题目内容

A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成，A由两种元素组成，且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D，C为无色气体，在标准状况下的密度约为2.86g?L－1。以A为原料生产E。

⑴写出A的化学式：            
⑵A和B的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为      ，
⑶某人设想用右图所示装置利用电化学原理生产E，则N电极是　   极；写出M电极的电极反应式：                      。
⑷当图中的C与O2被活性炭吸附时，也能发生反应生成F，为研究此反应，将C和O2放入体积为2L的恒容密闭容器中，在500℃时发生反应，反应过程中的能量变化如下图所示，反应物物质的量和时间的变化如下表所示：

①该反应的ΔH      0反应从起始至2min内的平均反应速率v(C)＝              ；
500℃时，此反应化学平衡常数K的值为                  。
②第6min时，向容器中再充入0.002molO2，同时将反应体系的温度改变为T，反应至10min时重新达到平衡，此时测得c(C)＝0.006mol?L－1，则温度T     （填“＞”或“＜”）500℃。
⑴ FeS2      ⑵ 11∶4，   ⑶正极；SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。
⑷①＜；  0.018mol·L－1·min－1；    8000     ②＞
（1）在标准状况下的密度约为2.86g?L－1，则C的相对分子质量是2.86×22.4＝64，所以C是SO2。所以根据A的组成可知，A是FeS2。
（2）FeS2在反应中失去3-2＋（4＋1）×2＝11个电子，而氧气只能得到4个电子，所以根据电子得失守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为11∶4。
（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子，N极通入氧气，所以N是正极。SO2在M极通入，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。
（4）①根据图像可知，反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应，△H小于0。2min内SO2的变化量是0.108mol－0.036mol＝0.072mol，所以其反应速率是0.072mol÷2L÷2min＝0.018mol·L－1·min－1。平衡时SO2和氧气的浓度分别是0.006mol/L、0.008mol/L，生成SO3是0.054mol/L－0.006mol/L＝0.048mol/L，所以平衡常数为
②增大氧气浓度平衡向正反应方向移动，但最终平衡后SO2浓度不变，说明改变温度应该是升高温度，平衡向逆反应方向移动。
练习册系列答案
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下列图示与对应的叙述相符的是

图1               图2               图3              图4
A．向一定质量的锌与过量的稀硫酸反应的试管中加入少量的CuSO4溶液，图1虚线表示加入CuSO4溶液时氢气体积与时间的关系
B．用0.0100mol/L硝酸银标准溶液，滴定浓度均为0.1000mol/LCl-、Br-及I-的混合溶液，由图2曲线，可确定首先沉淀的是Cl-
C．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加过量的NaOH溶液，图3中曲线表示NaOH的物质的量与Al(OH)3物质的量关系图
D．由图4可说明乙烯与H2加成反应是放热反应，虚线表示在有催化剂条件下的反应进程
下列说法正确的是（    ）
A．凡是放热反应都是自发的　
B．难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡
C．利用沉淀反应除杂时，可使杂质离子完全沉淀
D．pH＝5的盐酸稀释1000倍后，溶液的pH增到8
（16分）（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）; △H=+180．5 kJ·mol-1
②4NH3（g）+5O2（g）= 4NO（g）+6H2O（g）；△H="-905" kJ·mol-1
③2H2（g）十O2（g）=2H2O（g）：△H=-483．6 kJ·mol-1
则N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的△H=           。
（2）在一定条件下，将2mol N2与5mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应情况如图1所示：
①求5min内的平均反应速率v（NH3）＝       ；②达到平衡时NH3的体积分数为        。

图1                                图2 电解法合成氨装置
（3）近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（装置如图2）。钯电极A上发生的电极反应式是                               。
（4）草酸（H2C2O4）是一种重要的化工原料。已知常温下0.01 mol·L-l的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4 溶液的pH如下表所示。
 
H2C2O4
KHC2O4
K2C2O4
pH
2.0
3.1
8.1
①用离子方程式表示KHC2O4呈酸性的原因：                          
②取一定质量H2C2O4·2H2O和KHC2O4的混合物，加水溶解，配成250 mL溶液，取两份此溶液各25 mL，向第一份溶液中先加入几滴酚酞试液，再滴加0.25 mol·L-l NaOH溶液至20.00 mL时，溶液由无色变为浅红色；向第二份溶液中滴加适量3 mol·L-l H2SO4溶液酸化后，用0.10 mol·L-l KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液16.00 mL时，溶液由无色变为浅紫红色。请回答下列问题：
a.完成离子方程式：  C2O42-+   MnO4-+  H+＝   CO2+  Mn2++   H2O。
b. 原混合物中H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物质的量之比为__________。
低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
已知：CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
请回答下列问题：
（1）上述正反应方向是      反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g）发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如下图，则0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______ mol/(L·min)。
t1℃时物质浓度（mol/L）的变化

时 间（min）
CO
H2O
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
C1
C2
C3
C3
4
C1
C2
C3
C3
5
0.116
0.216
0.084
 
6
0.096
0.266
0.104
 
(3) t1℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3 min～4 min之间反应处于_____状态；C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4 min～5 min，平衡向逆方向移动，可能的原因是____(单选)，表中5 min～6 min之间数值发生变化，可能的原因是______(单选)。
A．增加水蒸气       B．降低温度    C．使用催化剂      D．增加氢气浓度
（4）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为：           。
（5）若在850℃进行，设起始时CO和H2O(g)共为5mol，水蒸气的体积分数为X；平衡时CO转化率为Y，试推导Y随X变化的函数关系式为                   。
(6) 工业上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知：
N2(g) + 2O2(g) ＝2NO2(g)                   △H =" +67.7" kJ·mol－1
N2H4(g) + O2(g) ＝N2(g) + 2H2O(g)     △H = －534.0 kJ·mol－1
NO2(g) 1/2N2O4(g)                   △H = －26.35 kJ·mol－1
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：
________________________________________________________。
(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)  △H=—256.1kJ·mol—1。
已知：H2O(l)=H2O(g)  △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：
2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l)  △H=     。
⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
温度/℃
800
1000
1200
1400
平衡常数
0.45
1.92
276.5
1771.5
①该反应是_____反应（填“吸热”或“放热”）；
②T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g)，平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1，该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=     。
⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。

①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为     ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在     左右。
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式：     。
⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为     。
(7分) 科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
⑴目前合成氨的技术原理为：
该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是：     。（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.1 mol，H2为0.3 mol，NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为     。
③欲提高②容器中H2的转化率，下列措施可行的是     。
A．向容器中按原比例再充入原料气B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂D．液化生成物分离出氨
⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传导H+），从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为      。

⑶根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3和TiO2）表面与水发生下列反应：

进一步研究NH3生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：
T/K
303
313
323
NH3生成量/（10－6mol）
4.8
5.9
6.0
①合成反应的a_    0。（填“大于”、“小于”或“等于”）
②已知

则
下列图示与对应的叙述相符的是（      ）
A．图5可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率的变化
B．图6可以表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化
C．图7可以表示向明矾溶液中滴加氢氧化钠溶液产生沉淀量的变化
D．图8可以表示足量锌粉与稀硫酸反应，加少量CuSO4固体产生H2的变化
(6分) A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，A元素的原子半径最小，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题：
(1)常温下，X、Y的水溶液的pH均为5。则两种水溶液中由水电离出的H+浓度之比是           。
(2)A、B、D、E四种元素组成的某无机化合物，受热易分解。写出少量该化合物溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应的离子方程式                                    。
(3)将BA4，D2分别通入插在酸溶液中的两个电极形成燃料电池，则通BA4的一极的电极反应式为                            。
(4)化学反应3A2(g)+C2(g)2CA3(g)。当反应达到平衡时不断改变条件(不改变A2、C2和CA3的量)，右图表示反应速率与反应过程的关系，其中表示平衡混合物中CA3的含量最高的一段时间是          。温度为T℃时，将4amolA2和2a molC2放人1L密闭容器中，充分反应后测得C2的转化率为50％，则平衡混合气中C2的体积分数为        ，平衡时压强为起始压强的        倍。

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