题目内容

(18分)碱金属元素的单质及其化合物被广泛应用于生产、生活中。

②一定量的Na在足量O2中充分燃烧，参加反应的O2体积为5.6 L(标准状况)，则该反应过程中转移电子的数目为_________。
（2）金属锂广泛应用于化学电源制造，锂水电池就是其中的一种产品。该电池以金属锂和 钢板为电极材料，以LiOH为电解质，加入水即可放电。
总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
①锂水电池放电时，向_________极移动。
②写出该电池放电时正极的电极反应式：_________________。
③电解熔融LiCl可以制备金属Li。但LiC1熔点在873 K以上，高温下电解，金属Li产量极低。经过科学家不断研究，发现电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li。
你认为，熔盐混合物中KCl的作用是_________________________________________。
写出电解该熔盐混合物过程中阳极的电极反应式：______________________________。
（3）最新研究表明，金属钾可作工业上天然气高温重整的催化剂，有关反应为：
。一定温度下，向2 L容积不变的密闭容器中充入4 mol 和6 mo1 H2O(g)发生反应，10 min时，反应达到平衡状态，测得CH4(g)和H2(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

①0～10 min内用(CO)表示的化学反应速率为_________。
②下列叙述中，能够证明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。
a．生成3 molH-H键的同时有4 molC-H键断裂
b．其他条件不变时，反应体系的压强保持不变
c．反应混合气体的质量保持不变
d．
③此温度下，该反应的化学平衡常数K=_________mo12·L-2。

（18分）
（1）①—317（2分）②3.01×1025或0.5NA（2分）
（2）①负（2分）②2H2O+2e?=2OH?+H2↑（2分）③降低LiCl的熔点（2分）；2Cl?-2e?=Cl2↑（2分）
（3）①0.1mol?L-1?min-1（2分）②b（2分）③13.5（2分）

解析试题分析：（1）①根据盖斯定律，?H=2?H1—?H2=—317kJ?mol?1
②Na在足量O2中充分燃烧，生成Na2O2，参加反应的O2体积为5.6 L(标准状况)，物质的量为0.25mol，则该反应过程中转移电子的物质的量为0.5mol，则数目为3.01×1025或0.5NA。
（2）①原电池内部电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向阴极移动，所以OH?向阴极移动。
②以LiOH为电解质，加入水即可放电，所以电池放电时正极反应为：2H2O+2e?=2OH?+H2↑
③电解时LiCl为熔融态，电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li，所以熔盐混合物中KCl的作用是降低LiCl的熔点；阳极Cl?失电子生成Cl2，电极方程式为：2Cl?-2e?=Cl2↑
（3）①v（CO）=v（CH4）=（4mol-2mol）÷2L÷10min=0.1mol?L-1?min-1。
②a、生成3 molH-H键，说明生成了3mol H2，同时有4 molC-H键断裂，说明1mol CH4反应，都是正反应，错误；b、反应容器恒容，反应前后气体系数不相等，其他条件不变时，反应体系的压强保持不变，证明该反应已达到平衡状态，正确；c、反应物均为气体，根据质量守恒定律，不论反应是否平衡，气体的质量不变，错误；d、H2O与H2的浓度之比与反应是否平衡无关，错误。
③根据图像可得平衡时，c(CO)=1mol?L?1，c(H2)=3mol?L?1，c(CH4)=1mol?L?1，c(H2O)=2mol?L?1，则平衡常数K=33×1÷（1×2）mo12·L-2=13.5mo12·L-2。
考点：本题考查盖斯定律、氧化还原反应原理、原电池与电解池原理、反应速率、化学平衡的判断及计算。

练习册系列答案
相关题目

（1）在其他条件不变的情况下，研究改变起始氢气物质的量［用n（H2）表示］对N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应的影响，实验结果可表示成如图所示的规律（图中T表示温度，n表示物质的量）：

①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是__________。
②若容器容积为1L，n＝3mol，反应达到平衡时N2、H2的转化率均为60%，则在起始时体系中加入N2的物质的量为__________mol，此条件下（T2），反应的平衡常数K＝_________，当温度升高时该平衡常数将__________。
③图像中T2和T1的关系是__________。（填“高于”、“低于”、“等于”、“无法确定”）。[ .Com]
（2）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）：
4NH3＋5O24NO＋6H2O ，4NH3＋3O22N2＋6H2O
温度较低时以生成__________为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因是___________________

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比等问题。
已知：CO (g) +H2O (g)H2 (g) +CO2 (g)平衡常数K随温度的变化如下表：

回答下列问题
（1）该反应的平衡常数表达式K=        ，ΔH=        0(填“<”、“>”、“=”）
（2）已在一定温度下，C(s) +CO2 (g)2CO (g)平衡常数K1；
C (s) +H2O(g)CO(g) +H2 (g)平衡常数K2则K、K1、K2,之间的关系是        :
（3）8000C时，向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气，经一段时间后反应达到平衡，此时CO的转化率为         ：若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0. 10molCO和0.40molCO2，此时v正        v逆 (填“>”、“=”或“<”）。

在水溶液中橙红色的Cｒ2O72-与黄色的CｒO42-有下列平衡关系： Cｒ2O72- ＋ H2O   2CｒO42- ＋ 2H+，把Ｋ2Cｒ2O7溶于水配成稀溶液是橙色。
（1）向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈____色，因为                        。
（2）向已加入NaOH溶液的（1）中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈                 色， 因为                             。
（3）向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BａCｒO4为黄色沉淀)则平衡        ，溶液颜色将                         。

（13分）近些年来，世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素，研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
（1）工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素，其总反应如下：
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ，该反应在         （填“较高温度”或“较低温度”）下能自发进行。
（2）已知合成尿素分两步进行：
第1步：2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) 
第2步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 
下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g)，b表示NH2COONH4(S)，c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)]，能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是（填序号）        。

（3）合成尿素过程中，当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时，NH3
的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2)          B点的逆反应速率
v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时，CO2的转化率为          。
（4）活性炭可用于处理大气污染物NO，在某1L恒容密闭容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：

物质
n/mol
T/℃
活性炭
NO
E
F
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式                                。
②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=         ，根据题给信息判断，T1和T2的关系是           。
A. T1>T2     B. T1<T2         C.无法比较 
③若密闭容器为容积可变，根据化学反应原理，分析增加压强对该反应的影响                                          
                                                  。

（16分）I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+ CO2（g）+2H2O（g）     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+ CO2（g）+ 2H2O（g）       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O（g）=H2O（1）    △H=-44．0 kJ·mol-l
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（1）的热化学方程式____   。
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
（1）由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO（g）+4H2（g）－CH3CH2OH（g）+H2O（g）;若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率（a）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K=____     ；
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则白反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC（填 “>”、“<”或“=”）。
（2）日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）   CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。
①若改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变可能是       ，曲线II对应的实验条件改变可能是____  。
②请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。

III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图：电解池中两极材料均为碳棒，在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4。

①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式              ，投料时必须满足n（KOH）:n（MnO2）              。
②阳极的电极反应为                   。
③B物质是          （填化学式），可以循环使用的物质是           （填化学式）。

（14分）氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：
   
已知：①卤块主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示。
回答下列问题：
（1）加速卤块在H2O2溶液中溶解的措施有：          （写出一条即可）。
（2）加入MgO的作用是          ；滤渣的主要成分为            。
（3）向滤液中加入NaClO3饱和溶液后，发生反应的化学方程式为            ，再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为①蒸发结晶；②     ；③____；④过滤、洗涤。
（4）产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2：取10.00 mL于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L－1的FeSO4溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.l000 mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点，此过程中反应的离子方程式为：。
步骤4：将步骤2、3重复两次，计算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式（还原产物为Cl－）：              ；
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为（保留一位小数）            。

（10分）固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)+49kJ。某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图实线所示。a，b，c，d括号内数据表示坐标．
（1）0~a，a~b，b~c，c~d四段中，平均反应速率最大的时间段是___________ ，该时间段内H2的平均反应速率是_____________。
（2）平衡时CO2的转化率是多少？反应前后容器内的压强比时多少？（请按计算题格式在答题卡上作答）
L)

将N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的 3．6倍，取0．5mol该混合气体通入密闭容器内，使之发生反应并在一定条件下达到平衡。已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0．76倍，试求：
（1）反应前混合气体中N2和 H2的体积比；
（2）达到平衡时混合气体中的氨的体积分数；
（3）平衡时N2的转化率。

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