题目内容

大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I－(aq)＋ O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)　ΔH1
②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)　ΔH2
③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)　ΔH3
总反应的化学方程式为_________________________________，其反应热ΔH＝________。
(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3—(aq)，其平衡常数表达式为________。
(3) 为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如上图)，某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH，结果见下图和下表。

编号
反应物
反应前pH
反应后pH
第1组
O3＋I－
5.2
11.0
第2组
O3＋I－＋Fe2＋
5.2
4.1
 

图2
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是_____________________________
②图1中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是_____________________________________________
③第2组实验进行18 s后，I3—浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A．c(H＋)减小　　　B．c(I－)减小   C．I2(g)不断生成  D．c(Fe3＋)增加
(4)据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。

(1)2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)=I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)　ΔH1＋ΔH2＋ΔH3　(2)K＝　(3)①溶液中H＋被消耗，生成H2O，溶液pH上升　②Fe(OH)3　Fe3＋形成Fe(OH)3过程中消耗OH－，使溶液中c(H＋)上升，促进I－转化　③BC
(4)t＝3 s时，c(I3—)＝3.5×10－3 mol·L－1，t＝18 s时，c(I3—)＝11.8×10－3 mol·L－1，v(I3—)＝＝5.5×10－4 mol/(L·s)

解析

练习册系列答案
相关题目

(1)宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2＋O2=2H2O，试写出电解质溶液若为盐酸时的正极反应式：______________。
(2)已知4 g甲烷气体充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时，放出Q kJ的热量。写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：______________________。
(3)已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ/mol
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ/mol
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH＝－Q3 kJ/mol
利用盖斯定律计算：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)的焓变ΔH＝________。

甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为     。
（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，
则在平衡状态B时容器的体积V（B）=        L。
（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是  （填字母）。
A．CO的含量保持不变
B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）
D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量 投料，测得CO在 不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是     。

A．温度：T1 < T2 <T3
B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常数： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，试写出由 CO2和H2制取甲醇的热化学方程式     。

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）在固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） △H=—92．4kJ/mol，
其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K
298
398
498
平衡常数K
4.1×106
K1
K2
 
试判断K1       K2（填写“>” “ =”或“<”）。
（2）用2mol N2和3mol H2合成氨，三容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其它条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时N2的质量分数如图所示，此时甲、乙、丙三个容器中一定达到化学平衡状态的是        ，都达到平衡状态时，N2转化率最低的是   。

（3）NH3与CO2在120oC，催化剂作用下可以合成反应生成尿素：CO2 +2NH3（NH2）2CO +H2O
在密闭反应容器中，混合气体中NH3的含量变化关系如图所示

（该条件下尿素为固体）。则A点的正反应/速率（CO2）      B点的逆反应速率（CO2）（填写“>”“=”或“<”），NH3的平衡转化率为____         ；
（4）已知下列热化学方程式：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）   △H = -571．6kJ/mol
N2（g）+O2（g）2NO（g）    △H =+180kJ/mol
请写出用NH3还原NO的热化学方程式_                 ；
（5）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式____     。科学家利用此原理，设计成氨气－氧气燃料电池，则通人氨气的电极是        （填“正极”或“负极”），在碱性条件下，通人氨气的电极发生的电极反应式为                                  。

（1）如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。
写出石墨转化为金刚石的热化学方程式                    。

(2)已知:Ti(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)ΔH="-804.2" kJ/mol
2Na(s)+Cl2(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH=   kJ/mol。
(3)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-c" kJ/mol则:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的ΔH=    kJ/mol。
(4)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。

在图中,曲线   (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于   (填“吸热”或“放热”)反应。

（1）由磷灰石[主要成分Ca5（PO4）3F]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5（PO4）3F（s）＋21SiO2（s）＋30C（s）=3P4（g）＋20CaSiO3（s）＋30CO（g）＋SiF4（g）　ΔH
①上述反应中，副产物矿渣可用来________。
②已知相同条件下：
4Ca5（PO4）3F（s）＋3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）＋2CaSiO3（s）＋SiF4（g）　ΔH1
2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）=P4（g）＋6CaO（s）＋10CO（g）　ΔH2
SiO2（s）＋CaO（s）=CaSiO3（s）　ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝____________。
（2）（江苏）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
①Cu（s）＋2H＋（aq）=Cu2＋（aq）＋H2（g）ΔH1＝＋64.39 kJ·mol－1
②2H2O2（l）=2H2O（l）＋O2（g）ΔH2＝－196.46 kJ·mol－1
③H2（g）＋O2（g）=H2O（l）ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为_________________________________________________________________。

大气中的部分碘源于O3对海水中Iˉ的氧化。将O3持续通入NaI酸性溶液溶液中进行模拟研究。

（1）O3将Iˉ氧化成I2的过程可发生如下反应：
①Iˉ（aq）+ O3（g）= IOˉ(aq) +O2（g）△H1
②IOˉ（aq）+H+(aq) HOI(aq) 　△H2
③HOI(aq) + Iˉ(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
④O3（g）+2Iˉ（aq）+2H+（aq）=　I2(aq) + O2（g）+ H2O(l) △H4
则△H3与△H1、△H2、△H4之间的关系是：△H3 =      。
（2）在溶液中存在化学平衡： I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常数表达式为     。在反应的整个过程中I3ˉ物质的量浓度变化情况是     。
（3）为探究温度对I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) △H5 反应的影响。在某温度T1下，将一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密闭容器中，并充入一定量的O3（g）（O3气体不足，不考虑生成物O2与 Iˉ反应），在t时刻，测得容器中I2（g）的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得I2（g）浓度，得到趋势图（见图一）。则：

①若在T3时，容器中无O3， T4～T5温度区间容器内I2（g）浓度呈现如图一所示的变化趋势，则△H5     0(填＞、＝或＜)；该条件下在温度为T4时，溶液中Iˉ浓度随时间变化的趋势曲线如图二所示。在t2时，将该反应体系温度上升到T5，并维持该温度。请在图2中画出t2时刻后溶液中 Iˉ浓度变化总趋势曲线。
②若在T3时，容器中还有O3，则T1～T2温度区间容器内I2（g）浓度呈现如图一所示的变化趋势，其可能的原因是     。（任写一点）
（4）利用反应④和图2的信息，计算0-t1时间段内用I2(aq)表示的化学反应速率     。

随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)如图是在101 kPa、298 K条件下1 mol NO2和1 mol CO反应生成1 mol CO2和1 mol NO过程中能量变化示意图。

已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH="+179.5" kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH="-112.3" kJ/mol
则在298 K时,反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=　　　。 

(2)将0.20 mol NO2和0.10 mol CO 充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是　　　　(填序号)。 
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中再充入0.20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K值增大
c.升高温度后,K值减小,NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO2在0～2 min时平均反应速率v(NO2)=　　　　mol/(L·min)。 
③第4 min时改变的反应条件为　　　　(填“升温”或“降温”)。 
④计算反应在第6 min时的平衡常数K=　　　　。若保持温度不变,此时再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡将　　　　移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。 

(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极的反应式为                                                          ，当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为　　　　 。
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。现将2×10-4 mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaCl2溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaCl2溶液的最小浓度为　　　　。

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566 kJ·mol－1。
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_________________________________。
(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是__________________________________。
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________。
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________(忽略水解)。
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。

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