题目内容

1．为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2．已知：
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ•moL-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•moL-1
H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ•moL-1
（1）写出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的热化学方程式：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ•mol-1
（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ•moL-1
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图1所示．

图中t3时引起平衡移动的条件可能是升高温度，
其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3时段．
②温度为T℃时，将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为50%．则反应在T℃时的平衡常数为16mol-2•L2．
③目前工业合成氨的原理是：
N2+3H2 $?_{500℃、铁触媒}^{20-50MPa}$2NH3
如图2表示随条件改变，平衡体系中氨气体积分数的变化趋势．当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（填序号，下同）c，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是a．

（3）常温下氨气和HCl均极易溶于水，现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合，所得溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）．

分析 （1）已知：①．2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ•moL-1
②.2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•moL-1
③．H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ•moL-1
根据盖斯定律，（①-②）×$\frac{1}{2}$可得：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g），反应热也进行相应计算；
（2）①图中t3时，瞬间正、逆反应速率都增大，且逆反应速率增大较多，平衡逆向移动，正反应为气体体积减小的放热反应，改变的条件不能是增大压强，应是升高温度；
t0-t1处于平衡状态，t1时瞬间正、逆反应速率都增大，且正反应增大较多，平衡正向移动，NH3的含量增大，t3时改变的条件平衡逆向移动，t4时到达平衡，NH3的含量又减小，t5时改变条件，正逆速率增大相同倍数，平衡不移动，NH3的含量不变；
②温度为T℃时，将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为50%，消耗的氮气为0.5mol，则：
           N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
起始量（mol）：1     2         0
变化量（mol）：0.5   1.5       0.5
平衡量（mol）：0.5   0.5       0.5
再根据平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算；
③正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡体系中氨气体积分数增大；
正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡体系中氨气体积分数减小；
（3）常温下氨气和HCl均极易溶于水，现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合，二者恰好完全反应，所得溶液为NH4Cl溶液中，溶液中NH4+离子水解，溶液呈酸性．

解答 解：（1）已知：①．2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ•moL-1
②.2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•moL-1
③．H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ•moL-1
根据盖斯定律，（①-②）×$\frac{1}{2}$可得：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ•mol-1，
故答案为：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ•mol-1；
（2）①图中t3时，瞬间正、逆反应速率都增大，且逆反应速率增大较多，平衡逆向移动，正反应为气体体积减小的放热反应，改变的条件不能是增大压强，应是升高温度；
t0-t1处于平衡状态，t1时瞬间正、逆反应速率都增大，且正反应增大较多，平衡正向移动，NH3的含量增大，t3时改变的条件平衡逆向移动，t4时到达平衡，NH3的含量又减小，t5时改变条件，正逆速率增大相同倍数，平衡不移动，NH3的含量不变，平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是：t2-t3时段，
故答案为：升高温度；t2-t3时段；
②温度为T℃时，将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为50%，消耗的氮气为0.5mol，则：
            N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
起始量（mol）：1       2        0
变化量（mol）：0.5     1.5      0.5
平衡量（mol）：0.5     0.5      0.5
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.5}{2}）^{2}}{\frac{0.5}{2}×（\frac{0.5}{2}）^{3}}$=16，
故答案为：16；
③正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡体系中氨气体积分数增大，图中曲线c符合；
正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡体系中氨气体积分数减小，图中曲线a符合，
故答案为：c；d；
（3）常温下氨气和HCl均极易溶于水，现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合，二者恰好完全反应，所得溶液为NH4Cl溶液中，溶液中NH4+离子水解，溶液呈酸性，溶液中离子浓度大小为：c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-），
故答案为：c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、热化学方程式书写、离子浓度大小比较等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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2．掌握仪器的名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础，下图为两套实
验装置．
（1）写出下列仪器的名称：
①蒸馏烧瓶；
②冷凝管；
④容量瓶．
（2）在仪器①～④中，使用时必须检查是否漏水的有④（填序号）．
（3）若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物，还缺少的仪器有酒精灯（填仪器名称），将仪器补充完整后进行的实验操作的名称为：蒸馏．现需配制100ml 0.2mol/L NaCl溶液，装置II是某同学转移溶液的示意图，图中的错误是没用玻璃棒引流．
（4）如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：

 ①该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为11.9mol/L．
 ②取用任意体积的该盐酸溶液时，下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是BD．
A．溶液中HCl的物质的量    B．溶液的浓度
C．溶液中Cl-的数目         D．溶液的密度
 ③某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制480mL物质的量浓度为0.400mol/L的稀盐酸．该学生需要量取16.8mL上述浓盐酸进行配制．
④假设该同学成功配制了0.400mol/L的盐酸，他又用该盐酸中和含0.4g NaOH的NaOH溶液，则该同学需取25.0 mL该盐酸．
⑤假设该同学用新配制的盐酸中和含0.4g NaOH的NaOH溶液，发现比=4\*MERGEFORMAT ④中所求体积偏小，则可能的原因是C．
A．浓盐酸挥发，浓度不足
B．配制溶液时，未洗涤烧杯
C．配制溶液时，俯视容量瓶刻度线
D．加水时超过刻度线，用胶头滴管吸出．
3．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一．某研究小组进行如下实验：采用如图1装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na2S2O5．
已知：①装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3+SO2═Na2S2O5．
②Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成Na2SO4．

（1）装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是过滤．
（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置（图2）（夹持仪器已略去）为d（填序号）．
（4）检测Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
（5）为了研究干燥的Cl2与干燥SO2反应及进行程度．用如图3所示装置收集满干燥的Cl2，再通入干燥SO2，集气瓶中立即产生无色液体SO2Cl2，充分反应后，将液体和剩余气体分离．继续用NaOH溶液吸收分离出的气体，用足量稀盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀是白色沉淀是BaSO4，由此可知反应后剩余气必然存在混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体气体，综合实验信息，请写出干燥的SO2与Cl2反应的化学方程式SO2+Cl2$\stackrel{活性炭}{?}$SO2Cl2．
9．某化学兴趣小组拟用右图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色．提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液．
（1）稀硫酸应放在1中（填写仪器编号）．
（2）本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关B、打开开关AC就可观察到氢氧化亚铁的颜色．试分析实验开始时排尽装置中空气的理由防止生成的氢氧化亚铁被氧化．
（3）该实验使用铁粉，除反应速率可能太快外，还可能会造成的不良后果是铁粉进入导管从而堵塞导管．此空删去
（4）在FeSO4溶液中加入（NH4）2SO4固体可制备硫酸亚铁铵晶体[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]（式量为392），该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
①为洗涤（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O粗产品，下列方法中最合适的是D．
A．用冷水洗                        B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗                D．用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定．每次所取待测液体积均为25.00mL，实验结果记录如下：
实验次数第一次第二次第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL25.5225.0224.98
滴定过程中发生反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O．
滴定终点的现象是最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色．
通过实验数据计算的该产品纯度为$\frac{980c}{a}$×100%（用字母ac表）．上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是BC．
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗
D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低．
16．铵明矾[（NH4）xAly（SO4）m•nH2O]为无色、透明晶体．工业常用于制造颜料、媒染剂、净水剂等．制取铵明矾的工艺流程图如下：

（1）25℃时，将0.2mol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数Kb≈1×10-5．（忽略混合时溶液体积的变化）
（2）铵明矾的化学式可通过下列实验测定：准确称取4.53g铵明矾配成溶液，加入盐酸酸  化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色沉淀4.66g．另取4.53g铵明矾，配制成250.00mL溶液．准确量取25.00mL 溶液，调节溶液pH约为3.5，加入30.00mL 0.0500mol•L-1乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y）标准溶液，加热至沸，使Al3+与Na2H2Y的反应迅速定量进行；待反应完成后调节溶液为5～6，加入二甲酚橙指示剂，再用0.0500mol•L-1Zn2+滴定液返滴定过量的Na2H2Y，至滴定终点消耗Zn2+滴定液10.00mL．反应的离子方程式为：Al3++H2Y2-═AlY-+2H+，Zn2++H2Y2-═ZnY2-+2H+
①若返滴定时，滴定管在使用前未用Zn2+滴定液润洗，测得的Al3+含量将偏低（填“偏高”、或“偏低”或“不变”）；
②调节溶液pH约为3.5的目的是抑制Al3+水解；
③通过计算确定铵明矾的化学式（写出计算过程）．．
6．无水FeCl3呈棕红色，在空气中极易潮解，100℃左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂．某学习小组利用如图装置（夹持仪器略去）制备并收集无水FeCl3．

请回答：
（1）按气流方向各装置依次连接的合理顺序为dhifeccggba（填仪器接口的字母编号）．
（2）连接好各装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，②①④③（请按正确的顺序填人下列步骤的序号）．
①加热Fe粉反应一段时间    ②打开分液漏斗活塞通一段时间气体
③关闭分液漏斗活塞    ④停止加热，充分冷却
（3）装置A的作用为吸收多余的Cl2、防止外界的水蒸气进入E中．
（4）装置C中反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（5）装置D中盛有的试剂为浓硫酸（写名称）；装置E中冷水浴的作用为冷凝，便于FeCl3收集
（6）从实验安全考虑，整套装置存在一处明显不足，请指出B、E之间的连接导管太细，FeCl3易凝华沉积而堵塞导管．
13．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：
实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如下图装置进行制取．

已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥  得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
10．下列叙述正确的是（　　）
①标准状况下，0.2mol任何物质的体积均为4.48L
②若1mol气体的体积为22.4L，则它一定处于标准状况下
③标准状况下，1L HCl和1L H2O的物质的量相同
④标准状况下，1g H2和14g N2的体积相同
⑤28g CO的体积为22.4L
⑥两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同
⑦在同温同体积时，气体物质的物质的量越大，则压强越大
⑧同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比．
A．①②③④B．②③⑥⑦⑧C．⑤⑥⑦⑧D．④⑦⑧
11．下列图示的四种实验操作名称从左到右依次是（　　）
A．过滤、蒸发、蒸馏、分液B．过滤、蒸馏、蒸发、分液
C．蒸发、蒸馏、过滤、分液D．分液、蒸馏、蒸发、过滤

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