高中化学探究影响盐类水解平衡的因素填空题

将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

（1）下列说法中正确的是__________(填序号)。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置

B．乙中铜片上没有明显变化

C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少

D．两烧杯中H^+的浓度均减小

（2）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速率：甲____乙(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）当甲中产生1.12 L(标准状况)气体时，理论上通过导线的电子数目为__________。
（4）当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H^＋)＝0.1 mol·L^－1。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为______________。

2013年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）CO₂是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。目前，由CO₂来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：
2CO₂（g）+6H₂（g）CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g） △H＞0。
①写出该反应的平衡常数表达式。
②判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是。

A．容器中密度不变

B．单位时间内消耗2molCO2，同时消耗1mol二甲醚

C．v(CO2)︰v(H2)=1︰3

D．容器内压强保持不变

（2）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)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH0（选填“＞”、“＜”）。
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在上图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）已知：CO（g）＋ 2H₂（g）CH₃OH（g）△H =" -a" kJ•mol^-1。
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)="0.4" mol·L^－1、c(H₂)="0.4" mol·L^－1、c(CH₃OH)="0.8" mol·L^－1, 则此时v_正v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）。
②某温度下，在体积固定的2L的密闭容器中将1 mol CO和2 mol H₂混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：

时间（min）	5	10	15	20	25	30
压强比(P后/P前)	0.98	0.90	0.80	0.70	0.70	0.70

达到平衡时CO的转化率为。

(15分)碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO₂直接合成DMC：CO₂ + 2CH₃OH → CO(OCH₃)₂ + H₂O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：。
（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H₁和△H₂，则上述反应在25℃时的焓变△H₃= 。
（2）根据反应温度对TON的影响图(下左图)判断该反应的焓变△H______0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是________________________________。

（3）根据反应时间对TON的影响图(上中图)，已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10^—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。
（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(上右图)，判断下列说法正确的是 。
a．由甲醇和CO₂直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO₂转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b．在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
c．当催化剂用量低于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
d．当催化剂用量高于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

【改编】MnO₂和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿(主要成分MnO₂)和闪锌矿(主要成分ZnS)联合生产MnO₂和Zn的工艺流程如下图所示：

（1）操作I的名称是___ __，判断固体单质A是否洗涤干净的方法是 。
（2）稀硫酸浸泡时反应的离子方程式为__________________________________；该反应中若消耗8.7g氧化剂，共转移_______mo1电子。浸泡时反应速率较慢，下列措施不能提高浸泡时反应速率的是_______(填代号)。
a．将矿石粉碎
b．提高浸泡温度
c．使用98%的浓硫酸浸泡
d．改变软锰矿与闪锌矿的比例
（3）由硫酸锰溶液可得到固体碳酸锰，然后在空气中煅烧碳酸锰制备MnO₂。已知：

写出碳酸锰在空气中煅烧生成MnO₂的热化学方程式_________________________。
（4）用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO₂的装置如下图所示：

①b应与直流电源的_________(填“正”或“负”)极相连。
②电解过程中氢离子的作用是______________和_____________；a电极方程式为：________________。

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气：
（1）已知：N₂(g)+O₂(g)＝2NO(g) ；△H＝ +180.5kJ·mol^-1
4NH₃(g)+5O₂(g)＝4NO(g)+6H₂O(g) ；△H＝﹣905kJ·mol^-1
2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g) ；△H＝﹣483.6kJ·mol^-1
请写出氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气的热化学方程式：。
（2）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式：，科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，则通入氨气的电极是(填“正极”或“负极”)；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为。
（3）一定条件下，某密闭容器中发生反应：4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)。
①写出该反应的平衡常数表达式：K＝。
②在一定体积的密闭容器中，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，下列措施中可采用的是(填字母代号)。
a．增大压强 b．适当升高温度 c．增大O₂的浓度 d．选择高效催化剂

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化，在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min各时间段中：反应速率最大的时间段是，主要的原因可能是；反应速率最小的时间段是，原因是。
（2）在2 ~ 3min时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为。
（3）为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：
A.蒸馏水
B.Na₂SO₄溶液
C.NaOH溶液
D.H₂SO₄溶液
E.Na₂CO₃溶液
你认为可行的是（填编号）。

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。
一种工业合成氨的简式流程图如下：

(1)天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS。一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：________________________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：
ⅰCH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol^－1
ⅱCO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol^－1
①对于反应ⅰ，一定可以提高平衡体系中H₂的百分含量，又能加快反应速率的措施是___________。
a．升高温度b．增大水蒸气浓度
c．加入催化剂d．降低压强
②利用反应ⅱ，将CO进一步转化，可提高H₂的产量。若1 mol CO和H₂的混合气体(CO的体积分数为20%)与H₂O反应，得到1.18 mol CO、CO₂和H₂的混合气体，则CO的转化率为____________。
(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。根据图中a点数据计算N₂的平衡体积分数：____________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH₃物质的量变化的曲线示意图。

I．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(－1价)和S(＋6价)的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c(H^＋)增大而加快。

（1）反应开始时反应速率加快的原因是___________________。
（2）反应后期反应速率下降的原因是___________________。
II．用惰性电极电解200 mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。

（1）下列说法正确的是______(填序号)。

A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生

B．a电极上发生的反应为2H^＋＋2e^－===H2↑和4OH^－－4e^－===2H2O＋O2↑

C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g·mol^－1

D．OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化

（2）如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8 g CuO即可，则电解后溶液的c（H⁺）= ______。（3）如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)₂后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为______mol。
（4）如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu₂(OH)₂CO₃后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO₂的溶解)，电解过程中转移的电子为______mol。

含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
（1）目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知：N₂(g)+O₂(g) ＝2NO(g) △H＝+180.5kJ/mol
4NH₃(g)+5O₂(g)＝4NO(g)+6H₂O(g) △H＝-905kJ/mol
2H₂(g)+ O₂(g)＝2H₂O(g) △H＝-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式：。
②实验室模拟合成氨，在2L密闭容器中投入1molN₂和3mol H₂，容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min，NH₃的平均速率为；达平衡时，N₂的转化率为。

③若在②达平衡后，保持容器体积及温度不变，移走0.5molNH₃，再达平衡时，N₂的体积分数将，平衡常数（填“增大”“减小”或“不变”）
（2）科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道：在常温常压条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水反应，生成NH₃和一种单质。进一步研究NH₃生成量与温度关系，部分实验数据如下（反应时间3h，其余条件一样）

T/℃	30	40	50
NH3生成量/10^-6mol	4.8	5.9	6.0

①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式：_此反应△H0（填“>”、“<”或“=）。
②该反应中的催化剂TiO₂的制取方法之一是将TiCl₄气体导入氢氧火焰中（700~1000℃）进行水解。写出TiCl₄水解的化学方程式：。
③在上述固氮过程中，除加入催化剂外，能提高生产速率，但不降低产率的措施还可以是。
A．适当升高温度 B．将氨气液化分离
C．增大反应物N₂的浓度 D．增大压强

KMnO₄是常见的试剂。
Ⅰ.某小组拟用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄（K₁=5.4×10^－2）的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响”,并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 mol/L H₂C₂O₄溶液、0.010mol/L KMnO₄溶液（酸性）、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽

物理量 编号	V（0.20 mol/LH2C2O4溶液）/mL	甲	V（0.010mol/L KMnO4溶液）/mL	M（MnSO4固体）/g	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.0	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列问题：
（1）完成上述反应原理的离子反应方程式

（2）上述实验①②是探究对化学反应速率的影响；若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则表格中“甲”应填写，a为；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写。
（3）上述实验②④是探究催化剂对化学反应速率的影响。
请在答题卷的坐标图中画出实验②和④的能量变化关系图（作必要的标注）。

Ⅱ.某化学小组利用下图装置进行实验证明氧化性：KMnO₄>Cl₂>Br₂。限选试剂：KBr溶液、KMnO₄、浓盐酸、浓硫酸

（4）装置a、d中盛放的试剂分别是：、；实验中观察到的现象为；此实验装置的不足之处是。

“低碳循环”引起了全世界的高度重视，减排CO₂的一种方法是：
CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH
（1）500℃时有容积为2L的密闭容器中充入2mol CO₂和6mol H₂，测得CO₂和CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示。

①反应的ΔS （填“＞”或“＜”）0，从反应开始到平衡，H₂的平均反应速率：
υ(H₂)＝__________mol/(L·s)。
②该反应的平衡常数K=__________（保留二位有效数字）；平衡时H₂的转化率为________。
③将上述平衡体系的温度升高至700℃，平衡常数K=5.01，则ΔH 0（填“＞”或“＜”或“﹦”）；为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少，其他条件不变时，可采取的措施有 __________（填序号）。
a．升高温度 b．缩小容器的容积 c．使用合适的催化剂 d．再充入CO₂气体
（2）已知：①H₂O(g)＝H₂O(l)ΔH＝－44.0 kJ·mol^-1
②2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol^-1
③2CH₃OH(l)＋3O₂(g)＝2CO₂(g)＋4H₂O(g)ΔH＝－1257.5 kJ·mol^-1
写出液态甲醇不完全燃烧生成CO气体和液态H₂O的热化学方程式：

在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)2B(g)＋C(g)+D(s)△H= +85.1kJ·mol^－1
容器内气体总压强(P)与起始压强P₀的比值随反应时间(t)数据见下表：(提示，密闭容器中的压强比等于气体物质的量之比)

时间t/ h	0	1	2	4	8	16	20	25
	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列问题:
（1）下列能提高A的转化率的是________
A．升高温度 B．体系中通入A气体
C．将D的浓度减小 D．通入稀有气体He，使体系压强增大到原来的5倍
E．若体系中的C为HCl，其它物质均难溶于水，滴入少许水
（2）该反应的平衡常数的表达式K________________，前2小时C的反应速率是___________ mol.L^-1.h^-1;
（3）平衡时A的转化率_____________， C的体积分数_________（均保留两位有效数字）；
（4）相同条件下，若该反应从逆向开始，建立与上述相同的化学平衡，则D的取值范围n(D)_______mol
（5）已知乙酸是一种重要的化工原料，该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似；常温下，将amol CH₃COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的bmol·L^-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数K_a=___________

铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
（1）下图是研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

在图中A、B、C、D四个部位中，生成铁锈最多的部位________（填字母）。
（2）已知t℃时，反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO₂(g)的平衡常数K=0.25。则该反应的平衡常数表达式为K=____________；t℃时，反应达到平衡时n(CO):n(CO₂) =_______；t℃时，若在1L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)、xmol CO，发生反应，当反应达到平衡时FeO(s)的转化率为50%，则x=________。
（3）高铁酸钾是一种高效、多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，有关
反应原理为：
3NaClO+2Fe(NO₃)₃+l0NaOH=2Na₂FeO₄ ↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O
Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH
实验证明，反应的温度、原料的浓度及配比对高铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下，Fe(NO₃)₃不同质量浓度对K₂FeO₄生成率的影响；图2为一定温度下，NaClO不同质量浓度对K₂FeO₄生成率的影响。

①工业生产中，反应进行的适宜温度为_________℃；此时Fe(NO₃)₃与NaClO两种溶液的理想的质量浓度之比是____________。
②高铁酸钾做水处理剂时的作用主要有__________________（答出2条即可）。

(9分)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L^－1盐酸溶液的烧杯中，该铝片与盐酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用下图所示的坐标曲线来表示，回答下列问题：

（1）曲线O→a段不产生氢气的原因，用化学方程式解释为。
（2）曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是。
（3）向溶液中加入下列物质，能加快上述化学反应速率的是 。

A．蒸馏水

B．改用铝粉

C．饱和氯化钠溶液

D．浓盐酸

E．少量硫酸铜溶液

X、Y、Z三种短周期元素，其单质在常温下均为无色气体，它们的原子序数之和为16。在适当条件下三种单质两两化合，可发生如右图所示变化。己知l个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中含有Z元素的原子个数少1个。请回答下列问题：

（1）由 X、Y、Z三种元素共同组成的三种不同种类的常见化合物的化学式为，相同浓度上述水溶液中由水电离出的c(H⁺)最小的是（填写化学式）。
（2）Allis-Chalmers制造公司发现可以用C作为燃料电池的燃料，以氢氧化钾溶液为介质，反应生成对环境无污染的常见物质，试写出该电池负极的电极反应式，溶液中OH^-向极移动（填“正”或“负”）。
（3）Z分别与X、Y两元素可以构成18个电子分子甲和乙，其分子中只存在共价单键，常温下甲、乙均为无色液体，甲随着温度升高分解速率加快。
①乙能够将CuO还原为Cu₂O，已知每lmol乙参加反应有4mole^- 转移，该反应的化学方程式为。
②将铜粉末用10%甲和3.0mol•L^-1H₂SO₄混合溶液处埋，测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表：

温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
铜的平均溶解速率 （×10^-3mol•L^-1·min^-1）	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

由表中数据可知，当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降，其主要原因是
_____________________________________________________。
③实验室可用甲作试剂取X的单质，发生装置可选用下图中的（填装置代号）。