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2013年高考化学试题分类解析汇编:化学反应速率和化学平衡


2013 年高考化学试题分类解析汇编: 化学反应速率和化学平衡
(2013 大纲卷)7、反应 X(g)+Y(g) 2Z(g);△H<0,达到平衡时,下列说法正确的是 A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z 的产率增大 C.增大 c(X),X 的转化率增大 D.降低温度,Y 的转化率增大 21 世纪教育网 【答案】D 【解析】根据方程式系数和△H,分析可得压强增大,平衡不移动;温度升高,平衡逆向移动。 (2013 福建卷)12. NaHSO3 溶液在不同温度下均可被过量 KIO3 氧化,当 NaHSO3 完全消耗即有 I2 析出,根据 I2 析 出所需时间可以求得 NaHSO3 的反应速率。将浓度均为 0.020mol· L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(过量)酸 性溶液 40.0ml 混合,记录 10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如右图。据图分析,下列判

断不正确的是 A.40℃之前与 40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 B.图中 b、c 两点对应的 NaHSO3 反应速率相等 C.图中 a 点对应的 NaHSO3 反应速率为 5.0 ×10-5mol· s-1 L-1· D.温度高于 40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂 【答案】B

0.020mol ? L?1 ? 10ml 50ml ? 80s 【解析】 读图可知正确; 计算 v, A 根据公式, 等于 0.02/5, C0 终了为 0, 除去 80, v(NaHSO3)= =5.0
×10-5mol· s-1,得到选项 C 是对的。可得;D 温度越高,反应速率越快,但是这里呈现负增长,淀粉不再合适做指 L-1· 示剂。B 中因为温度是唯一改变的条件,温度升高反应速率加快,不会相等。 (2013 江苏卷)15.一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的 2L 恒 容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器 I、II、III,在 I 中充入 1molCO 和 1molH2O,在 II 中充入 1molCO2 和 1mol H2, 在 III 中充入 2molCO 和 2molH2O,700℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是 A.容器 I、II 中正反应速率相同 B.容器 I、III 中反应的平衡常数相同 C.容器 I 中 CO 的物质的量比容器 II 中的多 D.容器 I 中 CO 的转化率与容器 II 中 CO2 的转化率之和小于 1 【参考答案】CD 【解析】本题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动 等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。 A.在 I 中充入 1molCO 和 1molH2O,在 II 中充入 1molCO2 和 1mol H2,刚开始时,容器 I、中正反应速率最大,容器 II 中正反应速率为零。达到平衡时,容器 I 温度大于 700℃,容器 II 温度小于 700℃,所以,容器 I 中正反应速率大于 容器 II 中正反应速率。 B.容器 III 可看成容器 I 体积压缩一半,各物质浓度增加一倍,若温度恒定,则平衡不移动;但恒容绝热的情况下,容 器 III 中温度比容器 I 高,更有利于平衡向逆反应方向移动,故平衡常数容器 III 小于容器 I。 C.若温度恒定,容器 I、II 等效,但两者温度不等。达到平衡时,容器 I 温度大于 700℃,容器 II 温度小于 700℃,有 利于容器 I 平衡向逆反应方向移动,故容器 I 中 CO 的物质的量比容器 II 中的多。 D.若温度恒定,容器 I、II 等效,容器 I 中 CO 的转化率与容器 II 中 CO2 的转化率之和等于 1。但两者温度不等,达到 平衡时,容器 I 温度大于 700℃,容器 II 温度小于 700℃,有利于容器 I 平衡向逆反应方向移动,有利于容器 II 平衡向 正反应方向移动,故容器 I 中 CO 的转化率相应减小,容器 II 中 CO2 的转化率同样会相应减小,因此,容器 I 中 CO 的转化率与容器 II 中 CO2 的转化率之和小于 1。

[2013 高考?重庆卷?7]将 E 和 F 加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s) G 的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示: 压强/MPa 体积分数/% 温度/℃ 810 915 1.0 54.0 c 2.0 a 75.0 f 3.0 b d 83.0

2G(g)。忽略固体体积,平衡时

① b<f ③ 该反应的△S>0 上述①~④中正确的有 A.4 个 B.3 个 C.2 个 D.1 个 答案:A 【解析】同温下,增大压强,平衡逆向进行,平衡时 G 的体积分数变小,故可知 c>75.0>54.0>a>b,利用 c>75.0 >54.0 可知同压下,升温平衡正向移动,即正反应为吸热反应,从而可知 f>75.0,所以①正确;在 915℃、2M Pa 下, 设 E 的起始量为 amol,转化率为 x,则平衡时 G 的量为 2ax,由题意得 2ax/(a-ax+2ax)=75%,解得 x=0.6,②正确;该 题是气体体积增大的反应,因此为熵增反应,③正确;结合前面分析知升温平衡正向移动,则平衡常数增大,④正确, 故正确答案为:A。 (2013 四川卷)6. 在一定温度下,将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol 充入 10 L 恒容密闭容器中,发 生反应 X(g)+ Y(g) 2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下 表( ) t / min n(Y)/mol 2 0.12 4 0.11 7 0.10 9 0.10

1000 e ② 915℃、2.0MPa 时 E 的转化率为 60% ④ K(1000℃)>K(810℃)

A. 反应前 2min 的平均速率 v(Z)=2.0×10-5 mol/(L·min) B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前 v(逆)>v(正) C.该温度下此反应的平衡常数 K=1.44 D.其他条件不变,再充入 0.2 mol Z,平衡时 X 的体积分数增大 【答案】C 【解析】A. Y 的反应速率为 v(Y)=(0.16-0.12)mol/(10L*2mim)=2.0× 10-3mol/L,v(Z)=2v(Y)=4.0× 10-3 mol/L。 B. ΔH<0,放热反应,降温正反速率均降低,降温反应向正向移动,V(正)>V(逆) C. 列出三行式,由平衡常数公式可得 K=1.44 D. 反应前后计量数不变,达到等效平衡,X 体积分数不变。 (2013 上海卷)20.某恒温密闭容器中,可逆反应 A(s) B+C(g)-Q 达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时, C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是 A.产物 B 的状态只能为固态或液态 B.平衡时,单位时间内 n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1 C.保持体积不变,向平衡体系中加入 B,平衡可能向逆反应方向移动 D.若开始时向容器中加入 1molB 和 1molC,达到平衡时放出热量 Q 答案:BC 【解析】若 B 为气体,且原平衡时 B 与 C 的浓度相等时,因容器保持恒温,缩小容器体积,达到新平衡时平衡常数不 变,则气体 C 的浓度也一定不变,故 A 项错误;平衡时,各物质的量不再改变,因此单位时间内 n(A)消耗=n(C)消耗, B 项正确;保持体积不变,若 B 为气态,则向平衡体系中加入 B,平衡逆向移动,C 项正确;因反应为可逆反应,故 加入 1molB 和 1molC 至反应达到平衡时不能完全消耗,放出热量小于 Q,D 项错误。 (2013 安徽卷)11.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料 MgO:MgSO3(s) + CO(g) MgO(s) + CO2(g) +SO2(g) △H>0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标 x 的值,重新达到平衡后,纵坐标 y 随 x 变化趋势合理 的是 选项 A x 温度 y 容器内混合气体的密度

B C

CO 的物质的量 SO2 的浓度

CO2 与 CO 的物质的量之比 平衡常数 K

MgSO4 的质量(忽略体积) CO 的转化率 D 【答案】A 【解析】该反应为正方向体积增加且吸热的可逆反应。A、升高温度,平衡正向移动,气体的质量增加,密度增大,正 确;B、增加 CO 的物质的量,平衡正向移动,但 CO 的转化率降低,故比值减小,错误;C、平衡常数只与温度有关, 错误;D 中因 MgSO4 为固体,增加其质量,对 CO 的转化率没有影响,不正确。 (2013 北京卷)11.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是

【答案】C 【解析】 A、存在平衡 2NO2 N2O4,升高温度平衡向生成 NO2 方向移动,故正确; B、水的电离是可逆过程,升高温度 Kw 增大,促进水的电离,故 B 正确; C、催化剂不能影响平衡移动,故 C 错误; D、弱电解质电离存在平衡,浓度越稀,电离程度越大,促进电离,但离子浓度降低,所以氨水的浓度越稀,pH 值越 小,故 D 正确。 (2013 全国新课标卷 2)28.(14 分) 在 1.0 L 密闭容器中放入 0.10molA(g),在一定温度进行如下反应应: A(g) B(g)+C(g) △H=+85.1kJ· mol-1 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表: 时间 t/h 总压强 p/100kPa 0 4.91 1 5.58 2 6.32 4 7.31 8 8.54 16 9.50 20 9.52 25 9.53 30 9.53

回答下列问题: (1)欲提高 A 的平衡转化率,应采取的措施为 。 (2)由总压强 P 和起始压强 P0 计算反应物 A 的转化率 α(A)的表达式为 。 平衡时 A 的转化率为 ,列式并计算反应的平衡常数 K 。 (3)①由总压强 p 和起始压强 p0 表示反应体系的总物质的量 n 总和反应物 A 的物质的量 n(A),n 总= n(A)= mol。 ②下表为反应物 A 浓度与反应时间的数据,计算 a= 。 反应时间 t/h 0 4 8 16 c A) mol· ( ( / L-1) 0.10 a 0.026 0.0065 分析该反应中反应反应物的浓度 c(A)变化与时间间隔(△ t)的规律,得出的结论是 , 由此规律推出反应在 12h 时反应物的浓度 c(A)为 mol· L-1。 解析:考察化学平衡知识,涉及平衡移动,转化率、平衡常数、平衡计算、反应速率、表格数据分析。 (1)根据反应是放热的、气体分子数增大的特征可知,要使 A 的转化率增大,平衡要正向移动,可 以采用升高温度、降低压强的方法。 (2)反应前气体总物质的量为 0.10mol,令 A 的转化率为 α(A),改变量为 0.10α(A) mol,根据差量 法可得,气体增加 0.10α(A)mol,由阿伏加德罗定律列出关系: 0.10 pO p 9.53 = α(A)=( -1)×100%;α(A)=( -1)×100%=94.1% 0.10+0.10α(A) p po 4.91 平衡浓度 c(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L

mol,

K=

0.09412 =1.5 0.0059

0.10 pO p p p (3)① = n=0.1× ;其中,n(A)=0.1-(0.1× -0.1)=0.1×(2- ) n p po po po 7.31 ②n(A)=0.1×(2- )=0.051 4.91 C(A)=0.051/1=0.051mol/L

每间隔 4 小时,A 的浓度为原来的一半 当反应 12 小时时,c(A)=0.026/2=0.013mol/L 答案:(1)升高温度、降低压强 p 0.09412 (2)( -1)×100%;94.1%;K= =1.5mol/L po 0.0059 p p (3)①0.1× ;0.1×(2- ); po po ②0.051;达到平衡前每间隔 4 小时,c(A)减少约为一半;0.013 (2013 全国新课标卷 1)28.二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为 H2、CO、和 少量 CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: ①CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) △ H1=-90.1 kJ· mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △ H2=-49.0 kJ· mol-1 水煤气变换反应: ③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △ H3=-41.1 kJ· mol-1 二甲醚合成反应: ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △ H4=-24.5 kJ· mol-1 ⑴Al2O3 是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度 Al2O3 的主要工艺流程 是 (以化学方程式表示) 。 ⑵分析二甲醚合成反应④对于 CO 转化率的影响 。 ⑶由 H2 和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。 ⑷有研究者在催化剂(含 Cu-Zn-Al-O 和 Al2O3),压强为 5.0MPa 的条件下由 H2 和 CO 直接制备二甲醚,结果如下图 所示。其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是____________。

⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池(5.93kW· kg-1),若电 h· 解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______________。 一个二甲醚分子经过电化学氧化, 可以产生_______个电子的电量; 该电池理论输出电压 1.20V, 能量密度 E=_____ (列 式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW· h=3.6× 105J ) 答 案 : ( 1 ) Al2O3 ( 铝 土 矿 ) +2NaOH+3H2O = 2NaAl(OH)4 ; NaAlO2+CO2+2H2O = NaHCO3+Al(OH)3 ↓ ;



2Al(OH)3

Al2O3+3H2O

(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应①平衡向右移,CO 转化率增大;生成的 H2O,通过水煤气变换反应③消耗部分 CO。 (3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ/mol;该反应分子数减小,压强升高使平衡右移,CO 和 H2 的转化率增大,CH3OCH3 产率增加。压强升高使 CO 和 H2 的浓度增加,反应速率增大。 (4)反应放热,温度升高,平衡左移 (5)CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;12

1.20V ?

1000 g ?12 ? 96500 C / mol 46g / mol ? 3.6 ?10 6 J ? kW ?1 ? h -1)=8.39 kW ? h ? kg -1 ( 1kg 。

(1)工业上从铝土矿中提纯高纯度氧化铝的流程是:用氢氧化钠溶液溶解铝土矿,然后过滤,在滤液中通入过量的 CO2,得到氢氧化铝,然后高温煅烧氢氧化铝,即可得到高纯度的氧化铝。 (2)合成二甲醚消耗甲醇,对于 CO 参与的反应相当于减小生成物的浓度,有利于平衡向右移动,使 CO 的转化率提 高。 (3)根据盖斯定律可知,将①×2+④即得到反应 2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),所以该反应的放热△H= -90.1 kJ/mol×2-24.5 kJ/mol=-204.7kJ/mol。 (4)该反应分子数减小,压强升高使平衡右移,CO 和 H2 的转化率增大,CH3OCH3 产率增加。压强升高使 CO 和 H2 的浓度增加,反应速率增大。 (5)原电池中负极失去电子,所以负极电极反应式是 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;二甲醚中碳原子的 化合价是-2 价,反应后变为+4 价,失去 6 个电子,所以一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 12 个电子的电 量;由于能量密度=电池输出电能/燃料质量,所以该电池的能量密度=

1.20V ?

1000 g ?12 ? 96500 C / mol 46g / mol ? 3.6 ?10 6 J ? kW ?1 ? h -1)=8.39 kW ? h ? kg -1 ( 1kg 。

(2013 北京卷)26.(14 分) NOx 是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1) NOx 能形成酸雨,写出 NO2 转化为 HNO3 的化学方程式:_ (2)汽车发动机工作时会引发 N2 和 02 反应,其能量变化示意图如下:

.

①写出该反应的热化学方程式: _ 。 ②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_ 。 (3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低 NOX 的排放。 ①当尾气中空气不足时, NOX 在催化转化器中被还原成 N2 排出。 写出 NO 被 CO 还原的化学方程式: _ 。 ② 当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收 NOX 生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO。原因是 ,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对 NOX 的吸收能力逐渐增强。 通过 NOx 传感器可监测 NOx 的含量,其工作原理示意图如下:

①Pt 电极上发生的是

反应(填“氧化”或“还原”)。

②写出 NiO 电极的电极反应式: 。 【答案】(1)3NO2+2H2O=2HNO3+NO; (2)①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183KJ/mol;
催化剂

②增大;

(3)①2NO+2CO

N2+2CO2

②由 Mg、Ca、Sr、Ba 的质子数,得知它们均为第ⅡA 族。同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大; (4)①还原; ②NO+O2--2e-=NO2; 【解析】(1)NO2 与 H2O 反应生成 HNO3 与 NO; (2)①△H=945kJ/mol+498kJ/mol-2×630KJ/mol=+183KJ/mol; ②该反应正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应移动,化学平衡常数增大; (3)①NO 被 CO 还原 N2,CO 被氧化为 CO2; ②由 Mg、Ca、Sr、Ba 的质子数可知,它们均处于第ⅡA 族,同一主族自上而下,原子半径增大,金属性增强; (4)①由工作原理示意图可知,O2 在 Pt 电极发生还原反应生成 O2-; ②在 O2-参加反应下,NO 在 NiO 电极发生氧化反应生成 NO2。 (2013 天津卷)10、某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物 PM2.5(直径小于等于 2.5um 的悬浮 颗粒物)其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对 PM2.5、SO2、NOx 等进行研究具有重要意义。请回答下列问 题: (1)对 PM2.5 样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表: 离子 浓度/mol.L K+ 4×10-6 Na+ 6×10-6 NH4+ 2×10-5 SO424×10-5 NO33×10-5 Cl2×10-5

根据表中数据判断 PM2.5 的酸碱性为_________,试样的 PH 值=____________。 (2)为减少 SO2 的排放,常采取的措施有: ①将煤转化为清洁气体燃料。已知: H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ? H= -241.8kJ/mol C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

? H= -110.5kJ/mol

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_____________________________________________; ②洗涤含 SO2 的烟气,以下物质可作洗涤剂的是________________________________。 a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3 (3)汽车尾气中 NOx 和 CO 的生成及转化为: ①已知气缸中生成 NO 的反应为: N2(g)+O2(g) 2NO(g)

? H>0

若 1mol 空气含有 0.8molN2 和 0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得 NO 为 8×10-4mol。计算该温度下 的平衡常数 K= ___________。 汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内 NO 排放量越大,原因是_______________________________。 ②汽车燃油不完全燃烧时产生 CO,有人设想按下列反应除去 CO: 2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知该反应的 ? H>0,简述该设想能否实现的依据:_____________________________。 ③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少 CO 和 NO 的污染,其化学反应方程式为__________。 【解析】该题综合考查化学反应原理的基础知识。涉及离子的水解、pH 的计算、盖斯定律的应用、化学平衡常数的计 算、自由能的应用等。 (1)观察表格中离子可知,含有 NH4+,水解溶液显酸性,即 pM2.5 的酸碱性应该是酸性。试样的 pH 值根据表中数 据依据溶液中的电荷守恒可计算出氢离子浓度是 10-4mol/L,则 pH=4。 (2)根据盖斯定律可知,②-①即得到 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),所以该反应的反应热△H=-110.5kJ/mol+ 241.8kJ/mol=+131.3kJ/mol。烟气中含有 SO2,而 SO2 是酸性氧化物,所以可以选择碱性物质氢氧化钙和碳酸钠,即 答案选 ab。 (3)① N2(g)+O2(g) 2NO(g) 起始量(mol) 0.8 0.2 0 转化量(mol) 4×10-4 4×10-4 8×10-4 平衡量(mol) 0.8 0.2 8×10-4

(8 ?10 ?4 ) 2 ? 4 ?10 ?6 由于反应前后体积不变,所以该反应的平衡常数 K= 0.8 ? 0.2 。
正方应是吸热反应,升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,所以单位时间内 NO 的排放量增大。 ②该反应是焓值增加,熵值减小的反应,所以根据△G=△H-T·△S 可知。△G 始终大于 0,因此在任何温度下都不 能实现。
催化剂

③CO 和 NO 在催化剂的作用下反应生成 CO2 和氮气,反应的化学方程式是 2CO+2NO 答案:(1)酸性;4 (2)①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol ②a、b (3)①4×10-6;温度升高,反应速率加快,平衡右移 ②该反应是焓增,熵减的反应,任何温度下均不能自发进行
催化剂

2CO2+N2。

③2CO+2NO

2CO2+N2

(2013 山东卷)29.(15 分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用 (1)利用“化学蒸气转移法”制备 TaS2 晶体,发生如下反应: TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)△ H>0 (I) 反应(I)的平衡常数表达式 K= 。若 K=1,向某恒容密闭容器中加入 1mol I2(g)和足量 TaS2(s), I2(g)的平衡转化率为 。 (2)如图所示,反应(I)在石英真空管中进行,先在温度为 T2 的一端 放 入未 提 纯的 TaS2 粉末和少量 I2(g),一段时间后,在温度为 T1 的一端得到了 纯 净 的 TaS2 晶体,则温度 T1 T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循 环 使用 的 物质是 。 (3)利用 I2 的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢铁中的硫转化 为 H2SO3,然后用一定浓度的 I2 溶液进行滴定,所用指示剂为 ,滴定反应的离子方程式为 。 (4)25℃时,H2SO3 HSO3-+H+的电离常数 Ka=1× 10-2mol/L,则该温度下 NaHSO3 的水解平衡常数 Kh= c(H2SO3) mol/L。若向 NaHSO3 溶液中加入少量的 I2,则溶液中 将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 c(HSO3—) c(TaI4) c(S2) [S2][TaI4] 解析:(1) 或 ,通过三行式法列出平衡浓度,带入 K 值可以得出转化率为 66.7%。 c2(I2) [I2]2 (2)由所给方程式可知该反应为吸热反应,低温有利于反应向逆反应方向进行,即有利于提纯 TaS2。在温度为 T1 的 一端得到了纯净的 TaS2 晶体,所以 T1<T2。I2 是可以循环使用的物质。 (3)因为 I2 遇到淀粉会变蓝色,所以可以用淀粉溶液作指示剂。离子反应方程式是 H2SO3+I2+H2O=4H++SO42-+2I-。 [HSO3-]· [H+] [H2SO3]· Kw (4)Ka= ,HSO3-+H2O H2SO3+OH-,Kb= =1.0× 102× 1.0× 10-14=1.0× 10-12,当加入少量 [H2SO3] [HSO3-]· [H+] [H2SO3] I2 时,溶液酸性增强,[H+]增大,但是温度不变,Kb 不变,则 增大。 [HSO3-] c(TaI4) c(S2) 答案:(1) ;66.7% c2(I2) (2)<;I2 (3)淀粉;H2SO3+I2+H2O=4H++SO42-+2I(4)1.0× 10-12;增大 (2013 上海卷)镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两 步反应依次为: (1)Ni(S)+4CO(g) (2)Ni(CO)4(g) Ni(CO)4(g)+Q Ni(S)+4CO(g) 、

完成下列填空: 31.在温度不变的情况下,要提高反应(1)中 Ni(CO4)的产率,可采取的措施有

。 32.已知在一定条件下的 2L 密闭容器中制备 Ni(CO)4,粗镍(纯度 98.5%,所含杂质不与 CO 反应)剩余质量和反应时间 的关系如右图所示。Ni(CO)4 在 0~10min 的平均反应速率为 。

33.若反应(2)达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时 。 a.平衡常数 K 增大 b.CO 的浓度减小 c.Ni 的质量减小 d.v 逆[Ni(CO)4]增大 34.简述羰基法提纯粗镍的操作过程。 【答案】(31)增大压强 、从反应体系中移走 Ni(CO)4(g) ;(32)0.05mol/(L·min) (33)b c (34) 在封闭的玻璃管一端放入粗镍,控制温度在 50℃,通入 CO 气体,一点时间后在玻璃管的另一端加热至 230℃,即可 在该端获得纯净的镍。 【解析】(31)反应(1)是气体体积减少的放热反应,因此在温度不变的情况下,采取增大体系压强、从反应体系中移 走 Ni(CO)4(g)等措施均可使反应正向进行,提高 Ni(CO)4 的产率。(32)随反应进行,粗镍减少的质量即为参加反应 (1) 消耗的镍的质量, 0~10min, 在 生成 Ni(CO)4 的物质的量=(100g-41g)/59g· mol-1=1mol, 故在 0~10min, v[Ni(CO)4] =1mol/(2L×10min)=0.05mol/(L·min)。(33)由反应(1)为放热反应可知反应(2)为吸热反应,因此反应(2)达 到平衡后,降温,平衡逆向进行,反应平衡常数 K 变小、CO 的浓度与 Ni 的质量均减小、因温度降低,v 逆[Ni(CO)4] 减小。(34)利用信息可知,可采取在低温(50℃)时让粗镍和 CO 作用,使生成的 Ni(CO)4 在 230℃时分解即可得到 纯镍。 (2013 海南卷)15.(9 分) 反应 A(g) B(g) +C(g)在容积为 1.0L 的密闭容器中进行,A 的初始浓度为 0.050mol/L。温度 T1 和 T2 下 A 的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题: (1)上述反应的温度 T1 T2,平衡常数 K(T1) K(T2)。(填“大于”、 “小于” 或“等于”) (2)若温度 T2 时,5min 后反应达到平衡,A 的转化率为 70%,则: ①平衡时体系总的物质的量为 。 ②反应的平衡常数 K= 。 ③反应在 0~5min 区间的平均反应速率 v(A)= 。 [答案] (1)小于 小于 (2)①0.085mol ②0.082mol/L ③0.007mol/(L·min) [解析]:(1)图中显示,T2 时达到平衡所用时间少,速率大所以温度高;而温度越高 c(A)越小,可判断反应为吸热反 应,升温 K 将增大。 (2)平衡问题的常规计算,略。 (2013 浙江卷)27、捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3 和(NH4)2CO3 已经 被用作工业捕碳剂,它们与 CO2 可发生如下可逆反应: 反应Ⅰ:2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g) (NH4)2CO3 (aq) △H1 反应Ⅱ:NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g) NH4HCO3 (aq) △H2 反应Ⅲ:(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g) 2NH4HCO3 (aq) △H3

请回答下列问题: (1)△H1 与△H2、△H3 之间的关系是:△H3=_____ ______。 (2)为研究温度对(NH4)2CO3 捕获 CO2 气体效率的影响,在某温度 T1 下,将一定量的(NH4)2CO3 溶液置于密闭容 器中,并充入一定量的 CO2 气体(用氮气作为稀释剂),在 t 时刻,测得容器中 CO2 气体的浓度。 然后分别在温度为 T2、 T3、T4、T5 下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得 CO2 气体浓度,得到趋势图(见图 1)。 则: ①△H3______0(填“>”、“=”或“<”)。②在 T1-T2 及 T4- T5 二个温度区间,容器内 CO2 气体浓度呈现如图 1 所示的变化趋势,其原因是_____ ____。 ③反应Ⅲ在温度为 T1 时,溶液 pH 随时间变化的趋势曲线如图 2 所示。当时间到达 t1 时,将该反应体系温度迅速上升 到 T2,并维持该温度。请在该图中画出 t1 时刻后溶液的 pH 变化趋势曲线。 (3)利用反应Ⅲ捕获 CO2,在(NH4)2CO3 初始浓度和体积确定的情况下,提高 CO2 吸收量的措施有_____(写出 2 个)。 (4)下列物质中也可能作为 CO2 捕获剂的是 A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2 .【解析】(1)将反应Ⅰ倒过来书写: (NH4)2CO3 (aq) 2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g) —△H1 将反应Ⅱ×2: +) 2NH3 (l)+ 2H2O (l)+ 2CO2 (g) 2NH4HCO3 (aq) 2△H2 得:(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g) 2NH4HCO3 (aq) △H3 =2△H2—△H1 (2)由图 1 可知:在温度为 T3 时反应达平衡,此后温度升高,c(CO2)增大,平衡逆向移动,说明反应Ⅲ是放热反应(△ H3<0)。在 T3 前反应未建立平衡,无论在什么温度下(NH4)2CO3 (aq)总是捕获 CO2,故 c(CO2)减小。 反应Ⅲ在温度为 T1 时建立平衡后(由图 2 可知:溶液 pH 不随 时间变化而变化),迅速上升到 T2 并维持温度不变,平衡逆向移动, 溶液 pH 增大,在 T2 时又建立新的平衡。 (3)根据平衡移动原理,降低温度或增大 c(CO2) (4)具有碱性的物质均能捕获 CO2,反应如下: Na2CO3 +CO2 +H2O===2NaHCO3 HOCH2CH2NH2 +CO2 +H2O== HOCH2CH2NH3+ HCO3— 【答案】(1)2△H2—△H1 (2)①< ②T1-T2 区间,化学反应未达到平衡,温度越高,反应速率越快, 所以 CO2 被捕获的量随温度的升而提高。T4- T5 区间,化学反应已到达平衡,由于正反应是放热反应,温度升高,平 衡向逆反应方向移动,所以不利于 CO2 的捕获。 ③ (3)降低温度;增加 CO2 浓度(或压强) (4)BD (2013 广东卷)31.(16 分)大气中的部分碘源于 O3 对海水中 I-的氧化。 将 O3 持续 通入 NaI 溶液中进行模拟研究. (1)O3 将 I-氧化成 I2 的过程由 3 步反应组成: ①I-(aq)+ O3(g)= IO-(aq)+O2(g) △ H1 ②IO-(aq)+H+(aq) ③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) 总反应的化学方程式为 HOI(aq) △ H2 I2(aq) + H2O(l) △ H3 ,其反应

△ H=

。 I3-(aq),其平衡常数表达式为_______。

(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq) + I-(aq)

(3) 为探究 Fe2+ 对 O3 氧化 I-反应的影响(反应体系如图 13),某研究小组测定两组实验中 I3-浓度和体系 pH,结 果见图 14 和下表。

①第 1 组实验中,导致反应后 pH 升高的原因是_______。 ②图 13 中的 A 为_____,由 Fe3+生成 A 的过程能显著提高Ⅰ-的转化率,原因是_______。 ③第 2 组实验进行 18s 后,I3-浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)______。 A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C. I2(g)不断生成 D. c(Fe3+)增加 (4)据图 14,计算 3-18s 内第 2 组实验中生成 I3-的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。 解析: (1)将已知 3 个化学方程式连加可得 O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+ O2+ H2O,由盖斯定律得△H=△H1+△H2+△H3。 (2)依据平衡常数的定义可得,K= 。

(3)①由表格可以看出第一组溶液的 pH 由反应前的 5.2 变为反应后的 11.0,其原因是反应过程中消耗氢离子,溶液 酸性减弱,pH 增大,水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡,氢氧根浓度增大,溶液呈碱性,pH 增大。 ②由于是持续通入 O3=,O3 可以将 Fe2+氧化为 Fe3+:O3+2Fe2++2H+=2Fe3++ O2+ H2O,Fe3+氧化Ⅰ—:2Fe3++2 Ⅰ—=Ⅰ2+2Fe2+,即 A 是亚铁离子。Ⅰ—消耗量增大,转化率增大,与Ⅰ2 反应的量减少,Ⅰ3—浓度减小。 (4)由图给数据可知△c(Ⅰ3—)=(11.8×10—3 mol/L-3.5×10—3 mol/L)=8.3×10—3 mol/L,由速率公式得:v(Ⅰ 3—)=△c(Ⅰ3—)/△t= 8.3×10—3 mol/L/(18—3)=5.5×10—4 mol/L·s。 答案:(1) O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+ O2+ H2O,△H=△H1+△H2+△H3。(2) (3)反应过程中消耗氢离子,溶液酸性减弱,pH 增大,水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡,氢氧根浓度增 大,溶液呈碱性,pH 增大;Fe3+,BD (4)(计算过程略)5.5×10—4 mol/L·s 命题意图:化学反应原理与元素化合物 (2013 福建卷)23.(16 分) 利用化石燃料开采、加工过程产生的 H2S 废气制取氢气,既廉价又环保。 (1)工业上可用组成为 K2O·M2O3·2RO2·nH2O 的无机材料纯化制取的氢气 ①已知元素 M、 均位于元素周期表中第 3 周期, R 两种元素原子的质量数之和为 27, R 的原子结构示意图为_________ 则 ②常温下,不能与 M 单质发生反应的是_________(填序号)

a.CuSO4 溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH e.Na2CO3 固体 (2)利用 H2S 废气制取氢气来的方法有多种 ①高温热分解法 已知:H2S(g)==H2+1/2S2(g) 在恒温密闭容器中,控制不同温度进行 H2S 分解实验。以 H2S 起始浓度均为 c mol· 测定 H2S 的转化率,结果见右 L-1 图。图中 a 为 H2S 的平衡转化率与温度关系曲线,b 曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时 H2S 的转化率。据图计算 985℃时 H2S 按上述反应分解的平衡常数 K=________;说明温度的升高,曲线 b 向曲线 a 逼近的 原因:___________ ②电化学法 该法制氢过程的示意图如右。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是___________;反应池中发生反应 的 化 学 方 程 式 为 _____________________ 。 反 应 后 的 溶 液 进 入 电 解 池 , 电 解 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________。
+14 2 8 4

【答案】(1)①

②b、e

2 0 .2 c (2)① 3

温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的进间缩短(或其它合理答案) ②增大反应物接触面积,使反应更反分 通电 H2S + 2FeCl3 = 2FeCl2 + S↓ + 2HCl 2Fe2+ + 2H+ 2Fe3+ + H2↑ 【解析】本题考查元素推断、原子结构、化学平衡的影响因素及计算、电化学等化学反应原理的知识,同时考查学生 的图表分析能力。 (1)R 为+4 价,位于第 3 周期,应为 Si 元素,同理 M 为 Al 元素。常温下铝与 Fe2O3 不反应,与 Na2CO3 也不反应;
1

c ( S 2 ) 2 ? c ( H 2 ) 0 .4 c ? ( 0 .2 c ) 2 2 0 .2 c c( H 2 S ) 0 .6 c (2)①K= = =3 。温度越高,反应速率越快,反应物的转化率越高,与平衡转化
率差距越小,所以离得近。②FeCl3 具有强氧化性,能够氧化 H2S:2FeCl3+H2S=2FeCl2+S+2HCl。该逆流原理与 浓硫酸中 SO3 的吸收相类似,气体从下端通入,液体从上端喷,可以增大气液接触面积,反应充分。从图可知电解过 程中从左池通入的 Fe2?生成 Fe3?(阳极反应),循环使用;而另一电极产生的则为 H2(阴极反应)。故电解总的离 子方程式为:2Fe2++2H+ 电解 2Fe3++H2↑。

1



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