题目内容

短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              。
（2）已知：①E－E→2E·；△H＝＋a kJ·mol-1 
② 2A·→A－A；△H=－b kJ·mol-1 
③E·＋A·→A－E；△H=－c kJ·mol-1（“·”表示形成共价键所提供的电子） 
写出298K时，A2与E2反应的热化学方程式                                   。
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A2（g）＋BC（g）X（g）；△H＝－dJ·mol－1（d＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物）。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：
实验
甲
乙
丙
初始投料
2 molA2、1 molBC
1 molX
4 molA2、2 molBC
平衡时n（X）
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
α1
α2
α3
 
①在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则该时间段内A2的平均反应速率v(A2)       。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为          。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是      （填序号）。
A．α1＋α2＝1               B．Q1＋Q2＝d            C．α3＜α1            
D．P3＜2P1＝2P2       E．n2＜n3＜1.0mol           F．Q3＝2Q1
④在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%，请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。
（1）离子键、共价键（2分）
（2）H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；△H=（a＋b－2c）kJ·mol－1（2分）
（3）①0.125mol·L－1·min－1（2分）
②4（2分）
③ABD（3分）
④（3分）

试题分析：短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是原子半径最小的元素，则是H，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，则是C，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，C是O，D是Na，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数，E是Cl；（1）A、C、D形成的化合物是NaOH，既有离子键，又有共价键；（2）根据盖斯定律，写出热方程H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；△H=（a＋b－2c）kJ·mol－1（3）2H2+COCH3OH,分别按照三次投料发生上述反应，条件相同，甲和乙是等效平衡，丙等同于增大压强，平衡正向移动。
2 H2  +   CO    CH3OH,
起始： 2         1           0
变化： 1         0.5         0.5
平衡： 1         0.5         0.5
①v(H2)= =0.125mol·L－1·min－1    ②K==4
③根据甲乙等效平衡，A正确，B正确；丙中平衡右移，转化率增加，C．α3>α1，错误；压强小于2倍的甲的压强，D正确；2mol>n3>1mol，错误；Q3>2Q1答案ABD
练习册系列答案
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水是生命之源，也是化学反应中的主角。请回答下列问题:
Ⅰ、氢气燃烧生成液态水热化学方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH=－572kJ/mol。
(1)生成物能量总和(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(2)若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量  572 kJ(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)氢气热值为        。
Ⅱ、氢气和氧气反应生成水，将化学能转化为电能，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成。

(1)a电极反应式是                            
(2)b电极反应式是                           
Ⅲ、如图表示一个电解池。X、Y都是惰性电极，电解液a是饱和食盐水，同时在两边各滴入几滴酚酞试液。

(1）X极上的电极反应式为                        ，
在X极附近观察到的现象是                        。
(2)Y极上的电极反应式为                       ，
检验该电极反应产物的方法是                      。
（1）已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ/mol，
CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－283.0 kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为___________。
（2）以甲醇、空气，氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极，可构成燃料电池；已知该燃料电池的总反应式是：2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，该燃料电池发生反应时，正极区溶液的PH__________ (填“增大”， “减小” 或“不变”)该电池的负极反应式为_________________。
（3） 用上述燃料电池进行粗铜的精炼，粗铜应连接电源的________极，该粗铜精炼电解池的阴极反应式为_________________。
SO2、NO、NO2、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题。
（1）上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有__________（填化学式）。
（2）已知：2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g)；△H=－196.6kJ/mol
O2(g)+2NO(g)=2NO2(g)；△H=－113.0kJ/mol
①反应：NO2(g) +SO2(g)= SO3(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。
②一定条件下，将NO2和SO2以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应： NO2(g) +SO2(g)SO3(g) +NO(g)，
下列不能说明反应达到平衡状态的是_____（填字母）。
a．体系压强保持不变
b．混合气体的颜色保持不变
c．NO的物质的量保持不变
d．每生成1molSO3的同时消耗1molNO2
（3）CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图所示。

①上述合成甲醇的反应为______（填“放热”或“吸热”）反应。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________。
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为_____L。
（4）某研究小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时，OH-向______（填“a”或“b”）极移动。
②电池工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的离子方程式为__________________。
汽车内燃机工作时产生的电火花和高温会引起反应：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)，导致汽车尾气中的NO和NO2对大气造成污染。
（1）在不同温度（T1，T2）下，一定量的NO分解产生N2和O2的过程中N2的体积分数随时间t变化如右图所示。根据图像判断反应N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)为_________反应（填“吸热”或“放热”），随着温度的升高，该反应的平衡常数K________（填“增大”“减小”或“不变”，平衡向________移动（填“向左”“向右”或“不”）。

（2）某温度时，向容积为1L的密闭容器中充入5mol N2与2．5molO2,发生N2(g)＋O2(g)=2NO(g)反应，2min后达到平衡状态，NO的物质的量为1mol，则2min内氧气的平均反应速率为_________，该温度下，反应的平衡常数K=________。该温度下，若开始时向上述容器中加入的N2与O2均为1mol，则N2的平衡浓度为_______mol/L。
（3）为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如右图所示
。
写出上述变化中的总化学反应方程式：________________________________________。
（4）用催化还原的方法也可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H＝－574kJ/mol
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H＝－1160kJ/mol
写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式_______________________________________。
合成氨工业对国防具有重要意义，如制硝酸、合成纤维以及染料等
（1）已知某些化学键的键能数据如下表：
化学键
N≡N
H—H
N—H
键能kJ·mol－1
946
436
390
 
合成氨的热化学反应方程式为                                      。
（2）常温下，向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2，有NaHCO3固体析出，该反应的化学方程式为                 ；所得溶液中离子的电荷守恒式是                     ；若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气，则没有NaHCO3固体析出，原因是          。
（3）氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为          （填“向a极”或“向b极”），电解过程中，b极区的pH         （填“增大”或“减小”或“不变”），阳极反应方程式为                    。
I．工业上可用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”表示反应中能量的变化，曲线   （填“a或b”）表示使用了催化剂；该反应的热化学方程式为              。
（2）若容器容积不变，下列措施可增大CO平衡转化率的是_____。
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1 mol CO和2 mol H2
（3）其他条件不变，请在“图2”中画出温度为T2（且T2<T1）时，CO的平衡转化率与H2和CO的起始组成比[n(H2)/n(CO)]的关系曲线。

II．向BaSO4沉淀中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌，弃去上层清液，如此处理多次，可使BaSO4全部转化为BaCO3，发生的反应可表示为：BaSO4(s)+CO32－(aq)BaCO3(s)+SO42－(aq)。
（4）现有0.20 mol BaSO4，加入1.0L 2.0mol/L的饱和Na2CO3溶液处理，假设起始的c(SO42－)≈0，平衡时，K=4.0×10－2，求达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。（写出计算过程，计算结果保留2位有效数字）
除去杂质后的水煤气主要含H2、CO，是理想的合成甲醇的原料气。
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)+CO2(g)2CO(g)  △H1；
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H2；③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  △H3；
上述反应△H3与△H1、△H2之间的关系为                       。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：2CH4(g)＋3O2(g)4CO(g)＋4H2O(g)   △H=－1038kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）：
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是      （填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是                                                      ；
（3）请在答题卡中，画出（2）中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变化示意图，并进行必要标注。
（4）合成气合成甲醇的主要反应是：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=－90.8kJ·mol－1，T℃下此反应的平衡常数为160。
此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：
物质
H2
CO
CH3OH
浓度/（mol·L－1）
0.20
0.10
0.40
 
①该时间段内平均反应速率v(H2)=                       。
②比较此时正、逆反应速率的大小：v(正)      v (逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）
（5）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                                 。
氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。
（1）500°C、50Mpa时，在容积为VL的密闭容器中加入n mol N2、3n mol H2，经过t min后反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值
为              ； t min内用NH3表示的速率是              
（2）工业合成氨的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）ΔH＝－92kJ/mol（表示当生成2 mol NH3时放出92.2KJ的热）。有关键能：N≡N：945.6kJ/mol ；N-H：391.0kJ/mol，则H—H键能为           KJ/mol

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