化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
1．對(duì)于化學(xué)反應(yīng)3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反應(yīng)速率關(guān)系中，正確的是( )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
解析：速率之比等于方程式的計(jì)量系數(shù)之比，A項(xiàng)，v(W)＝v(Z)；B項(xiàng)，3v(X)＝2v(Z)；C項(xiàng)，2v(X)＝v(Y)；D項(xiàng)，2v(W)＝3v(X)。
答案：C
2．已知反應(yīng)A2(g)＋2B2(g) 2AB2(g) ΔH>0，下列說(shuō)法正確的是( )
A．升高溫度正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
B．0.1 ol A2和0.2 ol B2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成0.2 ol AB2
C．達(dá)平衡后，升高溫度，B的轉(zhuǎn)化率不變
D．催化劑可同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率
解析：升高溫度正、逆反應(yīng)速率都加快，A不正確；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行徹底，B不正確；平衡后，升高溫度，平衡右移，B的轉(zhuǎn)化率增大，C不正確。
答案：D
3．(2011•煙臺(tái)模擬)在密閉的容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g) 2HI(g)，在溫度T1和T2時(shí)，產(chǎn)物的量和時(shí)間的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖像判斷正確的是( )
A．T1<T2，ΔH<0 B．T1>T2，ΔH<0
C．T1<T2，ΔH>0 D．T1>T2，ΔH>0
解析：由圖像可知，溫度為T(mén)2時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間短，表明溫度T2>T1，從T1→T2表示升溫，達(dá)到平衡時(shí)HI含量降低，表明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，故選A。
答案：A
4．(2011•全國(guó)卷Ⅱ)在容積可變的密閉容器中，2 ol N2和8 ol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25 %, 則平衡時(shí)的氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于( )
A．5% B．10%
C．15% D．20%
解析：N2＋3H2 2NH3
起始量(ol) 2 8 0
轉(zhuǎn)化量(ol) 2/3 2 4/3
平衡量(ol) 4/3 6 4/3
所以平衡時(shí)的氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)＝436＋83＝15.4%。
答案：C
5．高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為
13Fe2O3(s)＋CO(g) 23Fe(s)＋CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下：
溫度/℃1 0001 1501 300
平衡常數(shù)4.03.73.5
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________________________________________，
ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)；
(2)在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中，1 000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 ol，反應(yīng)經(jīng)過(guò)10 in后達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)＝________，CO的平衡轉(zhuǎn)化率＝________；
(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________。
A．減少Fe的量 B．增加Fe2O3的量
C．移出部分CO2 D．提高反應(yīng)溫度
E．減小容器的容積 F．加入合適的催化劑
解析：(1)因Fe和Fe2O3都為固體，不能代入平衡常數(shù)的表達(dá)式，所以K＝[CO2][CO]，由表中數(shù)據(jù)知，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向左移動(dòng)，故ΔH＜0.
(2) 13Fe2O3(s)＋CO(g) 23Fe(s)＋CO2(g)
起始(ol) 1.0 1.0 1.0 1.0
轉(zhuǎn)化(ol) 13x x 23x x
平衡(ol) 1.0－13x 1.0－x 1.0＋23x 1.0＋x
由題意得K＝1.0＋xol10 L1.0－xol10 L＝4.0，解得x＝0.60 ol。
所以α(CO)＝0.60 ol1.0 ol×100%＝60%。
v(CO2)＝ΔcCO2Δt＝0.60 ol10 L10 in
＝0.006 0 ol/(L•in)。
(3)根據(jù)勒夏特列原理，A、B、E、F四項(xiàng)的條件改變對(duì)平衡無(wú)影響，D項(xiàng)升溫平衡向左移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率降低，故選C.
答案：(1)[CO2][CO]�。�
(2)0.006 0 ol/(L•in) 60% (3)C
(限時(shí)45分鐘，滿分100分)
一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)
1．(2011•臨沂模擬)一定條件下在2 L的密閉容器中充入2 ol SO2和2 ol O 2，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，進(jìn)行到4 in時(shí)，測(cè)得n(SO2)＝1.2 ol。下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)進(jìn)行到2 in時(shí)，容器中n(SO3)可能為0.5 ol
B．當(dāng)v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2時(shí)該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
C．溫度升高時(shí)正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小
D．4 in內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為0.5 ol•L－1•in－1
解析：平衡時(shí)n(SO3)＝0.8 ol，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)速率是平均速率，故前2 in，反應(yīng)速率大于平均速率，故前2 in的n(SO3)>0.4 ol，A正確；該反應(yīng)速率比未體現(xiàn)出反應(yīng)方向，B錯(cuò)誤；溫度升高，正、逆反應(yīng)速率都要增大，C錯(cuò)誤；4 in內(nèi)O2的平均反應(yīng)速率為0.05 ol•L－1•in－1，D錯(cuò)誤。
答案：A
2.(2011•天津高考)向絕熱恒容密閉容器中通入 SO2 和 NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋ NO2(g) SO3(g)＋NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出正確的結(jié)論是 ( )
A．反應(yīng)在 c 點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．反應(yīng)物濃度：a 點(diǎn)小于 b 點(diǎn)
C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量
D．Δt1＝Δt2 時(shí)，SO2 的轉(zhuǎn)化率：a～b 段小于 b～c 段
解析：本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等知識(shí)，意在考查考生讀圖分析問(wèn)題的能力。A項(xiàng)，c點(diǎn)v正最大，但不一定達(dá)到平衡；B項(xiàng)，a點(diǎn)反應(yīng)物的濃度大于b點(diǎn)的濃度；C項(xiàng)，反應(yīng)初始階段，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸加快，說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；D項(xiàng)，由于b～c段v正大于a～b段，故b～c段SO2的轉(zhuǎn)化率大于a～b 段。
答案：D
3．已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝cCO2•cCucCO•cCuO
B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝K1K2
C．對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?br>D．對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小
解析：在書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤。由于反應(yīng)③＝反應(yīng)①－反應(yīng)②，因此平衡常數(shù)K＝K1K2，B正確。反應(yīng)③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因?yàn)棣<0，C錯(cuò)誤。對(duì)于反應(yīng)③，在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，如充入稀有氣體，則平衡不移動(dòng)，H2的濃度不變，D錯(cuò)誤。
答案：B
4．(2011•長(zhǎng)沙模擬)可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q，同時(shí)符合下列兩圖中各曲線的規(guī)律是( )
A．a(chǎn)＋b>c＋d T1>T2 Q>0
B．a(chǎn)＋b>c＋d T1<T2 Q<0
C．a(chǎn)＋b<c＋d T1>T2 Q>0
D．a(chǎn)＋b>c＋d T1>T2 Q<0
解析：據(jù)左圖可知，T2>T1，溫度越高平衡時(shí)生成物濃度越小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Q<0；據(jù)右圖，增大壓強(qiáng)時(shí)正反應(yīng)速率變化大，則加壓時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，即a＋b>c＋d。
答案：B
5．[雙選題](2011•江蘇高考)700℃時(shí)，向容積為2 L 的密閉容器中充入一定量的 CO 和 H2O，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表(表中 t2>t1)：
反應(yīng)時(shí)間/inn(CO)/oln(H2O)/ol
01.200.60
t10.80
t20.20
下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)在t1 in 內(nèi)的平均速率為 v(H2)＝0.40t1 ol•L－1•in－1
B．保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入 0.60 ol CO 和1.20 ol H2O，達(dá)到平衡時(shí)n(CO2)＝ 0.40 ol
C．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入 0.20 ol H2O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時(shí) CO 轉(zhuǎn)化率增大，H2O 的體積分?jǐn)?shù)增大
D．溫度升高至800 ℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為 0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡等知識(shí)，意在考查考生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率及平衡的條件及化學(xué)平衡常數(shù)表示方法的綜合運(yùn)用能力。A項(xiàng)，t1時(shí)CO減少0.40 ol，則H2增加0.40 ol，用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.40 ol2 Lt1＝0.20t1ol/(L•in)，故不正確；D項(xiàng)，由表格中數(shù)據(jù)可知，從t1到t2，H2O(g)已不再改變，表明已達(dá)到平衡狀態(tài)，則700℃時(shí)的平衡常數(shù)＝0.4 ol2 L×0.4 ol2 L0.8 ol2 L×0.20 ol2 L＝1，升溫到800℃，平衡常數(shù)變?yōu)?.64，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，表明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
答案：BC
6．(2011•福建高考)25°C時(shí)，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過(guò)量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)＋Pb2＋(aq) Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是( )
A．往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小
C．升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說(shuō)明該反應(yīng)ΔH>0
D．25°C時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.2
解析：本題考查化學(xué)平衡知識(shí)及考生運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析平衡移動(dòng)方向等問(wèn)題的能力。由于固體量改變不會(huì)引起平衡的移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入固體Sn(NO3)2后，溶液中c(Sn2＋)增大，平衡向左移動(dòng)，從而使c(Pb2＋)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度時(shí)c(Pb2＋)增大，表明平衡向左移動(dòng)，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)的ΔH<0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖像中平衡時(shí)兩種離子的濃度及平衡常數(shù)表達(dá)式知，25°C時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為2.2，D項(xiàng)正確。
答案：D
7.某同學(xué)在三個(gè)容積相同的密閉容器中，分別研究三種不同條件下化學(xué)反應(yīng)2X(g) Y(g)＋W(g)的進(jìn)行情況。其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ控溫在T1，實(shí)驗(yàn)Ⅲ控溫在T2，它們的起始濃度均是c(X)＝1.0 ol•L－1，c(Y)＝c(W)＝0，測(cè)得反應(yīng)物X的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A．與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能使用了催化劑
B．與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，實(shí)驗(yàn)Ⅲ若只改變溫度，則溫度T1<T2，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C．在實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)X的體積百分含量相同
D．若起始濃度c(X)＝0.8 ol•L－1，c(Y)＝c(W)＝0，其余條件與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相同，則平衡濃度c(X)＝0.4 ol•L－1
解析：A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)Ⅰ與實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡時(shí)的濃度相同，只是實(shí)驗(yàn)Ⅱ反應(yīng)速率較快，則可能使用了催化劑，正確；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)到平衡所用時(shí)間比實(shí)驗(yàn)Ⅰ短，則T2>T1，平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中X濃度較小，表明升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中達(dá)到平衡時(shí)，X的體積百分含量明顯是Ⅰ＝Ⅱ>Ⅲ，故不正確；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，平衡時(shí)c(Y)＝c(W)＝0.25 ol/L，K平＝cY×cWc2 X＝0.25，而反應(yīng)溫度不變，則平衡常數(shù)不變，K平＝cY×cWc2X＝a20.8－2a2＝0.25，解得a＝0.2 ol/L，則平衡時(shí)c(X)＝0.8 ol/L－2a＝0.4 ol/L，正確。
答案：C
二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)
8．(12分)煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問(wèn)題。
已知：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：
溫度/℃4005008301 000
平衡常數(shù)K10910.6
試回答下列問(wèn)題：
(1)上述反應(yīng)的正反應(yīng)的是________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
(2)某溫度下，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持容器體積不變升高溫度，正反應(yīng)速率________(填“增大”、“減小”或“不變”)，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)830℃時(shí)，在恒容反應(yīng)器中發(fā)生上述反應(yīng)，按下表中的物質(zhì)的量投入反應(yīng)混合物，其中向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有________(選填字母)。
ABCD
n(CO2)/ol3101
n(H2)/ol2101
n(CO)/ol1230.5
n(H2O)/ol5232
(4)830℃時(shí)，在2 L的密閉容器中加入4 ol CO(g)和6 ol H2O(g)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率是________。
解析：(1)由表格可知，升溫，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(2)升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大；容器體積不變的情況下，升高溫度，則容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)增大。
(3)830℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)為1，即若n(CO2)×n(H2)<n(CO)×n(H2O)，則反應(yīng)向正方向進(jìn)行，符合此要求的是B、C。
(4)830℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)為1，
CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)
起始濃度(ol/L) 2 3 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(ol/L) x x x x
平衡濃度(ol/L) (2－x) (3－x) x x
平衡常數(shù)K＝cH2×cCO2cCO×cH2O＝x22－x3－x＝1，
解得x＝1.2，
則CO的轉(zhuǎn)化率＝1.2 ol/L2 ol/L×100%＝60%。
答案：(1)放熱 (2)增大 增大 (3)BC (4)60%
9．(15分)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：
CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH
(1)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號(hào)，下同)________。
A．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
(2)下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
①由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH________(填“>”、“＝”或“<”)0；
②某溫度下，將2 ol CO和6 ol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)＝0.2 ol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______，此時(shí)的溫度為_(kāi)_______。
(3)要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是________。
A．升溫 B．加入催化劑
C．增加CO的濃度 D．加入H2加壓
E．加入惰性氣體加壓 F．分離出甲醇
(4)300℃時(shí)，在一定的壓強(qiáng)下，5 ol CO與足量的H2在催化劑的作用下恰好完全反應(yīng)變化的熱量為454 。在該溫度時(shí)，在容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
容器甲乙丙
反應(yīng)物投入量1 ol CO、2 ol H21 o l CH3OH2 ol CH3OH
平衡時(shí)數(shù)據(jù)CH3OH的
濃度(ol/L)c1c2c3
反應(yīng)的能
量變化a b c
體系壓強(qiáng)(Pa)p1p2p3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α1α2α3
下列說(shuō)法正確的是________。
A．2c1>c3 B．a(chǎn)＋b<90.8
C．2p2<p3 D．α1＋α3<1
解析：(1)可通過(guò)甲醇的生成速率和CO生成速率相等或甲醇的消耗速率和CO消耗速率相等判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但不能通過(guò)甲醇的生成速率和CO的消耗速率相等判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。恒容容器不能通過(guò)混合氣體密度不變判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)， 故A、B錯(cuò)誤。
(2)分析表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)變小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。開(kāi)始時(shí)c(CO)＝1 ol/L，平衡時(shí)c(CO)＝0.2 ol/L，CO的轉(zhuǎn)化率＝1－0.2 ol•L－11 ol•L－1×100%＝80%，此時(shí)平衡常數(shù)K＝0.8[0.2×1.42]＝2.041，對(duì)應(yīng)的溫度為250℃。
(3)升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小；使用催化劑平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變；增加CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率減��；加入惰性氣體加壓，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變。
(4)可假設(shè)丙的容積為甲或乙的兩倍，達(dá)平衡時(shí)濃度與甲或乙相等，再壓縮至容積相等，若平衡不移動(dòng)，則CH3OH濃度丙為甲的2倍，體系壓強(qiáng)丙為乙的2倍，但實(shí)際平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則有2c1<c3,2p2>p3，A、C不正確；甲、乙兩容器從兩個(gè)相反的方向建立相同的平衡，a＋b＝90.8，B不正確。
答案：(1)CD (2)①<�、�80% 250℃
(3)DF (4)D
10．(15分)(2010•廣東四校聯(lián)考)某外活動(dòng)小組研究Fe3＋與I－發(fā)生反應(yīng)的速率關(guān)系和平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。
(1)試寫(xiě)出FeCl3溶液和KI溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
________________________________________________________________________。
(2)在其他條件不變時(shí)，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，取2 L平衡混合物加入2 L苯充分振蕩________(填操作名稱)，所看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________，化學(xué)平衡將向________移動(dòng)。
(3)由于Fe3＋與I2水的稀溶液顏色接近，肉眼比較難區(qū)分上述反應(yīng)是否發(fā)生，如果要看到發(fā)生反應(yīng)則應(yīng)有的操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________。該小組同學(xué)希望通過(guò)鑒別Fe2＋達(dá)到目的，取樣加入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀。該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________。
(4)Fe3＋與I－發(fā)生反應(yīng)的正反應(yīng)速率v與c(Fe3＋)和c(I－)的關(guān)系為v＝kc(Fe3＋)cn(I－)(k為常數(shù))
c(Fe3＋)/
ol•L－1c(I－)/
ol•L－1v/
ol•L－1•s－1
①0.800.200.032k
②0.400.600.144k
③0.200.800.128k
通過(guò)上表數(shù)據(jù)計(jì)算得＝________；n＝________。
(5)現(xiàn)有0.10 ol•L－1 FeCl3溶液和0.10 ol•L－1 KI溶液各2 L在試管中充分反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得平衡時(shí)c(Fe3＋)變?yōu)?.01 ol•L－1，沒(méi)有碘固體析出，試計(jì)算此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。
解析：Fe3＋與I－發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2。2 L平衡混合物加入2 L苯充分振蕩，苯要萃取平衡混合物中的I2，由于苯的密度比水小，故上層是溶有I2的苯，為紫色，下層溶液中I2的量減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。Fe3＋與I2水的稀溶液顏色接近，要區(qū)分可采用淀粉溶液，I2遇淀粉變藍(lán)。
將表中的三組數(shù)據(jù)代入v＝kc(Fe3＋)cn(I－)，
可解得：＝1；n＝2。
平衡時(shí)c(Fe3＋)變?yōu)?.01 ol•L－1，
則消耗的n(Fe3＋)＝0.10×2×10－3 ol－0.01×4×10－3 ol＝1.6×10－4 ol，
則生成的c(Fe2＋)＝1.6×10－4 ol4×10－3L
＝0.04 ol•L－1，
消耗的n(I－)＝1.6×10－4 ol，
平衡時(shí)c(I－)＝0.10×2×10－3－1.6×10－4 ol4×10－3 L
＝0.01 ol•L－1。
再由化學(xué)平衡常數(shù)公式，即可算出K的值。
答案：(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2(此處寫(xiě)“ ”不扣分)
(2)萃取 分層，上層為紫色(淺紫色到紫紅色均給分)，下層接近無(wú)色 正反應(yīng)方向(或右)
(3)加入淀粉后溶液變藍(lán)
2[Fe(CN)6]3－＋3Fe2＋===Fe3[Fe(CN)6]2↓
(4)1 2
(5)3.2×103
11．(16分)(2011•東高考)研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________。利用
反應(yīng)6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 ol電子時(shí)，
消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是________L。
(2)已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
ΔH＝－196.6 •ol－1
2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)
ΔH＝－113.0 •ol－1
則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________•ol－1。
一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
A．體系壓強(qiáng)保持不變
B．混合氣體顏色保持不變
C．SO3和NO的體積比保持不變
D．每消耗1 ol SO3的同時(shí)生成1 ol NO2
測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2的體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝________。
(3)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)ΔH________0(填“＞”或“＜”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是
________________________________________________________________________。
解析：本題考查氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)熱、化學(xué)平衡等，意在考查考生綜合運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的能力。(1)該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移24e－，當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 ol電子時(shí)，消耗0.3 ol NO2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72 L。(2)根據(jù)蓋斯定律，由第一個(gè)反應(yīng)減去第二個(gè)反應(yīng)，然后除以2，可得：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，則ΔH＝(－196.6 •ol－1＋113.0 •ol－1)×12＝－41.8 •ol－1。該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，因此壓強(qiáng)保持不變不能作為平衡的標(biāo)志，A錯(cuò)；混合氣體顏色不變，則NO2濃度保持不變，可以作為平衡的標(biāo)志，B對(duì)；無(wú)論何種狀態(tài)，SO3、NO的體積比始終為1∶1，不能作為平衡的標(biāo)志，C錯(cuò)，每消耗1 ol SO3的同時(shí)生成1 ol NO2，是同方向的反應(yīng)，不能作為平衡的標(biāo)志，D錯(cuò)。
假設(shè)起始時(shí)NO2、SO2的物質(zhì)的量分別為x、2x，
則平衡時(shí)NO2、SO2、SO3、NO的物質(zhì)的量分別為0.2x、1.2x、0.8x、0.8x，
則K＝cNO•cSO3cNO2•cSO2＝0.8xV×0.8xV0.2xV×1.2xV＝83。
(3)根據(jù)圖示，當(dāng)壓強(qiáng)相同時(shí)，降低溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高，說(shuō)明降溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0。
答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 6.72
(2)－41.8 B 2.67或83
(3)＜ 在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失
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