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1、简答题 (13分)近些年来,世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)?
,该反应在?(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(2)已知合成尿素分两步进行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g)
?NH2COONH4(s)?
第2步:NH2COONH4(s)
?CO(NH2)2(l)+ H2O(l)?
下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号)?。

(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3
的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2) ?B点的逆反应速率
v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时,CO2的转化率为 ?。
(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入? 0.100molNO?和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
物质 n/mol T/℃
| 活性炭
| NO
| E
| F
|
T1
| 2.000
| 0.040
| 0.030
| 0.030
|
T2
| 2.005
| 0.050
| 0.025
| 0.025
|
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式?。
②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1,在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=?,根据题给信息判断,T1和T2的关系是?。
A. T1>T2? B. T1<T2? C.无法比较?
③若密闭容器为容积可变,根据化学反应原理,分析增加压强对该反应的影响?
?。
参考答案:(13分)(1)较低温度(1分)
(2)C(1分)
(3)① < (1分) ②15%(2分)
(4)① C+2NO
N2+CO2(2分)
②9/16(写成小数也得分0.5625)(2分)? C (2分)
③该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大。(2分)
本题解析:(1)根据反应自发进行的判断依据,该反应是焓减熵减的反应,所以反应在低温时自发;
(2)2NH3(g)+CO2(g)
?NH2COONH4(s)?
,为放热反应,所以反应物总能量大于生成物总能量,则a在b的上方;NH2COONH4(s)
?CO(NH2)2(l)+ H2O(l)?
为吸热反应,则b在c的下方;2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)?
,是放热反应,则a在c的上方,所以答案选选择C;
(3)①A点的氨气的转化率低于B点氨气的转化率,说明反应未达平衡,正向进行,所以正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,A点的逆反应速率<B点的逆反应速率;
②平衡时氨气的转化率为60%,设开始时氨气、二氧化碳的物质的量分别a、2a,则消耗氨气0.6a,消耗二氧化碳0.3a,所以二氧化碳的转化率为0.3a/2a×100%=15%;
(4)①T1℃时,消耗NO的物质的量是0.06mol,生成E、F的物质的量都是0.03mol,所以NO与E、F的化学计量数之比是2:1:1,则NO与活性炭反应的化学方程式C+2NO
N2+CO2;
②根据表中数据计算K1=c(CO2)c(N2)/c(NO)2=0.032/0.042=9/16;同理可计算K2=1/4,K1>K2,但是该反应的热效应未给出,所以T1和T2的大小无法判断,答案选C;
③根据压强对反应速率和平衡的影响,判断增加压强对该反应的影响是:该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大。
本题难度:一般
2、填空题 在水的电离平衡中,
和
的关系如下图所示:

(1)A点水的离子积为1×10-14,B点水的离子积为?。造成水的离子积变化的原因是?。
(2)25℃时,
在水溶液中的电离方程式为:
,

。
① 0.1 mol/L
溶液的pH?1(填“>”、“<”或“=”)。
②在0.1 mol/L
溶液中,各离子浓度由大到小的顺序是:
?。
(3)100℃时,0.01 mol/L
溶液的pH = ?。
(4)100℃时,将pH =8的
溶液与pH =5的稀盐酸混合,并保持100℃恒温,欲使混合溶液的pH =7,则
溶液与盐酸的体积比为?。
参考答案:(1)
; 水的电离要吸热,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大。
(2)① <?②
(3)10 ?(4)2:9? (每空2分)
本题解析:略
本题难度:简单
3、选择题 在一定条件下,将2 mol X和3 mol Y充入一密闭容器中,发生如下可逆反应:nX(g)+3Y(g)
2Z(g)达到平衡时,X的转化率为a%,Y的转化率为b%,若a<b,则n的值为
[? ]
A.1
B.2
C.3
D.4
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 在2 L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)
zC(g)。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是

A.200 ℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04 mol·L-1·min-1
B.200℃时,该反应的平衡常数为25 L2/mol2
C.当外界条件由200℃降温到100℃,原平衡一定被破坏,且正逆反应速率均增大
D.由图乙可知,反应xA(g)+yB(g)
zC(g)的ΔH<0,且a=2
参考答案:B
本题解析:A、200 ℃时,反应从开始到平衡B的浓度减少0.2mol/2L=0.1mol/L,所以平均速率v(B)=0.1mol/L/5min=0.02mol·L-1·min-1,错误;B、根据图中数据可知该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)
C(g)。200℃时,A、B、C的平衡浓度分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,根据化学平衡常数的定义得K=0.1mol/L/0.1mol/L×(0.2mol/L)2="25" L2/mol2,正确;C、当外界条件由200℃降温到100℃,原平衡一定被破坏,且正逆反应速率均减小,错误;D、由图乙可知温度升高,C的体积分数增大,说明升高温度,平衡正向移动,正向为吸热反应,ΔH>0,a值不确定,错误,答案选B。
本题难度:一般
5、填空题 将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)。经4min 后测知D的浓度为0. 5mol·L-1,CA:CB=3:5,C的平均反应速率是0.125mol·L-1·min-1,此时A的物质的量浓度为___,B的平均反应速率为___,x值是____。
参考答案:0. 75mol·L-1 ;0. 0625mol·L-1·min-1; 2
本题解析:
本题难度:一般