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        1. 按要求完成下列各小題。   
          Ⅰ、CO和H2的混合氣體俗稱合成氣,是一種重要的工業(yè)原料氣,焦炭、天然氣(主要成分為CH4)、重油、煤在高溫下均可與水蒸氣反應(yīng)制得合成氣。
          (1)已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為: 
          它所對應(yīng)的化學方程式為:                                                。
          (2)向體積為2L的密閉容器中充入CH4和H2O(g)組成的混合氣(共1mol),在一定條件下發(fā)生反應(yīng),并達到平衡狀態(tài),測得溫度、壓強、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕對該反應(yīng)的影響如圖所示。

          ①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X2 ____ X1(填“=”“>”或“<”下同)
          ②圖2中兩條曲線所示的壓強比的關(guān)系:P2 _______P1
          (3)以CH4、O2為原料可設(shè)計成燃料電池:
          ①設(shè)裝置中盛有150.0mL 1.0mol/L KOH溶液,放電時參與反應(yīng)的氧氣在標準狀況下的體積為4.48L,假設(shè)放電過程中沒有氣體逸出,則放電完畢后,所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為:         
          ②以H2SO4溶液代替KOH溶液為電解質(zhì)溶液,將CH4改為C6H12O6 ,則燃料電池的負極反應(yīng)式為:
                          。
          Ⅱ、(1)某溫度(t℃)時,測得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此溫度下,將pH=2的H2SO4溶液VaL與pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液為中性,則Va︰Vb          。
          (2)在25℃時,將c mol·L-1的醋酸溶液與0.02 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性,用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=____________________。

          (14分毎空2分)
          Ⅰ、(1) C(S)+H2O(g) H2(g) + CO(g) (可不標狀態(tài),不寫可逆號0分)
          (2)  ①< ;②<
          (3)①c(K+)>c(HCO3-)>cCO32-)>c(OH-)>c(H+);②C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H+
          Ⅱ、(1)10︰1     (2)2×10-9/(c-0.02)

          解析試題分析:Ⅰ、(1)化學平衡常數(shù)是在一定條件下,當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,所以根據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知,該反應(yīng)的化學方程式是C(S)+H2O(g) H2(g)+CO(g)。
          (2)①根據(jù)反應(yīng)的化學方程式CH4+H2OCO+3H2可知,在溫度相同時,投料比越大,甲烷的轉(zhuǎn)化率越低,則容器中甲烷的含量越高,所以根據(jù)圖像1可知,X2<X1。
          ②根據(jù)方程式可知,該反應(yīng)是體積增大的,所以在投料比相同的條件下,壓強越大,甲烷的轉(zhuǎn)化率越小,則甲烷的含量越高,所以根據(jù)圖 2可知,P2<P1
          (3)①在該燃料電池中,甲烷在負極通入,氧氣在正極通入。參加反應(yīng)的氧氣是0.2mol,得到0.8mol電子,所以消耗甲烷的物質(zhì)的量是0.8mol÷8=0.1mol,生成CO2是0.1mol,但溶液中氫氧化鉀是0.15mol,所以反應(yīng)中生成碳酸鉀和碳酸氫鉀,且二者的物質(zhì)的量均是0.05mol。由于CO32的水解程度大于HCO3的水解程度,所以放電后,所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為c(K+)>c(HCO3-)>cCO32-)>c(OH-)>c(H+)。
          ②原電池中負極失去電子,所以葡萄糖在負極放電,電極反應(yīng)式是C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H+。
          Ⅱ、(1)某溫度(t℃)時,測得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11,所以該溫度下水的離子積常數(shù)=1×10-13,所以pH=12的NaOH溶液中OH的濃度是0.1mol/L。所得混合液為中性,這說明二者恰好反應(yīng),則VaL×0.01mol/L=VbL×0.1mol/L,解得Va︰Vb=10︰1。
          (2)在25℃時,將c mol·L-1的醋酸溶液與0.02 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性,因此根據(jù)電荷守恒可知,溶液中c(CH3COO)=c(Na)=0.01mol/L,則溶液中c(CH3COOH)=(0.5c-0.01)mol/L。又因為溶液中c(H)=1×10-7mol/L,所以根據(jù)醋酸的電離常數(shù)表達式可知Ka=2×10-9/(c-0.02)。
          考點:考查平衡常數(shù)、外界條件對平衡狀態(tài)的影響;原電池原理的音樂;溶液中離子濃度大小比較;以及溶液pH和電離常數(shù)的有關(guān)計算等

          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中化學 來源: 題型:問答題

          在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下,已知:在容積可變的密閉容器中,充入1 L含3 mol H2和1 mol N2的混合氣體,反應(yīng)達平衡時有a mol NH3生成,N2的轉(zhuǎn)化率為b%。
          (1)若在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下,在體積可變的密閉容器中充入x mol H2和y mol N2,反應(yīng)達平衡時有3a mol NH3生成,N2的轉(zhuǎn)化率仍為b%。則x=                                           ;
          y=                                            。
          (2)在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下,設(shè)在體積可變的密閉容器中充入x mol H2、y mol N2和z mol NH3,若達平衡時N2轉(zhuǎn)化率仍為b%,則x、y的關(guān)系為               ;z的取值范圍為                    。
          (3)在恒溫[與(1)溫度相同]和使用催化劑的條件下,在容積不可變的密閉容器中,充入1 L含3 mol H2和1 mol N2的混合氣體,反應(yīng)達平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為c%,則b、c的關(guān)系為         (用“<”、“=”或“>”表示),理由是                                                             。

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          科目:高中化學 來源: 題型:計算題

          (11分)在一定溫度下,10L密閉容器中加入5.0molSO2、4.5molO2,經(jīng)10min后反應(yīng)達平衡時O2的濃度為0.30mol/L。請計算(寫出計算過程):
          (1)10min內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化率; (2)容器內(nèi)反應(yīng)前與平衡時的壓強之比(最簡整數(shù)比) ;
          (3)平衡常數(shù)K。

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          科目:高中化學 來源: 題型:計算題

          將等物質(zhì)的量A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率是0.1 mol/(L·min)。求:
          (1)此時A的濃度及反應(yīng)開始前放入容器中A、B物質(zhì)的量。
          (2)B的平均反應(yīng)速率。
          (3)x值

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          科目:高中化學 來源: 題型:計算題

          工業(yè)上以氨氣為原料(鉑銠合金網(wǎng)為催化劑)催化氧化法制硝酸的過程如下:

          O2

           

          (1)己知反應(yīng)一經(jīng)發(fā)生,鉑銠合金網(wǎng)就會處于紅熱狀態(tài)。寫出氨催化氧化的化學方程式:______________________________________________;當溫度升高時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
          (2)硝酸廠尾氣常用的處理方法是催化還原法:催化劑存在時用H2將NO2還原為N2。已知:
          2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H= a  kJ·mol-1
          N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)   △H= b  kJ·mol-1
          H2O(1)=H2O(g)         △H= c   kJ·mol-1
          則反應(yīng)2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)
          (3)①合成氨反應(yīng)的化學方程式為N2+3H22NH3,該反應(yīng)在固定容積的密閉容器中進行。下列各項標志著該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是____________(填序號)
          A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2
          B.3v(N2)=v(H2)
          C.容器內(nèi)壓強保持不變
          D.混合氣體的相對分子質(zhì)量保持不變
          E.1mol N≡N鍵斷裂,同時1mol H—H鍵斷裂
          ②若在恒溫條件下,將N2與H2按一定比例混合通入一個容積為2L的密閉容器中,5min反應(yīng)達平衡,n(N2)=1mol,n(H2)=1mol,n(NH3)=2mol,則反應(yīng)速率v(N2)=________________,H2的平衡轉(zhuǎn)化率=_________________;若保持容器的溫度不變,在10min時將容器的容積壓縮為lL,請在答題卡坐標圖中,畫出從反應(yīng)開始至15min時c(NH3)隨時間變化曲線示意圖。

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          科目:高中化學 來源: 題型:計算題

          I.(1)在一密閉的2L的容器里充入8mol SO2和4mol 18O2,在一定條件下開始反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2min末測得容器中有7.2mol SO2。試回答:
          ① 反應(yīng)后18O原子存在于哪些物質(zhì)中                 
          ② 2min末SO3的濃度________________________;
          ③ 用O2的濃度變化表示該時間段內(nèi)的化學反應(yīng)速率_______________________。
          II.某化學反應(yīng)2A (g)B(g)+D(g)在3種不同條件下進行,B和D的起始濃度為0,反應(yīng)物A的濃度(mol/L)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如下表:

          實驗序號
           
          時間
          濃度
          溫度
           
          0
           
          10
           
          20
           
          30
           
          40
           
          50
           
          60
           
          1
           
          800℃
           
          1.0
           
          0.80
           
          0.67
           
          0.57
           
          0.50
           
          0.50
           
          0.50
           
          2
           
          800℃
           
          c2
           
          0.92
           
          0.75
           
          0.63
           
          0.60
           
          0.60
           
          0.60
           
          3
           
          820℃
           
          1.0
           
          0.40
           
          0.25
           
          0.20
           
          0.20
           
          0.20
           
          0.20
           
           
          根據(jù)上述數(shù)據(jù),完成下列填空:
          (1) 實驗1達到平衡的時間是__________min,c2_____1.0 min·L-1(填“<”“>”或“=”)。
          (2)實驗3比實驗1的反應(yīng)速率_________(填“快”或“慢”),原因是___________________________________________________________________________。
          (3) 如果2A (g)B(g)+D(g)是一個吸熱反應(yīng),那么實驗3與實驗1相比,在相同體積時___________吸收的熱量多,理由是___________________________________________。

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          科目:高中化學 來源: 題型:計算題

          汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。
          (1)汽車尾氣中CO、NO2氣體在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):
          4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
          ①恒溫恒容條件下,不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________(填序號);
          A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化       B.容器內(nèi)的壓強保持不變
          C.2v(NO2)=v(N2)                  D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
          ②能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向逆反應(yīng)方向移動的是________(填序號);
          A.及時分離出CO2                                    B.適當升高溫度
          C.減小容器體積使體系壓強增大       D.選擇高效催化劑
          ③對于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時,下列圖像正確的是________(填序號);
           
          (2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0;820 ℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中,起始時按照右表進行投料,達到平衡狀態(tài)時K=1.0。

          起始物質(zhì)的量



          n(H2O)/mol
          0.10
          0.20
          0.20
          n(CO)/mol
          0.10
          0.10
          0.20
           
          ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為___________;平衡時,甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=       ;
          ②平衡時,比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率:乙       甲(填“>”、“=”或“<”,下同);丙       甲。    

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          科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

          某探究小組用金屬鋁分別與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)的方法研究金屬與不同酸反應(yīng)的差異及影響反應(yīng)速度的因素。
          實驗藥品:2.0 mol/L鹽酸、4.0 mol/L鹽酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸、相同大小的鋁片和鋁粉(金屬表面氧化膜都已除去);每次實驗各種酸的用量均為50.0 mL,金屬用量均為9.0 g。
          Ⅰ.甲同學用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng),實驗及其現(xiàn)象如下:

          反應(yīng)進程
          (分鐘)
          1
          2
          5
          15
          20
          4.0 mol/L
          鹽酸
          少量氣泡
          較多氣泡
          大量氣泡
          反應(yīng)劇烈
          鋁片耗盡
          2.0 mol/L
          硫酸
          無明顯現(xiàn)象
          極少量
          氣泡
          少量氣泡
          4.0 mol/L
          硫酸
          無明顯現(xiàn)象
          少量氣泡
          有比較連續(xù)的氣泡
           
          請回答下列問題:
          (1)寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:                            。
          (2)反應(yīng)在1~15min內(nèi),鋁與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸增大,其原因是     。
          (3)根據(jù)以上探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸的反應(yīng)速率存在差異的原因”,你能對原因作出哪些假設(shè)或猜想:       (寫出一種即可)。
          Ⅱ.乙同學設(shè)計了如下影響反應(yīng)速率因素的實驗。請你根據(jù)實驗?zāi)康膸椭撏瑢W完成以下實驗設(shè)計表:
          實驗?zāi)康?br />實驗
          編號
          溫度
          /℃
          金屬鋁的
          形態(tài)
          鹽酸濃度
          /mol·L-1
          1.實驗①和②探究鹽酸濃度對該反應(yīng)速率的影響;
          2.實驗①和③探究溫度對該反應(yīng)速率的影響;
          3.實驗①和④探究金屬規(guī)格(鋁片、 鋁粉)對該反應(yīng)速率的影響

          25
          鋁片
          4.0

           
           
           

           
           
           

           
           
           
           

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          科目:高中化學 來源: 題型:單選題

          下列事實(常溫下)不能說明醋酸是弱電解質(zhì)的是

          A.醋酸鈉溶液pH>7
          B.醋酸溶液能溶解碳酸鈣
          C.0.1mol·L-1醋酸溶液pH=2.9
          D.pH=1的醋酸溶液稀釋100倍后pH<3

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