题目内容

15．常温常压下在可移动活塞的甲、乙容器（如图）里分别充有等体积的二氧化氮（已建立了平衡：2NO2?N2O4；△H＜0．）和空气，现分别进行下列两个实验：
①将两容器置于沸水中加热；②在活塞上都加2千克的砝码．
在以上两情况下，甲和乙容器中气体体积大小的比较，正确的是（　　）
A．①甲＞乙②甲＞乙B．①甲＞乙②甲＜乙C．①甲＜乙②甲＞乙D．①甲＞乙②甲=乙

分析 先先分析条件变化引起体积如何变化，再根据甲中存在平衡，乙不存在，分析平衡移动对体积的进一步影响，据此进行解答．

解答 解：实验①在沸水中，气体体积都受热膨胀，甲中存在平衡N2O4?2NO2 △H＞0，升高温度，平衡正向移动，使体积进一步增大，所以容器体积：甲＞乙；
实验②在活塞上都加2kg的砝码，压强增大，气体都缩小，甲中存在平衡N2O4?2NO2 △H＞0，增大压强，平衡逆向移动，体积减小得更多，所以容器体积：甲＜乙，
故选B．

点评 本题考查化学平衡的影响因素，题目难度中等，注意甲中存在平衡，乙不存在，从温度、压强对平衡移动的影响角度分析，试题培养了学生的灵活应用能力．

练习册系列答案
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16．下列配制溶液的操作中，不会影响所配溶液浓度大小的是…（　　）
A．托盘两边各垫一张质量相等的纸片称取固体NaOH
B．容量瓶内水分未干便注入了液体
C．洗涤刚才盛过溶质的烧杯的洗涤液没有转入容量瓶
D．定容后使溶液混匀，静止，发现凹液面低于刻度线，立即滴加蒸馏水至刻度线
6．一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料．有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下：

则：（1）①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是避免O2与Ni反应再使其失去催化作用．
②SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=-270kJ/mol．
（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数K=9．如果反应开始时，在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol，5min末达到平衡，则此时CO的转化率为75%，H2的平均生成速率为0.045mol•L-1•min-1．
（3）为减少雾霾、降低大气中有害气体含量，研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大．机动车尾气污染物的含量与空/燃比 （空气与燃油气的体积比）的变化关系示意图如图Ⅲ所示，请解释：
①随空/燃比增大，CO和CxHy的含量减少的原因是空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故CO、CxHy含量减少．
②当空/燃比达到15后，NOx减少的原因可能是因为反应 N2（g）+O2（g）?2NO（g） 是吸热反应，当空/燃比大于15后，由于燃油气含量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减少，环境温度降低，使该反应不易进行，故NOx减少．
3．已知2-丁烯有顺、反两种异构体，在某条件下两种气体处于平衡，下列说法正确的是（　　）
A．顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
B．顺-2-丁烯的燃烧热比反-2-丁烯大
C．加压和降温有利于平衡向生成顺-2-丁烯反应方向移动
D．它们与氢气加成反应后的产物具有不同的沸点
10．在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量．
（1）写出该反应的热化学方程式N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.625kJ•mol-1．
（2）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ•mol-1，则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是408.8kJ．
（3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是产物为氮气和水，无污染．
（4）已知N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）；△H=+67.7kJ•mol-1，N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O （g）；△H=-534kJ•mol-1，根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=-1135.7kJ•mol-1．
（5）已知：N2 （g）+2O2 （g）═2NO2 （g）△H=+67.7kJ/mol
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O （g）△H=-543kJ/mol
$\frac{1}{2}$H2 （g）+$\frac{1}{2}$F2 （g）═HF （g）△H=-269kJ/mol
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O （g）△H=-242kJ/mol
有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，肼和氟反应的热化学方程式：N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF（g）△H=-1135kJ•mol-1．
（6）丙烷燃烧可以通过以下两种途径：
途径I：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=-a kJ•mol-1
途径II：C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g）△H=+b kJ•mol-1
2C3H6（g）+9O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）△H=-c kJ•mol-1
2H2（g）+O2 （g）═2H2O（l）△H=-d kJ•mol-1 （abcd均为正值）
请回答下列问题：
判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量等于（填“大于”、“等于”或“小于”）途径II放出的热量．由于C3H8（g）═C3H6（g）+H2（g） 的反应中，反应物具有的总能量小于（填“大于”、“等于”或“小于”）生成物具有的总能量．b 与a、c、d的数学关系式是b=$\frac{c}{2}$+$\frac{d}{2}$-a．
20．碳元素是形成物种最多的元素之一，其中许多物质对人类来说有着极其重要的作用．
（1）石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，它是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，同时也是世界上导电性最好的材料（结构见图1）．
试预测它与下列物质可能反应的是ABC．
A．氧气     B．单质氟     C．浓硝酸    D．氢氧化钠溶液
（2）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=a kJ•mol-1；
②CH3OH（g）=CO（g）+2H2（g）△H=bkJ•mol-1；
CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=（a-b）kJ/mol．
（3）柠檬酸（H3Cit）是重要的三元有机酸，它的三种铵盐均易溶于水，它们可通过H3Cit与氨水反应获得，含碳各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH 的关系见图2．
①为制取NH4H2Cit，pH应控制在大约4 或3.8～4.2；
②柠檬酸和一定量氨水反应所得溶液的pH约为6.7时，该反应的离子方程式为2H3Cit+5NH3•H2O=HCit2-+Cit3-+5NH4++5H2O或“2H3Cit+5NH3=HCit2-+Cit3-+5NH4+”．
（4）另一含碳化合物，其分子式为C3H6S2O，它是一种重要医药中间体，它的核磁共振氢谱见图3．则它的结构简式为．
（5）某科研组设计见图4装置，利用电解乙醇和氢氧化钠制取乙醇钠（阳离子交换膜只允许Na+通过）．电解时阳极产成的气体是O2，阴极发生的电极反应式为2CH3CH2OH+2e-=2CH3CH2O-+H2↑．
7．（1）已知：在1×105Pa条件下，氢气的标准燃烧热是285.8kJ•mol-1，下列热化学方程式正确的是B
A．H2O（g）=H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）△H=+285.8kJ•mol-1
B．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-517.6kJ•mol-1
C．H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）△H=-285.8kJ•mol-1-
D．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=+517.6J•mol-1
（2）科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的．”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应．
①P4（s，白磷）+5O2（g）=P4O10（s）；△H=-2983.2kJ•mol-1
②P（s，红磷）+$\frac{5}{4}$O2 （g）=$\frac{1}{4}$P4O10（s）△H=-738.5kJ•mol-1-
则白磷转化为红磷的热化学方程式P4（白磷，s）═4P（红磷，s）△H=-29.2kJ•mol-1．相同的状况下，能量较低的是红磷；白磷的稳定性比红磷低（填“高”或“低”）．
4．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），其平衡常数K和温度t的关系如下：
t℃70080085010001200
K2.61.71.00.90.6
（1）K的表达式为：K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$；
（2）该反应的正反应为放热反应（“吸热”或“放热”）；原因是升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动
（3）能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：D
A．混合气体总的物质的量不变　      B．容器中压强不变
C．混合体系中平均摩尔质量不变 　　 D．混合气体中CO浓度不变
（4）在850℃时，可逆反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），在该容器内各物质的浓度变化如下：
时间/minCO2 （mol/L）H2 （mol/L）CO （mol/L）H2O（ mol/L）
00.2000.30000
20.1380.2380.0620.062
3c1c2c3c3
4c1c2c3c3
试计算：（要求写出简单的计算过程）
①前2min，CO2的平均反应速率；
②3min-4min达到平衡时CO的平衡浓度c3（c3精确到小数点后面三位数）．
5．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．硫酸溶液与氢氧化钡溶液：H++SO42-+Ba2++OH-═H2O+BaSO4↓
B．硫酸与氢氧化镁溶液：H++OH-═H2O
C．碳酸钙与稀硝酸：CO32-+2H+═CO2↑+H2O
D．铁与稀硫酸反应：Fe+2H+═Fe2++H2↑

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