题目内容

4．在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物（如图所示），发生如下反应：3X（g）+Y（g）?2Z（g）△H＜0，保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：下列说法正确的是（　　）
恒容容器甲恒压容器乙
Y的物质的量/moln1n2
Z的体积分数φ1φ2
A．平衡时容器乙的容积一定比反应前大
B．平衡时容器甲的压强一定比反应前大
C．n2＞n1
D．φ2＞φ1

分析 将甲中Z完全转化为X和Y时，1.2molZ能转化为1.8molX、0.6molY，则X、Y的物质的量分别是3mol、1mol，所以与乙的初始状态是等效平衡，
该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，
A．乙中，温度和压强不变，容器中气体物质的量与体积成正比；
B．甲中，温度和条件不变，容器中气体压强与物质的量成正比；
C．甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，反应物转化率增大；
D．甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，生成物含量增大．

解答 解：将甲中Z完全转化为X和Y时，1.2molZ能转化为1.8molX、0.6molY，则X、Y的物质的量分别是3mol、1mol，所以与乙的初始状态是等效平衡，
该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，
A．乙中，温度和压强不变，容器中气体物质的量与体积成正比，平衡正向移动，气体的物质的量减小，则压强减小，所以平衡时容器乙的容积一定比反应前小，故A错误；
B．甲中，温度和条件不变，容器中气体压强与物质的量成正比，甲中反应向哪个方向移动还是平衡状态未知，所以无法确定气体物质的量任何变化，导致无法确定压强是否变化及如何变化，故B错误；
C．甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，反应物转化率增大，则Y的物质的量n2＜n1，故C错误；
D．甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，生成物含量增大，所以φ2＞φ1，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学平衡状态的有关判断，正确判断甲、乙存在等效平衡是解本题关键，知道P、V、T、n之间的关系，易错选项是B，题目难度中等．

练习册系列答案
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4．CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料．
（1）已知CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?CO2（g）+2H2（g）能量变化如图，下列说法正确的是CD
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1：2
C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化
D．1mol H-O键断裂的同时2mol C=O键断裂，则反应达最大限度
（2）某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c（O2）=0.2mol•L-1，4min内平均反应速度v（H2）=0.8mol•L-1•min-1，则CH3OH的转化率为64%．
（3）CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH（电解质溶液）构成．则下列说法正确的是CD．
A．电池放电时通入空气的电极为负极
B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e-═CO2↑+2H2O
C．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱
D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
①若电解质溶液改为酸溶液，请写出甲醇燃料电池的负极电极反应式CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+．
②与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，甲醇燃料电池的理论放电量是铅蓄电池的19.4倍（保留一位小数）．
③肼（N2H4）-空气燃料电池也是一种很有发展前景、对环境很友好的碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑．
5．酸性锌锰干电池是以锌筒作为负极，并经汞齐化处理，使表面性质更为均匀，以减少锌的腐蚀．正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物．正极材料中间插入一根碳棒，作为引出电流的导体．由于酸性锰锌干电池制作简单、价格便宜，在干电池市场占有很大份额，但是他也具有一些致命的缺点；存放时间缩短，放电后电压下降较快等，因此废酸性锌猛干电池的综合利用非常重要．上图是某小型化工厂处理废干电池的流程简单示意图：
回答下列问题：
（1）从冶炼厂制得纯净金属是锌，该金属可用于电池底部的铁片的防腐，采用的防腐措施是牺牲阳极的阴极保护法．
（2）粉状化合物的主要成分是NH4Cl、Mn02、炭粉，回收时得到的产品A的主要成分是NH4Cl，将该混合物分离的方法是过滤．
（3）隔绝空气，高温条件下，焙烧炉中发生氧化还原反应，此反应的化学方程式是：C+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2．烟气的主要成分是CO2．
2．如图是元素周期表的一部分，请回答有关问题：

（1）⑥元素在周期表中所在位置第三周期第VIA族
（2）表中化学性质最不活泼的元素，其原子结构示意图为．
③、④、⑤的原子半径由大到小的顺序是rMg＞rAl＞rF（用化学用语表示）
③、⑦、⑩的简单阴离子的还原性由大到小的顺序是Br-＞Cl-＞F-（用化学用语表示）
（3）表中能形成两性氢氧化物的元素是Al （用元素符号表示），写出该元素的单质与⑨最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑．
（4）元素④与元素⑤相比，金属性较强的是Mg（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是cd （填字母）．
a．④的单质的熔点比⑤的单质低         
b．化合物中④的化合价比⑤的化合价低
c．④的单质与水反应比⑤的单质剧烈     
d．④的最高价氧化物对应的水化物的碱性比⑤的强
（5）设计实验方案：比较⑦与⑩单质氧化性的强弱，请写出实验步骤将少量氯水加入盛有溴化钠溶液的试管中，振荡后，加入少量四氯化碳，振荡．
9．新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox，3＜x＜4，M=Mn、Zn或Ni且均显+2价，下同）由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去．转化流程如图所示：
（1）将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中，所形成的分散系属于胶体．
（2）写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式MFe2Ox+$\frac{4-x}{2}$SO2=MFe2O4+$\frac{4-x}{2}$S
（3）已知铁酸盐（MFe2O4）被H2高温还原时，发生反应的MFe2O4与H2的物质的量之比为2：1，则还原产物MFe2Ox中x=3.5，MFe2Ox中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1：1．
（4）在酸性溶液中，Fe2O42-易转化为Fe2+：Fe2O42-+2e-+8H+═2Fe2++4H2O，有K2MnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2（SO4）3四种物质中的一种能使上述还原过程发生，写出该氧化还原反应的离子方程式并配平：Fe2CO42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O．
9．25℃，有v1mLpH≈9的氨水（A）和v2mLpH≈10的氨水（B），v3mLpH=10的NaOH溶液（C），它们能中和同量的盐酸，以下叙述正确的是（　　）
A．v1＞10v2
B．加少量水稀释，氨水中$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$都减小
C．v2≈v3
D．中和热A=B=C
16．人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”（包括风能、生物质能等太阳能的转换形态），届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”．下列说法不正确的是   （　　）
A．石油和天然气都属于碳素燃料
B．发展太阳能经济有助于减缓温室效应
C．太阳能电池可将太阳能转化为电能
D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”
13．X、Y、Z、M四种短周期元素的原子半径依次减小．甲、乙、丙是由它们形成的三种常见分子；甲是人体必需的基本营养物质之一，约占人体体重的2/3；乙是日常生活的基础能源，其中含元素Y的质量分数为75%；丙是具有强氧化性的弱酸．丁为丙的钠盐，常用于漂白或消毒．戊与甲的组成元素相同，其分子具有18电子．请按要求回答下列问题：
（1）元素X、Y的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱为（填化学式）HClO4＞H2CO3；丁的电子式为；与甲分子具有相同电子数且含元素种类相同的离子有（填化学式）：OH-、H3O+．
（2）元素E、F与X同周期．
①常温下E的单质与甲反应缓慢，加热至沸反应迅速，滴加酚酞试液，溶液变红色；此反应的化学方程式为Mg+2H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ Mg（OH）2+H2↑．
②F的单质粉末加油漆后即得“银粉漆”，在汽车漆家族中有重要地位．写出保存“银粉”时的注意事项：密封、避免与酸或碱接触等．
（3）向盛有一定浓度戊溶液的烧杯中逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液．滴加过程中可依次观察到的现象：
a．浅绿色溶液变成黄色
b．有少量气泡产生，片刻后反应变得更剧烈，并放出较多热量
c．继续滴加溶液，静置一段时间，试管底部出现红褐色沉淀
①现象a中反应的离子方程式：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
②现象b中反应剧烈的化学方程式：2H2O2 $\frac{\underline{\;Fe_{3}+\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
③解释现象c：起始反应即①中使c（H+）降低，且反应②放热，使Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+△H＞0，平衡正向移动，当水解出的Fe（OH）3较多时就聚集为沉淀．
14．最近，意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子O4，并用质谱仪探测到了它存在的证据．下列说法正确的是（　　）
A．18O是氧元素的一种核素，它的中子数是8
B．O4和O2是互为同位素
C．同温同压下，等体积的O4气体和O2含有相同的分子数
D．O4转化O2为物理性质

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