题目内容
某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时，弱酸HA在水中部分电离，当HA浓度为
时，其电离度为0.20（电离度＝已电离的HA分子数/起始HA的总分子数）；在苯中部分发生双聚，生成（HA）2。该平衡体系中，一元有机弱酸HA在溶剂苯（B）和水（W）中的分配系数为K，K＝C（HA）B／C（HA）W＝1.0，即达到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1：1；其他信息如下：
| 25℃平衡体系 | 平衡常数 | 焓变 | 起始总浓度 |
在水中，HA  |  |  | |
在苯中，2HA |  |  |  |
回答下列问题：
（1）计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1＝___________。
（2）25℃，该水溶液的pH为___________，（已知：1g2＝0.3，lg3＝0.5）在苯体系中HA的转化率为___________。
（3）在苯中，HA发生二聚：2HA
（HA）2，反应在较低温度下自发进行，则___________0。（4）25℃混合体系中，HA在苯中发生二聚，若测得某时刻溶液中微粒浓度满足
＝130，则反应向___________方向进行。
（1）
mol/L （2）3.2， 40% （3）＜ （4）正
解析试题分析：（1）HA在水溶液中电离：HA
H++A-，根据电离度为0.20，c（H+）=3.0×10-3mol/L×0.20=6.0×10-4mol?L?1，则K=6.0×10-4mol?L?1×6.0×10-4mol?L?1÷（3.0×10-3mol?L?1—6.0×10-4mol?L?1）=1.5×10-4mol?L?1。（2）pH=-lg（H+）=-lg（6.0×10-4）=3.2；达到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1：1，c（HA）=3.0×10-3mol?L?1—6.0×10-4mol?L?1=2.4×10-3mol?L?1，转化的HA为4.0×10-3mol?L?1—2.4×10-3mol?L?1=1.6×10-3mol?L?1，所以在苯体系中HA的转化率为,1.6×10-3mol?L?÷4.0×10-3mol?L?1×100% ="40%" 。（3）该反应在较低温度下自发进行，T较小时，?H-T?S<0，因为反应物质的量减小，即?S<0，所以?H<0。（4）由（2）中数据可算出2HA
（HA）2的平衡常数K=8.0×10-4mol?L?1÷（2.4×10-3mol?L?1）2=146，＝130<K，所以反应向正反应方向进行。
考点：本题考查平衡常数的计算和应用、pH和转化率的计算、反应自发进行的分析。
优等生题库系列答案将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4（s） 
2NH3（g）＋CO2（g）
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
| 温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
| 平衡总压 强/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
| 平衡气体总浓度/mol· L－1 | 2.4× 10－3 | 3.4× 10－3 | 4.8× 10－3 | 6.8× 10－3 | 9.4× 10－3 |
（1）可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。
A．2v（NH3）＝v（CO2）
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
（2）根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解反应平衡常数：_______________。
（3）取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将________（填“增加”、“减少”或“不变”）。
b．
c．
d．HI
的物质的量随时间的变化如图所示。0~2min内的平均反应速率
_________。
b．
c．
d．
一定温度下，在2L密闭容器中NO2和O2可发生下列反应： 4NO2(g)+O2(g)
2N2O5(g)+5286 kJ已知体系中n(NO2)随时间变化如下表：
| t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
| n(NO2)(mol) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
（1）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A．v（NO2）=4v（O2） B．容器内压强保持不变
C．v逆（N2O5）=2v正（O2） D．容器内密度保持不变
（2）反应达到平衡后，NO2的转化率为 ，此 时若再通入一定量氮气，则NO2的转化率将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
（3）图中能表示N2O5的浓度变化的曲线是 ，用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v= 。
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正应方向移动的是 。
A．及时分离出NO2气体 B．适当升高温度
C．增大O2的浓度 D．选择高效催化剂
在体积固定的密闭容器中，进行如下化学反应：N2O4（g）
2NO2（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
| t /℃ | 80 | 100 | 120 |
| K | 1.80 | 2.76 | 3.45 |
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝ 。
（2）该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
A．容器内混合气体密度不变
B．混合气体中c（NO2）不变
C．0.5mol N2O4分解的同时有1 mol NO2生成
（4）在80℃时，将2.80molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中，一段时间后对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
  | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| n（N2O4） | 2.80 | A | 2.00 | c | d | 1.60 |
| n（NO2） | 0 | 0.96 | b | 2.08 | 2.40 | 2.40 |
①b的值为 ；
②N2O4的平衡转化率为 ；
③20s～40s内用N2O4表示的平均反应速率υ（N2O4）＝ 。
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
Ⅰ、如图装置所示，A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在浸有Na2SO4溶液的滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切断K1，闭合K2、K3通直流电。
回答下列问题：
（1） a是电源的 极，写出A中的电极反应式为_____。
（2）湿的Na2SO4滤纸条上能观察到的现象有____________。
（3）电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，若此时切断K2、K3，闭合K1，发现电流表的指针移动，写出此时B中的电极反应式为 。
Ⅱ、甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH，下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。请回答下列问题：
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
（4）由表中数据判断ΔH 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（5）其他条件不变，只改变其中一个条件，下列措施可提高甲醇产率的是 。
A．升高温度；B．使用合适的催化剂；C．缩小容器的容积；D．充入过量的H2；E．恒压时，充入He；F．从体系中分离出CH3OH
（6）某温度下，将2mol CO和6 mol H2充入2L密闭容器中，反应进行到4min末达到平衡，此时测得c(CO) ＝0.2 mol/L ，则0~4min内H2的反应速率为 ；若保持温度容积不变再向其中充入一定量的CH3OH，重新达到化学平衡状态，与原平衡状态相比，此时平衡混合气体中CH3OH的体积分数 （填“变大”、“变小”、或“不变”）。
Si3N4(s) + 6CO(g)
某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案：
| 实验编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度 | ||
| 浓度(mol·L－1) | 体积(mL) | 浓度(mol·L－1) | 体积 (mL) | ||
| ① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
| ② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
| ③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 50 |
（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，每消耗1molH2C2O4转移_______mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______。
（2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
（3）实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝________mol·L－1·min－1。
（4）已知实验③中c(MnO4-)～反应时间t的变化曲线如下图。若保持其他条件不变，请在图中画出实验②中c(MnO4-)～t的变化曲线示意图。
（7分）合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成二甲醚等清洁燃料．从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有：
①CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H1=+206．1kJ/mol
②CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H2=+247．3kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3
请回答下列问题：
（1）在一恒容密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示．反应进行的前5min内，
（H2）= ；10min时，改变的外界条件可能是 ．
（2）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图象
（3）反应③中△H3= ．800℃时，反应③的化学平衡常数K=1．0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：
| CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0．5mol | 8．5mol | 2．0mol | 2．0mol |
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是 （填代号）．
a．v（正）＞v（逆） b．v（正）＜v（逆）
c．v（正）=v（逆） d．无法判断．