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冬季是雾霾天气高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。 (1)汽...

冬季是雾霾天气高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。

(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

①在一定条件下,在一个容积固定为2L的密闭容器中充入0.8molNO和1.20molCO,开始反应至3min时测得CO的转化率为20%,则用N2表示的平均反应速率为V(N2)=__________

②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp=______________

③该反应在低温下能自发进行,该反应的△H_______0,(选填“>”、“=”或“<”)

④在某一绝热,恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应,测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示(已知t2—t1=t3—t2)。则下列说法不正确的是__________。(填编号)

A.反应在c点未达到平衡状态                   B.反应速率a点小于b点

C.反应物浓度a点大于b点                     D.NO的转化率t1—t2=t2—t3

(2)使用甲醇汽油可能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),到达平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L,现往容器中继续通人3mol CO,此时v(正)____v(逆)(选填‘‘>”、“<’’或“=”),判断的理由____________

(3)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:

2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图:

①a、b、c按从大到小的顺序排序为___________

②某温度下,将2.0mol CO(g)和4.0mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是___________

A.P3>P2,T3>T2     B.P1>P3,T1>T3

C.P2>P4,T4>T2      D.P1>P4,T2>T3

③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是___________

A.正反应速率先增大后减小

B.逆反应速率先增大后减小

C.化学平衡常数K值增大

D.反应物的体积百分含量增大

E.混合气体的密度减小

F.氢气的转化率减小

 

0. 02mol·(L·min)-1<D=QC=k,平衡不移动a>b>cB DB 【解析】(1)①消耗CO物质的量为1.2mol×20%=0.24mol,v(CO)==0.04mol/(L·min),速率之比等于化学计量数之比,则v(N2)=v(CO)=0.03mol/(L·min); ②由题目信息可知,用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数为:生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比,2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数KP=; ③正反应为气体物质的量减小的反应,为熵减反应,△S<0,而△H-T△S<0反应自发进行,该反应在低温下能自发进行,该反应的△H<0; ④从t4时刻正反应速率不变,处于平衡状态,t4时刻前未到达平衡,反应向正反应进行,由③中可知为反应热反应,绝热条件下,随反应进行温度升高,温度起主导作用,反应速率加快,而后浓度为主导因素,反应速率减低至平衡状态;A.反应在c点未达到平衡状态,故A正确;B.由图可知,反应速率a点小于b点,故B正确;C.反应物浓度a点大于b点,故C正确;D.NO的转化率:t1~t2<t2~t3,故D错误,故选D; (2)温度不变,平衡常数不变,平衡常数K==9,通入3mol CO瞬间体积变为3L×=6L,浓度商Qc==9=K,平衡不移动,故v(正)=v(逆); (3)①增大H2的浓度,平衡右移,CO的转化率增大,故有a>b>c; ②通过图2可知,温度升高CO的转化率降低,说明升温平衡逆向移动,故正反应方向为放热反应,则温度越高二甲醚的质量分数越小,故温度:T1>T2>T3>T4;正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,二甲醚的质量分数增大,故压强P1>P2>P3>P4,故选BD; ③A.增大反应物浓度,平衡正向移动,正反应速率先增大后减小,不一定逆向移动,故A错误;B.逆反应速率先增大后减小,说明平衡逆向移动,故B正确;C.化学平衡常数K值增大,说明平衡正向移动,故C错误;D.如加入反应物,反应物的体积百分含量增大,但平衡正向移动,故D错误;E.移走生成物的量,平衡正向移动,混合气体总质量减小,容器容积不变,混合气体密度减小,故E错误;F.增大氢气的物质的量,平衡正向移动,但氢气转化率减小,故F错误,故选B。 点睛:化学平衡图像题的解题技巧:①紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。④三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。  
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考点分析:
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随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。

完成下列填空:

(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

已知H2的体积分数随温度的升高而增加。

若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

v

v

平衡常数K

转化率α

______

______

______

______

 

(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:

 

c(CO2)/mol·L-1

c(H2)/mol·L-1

c(CH4)/mol·L-1

c(H2O)/mol·L-1

平衡Ⅰ

a

b

c

d

平衡Ⅱ

m

n

x

y

 

abcdmnxy之间的关系式为_________

(3)碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11

草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5

求0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH___________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(选填“大于”“小于”或“等于”)等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________

若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。(选填编号)

a.c(H+)>c(HC2O4-)>c(HCO3-)>c(CO32-)       b.c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(CO32-)

c.c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(CO32-)         d.c(H2CO3) >c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(CO32-)

(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3- H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。________________________

 

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(Ⅰ)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时,即建立沉淀溶解平衡,平衡常数称为溶度积(Ksp)。已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9

(1)将浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)=________mol/L。取100mL滤液与100mL2mol/LNa2SO4的溶液混合,混合液中c(Ba2+)= ______mol/L。

(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。

①CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为___________________

②请分析CaSO4 转化为CaCO3的原理____________________

(Ⅱ)联氨(又称联肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:

(1)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为_________________

(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)   H1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)   H2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)   H3

④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g)    H4=-1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为H4=________________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为________________________

(Ⅲ)某烧碱溶液中含有少量杂质(不与盐酸反应),现用中和滴定测定其浓度。

(1)滴定

①用 _____式滴定管盛装0.1000 mol/L盐酸标准液,锥形瓶中装有25.00mL待测烧碱溶液。上图表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。请将用去的标准盐酸的体积填入②表空格中。

②有关数据记录如下:

滴定序号

待测液体积(mL)

所消耗盐酸标准液的体积(mL)

滴定前

滴定后

消耗的体积

1

25.00

0.50

25.95

25.45

2

25.00

_______

_______

______

3

25.00

6.00

31.55

25.55

 

(2)根据所给数据,计算出烧碱样品的物质的量浓度。c _________________ 

(3)对下列几种假定情况进行讨论:(填“无影响”、“偏高”、“偏低”)

a.若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果 ________  

b.读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果 __________  

 

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下列叙述正确的是(       )

A. 常温下,10 mL 0.02 mol·L1 HCl溶液与10 mL 0.02 mol·L1 Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则溶液的pH=12

B. 0.1 mol•L1 CH3COONa溶液中:n(OH)+0.1moln(CH3COOH)+n(H+)+n(Na+)

C. 在10mL 0.1 mol/L的AgNO3溶液中加入6mL等浓度的NaCl溶液,有白色沉淀产生,再加入6 mL等浓度的Na2S溶液,溶液中又有黑色沉淀生成,说明Ksp(Ag2S)< Ksp(AgCl)

D. 常温下pH=4NaHC2O4溶液中:c(H2C2O4)>c(C2O42)

 

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下述实验方案能达到实验目的的是(       )

A. 方案验证金属活泼性:Zn>Cu

B. 方案验证Fe电极被保护

C. 方案验证平衡移动原理

D. 方案验证氯化银在水中存在溶解平衡

 

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一定温度下将0.2 mol气体A充入10 L恒容密闭容器中,进行反应2A(g)+ B(g)2C(g)+D(s)    △H<0,一段时间后反应达到平衡。此反应过程中测定的数据如下表所示,则下列说法正确的是(      )

t/min

2

4

6

8

10

n(A)/mol

0.16

0.13

0.11

0.10

0.10

 

 

A. 反应前2min的平均速率ν(C)=0.02mol·L-1·min-1

B. 平衡后降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)

C. 其他条件不变,10min后再充入一定量的A,平衡正向移动,A的转化率变小

D. 保持其他条件不变,反应在恒压下进行,平衡时A的体积分数与恒容条件下反应相同

 

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