1、章末综合检测(七)化学反应速率与化学平衡(时间:90分钟满分:100分)测控导航表考点题号化学反应速率1,3化学平衡6,13化学反应速率和化学平衡的计算2,4,5,10等效平衡7,8,11化学反应速率、化学平衡图像9,12,14,15,16综合17,18,19,20第卷一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)1.(2016江西赣州质检)一定温度下在一个2 L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min达平衡状态,此时B反应了1.2 mol。下列说法正确的是(D)A.充入N2使压强增大可加快反应速率B.A的平均反应速率为0.
2、4 mol/(Lmin)C.平衡状态时B、C的反应速率相等D.C的平均反应速率为0.2 mol/(Lmin)解析:容器体积不变,充入氮气,对反应物和生成物浓度没有影响,化学反应速率不变,A错误;不能用单位时间内固体的浓度变化表示化学反应速率,B错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以2c(B)=3c(C),C错误;c(C)=c(B)=0.2 mol/(Lmin),D正确。2.(2016福建福州质检)反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g) 在5 L的密闭容器中进行反应,30 min后,C的物质的量增加了 0.30 mol。下列叙述正确的是(B)A.30 min中A的平均反应速率是
3、0.010 molL-1min-1B.容器中D的物质的量一定增加了0.45 molC.容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4546D.容器中A的物质的量一定增加0.30 mol解析:v(C)=0.002 molL-1min-1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(A)=v(C)=0.002 molL-1min-1,A错误;C的物质的量增加了 0.30 mol,根据化学方程式4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g)可知,生成D的物质的量为0.45 mol,B正确;30 min后,容器中A、B、C、D的物质的量之比与物质投入的量及转化率有关,可能为4546,可能不是,C错误;C的物质的量增
4、加了0.30 mol,根据化学方程式4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g)可知,参加反应的A的物质的量为0.30 mol,A减少0.30 mol,D错误。3.如图是可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)(正反应H0)的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而变化的关系图。下列条件的改变与图中情况相符的是(B)A.t1时,减小了A或B的物质的量浓度B.t2时,升高了温度C.t2时,增大了压强D.t1时,加了催化剂解析:该反应是一个反应前后气体体积增大、吸热的可逆反应,t1时,减小A或B的物质的量浓度,则正反应速率减小、逆反应速率不变,平衡向逆反应方向移动,与图像不符合,A错误;t
5、2时,升高了温度,正、逆反应速率都增大,且正反应速率增大程度大于逆反应速率增大程度,平衡向正反应方向移动,与图像相符,B正确;t2时,如果增大压强,正、逆反应速率都增大,但逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度,平衡向逆反应方向移动,与图像不符,C错误;t1时,如果加了催化剂,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不移动,与图像不符,D错误。4.(2013福建卷,12)NaHSO3 溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为 0.020 molL-1 的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0
6、mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录1055 间溶液变蓝时间,55 时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是(B) A.40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.010-5 molL-1s-1D.温度高于40 时,淀粉不宜用作该实验的指示剂解析:由图像可知,温度低于40 时,随温度升高,溶液变蓝所需的时间缩短,但温度高于40 时情况相反,所以A项正确;因为b、c两点的温度不同,反应速率不可能相同,B项不正确;当溶液变蓝时发生反应I+5I-+6H+3I
7、2+3H2O,此时反应6HS+2I6S+2I-+6H+恰好结束,即溶液变蓝时NaHSO3恰好完全反应,v(NaHSO3)=5.010-5 molL-1s-1,C项正确;温度高于40 ,随着温度升高,淀粉溶液与碘显色的灵敏度降低,因此有温度高于40 时,淀粉不宜作该实验的指示剂,D项正确。5.(2016北京东城区质检)一定条件下,可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0,单位 mol/L),当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08 mol/L,则下列判断不合理的是(C)A.c1c2=13B.平衡时,Y和
8、Z的生成速率之比为32C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14 mol/L解析:X(g)+3Y(g)2Z(g)起始: c1 c2 c3平衡: 0.1 mol/L0.3 mol/L0.08 mol/L由方程式可知,反应物的物质的量浓度的变化量与化学计量数成正比,则(c1-0.1 mol/L)(c2-0.3 mol/L)=13,则c1c2=13,A合理;平衡时,Y和Z的生成速率之比为32,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B合理;反应起始时c1c2=13,由方程式可知,反应物的物质的量变化量与化学计量数成正比,转化的物质的量也为13,则转化率应相等,C不合理;如反应向正反
9、应方向进行,则c1最小为0,如反应向逆反应方向进行,则c1最大为0.14 mol/L,因反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,则c1的取值范围为0c10.14 mol/L,D合理。6.(2016江西赣中南五校质检)一定温度下,可逆反应 2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是(B)单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO混合气体的密度不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态密闭容器中压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.仅B.仅C.仅D.全部解析:单位
10、时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2,说明反应v正=v逆,达到平衡状态,故正确;生成O2和生成NO均为正反应方向,不能说明达到平衡状态,故错误;容器体积不变,气体质量不变,所以密度始终不变,密度不变不能确定是否达到平衡,故错误;混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,达到平衡状态,故正确;反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不再改变,故正确;反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量不再改变,故正确。7.导学号 16972179在一定体积和一定条件下有反应N2(g)+3H2(g)2NH3(
11、g),现分别从两条途径建立平衡:.起始浓度N2:1 molL-1,H2:3 molL-1.起始浓度N2:2 molL-1,H2:6 molL-1则下列叙述正确的是(D)A.和两途径达到平衡时,体系内各成分的体积分数相同B.达到平衡时,途径的反应速率v(H2)等于途径的反应速率v(H2)C.达到平衡时,途径体系内混合气体的压强是途径内混合气体压强的2倍D.达到平衡时,途径体系内混合气体的密度为途径体系内混合气体的密度的解析:途径N2、H2的起始浓度分别为1 molL-1和3 molL-1;途径起始浓度:N2 2 molL-1,H2 6 molL-1,与途径相比,恒温恒容下,途径为途径起始浓度的2
12、倍,由于容器体积一定,相当于途径增大压强,平衡右移,和两途径达到平衡时,途径中氨气的体积分数小,A错误;途径中氢气的浓度大,化学反应速率快,B错误;途径相当于达到的平衡后,平衡右移,故压强减小为途径的2倍小一些,C错误;由于容器体积相同,途径的质量为途径的2倍,故途径的密度为途径的2倍,D正确。8.(2016江西新余七校质检)有两只密闭容器A和B,A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的SO3气体,并使A和B容积相等(如图所示)。在保持400 的条件下使之发生反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)。则下列描述正确的是(C)
13、 A.达到平衡所需要的时间:A容器更短B.达到平衡时:B容器中SO3的转化率更大C.达到平衡时:A容器中SO2的物质的量更多D.达到平衡后,向两容器中分别通入等量的氦气,A容器中SO3的体积分数增大,B容器中SO3的体积分数不变解析:起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的SO3气体,反应向气体的物质的量增多的方向移动,A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容,则A的压强小于B的压强,压强越大,反应速率越大,则B达到平衡所需要的时间短,A错误;压强增大,平衡向生成SO3的方向移动,B容器中SO3的转化率小,B错误;A的压强小,有利于SO2的生成,则达到平衡时A容器中SO2
14、的物质的量更多,C正确;达到平衡后,向两容器中分别通入等量的氦气,A容器要保持压强不变,则需增大体积,平衡向生成SO2的方向移动,A容器中SO3的体积分数减小,B容器体积不变,氦气对平衡没有影响,B容器中SO3的体积分数不变,D错误。9.导学号 16972180下列图示与对应的叙述一定正确的是(A)A.图1表示合成氨(放热反应),温度T1和T2对应的平衡常数为K1、K2,则T1K2B.图2所示,反应:X(g)+2Y(g)3Z(g),b的温度比a可能高C.图3表明,该温度下,加入FeCl3不可能引起由b向a的变化D.图4所示,用水稀释pH相同的盐酸和醋酸,表示盐酸,表示醋酸,且溶液导电性:cba
15、解析:合成氨的反应为放热反应,温度升高,平衡左移,氨气的百分含量减小,根据图像可知,温度T1K2,A正确;图2所示反应:X(g)+2Y(g)3Z(g),b曲线表示的可以是增大压强,还可能是使用催化剂,B错误;温度不变,KW不变,而氯化铁溶于水后水解显酸性,故氯化铁溶于水后溶液中的c(H+)变大,而c(OH-)变小,即可以由b转化为a,C错误;由图像分析,醋酸是弱电解质,存在电离平衡,稀释相同倍数,强酸pH变化大,表示盐酸,表示醋酸,导电性abc,D错误。10.(2016河北正定中学质检)一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(
16、g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡,生成 0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是(A)A.该条件下此反应的化学平衡常数约为0.91B.A的平均反应速率为0.3 mol/(Ls)C.B的转化率为60%D.若混合气体的密度不再改变时,该反应不一定达到平衡状态解析:一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡,生成 0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol/L。3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s
17、)起始量(mol) 3 1 0 0变化量(mol) 1.2 0.4 0.4x0.8平衡量(mol) 1.8 0.60.4x0.8平衡浓度为c(A)=0.9 mol/L,c(B)=0.3 mol/L,c(C)=0.2 mol/L,该条件下此反应的化学平衡常数K=0.91,A正确;A的平均反应速率为=0.3 mol/(Lmin),B错误;B的转化率为100%=40%,C错误;反应生成物中含有固体,密度等于气体质量除以体积,所以若混合气体的密度不再改变时,该反应一定达到平衡状态,D错误。11.(2016河北衡水中学调研)在三个2 L恒容的容器中,分别发生反应A(g)+3B(g)2C(g),5 min
18、后各容器反应达平衡状态,其中甲容器中A的物质的量为0.4 mol。下列说法正确的是(D)反应前各物质的物质的量/molABC甲130乙002丙1.54.51A.乙中5 min内C的反应速率为0.16 molL-1min-1B.达到平衡时,丙中A的浓度是甲中的2倍C.丙中反应的平衡常数大于甲中反应的平衡常数D.达到平衡时,甲、乙两容器中C的物质的量百分含量相等解析:甲容器中A(g)+3B(g)2C(g)起始量(mol) 1 3 0变化量(mol) 0.6 1.8 1.2平衡量(mol) 0.4 1.2 1.2乙容器中和甲容器达到相同平衡状态A(g)+3B(g)2C(g)起始量(mol) 0 0
19、2变化量(mol) 0.4 1.2 0.8平衡量(mol) 0.4 1.2 1.2恒容容器丙中达到的平衡A(g)+3B(g)2C(g)起始量(mol) 1.5 4.51 2 60甲容器和乙容器达到相同的平衡状态,乙中消耗C的物质的量为0.8 mol,乙中5 min内C的反应速率为=0.08 molL-1min-1,A错误;丙容器中的起始量相当于甲容器的2倍,但反应前后体积减小,压强增大平衡正向进行,则丙中A的浓度比甲容器中的2倍小,B错误;甲、丙中的反应温度相同,平衡常数随温度变化,温度不变,平衡常数不变,C错误;乙容器和甲容器达到相同的平衡状态,达到平衡时,甲、乙两容器中C的物质的量百分含量
20、相等,D正确。12.(2016湖北襄阳保康一中质检)用来表示可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)Hp1,温度一定时,增大压强,平衡正向移动,则C含量增大,C错误。温度一定时,增大压强,平衡正向移动,则A的转化率增大;压强一定时,升高温度,平衡逆向移动,则A的转化率降低,D错误。13.(2016江西新余分宜一中质检)将2 mol A和1 mol B充入V L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。平衡时C的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示:压强体积分数温度1.0 MPa2.0 MPa3.0 MPa350 54.0%ab415 c40.0%d550 ef36.
21、0%下列判断正确的是(A)A.beB.415 、2.0 MPa时B的转化率为60%C.该反应的H0D.平衡常数K(550 )K(350 )解析:气体体积减小的反应,加压平衡右移,C的体积分数增加,则b54.0%,ee,A正确;415 、2.0 MPa 时2A(g)+B(g)2C(g)起始物质的量(mol) 2 1 0转化物质的量(mol) 2x x 2x平衡物质的量(mol) 2-2x 1-x 2xC的体积分数为40%,则100%=40%,解得x=0.5,所以B的转化率为100%=50%,B错误;该反应为气体体积缩小的反应,415 时C对应压强1.0 MPa2.0 MPa,则c40%,然后根据
22、1.0 MPa、350 和415 时C的体积分数,温度升高而C的体积分数减小,则该反应为放热反应,该反应的H0,C错误;该反应为放热反应,升温平衡左移,平衡常数减小,则 K(550 )K(350 ),D错误。14.(2016河南焦作一模)在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g),反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(B)A.M点时,Y的转化率最大B.升高温度,平衡常数减小C.平衡后充入Z,达到新平衡时Z的体积分数增大D.W、M两点Y的正反应速率相同解析:温度在a 之前,升高
23、温度,X的含量减小,温度在 a 之后,升高温度,X的含量增大,曲线上最低点为平衡点,最低点之前未达平衡,反应向正反应方向进行,最低点之后,各点为平衡点,升高温度,X的含量增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,Y的转化率减小,所以Q点时,Y的转化率最大,A错误;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,B正确;反应前后气体的物质的量不变,平衡时充入Z,达到平衡时与原平衡是等效平衡,所以达到新平衡时Z的体积分数不变,C错误;W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越快,所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率,D错误。15.导学号 16972181以CO2和H2
24、为原料制取乙醇的反应为 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)HKb,故A错误;b点时CO2与H2O的化学计量数不同,所以v正(CO2)v逆(H2O),故B错误;根据图像分析,a点为H2和H2O物质的量的交点,所以相等,故C正确;其他条件恒定,充入更多H2,增大反应物的浓度则正反应速率增大,所以v(CO2)也增大,故D错误。16.(2016湖南长沙望城一中调研)某化学小组研究在其他条件不变时,改变密闭容器中某一条件对A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)。下列判断正确的是(D) A.若T2T1,
25、则正反应一定是放热反应B.达到平衡时A2的转化率大小为bacC.若T2T1,达到平衡时b、d点的反应速率为vdvbD.在T2和n(A2)不变时达到平衡,AB3的物质的量大小为cba解析:由图可知,T2时AB3的体积分数大于T1时AB3的体积分数,当T2T1时,说明升高温度平衡正向移动,即正反应为吸热反应,故A错误;在可逆反应中增加一种反应物的浓度可以提高另一种物质的转化率,随着B2的量的增加,A2的转化率逐渐增大,即cba,故B错误;温度越高,反应速率越快,当T2T1时,vdvb,故C错误;在可逆反应中,随着B2的量的增加,A2的转化率逐渐增大,生成的AB3的物质的量逐渐增大,故D正确。第卷二
26、、非选择题(共52分)17.(2016北京海淀区期中)(10分)五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)H=-93.0 kJmol-1。某温度下,在容积恒定为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:t/s050150250350n(PCl5)/mol00.240.360.400.40(1)0150 s内的平均反应速率v(PCl3)= molL-1s-1。(2)该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为(可用分数表示)。(3)反应至25
27、0 s时,该反应放出的热量为kJ。(4)下列关于上述反应的说法中,正确的是(填字母)。a.无论是否达平衡状态,混合气体的密度始终不变b.300 s时,升高温度,正、逆反应速率同时增大c.350 s时,向该密闭容器中充入氮气,平衡向正反应方向移动d.相同条件下,若起始向该密闭容器中充入1.0 mol PCl3和0.2 mol Cl2,达到化学平衡状态时,n(PCl5)T1)时,PCl5的体积分数随时间变化的曲线。解析:(1)由化学方程式可得,生产0.36 mol PCl5需 0.36 mol PCl3,c= molL-1=0.18 molL-1,v(PCl3)= molL-1s-1=1.210-
28、3 molL-1s-1。(2)平衡时c(PCl3)= molL-1=0.8 molL-1,c(Cl2)= molL-1=0.3 molL-1,c(PCl5)= molL-1=0.2 molL-1,K=。(3)反应至250 s时,n(PCl5)=0.40 mol,反应放出的热量为0.4093.0 kJ=37.2 kJ。(4)a.混合气体密度=混合气体总质量/容器体积,两者都恒定,所以混合气体密度恒定。b.只要升高温度,不论正逆反应,化学反应速率都会提高。c.恒温恒容下充入与反应无关的其他气体,总压强增大,但各反应物浓度不变,平衡不移动。d.相同条件下,若充入1.0 mol PCl3和0.2 mo
29、l Cl2,Cl2完全反应,则生成0.20 mol PCl5,因该反应为可逆反应,不能进行完全,所以平衡时n(PCl5)T1,温度升高化学反应速率增大,所以倾斜程度要比T1大,升高温度,平衡会向逆反应方向移动,所以平衡时 n(PCl5) 量较少。答案:(1)1.210-3或0.001 2(2)0.83或5/6(3)37.2(4)abd(5)18.导学号 16972182(14分)雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、
30、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示。据此判断:该反应的H0(填“”或“”或“T2,温度越高,平衡时二氧化碳的浓度越低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即H0,2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),反应前后气体体积减小,反应熵变S0;由图1可知,T1温度时2 s到达平衡,平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2 mol/L,故v(CO2)=0.1 mol/(Ls),速率之比等于化学计量数之比,故v(N2)=v(CO2)=0.1 mol/(Ls)=0.05 mol/(Ls);接触面积越大反应速率越快,到达平衡的时间越短,但催化剂不影响平衡移动,一
31、氧化碳的转化率不变;到达平衡后正、逆反应速率相等,不再变化,t1时刻v正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,故a错误;该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,达最高,平衡常数不变,为最小,图像与实际符合,故b正确;t1时刻后CO2、NO的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,故c错误;NO的质量分数为定值,t1时刻处于平衡状态,故d正确。(2)已知:.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-867 kJ/mol.2NO2(g)N2O4(g)H2=-56.9 kJ/mol根据盖斯定律,-得CH4(g)
32、+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),故H=-867 kJ/mol-(-56.9 kJ/mol)=-810.1 kJ/mol,即CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-810.1 kJ/mol;由图可知,左室加入水,生成氧气与氢离子,电极a表面发生氧化反应,为负极,电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+,右室通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极b表面发生还原反应,为正极,电极反应式为2CO2+4e-+4H+2HCOOH。答案:(1)”“”“”或“=”)。解析:(1)由盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的
33、。两式相加除2,可得CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJ/mol。(2)由图1可知,10 min时,反应已经达平衡,c(CO2)=1.00 mol/L-0.25 mol/L=0.75 mol/L,所以10 min内,v(CO2)=0.075 mol/(Lmin),反应速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=3v(CO2)=30.075 mol/(Lmin)=0.225 mol/(Lmin),根据图像可知,c(CO2)平衡=0.25 mol/L,c(CH3OH)平衡=0.75 mol/L,因为CO2的起始浓度为1.00 mol/L,而加入的物质
34、的量为 1 mol,所以可知容器的体积为1 L,再根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可求得,c(H2)平衡=-30.75 mol/L=0.75 mol/L,c(H2O)平衡=c(CH3OH)平衡=0.75 mol/L,该温度下该反应的K=,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g) 时,Qc=,所以平衡要向正反应方向移动。在甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)中,正极发生还原反应,即O2放电,根据电解质溶液为酸性溶液,得出正极反应为O2+4e-+4H+2H2O;NaCl溶液的pH变为13,即得出n(OH-)=(10-1-10
35、-7) mol/L0.3 L0.03 mol=n(H+),根据电解池中阴极的电极反应2H+2e-H2可知,电解池的阴极得0.03 mol电子,而流经四个电极的电量相等,根据燃料电池的负极反应CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+可知CH3OH6e-,故失 0.03 mol电子时消耗0.005 mol甲醇。由图3可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,(CH3OH)越小,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,升高温度平衡向吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即H30。(3)(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,N水解显酸性:N+H2ONH3H2O+H+,向(NH4)2SO4溶液中滴入
36、NaOH溶液至溶液呈中性,根据电荷守恒可得:c(N)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S) 根据物料守恒列式可得:c(N)+c(NH3H2O)=2c(S)将联立即得:c(Na+)=c(NH3H2O)。答案:(1)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJ/mol(2)0.225正向O2+4e-+4H+2H2O0.005(3)N+H2ONH3H2O+H+=20.导学号 16972183(14分)NO能引起光化学烟雾,破坏臭氧层。处理NO有多种方法。根据题意回答下列问题:.利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
37、2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=-748 kJmol-1为了测定某催化剂作用下的反应速率,在一定温度下,向某恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO发生上述反应。用气体传感器测得不同时间NO浓度如表:时间(s)01234c(NO)/(molL-1)1.0010-34.0010-41.7010-41.0010-41.0010-4(1)前2 s内的平均反应速率v(N2)=(保留3位有效数字,下同);计算此温度下该反应的K=。(2)达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是(填字母)。a.选用更有效的催化剂b.降低反应体系的温度c.充入氩气使容器内压强增大d.充入CO使容器内压
38、强增大(3)已知N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180 kJmol-1;则CO的燃烧热为。.臭氧也可用于处理NO。(4)O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,每生成1 mol的HNO3转移 mol电子。(5)O3可由电解稀硫酸制得,原理如图。图中阴极为(填“A”或“B”),阳极(惰性电极)的电极反应式为。解析:(1)根据表格中数据算出前2 s内的平均反应速率 v(NO)=(1.0010-3-1.7010-4) molL-12 s=4.1510-4 molL-1s-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=1/2v(NO)2.0810-4 molL-1s-1;由表格数据
39、看出第3 s后c(NO)不变则达平衡,此时c(CO)=1.0010-4 molL-1,c(CO2)=1.0010-3 molL-1-1.0010-4 molL-1=9.0010-4 molL-1,c(N2)=1/2c(CO2)=4.5010-4 molL-1,根据K=3.65106。(2)达到平衡时,要提高NO转化率,即改变条件使平衡正向移动,选用更有效的催化剂,平衡不移动,a错误;降低反应体系的温度,该反应为放热反应,正向移动,b正确;充入氩气使容器内压强增大,但平衡不移动,c错误;充入CO使容器内压强增大,相当于增大CO浓度,平衡正向移动,NO转化率提高,d正确。(3)由已知方程2NO(g
40、)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=-748 kJmol-1及N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180 kJmol-1。根据盖斯定律2+2得CO的燃烧热的热化学方程式为CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H=(-748 kJmol-1)2+(+180 kJmol-1)2=-284 kJmol-1。(4)O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,转移电子数=化合价升高数,NO转化为HNO3,化合价升高3,每生成1 mol HNO3转移3 mol电子。(5)根据已知图,A极出来的是O3,B极出来的是H2,说明A极发生氧化反应为阳极,B极发生还原反应为阴极,阳极(惰性电极)的电极反应式为3H2O-6e-O3+6H+。答案:(1)2.0810-4 molL-1s-13.65106(2)bd(3)284 kJmol-1或H=-284 kJmol-1(4)3(5)B3H2O-6e-O3+6H+
