1、循环练( 四)1(2019全国卷 )固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量 HCl 气体分子在 253 K 冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是( )A冰表面第一层中，HCl 以分子形式存在B冰表面第二层中，H 浓度为 5103 molL1 (设冰的密度为 0.9 gcm 3)C冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变D冰表面各层之间，均存在可逆反应 HClH Cl 答案 D解析 由图示可知，第一层中，HCl 以分子形式存在，A 正确；第二层中，已知 Cl H 2O10 4 1，HCl= =H Cl ，H 和 Cl 的物质的量是相同
2、的，设 H2O 的物质的量为 1 mol，则 n(H )10 4 mol，V (H2O)20 cm30.02 L，故 c(H ) 510 3 1 mol 18 gmol 10.9 gcm 3 10 4 mol0.02 LmolL1 ，B 正确；第三层中，只有 H2O 分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，C 正确；由 A 项、C 项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应 HClH Cl ，D 错误。2(2019江苏高考 )氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )A一定温度下，反应 2H2(g)O 2(g)=2H2O(g)能自发进行
3、，该反应的H2300 K 升高到 0 价，由方程式可知，2 mol Fe3O4参加反应，生成 1 mol 氧气，转移 4 mol 电子，则每生成 1 mol FeO 转移电子数为 NA。23由示意图可知，过程 2 中 CO2和 FeO 反应生成 Fe3O4和 C，反应的方程式为 6FeOCO 2 2Fe3O4C。= = = = =700 K (2)根据 CO 的燃烧热有CO(g) O2(g)=CO2(g) H 1283.0 12kJmol1 ，H 2O(l)=H2O(g) H 244.0 kJmol1 ，2CH 3OH(g)CO 2(g)CH3OCOOCH3(g)H 2O(g) H315.5
4、kJmol1 ，根据盖斯定律，所要求的方程式为上述三个方程式即可得到，则HH 1H 2 H3342.5 kJmol 1 。(3)根据图像可知，温度越高速率越快，C 点对应温度最高，所以 v(C)最快；通过反应 2CH3OH(g)CO 2(g)CH3OCOOCH3(g)H 2O(g)可知，该反应是一个体积减小的可逆反应，在同一温度下，反应由 AB ，二氧化碳的转化率增大，增大压强，平衡右移，因此 p1”“”“ 7.7%.(1)逆反应 (2)a CH 3OCH33H 2O 12e =2CO212H 23解析 .(1) 根据 H2(g)的燃烧热为 285.8 kJmol1 ，则其热化学方程式为：H2
5、(g) O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1 ；CH 2=CH2(g)的燃烧热为121411.0 kJmol1 ，其热化学方程式为：C 2H4(g)3O 2(g)=2H2O(l)2CO 2(g) H1411.0 kJmol1 ；H 2O(g)=H2O(l) H44 kJmol1 ；利用盖斯定律将64 可得：6H 2(g)2CO 2(g) CH2=CH2(g)= = = = =催 化 剂 4H 2O(g) H127.8 kJmol 1 。(2)化学反应速率随温度的升高而加快，如题图所示，催化剂的催化效率随温度升高先增大后降低，所以从催化剂的反应活性和温度对速率、平衡的综合影响的角
6、度考虑，最好选择 250 ；升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，则升温平衡逆向移动，所以 M点化学平衡常数大于 N 点；在 2 L 密闭容器中分别充入 6 mol H2和 2 mol CO2，由图可知 250 时，M 点的二氧化碳转化率为 50%，由方程式可得6H2(g)2CO 2(g)CH2=CH2(g)4H 2O(g)3 1 0 0起 始 量molL 11.5 0.5 0.25 1变 化 量molL 11.5 0.5 0.25 1平 衡 量molL 1产物 CH2=CH2的体积分数 100%7.7%。0.251.5 0.5 0.25 1.(1)分析表格可知，当 CO2起始物质的量为 1.2
7、5 mol 时，温度越低，CO2的转化率越大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，故升高温度平衡向逆反应方向移动；由 CO2起始物质的量为 1.25 mol 时，温度越高，CO 2的转化率越小，说明正反应是放热反应，故结合表格可知 w33；由于 CO2(g)、H 2(g)按物质的量 13 反应，H 2(g)物质的量为 2.5 mol，CO 2的物质的量(b)越大，CO 2的转化率越小，则 y3332wy。(2)根据图知交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据电子流动方向和氢离子移动方向可知，电极 a 为负极、电极 b 为正极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，负极反应式为CH3O
8、CH33H 2O12e =2CO212H ；根据电子守恒，可以建立关系式 4Al12e CH 3OCH3，由此可得，若制得金属铝 54 g，理论上消耗甲醇 23 g。5(2019青岛市高三模拟)氮及其化合物在工农业生产中有重要应用。请回答下列问题。(1)研究发现在常压下把氢气和氮气分别通入一个加热到 570 的电解池(如图)中，氢气和氮气合成了氨，而且转化率高达 78%。装置中所用的电解质(图中灰色部分)能传导 H ，则阴极反应为_。(2)氨可以制备亚硝酸(HNO 2)、连二次硝酸(H 2N2O2)等多种化工产品。已知：25 时，亚硝酸(HNO 2)和连二次硝酸 (H2N2O2)的电离常数数值
9、如下表所示：化学式 HNO2 H2N2O2电离常数数值 Ka 5.0104 Ka16.210 8 ，K a22.910 12pH 相等的 NaNO2 溶液和 NaHN2O2 溶液中：c(NO )_c(HN2O ) 2 2(填“”“ 2.0 1011(3)c(Na )c(N2O )c(OH )c(HN2O )c(H ) (4)B22 2解析 (1)氢气和氮气在酸性条件下合成氨，氮气在阴极得到电子生成氨气，阴极的电极反应式为：N 26H 6e =2NH3。(2)酸的电离常数越大，酸性越强，即亚硝酸(HNO 2)和连二次硝酸(H2N2O2)的酸性强弱： HNO2H2N2O2，所以 HN2O 的水解程
10、度大，浓度相同 2的 NaNO2溶液和 NaHN2O2溶液中，c(HN 2O )小，pH 大，故 pH 相等的 2NaNO2溶液和 NaHN2O2溶液中：c(NO )c(HN2O )。 2 2水解平衡常数 Kb ，所以 25 时，NaNO 2溶液中存在水解平衡，其KwKa水解平衡常数 Kb 2.010 11 。KwKa 10 14510 4(3)NaOH 和 H2N2O2恰好完全反应生成正盐 Na2N2O2，主要离子为 Na 和N2O ，N 2O 是二元弱酸根离子，分步水解，溶液呈碱性，由于水的电离22 22平衡使 c(OH )c(HN2O )，所以 Na2N2O2溶液中离子浓度的大小顺序为
11、c(Na ) 2c(N2O )c(OH )c(HN2O )c(H )。22 2(4)Ksp只与温度有关，温度不变则 Ksp不变，所以曲线上各点的溶液满足关系式 c(Ag )c(SCN )K sp(AgSCN)，故 A 正确；溶度积常数只随温度改变而改变，改变滴定反应液浓度，不改变溶度积常数，所以相同实验条件下，若改为 0.0600 molL1 SCN ，则所需 AgNO3 溶液体积就变为30 mL，故 B 错误；到达滴定终点时曲线0.0600 molL 15010 3 L0.100 molL 1斜率突变，图中 c 点为滴定终点，此处 lg c(SCN )6，则 c(Ag )c(SCN )10
12、6 mol/L，所以根据曲线数据计算可知 Ksp(AgSCN)10 12 ，K sp(AgSCN)的数量级为 1012 ，故 C 正确；因为 Ksp(AgI)”“K21K2解析 (1) (CH3)2NNH2(l)4O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(g)N 2(g) Ha kJ/mol；N 2(g)O 2(g)=2NO(g) Hb kJ/mol；2NO(g)O 2(g)=N2O4(l) Hc kJ/mol22，整理可得：(CH 3)2NNH2(l)2N 2O4(l)=2CO2(g)4H 2O(g) 3N2(g) H (a2b2c) kJ/mol。(2)偏二甲肼一水合物的电离方式与一水合氨(
13、K b1.710 5 )相似，但电离常数更小，模拟 NH3H2O 的电离，可得偏二甲肼一水合物的电离方程式为： (CH3)2NNH2H2O(CH3)2NNH OH ；由于一水合氨与醋酸电离程度相近， 3而偏二甲肼一水合物比一水合氨难电离，所以向偏二甲肼溶液中加入等物质的量的醋酸(K a 1.7105 )，得到的 CH3COO 、(CH 3)2NNH 都会发生水解反 3应，但是(CH 3)2NNH 水解程度更大，根据谁弱谁水解，谁强显谁性的盐的水 3解规律可知，充分反应后溶液呈酸性；碱性偏二甲肼空气燃料电池的电解质溶液是 20%30% 的 KOH 溶液，电池工作时正极上氧气获得电子，变为OH ，
14、该电极反应式为 O22H 2O4e =4OH 。(3)在容器的容积恒定不变时，气体的压强比等于气体的物质的量的比，在反应 2NO(g)Cl 2(g) 2ClNO(g)中，假设反应过程中 c(Cl2)变化了 x，根催 化 剂 高 温 高 压据题意，用三段式法计算2NO(g) Cl 2(g) 2ClNO(g)催 化 剂 高 温 高 压c(始 ) mol/L 0.1 0.1 0c(变 ) mol/L 2x x 2xc(平 ) mol/L 0.12x 0.1x 2x0.9，解得 x0.02，所以 v(ClNO)0.1 2x 0.1 x 2x0.1 0.10.008 mol/(Lmin)；20.02 m
15、ol/L5 minNO 的平衡转化率 1 100%40%；20.02 mol/L0.1 mol/L由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，若其他条件保持不变，使反应()在初始容积为 2 L 的恒压密闭容器中进行，相当于这个反应在恒容下达到平衡后缩小容器的容积，增大压强，化学平衡正向移动，因此达到平衡后 NO的平衡转化率增大，即 21。8(2019长春外国语学校高三期末考试)研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。(1)氧化还原法消除 NOx的转化如下：NO NO2 N2 O3 反 应 CONH22 反 应 已知：NO(g)O 3(g)=NO2(g)O 2(g)H200.9 kJmo
16、l12NO(g)O 2(g)=2NO2(g)H116.2 kJmol1则反应的热化学方程式为_。(2)有人设想将 CO 按下列反应除去：2CO(g)= =2C(s)O 2(g) H0，请你分析该设想能否实现？_(填“能”或“否”)，依据是_。(3)一定条件下，CO 可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时，甲酸的电离平衡常数 Ka 1.70104 。甲酸钠的水溶液呈碱性，请用离子方程式表示其原因_。向 20 mL 0.1 molL1 的甲酸钠溶液中滴加 10 mL 0.1 molL1 的盐酸，混合液呈_(填“酸”或“碱”)性，溶液中离子浓度从大到小的顺序为_。(4)活性炭也可用于处理汽车
17、尾气中的 NO。在 2 L 恒容密闭容器中加入0.1000 mol NO 和 2.030 mol 固体活性炭，生成 A、B 两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表所示：温度 固体活性炭/mol NO/mol A/mol B/mol200 2.000 0.0400 0.0300 0.0300335 2.005 0.0500 0.0250 0.0250该反应的正反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。200 时，平衡后向恒容容器中再充入 0.1 mol NO，再次平衡后，NO 的百分含量将_(填“增大”“减小”或“不变”)。计算反应在 335 时的平衡常数为_。答案 (1)3NO(
18、g)O 3(g)=3NO2(g) H317.1 kJmol 1(2)否 该反应是焓增、熵减的反应，GHT S0(3)HCOO H 2OHCOOHOH 酸 c(Na )c(HCOO )c(Cl )c(H )c(OH ) (4)放热 不变 0.25解析 (1)NO(g)O 3(g)=NO2(g)O 2(g) H200.9 kJmol1 2NO(g)O 2(g)=2NO2(g) H116.2 kJmol1 ，根据盖斯定律，目标反应等于，所以反应的热化学方程式为 3NO(g)O 3(g)=3NO2(g) H317.1 kJmol1 。(3)甲酸钠为强碱弱酸盐，HCOO 水解使溶液显碱性HCOO H 2
19、OHCOOHOH 。20 mL 0.1 molL1 的甲酸钠溶液与 10 mL 0.1 molL1 的盐酸反应得到等浓度等体积甲酸、甲酸钠和氯化钠混合液，由甲酸的电离常数结合水的离子积可知，甲酸电离程度大于甲酸钠水解程度，故溶液显酸性，离子浓度大小顺序为 c(Na )c(HCOO )c(Cl )c(H )c(OH )。(4)温度升高， NO 含量变大，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应。由 200 时，各物质的量关系可知，反应方程式为 C2NO AB，两边气体的计量数相等，而平衡后向恒容容器中再充入 0.1 mol NO，相当于增大压强，平衡不移动，所以 NO 的百分含量将不变。平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以 K 0.25。0.0252 0.0252(0.052)2