题目内容

10．一定温度下，向容积为1L的密闭容器中加入0.5molA和0.25molB，发生反应：2A（g）+B（g）?2C（？），达到平衡时，放出热量Q1kJ．保持温度不变，A的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示．则下列说法正确的是（　　）
A．若容器内气体的密度保持不变，说明反应一定达到平衡状态
B．若在相同条件下，改为只加入0.5 mol C，则反应达到平衡反，放出热量Q1kJ
C．平衡状态由a变到b时，则化学平衡常数K（a）=K（b）
D．由图象可知，产物C一定是气体

分析 A、因为C的状态未确定，所以容器内气体的质量不一定守恒，所以密度不能作为平衡状态的判断标志；
B、只加入0.5 mol C，反应向逆反应方向进行，该过程为吸热反应；
C、平衡状态由a变到b时，是压强发生了变化，温度不变，平衡常数只与温度有关；
D、由图象可知，增大压强，A的转化率增大，即平衡向正反应方向移动，在反应方程中，无论C的什么状态，反应物气体的计量数都大于产物，所以C不一定是气体；

解答 解：A、如果C是气态，容器内气体的质量守恒，反应过程中密度始终不变，则密度不能作为平衡状态的判断标志，故A错误；
B、只加入0.5 mol C，反应向逆反应方向进行，该过程为吸热反应，故B错误；
C、平衡状态由a变到b时，是压强发生了变化，温度不变，平衡常数只与温度有关，所以K（a）=K（b），故C正确；
D、由图象可知，增大压强，A的转化率增大，即平衡向正反应方向移动，在反应方程中，无论C的什么状态，反应物气体的计量数都大于产物，所以C不一定是气体，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了平衡状态的判断，反应放出热量的比较，影响平衡常数的因素等，题目综合性较强，难度中等．

练习册系列答案
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20．下列物质按纯净物、混合物、强电解质、弱电解质、非电解质的组合正确的是（　　）
选项纯净物混合物强电解质弱电解质非电解质
A食醋胆矾晶体纯碱小苏打HD
B青铜水煤气硝酸硫化氢乙醇
C烧碱水玻璃硫酸钡一水合氨液氨
DC12H22O11铝热剂三氧化硫二氧化硫二氧化硅
A．AB．BC．CD．D
1．下列关于反应能量的叙述正确的是（　　）
A．Zn（s）+CuSO4（aq）═ZnSO4（aq）+Cu（s）△H=-216 kJ•mol-1，反应物总能量＜生成物总能量
B．相同条件下，1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，则2E1＞E2
C．已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•mol-1，H2的燃烧热为241.8kJ•mol-1
D．H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1，含1molNaOH的NaOH溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量
18．按要求写出下列反应的化学方程式或离子方程式：
（1）硝酸见光分解的化学方程式4HNO3$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O；
（2）氨的催化氧化反应的化学方程式4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O；
（3）锌与稀硝酸按物质的量比2：5反应的离子方程式4Zn+10H++2NO3-=4N2O↑+4Zn2++5H2O或4Zn+10H++NO3-=NH4++4Zn2++3H2O；
（4）NaHCO3溶液与少量Ca（OH）2溶液反应的离子方程式Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+CO32-+2H2O；
（5）Cu2S与稀硝酸反应产生硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水的化学方程式3Cu2S+22HNO3=6Cu（NO3）2+3H2SO4+10NO↑+8H2O．
5．《科学》曾评出10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一．水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质．水质优劣直接影响人体健康．海洋是化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有广阔的前景．人类把海水淡化，就可以得到大量的饮用水，常规蒸馏法，技术和工艺比较完备，但也存在较大缺陷，大量推广离子交换法和电渗析法．
（1）天然水在净化处理过程中加入明矾做混凝剂，其净水作用的原理是Al3++3H2O?Al（OH）3（胶体）+3H+（用离子方程式表示）
（2）家庭用水可以用肥皂水检验其硬度，因为高级酯肪酸钠能与硬水中的钙离子、镁离子形成硬脂酸钙、硬脂酸镁沉淀．家用净水器中装有活性炭和阳离子交换树脂（NaR），用过的阳离子交换树脂放入食盐水中可再生．
（3）电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过．阳极的主要电极反应式是2Cl--2e-═Cl2↑．在阴极附近加入无色酚酞，看到的现象是阴极附近溶液变红色，有无色气体放出．淡水的出口为b（填“a”“b”或“c”）．
（4）利用海水制得的食盐，制取纯碱的简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱．
①滤出晶体C后，从滤液D中提取氯化铵有两种方法：
方法一、通入氨，冷却、加食盐，过滤；
方法二、不通氨，冷却、加食盐，过滤．
对两种方法的评价正确的是（选填编号）ad．
a．方法一析出的氯化铵纯度更高          b．方法二析出的氯化铵纯度更高
c．方法一的滤液可直接循环使用          d．方法二的滤液可直接循环使用
②提取的NH4Cl中含有少量Fe2+、SO42-．将产品溶解，加入H2O2，加热至沸，再加入BaCl2溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵．加热至沸的目的是使Fe3+完全水解为Fe（OH）3．滤渣的主要成分是Fe（OH）3、BaSO4．
15．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），如图1表示该反应过程中能量（单位为kJ•mol-1）的变化：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是C（填字母）．
A．△H＞0，△S＞0  B．△H＞0，△S＜0  C．△H＜0，△S＜0  D．△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和4mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如上图2所示．
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）=0.075mol/（L•min）；
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是BD （填字母）．
A．升高温度  B．将CH3OH（g）及时液化抽出  C．选择高效催化剂  D．再充入l molCO2和4molH2
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）→CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.6kJ/mol．
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极的电极反应式是：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
2．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一．下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图（加热和夹持装置等略）：

已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．
回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸．配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水，再加入浓硫酸．
（2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器c的作用是冷凝回流（或使气化的反应液冷凝）；仪器b的名称是滴液漏斗，其作用是滴加苯乙腈．反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加人冷水的目的是便于苯乙酸析出．下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）．
A．分液漏斗    B．漏斗   C．烧杯  D．直形冷凝管    E．玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是95%．
（4）用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制备适量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是取少量最后一次洗涤液于试管中，加人稀硝酸，再加AgN03溶液，无白色沉淀（或白色浑浊）出现．
（5）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．
（6）在实际操作时，发现b中液体不容易滴下来，你认为应将b改为恒压滴液漏斗（填仪器名称）即可解决此问题．
19．铁和铜是生活中两种常见的金属材料，某同学查阅资料得知铁主要是由铁矿石经热还原的方法冶炼的，常见的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿（主要成分为FeS2）等．
（1）赤铁矿的主要成分为Fe2O3（填化学式），工业上用一氧化碳还原赤铁矿冶炼铁的化学反应方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO2 ；
（2）从矿物资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：
14CuSO4+5FeS2+12H2O═7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4；（已知FeS2中Fe显+2价）
该反应中氧化剂是CuSO4和FeS2（填化学式），当有5molFeS2发生反应时，电子转移数为21mol；
（3）印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，用FeCl3溶液作“腐蚀液”，请写出刻制过程的离子方程式Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+．
20．全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题，温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%．

（1）降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=0.225mol/（L•min）；
②氢气平衡时的物质的量浓度为0.75mol/L；
③下列措施中能使平衡体系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的是CD．
A．升高温度
B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出去
D．再充入1mol CO2和3mol H2
④当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入1mol CH3OH和1mol H2O，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2．则c1＜c2的关系（填＞、＜、=）．
（2）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标．如图2所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．将其插入KOH溶液从而达到吸收CO2的目的．请回答：
①通入甲烷一极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率大于（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率．

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