题目内容

11．水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：

C（s）+H2O（g）?CO （g）+H2 （g）△H=+131.3kJ•mol-1
（1）该反应的平衡常数K随温度的升高而增大（增大、减小、不变）．
（2）上述反应达到平衡后，增加H2O（g）的量，则C（s）的物质的量减小（增大、减小、不变）．
（3）下列说法一定能判断如上反应达平衡的是BD
A．消耗1mol H2O（g）同时生成1mol H2
B．容器内混合气体的总质量不变
C．H2O（g）、CO （g）、H2 （g）三种气体的浓度比为1：1：1
D．恒温恒容时容器内气体的压强不变
（4）上述反应在t0时刻达到平衡，在t1时刻改变某一条件后正反应速率（ν正）随时间的变化如图1所示，
填出对应的编号．                                           
①缩小容器体积b；
②降低温度f；
（5）一定温度下，三个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中①②相应的空格．
容器编号c（H2O）/mol•L-1c（CO）/mol•L-1c（H2）/mol•L-1ν正、ν逆比较
I0.060.600.10ν正=ν逆
Ⅱ0.120.20①0.6ν正=ν逆
Ⅲ0.100.200.40②ν正＞ν逆
（6 ）如图2是利用氢氧燃料作电源，用惰性电极电解200ml 1mol/L食盐水，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气4.48L（设电解后溶液体积不变）．
①电解后溶液的pH=14（忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）
②阳极产生气体的体积在标准状况下是3.36 L．

分析 （1）正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大；
（2）增加H2O（g）的量，化学平衡向正反应方向移动；
（3）可逆反应到达平衡时，同一物质表示的正逆反应速率相等，各组分的浓度、含量不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化，说明到达平衡；
（4）①缩小容器体积，压强增大，瞬间正逆反应速率都增大，平均向逆反应方向移动，逆反应速率增大更多，随后正反应速率增大到新平衡；
②降低温度，瞬间正逆反应速率都减小，平均向逆反应方向移动，正反应速率减小更多，随后正反应速率增大到新平衡，到达新平衡时的速率小于原平衡的速率；
（5）根据Ⅰ计算平衡常数，Ⅱ中处于平衡状态，根据平衡常数计算Ⅱ中c（H2）；
计算Ⅲ中此时的浓度商Qc，与平衡常数比较，判断反应进行的方向，据此判断；
（6）电解发生反应：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑，NaCl的物质的量为0.2L×1mol/L=0.2mol，氯化钠完全反应生成氢气为0.1mol，而实际生成氢气为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，故还发生反应：2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+2H2↑．
①根据氯化钠的物质的量，结合方程式计算生成NaOH的物质的量，进而计算溶液中氢氧根离子的浓度，再计算溶液中氢离子浓度，根据pH=-lgc（H+）计算；
②阳极得到气体有氯气、氧气，由氯化钠的物质的量计算氯气的物质的量，由生成氢气的总量计算氧气的物质的量，进而计算气体总体积．

解答 解：（1）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大；
故答案为：增大；
（2）增加H2O（g）的量，化学平衡向正反应方向移动，碳的物质的量减小，
故答案为：减小；
（3）A．消耗1mol H2O（g）同时生成1mol H2，均表示正反应速率，反应始终按此关系进行，故A错误；
B．碳为固体，其它物质为气体，随反应进行混合气体总质量增大，容器内混合气体的总质量不变说明到达平衡，故B正确；
C．平衡时气体的浓度之比与水的转化率有关，而水的转化率不一定为50%，故C错误；
D．恒温恒容时，随反应进行混合气体物质的量增大，容器内压强增大，当容器内气体的压强不变时，反应到达平衡，故D正确，
故选：BD；
（4）①缩小容器体积，压强增大，瞬间正逆反应速率都增大，平均向逆反应方向移动，逆反应速率增大更多，随后正反应速率增大到新平衡，故曲线b符合，故答案为：b；
②降低温度，瞬间正逆反应速率都减小，平均向逆反应方向移动，正反应速率减小更多，随后正反应速率增大到新平衡，到达新平衡时的速率小于原平衡的速率，曲线f符合，故答案为：f；
（5）由Ⅰ可知，平衡常数K=$\frac{0.1×0.6}{0.06}$=1，Ⅱ中处于平衡状态，根据平衡常数可知Ⅱ中c（H2）=$\frac{K×c（{H}_{2}O）}{c（CO）}$=$\frac{1×0.12}{0.2}$mol/L=0.6mol/L，
Ⅲ中此时的浓度商Qc=$\frac{0.4×0.2}{0.1}$=0.8＜1，故反应向正反应方向进行，故ν正＞ν逆，
故答案为：0.6；＞；
（6）①电解发生反应：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑，NaCl的物质的量为0.2L×1mol/L=0.2mol，氯化钠完全反应生成氢气为0.1mol，而实际生成氢气为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，故还发生反应：2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+2H2↑，由方程式可知，生成NaOH为0.2mol，故c（OH-）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，溶液中c（H+）=10-14mol/L，溶液pH=-lg10-14=14，
故答案为：14；
②阳极生成气体为氯气、氧气，NaCl的物质的量为0.2mol，
2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑
0.2mol             0.1mol 0.1mol
故电解电解水生成的氢气为0.2mol-0.1mol=0.1mol，
2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+2H2↑
       0.05mol 0.1mol
故阳极生成气体的体积为（0.1mol+0.05mol）×22.4L/mol=3.36L，
故答案为：3.36L．

点评 本题考查化学平衡常数影响因素、应用及有关计算、化学平衡及反应速率的影响因素、化学平衡状态的判断、有关电解原理的计算等，是对学生综合能力的考查，（6）中计算为易错点，学生容易根据氢气的量计算氢氧化钠的物质的量，关键是判断电解过程发生的反应，难度中等．

练习册系列答案
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A．1：1：1B．2：4：1C．1：2：1D．1：2：2
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不同意 （填同意或不同意），原因是铜片质量相同，该液体体积相同，生成的Cu2+浓度相同．
6．下列离子方程式与所述事实相符且正确的是（　　）
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D．向AgCl悬浊液中加入饱和NaI溶液反应的离子方程式：AgCl+I-═AgI+Cl-
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B．在该酸式盐溶液中c（Na+）＞c（Y2-）＞c（HY-）＞c（OH-）＞c（H+）
C．HY-的水解方程式为HY-+H2O?H3O++Y2-
D．在该酸式盐溶液中c（Na+）＞c（HY-）＞c（OH-）＞c（H+）
3．四种短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，请结合表中信息回答下列问题．
WXYZ
结构或
性质		最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应得到离子化合物焰色反应
呈黄色		在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小，它的最高价氧化物为两性氧化物最高正价与最低负价之和为零
（1）写出Z在元素周期表中的位置第三周期第ⅣA 族．
（2）X的最高价氧化物的电子式为，它对应的水化物与Y的最高价氧化物反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
（3）W的最高价氧化物对应的水化物属于共价化合物，（填“离子”或“共价”），W和Z形成的气态氢化物的稳定性大小关系是：NH3＞SiH4．（用化学式表示）
W的一种氢化物HW3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似（醋酸为一元弱酸），体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物的溶液混合，反应的化学方程式是HN3+NaOH=NaN3+H2O（方程式中各物质用化学式表示）
（4）Y单质和Mg组成的混合物是一种焰火原料，某兴趣小组设计如下所示的实验方案，测定混合物中Y的质量分数．能确定混合物中Y的质量分数的数据有abc（填序号）．
a．m、n　　b．m、y　　c．n、y
20．向铜粉和铁粉中加入过量热的浓硝酸，充分反应后，溶液中大量共存的金属阳离子是（　　）
A．Fe2+B．Fe3+C．Fe3+、Cu2+D．Fe2+ Cu2+
1．日本地震之后的核危机，导致我国不少地方出现了食盐抢购风潮．食盐既是生活中必不可少的调味品，也是一种非常重要的化工原料．
（1）按原料来源分类，可将食盐分为海盐、湖盐和井矿盐．海水晒盐的原理与化学实验中的蒸发（填一种实验操作的名称）原理相似，该过程是物理变化（填“物理”或“化学”）．
（2）氯碱工业是对食盐资源进行综合利用的基础．
①电解食盐水之前需要对食盐进行精制．为有效除去工业食盐中的Ca2+、Mg2+、S，加入试剂的合理顺序为bc．
a．先加NaOH，然后加Na2CO3，最后加钡试剂
b．先加NaOH，然后加钡试剂，最后加Na2CO3
c．先加钡试剂，然后加NaOH，最后加Na2CO3
②离子交换膜电解槽中，离子交换膜的作用是阻止气体分子和某些离子通过，防止H2和Cl2混合发生爆炸，并能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量．
③氯碱工业的选址比较特殊，通常不会单独建氯碱化工厂，而是与农药厂、有机化工厂、制药厂、盐酸厂等建在一起，请分析这种建厂方式的原因：氯气和氢气作为气体，运输和贮藏困难相当大，运输过程中还存在很大的安全隐患．
（3）侯氏制碱法生产工艺中要用到大量食盐．侯氏制碱法原理与索尔维法基本相同，不同之处是在析出碳酸氢钠后的母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，从而得到了两种物质：碳酸钠和氯化铵．该循环工艺流程如下：

①气体B的分子式为NH3．向饱和食盐水中应先通入氨气再通入二氧化碳（填气体名称）才能得到物质D．
②上述生产过程中能循环使用的物质是：C、B、F、A、D（填物质编号）．

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