题目内容

3．已知化学反应①：
Fe（s）+CO2（g）═FeO（s）+CO（g），其平衡常数为K1；化学反应②：
Fe（s）+H2O（g）═FeO（s）+H2（g），其平衡常数为K2．在温度
973K和1173K情况下，K1、K2的值分别如下：
温度K1K2
973K1.472.38
1173K2.151.67
（1）通过表格中的数值可以推断：反应①是吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）现有反应③：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g），请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：K3=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
（3）根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式K3=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．据此关系式及上表数据，也能推断出反应③是吸热（填“吸热”或“放热”）反应，要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有DF（填写序号）．
A．缩小反应容器容积    B．扩大反应容器容积
C．降低温度    D．升高温度
E．使用合适的催化剂    F．设法减少CO的量
（4）图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图甲中t2时刻发生改变的条件是加入催化剂或增大体系的压强．
②图乙中t2时刻发生改变的条件是降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量．

分析 （1）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动；
（2）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
（3）反应③=反应①-反应②，则反应③的平衡常数为反应①与反应②的平衡常数商，从表格数值可知，随温度升高K3增大，说明升高温度平衡正向移动；
A．缩小反应容器容积，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
B．扩大反应容器容积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动；
C．降低温度，平衡向放热反应方向移动；
D．升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
E．使用合适的催化剂，不影响平衡移动；
F．设法减少CO的量，平衡向生成CO的方向移动；
（4）①从图甲可以看出，t2时刻平衡方向没有移动，变化的是化学反应速率，所以其条件是使用了催化剂；又因为反应③是反应前后气体体积不变的反应，所以增大压强，平衡不移动，反应速率也提高；
②图乙中t2时刻后，CO2浓度增大，CO浓度减小，所以可以通过使平衡左移来达到，条件可以是降低温度，也可以采用增加水蒸气的量或者减少氢气的量．

解答 解：（1）K1（973K时）＜K1（1173K时），说明升高温度平衡正向移动，所以反应①是一个吸热反应，
故答案为：吸热；
（2）反应③：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）的平衡常数K3=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$，
故答案为：$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$；
（3）反应③=反应①-反应②，则反应③的平衡常数K3=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}}{\frac{c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，从表中数据可知，K1随温度升高增大，K2随温度升高减小，则随温度升高K3增大，说明升高温度平衡正向移动，反应③是吸热反应；
A．缩小反应容器容积，压强增大，反应气体气体体积不变，平衡不移动，故A错误；
B．扩大反应容器容积，压强减小，反应气体气体体积不变，平衡不移动，故B错误；
C．正反应为吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，故C错误；
D．正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，故D正确；
E．使用合适的催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，故E错误；
F．设法减少CO的量，平衡向生成CO的方向移动，即平衡正向移动，故F正确，
故答案为：K3=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；吸热；DF；
（4）①从图甲可以看出，t2时刻平衡方向没有移动，化学反应速率加快，所以其条件是使用了催化剂；又因为反应③是反应前后气体体积不变的反应，所以增大压强，平衡不移动，反应速率也提高，
故答案为：加入催化剂或增大体系的压强；
②图乙中t2时刻后，CO2浓度增大，CO浓度减小，所以可以通过使平衡左移来达到，条件可以是降低温度，也可以采用增加水蒸气的量或者减少氢气的量，
故答案为：降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量．

点评 本题考查化学平衡常数、化学平衡影响因素与图象，平衡常数只受温度影响，注意对化学平衡常数表达式的理解．

练习册系列答案
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20．工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染．利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如下（Ce为铈元素）．

请回答下列问题．
（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+．
（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3-和SO32-）存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图1所示．

①下列说法正确的是ABC（填标号）．
A．pH=7时，溶液中c（ Na+）=3c （HSO-3）
B．由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7
C．为获得尽可能纯的 NaHSO3，应将溶液的pH控制在 4～5为宜
D．pH=9时溶液中 c（OH-）=c （H+）+c（HSO3-）+c（H2SO3）
②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L（标况下）SO2，则反应的总离子方程式为3SO2+5OH-=2SO32-+HSO3-+2H2O．
③取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定．酸性高锰酸钾溶液应装在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，判断滴定终点的方法是滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如图2所示．图中A为电源的正（填“正”或“负”）极．右侧反应室中发生的主要电极反应式为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O．
（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为 0.4mol/L，要使 1m3该溶液中的NO2-完全转化为 NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O2的体积为4480 L．
1．利用下列表格中的器材和试剂能够完成相应实验的是 （　　）

选项器材和试剂相应实验
A洗气瓶，饱和Na2CO3溶液、浓硫酸、含HCl和水蒸气的CO2气体除去CO2中的HCl和水蒸气
B分液漏斗、烧杯、蒸馏水、溴和苯的混合物分离溴和苯的混合物
C铁架台、试管、带导管的单孔塞、浓硫酸、铜片实验室制取SO2
D铁架台、试管、带导管的单孔塞、棉花、酒精灯、氯化铵晶体、熟石灰实验室制取NH3
A．AB．BC．CD．D
11．对于可逆反应2A（s）+3B（g）?C（g）+2D（g）△H＜0，在一定条件下达到平衡状态，下列有关叙述正确的是（　　）
①增大物质A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变
④增大B的浓度，v正＞v逆
⑤加入催化剂，物质B的转化率不会改变．
A．①②⑤B．④C．②③④D．④⑤
18．下列说法正确的是（　　）
A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质
B．HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物
C．1.00 mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子
D．纯净矿泉水、铝热剂、漂白粉均为混合物
8．在阿富汗战争和伊拉克战争中美军士兵佩带的头盔、防弹背心和刚性前后防护板能够有效防御子弹和炮弹碎片，它们在战争中保住了许多美军士兵的生命．新型纤维不久将有望取代使用了数十年的凯夫拉纤维，成为未来防弹装备的主要制造材料．M5纤维是近年来开发出的一种超高性能纤维，它比现有的防爆破材料轻35%，下面是M5纤维的合成路线（部分反应未注明条件）：

已知：当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代．根据上述合成M5纤维的过程，回答下列问题：
（1）合成M5的单体G的结构简式为，F的含氧官能团的名称有酯基和酚羟基．
（2）在①～⑦的反应中，不属于取代反应的是③④，②的反应条件是氢氧化钠水溶液/△．
（3）生成A的同时可能生成的A的同分异构体为．
（4）1mol的C和足量新制的氢氧化铜悬浊液反应可以生成2mol砖红色沉淀．
（5）1mol的F和Na2CO3溶液反应最多消耗Na2CO34mol．
15．为了加强环境保护，工业污水必须经过处理，达到国家规定的标准后，才能排放．某化工厂A、B、C、D四个车间排放的污水分别含有污染物CuCl2、HCl、Na2CO3、NaOH中的一种，现对污水作如下处理：
①将A的污水与B的蓝色污水通入第一个反应池，产生蓝色沉淀；
②将C的污水与D的酸性污水通入第二个反应池，产生大量气泡；
③将第一反应池上层的碱性污水与第二反应池流出的酸性污水通入第三个反应池，最终污水显中性，再向外排放．
（1）请你推断各车间污水的污染物分别是ANaOHBCuCl2CNa2CO3DHCl；
（2）最终向外排放的污水中含有的溶质是NaCl．
12．现有①、②、③三种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4； ②1s22s22p63s23p3； ③1s22s22p5．则下列有关比较中正确的是（　　）
A．第一电离能：③＞②＞①B．原子半径：①＞②＞③
C．电负性：③＞②＞①D．最高正化合价：③＞①＞②
13．现有（NH4）2SO4、NH4NO3两种化肥，你认为哪种适宜用于酸性土壤？说明理由．

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