高中化学探究影响盐类水解平衡的因素试题

在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝_________。已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是________热反应。
（2）下图中表示NO₂的变化的曲线是______。用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a．v(NO₂)=2v(O₂)         b．容器内压强保持不变    
c．v逆(NO)＝2v正(O₂)    d．容器内的密度保持不变
（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。
a．及时分离出NO₂气体      b．适当升高温度
c．增大O₂的浓度           d．选择高效的催化剂

下列各图叙述正确的是

A．图甲表示H₂与O₂发生反应过程中的能量变化，H₂的燃烧热为241.8kJ/mol；
B．图乙表示某澄清透明溶液中只可能含有①；②；③；④；⑤；⑥ 中的几种，向该溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与NaOH的物质的量的关系如图所示。该溶液中一定含有的离子是②④⑥；
C．图丙表示A、B两物质的溶解度随温度变化情况，将t₁℃时A、B的饱和溶液分别升温至t₂℃时，溶质的质量分数B>A；
D．图丁曲线可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化。

1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：

（1）图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，______。
（2）已知：4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) + 6H₂O(g);  ΔH=  - 1266.8 kJ/mol
N₂(g) + O₂(g) =" 2NO(g)" ; ΔH =" +" 180.5kJ/mol， 氨催化氧化的热化学方程式为__________。
（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。

①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN₂，0.4molH₂，0.4molNH₃，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为____________；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN₂，平衡将__________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②向A、B两容器中均通入xmolN₂和ymolH₂，初始A、B容积相同，并保持温度不变。若要平衡时保持N₂在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为____。

（本题16分）工业上利用CO₂和H₂在一定条件下反应合成甲醇。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________ ________
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:

①脱氢反应的△H_____0，600K时，Y点甲醇的υ(正) _____υ(逆)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是_______________________________________________。
③有同学计算得到在t₁K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L^－1。你认为正确吗？请说明理由__________________________________________________________________________。
（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu₂O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH₃-OH的脱氢实验：
CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
CH₃OH的浓度（mol·L^－1）随时间t (min)变化如下表：

序号	温度	0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H₂)＝              ；实验温度T₁   T₂（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验①   实验②（填“>”、“<”）。
（4）用CH₃-OH、空气、KOH溶液和石墨电极可构成燃料电池。则该电池的负极反应式为：
___________________________________________。

某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L^－1）随反应时间（min）的变化情况如下表：

时间 实验序号	0	10	20	30	40	50	60
1	800 ℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800 ℃	c2	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	800 ℃	c3	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	T	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

根据上述数据，完成下列填空：
（1）实验1中，在10～20 min时间内，以A的速率表示的平均反应速率为               。（2）实验2中，A的初始浓度c₂=      mol·L^－1，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是                                        。
（3）测得实验1和实验3各组分百分含量相等。设实验3的化学反应速率为v₃，实验1的化学反应速率为v₁，则v₃    v₁（填“＞”“=”或“＜”），且c₃=      mol·L^－1。
（4）实验4和实验1仅起始温度不同。比较实验4和实验1，可推测该反应的正反应是       反应（填“吸热”或“放热”），理由是                                。
（5）实验4中，假定在50 min将容器的容积缩小为原来的一半，请在下图中用曲线表示体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、D）。

（本题16分）降低大气中CO₂的含量和有效地开发利用CO₂正成为研究的主要课题。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)  ΔH ＝－1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH ＝－566.0 kJ/mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：______________________。
（2）在容积为2L的密闭容器中，充入2mol CO₂和6mol H₂，在温度500℃时发生反应：
CO₂（g）+ 3H₂（g）CH₃OH（g）+ H₂O（g） △H<0。
CH₃OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题：

①从反应开始到20分钟时，H₂的平均反应速率v(H₂)＝_________________
②从30分钟到35分钟达到新的平衡，改变的条件可能是__________________________
A．增大压强    B．加入催化剂   C．升高温度    D．增大反应物的浓度 
③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数)
④如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO₂和6mol H₂，保持温度不变，达到新平衡时，CH₃OH的浓度____________1mol.L^-1(填“>”、“<”或“=”)。
（3）一种原电池的工作原理为：2Na₂S₂ + NaBr₃ Na₂S₄ + 3NaBr。用该电池为电源，以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，使CO₂在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为：______________________________________
②电解池中产生CH₄一极的电极反应式为：   ____________________________________。
（4）下图是NaOH吸收CO₂后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2－三种成分平衡时的组成分数。

下列叙述正确的是  _____________
A．此图是1.0 mol·L^-1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L^-1 HCl溶液的滴定曲线
B．在pH分别为6.37及10.25时，溶液中c(H₂CO₃)=c(HCO₃^－)=c(CO₃^2－)
C．人体血液的pH约为7.4，则CO₂在血液中多以HCO₃^－形式存在
D．若用CO₂和NaOH反应制取NaHCO₃，宜控制溶液的pH为7～9之间

（1）向H₂O₂溶液中滴加FeCl₃溶液，可发生下列反应：
H₂O₂+2Fe³⁺＝2Fe²⁺+ O₂↑+2H⁺， H₂O₂+ 2Fe²⁺+2H⁺＝2Fe³⁺+ 2H₂O 。
在以上反应中Fe³⁺实际上起着       作用，总反应式为                             。
（2）I₂与Fe³⁺一样也可以发生上述类似反应，类比（1）在下面填入合适的化学反应方程式：
H₂O₂+I₂=2HIO，                                                             。
总反应式为                                                                 。
（3）在硫酸和KI的混合溶液中加入足量的H₂O₂，放出大量的无色气体，溶液呈棕色，并可使淀粉变蓝色。该反应的离子方程式为：                                      。
（4）铁酸钠（Na₂FeO₄）可作为一种新型净水剂，在反应中Na₂FeO₄被还原为Fe³⁺离子，请简述铁酸钠之所以能净水，除了具有强氧化性，能消毒杀菌外，另一原因是               
                                                                            。
（5）铁酸钠的制备常用氧化铁在碱性溶液中与硝酸钠反应制得：
Fe₂O₃  +   NaNO₃ +   NaOH  →   Na₂FeO₄ +   NaNO₂ +    H₂O
配平化学方程式，并标出电子转移的方向和数目。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号	实验目的	碳粉/	铁粉/	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了("氧化"或"还原")反应，其电极反应式是。

（3）该小组对图2中0～时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

某校高三同学高考前重做以下两个课本实验，请你回答实验过程中的相关问题：
（1）铝热反应实验：取磁性氧化铁粉按课本中的实验装置（如图）进行铝热反应，将反应
后所得“铁块”溶于盐酸，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。

①出现这种现象的原因，除了因“铁块”中可能混有没反应完的
磁性氧化铁外，还有一种可能原因是　                       。
② 若要证明反应所得“铁块”中含有金属铝，可用            （填化学式）溶液，所发生反应的离子方程式为　                         。
（2）化学反应速率影响因素的探究实验：
KI在经酸化的溶液中被空气氧化的反应式为：4H⁺ + 4I-+ O₂ = 2I₂ + 2H₂O。该反应的速率受温度、酸度、溶剂、试剂浓度等影响，可用淀粉与碘的显色反应来观测该反应的速率。已知，淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色；淀粉浓度越高显色越灵敏、颜色也越深。
实验小组拟用0.8 mol·L^-1 KI溶液、0.1 mol·L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等来探究温度、酸度对上述反应速率的影响，他们做了A—C三组实验，部分实验数据如下表：

编号	温度/℃	H2SO4体积/mL	KI溶液体积/mL	H2O体积/mL	淀粉溶液 / mL	出现蓝色时间 /s
A	39	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	没出现蓝色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

①为确保A组实验在39℃下进行，应采用的控温操作方法是              。
②A—C三组实验时，都加入了5mL水，其目的是                      。
③B组实验中“没出现蓝色”，原因是                                   。
④请你为小组设计D组实验方案（在表格空白处填入你设计的5个数据），以帮助小组完成探究目标。
⑤按你设计的实验数据，请你预测一个t值，并写出与你预测相对应的探究实验结
论             。

汽车尾气是城市空气的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等。
（1）NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N₂和O₂反应，其能量变化值如右图所示，

则：N₂(g)＋O₂(g)2NO(g) △H=　　  。
（2）汽车尾气中CO、NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N₂的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图一。

① NO与CO混存时，相互反应的化学方程式为                              。
② 1000K，n(NO)/n(CO)=5:4时，NO的转化率为75%，则CO的转化率约为       。
③ 由于n(NO)/n(CO)在实际过程中是不断变化的，保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在              K之间。
（3）汽车尾气中NO_x有望通过燃料电池实现转化。已经有人以 NO₂、O₂和熔融NaNO₃制成了燃料电池，其原理如图二。
① 图中石墨Ⅱ为电池的             极。
② 在该电池使用过程中，石墨I电极上的产物是氧化物Y，其电极反应式为      。
（4）甲醇也可用于燃料电池。工业上采用反应CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密闭反应器中，H₂的平衡转化率与温度、压强的关
系如图三所示，则A、B、C三点处对应平衡常数(K_A、K_B、K_C)的
大小关系为        。

② 某高温下，将6molCO₂和8molH₂充入2L密闭容器中发生
反应，达到平衡后测得c(CO₂)=2.0mol·L^-1，则该温度下反应的平
衡常数值为      。

碳及其化合物有广泛的用途。
（1）在电化学中，常用碳作电极。在碱性锌锰干电池中，碳棒作    极。
（2）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=+131.3kJ•mol^-1，则要制备标准状况下22.4升水煤气，转移的电子的物质的量为   ，需要吸收的热量为         kJ。
(3）工业上把水煤气中的混合气体经过处理后，获得的较纯H₂用于合成氨：
N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）；△H=-92.4kJ•mol^-1。下图1是在两种不同实验条件下模拟化工生产进行实验所测得N₂随时间变化示意图。

①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为：                        。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。
（4）Na₂CO₃可在降低温室气体排放中用作CO₂的捕捉剂。1L0.2mol/L Na₂CO₃溶液吸收标准状况下2.24LCO₂后，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为           。

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
（1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知：①  N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5kJ·mol^－1
②C和CO的燃烧热（△H）分别为－393.5kJ·mol^－1和－283kJ·mol^－1
则2NO(g＋2CO(g)＝N₂(g)＋2CO₂(g))   △H＝          kJ·mol^－1
（2）将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。

①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol(保留两位有效数字）；第12 min时改变的反应条件可能为________。

A．升高温度

B．加入NO

C．加催化剂

D．降低温度

②该反应在第24 min时达到平衡状态，CO₂的体积分数为________（保留三位有效数字），化学平衡常数K=________（保留两位有效数字）。
（3）烟气中的SO₂可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c(Na^＋)=________（用含硫微粒浓度的代数式表示）。
（4）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO₂转化成HCOOH和O₂。已知常温下0.1 mol的HCOONa溶液pH =10，则HCOOH的电离常数=_________。

碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用、0.2%淀粉溶液、、等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响．
已知：（慢）     （快）
（1）向、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液，当溶液中的　耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，与初始的物质的量需满足的关系为：n（）：n（）．

（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：

实验 序号	体积V/ml
溶液	水	溶液	溶液	淀粉溶液
①	10.0	0.0	4.0	4.0	2.0
②	9.0	1.0	4.0	4.0	2.0
③	8.0	Vx	4.0	4.0	2.0

表中Vx=ml，理由是．
（3）已知某条件下，浓度c（）～反应时间t的变化曲线如图13，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（）～反应时间t的变化曲线示意图（进行相应的标注）．

（4）碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料，该电池反应为： 

已知： 
 
则电池反应的=；碘电极作为该电池的极．

X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体。X与M，W与Q分别同主族， X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，W是地壳中含量最多的元素。试回答下列问题：
(1)W、M、Q四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是  　 ＞　　　＞　　(用元素符号表示)。
(2)元素M和Q可以形成化合物M₂Q，写出M₂Q的电子式                  。
(3) Z、W、Q三种元素的简单气态氢化物中稳定性最强的是       ，沸点最低的是      。（用分子式表示）
(4) W的一种氢化物含18个电子, 该氢化物与QW₂化合时生成一种强酸,其化学方程式为　　。
(5)由X、Z、W、Q四种元素中的三种元素可组成一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，则该反应的化学方程式为                                                        。
(6)由X、Z、W、Q四种元素组成的阴阳离子个数比为1:1的化合物A，已知A既能与盐酸反应生成气体，又能与氢氧化钠的浓溶液反应生成气体，且能使氯水褪色，写出A与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的离子方程式                                                    。
(7)分子式为X₂Y₂W₄的化合物与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K⁺)＞    　 ＞　　　　＞　　　　＞c(OH^－)。将2mL 0.1mol/L X₂Y₂W₄的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，发现开始溶液颜色变化不明显，后溶液迅速褪色。解释原因                                        。

(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂(混有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃。进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N₂压强1.0×10⁵ Pa、反应时间3 h)：

T／K	303	313	323	353
NH3生成量/(10^-6mol)	4.8	5.9	6.0	2.0

相应的热化学方程式如下：N₂(g)+3H₂O(1)==2NH₃(g)+O₂(g) △H＝+765.2 kJ/mol  (I)
请回答下列问题：
(1)请在方框内的坐标系中，画出反应(I)在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃日生成量的建议：                        。
(3)写出工业上用H₂和N₂直接合成NH₃的化学方程式                       ，设在2.0 L的密闭容器中充入0.60mol N₂(g)和1.60mol H₂(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数(NH₃的物质的量与反应体系中总物质的量之比)为4/7。计算该条件下N₂的平衡转化率为          ；反应的平衡常数K＝           (不要求写单位)。