ΔG=ΔH-TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
(2)催化劑具有高效性、專一性,條件不同作用效果不同。
【解析】選C。Na與水的反應(yīng)是固體與液體反應(yīng)生成氣體,為熵增的反應(yīng),ΔS>0,在反應(yīng)中鈉會(huì)熔化成一個(gè)閃亮的小球四處游動(dòng),且發(fā)出嘶嘶的聲音,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH<0,故ΔG=ΔH-TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,A項(xiàng)正確;飽和Na2SO4溶液使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀是蛋白質(zhì)的鹽析,濃硝酸是強(qiáng)氧化性酸,使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀是蛋白質(zhì)的變性,原理不同,B項(xiàng)正確;FeCl3和MnO2均可作為催化劑加快H2O2分解,但同等條件下二者對(duì)H2O2分解催化效果不相同,故反應(yīng)速率的改變不相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),NH4Cl溶液中N水解使溶液呈酸性,消耗OH-,使平衡正向移動(dòng),Mg(OH)2固體可溶于NH4Cl溶液,D項(xiàng)正確。
.(xx天津高考6)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)3Z(g) 平衡時(shí),X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是 ( )
A.m=2
B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同
C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1
D.第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.4 molL-1
【解析】選D。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),在合并瞬間X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,但單位體積內(nèi)體系分子總數(shù)增多,依據(jù)勒夏特列原理,平衡應(yīng)向使單位體積內(nèi)分子總數(shù)減小的方向移動(dòng),但再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,則說明m+1=3,故m=2,A項(xiàng)正確;同一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),兩次平衡溫度不變,平衡常數(shù)不變,B項(xiàng)正確;m=2,則起始量X與Y物質(zhì)的量之比為1∶2,則反應(yīng)過程中由方程式可知反應(yīng)的X與Y物質(zhì)的量之比為1∶2,故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1,C項(xiàng)正確;m=2,則該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量不變的反應(yīng),故第二次平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為(3+1)10%=0.4(mol),故Z的濃度為0.4 mol2 L=0.2 molL-1,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【誤區(qū)提醒】判斷平衡常數(shù)時(shí),忽視同一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),而認(rèn)為平衡逆向移動(dòng),從而錯(cuò)誤地判斷平衡常數(shù)減小。
.(xx重慶高考7)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1
反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol,下列說法正確的是
( )
A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大
C.反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol
D.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%
【解析】選C。A.升高溫度,H2S濃度增加,說明平衡逆向移動(dòng),則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),錯(cuò)誤;B.通入CO后,正反應(yīng)速率瞬間增大,又逐漸減小,錯(cuò)誤;
C.根據(jù) CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1
起始物質(zhì)的量/mol 10 n 0 0
變化物質(zhì)的量/mol 2 2 2 2
平衡物質(zhì)的量/mol 8 n-2 2 2
設(shè)該容器的體積為V,根據(jù)K=0.1,列關(guān)系式得(22)[8(n-2)]=0.1,解得n=7,正確;D.根據(jù)上述數(shù)據(jù)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為2 mol10 mol100%=20%,錯(cuò)誤。
.(雙選)(xx海南高考8)10 mL濃度為1 molL-1的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng),若加入適量的下列溶液,能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是 ( )
A.K2SO4
B.CH3COONa
C.CuSO4 D.Na2CO3
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)影響反應(yīng)速率的因素;
(2)鹽酸具有強(qiáng)酸性,和弱酸鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),還需要注意反應(yīng)生成的氫氣量不變。
【解析】選A、B。Zn與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng):Zn+2HClZnCl2+H2↑,若加入物質(zhì)使反應(yīng)速率降低,則c(H+)減小,但是不影響生成氫氣的物質(zhì)的量,說明最終電離產(chǎn)生的n(H+)不變。A項(xiàng),K2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,不發(fā)生水解,溶液顯中性,溶液中的水對(duì)鹽酸起稀釋作用,使c(H+)減小,但沒有消耗H+,因此n(H+)不變,符合題意;B項(xiàng),CH3COONa與HCl發(fā)生反應(yīng):CH3COONa+HClCH3COOH+NaCl,使溶液中c(H+)減小,反應(yīng)速率降低,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度,會(huì)發(fā)生反應(yīng):2CH3COOH+Zn(CH3COO)2Zn+H2↑,因此最終不會(huì)影響生成氫氣的物質(zhì)的量,符合題意;C項(xiàng),加入CuSO4溶液與Zn發(fā)生置換反應(yīng):CuSO4+ZnCu+ZnSO4,生成的Cu與Zn和鹽酸構(gòu)成原電池,會(huì)加快反應(yīng)速率,與題意不符合;D項(xiàng),若加入Na2CO3溶液,會(huì)與鹽酸發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,使溶液中的c(H+)減小,但由于部分H+生成了H2O,因此使n(H+)也減小,生成氫氣的物質(zhì)的量減小,不符合題意。
【誤區(qū)提醒】需要注意加入硫酸鉀溶液相當(dāng)于加入水,溶液體積增大,鹽酸濃度減小,容易忽略體積變化而漏選A。C項(xiàng),由于沒有考慮鋅與硫酸銅溶液置換出單質(zhì)銅,形成原電池加快反應(yīng)速率而錯(cuò)選C。
.(xx江蘇高考11)下列說法正確的是 ( )
A.若H2O2分解產(chǎn)生1 mol O2,理論上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為46.021023
B.室溫下,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合,溶液pH>7
C.鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕
D.一定條件下反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡時(shí),3v正(H2)=2v逆(NH3)
【解析】選C。2H2O22H2O + O2↑,生成1 mol O2時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;pH=3的CH3COOH中已電離出的H+,就可以將pH=11的NaOH電離出的OH-完全中和,但是CH3COOH是弱酸,還會(huì)繼續(xù)電離,即醋酸過量,反應(yīng)后溶液顯酸性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵可用作原電池的正極或作為電解池的陰極,此時(shí)鐵均會(huì)受到保護(hù),C項(xiàng)正確;由反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)知,任何時(shí)候均存在2v正(H2)=3v正(NH3),氮?dú)馀c氫氣合成氨氣達(dá)到平衡時(shí),速率關(guān)系為2v正(H2)=3v逆(NH3),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
.(雙選)(xx江蘇高考15)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)達(dá)到平衡,平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上)。下列說法正確的是
( )
A.反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0
B.體系的總壓強(qiáng)p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)
C.體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ)
D.逆反應(yīng)速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ)
【解析】選B、C。C和CO2反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;點(diǎn)Ⅰ所在的曲線是通入0.1 mol CO2,點(diǎn)Ⅱ所在的曲線是通入0.2 mol CO2,狀態(tài)Ⅱ可以看作先通
0.1 mol CO2,此時(shí)的壓強(qiáng)相等,再通入0.1 mol CO2,假如平衡不移動(dòng),此時(shí)的壓強(qiáng)等于2倍p總(狀態(tài)Ⅰ),但要求CO2的濃度相等,應(yīng)對(duì)其加熱使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氣體物質(zhì)的量增加,因此p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),B項(xiàng)正確;狀態(tài)Ⅱ可以看作先通0.1 mol CO2,此時(shí)兩者CO的濃度相等,再通入0.1 mol CO2,假如平衡不移動(dòng),c(CO,狀態(tài)Ⅱ)=2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),但再充入CO2,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡左移,消耗CO,因此c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),C項(xiàng)正確;溫度越高,反應(yīng)速率越快,v逆(狀態(tài)Ⅰ)
L1。
答案:(1)SO2+2H2O+I(xiàn)2H2SO4+2HI
(2)①a、c
②觀察顏色,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層
③H2SO4層含少量HI
(3)①壓強(qiáng)
②L2>L1;SO3(g)分解的熱化學(xué)方程式為2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
ΔH=+196 kJmol-1,當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí),溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大
.(xx北京高考28)為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系,某同學(xué)通過改變濃度研究“2Fe3++2I-2Fe2++I(xiàn)2”反應(yīng)中Fe3+和Fe2+的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下:
(1)待實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液顏色不再改變時(shí),再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ,目的是使實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到 。
(2)ⅲ是ⅱ的對(duì)比實(shí)驗(yàn),目的是排除ⅱ中 造成的影響。
(3)ⅰ和ⅱ的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng),Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因: 。
(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,該同學(xué)推測ⅰ中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,導(dǎo)致I-的還原性弱于Fe2+,用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
①K閉合時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn),b作 極。
②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 molL-1AgNO3溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測,該現(xiàn)象是 。
(5)按照(4)的原理,該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)了ⅱ中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因。
①轉(zhuǎn)化原因是 。
②與(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不同的操作是 。
(6)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,還原性:I->Fe2+;而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,還原性:Fe2+>I-,將(3)和(4)、(5)作對(duì)比,得出的結(jié)論是 。
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)按照以下流程:
【解析】(1)待實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液顏色不再改變時(shí),再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ,目的是使實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
(2)實(shí)驗(yàn)ⅲ加入了水,是實(shí)驗(yàn)ⅱ的對(duì)比實(shí)驗(yàn),因此目的是排除因加入FeSO4溶液而將溶液稀釋引起溶液顏色的變化。
(3)ⅰ中加入AgNO3,Ag+與I-生成AgI黃色沉淀,I-濃度降低,2Fe3++2I-2Fe2++I(xiàn)2平衡逆向移動(dòng),溶液褪色;ⅱ中加入FeSO4,Fe2+濃度增大,平衡逆向移動(dòng),溶液顏色變淺。
(4)①K閉合時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn),表明b極為正極,Fe3+得電子;②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 molL-1AgNO3溶液,產(chǎn)生黃色沉淀,I-濃度減小,2Fe3++2I-2Fe2++I(xiàn)2平衡左移,指針向左偏轉(zhuǎn)。
(5)①Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因是Fe2+濃度增大,還原性增強(qiáng)。
②與(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不同的操作是當(dāng)指針歸零后,向U型管右管中滴加
1 molL-1FeSO4溶液。
(6)將(3)和(4)、(5)作對(duì)比,得出的結(jié)論是在其他條件不變時(shí),物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān),濃度的改變可影響物質(zhì)的氧化性和還原性,導(dǎo)致平衡移動(dòng)。
答案:(1)化學(xué)平衡狀態(tài)
(2)溶液稀釋對(duì)顏色變化
(3)ⅰ中加入Ag+發(fā)生反應(yīng):Ag++I(xiàn)-AgI↓,c(I-)降低;ⅱ中加入FeSO4,c(Fe2+)增大,平衡均逆向移動(dòng)
(4)①正 ②左管產(chǎn)生黃色沉淀,指針向左偏轉(zhuǎn)
(5)①Fe2+濃度增大,還原性增強(qiáng),使Fe2+還原性強(qiáng)于I-
②向U型管右管中滴加1 molL-1FeSO4溶液
(6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時(shí),通過改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化性和還原性,并影響平衡移動(dòng)方向
.(xx全國卷Ⅰ28)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?;卮鹣铝袉栴}:
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,再向濃縮液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為 。
(2)上述濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí),溶液中為 。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。
(3)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g)的ΔH=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為 kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g),在716 K時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為 。
②上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為 (以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min時(shí),v正= min-1。
③由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點(diǎn)分別為 (填字母)。
【解析】(1)根據(jù)化合價(jià)升降規(guī)律,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng),碘元素的化合價(jià)升高,錳元素的化合價(jià)降低,所以還原產(chǎn)物為硫酸錳。
(2)==,代入數(shù)據(jù)可得=≈4.710-7。
(3)根據(jù)焓變等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能可知:2EH—I-EH—H-EI—I=
+11 kJmol-1,得EH—I=299 kJmol-1。
(4)①K==,x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=(1-0.784)2=0.108。
②平衡時(shí),v正=v逆,k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),
k逆==;v正=k正x2(HI),k正=0.002 7 min-1,在t=40 min時(shí),x(HI)=0.85,代入數(shù)據(jù)得v正≈1.9510-3min-1。
③升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,在圖象上v正、v逆均上移;但平衡右移,x(HI)減少,在圖象上數(shù)值減小,即A點(diǎn),平衡右移,x(H2)、x(I2)增大,在圖象上數(shù)值增大,即E點(diǎn)。
答案:(1)MnSO4(或Mn2+) (2)4.710-7 (3)299
(4)①K=?、凇?.9510-3
③A、E
.(xx全國卷Ⅱ27)甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列問題:
(1)已知反應(yīng)Ⅰ中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵
H—H
C—O
C≡O(shè)
H—O
C—H
E/(kJmol-1)
436
343
1 076
465
413
由此計(jì)算ΔH1= kJmol-1;已知ΔH2=-58 kJmol-1,則
ΔH3= kJmol-1。
(2)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為 ;
圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
(填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是 。
(3)合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而 (填“增大”或“減小”),其原因是 ;
圖2中的壓強(qiáng)由大到小為 ,其判斷理由是 。
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)焓變等于反應(yīng)物的鍵能減去生成物的鍵能;
(2)溫度升高,平衡向吸熱的方向進(jìn)行。
【解析】(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能,根據(jù)反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知ΔH1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3
413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1,再根據(jù)蓋斯定律:Ⅱ-Ⅰ=Ⅲ,則ΔH3=-58 kJmol-1+99 kJmol-1=+41 kJmol-1。
(2)根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可知反應(yīng)Ⅰ的K=;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以平衡常數(shù)減小,a正確。
(3)升高溫度時(shí),反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡向左移動(dòng),使得體系中CO的量增大;反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率減小;由于同溫時(shí)反應(yīng)Ⅰ加壓右移,有利于CO的轉(zhuǎn)化,反應(yīng)Ⅲ平衡不移動(dòng),CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高,所以圖2中的壓強(qiáng)由大到小為p3>p2>p1。
答案:(1)-99?。?1
(2)K=[或Kp=] a
反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高而變小
(3)減小 升高溫度時(shí),反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡向左移動(dòng),使得體系中CO的量增大;反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低 p3>p2>p1 相同溫度下,由于反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)Ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
.(xx山東高考30)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。
(1)一定溫度下,某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示,縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比(H/M)。
在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx,隨著氫氣壓強(qiáng)的增大,H/M逐漸增大;在AB段,MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy,氫化反應(yīng)方程式為:zMHx(s)+H2(g)zMHy(s) ΔH(Ⅰ);在B點(diǎn),氫化反應(yīng)結(jié)束,進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng),H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z= (用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時(shí),2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL,吸氫速率v= mLg-1min-1。反應(yīng)(Ⅰ)的焓變?chǔ)Ⅰ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時(shí),η(T1) η(T2)(填“>”“<”或“=”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點(diǎn)時(shí),保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達(dá)到平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的 點(diǎn)(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過 或 的方式釋放氫氣。
(3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng),溫度為T時(shí),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
已知溫度為T時(shí):CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJmol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJmol-1
【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):
(1)注意圖象的縱、橫坐標(biāo)所代表的含義;
(2)熱化學(xué)方程式書寫的注意事項(xiàng)。
【解析】(1)根據(jù)元素守恒可得zx+2=zy,解得z=2/(y-x);吸氫速率v=240 mL2 g4 min=30 mLg-1min-1;根據(jù)圖象可知,T1η(T2);處于圖中的a點(diǎn)時(shí),保持溫度不變,向恒容體系中通入少量的氫氣,氫氣的壓強(qiáng)增大,H/M逐漸增大,根據(jù)圖象可能處于c點(diǎn);根據(jù)平衡移動(dòng)原理,可以通過加熱或減小壓強(qiáng)的方式使平衡逆向移動(dòng),釋放氫氣。
(3)設(shè)題給熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2,寫出由CO、H2合成CH4的化學(xué)方程式并注明狀態(tài):CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g),然后根據(jù)蓋斯定律可得該反應(yīng)的ΔH=ΔH2-ΔH1=-206 kJmol-1。
答案:(1)2/(y-x) 30 <
(2)> c 加熱 減壓
(3)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJmol-1
【誤區(qū)提醒】本題熱化學(xué)方程式的書寫易出現(xiàn)錯(cuò)誤,主要有以下幾點(diǎn):
(1)方程式中的狀態(tài)未標(biāo);
(2)熱量計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤;
(3)ΔH的單位書寫出現(xiàn)錯(cuò)誤。
.(xx浙江高考28)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng):
(g)(g)+H2(g)
(1)已知:
化學(xué)鍵
C—H
C—C
CC
H—H
鍵能/kJmol-1
412
348
612
436
計(jì)算上述反應(yīng)的ΔH= kJmol-1。
(2)維持體系總壓p恒定,在溫度T時(shí),物質(zhì)的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應(yīng)。已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為α,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(用α等符號(hào)表示)。
(3)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9),控制反應(yīng)溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下:
①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實(shí) 。
②控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是 。
(4)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝——乙苯-二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產(chǎn)效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應(yīng):CO2+H2CO+H2O,CO2+C2CO。新工藝的特點(diǎn)有 (填編號(hào))。
①CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移
②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗
③有利于減少積炭
④有利于CO2資源利用
【解析】(1)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=412 kJmol-12+
348 kJmol-1-612 kJmol-1-436 kJmol-1=124 kJmol-1。
(2)恒壓條件下,反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),反應(yīng)前后體積會(huì)發(fā)生變化,=,反應(yīng)后的體積V2=(1+α)V,代入平衡常數(shù)的計(jì)算公式可求出:K=α2n/[(1-α2)V]。
(3)①水不參加反應(yīng),相當(dāng)于通入惰性氣體,保持壓強(qiáng)不變,對(duì)于反應(yīng)來說相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向進(jìn)行,即向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此能提高乙苯的轉(zhuǎn)化率。
②溫度控制在600℃,能保持較快的反應(yīng)速率,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性都較高。溫度過低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,可能使催化劑失活,且能耗大。雖然乙苯的轉(zhuǎn)化率提高,但苯乙烯的選擇性大幅下降。
(4)與摻水蒸氣工藝相比,不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗;CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移;CO2+C2CO,有利于減少積炭,且充分利用了CO2資源。
答案:(1)124 (2)Kc=α2n/[(1-α2)V]或Kp=p
(3)①正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當(dāng)于起減壓的效果
②溫度控制在600℃,能保持較快的反應(yīng)速率,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性都較高。溫度過低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大
(4)①②③④
.(xx重慶高考30)我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值,但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。
(1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第 周期。
(2)某青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子的數(shù)目之比為 。
(3)研究發(fā)現(xiàn),腐蝕嚴(yán)重的青銅器表面大都存在CuCl。關(guān)于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用,下列敘述正確的是 。 ( )
A.降低了反應(yīng)的活化能
B.增大了反應(yīng)的速率
C.降低了反應(yīng)的焓變
D.增大了反應(yīng)的平衡常數(shù)
(4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),該化學(xué)方程式為 。
(5)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。
①腐蝕過程中,負(fù)極是 (填圖中字母“a”或“b”或“c”);
②環(huán)境中的Cl-擴(kuò)散到孔口,并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為 ;
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)根據(jù)元素的核外電子排布可以推測元素在周期表中的位置;
(2)復(fù)分解反應(yīng)是兩者相互交換離子。
【解析】(1)銅為29號(hào)元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)則可知,銅元素位于元素周期表中第4周期。
(2)根據(jù)N=NA,青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子數(shù)目之比為(119 g119 gmol-1)∶(20.7 g207 gmol-1)=
10∶1。
(3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,從而加快化學(xué)反應(yīng)速率,但是催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,也不能改變反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),選A、B。
(4)Ag2O與CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),沒有化合價(jià)的升降,則化學(xué)方程式為Ag2O+2CuCl2AgCl+Cu2O。
(5)①根據(jù)圖示,腐蝕過程中,銅失電子生成Cu2+,則負(fù)極是銅,選c;
②根據(jù)上述分析,正極產(chǎn)物是OH-,負(fù)極產(chǎn)物為Cu2+,環(huán)境中的Cl-擴(kuò)散到孔口,與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,則離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓;
③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為4.29/214.5=0.02(mol),根據(jù)銅原子守恒,Cu2+的物質(zhì)的量為0.04 mol,負(fù)極反應(yīng)為2Cu-4e-2Cu2+,正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-,根據(jù)正、負(fù)極放電量相等,則理論上耗氧體積為0.02 mol22.4 Lmol-1=0.448 L。
答案:(1)4 (2)10∶1 (3)A、B
(4)Ag2O +2CuCl2AgCl+Cu2O
(5)①c?、?Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓
③0.448
【誤區(qū)提醒】上題中的(3)容易錯(cuò)選C、D,催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,無法改變化學(xué)平衡狀態(tài),因此是否加入催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡常數(shù)以及反應(yīng)的焓變。
.(xx海南高考16)氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料,回答下列問題:
(1)氨的水溶液顯弱堿性,其原因?yàn)? (用離子方程式表示),
0.1 molL-1的氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液的pH (填“升高”或“降低”);若加入少量明礬,溶液中N的濃度 (填“增大”或“減小”)。
(2)硝酸銨加熱分解可得到N2O和H2O,250℃時(shí),硝酸銨在密閉容器中分解達(dá)到平衡,該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,
平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;若有1 mol硝酸銨完全分解,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
mol。
(3)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示,若生成1 mol N2,其
ΔH= kJmol-1。
【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化;
(2)電解質(zhì)溶液中電離平衡、水解平衡以及化學(xué)平衡、反應(yīng)中的能量變化等化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的理解與應(yīng)用。
【解析】(1)氨水中一水合氨部分電離生成銨根離子和氫氧根離子,使溶液呈堿性;若加入氯化銨,銨根離子濃度增大,電離平衡逆向移動(dòng),氫氧根離子濃度減小,pH減小;若加入明礬,Al3+水解消耗OH-,使NH3H2O的電離反應(yīng)正向移動(dòng),c(N)增大。
(2)硝酸銨分解生成N2O和H2O為可逆反應(yīng),因此化學(xué)方程式為NH4NO3(s)N2O(g)+2H2O(g)(250℃時(shí),水為氣態(tài)),則K=c(N2O)c2(H2O);硝酸銨中氮元素化合價(jià)分別從-3和+5價(jià)均變?yōu)椋?價(jià),因此轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4個(gè),每有1 mol硝酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4 mol。
(3)N2O+NON2+NO2,根據(jù)圖示每生成1 mol氮?dú)?
ΔH=209 kJmol-1-348 kJmol-1=-139 kJmol-1。
答案:(1)NH3H2ON+OH- 降低 增大
(2)NH4NO3N2O↑+2H2O↑ K=c(N2O)c2(H2O) 4
(3)-139
.(xx廣東高考31)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。
(1)傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如下所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。
其中,反應(yīng)①為:
2HCl(g)+ CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1
反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
(反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。
①實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如圖:
則總反應(yīng)的ΔH 0(填“>”“=”或“<”);A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是 。
②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大,畫出相應(yīng)αHCl~T曲線的示意圖,并簡要說明理由: 。
③下列措施中,有利于提高αHCl的有 。 ( )
A.增大n(HCl)
B.增大n(O2)
C.使用更好的催化劑
D.移去H2O
(3)一定條件下測得反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下:
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
計(jì)算2.0~6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以molmin-1為單
位,寫出計(jì)算過程)。
(4)Cl2用途廣泛,寫出用Cl2制備漂白粉的化學(xué)反應(yīng)方程式 。
【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):
(1)掌握利用蓋斯定律計(jì)算熱效應(yīng)的方法;
(2)掌握外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響。
【解析】本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、平衡移動(dòng)原理、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、圖象問題的分析和處理能力。
(1)注意反應(yīng)熱和化學(xué)計(jì)量數(shù)之間的關(guān)系,反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,根據(jù)蓋斯定律可求出總反應(yīng)的反應(yīng)熱,2HCl(g)+ 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)
ΔH=ΔH1+ΔH2。
(2)①根據(jù)溫度升高,氯化氫的轉(zhuǎn)化率降低可知,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0。當(dāng)溫度升高時(shí),平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,所以K(A)>K(B);
②根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,增大壓強(qiáng),氯化氫的轉(zhuǎn)化率升高,故此時(shí)的αHCl~T曲線應(yīng)該在題中所給曲線的上方;
③增大n(HCl),平衡雖然正向移動(dòng)但是氯化氫的轉(zhuǎn)化率下降,A不正確;增大氧氣的濃度,可以提高αHCl,B正確;催化劑只能改變反應(yīng)速率不能改變化學(xué)平衡,C不正確;移去H2O,平衡正向移動(dòng),αHCl變大,D正確。
(3)應(yīng)用題目給出的數(shù)值可以計(jì)算速率為1.810-3molmin-1。
(4)制備漂白粉是用氯氣和石灰乳反應(yīng)制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
答案:(1)2HCl(g)+ 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
(2)①< K(A) ②見下圖
增大壓強(qiáng),平衡右移,αHCl增大,相同溫度下,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大?、跙、D
(3)解:設(shè)2.0~6.0 min內(nèi),HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n
2HCl(g)+1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n (5.4-1.8)10-3mol
解得n=7.210-3mol
v(HCl)=7.210-3mol/(6.0-2.0)min=1.810-3molmin-1
(4)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
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