17．化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用．(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究.反应的方程式为N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H＜0．在1L 密闭容器中加入0.1mol N2——青夏教育精英家教网—

17．化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用．
（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0．在1L 密闭容器中加入0.1mol N₂和0.3mol H₂，实验①、②、③中c（N₂）随时间（t）的变化如图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH₃）=0.008mol•L^-1•min^-1；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的e、b（填字母编号）．
a．增大压强 b．减小压强
c．升高温度 d．降低温度
e．使用催化剂
（2）800K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2mol N₂、3mol H₂，甲容器在反应过程中保持温度压强不变，乙容器保持温度体积不变，丙容器是绝热容器保持体积不变，三容器各自建立化学平衡．

①达到平衡时，平衡常数K_甲=K_乙＞K_丙（填“＞”“＜”或“=”）．
②达到平衡时N₂的浓度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙，c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙（填“＞”“＜”或“=”）．
③对甲、乙、丙三容器的描述，以下说法正确的是AC．
A．甲容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态
B．在乙中充入稀有气体He，化学反应速率加快
C．丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态
D．向丙容器中充入氨气，正向速率减小，逆向速率增大．

16．目前工业合成氨的原理是N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93.0kJ•mol^-1．
（1）已知一定条件下：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1 530.0kJ•mol^-1．则氢气燃烧热的热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286kJ/mol．
（2）如图1，在恒温恒容装置中进行合成氨反应．

①表示N₂浓度变化的曲线是C．
②前25min内，用H₂浓度变化表示的化学反应速率是0.12 mol•L^-1•min^-1．
③在25min末刚好平衡，则平衡常数K=$\frac{4}{27}$．
（3）在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是AD．
A．气体体积不再变化，则已平衡
B．气体密度不再变化，尚未平衡
C．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动
D．平衡后，压缩容器，生成更多NH₃
（4）电厂烟气脱氮的主反应：①4NH₃（g）+6NO（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H＜0，
副反应：②2NH₃（g）+8NO（g）?5N₂O（g）+3H₂O（g）△H＞0．
平衡混合气中N₂与N₂O含量与温度的关系如图2．
请回答：在400～600K时，平衡混合气中N₂含量随温度的变化规律是随温度升高，N₂的含量降低，导致这种规律的原因是主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移或者副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH₃和NO浓度，使主反应的平衡左移（任答合理的一条原因）．
（5）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图3所示，石墨 I 极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，即必须在石墨Ⅱ电极处通入一种氧化物Y，Y是N₂O₅（填物质的化学式）．

15．用A图所示装置可制取少量乙酸乙酯，请回答下列问题．

（1）该实验中，收集乙酸乙酯的试管中导气管管口只能在饱和Na₂CO₃溶液上方，而不能接触到液面，是为了防止倒吸．除了A图中装置外，也可以通过改进收集装置达到更理想的收集效果，请在B图虚框内画出可行的收集装置图．
（2）反应结束后，试管中饱和Na₂CO₃溶液上方收集到含有乙酸和乙醇杂质的乙酸乙酯产品，现拟分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下列框图是分离操作步骤的流程图：

已知试剂a是饱和Na₂CO₃溶液，试剂b可从下列物质中选择：①硫酸 ②盐酸 ③硝酸．则试剂b应选①（填序号），分离方法（I）是分液，水层B所含的无机物溶质是碳酸钠．

14．下表为元素周期表的一部分，请回答下列问题：

族周期	ⅠA							0
1		ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2					③	④	⑤
3	①		②		⑥	⑦	⑧

（1）③原子结构示意图

．
（2）⑥、⑦和⑧三种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO₄（填化学式）
（3）①和②元素的最高价氧化物对应水化物碱性最强是中NaOH（填化学式）
（4）⑧元素的单质与①元素的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O．

13．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应是有重要意义：
（1）已知反应2H₂+O₂=H₂O为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是A．

从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化．

化学键	H-H	O=O	H-O
键能kJ/mol	436	496	463

化学键的键能如表：则生成1mol水可以放出热量242kJ
（2）原电池可将化学能转化为电能．将质量相
同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO₄溶液中，设计成原电池，负极材料是Zn，正极的反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，电解质溶液中SO₄^2- 移向负极（填“正”或“负”）．一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9g．则导线中通过的电子的物质的量是0.2mol．
（3）一定温度下，将3molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g），反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为0.2mol/（L•min）；X为2．若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度小于0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）．

12．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应具有重要意义．
（1）已知反应2H₂+O₂=H₂O为放热反应，如图能正确表示该反应中能量变化的是A．

从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化．

化学键	H-H	O=O	H-O
键能kJ/mol	436	496	463

化学键的键能如表：则生成1mol水可以放出热量242kJ
（2）原电池可将化学能转化为电能．将质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO₄溶液中，设计成原电池，负极材料是Zn，正极的反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，电解质溶液中SO₄^2- 移向负极（填“正”或“负”）．一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9g．则导线中通过的电子的物质的量是0.2mol．
（3）一定温度下，将3molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g），反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为0.2mol/（L•min）；X为2．若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度小于0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）．

11．青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药．已知：乙醚沸点为35℃．从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法．乙醚浸取法的主要工艺为（图1）：

请回答下列问题：
（1）对青蒿进行干燥破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率．
（2）操作I需要的玻璃仪器主要有：烧杯、玻璃棒、漏斗，操作Ⅱ的名称是蒸馏，操作Ⅲ的名称是浓缩结晶、过滤．
（3）通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧，根据产品的质量确定有机物的组成．如图2所示的是用燃烧法确定青蒿素分子式的装置．
①按上述所给的测量信息，装置的连接顺序应是DCEBA（每个装置限用一次）．
②该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是在装置A后连接一个防止空气中的CO₂和水蒸气进入A的装置．
③青蒿素样品的质量为28.2g，用合理改进后的装置进行试验，称得A管增重66g，B管增重19.8g，则测得青蒿素的最简式是C₁₅H₂₂O₅．
④要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是样品的摩尔质量．
（4）某学生对青蒿素的性质进行探究．将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，说明青蒿素与D（填字母）具有相同的性质．
A．乙醇 B．乙酸 C．葡萄糖 D．乙酸乙酯．

10．钼酸钠晶体（ Na₂MoO₄•2H₂O）是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂．工业上利用钼精矿（主要成分是不溶于水的MoS₂）制备钼酸钠的两种途径如图1所示：

（1）钼和锆同属过渡金属，锆元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，锆合金在高温下与水蒸气反应产生氢气，二氧化锆可以制造耐高温纳米陶瓷．下列关于锆、二氧化锆的叙述中，正确的是B（填序号）
A．锆合金比纯锆的熔点高，硬度小
B．二氧化锆陶瓷属于新型无机非金属材料
C．将一束光线通过纳米级二氧化锆会产生一条光亮的通路
（2）①途径I碱浸时发生反应的离子方程式为MoO₃+CO₃^2-=MoO₄^2-+CO₂↑．
②途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为MnS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O．
（3）分析纯的钼酸钠常用四钼酸铵[（NH₄）₂MoO₄]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径I所产生的尾气一起通入水中，得到正盐的化学式是（NH₄）₂CO₃或（NH₄）₂SO₃．
（4）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂．常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图：

①要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1：1．
②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化．
（5）锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：xLi+nMoS₂$?_{充电}^{放电}$Li_x（MoS₂）_n．则电池放电时的正极反应式是：nMoS₂+xLi⁺+xe^-=Li_x（MoS₂）_n．回收使用率为50%的该电池，利用途径I，使所有的Mo转化为钼酸钠晶体，得到a克的Na₂MoO₄•2H₂O（分子量为M），则需要空气（含O₂为20%）在标况下的体积为$\frac{56（14n+x）a}{nM}$L（用x、M、n表示，并化为最简）

9．关于下列四个图象的说法不正确的是（　　）

	A．	已知图①是体系Fe³⁺（aq）+SCN^-（aq）?Fe（SCN）²⁺（aq）中的c[Fe（SCN）²⁺]与温度T的平衡图象，A点与B点相比，A点的c（Fe³⁺）更小
	B．	图②表示镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积V 与时间t的关系．则反应中镁和铝的反应速率之比为2：3
	C．	图③直流电源Y极为正极，U形管中为AgNO₃溶液，则b管中电极反应式是：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O
	D．	图④表示分离CCl₄萃取碘水后已分层的有机层和水层

8．用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）$\stackrel{高温}{?}$ Si₃N₄（s）+12HCl（g）△H＜0
完成下列填空：
（1）试写出SiCl₄的电子式

．
（2）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的物质的量增加了0.02mol，则H₂的平均反应速率为0.02．
（3）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是bd．
a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小
b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小
c．其他条件不变，增大Si₃N₄的物质的量平衡向左移动
d．其他条件不变，增大HCl的浓度平衡向左移动
（4）一定条件下，在恒容密闭的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是ac．
a．3v_逆（N₂）=v_正（H₂）
b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）
c．混合气体密度保持不变
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6
e．单位时间内有n molN₂消耗的同时有6molHCl生成
（5）若平衡时H₂和HCl的物质的量之比为m：n，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H₂和HCl的物质的量之比＜m：n（填“＞”、“=”或“＜”）．

0 160086 160094 160100 160104 160110 160112 160116 160122 160124 160130 160136 160140 160142 160146 160152 160154 160160 160164 160166 160170 160172 160176 160178 160180 160181 160182 160184 160185 160186 160188 160190 160194 160196 160200 160202 160206 160212 160214 160220 160224 160226 160230 160236 160242 160244 160250 160254 160256 160262 160266 160272 160280 203614

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