题目内容

14．臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱销反应为：2NO2（g）+O3（g）?N2O5（g）+O2（g），在T温度下，向2.0L恒容密闭容器中充入2.0molNO2和1.0molO3，经过一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s0361224
n（O2）/mol00.360.600.800.80
下列有关说法正确的是（　　）
A．反应在0～3s的平均速率为v（NO2）=0.24mol•L-1•s-1
B．24s后，若保持其他条件不变，降低温度，达到新平衡时测得c（O2）=0.44mol•L-1，则反应的△H＜0
C．在T温度下，起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2，反应达到平衡时，压强为起始的0.88倍
D．在T温度下，起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2，达到平衡时，N2O5的转化率大于20%

分析 A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（O2），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（NO2）；
B．由表中数据可知，12s与24s时氧气的物质的量均为0.8mol，说明12s时可逆反应到达平衡，平衡时氧气的浓度为$\frac{0.8mol}{2L}$=0.4mol/L，降低温度，达到新平衡时测得c（O2）=0.44mol/L，氧气浓度增大，说明降低温度，平衡向正反应方向移动；
C．容器体积不变，在T温度下，起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2，转化到左边相当于起始投入2.0molNO2和1.0molO3，与原平衡为完全等效平衡，平衡时压强相等，即平衡时混合气体总物质的量相等，结合表中数据计算平衡时混合气体总物质的量，再利用压强之比等于物质的量之比计算；
D．在T温度下，起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2，转化到左边相当于起始投入4.0molNO2和2.0molO3，所到达的平衡状态相当于在原平衡的基础上压强增大一倍，平衡先正反应方向移动，平衡时N2O5的物质的量大于2×0.8mol=1.6mol，故参加反应的N2O5的物质的量小于2mol-1.6mol=0.4mol，据此计算判断．

解答 解：A．由表中数据可知，3s内压强物质的量变化量为0.36mol，容器体积为2L，故0～3s内v（O2）=$\frac{\frac{0.36mol}{2L}}{3s}$=0.06mol/（L．s），速率之比等于其化学计量数之比，故v（NO2）=2v（O2）=2×0.06mol/（L．s）=0.12mol/（L．s），故A错误；
B．由表中数据可知，12s与24s时氧气的物质的量均为0.8mol，说明12s时可逆反应到达平衡，平衡时氧气的浓度为$\frac{0.8mol}{2L}$=0.4mol/L，降低温度，达到新平衡时测得c（O2）=0.44mol/L，氧气浓度增大，说明降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0，故B正确；
C．容器体积不变，在T温度下，起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2，转化到左边相当于起始投入2.0molNO2和1.0molO3，与原平衡为完全等效平衡，平衡时压强相等，12s到达平衡时氧气的物质的量为0.8mol，则：
2NO2（g）+O3（g）?N2O5（g）+O2（g）  物质的量减少
                           1         1
                           0.8mol    0.8mol
故原平衡中平衡时气体物质的量为2mol+1mol-0.8mol=2.2mol，即起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2到达平衡时，混合气体总物质的量为2.2mol，平衡时压强为起始的$\frac{2.2mol}{（1+0.5+0.5+0.5）mol}$=0.88倍，故C正确；    
D．在T温度下，起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2，转化到左边相当于起始投入4.0molNO2和2.0molO3，所到达的平衡状态相当于在原平衡的基础上压强增大一倍，平衡先正反应方向移动，平衡时N2O5的物质的量大于2×0.8mol=1.6mol，故参加反应的N2O5的物质的量小于2mol-1.6mol=0.4mol，则达到平衡时，N2O5的转化率小于$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，故D错误，
故选BC．

点评 本题考查化学平衡有关计算及影响因素、反应速率有关计算等，侧重考查等效平衡，C、D选项中关键是构建等效平衡途径，若利用平衡常数计算相对比较麻烦，难度中等．

练习册系列答案
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（5）碳化在50℃进行，“前躯体”的化学式为ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，写出碳化过程生成“前躯体”的化学方程式3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O↓+3（NH4）2SO4+5CO2↑；碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zn2+充分沉淀，二是碳酸氢铵受热分解损失或NH4HCO3消耗H+，避免H+浓度过大溶解ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O．
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I．处理NO2的一种方法是利用甲烷催化还原NO2．
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则△H2=-1160kJ•mol-1
Ⅱ．化石燃料的燃烧，含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源．
将煤转化为谁每期是将煤转化为结晶燃料的方法之一，反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
一定温度下，在1.0L密闭容器中放入1molC（s）、1molH2O（g）进行反应，反应时间（t）与容器内气体总压强平（p）的数据见下表
 时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
 总压强p/100kPa 4.56 5.14 5.87 6.307.24  8.16 8.188.20 8.20 
回答下列问题：
（1）下列那些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态AD
A．混合气体的密度不再发生改变
B．消耗1molH2O（g）的同时生成1molH2
C．△H不变
D．V正（CO）=V逆（H2）
（2）由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总，n总=$\frac{P}{{P}_{0}}$mol；由表中数据计算达到平衡时，反应物H2O（g）的转化率α=79.82%（精确到小数点后第二位）
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能值得氨气，具体流程如下：
①用化学方程式表示整个过程发生的总反应SO2+2H2O=H2SO4+H2
②用化学平行移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H的目的是降低生成物的浓度，使平衡向正方向移动
Ⅲ．（1）将1.0molCH4和2.0molH2O（g）通入容积为100L的反应器，在一定条件下发生反应：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）测得在一定的压强下CH4的平衡转换率于温度的关系如图1.100℃时该反应的平衡常数为7.2×10-5
（2）在一定温度和压强条件下发生了反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜O，反应达到平衡时，改变温度（T）和压强（P），反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图2所示，关于温度（T）和压强（P）的关系判断准确的是CD（填序号）
A．P3＞P2，T3＞T2 B．P2＞P4，T4＞T2 C．P1＞P3，T1＞T3 D．P1＞P4，T1＞T4
2．废旧显示屏玻璃中含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质．某课题小组以此玻璃粉末为原料，制得Ce（OH）4和硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]，流程设计如下：

已知：Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce4+有较强氧化性；
Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液．
回答以下问题：
（1）反应①的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
（2）反应②中H2O2的作用是氧化使Fe2+转化为Fe3+．
（3）反应③的离子方程式是2GeO2+6H++H2O2=2Ge3++4H2O+O2↑．
（4）已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：2Ce3+（水层）+6HT（有机层）═2CeT3（有机层）+6H+（水层）
从平衡角度解释：向CeT3 （有机层）加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动．
（5）硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]广泛用于水的净化处理，其净水原理用离子方程式解释是Fe3++3H2O=Fe（OH）3+3H+．
（6）相同物质的量浓度的以下三种溶液中，NH4+的浓度由大到小的顺序是a＞b＞c．
a．Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O       b．（NH4）2SO4       c．（NH4）2CO3．
9．室温下，0.1mol/L的二元酸H2A溶液中，溶液体系可能存在的含A粒子（H2A、HA-、A2-）所占物质的量分数随pH变化的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．H2A的电离方程式为：H2A?H++HA-
B．pH=5时，在NaHA和Na2A的混合溶液中：c（HA-）：c（A2-）=1：100
C．等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合，离子浓度大小关系为c（Na+）＞c（HA-）＞c（A2-）
D．Na2A溶液必存在c（OH-）=c（H+）+c（HA-）+2c（H2A），各粒子浓度均大于0
19．已知CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现在容积固定且相等的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控制温度进行反应，测得相关数据的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．a容器中，0～5min反应速率v（H2）=0.08mol•L-1•min-1
B．反应进行到5min时，b容器中v正=v速
C．其他条件不变时，减压可将b中的状态转变成c中的状态
D．达到平衡时a、b、c容器中的转化率为b＞a＞c
6．下列说法中，正确的是（　　）
A．芳香烃的分子通式是CnH2n-6 （n≥6）
B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类物质
C．苯和甲苯都不能使KMnO4酸性溶液褪色
D．苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应
3．写出下列变化的化学方程式：
（1）由乙烯为原料合成聚乙烯nCH2═CH2$\stackrel{催化剂}{→}$
（2）乙烯和溴的四氯化碳溶液的反应Br2+CH2=CH2→BrCH2-CH2Br
（3）乙醇和金属钠的反应2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
（4）葡萄糖发酵制乙醇C6H12O6$\stackrel{酒化酶}{→}$2C2H6O+2CO2↑
（5）乙醇催化氧化得到乙醛2C2H5OH+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3CHO+2H2O．
4．下列说法中正确的是（　　）
A．完全由非金属组成的化合物不一定是共价化合物
B．构成分子晶体的粒子一定含有共价键
C．分子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点低
D．含有金属离子的晶体一定是离子晶体

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