28.(2010山东卷)(14分)硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:

     Ⅰ   SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI  

     Ⅱ   2HIH2+I2

     Ⅲ   2H2SO42===2SO2+O2+2H2O

(1)分析上述反应,下列判断正确的是     。

     a.反应Ⅲ易在常温下进行     b.反应Ⅰ中氧化性比HI强

c.循环过程中需补充H2O     d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2

(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。

 0~2 min内的平均放映速率v(HI)=     。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=    。

相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则     是原来的2倍。

a.平衡常数   b.HI的平衡浓度   c.达到平衡的时间   d.平衡时H2的体积分数

(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡    移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的    ,产生H2的速率将增大。

  a.NaNO3     b.CuSO4    c.Na2SO4     d.NaHSO3

(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。

   已知  2H2(g)+O2(g)===2H2O(I)   △H=-572KJ.mol-1

     某氢氧燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为     。

解析:(1)H2SO4在常温下,很稳定不易分解,这是常识,故a错;反应Ⅰ中SO2是还原剂,HI是还原产物,故还原性SO2>HI,则b错;将Ⅰ和Ⅱ分别乘以2和Ⅲ相加得:2H2O==2H2+O2,故c正确d错误。

(2) υ (H2)=0. 1mol/1L/2min=0.05 mol·L-1·min-1,则υ (HI)=2 υ (H2)=0.1 mol·L-1·min-1;

2HI(g)==H2(g)+I2(g)

          2   1   1

起始浓度/mol·L-1  1   0   0

变化浓度/mol·L-1: 0.2  0.1  0.1

平衡浓度/mol·L-1: 0.8  0.1  0.1

则H2(g)+I2(g)== 2HI(g)的平衡常数K==64mol/L。

若开始时加入HI的量是原来的2倍,则建立的平衡状态和原平衡是等比平衡,HI、H2、I2 的物质的量、平衡浓度都是原来的两倍;各组分的百分含量、体积分数相等,平衡常数相等(因为温度不变);因开始时的浓度增大了,反应速率加快,达平衡时间不可能是原来的两倍,故选b.

(3)水的电离平衡为,硫酸电离出的对水的电离是抑制作用,当消耗了,减小,水的电离平衡向右移动;若加入,溶液变成的溶液了,不再生成H2;加入的会和反应,降低,反应速率减慢;的加入对反应速率无影响;加入CuSO4 后,与置换出的Cu构成原电池,加快了反应速率,选b.

(4)根据反应方程式,生成1mol水时放出热量为:572kJ=286 kJ,故该电池的能量转化率为

答案:(1)c

(2)0.1 mol·L-1·min-1 ;64mol/L;b

(3)向右;b

(4)80%

10.(2010天津卷)(14分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。

请回答下列问题:

⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________。

⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:________________________________________。

⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:

① 2H2(g) + CO(g)  CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ·mol-1

② 2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1

③ CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1

总反应:3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ___________;

一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。

a.高温高压      b.加入催化剂     c.减少CO2的浓度

d.增加CO的浓度   e.分离出二甲醚

⑷ 已知反应②2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1)
0.44
0.6
0.6

① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。

② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _________;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。

解析:(1)煤生成水煤气的反应为C+H2OCO+H2。

(2)既然生成两种酸式盐,应是NaHCO3和NaHS,故方程式为:

Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS。

(3)观察目标方程式,应是①×2+②+③,故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ· mol -1。

正反应是放热反应,升高温度平衡左移,CO转化率减小;加入催化剂,平衡不移动,转化率不变;减少CO2的浓度、分离出二甲醚,平衡右移,CO转化率增大;增大CO浓度,平衡右移,但CO转化率降低;故选c、e。

(4)此时的浓度商Q==1.86<400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故正>逆;设平衡时生成物的浓度为0.6+x,则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=,解得x=0.2 mol·L-1,故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1。

由表可知,甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol·L-1=1.64 mol·L-1,其平衡浓度为0.04 mol·L-1,

10min变化的浓度为1.6 mol·L-1,故(CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1。

答案:(1) C+H2OCO+H2。

(2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS

(3) -246.4kJ· mol -1   c、e

(4) ①>  ②0.04 mol·L-1   0.16 mol·L-1·min-1

命题立意:本题是化学反应原理的综合性试题,考查了化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡移动原理,和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等。

27.(2010全国卷1)(15分)在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为、及。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题:

(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:

②_______________;

③_______________;

(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;

(3)该反应的_________0,判断其理由是__________________________________;

(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率:

实验②:=__________________________________;

实验③:=__________________________________。

[解析](1)②使用了(正)催化剂;理由:因为从图像可看出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而②比①所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由:因为该反应是在溶液中进行的反应,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同,故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于③和①相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反应速率的

(2)不妨令溶液为1L,则②中达平衡时A转化了0.04mol,由反应计量数可知B转化了0.08mol,所以B转化率为;同样在③中A转化了0.06mol,则生成C为0.06mol,体积不变,即平衡时C(c)=0.06mol/L

(3) ﹥0;理由:由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小,即A的转化率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反应是吸热反应,﹥0

(4)从图上读数,进行到4.0min时,实验②的A的浓度为:0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L,,∴=2=0.014mol(L·min)-1;进行到4.0mi实验③的A的浓度为:0.064mol/L:△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L,,∴==0.0089mol(L·min)-1

[答案](1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变

③温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小

(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应

(4)0.014mol(L·min)-1;0.008mol(L·min)-1

[命题意图]考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分,一些具体考点是:易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如:浓度,压强,温度,催化剂等)、反应速率的计算、平衡转化率的计算,平衡浓度的计算,的判断;以及计算能力,分析能力,观察能力和文字表述能力等的全方位考查。

[点评]本题所涉及的化学知识非常基础,但是能力要求非常高,观察和分析不到位,就不能准确的表述和计算,要想此题得满分必须非常优秀才行!此题与2009年全国卷II理综第27题,及安微卷理综第28题都极为相似,有异曲同工之妙,所以对考生不陌生!

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