1、滚动加练2化学基本理论综合应用1(2014佛山市一模，31)汽车尾气中NOx的消除及无害化处理已引起社会广泛关注。(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol则反应2H2(g)2NO(g)=2H2O(g)N2(g)H_。(2)该小组利用电解原理设计了如图甲装置进行H2还原NO的实验高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H)为介质，金属钯薄膜做电极。钯电极A为_极，电极反应式为_。 (3)氨法催化还原NO原理如下：主反应：4NO(g)4NH3(g)O24N2(g)6H2O(g)(H0)
2、副反应：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)4NH3(g)4O2(g)2N2O(g)6H2O(g)4NO(g)4NH3(g)3O2(g)4N2O(g)6H2O(g)有关实验结论如图乙、图丙所示，据此回答以下问题：催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为_，理由是_。主反应平衡常数表达式K_，随着温度的增加，K将_(填“增加”、“减小”或“不变”)。影响N2O生成率的因素有_、氧气浓度和_。解析(1)根据盖斯定律，第2个热化学方程式减去第1个热化学方程式可得，H664.1 kJ/mol。(2)根据原电池原理，内电路中阳离子移向正极，由图可知，钯电极A为正极、钯电极B为
3、负极；酸性条件下，氢离子参与电极反应，正极发生的还原反应为2NO4H4e=N22H2O。(3)由化学方程式可知，K；由于H”、“”或“0若该反应的平衡常数K1，向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为_。如图甲所示，该反应在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_(填“”、“”、“”或“”)0；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因： _。乙电化学法该法制氢过程的示意图如图丙。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是_；反应后的溶液
4、进入电解池，电解总反应的离子方程式为_。丙解析(1)将题目给出的三个热化学方程式按照由上到下的顺序编号为，将()可得SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)，H545(197)(44)130 kJ/mol。(2)该反应的平衡常数表达式为Kc(TaI4)c(S2)/c2(I2)，假设转化的n(I2)x，有TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)开始的物质的量 1 mol 0 0转化的物质的量 x x/2 x/2平衡的物质的量 1x x/2 x/2将平衡时各物质的量代入平衡常数表达式计算得，x0.667 mol。则I2(g)的平衡转化率为66.7%，由所给方程式可知该反应为吸热反应，通
5、过题意，温度T2端有利于反应正向进行，为高温，温度T1端利于反应逆向进行，为低温，所以T10。反应池中发生氧化还原反应为H2S2FeCl3=2FeCl2S2HCl；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子。答案(1)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJ/mol(2)66.7%温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短增大反应物接触面积，使反应更充分2Fe22H2Fe3H26(2014成都高三考前模拟)酸、碱、盐在水溶液中的反应是中学化学研究的主题。(1)0.4 molL1的NaOH溶液与0.2 molL1 HnA溶液等体积混合后pH10，则HnA是_(一元强酸一元弱酸二
6、元强酸二元弱酸)，理由是_。(2)将pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，则下面图像正确的是_(填图像符号)(3)已知PbI2的Ksp7.0109，将1.0102 molL1的KI与Pb(NO3)2溶液等体积混合，则生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为_。(4)在25 下，将a molL1的氨水与0.1 molL1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)c(Cl)，则溶液显中性，用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。(5)等体积的pH均为4的盐酸与NH4Cl溶液中，发生电离的水的物质的量前者与后者的比值为_。(6)已知KBiO3MnSO4H2SO4B
7、i2(SO4)3KMnO4H2OK2SO4(未配平)，利用上述化学反应设计成如图所示原电池，其盐桥中装有饱和K2SO4溶液。电池工作时，盐桥中的K移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。甲烧杯中发生反应的电极方程式为_。解析(1)若为一元强酸，与NaOH溶液等体积混合后溶液中的c(OH)0.1 molL1，则pH1310不成立，同样为一元弱酸不成立；若为二元酸，与NaOH溶液等体积混合，酸碱恰好反应，若为二元强酸，反应后溶液呈中性，若为二元弱酸，生成正盐水解显碱性。所以HnA 为二元弱酸。(2)NH4Cl为强酸弱碱盐，稀释促进其水解，盐酸为强酸，在溶液中全部电离，pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀
8、释相同倍数时，稀释后NH4Cl溶液的酸性强，盐酸的pH大于NH4Cl，B正确。(3)设生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液最小浓度为x molL1，由PbI2的Ksp(PbI2)c(Pb2)c2(I)知：7.0109(1.0102/2)2，x5.6104 molL1。(4)将a molL1的氨水与0.1 molL1盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中存在c(NH3H2O)c(NH) molL1和c(NH)c(Cl)molL1，则c(NH3H2O)，则NH3H2O的电离常数Kb。(5)pH4的盐酸中水电离出的c(H)1010 molL1，pH4的NH4Cl溶液中水电离产生的c(H)104 mol
9、L1，则等体积的pH均为4的盐酸和NH4Cl溶液中，发生电离的水的物质的量前者与后者的比值为1010 molL1/104 molL1106。(6)由总反应方程式知：KBiO3生成Bi2(SO4)3化合价降低，得电子，MnSO4生成KMnO4化合价升高，失电子，所以甲池中石墨电极为负极，乙池中石墨电极为正极，电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以，盐桥中的K移向乙烧杯，甲烧杯中发生反应的电极方程式为：Mn25e4H2O=MnO8H。答案(1)生成正盐水解显碱性(2)B(3)5.6104 molL1(4)108/(a0.1)(5)106(6)乙Mn25e4H2O=MnO8H7(201
10、4佛山检测)我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。.已知反应Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)H23.5 kJmol1，该反应在1 000 的平衡常数等于4。在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。(1)CO的平衡转化率_。(2)欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是_。a提高反应温度b增大反应体系的压强c选取合适的催化剂d及时吸收或移出部分CO2e粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件
11、下和H2反应制备甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题： 图一图二(1)从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)_。(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表：容器反应物投入的量反应物的转化率CH3OH的浓度能量变化(Q1、Q2、Q3均大于0)甲1 mol CO和2 mol H21c1放出Q1 kJ热量乙1 mol CH3OH2c2吸收Q2 kJ热量丙2 mol CO和4 mol H23c3放出Q3 kJ热量则下列关系正确的是_。Ac1c2 B2Q1Q3C213 D121E该反应若生成1 m
12、ol CH3OH，则放出(Q1Q2) kJ热量.以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：(1)B极上的电极反应式为_。(2)若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100 mL 1 molL1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为_(标况下)。解析.(1)设反应过程中CO的转化量为n mol，则有：故：K4，解得n0.6，则CO的平衡转化率为100%60%。(2)该反应的正反应是放热反应，提高反应温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，a错误；该反应
13、反应前后气体的物质的量不变，增大反应体系的压强，平衡不移动，b错误；使用催化剂不能改变化学平衡的移动，c错误；及时吸收或移出部分CO2，减小了生成物的浓度，化学平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，促进Fe2O3的转化，d正确；粉碎矿石使其与平衡混合气体充分接触，可以加快化学反应速率，不能改变化学平衡状态，e错误。.(1)由图一可知，达到平衡时生成甲醇的物质的量浓度为0.75 molL1，则c(H2)2c(CH3OH)20.75 molL11.5 molL1，则v(H2)0.15 mol(Lmin)1。(2)根据图二合成甲醇的反应是放热反应。甲反应从正反应开始，乙从逆反应开始，但甲、乙两容器中的
14、反应是等效平衡，则c1c2，121，该反应若生成1 mol CH3OH，则放出(Q1Q2) kJ热量，A、D、E正确；丙容器相当于把两个甲容器中的反应物压到一个容器中，压强增大，平衡正向移动，反应物转化率增大(移动的结果只是一定程度地减弱条件的改变)，放出更多的热量，则2Q1Q3，1321，B、C错误。.(1)甲烷在B极氧化为二氧化碳，则B极是负极，通入氧气的A极是正极，B极的电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。(2)电解硫酸铜溶液时，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，阴极反应式为：Cu22e=Cu,2H2e=H2，n(Cu2)1 molL10.1 L0.1 mol，若两极收集到
15、的气体体积相等，设其物质的量为x，依据得失电子守恒有：4x0.1 mol22x，解得x0.1 mol，再根据关系式CH48e2O2，可得理论上消耗的甲烷的物质的量为n(O2)0.1 mol0.05 mol，其体积为0.05 mol22.4 Lmol11.12 L。答案.(1)60%(2)d.(1)0.15 mol(Lmin)1(2)ADE.(1)CH44O28e=CO22H2O(2)1.12 L8(2014潍坊模拟)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)在T 时，将0.6 mol H2和0.4 mol N2置于容积为2 L的密闭容器中(压强为mPa)发生反应：3H2N22NH3H
16、0。若保持温度不变，某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如右图所示。8 min内NH3的平均生成速率为_molL1min1。(2)仍在T 时，将0.6 mol H2和0.4 mol N2置于一容积可变的密闭容器中。下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是_(填序号)。a容器内N2、H2、NH3的浓度之比为132b3v正(N2)v逆(H2)c3v正(H2)2v逆(NH3)d混合气体的密度保持不变e容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化该条件下达到平衡时NH3的体积分数与题(1)条件下NH3的体积分数相比_ (填“变大”“变小”或“不变”)。达到平衡后，改变某一条件使反应速率发生了如
17、图所示的变化，改变的条件可能是_。a升高温度，同时加压b降低温度，同时减压c保持温度、压强不变，增大反应物浓度d保持温度、压强不变，减小生成物浓度(3)硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。氨气能将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：2NH3(g)5NO2(g)=7NO(g)3H2O(g)H1a kJmol14NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H2b kJmol1则NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：_。若标准状况下NO与NO2混合气体40.32 L被足量氨水完全吸收，产生标准状况下氮气42.56 L。该混合气体中NO与NO2的体积之比为_。解析(
18、1)运用三段式，设N2消耗的物质的量为x，恒温恒容下，气体的压强与物质的量成正比，(0.63x0.4x2x)/(0.60.4)0.8 mPa/1 mPa，解得x0.1 mol,8 min时c(NH3)0.2 mol/2 L0.1 molL1，NH3的平均生成速率v(NH3) 0.1 molL1/8 min0.012 5 molL1min1。(2)a项，N2、H2、NH3的浓度之比为132，但不一定不变，不能说明已达平衡；b项，3v正(N2)v逆(H2)，则v正(N2)v逆(H2)13，等于化学计量数之比，说明已达平衡；c项，3v正(H2)2v逆(NH3)，v正(H2)v逆(NH3)23，不等于
19、化学计量数之比，不能说明已达平衡；d项，恒温恒压时，随着反应进行，气体的质量不变而体积逐渐减小，密度逐渐增大，当气体密度不变时，说明已达平衡；e项，恒温恒压时，随着反应进行，气体的质量不变而物质的量逐渐减小，平均相对分子质量逐渐增大，当气体平均相对分子质量不变时，说明已达平衡。 合成氨的正反应是气体分子数减小的反应，将0.6 mol H2和0.4 mol N2置于密闭容器中，恒温恒压条件下平衡状态的压强大于恒温恒容条件下平衡状态的压强，因此前者NH3的体积分数大于后者。根据反应3H2N22NH3H0，a项，升温，同时加压时，v正、v逆均增大，错误；b项，降温，同时减压时，v正、v逆均减小，错误
20、；c项，恒温恒压时，充入N2或H2增大其浓度，v正增大，容积将增大，c(NH3)减小，v逆减小，新平衡的速率可能比原平衡大，正确；d项，恒温恒压时，从体系中分离出NH3减小其浓度，容积将减小，新平衡与原平衡互为等效平衡，反应速率不变，错误。(3)根据氧化还原反应原理，NH3直接将NO2还原为N2的化学方程式为8NH36NO2=7N212H2O，根据盖斯定律，将(67)5，即得所求热化学方程式8NH3(g)6NO2(g)=7N2(g)12H2O(g)H(6a7b)/5 kJ mol1。NO与NO2混合气体40.32 L(即1.8 mol)被足量氨水完全吸收产生氮气42.56 L(即1.9 mol)，设NO物质的量为x，NO2物质的量为y，根据反应列方程组：则解得：x0.6 mol，y1.2 mol，因此NO与NO2的体积之比为12。答案(1)0.012 5(2)bde变大c(3)8NH3(g)6NO2(g)=7N2(g)12H2O(g)H(6a7b)/5 kJmol112
