2016年化學(xué)高考題分類解析考點(diǎn)7 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

高考試題分類解析PAGE考點(diǎn)7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡一、選擇題1.(2016·海南高考·11)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.由X→Y反應(yīng)的ΔH=E5-E2B.由X→Z反應(yīng)的ΔH<0C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,則是放熱反應(yīng)。(2)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。【解析】選B、C。根據(jù)題中圖示得由X→Y反應(yīng)的ΔH=E3-E2,A錯(cuò)誤;反應(yīng)X→Z,反應(yīng)物的能量高于生成物,ΔH<0,B正確;根據(jù)2X(g)3Y(g),降低壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),有利于提高Y的產(chǎn)率,C正確;反應(yīng)2X(g)Z(g)ΔH<0,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),Z的產(chǎn)率降低,D錯(cuò)誤。2.(2016·江蘇高考·15)一定溫度下,在3個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡。下列說法正確的是()容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱B.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大【解析】選A、D。容器Ⅰ和Ⅲ的投料比是等價(jià)的,平衡時(shí),500K的CH3OH濃度比400K的小,說明反應(yīng)升溫后,平衡逆向移動(dòng),故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;容器Ⅱ與容器Ⅰ相比相當(dāng)于增大壓強(qiáng),增大壓強(qiáng)時(shí),該反應(yīng)平衡正向移動(dòng),故容器Ⅱ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由表中數(shù)據(jù),達(dá)平衡時(shí),可求得容器Ⅰ中c(H2)=0.040mol·L-1,可推知容器Ⅱ中,c(H2)<0.080mol·L-1,可計(jì)算出容器Ⅲ中c(H2)=0.150mol·L-1,QUOTEc(H2)Ⅲc(H2)Ⅱ>QUOTE0.1500.080,C項(xiàng)錯(cuò)誤;容器Ⅲ中物質(zhì)的濃度相當(dāng)于等同容器Ⅰ,但是3.(2016·四川高考·6)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始QUOTEn(H2O)n(CH4)=Z,在恒壓下,平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φA.該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0B.圖中Z的大小為a>3>bC.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中QUOTEn(H2O)n(CHD.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱,看溫度變化平衡向正向還是逆向移動(dòng)。(2)Z越大,相當(dāng)于增大水蒸氣濃度,甲烷的轉(zhuǎn)化率變大。【解析】選A。據(jù)圖分析,隨著溫度升高甲烷的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小,說明升溫平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故A正確;QUOTEn(H2O)n(CH44.(2016·北京高考·8)下列食品添加劑中,其使用目的與反應(yīng)速率有關(guān)的是()A.抗氧化劑B.調(diào)味劑C.著色劑D.增稠劑【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn):(1)反應(yīng)速率是指化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是不存在反應(yīng)速率的。(2)抗氧化劑能減慢食品的氧化速率?！窘馕觥窟xA。抗氧化劑能阻止或延緩食品的氧化變質(zhì),與反應(yīng)速率有關(guān),故A正確;調(diào)味劑是為了增加食品的味道,與反應(yīng)速率無關(guān),故B錯(cuò)誤;著色劑是為了給食品添加某種顏色,與反應(yīng)速率無關(guān),故C錯(cuò)誤;增稠劑可以提高食品的黏稠度,使食品加工體系更趨于穩(wěn)定狀態(tài),與反應(yīng)速率無關(guān),故D錯(cuò)誤。5.(2016·北京高考·10)K2Cr2O7溶液中存在平衡:(橙色)+H2O2(黃色)+2H+。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):結(jié)合實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是()A.①中溶液橙色加深,③中溶液變黃B.②中被C2H5OH還原C.對(duì)比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強(qiáng)D.若向④中加入70%H2SO4溶液至過量,溶液變?yōu)槌壬窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn):(1)K2Cr2O7溶液中存在平衡(橙色)+H2O2(黃色)+2H+,加入酸平衡逆向移動(dòng),加入堿平衡正向移動(dòng)。(2)④中加入70%H2SO4溶液時(shí),雖然平衡逆向移動(dòng),但接著還要發(fā)生氧化還原反應(yīng)?！窘馕觥窟xD。在平衡體系中加入酸,平衡逆向移動(dòng),重鉻酸根離子濃度增大,橙色加深,加入堿,平衡正向移動(dòng),溶液變黃,故A正確;②中重鉻酸鉀氧化乙醇,重鉻酸鉀被還原,故B正確;②是酸性條件,④是堿性條件,酸性條件下氧化乙醇,而堿性條件不能,說明酸性條件下K2Cr2O7溶液氧化性強(qiáng),故C正確;若向④溶液中加入70%的硫酸至過量,溶液為酸性,可以氧化乙醇,溶液變綠色,故D錯(cuò)誤?！菊`區(qū)提醒】和都具有強(qiáng)氧化性,但從題目所給信息來看,在所給條件下并沒有表現(xiàn)出氧化性,應(yīng)該用題目中的信息去解題。二、非選擇題6.(2016·海南高考·16)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù),分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}:(1)已知:t1溫度下,k(正)=0.006s-1,k(逆)=0.002s-1,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1=;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),則ΔH0(填“小于”、“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下,圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是(填曲線編號(hào)),平衡常數(shù)值K2=;溫度t2t1(填“小于”、“等于”或“大于”),判斷理由是?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)數(shù)據(jù)信息的處理能力。(2)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等?！窘馕觥?1)根據(jù)v(正)=k(正)c(順)=0.006s-1×c(順)和v(逆)=k(逆)c(反)=0.002s-1×c(反),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v(正)=v(逆),即0.006s-1×c(順)=0.002s-1×c(反),則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1==3;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),則ΔH=E1(正反應(yīng)活化能)-E2(逆反應(yīng)活化能)=Ea(正)-Ea(逆)<0。(2)隨反應(yīng)的進(jìn)行,順-1,2-二甲基環(huán)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少,且變化速率減慢,則順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是B;根據(jù)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷反應(yīng)可知,t2溫度下,平衡時(shí)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是30%,則反-1,2-二甲基環(huán)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是70%,因二者的摩爾質(zhì)量相同,即反應(yīng)平衡時(shí)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是30%,則反-1,2-二甲基環(huán)丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是70%,代入平衡常數(shù)的表達(dá)式K2=;因K1大于K2,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),得t2大于t1。答案:(1)3小于(2)B大于放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)【誤區(qū)提醒】該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高而變小。7.(2016·浙江高考·28)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1ⅠCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2Ⅱ某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2,在相同壓強(qiáng)下,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):T(K)催化劑CO2轉(zhuǎn)化率(%)甲醇選擇性(%)543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6[備注]Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1②H2O(l)H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響):(1)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=kJ·mol-1。(2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。A.使用催化劑Cat.1B.使用催化劑Cat.2C.降低反應(yīng)溫度 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度E.增大CO2和H2的初始投料比(3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是

。(4)在下圖中分別畫出Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程-能量”示意圖。(5)研究證實(shí),CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在極,該電極反應(yīng)式是?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)能夠應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行焓變的計(jì)算;(2)能夠靈活應(yīng)用題目中給出的數(shù)據(jù)分析反應(yīng)的情況;(3)催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能,改變反應(yīng)的歷程從而改變反應(yīng)速率;(4)書寫電極反應(yīng)式時(shí)注意溶液的酸堿性?！窘馕觥?1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義和表達(dá)式可以寫出反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式;根據(jù)已知信息可以寫出表示CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為①CO(g)+QUOTE12O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1,②H2(g)+QUOTE12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,同時(shí)結(jié)合題目給出的熱化學(xué)方程式③H2O(l)H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律由②-①+③得到反應(yīng)Ⅱ,因此ΔH2=-285.8kJ·mol-1-(-283.0kJ·mol-1)+44.0kJ·mol-1=+41.2kJ·mol-1。(2)對(duì)一固定的化學(xué)反應(yīng),使用催化劑不能影響化學(xué)平衡,即不改變轉(zhuǎn)化率,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),因此降低反應(yīng)溫度,化學(xué)平衡右移從而提高轉(zhuǎn)化率,故C項(xiàng)正確;投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度相當(dāng)于增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡右移,從而提高轉(zhuǎn)化率,故D項(xiàng)正確;增大CO2和H2的初始投料比,可以理解為增大CO2的濃度,降低H2的濃度,因此CO2的轉(zhuǎn)化率降低,H2的轉(zhuǎn)化率升高,故E項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)從表格數(shù)據(jù)分析,在相同的溫度下,不同的催化劑,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不相同,說明不同的催化劑具有不同的催化能力。在相同催化劑不同的溫度時(shí),二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不同,且溫度升高轉(zhuǎn)化率增大。但此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),若達(dá)到平衡后溫度升高,轉(zhuǎn)化率應(yīng)該降低,這說明表格中的數(shù)據(jù)是未達(dá)到平衡狀態(tài)的。反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同,因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。(4)從表中數(shù)據(jù)分析,在催化劑Cat.2的作用下,甲醇的選擇性更大,說明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化效果更好,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,說明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過程中活化能更低,故圖為(5)二氧化碳變甲醇,碳元素的化合價(jià)降低,得到電子,說明其在陰極反應(yīng),其電極反應(yīng)式為CO2+6H++6e-CH3OH+H2O。答案:(1)QUOTEc(CH3OH)·c(H2(3)表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同,因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響(4)(5)陰CO2+6H++6e-CH3OH+H2O【誤區(qū)提醒】(1)不能正確理解燃燒熱的定義,從而在蓋斯定律求解反應(yīng)Ⅱ的焓變?chǔ)2時(shí)出錯(cuò)。(2)不能正確理解催化劑增大反應(yīng)速率的原因是改變了反應(yīng)的歷程,降低了反應(yīng)的活化能,從而導(dǎo)致在有催化劑的情況下反應(yīng)的能量變化弄錯(cuò)。8.(2016·天津高考·10)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。回答下列問題:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是

(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:

。(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)ΔH1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B為有機(jī)物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則H2(g)+O2(g)H2O2(l)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲(chǔ)氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是。a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉(zhuǎn)化形式為。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。①電解一段時(shí)間后,c(OH-)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其原因是

。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn),分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:

?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)氫氣具有還原性,具有強(qiáng)氧化性,二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)電解池工作原理的理解與應(yīng)用?！窘馕觥?1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等;堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-2H2O。(2)根據(jù)蓋斯定律將①+②得:H2(g)+O2(g)H2O2(l)ΔH=ΔH1+ΔH2,反應(yīng)①②的ΔS<0,根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS,因?yàn)閮煞磻?yīng)均為自發(fā)反應(yīng),因此ΔH1、ΔH2均小于0,即ΔH=ΔH1+ΔH2<0。(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0,該反應(yīng)屬于氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量不再發(fā)生變化,壓強(qiáng)不變,a正確;該反應(yīng)為可逆反應(yīng),吸收ymolH2需要大于1mol的MHx,b錯(cuò)誤;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降溫平衡向正方向移動(dòng),該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,c正確;向容器內(nèi)通入少量氫氣,平衡向正方向移動(dòng),則v(放氫)<v(吸氫),d錯(cuò)誤。(4)利用太陽能直接分解水制氫,是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(5)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣,鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的氫氧根離子減少,因此電解一段時(shí)間后,c(OH-)降低的區(qū)域在陽極室。②Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,氫氣具有還原性,具有強(qiáng)氧化性,易被H2還原。電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。③根據(jù)題意,Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,在M點(diǎn),c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢,在N點(diǎn):c(OH-)過高,鐵電極上有氫氧化鐵(或氧化鐵)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低。答案:(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中2個(gè))H2+2OH--2e-2H2O(2)<(3)a、c(4)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(5)①陽極室②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低③M點(diǎn):c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢[或N點(diǎn):c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低]9.(2016·全國高考Ⅰ·27)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、(綠色)、(橙紅色)、(黃色)等形式存在,Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問題:(1)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,可觀察到的現(xiàn)象是。(2)和在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液中c()隨c(H+)的變化如圖所示。①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。②由圖可知,溶液酸性增大,的平衡轉(zhuǎn)化率(填“增大“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為。③升高溫度,溶液中的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH0(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+與生成磚紅色沉淀,指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl-恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時(shí),溶液中c(Ag+)為mol·L-1,此時(shí)溶液中c()等于mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10-12和2.0×10-10)(4)+6價(jià)鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的還原成Cr3+,該反應(yīng)的離子方程式為

?！窘馕觥?1)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似,可知Cr(OH)3有兩性,也能溶解在NaOH溶液中。已知Cr3+為藍(lán)紫色、Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體、為綠色,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,可觀察到的現(xiàn)象是藍(lán)紫色溶液變淺,同時(shí)有灰藍(lán)色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液。(2)①隨著H+濃度的增大,的濃度不斷增加,所以轉(zhuǎn)化為的離子方程式為2+2H++H2O。②由圖可知溶液酸性增強(qiáng),平衡2+2H++H2O正向進(jìn)行,的平衡轉(zhuǎn)化率增大;A點(diǎn)的濃度為0.25mol·L-1,的濃度為0.5mol·L-1,H+的濃度為1.0×10-7mol·L-1,此時(shí)該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c()÷[c2()·c2(H+)]=0.25÷[0.52×(1.0×10-7)2]=1.0×1014。③升高溫度,溶液中的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動(dòng),說明正方向放熱,則該反應(yīng)的ΔH<0。(3)當(dāng)溶液中Cl-恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時(shí),溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl-)=2.0×10-10÷(1.0×10-5)=2.0×10-5(mol·L-1);此時(shí)溶液中c()=Ksp(Ag2CrO4)÷c2(Ag+)=2.0×10-12÷(2.0×10-5)2=5.0×10-3(mol·L-1)。(4)由于NaHSO3有還原性,被氧化生成,同時(shí)被還原成Cr3+,所以反應(yīng)的離子方程式為+3QUOTEO3-+5H+2Cr3++3+4H2O。答案:(1)藍(lán)紫色溶液變淺,同時(shí)有灰藍(lán)色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液(2)①2+2H++H2O②增大1.0×1014③小于(3)2.0×10-55.0×10-3(4)+3+5H+2Cr3++3+4H2O10.(2016·全國卷Ⅱ·27)丙烯腈(CH2CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn),主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列問題:(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下:①C3H6(g)+NH3(g)+QUOTE32O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515kJ·mol-1②C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=-353kJ·mol-1兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大,其原因是

;有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460℃。低于460℃時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是_________________________________高于460°時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選,填標(biāo)號(hào))。A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大C.副反應(yīng)增多 D.反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為,理由是

。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為?！窘忸}指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)圖象的縱橫坐標(biāo)所表示的含義。(2)化學(xué)平衡移動(dòng)原理的實(shí)際應(yīng)用?！窘馕觥?1)因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng),所以熱力學(xué)趨勢(shì)大;反應(yīng)①為氣體體積增大的放熱反應(yīng),所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,從而提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是使用合適的催化劑。(2)因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低,反應(yīng)剛開始進(jìn)行,尚未達(dá)到平衡狀態(tài),460℃以前是建立平衡的過程,所以低于460℃時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率;高于460(3)根據(jù)圖象可知,當(dāng)n(氨)/n(丙烯)約為1.0時(shí),該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+QUOTE32O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g),氨、氧氣、丙烯按2∶3∶2的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài),而空氣中氧氣約占20%,所以進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積約為2∶15∶2,即1∶7.5∶1。答案:(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低A、C(3)1.0該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低1∶7.5∶111.(2016·全國卷Ⅲ·27)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝,回答下列問題:(1)NaClO2的化學(xué)名稱為。(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度323K,NaClO2溶液濃度為5×10-3mol·L-1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表:離子Cl-c/(mol·L-1)8.35×10-46.87×10-61.5×10-41.2×10-53.4×10-3①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式

。增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率(填“提高”“不變”或“降低”)。②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸(填“增大”“不變”或“減小”)。③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是。(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均(填“增大”“不變”或“減小”)。②反應(yīng)+22+Cl-的平衡常數(shù)K表達(dá)式為。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。①從化學(xué)平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是。②已知下列反應(yīng):SO2(g)+2OH-(aq)(aq)+H2O(l)ΔH1ClO-(aq)+(aq)(aq)+Cl-(aq)ΔH2CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)ΔH3則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=?！窘馕觥?1)根據(jù)我們學(xué)過的知識(shí),NaClO4叫高氯酸鈉、NaClO3叫氯酸鈉、NaClO叫次氯酸鈉,則NaClO2叫亞氯酸鈉。(2)①脫硝過程中即為NaClO2溶液和NO反應(yīng),濃度大的物質(zhì)是主要產(chǎn)物,根據(jù)表中信息可以判斷,NaClO2變成Cl-,則NO主要被氧化成,然后根據(jù)電子守恒、電荷守恒和元素守恒可得配平的離子方程式:3+4NO+4OH-4+3Cl-+2H2O;增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),即正向移動(dòng),所以NO的轉(zhuǎn)化率提高。②根據(jù)上述反應(yīng)可知,隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸增大,pH逐漸降低。③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,c()=8.35×10-4mol·L-1>c()=1.5×10-4mol·L-1,所以脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率,其原因除了初始濃度不同外,還可能是NO難溶于水,與NaClO2溶液接觸面積小,反應(yīng)速率慢;還可能是脫硝反應(yīng)活化能較高,反應(yīng)速率慢。(3)①由圖分析可知,溫度升高,-lg(pe/Pa)減小,則pe變大,說明平衡逆向移動(dòng),則脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。②反應(yīng)+22+Cl-的平衡常數(shù)K表達(dá)式為K=QUOTEc2(SO42-)·c(Cl-)c2(SO32-)·c(Cl(4)①脫硫時(shí),則SO2主要被氧化成,可以和Ca2+結(jié)合成微溶的CaSO4,促進(jìn)反應(yīng)向產(chǎn)物方向移動(dòng)。②根據(jù)蓋斯定律可知,目標(biāo)反應(yīng)式=第一個(gè)反應(yīng)式+第二個(gè)反應(yīng)式-第三個(gè)反應(yīng)式,則ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。答案:(1)亞氯酸鈉(2)①3+4NO+4OH-4+3Cl-+2H2O提高②減?、鄞笥贜O溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高(3)①減小②K=QUOTEc2(SO42-(4)①形成CaSO4沉淀,反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng),SO2轉(zhuǎn)化率提高②ΔH1+ΔH2-ΔH312.(2016·上海高考·五大題)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高,CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。完成下列填空:29.目前國際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原,所涉及的反應(yīng)方程式為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增加。若溫度從300℃升至400℃,重新達(dá)到平衡,判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率α30.相同溫度時(shí),上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡,各物質(zhì)的平衡濃度如下表:[CO2]/mol·L-1[H2]/mol·L-1[CH4]/mol·L-1[H2O]/mol·L-1平衡Ⅰabcd平衡Ⅱmnxya、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為。31.碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×100.1mol·L-1Na2CO3溶液的pH0.1mol·L-1Na2C2O4溶液的pH。(選填“大于”“小于”或“等于”等濃度的草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是。若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是。(選填編號(hào))a.[H+]>[]>[]>[]b.[]>[]>[]>[]c.[H+]>[]>[]>[]d.[H2CO3]>[]>[]>[]32.人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡:H++H2CO3,當(dāng)有少量酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中時(shí),血液的pH變化不大,用平衡移動(dòng)原理解釋上述現(xiàn)象。

?！窘馕觥?9.H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增加,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度正、逆反應(yīng)速率均增大,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。30.相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變,則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為。31.根據(jù)電離常數(shù)可知草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則碳酸鈉的水解程度大于草酸鈉,所以0.1mol·L-1Na2CO3溶液的pH大于0.1mol·L-1Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則等濃度草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是草酸。草酸的兩級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的,所以草酸的電離程度大,因此溶液中[H+]>[]>[]>[]>[],a、c正確,b、d錯(cuò)誤,答案選a、c。32.根據(jù)平衡可知當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向右移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液的pH基本不變;當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向左移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液的pH基本不變。答案:29.v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率α增大增大減小減小30.31.大于草酸a、c32.當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向右移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液的pH基本不變;當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向左移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液的pH基本不變(合理即可)13.(2016·上海高考·十大題)CO2是重要的化工原料,也是應(yīng)用廣泛的化學(xué)產(chǎn)品。CO2與過氧化鈉或超氧化鉀反應(yīng)可產(chǎn)生氧氣。完成下列計(jì)算:50.CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00molNH4HCO3完全分解,分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后的體積為L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。51.某H2中含2.40molCO2,該混合氣體通入2.00LNaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反應(yīng),該NaOH溶液的濃度為。52.CO2和KO2有下列反應(yīng):4KO2+2CO2→2K2CO3+3O24KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2若9molCO2在密封艙內(nèi)和KO2反應(yīng)后生成9molO2,則反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的量應(yīng)該是多少?列式計(jì)算。53.甲烷和水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是合成甲醇的原料:CH4+H2OCO+3H2已知:CO+2H2CH3OHCO2+3H2CH3OH+H2O300molCH4完全反應(yīng)后的產(chǎn)物中,加入100molCO2后合成甲醇。若獲得甲醇350mol,殘留氫氣120mol,計(jì)算CO2的轉(zhuǎn)化