题目内容

8．在容积为100L的密闭容器中，加入1.0molCH4和2.0molH2O（g）．一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H
已知CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示．回答下列问题：
（1）100℃时平衡常数为2.25×10-4 mol2•L-2．
（2）图中的p1＜p2（填“＜”、“＞”或“=”），其理由是：相同温度时p1下CH4的转化率大于p2下CH4的转化率，由反应为气体体积增大的反应，压强越小转化率越高
（3）若100℃时该可逆反应的平衡常数是K1，200℃该该可逆反应的平衡常数是K2，则K1＜K2（填“＜”、“＞”或“=”）．其理由是据图象可知，该可逆反应的△H＞0，温度升高，平衡正向移动．

分析 （1）由图可知，100℃时CH4的转化率为0.5，则
       CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
开始  1               2               0              0
转化 0.5           0.5              0.5          1.5
平衡  0.5            1.5             0.5           1.5
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）图中温度相同时，p1对应的转化率大，该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动；
（3）图中压强相同时，温度越高，转化率越大．

解答 解：（1）由图可知，100℃时CH4的转化率为0.5，则
       CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
开始  1               2               0              0
转化 0.5           0.5              0.5          1.5
平衡  0.5            1.5             0.5           1.5
K=$\frac{（\frac{0.5}{100}mol/L）×（\frac{1.5}{100}mol）^{3}}{（\frac{0.5}{100}mol/L）（\frac{1.5}{100}mol/L）}$=2.25×10-4 mol2•L-2，
故答案为：2.25×10-4 mol2•L-2；
（2）图中温度相同时，p1对应的转化率大，由反应为气体体积增大的反应，压强越小转化率越高，则p1＜p2，
故答案为：＜；相同温度时p1下CH4的转化率大于p2下CH4的转化率，由反应为气体体积增大的反应，压强越小转化率越高；
（3）图中压强相同时，温度越高，转化率越大，则该可逆反应的△H＞0，温度越高，K越大，则K1＜K2，
故答案为：＜；据图象可知，该可逆反应的△H＞0，温度升高，平衡正向移动．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握平衡三段法、K的计算及平衡移动为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意图中温度、压强对平衡移动的影响，题目难度不大．

练习册系列答案
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9．某小组选用如图装置，利用反应2NH3+3CuO$\stackrel{△}{→}$N2+3Cu+3H2O，通过测量生成水的质量[m（H2O）]来测定Cu的相对原子质量．实验中先称取氧化铜的质量[m（CuO）]为a g．

（1）浓氨水滴入生石灰中能制得NH3的原因是氨水中存在平衡NH3+H2O?NH3．H2O?NH4++OH-，生石灰吸收浓氨水中的水放出热量，生成OH-均能使平衡向左移动，从而得到氨气．
（2）甲同学按B-A-E-C-D的顺序连接装置，该方案是否可行不可行，理由是C装置将生成的水和多余的氨气一起吸收，无法测量出生成水的质量．
（3）乙同学按B-A-D-E-C的顺序连接装置，则装置C的作用是吸收未反应的NH3，防止空气中的水蒸气进入．
（4）丙同学认为乙同学测量的m（H2O）会偏高，理由是装置B生成的氨气有混有水，故m（H2O）会偏高，你认为该如何改进？可在装置B和A之间增加装置D
（5）若实验中测得m（H2O）=b g，则Cu的相对原子质量为$\frac{18a}{b}$-16．（用含a、b的代数式表示）．
（6）若CuO中混有Cu，则该实验测定结果偏大．（选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）
19．①有下列反应的热化学方程式：
6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）═2C3H3（ONO2）3△H1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2
  C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3
则反应4C3H3（ONO2）3（l）═12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）的△H为-2△H1+5△H2+12△H3
②常温下，将22gCO2通入750L1mol•L-1NaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量．已知该条件下，1molCO2通入1L2mol•L-1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是NaOH（aq）+CO2（g）═NaHCO3（aq）△H=-（4x-y）kJ/mol．
③已知：25℃、101kPa时，
Mn（s）+O2（g）═MnO2（s）△H1=-520kJ•mol-1
S（s）+O2（g）═SO2（g）△H2=-297kJ•mol-1
Mn（s）+S（s）+2O2（g）═MnSO（s）△H3=-106kJ•mol-1
  则SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=-248kJ/mol．
④二氧化锰常用来做碱性锌锰电池正极的材料，它的电池反应2MnO2+Zn+2H2O═2MnO（OH）+Zn（OH）2写出放电时正极的电极反应式2MnO2+H2O+2e-═Mn2O3+2OH-．
16．在强碱性的无色透明溶液中，能大量共存的离子是（　　）
A．Ca2+，Na+，NO3-，Cl-B．K+，Ba2+，Cl-，NO3-
C．Na+，HCO3-，CO32-，K+D．Na+，Cl-，K+，MnO4-
3．有A、B、C三种主族元素，已知A元素原子的价电子构型为nsn，B元素原子的M层上有两个未成对电子，C元素原子L层的p轨道上有一对成对电子，由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是（　　）
A．A3BC4B．A2BC4C．A2BC3D．A4BC4
13．钛矿工业中的硫酸酸性废水富含Ti、Fe等元素，其综合利用如图下：

已知：TiO2+易水解生成TiO2•nH2O，故TiO2+只能存在于强酸性溶液中．
（l）TiO2+中钛元素的化合价为+4．
（2）步骤I中可能发生的反应离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2．
（3）操作a依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（或过滤、洗涤）．
（4）步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑，该反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是避免温度过高碳酸氢铵分解，减少铁离子的水解程度．
（5）已知Kap[Fe（OH）2]=8×10-16．步骤Ⅲ中，FeCO3达到溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，c（Fe2+）=1×10-5mol/L．判断所得的Fe2CO3中没有（填“有”或“没有”）Fe（OH）2；步骤 IV中，为了得到较为纯净的Fe2O3，除了适当的温度外，还需要采取的措施是向容器中补充适量的空气．
（6）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末易得到固体TiO2•nH2O．原理是溶液中存在水解平衡TiO2++（n+1）H2O?TiO2•nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末与H+反应，降低了溶液中c（H+），促进水解平衡向生成TiO2•nH2O的方向移动．
20．鉴别下列各组有机物，所选用的试剂不正确的是（　　）
A．鉴别苯与四氯化碳：碘水
B．鉴别甲烷与乙烯：酸性高锰酸钾溶液
C．鉴别与CH≡CH：溴水
D．鉴别NaCl与CH3CH2Cl：硝酸银溶液
17．亚硫酸盐在工业生产中冇广泛的应用，某同学在实验中对亚硫酸盐的制备和性质进行探究．
（1）Cu2SO3•CuSO3•2H2O是一种深红色固体，不溶于水和乙醇，100℃时发生分解，其制备实验装置如图所示．

①仪器X的名称是分液漏斗．常温下用装置A制取SO2时，用较浓的硫酸而不用稀硫酸，其原因是SO2易溶于水，用较浓的硫酸有利于SO2的逸出．
②装置C的作用是防止倒吸．
③装置B中发生反应的离子方程式为3Cu2++3SO2+6H2O═Cu2SO3•CuSO3•2H2O↓+8H++SO42-．
④从装置B中获得的固体需先用蒸馏水充分洗涤，再真空干燥，而不直接用烘干的方式得到产品，其原因是防止Cu2SO3•CuSO3•2H2O发生分解和被氧化．
（2）向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液时，反应有三种可能的情况：
I．NaHSO3和NaClO恰好反应；II．NaHSO3过量；III．NaClO过量．甲同学欲通过下列实验确定该反应属于哪一种情况，请完成表：
实验操作预期现象及结论
取上述反应后的混合溶液于试管 A中，滴加稀硫酸若有气泡产生，则①II（填“I”“II”或“III”，下同）成立，若没有气泡产生，则②I或III成立
另取上述反应后的混合溶液于试管B中，滴加几滴淀粉KI溶液，充分振荡③溶液变为蓝色，则III成立
（3）请设计简单实验方案比较室温下NaHSO3浓液中HSO3-的电离平衡常数Ka与水解平衡常数Kb的相对大小：常温下，用pH试纸（或pH计）测定NaHSO3溶液的pH，若PH＜7，则Ka＞Kb；若pH＞7，则Ka＜Kb．
18．下列反应可用离子方程式“H++OH-→H2O”表示的是（　　）
A．H2SO4溶液与Ba（OH）2溶液混合B．NH3•H2O溶液与HCl溶液混合
C．NaHCO3溶液与NaOH溶液混合D．HNO3溶液与KOH溶液混合

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