题目内容

12．化学反应原理是中学化学学习的重要内容．请回答下列问题：

（1）下列判断正确的是①③．
①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2则△H1＜△H2
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2则△H1＜△H2
③t℃时，在一定条件下，将1mol SO2和1mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q1和Q2则Q1＜Q2
④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H1
CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H2则△H1＜△H2．
（2）依据氧化还原反应Zn（s）+Cu2+（aq）═Zn2+（aq）+Cu（s）  
设计的原电池如图1所示．
请回答下列问题：
①铜电极发生的电极反应为Cu2++2e-═Cu②溶液中Cu2+向正极移动．
（3）在一恒温、恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH （g）+H2O（g）△H=-49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图2所示．回答下列问题：
①Y的化学式是CO2
②反应进行到3min时，v正＞v逆（填“＞”或“＜”、“=”）．反应前3min，H2的平均反应速率v（H2）=0.5mol•L-1•min-1．
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是ACD
A．容器内各气体的体积分数保持不变
B．混合气体密度不变
C．3v逆（CH3OH）=v正（H2）                                         
D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．CO2的转化率为70%            
F．混合气体中CO2与H2的体积比为1﹕3
④上述温度下，反应CH3OH （g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）的平衡常数K=0.19（计算结果保留2位小数）．
⑤上述反应达到平衡后，往容器中同时加入0.1mol CO2和0.3mol H2O （g），此时平衡将向右（填“向左”、“向右”或“不”）移动．
（4）室温时，向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如图3所示．下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是②③．
①a点时：c（CH3COOH）＞c（CH3COO-）＞ c（Na+）＞ c（H+）＞c（OH-）
②b点时：c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-）
③c点时：c（OH-）=c（CH3COOH）+c（H+）
④d点时：c（Na+）＞ c（CH3COO-）＞ c（OH-）＞c（H+）

分析 （1）根据物质的状态影响反应热的数值，反应热的符号与吸热、放热的关系，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比来回答，注意水蒸气变为液态是放热的，物质的分解反应是吸热的，物质的化合反应大多数是放热的，放热反应的焓变为负值比较大小；
（2）装置图分析可知为铜锌原电池，铜做正极，锌做原电池的负极，电解质溶液中铜离子在正极得到电子生成铜，负极是锌失电子发生氧化反应，原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极；
（3）①由图可知反应进行到3min时，消耗的Y和生成的X均为0.5mol，说明二者的计量数相同，根据方程式判断；
②反应进行到3min时，反应未到达平衡状态；根据二氧化碳的浓度变化求出氢气的浓度变化，再求反应速率；
③在一定条件下，当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变；
④先计算出平衡常数K，由图可知，达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L，则H2转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L，生成的c（CH3OH）=c（H2O）=0.75mol/L，则平衡时c（CO2）=0.25mol/L，c（H2）=0.75mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，c（H2O）=0.75mol/L，据此计算化学反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH （g）+H2O（g）的平衡常数，正逆反应的平衡常数互为倒数关系；
⑤往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O（g），再根据Qc与K的大小关系判断反应进行的方向；
（4）①．a点溶液为CH3COOH和CH3COONa的混合物，溶液呈酸性，c（H+）＞c（OH-），说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度；
②．b点时溶液的pH=7，c（H+）=c（OH-），根据电荷守恒可知c（Na+）=c（CH3COO-）；
③．c点时，恰好反应生成醋酸钠溶液，根据电荷守恒和物料守恒进行判断；
④．d点氢氧化钠过量，为NaOH和CH3COONa的混合物，溶液呈碱性．

解答 （1）①因CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）是燃烧反应，反应均放热，△Η＜0，
  CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1，CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2，因水由气态变成液态，放出热量，所以△H1＜△H2，故①正确；
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H1，2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2；氢气的燃烧是放热的，所以焓变是负值，系数加倍，焓变数值也加倍，所以△H2=2△H1＜0，所以△H2＜△H1，故②错误；
③℃时，在一定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，恒压密闭容器相当于在恒容的基础上正向移动了，所以恒P下，达到平衡状态时放出的热量更多，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2，Q1＜Q2，故③正确；
④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H1＞0，CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H2＜0，所以△H1＞△H2，故④错误．
故答案为：①③；
（2）装置图分析可知为铜锌原电池，铜做正极，锌做原电池的负极，电解质溶液中铜离子在正极得到电子生成铜，负极是锌失电子发生氧化反应，原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，
①铜电极发生的电极反应为：Cu2++2e-═Cu，故答案为：Cu2++2e-═Cu；   
②上述分析可知原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，
故答案为：正；
（3）①由图可知反应进行到3min时，消耗的Y和生成的X均为0.5mol，说明二者的计量数相同，已知CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），
则反应物Y为CO2，故答案为：CO2；
②反应进行到3min时，反应未到达平衡状态，反应仍正向进行，所以v正＞v逆；反应前3min，消耗的二氧化碳为1.00-0.50=0.50mol/L，则消耗的氢气为
0.50mol/L×3=1.50mol/L，则v（H2）=$\frac{1.50mol/L}{3min}$=0.5mol•L-1•min-1，
故答案为：＞；0.5；
③在一定条件下，当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，
A．容器内各气体的体积比保持不变，说明各物质的量保持不变，所以证明已经达到平衡状态，故A正确；
B．混合气体的体积不变，质量守恒，所以混合气体的密度始终不变，所以不能证明已经达到平衡状态，故B错误；
C．达到平衡状态时，不同物质的反应速率之比等于计量数之比，即是平衡状态，所以3v逆（CH3OH）=v正（H2） 时，说明已经达到平衡状态，故C正确；
D．由图可知，达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L，则H2转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L，所以氢气的转化率为 $\frac{2.25}{3}$×100%=75%，故D正确；
故答案为：ACD；
④由图可知，达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L，则H2转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L，生成的c（CH3OH）=c（H2O）=0.75mol/L，则平衡时c（CO2）=0.25mol/L，c（H2）=0.75mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，c（H2O）=0.75mol/L，
则K=$\frac{[C{H}_{3}COOH][{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}][{H}_{2}]^{3}}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=5.33，反应CH3OH（g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）是反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的逆反应，二者的平衡常数互为倒数的关系，则K′=$\frac{1}{K}$=$\frac{1}{5.33}$=0.19，故答案为：0.19．
⑤往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O（g），则Qc=$\frac{0.75×（1+0.75）}{（0.25+1）÷0.7{5}^{3}}$=2.49＜K=5.33，则反应未到达平衡状态，所以反应向右进行，
故答案为：向右；
（4）①．a点时醋酸过量，溶液为CH3COOH和CH3COONa的混合物，溶液呈酸性，醋酸根离子的水解程度小于醋酸的电离程度，则c（CH3COO-）＞c（CH3COOH），故①错误；
②．b点时根据溶液电荷守恒可知溶液中应存在c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），溶液呈中性，应有c（H+）=c（OH-），则c（Na+）=c（CH3COO-），c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-），故②正确；
③．c点时，氢氧化钠与醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液，醋酸钠溶液中，根据电荷守恒可得：①c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），根据物料守恒可得：②c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH），将②带人①可得：c（OH-）=c（CH3COOH）+c（H+），为质子守恒，故③正确；
④．d点为NaOH和CH3COONa的混合物，溶液呈碱性，由于CH3COO-存在微弱的水解，则有c（Na+）＞c（OH-）＞c（CH3COO-）＞c（H+），故④错误．
故答案为：②③；

点评 本题考查了物质反应能量变化分析判断，反应速率计算、化学平衡的计算与影响因素、平衡常数的计算、反应方向的判断，酸碱混合的判断和离子浓度大小比较等，侧重于考查学生分析和解决问题的能力，题目难度较大，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系，能够根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解判断溶液中离子浓度大小．

练习册系列答案
相关题目
2．硼及其化合物在现代工业、生活和国防中有着重要的应用价值．

（1）基态硼原子的电子排布式是1s22s22p1；最简单的硼烷是B2H6（乙硼烷），结构如图1所示，其中B原子的杂化方式为sp3杂化；
（2）三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体，都有强烈的接受孤电子对的倾向．推测它们固态时的晶体类型为分子晶体；三氟化硼与氨气相遇，立即生成白色固体，写出该白色固体结构式，并标注出其中的配
位键；
（3）经结构研究证明，硼酸晶体中B（OH）3单元结构如图Ⅰ所示．各单元中的氧原子通过O-H…O氢键连结成层状结构，其片层结构及键长、层间距数据如图Ⅱ所示．层与层之间以微弱的分子间力相结合构成整个硼酸晶体．
①H3BO3是一元弱酸，写出它与水反应的化学方程式H3BO3+H2O?[B（OH）4]-+H+；
②根据结构判断下列说法正确的是ac；
a．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂       b．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
c．含1mol H3BO3的晶体中有3mol氢键    d．H3BO3分子中硼原子最外层为8e-稳定结构
（4）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，图2为其晶胞结构示意图．
①该功能陶瓷的化学式为BN；②第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有3种．
3．（1）取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示，试回答下列问题：
①原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L．
②曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是Na2CO3、NaOH，其物质的量之比为1：3．
③曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为112mL．
（2）现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能为AlCl3溶液和NaOH溶液．现分别将一定体积的甲、乙两溶液混合，具体情况如下表所示，请回答：
实验①实验②实验③
取甲瓶溶液的量400mL120mL120mL
取乙瓶溶液的量120mL440mL400mL
生成沉淀的量1.56g1.56g3.12g
①甲瓶溶液为AlCl3溶液．
②乙瓶溶液的物质的量浓度为0.5mol/L．
20．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及其化合物有着各自的性质．
（1）现配制100mL0.01mol•L-1FeCl3溶液，配制过程中需要的玻璃仪器除量筒、胶头滴管、烧杯外，还需要100mL容量瓶、玻璃棒；
（2）将FeCl3溶液滴入沸水可得到红褐色液体，反应的离子方程式是Fe3++3H2O═Fe（OH）3（胶体）+3H+．此液体具有的性质是ad（填写序号字母）．
a．光束通过该液体时形成光亮的“通路”
b．将该液体进行过滤，可得到红褐色固体
c．向该液体中加入AgNO3溶液，无沉淀产生
d．该液体显酸性
（3）“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS2）氧化为Fe2（SO4）3，并使溶液酸性增强．
①该过程反应的化学方程式为4FeS2+15O2+2H2O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Fe2（S04）3+2H2S04．
②人们可利用Fe2（SO4）3作强氧化剂溶解铜矿石（Cu2S），然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式如下，请补充完整并配平：1Cu2S+10Fe3++4H2O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Cu2++10Fe2++8H++1SO42-
（4）羟胺（NH2OH）是 一种还原剂，用25.0mL0.49mol/L羟胺有酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应，生成的Fe2+恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液反应（反应后MnO4-离子变成Mn2+）．则在上述反应中，羟胺的氧化产物中N的化合价是+1．
7．环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：
物质沸点（℃）密度（g-cm-3，20℃）溶解性
环己醇161.1（97.8）*0.9624能溶于水
环己酮155.6（95）*0.9478微溶于水
水100.00.9982
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
（1）酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H＜0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多．实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55-60℃进行反应．反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95-100℃的馏分，得到主要的含环己酮和水的混合物．
①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为缓慢滴加．
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是环已酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出．
（2）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：
a蒸馏，收集151-156℃的馏分；b 过滤；c 在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d 加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水．
①上述操作的正确顺序是cdba（填字母）．
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需漏斗、分液漏斗．
③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是增加水层的密度，有利于分层．
（3）利用红外光谱图，可确定环己酮分子含官能团名称羰基．
17．下列有关颜色变化的叙述不正确的是 （　　）
A．淀粉溶液中滴入碘水--变蓝色B．溴化银见光分解--变黑色
C．苯酚溶液中滴入Fe 3+--变紫色D．胆矾空气中久置--变白色
4．天津“8.12“爆炸中扩散的CN-造成部分水体污染．某小组欲检测污水中CN-的浓度并模拟电化学法除去CN-．
探究I  检测CN-浓度
资料：碱性条件下发生离子反应：2CN-+5H202+90H-═2CO32-+N2+6H20
实验装置如图1（其中加热、夹持装置省略）．（不考虑污水中其它离子反应）

（1）加入药品之前的操作是检查装置气密性；C中试剂是浓H2S04
（2）实验步骤如下：
 步骤1 关闭K1，打开K2，滴入足量H2O2溶液，对B加热．充分反应后，停止加热
 步骤2 
关闭K2，用注射器穿过B装置的胶塞注入
稀H2S04溶液
 步骤3 打开K1，通入N2
（3）计算CN-的浓度，需称得的质量是反应前后D装置的质量．
（4）为了使检测更加准确，上述（2）中操作要特别注意一些事项．请写出至少一条加稀H2S04时要缓慢注入（要缓慢通人N2或给B加热时温度不能过高或加入稀H2SO4，要足量）．
探究Ⅱ电化学法处理CN-的影响因素由如图2装置模拟电化学法实验，有关结果如表．
 实验序号 电极（X） NaCl溶液浓度
（mol/L）		 甲中石墨表面通入气体 电流计读数
（A）
 （1） Fe 0.1 空气 I
 （2） Al 0.1 空气 1.5I
 （3） Fe 0.1 O2 2I
 （4） Al 0.5 空气 1.6I
（5）根据表格信息分析．
①X电极名称：负极；
②实验（1）中X换成Zn，则电流计读数的范围为I～1.5I
③若乙装置中阳极产生无毒无害物质，其电极方程式为2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2+6H2O；该实验说明电化学法处理CN-，影响处理速率的因素有负极的金属材料和甲中电解质的浓度（至少两条）．
1．三氯化硼（BCl3）是一种重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B2H6），也可做有机合成的催化剂．某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl3．
已知：①BCl3的沸点为12.5℃，熔点为-107.3℃；②2B+6HCl  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$   2BCl3↑+3H2↑
③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（2）按气流方向连接各装置的连接顺序为A→C→E→B→D→E→F
（装置可重复使用），实验时应先点燃A处酒精灯（填“A”或“B”）．
（3）装置E的两个作用是防止空气中的水进入U形管、；吸收多余的氯气．
实验中若不用装置C，可能产生的危险是氢气与氯气混合受热易爆炸．
（4）装置D的作用是冷却和收集三氯化硼．
（5）BCl3遇水产生大量的白雾，同时生成硼酸（H3BO3），其反应的化学方程式为BCl3+3H2O=3HCl+H3BO3．
（6）设计实验方案验证所得的产品中是否含有硼粉：取少量产品于试管中，滴加浓氢氧化钠溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉；若无气泡，则样品中无硼粉．
2．A、B、C、D、E、F、G、H各物质间的转化关系如图所示，已知A、D是地壳中含量最多的两种金属元素的单质，其余均为化合物，G遇KSCN溶液呈血红色．回答下列问题：

（1）C的化学式为Al2O3；A的原子结构示意图为．
（2）写出D到H的离子方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（3）向G溶液中加入D物质的离子方程式2Fe3++Fe═3Fe2+．
（4）工业上由C制取A的化学方程式2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑．
（5）向1mol E的溶液中加入4 mol NaOH也可全部转化为F溶液．
（6）写出A与B生成C与D的反应在工业上的一点用途焊接钢轨．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网