2020届高考化学二轮复习化学反应原理综合题作业

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化学反应原理综合题 ‎1.(2019河南六市高三第一次联考)工业上利用N2和H2可以实现合成氨气,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列有关问题:‎ ‎(1)已知N2(g)+O2(g)2NO(g)‎ ΔH=+180.5 kJ·mol-1‎ N2(g)+3H2(g)2NH3(g)‎ ΔH=-92.4 kJ. mol-1‎ ‎2H2(g)+O2(g)2H2O(g)‎ ΔH=-483.6 kJ·mol-1‎ 写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式为 　 。 ‎ ‎(2)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应的化学平衡常数K与温度t的关系如下表:‎ t/K ‎298‎ ‎398‎ ‎498‎ K ‎4.1×106‎ K1‎ K2‎ ‎①比较K1、K2的大小:K1　　　　K2(填“>”“=”或“<”); ‎ ‎②在恒温恒压下判断该反应达到化学平衡状态的依据是　　　　(填序号); ‎ A.2v正(H2)=3v逆(NH3)‎ B.2v正(N2)=v逆(H2)‎ C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变 ‎(3)硝酸工业的尾气NO可用于制备NH4NO3,其工作原理如图。‎ ‎①其阴极的电极反应式为　　　　　　　　。 ‎ ‎②常温下,1 L pH=6的NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH-)=　　　　 mol·L-1。 ‎ ‎(4)工业上生产尿素的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T ℃时,向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol NH3和3 mol CO2,反应达到平衡时,c(NH3)=0.5 mol·L-1,c(CO2)=0.25 mol·L-1。若此时保持T ℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3 mol NH3,则此时反应的v正　　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。再次平衡后,平衡常数为　　　　　。 ‎ ‎(5)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.09 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.10 mol·L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为　　　　 mol·L-1。 ‎ ‎2.(2019山东青岛二中高三期末)C、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题:‎ ‎(1)已知:Ⅰ.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq)　ΔH1‎ Ⅱ.Cl2(g)+H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)　ΔH2‎ Ⅲ.2HClO(aq)2HCl(aq)+O2(g)　ΔH3‎ SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)2HCl(aq)+H2SO4(aq)‎ ΔH4=　　　　　(用含有ΔH1、ΔH2和ΔH3的代数式表示)。 ‎ ‎(2)25 ℃时,H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如图甲所示。‎ 甲 乙 已知25 ℃时,NaHSO3的水溶液pH<7,用图中的数据通过计算解释原因  　。 ‎ ‎(3)NaClO2是一种绿色消毒剂和漂白剂,工业上采用电解法制备NaClO2的原理如图乙所示。‎ ‎①交换膜应选用　　　　　　　　　　(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 ‎ ‎②阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO和1 mol SO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)　ΔH=-270 kJ·mol-1,若反应进行到20 min时达平衡,测得CO2的体积分数为0.5,则前20 min的反应速率v(CO)=　　　　　　,该温度下反应化学平衡常数K=　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)在不同条件下,向2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO和1 mol SO2,反应体系总压强随时间的变化如图所示:‎ ‎①图中三组实验从反应开始至达到平衡时,v(CO)最大的为　　　　　　　　(填序号)。 ‎ ‎②与实验a相比,c组改变的实验条件可能是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎3.(2019湖南湖北八市十二校高三调研联考)二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5 ℃,沸点-24.9 ℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:‎ ‎①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)‎ ΔH1=-90.0 kJ·mol-1‎ ‎②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)‎ ΔH2=-20.0 kJ·mol-1‎ 回答下列问题。‎ ‎(1)已知H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,若由合成气(CO、H2)制备1 mol CH3OCH3(g),且生成H2O(l),其热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)有人模拟该制备原理。500 K时,在2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,5 min后达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8 mol·L-1、c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1,此时CO的转化率为　　　　　　　。用CH3OH表示反应①的速率是　　　　　　　　　 mol·(L·min)-1,可逆反应②的平衡常数K2=　　　　　　。 ‎ ‎(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数K2值变小,下列说法正确的是　　　　。 ‎ A.平衡向正反应方向移动 B.平衡移动的原因是升高了温度 C.达到新平衡后体系的压强不变 D.容器中CH3OCH3的体积分数减小 ‎(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应①,平衡时CO(g)和H2(g)的转化率如图所示,则a=　　　　(填数值)。 ‎ ‎(5)绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图所示,电解质为熔融态的碳酸盐(如熔融K2CO3),其中CO2会参与电极反应。工作时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎4.(2019成都外国语学校高三“一诊”模拟)丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。反应原理如下为C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH1。‎ ‎(1)一定温度下,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol C3H8发生反应,经过10 min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.75倍。‎ ‎①0~10 min内丙烯的生成速率v(C3H6)=　　　　　　,C3H8的平衡转化率为　　　　　　　。 ‎ ‎②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是　。 ‎ A.气体密度保持不变 B.[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)保持不变 C.ΔH1保持不变 D.C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等 ‎(2)总压强分别为p1和p2时,上述反应在不同温度下达到平衡,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如下图所示:‎ ‎①压强:p1　　　　　(填“>”或“<”)p2。 ‎ ‎②为了提高反应速率和反应物的转化率,可采取的措施是　。 ‎ ‎③若p1=0.1 MPa,起始时充入一定量的丙烷发生反应,计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 ‎ ‎④在0.1 MPa、527 ℃条件下,向恒容密闭容器中通入丙烷和稀有气体,发生丙烷脱氢反应,随着n(稀有气体)‎n(丙烷)‎的增加,丙烷脱氢转化率逐渐增大。试解释原因  　。 ‎ ‎(3)在实际生产中,还可能存在如下副反应:‎ C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)‎ ΔH2=+81.7 kJ·mol-1‎ C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)　ΔH3‎ C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)‎ ΔH4=-54.8 kJ·mol-1‎ 则ΔH3=　　　　　。 ‎ ‎5.(2019湖南衡阳高考化学二模)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是大雾天气的主要成因之一。‎ ‎(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无害的气体,其热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)‎ ΔH1=-746.5 kJ·mol-1。‎ 已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)‎ ΔH2=-221.0 kJ·mol-1,‎ CO2(g)C(s)+O2(g)‎ ΔH3=+393.5 kJ·mol-1。‎ ‎①C(s)的燃烧热ΔH=　　　　。 ‎ ‎②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)一定温度下,向初始容积均为2 L的A、B、C三个容器中,均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。‎ ‎①如图表示该反应中NO的平衡转化率(α)随温度、压强变化的示意图,则X代表的物理量是　　　,Y1　　Y2(填“>”或“<”)。 ‎ ‎②反应过程中,A容器中保持恒温恒压,B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是　　　 。 ‎ a.B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长关系是tB>tC b.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为αA>αB>αC c.当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态 d.当B容器内气体密度保持不变时,说明该反应处于化学平衡状态 ‎③当B容器中保持平衡时,NO所占体积分数为25%,则相同温度下,A容器中逆反应的平衡常数K=　　　　　(保留两位有效数字)。 ‎ ‎(3)利用反应NO2+NH3N2+H2O(未配平)消除用电器中NO2的简易装置如图所示。‎ ‎①a电极上的反应式为　　　　　　　　。 ‎ ‎②常温下,若用该电池电解0.6 L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积为　　　　　 mL(标准状况,假设电解过程中溶液体积不变)。 ‎ ‎6.(2019河北衡水中学高三一调)H2是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:‎ ‎(1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图甲所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4∶1计)。上述过程中,膜Ⅰ侧所得气体的物质的量之比n(H2)∶n(N2)=3∶1,则CH4、H2O与O2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 甲 ‎(2)用H2和CO合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1。已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2=-49.0 kJ·mol-1,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41.1 kJ·mol-1,则ΔH1=　　　　　 kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)向容积可变的密闭容器中充入1 mol CO和2.2 mol H2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时CO的转化率[α(CO)]随温度、压强的变化情况如图乙所示。‎ 乙 丙 ‎①压强:p1　　　　　(填“>”“<”或“=”)p2。 ‎ ‎②M点时,H2的转化率为　　　　　　　　(计算结果精确到0.1%),该反应的平衡常数Kp=　　　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 ‎ ‎③不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lg K)如图丙所示,其中,A点为506 K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与温度(T)的关系的是　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),实验测得反应速率的表达式为v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)。‎ ‎①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。‎ 编号 c(H‎2‎)‎‎(mol·L‎-1‎)‎ c(NO)‎‎(mol·L‎-1‎)‎ vmol·(L·min‎)‎‎-1‎ ‎1‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.414k ‎2‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎1.656k ‎3‎ ‎0.50‎ ‎0.10‎ ‎2.070k 由表中数据可知,m=　　　　　　,n=　　　　　。 ‎ ‎②上述反应分两步进行:ⅰ.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(l)(慢反应);ⅱ.H2O2(l)+H2(g)2H2O(l)(快反应)。下列叙述正确的是　　　　(填字母)。 ‎ A.H2O2是该反应的催化剂 B.反应ⅰ的活化能较高 C.总反应速率由反应ⅱ的速率决定 D.反应ⅰ中NO和H2的碰撞仅部分有效 ‎7.(2019湖北武汉一模)氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,用作氯化剂,其部分性质如下:‎ 物理性质 化学性质 常温下,Cl2O是棕黄色、有刺激性气味的气体。‎ 熔点是-120.6 ℃;沸点是2.0 ℃‎ Cl2O不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水,同时反应生成次氯酸 实验室制备原理:2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O。现用下列装置设计实验制备少量Cl2O,并探究相关物质的性质。‎ ‎(1)装置A中仪器X的名称为　　　　　　　。 ‎ ‎(2)若气体从左至右流动,装置的连接顺序是A、　　　　　　　(每个装置限用一次)。 ‎ ‎(3)装置F中盛装试剂的名称为　　　　　　　。 ‎ ‎(4)A中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)当D中收集适量液态物质时停止反应,设计简单实验证明B中残留固体中含有NaHCO3:　。 ‎ ‎(6)实验完成后取E中烧杯内溶液滴加品红溶液发现溶液褪色。该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。‎ 序号 ‎0.1 mol·L-1 ‎ NaClO溶 液/mL ‎0.1 mol·L-1‎ NaCl溶液/‎ mL ‎0.1 mol·L-1‎ NaOH溶液/‎ mL H2O ‎/mL 品红 溶液 现象 Ⅰ ‎5.0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎5.0‎ ‎3滴 较快 褪色 Ⅱ ‎0‎ ‎5.0‎ a ‎0‎ ‎3滴 不 褪色 Ⅲ ‎5.0‎ ‎0‎ ‎5.0‎ ‎0‎ ‎3滴 缓慢 褪色 ‎①a=　　　　　　　。 ‎ ‎②由上述实验得出的结论是　。 ‎ ‎8.(2019山东日照一模)为测定某样品中氟元素的质量分数进行如下实验,利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(氢氟酸为低沸点酸,含量低,不考虑对玻璃仪器的腐蚀),用水蒸气蒸出,再通过滴定测量。实验装置如下图所示,加热装置省略。‎ ‎(1)A的名称是　　　　　,长导管用于平衡压强,实验过程中其下端　　　　　　　(填“能”或“不能”)在液面以上。 ‎ ‎(2)仪器C是直形冷凝管,实验过程中,冷却水应从　　　　　　　(填“a”或“b”)口出。 ‎ ‎(3)实验时,首先打开活塞K,待水沸腾时,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升,应立即　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)连接水蒸气发生装置和反应装置之间的玻璃管常裹以石棉绳,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)B中加入一定体积高氯酸和1.00 g氟化稀土矿样,D中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加热A、B,使A中产生的水蒸气进入B。‎ ‎①下列物质不可代替高氯酸的是　　　　(填标号)。 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ a.醋酸 b.硝酸 c.磷酸 d.硫酸 ‎②D中主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)向馏出液中加入25.00 mL 0.100 mol·L-1 La(NO3)3溶液,得到LaF3沉淀,再用0.100 mol·L-1 EDTA标准溶液滴定剩余La3+(La3+与EDTA按1∶1络合),消耗EDTA标准溶液20.00 mL,则氟化稀土样品中氟的质量分数为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎9.(2019广东珠海一模)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种易水解、受热易分解的白色固体,某研究小组用下图所示的实验装置制备氨基甲酸铵,反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)　ΔH<0。‎ ‎(1)仪器B的名称是　　　　　。 ‎ ‎(2)打开活塞K,装置E中由固体药品所产生的气体就立即进入装置D,则该固体药品的名称为　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)装置D为制备氨基甲酸铵的反应器(CCl4充当惰性介质),在合适催化剂下搅拌一段时间。‎ ‎①反应在冰水浴中进行的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,即停止反应,　　　　　　(填操作名称)分离得到粗产品。 ‎ ‎(4)仪器G的作用有:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)该实验装置中有一处不足,改进方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)已知氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵,则该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(7)为测定某样品中氨基甲酸铵的质量分数,某研究小组用该样品进行实验,已知杂质不参与反应,请补充完整测定某样品中氨基甲酸铵质量分数的实验方案[限选试剂:蒸馏水、澄清石灰水、Ba(OH)2溶液]:用天平称取一定质量的样品,加水溶解,　　　　　　　　　　　　,测量的数据取平均值进行计算。 ‎ 参考答案 ‎1.答案 (1)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-905.0 kJ·mol-1‎ ‎(2)①>　②AD ‎(3)①NO+5e-+6H+NH‎4‎‎+‎+H2O　②10-6‎ ‎(4)<　16‎ ‎(5)3.6×10-8‎ 解析 (1)①N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180.5 kJ·mol-1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1。根据盖斯定律①×2-②×2+③×3得4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-905.0 kJ·mol-1。‎ ‎(2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,K减小,所以K1>K2。②2v正(H2)=3v逆(NH3),正、逆反应速率比等于计量数比,一定达到平衡状态,A正确;2v正(N2)=v逆(H2),正、逆反应速率比不等于计量数比,没有达到平衡状态,B错误;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒温恒压下反应,压强是恒量,容器内压强保持不变,不一定达到平衡状态,C错误;根据ρ=m(总)‎V(总)‎,在恒温恒压下反应,气体总质量不变、容器体积变小,所以密度是变量,混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡,D正确。‎ ‎(3)①阴极发生还原反应,根据示意图,NO在阴极得电子发生还原反应生成NH‎4‎‎+‎,所以阴极电极反应式为NO+5e-+6H+NH‎4‎‎+‎+H2O。②pH=6的NH4NO3溶液中,c(H+)=10-6 mol·L-1,根据质子守恒可知,NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H+)=10-6 mol·L-1。‎ ‎(4)平衡常数K=‎1‎c‎2‎‎(NH‎3‎)·c(CO‎2‎)‎‎=‎‎1‎‎0.‎5‎‎2‎×0.25‎=16。同温同压下,体积比等于物质的量比,设T ℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3 mol NH3,容器体积为V,‎4 L‎0.5mol·L‎-1‎×4 L+0.25 mol·L‎-1‎×4 L=‎ V‎0.5mol·L‎-1‎×4 L+0.25 mol·L‎-1‎×4 L+3 mol‎,V=8 L,此时Q=‎1‎‎(‎5‎‎8‎‎)‎‎2‎×(‎1‎‎8‎)‎>16,即Q>K,反应逆向进行,即v正　②升高温度　③0.012 5 MPa　④该反应是气体分子数增加的反应,随着稀有气体比例的增加,总压强一定,降低了反应体系各气体的分压,相当于减压,从而促进反应向正反应方向进行,提高了丙烷脱氢的转化率 ‎(3)-136.5 kJ·mol-1‎ 解析 (1)根据方程式可知:‎ ‎　　　　　C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)‎ 起始量/mol 2 0 0‎ 变化量/mol x x x 平衡量/mol 2-x x x 根据阿伏加德罗定律,等温等容条件下,气体压强之比等于物质的量之比,则‎2-x+x+x‎2‎=1.75,解得x=1.5。‎ ‎①0~10 min内丙烯的生成速率v(C3H6)=‎1.5mol‎10 L×10min=0.015 mol·(L·min)-1,C3H8的平衡转化率为‎1.5‎‎2‎×100%=75%。②气体总质量和容器容积不变,所以气体密度始终保持不变,故其密度保持不变不能说明达到平衡状态,A错误;[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)是化学平衡常数表达式,若保持不变,则说明达到平衡状态,B正确;该反应的焓变是常量,焓变保持不变不能说明达到平衡状态,C错误;C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等表示正逆反应速率相等,则说明达到平衡状态,D正确。‎ ‎(2)①由图可知,温度一定时,p1时丙烷的物质的量分数大于p2时,由方程式可知,压强越大,平衡逆向移动,丙烷的物质的量分数越大,所以压强p1>p2。②由图可知,随着温度升高,丙烷的物质的量分数降低,说明升高温度平衡向正反应方向进行,反应速率和反应物的转化率都增大。③假设起始时丙烷的物质的量为1 mol,根据方程式可知:‎ ‎　　　　　C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)‎ 起始量/mol 1 0 0‎ 变化量/mol y y y 平衡量/mol 1-y y y Q点时丙烷的物质的量分数为50%,则1-y=0.5(1+y),解得y=‎1‎‎3‎,则C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)平衡时的物质的量分数分别为:‎1‎‎2‎‎、‎1‎‎4‎、‎‎1‎‎4‎,则Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=p(C‎3‎H‎6‎)·p(H‎2‎)‎p(C‎3‎H‎8‎)‎‎=‎‎1‎‎4‎‎×0.1 MPa×‎1‎‎4‎×0.1MPa‎1‎‎2‎‎×0.1MPa=0.012 5 MPa。④由反应方程式C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)可知,该反应是气体分子数增加的反应,随着稀有气体比例的增加,总压强一定,降低了反应体系各气体的分压,相当于减压,从而促进反应向正反应方向进行,提高了丙烷脱氢的转化率。‎ ‎(3)将已知反应编号:②C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)　ΔH2=+81.7 kJ·mol-1‎ ‎③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)　ΔH3‎ ‎④C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)　ΔH4=-54.8 kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律,由④-②可得反应③,则ΔH3=ΔH4-ΔH2=-54.8 kJ·mol-1-81.7 kJ·mol-1=-136.5 kJ·mol-1。‎ ‎5.答案 (1)①-393.5 kJ·mol-1　②2NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=-180.5 kJ·mol-1‎ ‎(2)①压强　<　②d　③4.5‎ ‎(3)①2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O　②336‎ 解析 (1)①根据CO2(g)C(s)+O2(g)　ΔH3=+393.5 kJ·mol-1,有C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH4=-393.5 kJ·mol-1,则C(s)的燃烧热ΔH=-393.5 kJ·mol-1。②已知:Ⅰ.2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH1=-746.5 kJ·mol-1‎ Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2=-221.0 kJ·mol-1‎ Ⅲ.CO2(g)C(s)+O2(g)　ΔH3=+393.5 kJ·mol-1‎ 由盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ×2得:2NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=-180.5 kJ·mol-1。‎ ‎(2)①图为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH1=-746.5 kJ·mol-1反应中NO的平衡转化率(α)随温度、压强变化的示意图,该反应为放热反应,也是气体体积减小的反应,则NO的平衡转化率(α)随着温度的升高而减小,随着压强的增大而增大,故X为压强,Y1tC,正确;b.A容器相当于对B加压,增大压强,反应正向移动,转化率增大,C看作对B加热,温度升高,平衡逆向移动,转化率减小,故3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为αA>αB>αC,正确;c.A容器中气体质量不变,气体的总物质的量减小,则气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态,正确;d.B容器中气体质量不变,容器体积恒定不变,则气体密度始终不变时,不能说明该反应达到平衡状态,错误。③向初始容积均为2 L的B容器中,投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生反应,设生成氮气物质的量为x,列三段式:‎ ‎　　　　2CO(g)　+　2NO(g)2CO2(g)+N2(g)‎ 起始/mol 5 4 0 0‎ 转化/mol 2x 2x 2x x 平衡/mol 5-2x 4-2x 2x x 平衡时,NO所占体积分数为25%。‎ 则‎4-2x‎9-x=25%,解得x=1,则B中平衡常数K=‎0.5×‎‎1‎‎2‎‎1.‎5‎‎2‎×‎‎1‎‎2‎‎=‎‎2‎‎9‎,相同温度下K不变,则A容器中逆反应的平衡常数K=‎9‎‎2‎=4.5。‎ ‎(3)①根据图示可知,a极失去电子发生氧化反应,则为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮气的反应,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。②电解0.6 L饱和食盐水,电解反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则溶液中n(OH-)=0.6 L×0.1 mol·L-1=0.06 mol,则转移电子为0.06 mol,同一串联电路转移电子数相同。设消耗的NO2体积为V,根据b极电极反应有:‎ ‎2NO2+8e-+4H2ON2+8OH-‎ ‎ 44.8 L 8 mol ‎ V 0.06 mol 则V=‎44.8 L×0.06mol‎8mol=0.336 L=336 mL。‎ ‎6.答案 (1)14CH4+12H2O+O214CO+40H2‎ ‎(2)-90.1　(3)①>　②54.5%　‎6‎p‎1‎‎2‎　③B点和E点 ‎(4)①2　1　②BD 解析 (1)空气中N2和O2的物质的量之比约为4∶1,膜Ⅰ侧所得气体中n(H‎2‎)‎n(N‎2‎)‎=3,氮气的量在反应前后不变,设氮气为4 mol,则生成的氢气是12 mol,由膜Ⅰ侧反应可知,12 mol水和1 mol氧气得到电子,膜Ⅰ上发生反应:12H2O+24e-12H2↑+12O2-、O2+4e-2O2-,膜Ⅱ上14 mol CH4中C失去84 mol电子、H得到56 mol电子时,总反应遵守电子守恒,则反应为14CH4+12H2O+O214CO+40H2。‎ ‎(2)根据盖斯定律可得ΔH1=ΔH2+ΔH3=-90.1 kJ·mol-1。‎ ‎(3)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向右移动,CO的转化率会变大,结合图像乙,保持温度不变,转化率大的表示压强大,所以p1>p2。②该问可用三段式解决,M点α(CO)=60%,则CO转化了1 mol×60%=0.6 mol,下面列三段式:‎ ‎　　　　CO(g)　+　2H2(g)CH3OH(g)‎ 起始量/mol 1 2.2 0‎ 转化量/mol 0.6 1.2 0.6‎ 平衡量/mol 0.4 1 0.6‎ 可知,H2转化了1.2 mol,则H2的转化率为‎1.2mol‎2.2mol×100%=54.5%。平衡时总物质的量n=(0.4+1+0.6) mol=2 mol。‎ Kp=p(CH‎3‎OH)‎p(CO)·p‎2‎(H‎2‎)‎‎=‎0.6‎‎2‎p‎1‎‎0.4‎‎2‎p‎1‎‎×(‎‎1‎‎2‎p‎1‎‎)‎‎2‎=‎‎6‎p‎1‎‎2‎。‎ ‎③该反应为放热反应,当温度越高时,平衡常数K越小,则lg K也会越小,因此T与lg K呈反比,所以B点和E点符合lg K与温度(T)的关系。‎ ‎(4)①保持H2的浓度不变,则v‎1‎v‎2‎‎=‎cm‎1‎‎(NO)‎cm‎2‎‎(NO)‎,带入编号1和编号2数据可得‎1.656‎‎0.414‎‎=‎‎0.‎‎2‎m‎0.‎‎1‎m,解得m=2,保持N2的浓度不变,则v‎1‎v‎2‎‎=‎cn‎1‎‎(H‎2‎)‎cn‎2‎‎(H‎2‎)‎,带入编号1和编号3数据,得‎0.414‎‎2.070‎‎=‎‎0.‎‎1‎n‎0.‎‎5‎n,解得n=1。②H2O2参与两个反应,但第一步未做反应物,因而不是催化剂,实际上H2O2仅仅是中间产物,A项错误;反应ⅰ是慢反应,说明反应速率小,在其他条件一样的情况下,活化能比较高,B项正确;总反应速率由慢反应决定,即反应(ⅰ)决定总反应速率,C项错误;碰撞理论指出能发生化学反应的碰撞是指有效碰撞,即需要一定的能量和取向的碰撞,所以在所有碰撞中部分是有效地,D项正确。‎ ‎7.答案 (1)分液漏斗　(2)F、B、C、D、E ‎(3)饱和食盐水 ‎(4)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ‎(5)取B中固体少许置于试管中,加蒸馏水溶解,滴加过量BaCl2溶液,振荡后静置,取上层清液置于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成 ‎(6)5.0　在其他条件相同时,溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液漂白能力越弱 解析 (1)根据装置图可知装置A中仪器X的名称为分液漏斗。‎ ‎(2)通过A装置制取Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,制取的Cl2中含有HCl杂质,为防止其干扰Cl2O的制取,要先通过F装置除去HCl杂质,再通过B装置发生反应2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O制取Cl2O。由于Cl2O易溶于水,同时与水反应生成次氯酸,所以收集之前要先通过C装置干燥,再通过D装置收集Cl2O并验证其沸点低,容易液化的特点。同时由于Cl2、Cl2O都会产生大气污染,所以最后要用E装置进行尾气处理。故按气体从左至右流动装置的连接顺序是A、F、B、C、D、E。‎ ‎(3)装置F是除去Cl2中的杂质HCl气体,为减少Cl2的溶解消耗,可通过盛有饱和食盐水的装置来除去HCl杂质,故装置F中盛装的试剂为饱和食盐水。‎ ‎(4)A中浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。‎ ‎(5)在装置B中Na2CO3与Cl2反应制取Cl2O,所以要证明B中残留固体中含有NaHCO3,就要先加入过量的BaCl2溶液,振荡静置,使可能存在的Na2CO3转化为BaCO3沉淀除去,然后取上层清液置于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,若有白色沉淀生成,证明发生反应2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+Na2CO3+2H2O,产生了碳酸钡沉淀,从而可证明含有NaHCO3。‎ ‎(6)①要保证每组实验时溶液的体积都是10 mL,所以a=5.0;②由题中实验可以看出,在其他条件不变时,溶液的碱性越弱,次氯酸钠溶液的漂白性越强;溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液的漂白能力越弱。‎ ‎8.答案 (1)圆底烧瓶　不能 ‎(2)b　(3)打开活塞K ‎(4)保温,避免水蒸气冷凝 ‎(5)①ab　②HF+OH-F-+H2O ‎(6)2.85%‎ 解析 A是水蒸气发生装置,长导管可起到平衡压强的作用,防止烧瓶内压强过大。实验时,首先打开活塞K,目的是让烧瓶内压强和外界一致,待水沸腾时,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升,应立即打开活塞K,和外界连通降低压强,B是制取HF的装置,利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢,用水蒸气蒸出,冷凝到D装置,被氢氧化钠中和吸收,再采用滴定法定量测定氟元素的质量分数。‎ ‎(1)A的名称是圆底烧瓶,长导管用于平衡压强,实验过程中其下端在液面以下。‎ ‎(2)实验过程中,直形冷凝管中的冷却水应从a进b出,这样可使冷却水充满外管,有利于带走热量。‎ ‎(3)从实验安全角度考虑,实验时,首先打开活塞K,目的是让烧瓶内压强和外界一致,待水沸腾时,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升,应立即打开活塞K,和外界连通降低压强。‎ ‎(4)连接水蒸气发生装置和反应装置之间的玻璃管常裹以石棉绳,石棉绳的隔热效果比较好,主要起到保温防止水蒸气冷凝的作用。‎ ‎(5)①根据题干知识可知反应原理为高沸点酸(难挥发性酸)制取低沸点酸(易挥发性酸),醋酸和硝酸易挥发,不可代替高氯酸。②D中是氢氧化钠与HF发生酸碱中和反应生成盐和水,反应的离子方程式为HF+OH-F-+H2O。‎ ‎(6)设馏出液中F-的物质的量为x。根据题意可得如下关系式:‎ x‎3‎‎+0.1 mol·L-1×20.00×10-3 L=0.100 mol·L-1×25.00×10-3 L 得x=1.5×10-3 mol=0.001 5 mol 则氟化稀土样品中氟元素的质量分数为‎0.001 5mol×19 g·mol‎-1‎‎1.00 g×100%=2.85%。‎ ‎9.答案 (1)蒸馏烧瓶　(2)干冰 ‎(3)①防止产品受热分解　②过滤 ‎(4)除去过量的氨气,防止污染环境 ‎(5)在D和F之间增加一个装有碱石灰的干燥装置 ‎(6)NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O或NH2COONH4+H2ONH4HCO3+NH3↑‎ ‎(7)加入足量Ba(OH)2溶液,充分反应后,过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、干燥后称量沉淀的质量,重复2~3次 解析 利用装置B制取氨气,通过装置C的干燥作用使干燥的氨气进入装置D,与由E装置产生的CO2气体发生反应得到产品氨基甲酸铵。氨气是大气污染物,在排放前要进行尾气处理,可用G中稀硫酸作吸收试剂吸收多余的NH3。为防止倒吸现象,装置F起安全瓶的作用,以防止倒吸。‎ ‎(1)根据图示可知仪器B的名称是蒸馏烧瓶。‎ ‎(2)装置E的作用是产生CO2气体,若打开阀门K,装置E中由固体药品直接产生CO2,则该固体药品的名称为干冰(即固体CO2)。‎ ‎(3)①在装置D中氨气与CO2气体发生反应2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)。由于该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,反应在冰水浴中就可防止产品受热分解,可以得到更多的固体产物。②当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,即停止反应。在装置D中既有反应产生的固体氨基甲酸铵,也有液氨,所以可通过过滤的方法分离得到粗产品。‎ ‎(4)氨气是大气污染物,在排放前要进行尾气处理,由于氨气的水溶液显碱性,所以仪器G中盛有硫酸,就可以吸收过量的氨气,防止污染环境。‎ ‎(5)根据图示可知在制取氨基甲酸铵的D装置与尾气吸收的G装置中没有吸收水分的装置,这样稀硫酸中的水蒸气就会进入到D中,氨基甲酸铵是弱酸弱碱盐,水和氨基甲酸铵发生反应,导致物质变质。改进的方法是在装置D和F之间增加一个装有碱石灰的干燥装置。‎ ‎(6)由于氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵,该反应的化学方程式为NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O或NH2COONH4+H2ONH4HCO3+NH3↑。‎ ‎(7)氨基甲酸铵可完全水解为NH4HCO3,用天平称取一定质量的样品,加水溶解,配制成溶液,向该溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,发生反应NH4HCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+NH3↑+2H2O,然后过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、再干燥后称量沉淀的质量,重复操作2~3次,求出BaCO3的平均质量,利用反应中的碳元素守恒可得NH2COONH4的质量,从而可计算得到样品中氨基甲酸铵的质量分数。‎