化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义I、下列三个化学反应的平衡常数（K1、K2、K3）...

化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义

I、下列三个化学反应的平衡常数（K1、K2、K3）与温度的关系分别如下表所示：

请回答：

（1）反应①是　　　　　 （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝__________(用K1、K2表示)。

（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有 _____(填写字母序号)。

A．缩小反应容器的容积

B．扩大反应容器的容积

C．升高温度

D．使用合适的催化剂

E．设法减小平衡体系中的CO的浓度

（4）若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t2时__________________； t8时__________________。

②若t4时降压， t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系线。

II、（5）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2．某种电化学装置可实现如下转化：2CO2＝2CO+O2，CO可用作燃料．已知该装置的阳极反应为：4OH--4e-＝O2↑+2H2O，则阴极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）某空间站能量转化系统的局部如图所示，其中的燃料电池采用KOH溶液作电解液。

如果某段时间内，氢氧储罐中共收集到33．6L气体（已折算成标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为　　　　　　　　 mol。

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（13分）运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：混合体系中SO₃的百分含量和温度的关系如下图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。根据图示回答下列问题：

①的△H　　　0（填“>”

或“<”）；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，

平衡　　　　移动（填“向左”、“向右”或“不”）；

②若温度为T₁、T₂，反应的平衡常数分别为K₁、K₂，

则K­₁________K₂；反应进行到状 态D时，V_正v_逆（填“>”、“<”或“=）

（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业

生产、生活中有着重要作用。

①  图是一定的温度和压强下是N₂和H₂反应生成1molNH₃过

程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式：

　　　　　。（△H的数值用含字母Q₁、Q₂的代数式表示）

②氨气溶于水得到氨水。在25°C下，将a mol·L^－1的氨水与

b mol·L^－1的盐酸等体积混合，反应后溶液中显中性，则

c（NH⁺₄）　  c（Cl^－）（填“>”、“<”或“=”）；用含a和b的代数式表示该混合溶液中一水合出氨的电离平衡常数表达式　　　　　　　　 。

（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。已知：25℃时，K_SP(AgCl)=1.6×10^-10mol²·L^-2、K­_SP（AgI）=1.5×10^-16mol·L^-2，在25℃下，向100mL 0.002mol·L^-1的NaCl溶液中逐滴加入100mL 0.002mol·L^-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成。从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是　　　　　　　，向反应后的浊液中，继续加入0.1mol·L^－1的NaI溶液，看到的现象是　　　　　　　　，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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汽车内燃机燃烧时，在高温引发氮气和氧气反应会产生 NOx 气体，NOx 的消除是科研人员研究的重要课题。

(1)通过资料查得 N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H反应温度不平衡常数的关系如下表：

则△H___________________0(填“<”“>”戒“=”)

(2)在 800℃时，测得 2NO(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g)的反应速率不反应物浓度的关系如下表所示

已知反应速率公式为 V 正＝K 正×c m(NO)・cn(O2)，则 m＝___________________， K 正=___________________L2・mol-2・s-1

(3)在某温度下(恒温)，向体积可变的容器中充人 NO2 气体，发生反应 2NO2(g) ⇌N2O4(g)，气体分压随时间的变化关系如图 1 如示。

①该反应的压力平衡常数 KP＝___________________。

②4s 时压缩活塞(活塞质量忽略不计)使容器体积变为原体积的 1/2，6s 时重新达到平衡，则P(N2O4)=___________________kPa。

(4)某学习小组利用图 2 装置探究向汽车尾气中喷入尿素溶液处理氮的氧化物。则该装置工作时，NO2 在 b 电极上的电极反应式为___________________。

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汽车内燃机燃烧时，在高温引发氮气和氧气反应会产生 NOx 气体，NOx 的消除是科研人员研究的重要课题。

(1)通过资料查得 N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H反应温度不平衡常数的关系如下表：

则△H___________________0(填“<”“>”戒“=”)

(2)在 800℃时，测得 2NO(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g)的反应速率不反应物浓度的关系如下表所示

已知反应速率公式为 V 正＝K 正×c m(NO)・cn(O2)，则 m＝___________________， K 正=___________________L2・mol-2・s-1

(3)在某温度下(恒温)，向体积可变的容器中充人 NO2 气体，发生反应 2NO2(g) ⇌N2O4(g)，气体分压随时间的变化关系如图 1 如示。

①该反应的压力平衡常数 KP＝___________________。

②4s 时压缩活塞(活塞质量忽略不计)使容器体积变为原体积的 1/2，6s 时重新达到平衡，则P(N2O4)=___________________kPa。

(4)某学习小组利用图 2 装置探究向汽车尾气中喷入尿素溶液处理氮的氧化物。则该装置工作时，NO2 在 b 电极上的电极反应式为___________________。

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（15分）已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：

（1）可逆反应FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）是炼铁工业中一个重要反应，其温度与平衡常数K的关系如下表：

①写出该反应平衡常数的表达式__________。

②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，若升高温度，混合气体的平均相对分子质量_____；充入氦气，混合气体的密度____（选填“增大”、“减小”、“不变”）。

（2）常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的下列六种溶液的pH如下表：

①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是　　　　　　　　

②根据表中数据判断，浓度均为0.01 mol·L－1的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是　　　　 ；

将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是　　　 （填编号）。

A．HCN　　 　　　　 B．HClO　　 　　　 C．C6H5OH　 　　 D．CH3COOH 　　　　 E．H2CO3

③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是　　　 （填编号）。

A．CH3COOH＋ Na2CO3＝NaHCO3＋CH3COONa　 B．CH3COOH＋NaCN＝CH3COONa＋HCN

C．CO2＋H2O＋2NaClO＝Na2CO3＋2HClO　　 　　 D．CO2＋H2O＋2C6H5ONa＝Na2CO3＋2C6H5OH

④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（3）已知常温下Cu（OH）2的Ksp＝2×10－20。又知常温下某CuSO4溶液里c（Cu2＋）＝0.02 mol·L－1，如果要生成Cu（OH）2沉淀，则应调整溶液pH大于　　 　　　 ；要使0.2 mol·L－1的CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全 （ 使Cu2＋浓度降至原的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH为　　　　　　　　 。

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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义，对于密闭容器中的反应：

(1)写出该反应的逆反应的化学平衡常数表达式______，升高温度，该反应化学反应速率______，氢气的转化率______以上均填“增大”、“减小”或“不变”。实际生产中温度一般控制在，原因是______。

(2)能表示该反应在恒温恒容密闭容器中时刻后已经达到平衡状态的图示是______。

(3)浓度的氨水，pH为当用蒸馏水稀释100倍时，则的电离平衡将向______方向移动填“正”或“逆”，溶液的pH将为______“大于”“小于”“等于”。

设计一个简单实验，证明一水合氨是弱碱：______。

某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验：

（实验操作）

浸过氯化钠溶液的布条很快烧光，浸过氯化铵溶液的布条不燃烧，冒出白烟。

(4)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是______。白烟的成分是______。

(5)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因写出一条即可______

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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义，对于密闭容器中的反应：

(1)写出该反应的逆反应的化学平衡常数表达式______，升高温度，该反应化学反应速率______，氢气的转化率______以上均填“增大”、“减小”或“不变”。实际生产中温度一般控制在，原因是______。

(2)能表示该反应在恒温恒容密闭容器中时刻后已经达到平衡状态的图示是______。

(3)浓度的氨水，pH为当用蒸馏水稀释100倍时，则的电离平衡将向______方向移动填“正”或“逆”，溶液的pH将为______“大于”“小于”“等于”。

设计一个简单实验，证明一水合氨是弱碱：______。

某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验：

（实验操作）

浸过氯化钠溶液的布条很快烧光，浸过氯化铵溶液的布条不燃烧，冒出白烟。

(4)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是______。白烟的成分是______。

(5)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因写出一条即可______

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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义，对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q

(1)写出该反应的逆反应的化学平衡常数表达式_____，升高温度，该反应化学反应速率_____，氢气的转化率____（以上均填“增大”、“减小”或“不变”）。实际生产中温度一般控制在500℃，原因是__________。

(2)能表示该反应在恒温恒容密闭容器中t1时刻后已经达到平衡状态的图示是________。

(3)浓度0.1mol/L的氨水，pH为11。当用蒸馏水稀释100倍时，则NH3·H2O的电离平衡将向______方向移动（填“正”或“逆”），溶液的pH将为____9（“大于”“小于”“等于”）。设计一个简单实验，证明一水合氨是弱碱：____________。

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在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。

(1)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示：

请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式：______________________，t℃时该反应的平衡常数为__________ (用K1和K2表示)。

(2)工业合成氨的原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时，H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下，起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。

①图甲中0～t1 min内，v(N2)＝_____mol·L－1·min－1；b点的v(H2)正_____a点的v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

②己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol，容器体积为1L，保持温度和压强不变，又充入3 mol N2后，平衡________(填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。

(3)①科学家研究出以尿素为动力的燃料电池新技术。用这种电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，写出负极电极反应式：________________________________________________。

②理论上电池工作时，每消耗标准状况下2.24 L O2时，可产生的电量为________ (法拉第常数为96500C/ mol)。

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下列三个化学反应的平衡常数（K1、K2、K3）与温度的关系分别如下表所示：

则下列说法正确的是

A．△H1＜0，△H2＞0

B．反应①②③的反应热满足关系：△H1－△H2＝△H3

C．反应①②③的平衡常数满足关系：K1·K2＝K3

D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取降温措施

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