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4.节能减排是当下环境保护的重点.
(1)将C0和气态水通人一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)△H<0
800℃,在2L恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,达到平衡状态,K=1.0
H2OCOC02H2
n/mol0.200.2000
①从起始经过5min达到化学平衡时,用生成物C02表示该反应的反应速率v(C02):0.01mol/(L•min)平衡时,容器中C0的转化率为50%
②如图表示上述反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况.则t2时刻发生改变的条件可能是降低温度或降低H2浓度或增大H2O(g)浓度(写出一条).
(2)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过反应:CO(g)+$\frac{1}{2}$02(g)?O2(g)降低其浓度.
①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如表所示.请在表中的空格处填写“>”“<”或“=”
容器编号c(CO)/mol•L-1c(02)/mol•L-1c(C02)/mol•L-1V(正)和v(逆)比较
Ⅰ2.0×10-44.0×10-44.0×10-2V(正)=v(逆
Ⅱ3.0×10-44.0×10-45.0×10-2V(正)> v(逆
②相同温度下,某汽车尾气中C0、C02的浓度分别为1.0X 10-5mol/L和1.0×10-4mol/L.若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充02并使其浓度保持为1.0X10-4 mol/L,则最终尾气中CO的浓度为1.1×10-6mol/L(请保留两位有效数字).
(3)CO2在自然界循环时可与CaC03反应,CaC03是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9.现将等体积的CaCl2溶液与Na2C03溶液混合,若Na2C03溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成 CaC03沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5 mol/L.

分析 (1)①结合化学平衡三段式列式计算,设消耗一氧化碳物质的量为x
             CO (g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 0.2       0.2     0       0
变化量(mol) x         x       x       x
平衡量(mol)0.2-x     0.2-x    x       x
800℃,在2L恒容密闭容器中达到平衡状态,K=l,
平衡常数K=$\frac{{x}^{2}}{(0.2-x)^{2}}$=1
x=0.1
反应速率v=$\frac{△c}{△t}$,转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%计算得到;
②由图可知,t2时刻后二氧化碳浓度增大,一氧化碳浓度减小,改变条件,平衡向正反应方向移动,结合平衡移动原理与反应特点分析解答;
(2)①I中正逆速率相等,处于平衡状态,根据I中数据计算该温度下平衡常数,再计算Ⅱ中浓度商,与平衡常数比较判断反应进行情况,进而确定正、逆反应速率关系;
②设平衡时CO的浓度变化量为xmol/L,利用三段式表示平衡时各组分的浓度,再利用平衡常数列方程计算;
(3)等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为1×l0-4mol/L,利用溶度积计算需要钙离子浓度,再根据稀释定律计算所需CaCl2溶液的最小浓度.

解答 解:(1)①设消耗一氧化碳物质的量为x,
             CO (g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 0.2       0.2     0       0
变化量(mol) x         x       x       x
平衡量(mol)0.2-x     0.2-x    x       x
800℃,在2L恒容密闭容器中达到平衡状态,K=l,
平衡常数K=$\frac{{x}^{2}}{(0.2-x)^{2}}$=1,解得x=0.1,
生成物CO2表示该反应的反应速率v(CO2)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{5min}$=0.01mol/(L•min),
平衡时,容器中CO的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.1mol}{0.2mol}$×100%=50%,
故答案为:0.01mol/(L•min);50%;
②由图可知,t2时刻后二氧化碳浓度增大,一氧化碳浓度减小,改变条件,平衡向正反应方向移动,反应是放热反应,可减低温度使平衡正向进行,或降低氢气的浓度或增大水蒸气的浓度,使平衡向正反应方向移动,
故答案为:降低温度或降低H2浓度或增大H2O(g)浓度;
(2)①I中正逆速率相等,处于平衡状态,该温度下平衡常数K=$\frac{4.{0}^{-2}}{2.0×1{0}^{-4}×(4×1{0}^{-4})^{\frac{1}{2}}}$=104,Ⅱ中浓度商Qc=$\frac{5×1{0}^{-2}}{3×1{0}^{-4}×(4×1{0}^{-4})^{\frac{1}{2}}}$=8.3×103<104,故反应向正反应进行,则v(正)>v(逆),
故答案为:>;
②设CO的浓度变化量为xmol/L,则:
                 CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO2(g)
起始(mol/L):1.0×10-5         1.0×10-4
变化(mol/L):x                      x
平衡(mol/L):1.0×10-5 -x  1.0×10-4 1.0×10-4+x
则$\frac{(1×1{0}^{-4}+x)}{(1×1{0}^{-5}-x)×(1×1{0}^{-4})^{\frac{1}{2}}}$=104,解得x=8.91×10-6mol/L,
故平衡时CO浓度为1.0×10-5mol-8.91×10-6mol=1.1×10-6mol/L
故答案为:1.1×10-6;
(3)等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为2×l0-4mol/L÷2=1×l0-4mol/L,要生成CaCO3沉淀需要钙离子浓度为$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=2.8×l0-5mol/L,故需要CaCl2溶液的最小浓度为2.8×l0-5mol/L×2=5.6×l0-5mol/L,
故答案为:5.6×10-5.

点评 本题考查较为综合,为高考常见题型,属于拼合型题目,涉及化学反应速率计算、化学平衡移动、平衡常数应用、溶度积计算,难度中等,(3)中注意等体积混合后碳酸根的浓度变化情况,侧重考查学生的分析能力和计算能力.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列反应中,属于取代反应的是(  )
①CH3CH═CH2+Br2$\stackrel{CCl_{4}}{→}$CH3CHBrCH2Br              
②CH3CH2OH  $→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2═CH2↑+H2O
③CH3CH2OH+CH3CH2OH $→_{140℃}^{浓硫酸}$ CH3CH2OCH2CH3+H2O        
④C6H6+HNO3$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$C6H5NO2+H2O.
A.①②B.③④C.①③D.②④

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列说法中不正确的是(  )
A.电解质不一定能导电
B.氨溶于水得到的氨水能导电,所以氨水是电解质
C.将硫酸钡放入水中不能导电,所以硫酸钡是非电解质
D.在水溶液或熔融状态下能导电的物质叫做电解质

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是(  )
A.B.
C.D.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

16.装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测液润洗可使滴定结果更准确.×(判断对错)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.一定条件下,向可变容积的密闭容器中通入N2和H2,发生反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0达到平衡后,容器的体积为4L,试回答下列问题:
(1)该条件下,反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$,若降低温度,K值将增大(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)达到平衡后,若其它条件不变,把容器体积缩小一半,平衡将向正反应方向(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)移动,平衡常数K将不变(填“增大”“减小”或“不变”),理由是K只与温度有关.
(3)达到平衡后,在恒压条件下,向容器中通入氦气(He),氮气的转化率将减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)在三个相同的容器中各充入1molN2和3molH2,在不同条件下分别达到平衡,氨的体积分数ω随时间变化如图1.下列说法正确的是b(填序号).
a.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
b.图Ⅱ可能是同温同压下催化剂对反应的影响,且催化性能1>2
c.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2

(5)常压下,把H2和用He稀释的N2分别通入一个570℃的电解池装置(图2),H2和N2便可在电极上合成氨,装置中的电解质(图中黑细点处)能传导H+,则阴极的电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛.
(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
方法Ⅰ用炭粉在高温条件下还原CuO
方法Ⅱ电解法,反应为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu2O+H2↑.
方法Ⅲ用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2
①工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是反应不易控制,易还原产生Cu.
②已知:2Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=Cu2O(s)△H=-169kJ•mol-1
C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CuO(s)△H=-157kJ•mol-1
则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g);△H=+34.5kJ•mol-1.
(2)氢化亚铜是一种红色固体,可由下列反应制备
4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4
该反应每转移3mol电子,生成CuH的物质的量为1mol.
(3)氯化铜溶液中铜各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与c(Cl-) 的关系如图1.

①当c(Cl-)=9mol•L-1时,溶液中主要的3种含铜物种浓度大小关系为c(CuCl2)>c(CuCl+)>c(CuCl3-).
②在c(Cl-)=1mol•L-1的氯化铜溶液中,滴入AgNO3溶液,含铜物种间转化的离子方程式为CuCl+═Cu2++Cl-(任写一个).
(4)已知:Cu(OH)2是二元弱碱;亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,与NaOH溶液反应,生成Na2HPO3.
①在铜盐溶液中Cu2+发生水解反应的平衡常数为5×10-9;(已知:25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20mol3/L3)
②电解Na2HPO3溶液可得到亚磷酸,装置如2图(说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过),则产品室中反应的离子方程式为HPO32-+2H+=H3PO3.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

13.现用0.02500mol/L的标准盐酸溶液滴定某未知浓度的氢氧化钠溶液,有关数据记录如表:
序号待测液体积(ml)所消耗标准盐酸的体积(ml)
滴定前滴定后消耗体积
125.001.0027.3026.30
225.00???
325.001.5027.8426.34
(1)在滴定过程中,选用酚酞(填“石蕊”、“酚酞”)做指示剂,用酸式盛装标准浓度的盐酸,用锥形瓶盛装未知浓度的氢氧化钠溶液,眼睛注视锥形瓶中颜色的变化,当滴加最后一滴盐酸时溶液由浅红色变为无色,并且半分钟内不恢复红色时,说明达到滴定终点.
(2)如图表示第二组实验时滴定前后滴定管中的液面位置,则该次所用标准盐酸的体积为24.50mL,根据所给数据,计算该氢氧化钠溶液的浓度为0.02632mol/L(保留4位有效数字).
(3)若在实验过程中存在如下操作,会导致实验测定结果如何?(填“偏大”“偏小”“无影响”)
①滴定时酸式滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗,偏大.
②滴定过程中,不小心将锥形瓶内液体摇到瓶外,偏小.
③锥形瓶用蒸馏水洗涤后为干燥直接装待测液,无影响.
④量取待测液时,刚开始尖嘴处有气泡后来消失,偏小.
⑤滴定前平视读数,滴定后仰视读数,偏大.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

14.实验室常用以下方法制取氯气:MnO2+4HCl(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl2+Cl2↑+2H2O,氯气是一种重要的化工原料,在工农业生产、生活中有着重要的应用.请你根据所学知识回答
下列问题:
(1)把氯气通入紫色石蕊试液中,可以观察到的现象是:溶液先变红后退色.请你解释其中的原因Cl2+H2O?HCl+HClO,生成盐酸溶液先变红,次氯酸具有漂白性溶液退色.
(2)若上述反应产生的氯气在标准状况下的体积为11.2L.试计算:参加反应的MnO2的质量?
(3)为保证实验安全,常用NaOH溶液吸收多余的氯气.当氯气以每分钟1.12L(标准状况)的流速匀速通入时,若实验需耗时4分钟,小烧杯中盛2mol•L-1的NaOH溶液的体积至少应为多少?(写出计算过程)

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