题目内容

2．一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H＞0，CO2的浓度与时间的关系如图所示．
①该条件下反应的平衡常数为2.0；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol•L-1，则平衡时CO2的浓度为$\frac{2}{3}$mol•L-1．
②下列措施中能使平衡时$\frac{c（CO）}{{c（C{O_2}）}}$增大的是A（填序号）．
A．升高温度   B．增大压强    C．充入一定量的CO2     D．再加入一定量铁粉．

分析 ①先计算出平衡常数二氧化碳、CO的浓度，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积得到平衡常数表达式，代入图上数据即可求K；根据计算出的平衡常数K列式计算二氧化碳的平衡浓度；
②$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$是该反应的平衡常数表达式，平衡常数随温度变化，结合平衡移动原理分析判断．

解答 解：①据图分析平衡时二氧化碳的浓度分别为0.5mol/L，二氧化碳的浓度变化为：1.5mol/L-0.5mol/L=1mol/L，根据反应方程式可知反应生成CO的浓度为1mol/L，
则该反应的平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{1.0mol/L}{0.5mol/L}$=2.0；
若CO2的起始浓度为2.0mol•L-1，据方程式可知，反应的二氧化碳的浓度与生成CO浓度相等，设二者的浓度为xmol/L，
则平衡时二氧化碳浓度为（2.0-x）mol/L，K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=$\frac{x}{2.0-x}$=2.0，
解得：x=$\frac{4}{3}$，
所以平衡时二氧化碳浓度为：（2.0-$\frac{4}{3}$）mol/L=$\frac{2}{3}$mol/L，
故答案为：2.0；$\frac{2}{3}$；
②$\frac{c（CO）}{{c（C{O_2}）}}$为该反应的平衡常数，平衡常数随温度变化，不随浓度压强等因素变化，反应是吸热反应，升温平衡时K增大，
A．升高温度，平衡正向进行，平衡常数增大，故A正确；
B．增大压强，平衡不动，平衡常数不变，故B错误；
C．充入一定量二氧化碳，平衡向着正向移动，由于温度不变，则平衡常数不变，故C错误；
D．铁粉为固体，再加入铁粉后，平衡不发生移动，则该反应的平衡常数不变，故D错误；
故答案为：A．

点评 本题考查了物质的量浓度随时间变化的曲线，题目难度中等，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力．

练习册系列答案
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3．下列说法正确的是（　　）
A．反应3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0
B．在铜的电解精炼过程中，若转移1mol电子，则阳极溶解32gCu
C．常温下向CuS的悬浊液中加入饱和MnSO4溶液可生成MnS沉淀，则Ksp（MnS））＜Ksp（CuS）
D．常温下用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定相同物质的量浓度和相同体积的盐酸和醋酸，其中实线（如图）表示的是滴定盐酸的曲线
13．烟气中含有SO2等大量有害的物质，烟气除硫的方法有多种，其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下：
Ⅰ．CaCO3（s）?CO2（g）+CaO（s）△H=+178.2kJ/mol
Ⅱ．SO2（g）+CaO（s）?CaSO3（s）△H=-402kJ/mol
Ⅲ.2CaSO3（s）+O2（g）+4H2O（l）?2[CaSO4•2H2O]（s）△H=-234.2kJ/mol
（1）试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的热化学方程式2CaCO3（s）+O2（g）+2SO2（g）+4H2O（l）?2[CaSO4.2H2O]（s）+2CO2（g）△H=-681.8kJ/mol．
（2）反应Ⅱ为烟气除硫的关键，取相同用量的反应物在3种不同的容器中进行该反应，A容器保持恒温恒压，B容器保持恒温恒容，C容器保持恒容绝热，且初始时3个容器的容积和温度均相同，下列说法正确的是ad
a.3个容器中SO2的转化率的大小顺序：aA＞aB＞aC
b．当A容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明反应处于化学平衡状态
c．A、B两个容器达到平衡所用的时间：tA＞tB
d．当C容器内平衡常数不变时，说明该反应处于化学平衡状态
（3）依据上述反应Ⅱ来除硫，将一定量的烟气压缩到一个20L的容器中，测得不同温度下，容器内SO2的质量（mg）如下表
  0 2040  60 80 100120 
 T1 2100 1052 540 199 8.7 0.06 0.06 
 T22100 869 242x x x x 
①在T1温度下，计算20-40min内SO2的反应速率2×10-5mol/（L•min）．
②若其它条件都相同，则T1＞T2（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；x＜0.06．
③在T2温度下，若平衡后将容器的容积压缩为10L，则新平衡时SO2的浓度=原平衡时SO2的浓度（填“＞”、“＜”或“=”），理由是该反应的平衡常数表达式为k=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）}$，温度不变，平衡常数不变，所以浓度相等．
10．某钠盐溶液中可能含有NO2-、SO42-、SO32-、CO32-、Cl-、I-等阴离子．某同学取5份此溶液样品，分别进行了如下实验：
①用pH计测得溶液pH大于7
②加入盐酸，产生有色刺激性气体
③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体
④加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸且放出气体，将气体通入品红溶液，溶液不褪色
⑤加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的（NH4）2Fe（SO4）2溶液，再滴加KSCN溶液，显红色．
该同学最终确定在上述六种离子中仅含NO2-、CO32-、Cl-三种阴离子．请分析，该同学只需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论．（　　）
A．①②④⑤B．③④C．③④⑤D．②③⑤
17．设计一实验将只含有Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3的白色固体中的三种成分检验出来．取一定量的白色固体与烧瓶A中，通过分液漏斗加入液体a，如图所示：
（1）实验开始前，需进行的操作是：检查装置气密性
（2）写出A中发生的离子反应方程式：CO32-+2H+=CO2↑+H2O，SO32-+2H+=SO2↑+H2O
（3）液体a的名称为：硫酸；已知B、D都为品红，C为酸性KMnO4溶液，则D装置的作用为：检验二氧化硫是否除尽
（4）检验出Na2CO3的现象是：D中品红不褪色，E中石灰水变浑浊
（5）装置C中的试剂还可用与KMnO4具有相同反应原理、现象明显但不具有挥发性的试剂，请写出你所选试剂在实验中发生的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+
（6）能否直接用反应后烧瓶A中的液体检验Na2SO4，为什么？不能，因为在检验Na2SO3、Na2CO3的实验时已经向烧瓶中加入了硫酸，直接用反应后烧瓶中的溶液就不能说明原固体中含有Na2SO4．
7．为测定Na2S2O3•5H2O产品纯度，准确称取Wg产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000mol•L?1碘的标准溶液滴定． 反应原理为：2S2O32?+I2=S4O62-+2I?
（1）滴定至终点时，溶液颜色的变化：溶液由无色变为蓝色．
（2）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为20.00mL．
（3）产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{0.4M}{W}$%．
14．下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．25℃时，pH=7的NH4Cl与NH3•H2O混合溶液中：c（H+）=c（OH-）＜c（NH4+）=c（Cl-）
B．将pH=3的醋酸溶液稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低
C．向Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸时，溶液中c（HCO3-）的变化情况是先变小后变大
D．0.01 mol•L-1Na2CO3溶液与0.01 mol•L-1 NaHCO3溶液等体积混合：3c（CO32-）+3c（HCO3-）+3c（H2CO3）=2c（Na+）
11．硅在地壳中的含量较高．硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用．回答下列问题：
（1）1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”，这种“金属”可能是含有硅碳的铁合金．
（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料．其中，生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英和石灰石．
（3）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料．工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

发生的主要反应
电弧炉SiO2+2C$\stackrel{1600-1800℃}{?}$Si+2CO↑
流化床反器Si+3HCl$\stackrel{250-300℃}{?}$SiHCl3+H2
还原炉SiHCl3+H2$\stackrel{1100-1200℃}{?}$Si+3HCl
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑；碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似．
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占 85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和精馏（或蒸馏）．
物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4
沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9
③SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl．
（4）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是H2、HCl．
12．某化学实验小组想要了解市场所售食用白醋（主要是醋酸的水溶液）的准确浓度，现从市场上买来一瓶某品牌食用白醋，用实验室标准NaOH溶液对其进行滴定．
（1）该实验应选用酚酞作指示剂，量取一定体积的白醋所用的仪器是酸式滴定管．
（2）如图表示50mL滴定管中液面的位置，若A与C刻度间相差1mL，A处的刻度为25，滴定管中液面读数应为25.40mL．
（3）为了减小实验误差，该同学一共进行了3次实验，假设每次所取白醋体积均为VmL，NaOH标准液浓度为cmo1/L，3次实验结果记录如下：
实验次数第一次第二次第三次
消耗NaOH溶液体积/mL26.0225.3525.30
从上表可以看出，第一次实验中记录消耗NaOH溶液的体积明显多于后两次，其原因可能是BC
A．初读正确，实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时NaOH溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水洗净，未用标准液润洗
D．滴加NaOH溶液过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，立刻停止滴定
（4）白醋溶液中存在的电离平衡为CH3COOH?CH3COO-+H+，H2O?OH+H+（用电离平衡方程式表示）．
（5）在滴定过程中，当c（CH3COOˉ）＞c（Na+）时，则混合溶液呈A（填序号）．
A．酸性    B．碱性    C．中性  D．无法确定
（6）根据所给数据，写出计算该白醋中醋酸的物质的量浓度的表达式（不必化简）：c=$\frac{cmol•{L}^{-1}×\frac{25.35mL+25.30mL}{2}}{VmL}$．

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