1、1(2016黑龙江大庆质检)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的性质有重要意义。(1)已知25时：xSO2(g)2xCO(g)=2xCO2(g)Sx(s)Hax kJ/mol2xCOS(g)xSO2(g)=2xCO2(g)3Sx(s)Hbx kJ/mol则25时COS(g)反应生成CO(g)、Sx(s)的热化学方程式是xCOS(g)=xCO(g)Sx (s) H0.5(bxax) kJ/mol。(2)一定条件下，合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)。图1表示该反应过程中的能量变化；图2表示在2 L的密闭容器中，反应过程中N2的物质的量随时间的变化曲线；图3表示在其他条件不变
2、的情况下，改变起始时氢气的物质的量对此反应平衡的影响。N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92_kJ/mol，该反应的化学平衡常数表达式为K。由图2信息，计算010 min内该反应的平均化学反应速率v(NH3)0.03_mol/(Lmin)，从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d(填“a”、“b”、“c”或“d”)。由图3信息，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是c点，温度T1T2(填“”、“”或“”)。(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈酸性，所得溶液中c(H)c(OH)c(HSO_)2c(SO)c(
3、NH)或c(SO)c(NH3H2O)c(H2SO3)(填写粒子浓度表达式)(已知H2SO3K11.7102，K26.0108，NH3H2OK1.8105)。解析：(1)将已知两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由(一)2 得xCOS(g)=xCO(g)Sx(s)H0.5(bxax)kJ/mol。(2)H508 kJ/mol600kJ/mol92 kJ/mol。N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式为K。根据图2可知，010 min内氮气的物质的量减少了0.6 mol0.3 mol0.3 mol,010 min 内v(NH3)2v( N2 )20.03 mol/(Lmin)
4、。从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则压强增大的瞬间n(N2)不变，随后平衡向正反应方向移动，氮气的物质的量减少，因此n(N2)的变化曲线为d。图3表示平衡时氨气的百分含量与氢气起始物质的量的关系，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故a、b、c三点中，c点氮气的转化率最高。由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，T1温度下平衡后，氨气的百分含量较高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，氨气的百分含量增加，故温度T1NH3H2OHSO，故NH4HSO3溶液显酸性。根据电荷守恒可知c(H)c (NH)c(OH )c(HSO)2c(SO )，所以c(H )c(O
5、H)c(HSO)2c(SO )c(NH)。根据物料守恒可知c(HSO)c(SO)c(H2SO3)c(NH3H2O)c(NH)，结合电荷守恒式可得c(H)c(OH)c(SO)c(NH3H2O)c(H2SO3)。2化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3 (g)CO2 (g)=CO(NH2 )2 (s)H2O(l)H134 kJ/mol。(2)已知反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g) Ha kJmol1。测得在不同温度下，
6、该反应的平衡常数K随温度的变化如下：温度/500700900K1.001.472.40该反应的化学平衡常数表达式K，a(填“”“”或“”)0。在500 2 L密闭容器中进行反应，Fe和CO2的起始量均为4 mol，则5 min后达到平衡时CO2的转化率为50%，生成CO的平衡速率v(CO)为0.2_molL1min1。700反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有C(填字母)。A缩小反应器容积B增加Fe的物质的量C升高温度到900D使用合适的催化剂(3)硫酸厂常用NaOH溶液吸收SO2废气。当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是AB。已知n(SO)：n(HSO
7、)11时，pH7.2Ac(Na)2c(SO)c(HSO)Bc(Na)c(HSO)c(SO)c(H)c(OH)Cc(Na)c(H)c(SO)c(HSO)c(OH)解析：(1)根据图示可写出2NH3(g)CO2(g)=H2NCOON2H4 (s)H272 kJ/mol 和H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H138 kJ/mol，由盖斯定律可知 2NH3 (g)CO2 (g)=CO(NH2 )2 (s)H2O(l) H134 kJ/mol。(2)由于Fe 和 FeO均为固体，故该反应平衡常数与二者无关；K随着温度升高而增大，说明正反应为吸热反应，即a0；设平衡时反应生成的C
8、O物质的量为x，则平衡时CO2、CO的物质的量分别为(4x) mol 和x mol，根据K1，解得x2，即CO2的转化率为50%，生成CO的速率为0.2 molL1min1。A项，反应前后气体总体积相同，缩小反应器容积对平衡无影响；B项，增加固体的量，对浓度无影响，故平衡不移动；C项，升温平衡向正反应方向移动；D项，使用催化剂对化学平衡无影响。(3)混合液呈中性，即c(H)c(OH)，根据电荷守恒可确定A项正确，C项错误；根据n(SO)：n(HSO)1 : 1时pH7.2可知，当溶液呈中性时c( HSO)c(SC)，即B项正确。3(2016湖南衡阳联考).请根据表中数据回答下列问题：弱电解质电
9、离平衡常数(K)CH3COOH1.8105NH3H2O1.8105难溶物溶度积常数(Ksp)BaSO41.11010BaCO32.6109(1)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大，而电离平衡常数不变的操作是B(填字母代号)。A加热B加水稀释C加少量的CH3COONa固体D加少量冰醋酸(2)CH3COONH4溶液呈中性(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。(3)工业中用BaSO4制取可溶性钡盐的方法是先用饱和纯碱溶液浸泡BaSO4粉末，并不断搅拌和补充纯碱，使BaSO4转化为BaCO3，然后将BaCO3与相应的酸反应。现在足量的BaSO4悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌，为使c(SO)达到
10、0.01 mol/L以上，则溶液中c(CO)应不低于0.24mol/L(保留两位小数)。.(1)乙醇是重要化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：2CO2(g)6H2(g)=CH3CH2OH(g)3H2O(g) Ha kJ/mol在一定压强下，测得上述反应的实验数据如下表：温度/KCO2转化率n(H2)/CO25006007008001.545%33%20%12%2.060%43%28%15%3.083%62%37%22%根据表中数据分析：上述反应中的a0(填“”或“”)。在一定压强下，增大的值，上述反应的平衡常数K值不变(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)以二甲醚、空气、氢氧化钾溶
11、液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极反应式为CH3OCH312e16OH=2CO11H2O。解析：.(1)醋酸的电离平衡为CH3COOHCH3COOH ，加热，电离程度增大，电离平衡常数增大，A项不符合题意；加水稀释，电离程度增大，而电离平衡常数不变，B项符合题意；加少量的CH3COONa固体，CH3COONa电离出的CH3COO对醋酸的电离平衡起抑制作用，电离程度减小，而电离平衡常数不变，C项不符合题意；加少量冰醋酸，醋酸浓度增大，根据“越稀越电离”的规律可知，电离程度减小，而平衡常数不变，D项不符合题意。(2)醋酸铵溶液中，CH3COO水解使溶液显碱性，NH水解使溶液显酸性，而
12、CH3COOH与NH3H2O的电离平衡常数相等，故CH3COO和NH，在相同浓度时的水解程度相同，故CH3COONH4溶液显中性。(3)当c(SO)0.01 mol/L时，c(Ba2) mol/L1.1108 mol/L，则溶液中c(CO) mol/L0.24 mol/L。.(1)由表中数据可以看出：当控制其他条件不变，升高温度时，CO2的转化率降低，说明平衡左移，故正反应为放热反应，H0，即a0。平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变。(2)该燃料电池中，二甲醚失电子发生氧化反应，所以通入二甲醚的电极是负极，电极反应式为CH3OCH316OH12e=2CO11H2O。4.(1)已知11
13、g丙烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气放热511 kJ，1 mol液态水变成水蒸气吸热44 kJ，写出丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(1)H2 220 kJmol1。(2)某燃料电池以熔融K2CO3为电解质，以丙烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。电池的总反应式为C3H85O2=3CO24H2O，则通入丙烷的电极为电池的负极，电池的负极反应式为C3H820e10CO=13CO24H2O，为了使燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，必须在通入的空气中加入一种物质，这种物质为CO2。.某课外小组用如图所示装置进
14、行实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根(FeO)在溶液中呈紫红色。(3)电解过程中，X极区溶液的pH增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH4e=2H2OO2和Fe6e8OH=FeO4H2O。(5)若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少0.28g。(6)在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO43Zn=Fe2O3ZnO2K2ZnO2，该电池正极发生的反应的电极反
15、应式为2FeO6e5H2O=Fe2O310OH。解析：(1)11g丙烷的物质的量为0.25 mol，故1 mol C3H8燃烧生成CO2与液体水时放出热量为511 kJ444 kJ42 220 kJ。(2)由电池总反应可知丙烷被氧化，因此通入丙烷的一极为电池的负极，负极上的电极反应式为丙烷失电子，与移向负极的CO作用被氧化为CO2和H2O；结合负极反应式可知为保持电解质组成稳定，应在正极上通入的空气中加入CO2。(3)电解过程中X电极(阴极)放出氢气，电极附近产生OH，使电极附近溶液碱性增强，pH增大。(4)由题中信息可知电解过程中Y极(Fe电极)上除产生氧气外，还有Fe失电子被氧化为FeO的
16、离子反应。(5)结合(4)中Fe失电子被氧化的离子方程式，利用得失电子守恒可知246，解得m(Fe)0.28 g。(6)正极发生还原反应，利用电池总反应，结合电解质为碱性可知电池正极反应式为2FeO6e5H2O=Fe2O310OH。5一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：2CO(g)SO2(g)催化剂,2CO2(g)S(l)H。(1)已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H1566 kJmol1S(l)O2(g)=SO2(g)H2296 kJmol1则反应热H270kJmol1。(2)其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。260时Cr2O3(
17、填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化剂反应速度最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度时可获得较高的SO2的转化率，从而节约大量能源。图a图b(3)科研小组在380、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比n(CO)n(SO2)对SO2转化率的影响，结果如图b所示。请在图b中画出n(CO)n(SO2)21时，SO2的转化率的预期变化曲线。(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0 molL1Na2SO3溶液吸收纯净
18、的SO2，当溶液中c(SO)降至0.2 molL1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c(HSO)约为1.6molL1。此时溶液pH6。(已知该温度下SOHHSO的平衡常数K8.0106，计算时SO2、H2SO3浓度忽略不计)解析：(1)根据盖斯定律，由已知中第一个反应减去第二个反应可得2CO(g)SO2 (g)2CO2 (g)S(1)，则HH1H2270 kJmol1。(2)根据图a,260时Cr2O3曲线对应的SO2的转化率最高。Fe2O3作催化剂的优点是在相对较低的温度时获得的SO2的转化率较高，可以节约能源。(3)n(CO)：n(SO2)21时，SO2的平衡转化率接近100%
19、，但比n(CO)n(SO2)31时达平衡要慢。(4)溶液中c(SO)降至0.2 molL1时，参加反应的c(SO)为0.8 molL1，则反应生成的c(HSO)约为1.6 molL1K 8.0106，则 c(H)106 molL1，pH6。6硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化学试剂，可由如下反应制取：SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(g)H针对该反应回答下列问题：(1)已知：SO2(g)Cl2(g)SCl2(g)2SOCl2(g) H1a kJmal1SO2Cl2(g)SCl2(g)2SOCl2(g) H2b kJmol1ab0则H(ab) kJmol1(用含a、b的代数式表示)。(2)若
20、在催化剂作用下，将n mol SO2与n mol Cl2充入容积可变的密闭容器中，并始终保持温度为T，压强为p。起始时气体总体积为10 L，t min时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8 L。在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则v(SO2)molmin1。此温度下，该反应的K。相同条件下，若将0.5 n mol SO2与0.5 n mol Cl2充入该容器，达到平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2n_mol。(3)该反应的产物SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸，写出其化学方程式：SO2Cl22H2O=2HClH2SO4；已知25
21、时，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2SO4)1.4105。则向SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时，最先产生的沉淀是AgCl。解析：(1)根据盖斯定律，由式一式，得SO2(g)Cl2(g)SO2Cl2(g) H(ab) kJmol1。(2)根据阿伏加德罗定律的推论可知，同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，设反应的SO2为x mol，根据“三段式”得 SO2 Cl2SO2Cl2开始(mol)n n 0反应(mol)x x xt min时(mol)nx nx x则有，解得x0.4 n则v(SO2)molmin1。K。该平衡与中的平衡是等温等压条件下的等效平衡，中起始时各物质的物质的量是中的，则平衡后混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2n mol。(3)根据题意可知SO2Cl2与水发生反应的化学方程式为SO2Cl22H2O=2HClH2SO4。设所得溶液中c(SO)x molL1，则c(Cl)2x molL1，根据溶度积的定义可知Cl沉淀时c(Ag)mol L1，SO沉淀时，c(Ag)molL1，故最先产生的沉淀是AgCl。