题目内容

3．某温度下，H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）的平衡常数K=2.25．该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如表所示．
起始浓度甲乙丙
c（H2）/mol/L0.0100.0200.020
c（CO2）/mol/L0.0100.0100.020
下列判断不正确的是（　　）
A．反应开始时，反应速率：甲＜乙＜丙
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，c（CO2）丙=2c（CO2）甲
D．平衡时，乙中CO2的体积分数大于60%

分析 A、根据浓度越大，反应速率越大分析化学反应速率大小；
B、该反应是气体体积前后不变的反应，所以甲和丙为等效平衡；
C、该反应是气体体积前后不变的反应，所以甲和丙为等效平衡，但丙的起始浓度为甲的两倍，所以平衡时，丙浓度为甲的两倍；
D、根据平衡常数计算平衡时二氧化碳的体积分数，在乙容器中相当于是甲容器中增加了H2，CO2的体积分数减小，据此判断．

解答 解：A、根据浓度越大反应速率越快可知，反应开始时，丙中的反应物浓度最大，所以反应速率最快，甲中的反应物浓度最小，所以反应速率最慢，所以，反应速率：甲＜乙＜丙，故A正确；
B、设甲容器中平衡时反应掉的氢气的浓度为xmol/L，根据K=$\frac{x{\;}^{2}}{（0.01-x）{\;}^{2}}$=2.25，得x=0.006，所以H2的转化率是60%，又甲和丙为等效平衡，所以甲中和丙中H2的转化率均是60%，故B正确；
C、甲和丙为等效平衡，但丙的起始浓度为甲的两倍，所以平衡时，丙浓度为甲的两倍，故C正确；
D、设甲容器中平衡时反应掉的二氧化碳的浓度为xmol/L，根据K=$\frac{x{\;}^{2}}{（0.01-x）{\;}^{2}}$=2.25，得x=0.006，所以CO2的体积分数为$\frac{0.006}{0.01+0.01}$=30%，在乙容器中相当于是甲容器中增加了H2，CO2的体积分数减小，所以小于30%，故D错误；
故选D．

点评 本题主要考查了化学平衡的相关计算、影响化学反应速率的因素、等效平衡的思想等知识点，中等难度，解题时要注意比较反应前后气体体积的变化特征．

练习册系列答案
相关题目
13．下列有关实验操作错误的是（　　）
A．用药匙取用粉末状或小颗粒状固体
B．用胶头滴管滴加少量液体
C．给盛有2/3体积液体的试管加热
D．过滤时漏斗的下端管口要紧靠烧杯内壁
14．人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素（CO（NH2）2），原理如图．
（1）阳极室中发生的反应依次有：6Cl--6e-═3Cl2↑、CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl．
（2）电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将不变；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为7.2g（忽略气体的溶解，下同）．
（3）若关闭左下侧与左上侧溶液的导入导出，当电解过程中转移了2mol电子，则质子交换膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）为26g．
11．Na2O2与水的反应实际是Na2O2+2H2O═2NaOH+H2O2，反应放出的热量使部分H2O2受热分解：2H2O2═2H2O+O2↑．为了测定某过氧化钠固体的纯度，今做如下实验：
①称取过氧化钠固体2.00g
②把这些过氧化钠固体放入气密性良好的气体发生装置中
③向过氧化钠中滴加水，用某一量筒排水集气，量筒内液面在112mL处恰好与水槽内液面相平
④将烧瓶中的液体转移到250mL的容量瓶中，洗涤并将洗涤液也转入容量瓶，然后加入蒸馏水，定容，使液面恰好与刻度相切
⑤取25.00mL容量瓶中的液体，放入锥形瓶中，用过量的稀硫酸酸化，然后用0.01mol/L的KMnO4溶液去滴定，至终点时用去了24.20mL KMnO4溶液（此时锰全部以Mn2+ 存在）
（1）有500mL、250mL、150mL的量筒备用，应选用量程为150mL的量筒
（2）该实验应选用酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管
（3）在步骤③测量气体体积时，必须待烧瓶和量筒内的气体都冷却到室温时进行，若此时量筒内的液面高于水槽中液面（如图），立即读数会使Na2O2的纯度偏高（填“偏高”“偏低”或“不变”）；应进行的操作是应慢慢把量筒往下移，使量筒中液面恰好与水槽中液面相平．
（4）在步骤⑤中反应的离子方程式是2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O判定滴定达到终点的依据是滴入最后一滴溶液刚好由无色变为浅紫红色，且在半分钟内不褪色．
（5）该过氧化钠的纯度为62.6%（用百分数表示，保留一位小数；实验中得到的气体体积均看作为标准状况下）
18．氮化铝（AlN）陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料，最高可稳定到2200°C，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料．抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料．工业用氮化铝（AlN）产品中常含有少量Al4C3、AlO3、C等杂质．现要通过实验分别测定氮化铝（AlN）样品中AlN和Al4C3的质量分数（忽略NH3在强碱性溶液中的溶解）．
（1）实验原理
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4，则该反应的离子方程式是Al4C3+12H+=4Al3++3CH4↑．
②AlN溶于强酸生成铵盐，溶于氢氧化钠溶液生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑．
（2）实验装置（如图所示）

（3）实验过程
①连接实验装置，检验装置的气密性．称得D装置的质量为yg，滴定管的读数为amL．
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，通过分液漏斗加入过量H2SO4（填化学式），与锥形瓶内物质充分反应．
③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量NaOH（填化学式），与锥形瓶内物质充分反应．
④打开K2，通过打气装置通入空气一段时间．
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为zg．
（4）数据处理与问答
①在上述装置中，设置活塞K2的目的是打开K2，通入空气一段时间，排尽装置的氨气，被装置D完全吸收．
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积偏小（填“偏大”，“偏小”或“无影响”）．
③Al4C3的质量分数为$\frac{0.048（a-b）}{Vmx}$×100%，AlN的质量分数为$\frac{41（Z-Y）}{17X}$×100%．
8．电解原理在化学工业中有广泛应用．
（1）图1是电解食盐水的工业模拟图
①电解饱和食盐水的离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑
②溶液A是氢氧化钠浓溶液

（2）图2是实验室常用的电解池装置，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①在X（填X或Y）极附近观察溶液变红．
②Y电极上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验该电极反应产物的方法是把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
（3）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是纯铜，电极反应式是Cu2++2e-=Cu．
15．判断含氧酸强弱的一条经验规律：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强．几种实例如下表所示．
次氯酸磷酸硫酸高氯酸
含氧酸
非羟基氧原子数0123
酸性弱酸中强酸强酸最强酸
（1）亚磷酸（H3PO3）和亚砷酸（H3AsO3）的分子式相似，但它们的酸性差别很大．亚磷酸是中强酸，亚砷酸既有弱酸性又有弱碱性，由此可推出它们的结构式分别为：亚磷酸，亚砷酸．
（2）分别写出亚磷酸和亚砷酸与过量的NaOH溶液反应的化学方程式．亚磷酸：H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O，亚砷酸：H3AsO3+3NaOH=Na3AsO3+3H2O．
（3）比较H3AsO4、H2CrO4、HMnO4的酸性强弱，酸性由弱到强的顺序H3AsO4、H2CrO4、HMnO4．
12．“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一．CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO2是解决“温室效应”的有效途径．
（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有abc．（填字母编号）
a．采用节能技术，减少化石燃料的用量
b．鼓励乘坐公交车出行，倡导低碳生活
c．利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料
（2）另一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环．如：
2CO2（g）+2H2O（l）═C2H4（g）+3O2（g）△H=+1411.0kJ/mol
2CO2（g）+3H2O（l）═C2H5OH（1）+3O2（g）△H=+1366.8kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇的热化学方程式是：C2H4（g）+H2O（l）=C2H5OH（l）△H=-44.2kJ/mol．
（3）在一定条件下，6H2（g）+2CO2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（g）．
温度（k）
CO2转化率（%）
n（H2）/n（CO2）		500600700800
1.545332012
260432815
383623722
根据表中数据分析：
①温度一定时，提高氢碳比，CO2的转化率增大（填“增大”“减小”或“不变”）．
②该反应的正反应为放（填“吸”或“放”）热反应．
③在图一的坐标系中作图，说明压强由p1增大到p2时，由于平衡移动引起H2转化率和乙醇百分含量的变化．
13．下列推断正确的是（　　）
A．1mol Na2O2与水反应，转移电子1mol
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物也相同
C．钠能与氧气和水反应，钠暴露在空气中最终的产物是NaOH
D．将0.01mol的Na2O和Na2O2分别投入同质量的水中，所得到的溶质质量分数不同

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