题目内容

1．在相同温度下，向a，b两密闭容器中均同时充入0.5molA和0.2molB的混合气体，起始体积均为2L，a容器保持容积不变，b容器中的活塞可上下移动，保持压强不变．发生反应3A（气）+B（气）?2C（气）+D（气）；10min后a中达平衡，生成物D的浓度为0.05mol•L-1，tmin后b中达平衡，生成物D的浓度为dmol•L-1．试回答下列问题
（1）a容器中前10min平均反应速率v（C）=0.01mol/（L•min）
（2）比较大小：d＞0.05（填＞、＜、=、或无法比较；下同），t＜10；
（3）求平衡时a容器中B物质的转化率及该温度下反应的化学平衡常数K．

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算出a容器中前10min平均反应速率v（D），然后利用化学反应速率与化学计量数成正比计算出v（C）；
（2）a为恒温恒容，b为恒温恒压，该反应为气体体积缩小的反应，则反应过程中b中压强较大，结合压强对化学平衡、化学反应速率的影响判断；
（3）先列出化学平衡三段式，然后结合转化率及化学平衡常数的表达式K=$\frac{{c}^{2}（C）•c（D）}{{c}^{3}（A）•c（B）}$计算．

解答 解：（1）10min后a中达平衡，生成物D的浓度为0.05mol•L-1，则该时间段内用D表示的反应速率为：v（D）=$\frac{0.05mol/L}{10min}$=0.005mol/（L•min），根据化学反应速率与化学计量数成正比可知，v（C）=2v（D）=0.01mol/（L•min），
故答案为：0.01mol/（L•min）；
（2）相同温度下，a为恒温恒容，b为恒温恒压，而该反应为气体体积缩小的反应，则反应过程中a中压强较小、b的压强较大，则达到平衡时b与a相比，平衡向着正向移动，则d＞0.05mol•L-1；压强越大，反应速率越快，则a中反应速率小于b，所以b达到平衡所用时间t＜10min，
故答案为：＞；＜；
（3）3A（气）+B（气）?2C（气）+D（气），
反应前（mol/L）0.25         0.1            0             0
转化（mol/L）  0.15          0.05         0.1           0.05
平衡时（mol/L）0.1           0.05         0.1          0.05
平衡时a容器中B物质的转化率为：$\frac{0.05mol/L}{0.1mol/L}$×100%=50%；
该温度下反应的化学平衡常数为：K=$\frac{{c}^{2}（C）•c（D）}{{c}^{3}（A）•c（B）}$=$\frac{0．{1}^{2}×0.05}{0．{1}^{3}×0.05}$=10，
答：平衡时a容器中B的转化率为50%，该温度下的平衡常数 K=10．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，涉及化学平衡及其影响、化学反应速率、转化率及化学平衡常数的计算，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用方法，试题培养了学生的化学计算能力．

练习册系列答案
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18．某同学设计如图实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物．试回答下列问题．

（1）B物质的化学式为BaCl2．
（2）该方案的明显失误是因某一步设计不当而使分离产物不纯，该步骤是⑥（填序号），如何改进步骤⑥应在溶液中加过量盐酸，然后再蒸发结晶，所涉及的离子方程式为2H++CO32-=CO2↑+H2O．
（3）写出②、④两步反应中对应的化学方程式：
②Ba2++CO32-=BaCO3↓； ④BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O．

某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。

实验Ⅰ. 制取NaClO2晶体

已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。现利用下图所示装置进行实验。

(1) 装置②中产生ClO2气体的化学方程式为 ；

装置④中制备NaClO2的化学方程式为 。

(2) 装置③的作用是 。

(3) 从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤如下：

①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③ ；④低于60 ℃干燥，得到成品。

实验II. 测定某亚氯酸钠样品的纯度

设计如下实验方案，并进行实验：

①称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应(已知：ClO2?+4I?+4H+==2H2O+2I2+Cl?)；将所得混合液配成250 mL待测溶液。

②移取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol·L?1 Na2S2O3标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得平均值为V mL(已知：I2+2S2O32?=2I?+S4O62?)。

(4) 达到滴定终点时的现象为 。

(5) 该样品中NaClO2的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。

(6) 在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，原因用离子方程式表示为 。
9．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）在固定体积的密闭容器中，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/K298398498
平衡常数K4.1×106K1K2
①试判断K1＞ K2（填写“＞”“=”或“＜”）．
②如果合成氨反应的方程式写为$\frac{1}{2}$N2（g）+$\frac{3}{2}$H2（g）?NH3（g），其平衡常数为K’，则K’与K的关系为D（填字母）
A．K′=K   B．K′=2K   C．K′=$\frac{1}{2}$K  D．K′=$\sqrt{k}$（2）下列各项能说明合成氨反应已达到平衡状态的是ce（填字母）（反应是在固定体积的密闭容器中进行的）
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2    b．v（N2）（正）=3v（H2）（逆）
c．容器内压强保持不变                        d．混合气体的密度保持不变
e．混合气体的平均摩尔质量不变
（3）将0.3mol N2和0.5mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的$\frac{7}{8}$，此时H2的转化率为30%；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是AD（填选项字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料气         B．向容器中再充入一定量H2
C．改变反应的催化剂                     D．液化生成物分离出氨
（4）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似．
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N2H62++H2O═[N2H5•H2O]++H+；
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是A（填序号）．
A．c（Cl-）＞c（N2H62+）＞c（H+）＞c（OH-）    
B．c（Cl-）＞c（[N2H5•H2O+]）＞c（H+）＞c（OH-）
C．2c（N2H62+）+c（[N2H5•H2O]+）+c（H+）=c（H+）+c（OH-）
D．c（N2H62+）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）
16．回答下列问题：
（1）“霾”是当今世界环境热点话题．目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气．NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2（g）+N2（g）△H=-a kJ•mol-1（a＞0）
在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：
①0～15min N2的平均速率v（N2）=0.013mol/（L•min）；NO的转化率为40%．
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是CD（选填序号）．
A．缩小容器体积     B．增加CO的量
C．降低温度         D．扩大容器体积
③其它条件不变，按以下选项充入起始物质，各物质体积分数仍然不变的是CD．
A．4.0mol NO、4.8mol CO
B．1.0mol NO、1.2mol CO、1.0mol CO2、0.5mol N2
C．1.6mol NO、2.0mol CO、0.4mol CO2、0.2mol N2
D．0.4mol CO、2.0mol CO2、1mol N2
（2）实验室配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在稀盐酸中，请结合离子方程式用平衡移动原理解释原因氯化铁溶液中存在如下平衡：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，增大H+浓度，平衡逆向移动，抑制FeCl3水解．
（3）“氯胺（NH2Cl）消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气，发生反应：Cl2+NH3═NH2Cl+HCl．NH2Cl能与水反应生成可以杀菌消毒的物质（元素化合价不变）．
①NH2Cl与水反应的化学方程式是NH2Cl+H2O=HClO+NH3．
②在Cl2+NH3═NH2Cl+HCl中，每消耗0.5mol Cl2，转移电子0.5mol mol．
6．清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．
Ⅰ、一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2 （g）?CH3OH（g）△H=-105kJ•mol-1．向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是Ⅱ中使用催化剂．
（2）反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=0.125 mol/（L．min）．
（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=12．
（4）比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1＞T3（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是此反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动．
Ⅱ、甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题
（5）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示：通入a气体的电极是原电池的负极（填
“正”或“负”），其电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．
（6）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图3所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml．闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为7.72×103C（法拉第常数F=9.65×104C/mol），若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为13．
13．下列离子方程式正确的是（　　）
A．向盐酸中滴加氨水：H++OH-═H2O
B．氯化钙与碳酸氢钾溶液混合：Ca2++CO32-═CaCO3↓
C．氢氧化铝中和胃酸：Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O
D．Ca（HCO3）2溶液中加入过量KOH溶液：Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O
10．t℃时，将3mol A和2mol B气体通入体积为2L的固定密闭容器中，发生反应：2A（g）+B（g）?x C（g），2min时反应达到平衡状态（温度不变），剩余1.5mol B，并测得C的浓度为0.5mol/L．试求：
（1）x=2；    
（2）A的转化率为多少？
（3）t℃时该反应的平衡常数．（注：写出必要的计算过程）
11．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
①pH=0的溶液中：Na+、Cl-、MnO4-、SO42-
②pH=12的溶液中：CO32-、Na+、AlO2-、NO3-、S2-、SO32-
③水电离出的H+浓度c（H+）水=10-12mol•L-1的溶液中：Na+、Cl-、CO32-、NO3-、SO32-
④加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2+、NH4+、Cl-、K+、SO42-
⑤使甲基橙变红的溶液中：Fe2+、MnO4-、NO3-、Na+、SO42-
⑥中性溶液中：Fe3+、Al3+、NO3-、Cl-、S2-．
A．②④B．①③⑤C．①⑤⑥D．①④⑤

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