题目内容

19．在一密闭容器中（容积为2L），充入氨气5mol和氧气7.25mol，并发生如下反应：4NH3+5O2$?_{加热}^{催化剂}$4NO+6H2O（g），此反应在一定条件下进行2min后达到平衡，测得NH3的物质的量为4mol．
（1）生成H2O（g）的物质的量为1.5mol，以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率是0.25mol/（L•min）．
（2）O2的平衡浓度是3mol/L．
（3）NH3的转化率为20%．
（4）写出平衡常数的表达式K=$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$．

分析 2min后达到平衡，测得NH3的物质的量为4mol，则
        4NH3+5O2$?_{加热}^{催化剂}$4NO+6H2O（g）
开始   5        7.25          0        0
转化   1        1.25           1      1.5
平衡  4           6             1      1.5
结合v=$\frac{△c}{△t}$、c=$\frac{n}{V}$、K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比．

解答 解：2min后达到平衡，测得NH3的物质的量为4mol，则
        4NH3+5O2$?_{加热}^{催化剂}$4NO+6H2O（g）
开始   5        7.25          0        0
转化   1        1.25           1      1.5
平衡  4           6             1      1.5
（1）生成H2O（g）的物质的量为1.5mol，以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率是$\frac{\frac{1mol}{2L}}{2min}$=0.25mol/（L•min），
故答案为：1.5mol；0.25mol/（L•min）；
（2）O2的平衡浓度是$\frac{6mol}{2L}$=3mol/L，
故答案为：3mol/L；
（3）NH3的转化率为$\frac{1mol}{5mol}$×100%=20%，
故答案为：20%；
（4）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K=$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$，故答案为：K=$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、转化率和速率计算等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意K的表达式及意义，题目难度不大．

练习册系列答案
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7．下列说法中，正确的是（　　）
A．标准状况下，22.4 L水中含有6.02×1023个水分子
B．32 g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023
C．常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占的体积是11.2 L
D．1 molCaCl2溶于水配成1 L溶液，所得溶液中Cl-的物质的量浓度为1 mol/L
10．利用如图装置，可以在室温和一个标准大气压条件下测定镁的相对原子质量．
Y型管中一侧放镁，一侧放稀硫酸，倾斜Y型管，将稀硫酸全部倒入另一侧，反应开始．
（1）在Y型管中添加试剂时，要确保稀硫酸过量．
（2）反应前后都要调整量气管和水准管液面相平，从而保证装置内外压强相等．若读数时，量气管中的液面低于水准管的液面，实验测得H2的体积将偏小．（填“偏大”“偏小”或“不变”）
（3）若镁的质量为mg，cmol/L硫酸溶液VmL，反应后收集到的氢气体积为amL（已折算为标准状况下），则镁的相对原子质量为$\frac{22400m}{a}$．
7．Ⅰ．验小组对H2O2的分解做了如下探究．下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15ml 5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：
MnO2触摸试管情况观察结果反应完成所需的时间
粉末状很烫剧烈反应，带火星的木条复燃3.5min
块状微热反应较慢，火星红亮但木条未复燃30min
（1）写出上述实验中发生反应的化学方程式2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的颗粒大小有关．
Ⅱ．研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．回答相关问题：
（3）定性分析：如图甲可通过观察产生气泡的快慢，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是控制阴离子相同，排除阴离子的干扰．

（4）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．图中仪器A的名称为分液漏斗，实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需要的时间．
14．下列说法不正确的是（　　）
A．分子式为C2H4O2的有机物不一定有酸性
B．当物质中的化学键发生断裂时，一定发生化学变化
C．等质量的Al分别按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b产生的H2多
途径a：Al$\stackrel{HCl}{→}$H2
途径b：Al$\stackrel{Fe_{2}O_{3}}{→}$Fe$\stackrel{HCl}{→}$H2
D．只由一种元素的阳离子与另一种元素的阴离子组成的物质不一定是纯净物
4．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．如图1是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如图2（加热和夹持装置等略）：
已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，可升华，易溶于热水，微溶于冷水，溶于乙醇．请你根据提供的信息回答下列问题：
（1）将装置中的溶液加热至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．在装置示意图中，仪器a的名称是球形冷凝管，其作用是冷凝回流，防止苯乙酸的挥发而降低产品产率．
（2）反应结束后加适量冷水，可分离出苯乙酸粗品．其加入冷水的目的是便于苯乙酸结晶析出．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）如果要将苯乙酸粗品进一步提纯，你可以选择的实验方法是重结晶、升华．（写出两种方法）
（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，判断沉淀洗干净的操作与现象是取少量最后一次洗涤液于试管中，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色沉淀（或白色浑浊）出现．
（5）将苯乙酸加入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．
11．研究NOx、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为2NO2（g）+CH4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ•mol-1．
（2）已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），500℃时的平衡常数为9，若在该温度下进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol•L-1，则CO的平衡转化率为：75%．
（3）用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示．

①写出总反应化学方程式4NH3+4NO+O2$\frac{\underline{\;V_{2}O_{5}\;}}{\;}$4N2+6H2O．
②测得该反应的平衡常数与温度的关系为：lgK=5.08+217.5/T，该反应是_放热反应（填“吸热”或“放热”）．
③该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度达到700K时，发生副反应的化学方程式4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（4）图3是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-，尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气．如图4，电流密度和溶液pH对烟气脱硝的影响．

①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-反应的离子方程式3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O．
②溶液的pH对NO去除率影响的原因是次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强．
③若极板面积10cm2，实验烟气含NO 1.5%，流速为0.070L•s-1（气体体积已折算成标准状态，且烟气中无其他气体被氧化），法拉第常数为96500C•mol-1，测得电流密度为1.0A•cm-2．列式计算实验中NO除去率$\frac{\frac{1.0A．c{m}^{-2}×1s×10c{m}^{2}}{96500c．mo{l}^{-1}×3}}{\frac{0.070L．{s}^{-1}×15%}{22.4L．mo{l}^{-1}}}$×100%=73.7%．
8．已知：2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H=-Q1kJ/mol；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-Q2 kJ/mol；
H2O（g）═H2O（l）△H=-Q3kJ/mol
（1）C2H2的燃烧热为Q1/2kJ/mol
（2）写出H2燃烧热的热化学方程式H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）△H=-（1/2Q2+Q3）kJ/mol
（3）常温下，取体积比为4：1的C2H2和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（2Q1+0.5Q2+Q3）kJ
（4）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2、H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO（g）+2H2（g）?CH3（OH）（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键H-HC-OH-OC-H
E/（kJ•mol-1）4363431076465413
由此计算：△H1=kJ/mol．已知△H2=-58kJ/mol，则△H3=kJ/mol．
9．一定温度下，在容积为2L的密闭容器中发生反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），部分数据见表（表中t2＞t1），说法错误的是（　　）
反应时间/minn（CO）/moln（H2O）/moln（CO2）/moln（H2）/mol
01.200.6000
t10.80   
t2 0.20 
A．反应在t1min末的速率为v（H2）=0.2/t mol•L-1•min-1
B．平衡时水蒸气的转化率为66.67%
C．该温度下反应的平衡常数为l
D．其他条件不变，若起始时，n（CO）=0.60 mol，n（H2O）=1.20 mol，则平衡时水蒸气的转化率为33.33%

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