40.(09年山东理综·28)(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡    移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂     反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”)。

(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e       H1=1175.7 kJ·mol-1

PtF6(g)+e=PtF6(g)           H2=-771.1 kJ·mol-1

O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6(g)        H3=482.2 kJ·mol-1

则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6(s)的H=_____________ kJ·mol-1

(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成     沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为     。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20

(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显    性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=      

答案:(1)向左 不改变

(2)-77.6

(3)Cu(OH)2  Cu2++2NH3·H2O = Cu(OH)2 +2NH4+

     (4)中    mol·L-1

解析:(1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,平衡左移;使用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,△H不变;(2)利用盖斯定律,△H1+△H2+(-△H3)= -77.6 kJ·mol-1;(3)由于,KsP [Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以先生成沉淀;2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4*;根据溶液的电中性原则,c(NH4*)=c(Cl-),则[H+]=[OH-];溶液显中性;Kb= ,c(NH4*)=c(Cl-)=0.005 mol·L-1;[H+]=[OH-]=1×10-7 mol·L-1(因为是25℃下且为中性);[NH3·H2O]=mol·L-1-0.005 mol·L-1,则:Kb=mol·L-1

39.(09年宁夏理综·28)(14分)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:

(1)图中A、C分别表示      ,E的大小对该反应的反应热有无影响?  。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?  ,理由是   

(2)图中△H=  kJ·mol-1

(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式     

(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则v(O2)=    mol·L-1·min-1v(SO3)=    mol·L-1·min-1

(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H   

 (要求计算过程)。

答案:(1)反应物能量  生成物能量  (2)无  降低  因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低  (3)-198  (4)SO2 +V2O5=SO3+2VO2  4VO2+ O2=2V2O5  (4)0.025  0.05

(5)S(s)+O2(g) =2SO2(g)△H1=-296 KJ·mol-1 , SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) △H2=-99 KJ·mol-1 

3S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) △H=3(△H1+△H2)=-1185 KJ·mol-1 

解析:(1)本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应,可得到A和C所表示的意义,E为活化能与反应热无关,但是用催化剂可以降低活化能;(2)图中表示的是2molSO2的反应,因此△H=-99×2KJ·mol-1;(3)依题意即可写出:SO2 +V2O5=SO3+2VO2  4VO2+ O2=2V2O5;(4)依据速率之比等于化学计量数之比

38.(09年江苏化学·20)(10分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。

(1)已知:2NO2(g)===N2O4(g)  △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是   (填字母)。

A.减小NO2的浓度                 B.降低温度

C.增加NO2的浓度                 D.升高温度

(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的△H=    kJ·mol-1

(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300 mol·L-1c(N2O4)=0.0120 mol·L-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。

(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得1.00L已达到平衡的N2H4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu多少克?

答案:(1)BC

(2)-1224.96

(3)根据题意知平衡时:c(N2O4)=0.0120 mol·L-1c(NO2)=0.0300 mol·L-1

K==13.3L·mol-1

答:平衡常数为13.3。

(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa达到平衡时,1.00L混合气体中:

n(N2O4)= c(N2O4V=0.0120 mol·L-1×1.00L=0.0120mol

n(NO2)= c(NO2V=0.0300 mol·L-1×1.00L=0.0300mol

n (NO2) 总= n(NO2)+2n(N2O4)=0.0540mol

由Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO↑+2H2O可得

答:理论上至少需消耗Cu 1.73 g.

解析:(1)考查影响化学平衡移动的因素(2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物质的量,还要注意比例关系。(3)(4)见答案

[考点分析]本题考察了平衡移动原理、反应热计算、平衡常数。高考中的热点和难点。

37.(09年广东化学·20)(10分)

 甲酸甲酯水解反应方程式为:

HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3OH(l);△H>0

某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:

组分
HCOOCH3
H2O
HCOOH
CH3OH
物质的量/mol
1.00
1.99
0.01
0.52

甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:

(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:

反应时间范围/min
0~5
10~15
20~25
30~35
40~45
50~55
75~80
平均反应速率/(10-3mol·min-1)
1.9
7.4
7.8
4.4
1.6
0.8
0.0

请计算15-20min范围内甲酸甲酯的减少量为      mol,甲酸甲酯的平均反应速率为    mol·min-1(不要求写出计算过程)。

(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因:      。

(3)上述反应的平衡常数表达式为:,则该反应在温度T1下的K值为        

(4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

答案:(1)15-20min范围内甲酸甲酯的减少量为0.045mol;甲酸甲酯的平均反应速率为0.009mol·min-1(2)反应速率随着反应的进行,先逐渐增大再逐渐减小,后不变;原因:随着反应的不断进行,应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行,甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少,反应速率不断减慢,所以转化率增大的程度逐渐减小,当反应达到平衡后,转化率不变。

(3)1/7

(4)图略。作图要点:因为T2>T1,温度越高,平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率下降,T2达到平衡时的平台要低于T1;另外温度越高,越快达到平衡,所以T2达到平衡的时间要小于T1

解析:(1)15min时,甲酸甲酯的转化率为6.7%,所以15min时,甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×6.7%==0.933mol;20min时,甲酸甲酯的转化率为11.2%所以20min时,甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×11.2%==0.888mol,所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol-0.888mol=0.045mol,则甲酸甲酯的平均速率==0.045mol/5min==0.009mol·min-1

(2)从题给数据不难看出,平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小,后保持不变。因为反应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小,反应速率减小,当达到平衡时,反应速率几乎不变。

(3)由图象与表格可知,在75min时达到平衡,甲酸甲酯的转化率为24%,所以甲酸甲酯转化的物质的量为1.00×24%==0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸甲酯物质的量==0.76mol,水的物质的量1.75mol,甲酸的物质的量==0.25mol 甲醇的物质的量==0.76mol

。所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7。

(4)因为升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间减少,所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1,又该反应是吸热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率减小,所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1

 0  379203  379211  379217  379221  379227  379229  379233  379239  379241  379247  379253  379257  379259  379263  379269  379271  379277  379281  379283  379287  379289  379293  379295  379297  379298  379299  379301  379302  379303  379305  379307  379311  379313  379317  379319  379323  379329  379331  379337  379341  379343  379347  379353  379359  379361  379367  379371  379373  379379  379383  379389  379397  447090 

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