题目内容

环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-，常用的方法为还原沉淀法，该法的工艺流程为CrO42-H＋①转化Cr2O72-Fe2＋②还原Cr3＋OH－③沉淀Cr(OH)3↓。
其中第①步存在平衡2CrO42- (黄色)＋2H＋Cr2O72- (橙色)＋H2O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式                                        。
(2)关于第①步反应，下列说法正确的是       。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
(3)第②步中，还原0.1 mol Cr2O72-，需要        mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外，还可能生成的沉淀为       。
(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10－32，当c(Cr3＋)降至10－5 mol/L，认为c(Cr3＋)已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr3＋是否沉淀完全(请写出计算过程)：                                                               。

(1)K＝
(2)AC
(3)0.6
(4)Fe(OH)3
(5)当pH调至4时，c(OH－)＝10－10 mol/L，c(Cr3＋)＝10－32/c3(OH－) ＝10－2 mol/L＞10－5 mol/L，因此Cr3＋没有沉淀完全

解析

练习册系列答案
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（14分）中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl－
浓度/mol?L－1
4×10－6
6×10－6
2×10－5
4×10－5
3×10－5
2×10－5
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH ＝　       　。
（2） NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

① N2(g)＋O2(g)2NO(g)△H＝                                 。
②当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式                                                  。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO(g)＝2C(s)＋O2(g),已知该反应的△H＞0，该设想能否实现？       。
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

① 用离子方程式表示反应器中发生的反应　                           　。
② 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)2＋M  NiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　                        　； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸。

一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。工业上依此用CO生产燃料甲醇。
　  
（1）甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(CO)＝__________________。
（2）乙图表示该反应进行过程中能量的变化。曲线b下的反应条件为      。该反应的焓变是________（填“ΔH<0”或“ΔH>0”），写出反应的热化学方程式     ；选择适宜的催化剂______（填“能”或“不能”）改变该反应的反应热。
（3）该反应平衡常数K的表达式为______________________，温度升高，平衡常数K________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（4）恒容条件下，下列措施中能使增大的有____________。
a．降低温度             b．充入He气
c．再充入1molCO和2molH2         d．使用催化剂

已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/ ℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1．7
1．1
1．0
0．6
0．4
 
回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=                       ， △H       0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0．20mol的A和0．80mol的B，若反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0．003 mol·L-1·s-1。，则6s时  c(A)=          mol·L-1，  C的物质的量=          mol；
若经一段时间后，反应达到平衡，则此时A的转化率=       ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率        （ 填“变大”或“变小”或“不变”）；
（3）判断该反应达到平衡的依据为     （填正确选项前的字母)：
A．压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．c(A)不随时间改变
D．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为             。

现有下列可逆反应：A(g)＋B(g) xC(g)，在不同条件下生成物C在反应混合物中的质量分数(C%)和反应时间(t)的关系如下图：

请根据图像回答下列问题：
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则       曲线表示无催化剂时的情况(填字母，下同)；
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性(与反应体系中任一物质均不反应)气体后的情况，则       曲线表示恒温恒容的情况；
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是       热反应(填“吸”或“放”)；
(4)化学计量数x的值       (填取值范围)；判断的依据是                。

在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
 
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________。已知K300℃>K350℃，则该反应是________热反应。
(2)如图中表示NO2变化曲线的是__________，用O2表示从0 s～2 s 内该反应的平均速率v＝________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。
a．及时分离出NO2气体
b．适当升高温度
c．增大O2的浓度
d．选择高效催化剂

在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g)  3C(g)，已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了a molC。　
(1)达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是   (用含字母a的代数式表示)。
(2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为    mol(用含字母a的代数式表示)。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比   (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C   mol。
(4)在同一容器中加nmolA和3n molB，则平衡时C的物质的量为mmol，若改变实验条件，可以使C的物质的量在m～2m间变化，那么，n与m的关系是_____________。(用字母n、m关系式表示)

已知可逆反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)　ΔH＜0。请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(A)＝1 mol/L，c(B)＝2.4 mol/L，达到平衡时，A的转化率为60%，此时B的转化率为       。
(2)若反应温度降低，则B的转化率将       (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(A)＝4 mol·L－1，c(B)＝a mol·L－1，达到平衡后c(C)＝2 mol·L－1，则a＝       。
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(A)＝c(B)＝b mol/L，达到平衡后c(D)＝       。(保留两位有效数字)

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。
(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体，发生上述反应，在某温度下达到平衡时，各物质的浓度分别是：c(H2)＝9.00 mol·L－1，c(N2)＝3.00 mol·L－1，c(NH3)＝4.00 mol·L－1，此温度下该反应的平衡常数K＝________。
(2)在三个相同容器中各充入1 mol N2和3 mol H2，在不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是________(填字母)。

A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p2>p1
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1>p2
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1>T2
D．图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2
(3)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气，化学方程式为：C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g)
ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·K－1 ·mol－1
该反应在常温下能否自发进行？________(填“能”或“不能”)。

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