题目内容
碘及其化合物在人类活动中占有重要地位。
(1)加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),工业上以电解法制备碘酸钾,电解设备如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液,发生反应:![]()
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,再将该溶液加入 (阴极、阳极)区,另将氢氧化钾溶液加入另外一个区。使用 (阴、阳)离子交换膜,在阳极发生的电极反应式: 。
(2)碘化氢不稳定,分解反应的热化学方程式是2HI(g)
I2(g)+H2(g) ΔH="+9.48" kJ·mol-1已知ΔS>0
①该反应属于( )
A.任何温度均自发 B.任何温度均不自发 C.高温自发 D.低温自发
②一定条件下,反应在一个带有活塞的密闭容器中达到平衡,下列说法中不正确的是( )
A.恒温,缩小体积,平衡常数不变
B.恒温,缩小体积,平衡不移动,颜色加深
C.恒容,升温,正向反应速率和逆向反应速率均增大
D.恒容,在容器中若投入2mol HI,达到平衡时吸收9.48 kJ 的热量
③一定温度下,平衡常数K=1/4,在2L的容器中,加入4molHI发生反应达到平衡,HI的转化率 。
(1)阳极 阴 I-+6OH-—6e-=IO3-+3H2O (2)①C②D ③0.5
解析试题分析:(1)由题意知电解法制备碘酸钾的原理为在KOH存在的条件电解KI和KIO3的混合液,反应的实质是碘离子发生失电子的氧化反应,最终生成碘酸根离子,结合电解原理电解池的阳极发生失电子的氧化反应,所以KI和KIO3的混合液应加在与电源正极相连的阳极区,即装置中的a极区;根据电极方程式书写原则原子守恒和电荷守恒,电极反应式为:I-+6OH-—6e-=IO3-+3H2O,该极区反应消耗OH—,应有加在阴极区的KOH溶液补充,离子交换膜应允许阴离子通过,为阴离子交换膜。
(2)①该反应ΔH>0,ΔS>0,根据反应方向的判据可知高温时ΔH—TΔS<0,能自发进行;选C.
②A、平衡常数的影响因素为温度,正确;B、该反应两边气体物质系数相等,恒温,缩小体积,平衡不移动,但各物质的浓度增大,颜色加深,正确;C、升温反应速率加快,正确;D、可逆反应的特点是不能进行到底,投入2mol HI,达到平衡时吸收的热量小于9.48 kJ,错误。
③ 设转化的碘化氢为x,利用三段法得出各物质的平衡浓度,代入平衡常数表达式求出碘化氢的平衡浓度,代入转化率计算公式计算可得。
考点:考查电解原理、可逆反应的特点、外界条件对速率平衡的影响及平衡计算
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知:SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) △H=-98 kJ·mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=
,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为 。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是 (填字母)。
| A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2 |
| B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3 |
| C.降低温度 |
| D.移动活塞压缩气体 |
(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为_____。
KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
| 实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
| 温度(℃) | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 显色时间(s) | 160 | 80 | 40 | 20 | 10 |
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验的目的是 。
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是 ,实验现象为 。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是 (填字母)。
A.温度 B.试剂的浓度 C.试剂的用量(体积) D.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是 。
(6)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是 。
氨气是生产氮肥、硝酸、纯碱等的重要原料。
(1)实验室模拟合成氨。在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料(单位是mol /L),平衡时测得甲容器中H2的转化率为20%。
| | N2 | H2 | NH3 |
| 甲 | 1 | 3 | 0 |
| 乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
| 丙 | 0 | 0 | 4 |
①平衡时甲容器中氨气的浓度为 。
②乙容器中开始反应时,v逆 v正(填<、>或=)。
③达平衡时,甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数由大到小的顺序为 。
(2)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3 (g)+ CO2 (g)
| T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
| K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①焓变ΔH_____0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
③右图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
(14分)某化学反应2A(g)
B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为零,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况,根据下述数据,完成下列填空:
| 实验 序号 | 温度/℃ | 时间/min | ||||||
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | ||
| 1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 2 | 800℃ | c2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 3 | 800℃ | c 3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
| 4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(1)在实验l过程中,10 min~20 min时间内用B表示该反应的平均化学反应速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2过程中,A的初始浓度c2= mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3 v1,且c3 1.0 mol/L (填“<”、“>”或“=”)。
(4)比较实验4和实验l,可推测该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。理由是
。
(14分)工业制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol(a﹥0)
(1)如果将4molNH3和5molO2放入容器中,达到平衡时,放出热量0.8akJ,则反应时转移的电子数为
mol
(2)若其他条件不变,下列关系图中错误的是 (选填序号)![]()
(3)t℃时,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度如下表
| 浓度(mol/L) 时间(min) | c(NH3) | c(O2) | c(NO) | c(H2O) |
| 起 始 | 4.0 | 5.5 | 0 | 0 |
| 第2min | 3.2 | x | 0.8 | 1.2 |
| 第4min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
| 第6min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
①反应在第2mim到第4mim时,反应速率v(O2)=
②第2min时改变了条件,改变的条件可能是
A.升高温度 B.使用了催化剂 C.减小压强 D.增加了生成物
③在相同的温度下,起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的浓度都为1mol/L,则该反应将向 _______方向进行(填“正反应”.“逆反应”.“不移动”)
(4)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的NO2气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失),现有23吨NO2经过2次氧化吸收得到20℅的稀硝酸 吨。
(5)成品硝酸的浓度为60%~70%,为了制浓硝酸,常用Mg(NO3)2作吸水剂,然后进行蒸馏,不用CaCl2或MgCl2作吸水剂的原因是__________________________________________