题目内容
3．
氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ•mol-1
当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图所示．下列说法正确的是（ ）
| A． | 图中t1时引起平衡移动的条件可能是升高温度 | |
| B． | 表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t5～t6 | |
| C． | 温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数为$\frac{16}{{a}_{2}}$ | |
| D． | 在t2～t3时间段，保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，N2的浓度不变 |
分析 A、由反应速率与时间的关系图象可知，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；
B、t3时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，所以氨气的百分含量是减小的，即表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3；
C、N2（g）+3H2（g）?2NH2（g）
开始 2amol/L 4amol/L 0
反应 amol/L 3amol/L 2amol/L
平衡 amol/L amol/L 2amol/L
根据化学平衡常数表达式进行计算；
D、在t2～t3时间段，保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，各组分的浓度不变，平衡不移动．
解答 解：A、由反应速率与时间的关系图象可知，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强，而不是升高温度，故A错误；
B、t3时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，所以氨气的百分含量是减小的，即表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3，而不是t5～t6，故B错误；
C、N2（g）+3H2（g）?2NH2（g）
开始 2amol/L 4amol/L 0
反应 amol/L 3amol/L 2amol/L
平衡 amol/L amol/L 2amol/L
所以化学平衡常数K=$\frac{（2amol/L）^{2}}{（amol/L）×（amol/L）^{3}}$=$\frac{4}{{a}^{2}}$（L/mol）2，故C错误；
D、在t2～t3时间段，保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，各组分的浓度不变，平衡不移动，所以氮气的浓度不变，故D正确；
故选D．
点评 本题考查了影响化学反应速率的因素、图象分析，化学平衡三段式计算等知识点，注意知识的迁移和应用是关键，难度不大．
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有关数据列表如下：
| 乙醇 | 1，2-二溴乙烷 | 乙醚 | |
| 状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
| 密度/g•cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
| 熔点/℃ | 一l30 | 9 | -1l6 |
（1）写出装置A中的反应方程式为：C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．
（2）在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是减少副产物乙醚生成；同时在装置C中应加入NaOH溶液．其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体．
（3）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在下层（填“上”、“下”）；若产物中有少量未反应的Br2，可用NaOH溶液洗涤除去．
（4）反应过程中应用冷水冷却装置D，但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管．
某学生为了探究氯水的成分，请你与他一起完成探究过程，并书写实验报告．
| 实验步骤 | 操作方法 | 实验现象 | 结论或解释 |
| 1 | 观察氯水的颜色 | 含有Cl2 | |
| 2 | 有无色气体产生 | 含有H+ | |
| 3 | 取少量氯水于试管中，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液 | 有白色沉淀生成 | |
| 4 | 取少量氯水于试管中，放入红色布条 |
| A． | c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（ H+） | B． | c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（ H+）＞c（OH-） | ||
| C． | c（NH4+）+c（ NH3）=c（Cl-）+c（OH-） | D． | c（NH4+）+c（ NH3•H2O）+c（ NH3）=c（Cl-） |
查阅资料：
Ⅰ部分金属离子发生沉淀的pH：
| 金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ |
| 开始沉淀的pH | 2.2 | 3.1 | 7.5 |
| 完全沉淀的pH | 3.5 | 5.4 | 9.5 |
请根据以上工艺流程及提供的信息，回答下列问题：
（1）气体Ⅰ的主要成分为H2（填化学式，下同）；滤渣Ⅱ的主要成分为Al（OH）3、Fe（OH）3．
（2）操作X为洗涤（填操作名称）．
（3）向滤液Ⅰ中加入适量氨水，其目的是调节溶液的pH到5.4～7.5之间．
（4）在“酸浸”过程中，若在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O．
（5）为测定滤液Ⅰ中的Fe2+的含量，实验室中常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，该反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O；取20.00mL滤液Ⅰ于锥形瓶中，用0.1mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定到终点时消耗了标准酸性高锰酸钾溶液12.00mL，则滤液Ⅰ中c（Fe2+）=0.3mol/L．
溶液中的化学反应大多是离子反应．根据要求回答下列问题．
已知25℃时部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：
| 沉淀物 | Zr（OH）4 | Fe（OH）3 | Al（OH）3 | Fe（OH）2 |
| 开始沉淀时pH | 1.2 | 2.7 | 3.4 | 6.3 |
| 完全沉淀时pH | 2.4 | 3.2 | 5.2 | 9.7 |
ZrSiO4+4NaOH═Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O
（2）为了提高浸出率可采取的方法有原料粉碎增大接触面积、加热或搅拌或多次浸取（列举两种）
（3）生成滤渣2的成分H2SiO3或H4SiO4（用化学式表示）
（4）用氨水将滤液2的pH调至2.4≤pH＜3.4，目的是使Zr4+完全转化为Zr（OH）4沉淀，同时保证Al3+不会被沉淀下来．
（5）往流程中滤渣1中加入盐酸溶液，过滤不溶物后，再将滤液在不断通入HCl气流中气流同时蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体．