2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题17综合题解题方法与策略热点难点突破含解析2019040

综合题解题方法与策略
1．甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。

由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)则反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________ kJ·mo l－1。

(2)反应②达平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3产率的有________(填字母，下同)。

A．加入CH3OH B．升高温度
C．增大压强D．移出H2O
E．使用催化剂
(3)以下说法能说明反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的有________。

A．H2和CO2的浓度之比为3∶1
B．单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C===O
C．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变
D．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变
E．绝热体系中，体系的温度保持不变
(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。

①该反应ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0，550 ℃时，平衡后若充入惰性气体，平衡________(填“正移”“逆移”或“不移动”)。

②650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为________(保留2位有效数字)。

③T时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p＝________p总。

答案(1)－246.1 (2)D (3)DE (4)①>正移
②25%③0.5
2．银及其化合物在制造钱币、电子电器等方面用途广泛。

(1)已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，AgCl溶于氨水：AgCl＋2NH3 [Ag(NH3)2]＋＋Cl－，平衡常数为K1。

室温时，AgCl(s)的溶解度与氨水的起始浓度关系如图1所示。

①若氨水起始浓度c(NH3)＝2.0 mol·L－1，AgCl在氨水中达到溶解平衡时，c平衡(NH3)＝________。

②反应Ag＋＋2NH3 [Ag(NH3)2]＋的平衡常数K2＝________(只需列出计算式，不要求得出计算结果)。

(2)Ag＋和Fe2＋在溶液中可发生反应。

室温时，向初始浓度为0.1 mol·L－1的Fe(NO3)2溶液中
加入AgNO3固体，溶液中Fe3＋的平衡浓度随c(Ag＋)的变化关系如图2所示。

①由图2可知，溶液中c(Ag＋)增大，Fe2＋的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。

根据A点数据，计算出该反应的平衡常数K＝________(保留三位有效数字)。

②如图3所示装置中，闭合开关K，立即能观察到的实验现象是____________________________________________________________，
石墨为电池的________极，理由是______________________________。

(2)①随着Ag＋浓度增大，Fe3＋浓度增大，即Ag＋把Fe2＋氧化为Fe3＋，Ag＋浓度增大，反应Fe2＋(aq)＋Ag＋(aq)Fe3＋(aq)＋Ag(s)的平衡向正反应方向移动，Fe2＋的平衡转化率增大。

A点对应的c(Ag＋)＝1.0 mol·L－1、c(Fe3＋)＝0.076 mol·L－1，据此可推出：c(Fe2＋)＝0.1
mol·L－1－0.076 mol·L－1＝0.024 mol·L－1，该反应的平衡常数K＝c（Fe3＋）
c（Fe2＋）·c（Ag＋）
＝
0.076
0.024×1.0
≈3.17。

②该题考查考生在新情境中能够利用Q c与K的关系判断反应进行的方向。

Q c ＝c （Fe 3＋）c （Fe 2＋）·c （Ag ＋
）＝0.1000.100×0.064
>3.17，故反应Fe 2＋(aq)＋Ag ＋
(aq)Fe 3＋
(aq)
＋Ag(s)的平衡向逆反应方向移动，此时Fe 3＋
作氧化剂，石墨电极为正极，银被氧化，银电极为负极；闭合开关K 立即能观察到的实验现象是电流表指针发生偏转。

4．氨和二氧化碳都是重要的化工原料。

Ⅰ.氨在农业、化工和国防上意义重大。

(1)利用NH 3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下： ①N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH 1＝＋a kJ·mol －1
②4NH 3(g)＋5O 2(g)4NO(g)＋6H 2O(g)
ΔH 2＝－b kJ·mol －1
a 、
b 均大于0，则反应4NH 3(g)＋6NO(g)===5N 2(g)＋6H 2O(g)的ΔH 3＝________ kJ·mol －1
(用a 、
b 表示)。

(2)工业上用氨催化氧化法制硝酸的主要反应是4NH 3(g)＋5O 2(g)4NO(g)＋6H 2O(g)
ΔH <0。

若其他条件不变，下列关系图错误的是________(填标号)。

Ⅱ.以CO 2和NH 3为原料合成尿素的化学方程式为2NH 3(g)＋CO 2(g)CO(NH 2)2(s)＋H 2O(g)
ΔH <0。

(3)在一定的温度下，向2.0 L 的密闭容器中通入0.2 mol NH 3和0.1 mol CO 2，测得反应时间与气体总压强p 的数据如表所示：
时间/min
0 10
20
30 40 50 65 80 100 总压强p /(100 kPa)
9.0
7.5 6.3
5.7
5.2
4.9
4.6
4.5
4.5
平衡时NH 3的转化率为________。

(4)在恒容的绝热容器中投入0.2 mol NH 3和0.1 mol CO 2进行化学反应，下列可以说明该反应达到平衡状态的有________(填序号)。

①混合气体的平均摩尔质量不变 ②v 正(H 2O)＝2v 逆(NH 3) ③化学平衡常数K 不变
④NH 3和CO 2物质的量的比值不变
Ⅲ.CO 2溶于水形成H 2CO 3。

已知常温下H 2CO 3的电离平衡常数K a1＝4.4×10－7
，K a2＝4.7×10－11
，
NH 3·H 2O 的电离平衡常数K b ＝1.7×10－5。

(5)NH 4HCO 3溶液呈________(填“酸性”“中性”或“碱性”)；反应NH ＋
4＋HCO －
3＋H 2O
NH 3·H 2O ＋H 2CO 3的平衡常数K ＝________(保留3位有效数字)。

(6)25 ℃时，Al(OH)3的K sp ＝8.0×10
－33。

若要使某铝盐溶液中的Al 3＋的浓度降至1.0×10－6
mol·L －1
，则需要加氨水调节溶液的pH 至________(已知lg 5≈0.7)。

态物质，混合气体的质量和物质的量均在发生变化，混合气体的平均摩尔质量不变说明混合气体的质量和物质的量达到稳定，反应达到平衡，①对；2v 正(H 2O)＝v 逆(NH 3)时反应达到平衡，②错；绝热容器中，化学平衡常数K 不变，说明反应体系的温度不再改变，反应达到平衡状态，③对；NH 3和CO 2是以化学计量数之比投料，不管反应是否达到平衡，NH 3和CO 2物质的量的比值始终不变，④错。

(5)NH 3·H 2O 的电离平衡常数K b 大于H 2CO 3的第一步电离平衡常数K a1，HCO －
3的水解程度大于NH ＋
4的水解程度，故NH 4HCO 3溶液呈碱性。

该反应的平衡常数K ＝
c （NH 3·H 2O ）·c （H 2CO 3）c （NH ＋4）·c （HCO －3）＝c （NH 3·H 2O ）·c （H 2CO 3）·c （H ＋）·c （OH －）c （NH ＋4）·c （HCO －3）·c （H ＋）·c （OH －
）＝K W
K b ·K a1
≈1.34×10－3。

(6)K sp [Al(OH)3]＝c (Al 3＋
)·c 3
(OH －
)＝1.0×10－6
×c 3
(OH －
)＝8.0×10－33
，c (OH －
)
＝2.0×10－9
mol·L －1
，则c (H ＋
)＝5.0×10－6
mol·L －1
，pH ＝6－lg 5＝5.3。

答案 (1)－(b ＋5a ) (2)B (3)75% (4)①③ (5)碱性 1.34×10－3
(6)5.3 (3)大于 H 3PO 4 PH 3＋2AgNO 3===H 3PO 4＋2Ag↓＋2NO
(4)①1.0×10－7.2第一步电离后生成的阴离子较难进一步电离出带正电荷的氢离子
②c(H2PO－4)>c(HPO2－4) 1.0×10－6.8
6．氨为重要的化工原料，有广泛用途。

(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：
a．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋216.4 kJ·mol－1
b．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
则反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝________。

(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、3 mol，在不同温度和压强下合成氨。

平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是________(填序号)。

A．N2和H2的转化率相等
B．反应体系密度保持不变
C.c（H2）
c（NH3）
保持不变
D.c（NH3）
c（N2）
＝2
②p1________(填“>”、“<”、“＝”或“不确定”，下同)p2；反应的平衡常数：B点________D 点。

③C点H2的转化率为________；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氨气的平均速率：v(A)________v(B)。

(3)N2H4可作火箭推进剂，NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。

①写出NH3和NaClO反应生成N2H4的化学方程式
_________________________________________________________。

②已知25 ℃时，N2H4的水溶液呈弱碱性：
N 2H 4＋H 2O N 2H ＋5＋OH － K 1＝1×10－a
N 2H ＋
5＋H 2O
N 2H 2＋
6＋OH －
K 2＝1×10－b
25 ℃时，向N 2H 4水溶液中加入H 2SO 4，欲使c (N 2H ＋
5)>c (N 2H 4)，同时c (N 2H ＋
5)>c (N 2H 2＋
6)，应控制溶液pH 的范围为________(用含a 、b 的式子表示)。

答案 (1)＋175.2 kJ·mol －1
(2)①BC ②< > ③66.7%(或2
3
) <
(3)①2NH 3＋NaClO =====一定条件
N 2H 4＋NaCl ＋H 2O ②14－b <pH<14－a
7．二氧化碳是用途非常广泛的基础化工原料，回答下列问题： (1)工业上可以用CO 2来生产燃料甲醇。

已知：CO 2(g)＋3H 2(g)
CH 3OH(l)＋H 2O(l) ΔH ＝－131.0 kJ·mol －1
；
H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1
CH 3OH(l)的燃烧热ΔH ＝________。

(2)在催化剂作用下，CO 2和CH 4可以直接转化为乙酸： CO 2(g)＋CH 4(g)===CH 3COOH(g) ΔH ＝＋36.0 kJ·mol －1。

在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。

①当温度在250 ℃～300 ℃范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是_________________________________________________________，
当温度在300 ℃～400 ℃范围时，影响乙酸生成速率的主要因素是____________________________________________________。

②欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。

A ．升高温度 B ．降低温度 C ．增大压强
D ．降低压强
(3)高温下，CO 2与足量的碳在密闭容器中实现反应： C(s)＋CO 2(g)
2CO(g)。

①向容积为1 L 的恒容容器中加入0.2 mol CO 2，在不同温度下达到平衡时CO 2的物质的量浓度c (CO 2)随温度的变化如图所示。

则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2 mol CO 2，平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO 的百分含量________(填“变大”“变小”或“不变”)。

②向压强为p、体积可变的恒压容器中充入一定量CO2，650 ℃时反应达到平衡，CO的体积分数为40.0%，则CO2的转化率为________。

气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K p)，此温度下，该反应的化学平衡常数K p＝________(用含p的代数式表示)，若向平衡体系中再充入V(CO2)∶V(CO)＝5∶4的混合气体，平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

答案(1)－726.4 kJ·mol－1 (2)①催化剂活性降低温度②AC
(3)①吸热正向变小②25%4p
15
(或0.267p) 逆向
8．要实现人类的可持续发展，必须重视环境保护问题。

Ⅰ.硫和氮的氧化物直接排放会引起严重的环境问题，请回答下列问题：
(1)下列环境问题主要由硫和氮的氧化物的排放引起的是________(填标号)。

a．全球变暖b．酸雨
c．水体富营养化d．白色污染
(2)SO2的排放主要来自于煤的燃烧。

常用石灰石进行脱硫，其产物可以作建筑材料。

已知：CaCO3(s)===CO2(g)＋CaO(s) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1
SO2(g)＋CaO(s)===CaSO3(s) ΔH＝－402.0 kJ·mol－1
2CaSO3(s)＋O2(g)===2CaSO4(s) ΔH＝－234.2 kJ·mol－1
写出石灰石脱硫反应的热化学方程式：_______________________________________。

Ⅱ.NO x的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NO x进行吸附，发生反应如下：
反应a：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－34.0 kJ·mol－1
反应b：2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)
ΔH＝－64.2 kJ·mol－1
(3)对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时刻各物质的浓度如表所示：
时间/min
浓度/(mol·L－1)
0 10 20 30 40 50
NO 1.00 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48
N20 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 ①0～10 min内，NO的平均反应速率v(NO)＝________，升高反应温度，该反应的平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是________(填标号)。

a．加入一定量的活性炭b．通入一定量的NO
c．适当缩小容器的体积d．加入合适的催化剂
(4)某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO2，维持温度为T2℃，不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随压强变化曲线如图所示：
1 050 kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因是_____________________________________________________
_______________________________________________________。

在1 100 kPa 时，NO 2的体积分数为________。

(5)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(K p )；在T 2 ℃、1.1×106
Pa 时，反应b 的化学平衡常数K p ＝________；已知气体分压(p 分)＝气体总压(p 总)×体积分数，保留3位有效数字。

答案 (1)b
(2)2CaCO 3(s)＋2SO 2(g)＋O 2(g)===2CaSO 4(s)＋2CO 2(g) ΔH ＝－681.8 kJ·mol －1
(3)①0.042 mol·L －1
·min －1
减小 ②bc
(4)1 050 kPa 前反应未达平衡状态，随着压强增大，物质的浓度增大，反应速率加快，NO 2转化率增大 50% (5)8.15×104
9．航天员呼吸产生的CO 2用下列反应处理，可实现空间站中O 2的循环利用。

Sabatier 反应：CO 2(g)＋4H 2(g)
CH 4(g)＋2H 2O(g)
电解水反应：2H 2O(l)=====通电
2H 2(g)＋O 2(g)
(1)将原料气按n (CO 2)∶n (H 2)＝1∶4置于5 L 恒容密闭容器中发生Sabatier 反应(整个过程不再充入任何物质)，其他条件相同时，测得φ(H 2O)与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。

①400 ℃以上，上述体系中反应的平衡常数K随φ(H2O)降低而___(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是________________________________。

③Sabatier反应产生的CH4可用于消除空间站中NO x(NO和NO2的混合气体)的污染，实验测得相同状况下25 mL CH4可反应掉80 mL NO x，则氮氧化物中NO和NO2的体积比为________。

(2)Sabatier反应在空间站进行时，下列措施能提高CO2平衡转化率的是________(填标号)。

a．增大催化剂的比表面积
b．反应器前段加热，后段冷却
c．提高原料气中CO2所占比例
(3)500 ℃时，在恒压容器中充入1 mol CO2、4 mol H2，初始体积为5 L，经过5 min达到平衡，α(CO2)＝75%，则该温度下，Sabatier反应的平衡常数K＝________。

(保留三位有效数字)
(4)一种新的循环利用方案是用Bosch反应代替Sabatier反应。

①经测定：Bosch反应平衡体系中，除生成了碳单质且φ(CH4)＝0外，其他所含物质及其聚集状态与Sabatier反应体系中相同。

已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为－394 kJ·mol－1、－242 kJ·mol－1(生成焓指一定条件下由对应单质生成1 mol化合物时的焓变)。

写出Bosch反应的热化学方程式：_____________________________________________________。

②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是
________________________________________________________；
若使用催化剂，在较低温度下反应就能启动。

NO 为x mol ，NO 2为y mol ，则有：x ＋y ＝80，2x ＋4y ＝200，解得x ＝60，y ＝20，故NO 和NO 2的体积比为3∶1。

(2)催化剂只能增大反应速率，不能提高CO 2的平衡转化率，a 项错误；反应器前段加热，后段冷却，降温平衡正向移动，有利于提高CO 2的平衡转化率，b 项正确；提高原料气中CO 2所占比例，能提高氢气的平衡转化率，CO 2的平衡转化率降低，c 项错误。

(3)根据三段式法，则有：
设平衡时容器的体积为V L ，由(1＋4)/5＝(0.25＋1＋0.75＋1.5)/V ，得V ＝3.5。

则平衡时
c (CO 2)＝0.5/7 mol·L －1，c (H 2)＝2/7 mol·L －1，c (CH 4)＝1.5/7 mol·L －1
，c (H 2O)＝3/7 mol·L
－1
，K ＝c （CH 4）·c 2（H 2O ）c （CO 2）·c 4（H 2）
＝82.7。

(4)①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－394 kJ·mol －1
(a)，H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242
kJ·mol －1
(b)，根据盖斯定律，由2b －a 得：CO 2(g)＋2H 2(g)
C(s)＋2H 2O(g) ΔH ＝
－90 kJ·mol －1。

②Bosch 反应的活化能较高，反应必须在高温下才能启动。

答案 (1)ΔH 3－2ΔH 2 (2)①< ②增大 不变
③
(3)①Fe 2O 3作催化剂时，在相对较低的温度下可获得较高的SO 2转化率，从而节约能源 ②0.44 ③A
11．钼(Mo)是一种难熔稀有金属，我国的钼储量居世界第二。

钼及其合金在冶金、农业、电器、
化工、环保等方面有着广泛的应用。

(1)Mo可被发烟硝酸氧化，产物MoOF4和MoO2F2的物质的量之比为1∶1，完成下列化学方程式：________Mo＋________HF＋________HNO3===________MoO2F2＋________MoOF4＋________NO2↑＋________
(2)已知：①2Mo(s)＋3O2(g)===2MoO3(s) ΔH1
②MoS2(s)＋2O2(g)===Mo(s)＋2SO2(g) ΔH2
③2MoS2(s)＋7O2(g)===2MoO3(s)＋4SO2(g) ΔH3
则ΔH3＝________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)，在反应③中若有0.2 mol MoS2参加反应，则转移电子________ mol。

(3)密闭容器中用Na2CO3(s)作固硫剂，同时用一定量的氢气还原辉钼矿(MoS2)的原理是：
MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s) ΔH
实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示：
①由图可知，该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0；p2________(填“>”或“<”)0.1 MPa。

②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，下列说法错误的是________(选填编号)。

A．v正(H2)＝v逆(H2O)
B．再加入MoS2，则H2的转化率增大
C．容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态
D．容器内压强不变时，一定达到平衡状态
③由图可知M点时氢气的平衡转化率为________(计算结果保留三位有效数字)。

④平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压＝气体总压×物质的量分数。

求图中M 点的平衡常数K p＝________(MPa)2。

的量为a mol ，达到M 点平衡状态时，反应的H 2的物质的量为x mol ，根据三段式法可知平衡时CO 和H 2O(g)的物质的量分别为x /2 mol 、x mol ，则平衡时H 2的物质的量为(a －x )mol ，根
据平衡时H 2的体积分数为25%得a －x （a －x ）＋x /2＋x ×100%＝25%，解得x ＝2a
3
，则H 2的平衡转
化率为
2a /3
a ×100%≈66.7%。

④根据③中分析可知平衡时H 2、CO 、H 2O(g)的物质的量分别为a
3
mol 、a 3 mol 和2a 3 mol ，设气体总压为p ，则平衡时H 2产生的分压为a /3a /3＋a /3＋2a /3p ＝p
4
，同
理可得CO 、H 2O(g)产生的分压分别为p 4和p
2，则图中M 点的平衡常数K p ＝（p /4）2×（p /2）4
（p /4）
4
＝p 2，代入p ＝0.1 MPa 得K p ＝0.01(MPa)2。

答案 (1)－4 438.9 kJ·mol －1
(2)该反应是气体分子数增大的可逆反应，恒压条件下通入水蒸气，总压不变，容器体积增大，反应体系分压减小，平衡正移，苯乙烯产量提高 (3)①(0.03 a /V )mol·L －1
·min －1 ②50% (4)①20(或20 L·mol －1) ②正向 ③CD
12．中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

燃烧热/(kJ·mol －1
)
物质
氢气285.8
甲烷890.3
乙烯 1 411.0
(1)已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式__________________________________________________________。

(2)在400 ℃时，向1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。

则在该温度下，其平衡常数K＝________。

按化学平衡移动原理，在下图中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1>p2)的关系曲线。

(3)在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)===C2H6(g)＋H2(g)。

在常温下，向体积为1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，然后不断升高温度，得到上图。

①在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是____________________
____________________________________________________________。

②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是__________________________
___________________________________________________________。

(4)工业上常采用除杂效率高的吸收—电解联合法，除去天然气中杂质气体H2S，并将其转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。

通电前，先通入一段时间含H2S的甲烷气，使部分NaOH吸收H2S转化为Na2S，再接通电源，继续通入含H2S杂质的甲烷气，并控制好通气速率。

则装置中右端碳棒为________极，左端碳棒上的电极反应为________，右池中的c(NaOH)∶c(Na2S)________(填“增大”、“基本不变”或“减小”)。

则
x
1－2x ＋x ＋2x
×100%＝20.0%，解得x ＝0.25，则平衡时CH 4、C 2H 4、H 2的物质的量浓度分别
为0.50 mol·L －1
、0.25 mol·L －1
和0.50 mol·L －1
，则K ＝0.25×0.50
2
0.502
＝0.25。

该反应为吸热反应，升高温度，CH 4的平衡转化率增大；该反应为气体分子数增大的反应，温度相同时增大压强，CH 4的平衡转化率降低，据此画出图像。

(3)①题图中200 ℃时乙烷的量比乙烯多，这是因为该条件下乙烷的生成速率比乙烯的快。

②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少，主要是因为乙烯发生了分解反应。

(4)结合题图可知右侧通入含有H 2S 杂质的甲烷气，得到除杂后的甲烷气，结合题意，则右端碳棒为电解池的阳极，左端碳棒为阴极。

阴极上水电离出的H
＋
得电子被还原为H 2，电极反应式为2H 2O ＋2e －
===2OH －
＋H 2↑或2H ＋
＋2e －
===H 2↑。

右池中相当于H 2S 发生氧化反应而被除去，则溶液中c (NaOH)∶c (Na 2S)基本保持不变。

答案 (1)N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) ΔH ＝－92 kJ·mol －1
(2)ACE
(3)①< K ＝
1
c （CO 2）·c 2（NH 3）
＝
1
4.8×10－3
×13×（4.8×10－3
×23
）
2
＝6.1×107
②C ③25 ℃时反应物的起始浓度比15 ℃时反应物的起始浓度小，但0～6 min 内的平均反应速率(曲线的斜率)比15 ℃的大 ④0.1 mol·L －1
14.氢能是理想的清洁能源，资源丰富。

以太阳能为热源分解Fe 3O 4，经由热化学铁氧化合物循环分解水制H 2的过程如图1：
(1)过程Ⅰ：2Fe3O4(s)6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝＋313.2 kJ·mol－1
①过程Ⅰ需要将O2不断分离出去，目的是_______________________________________。

②一定温度下，在容积可变的密闭容器中，该反应已达到平衡，下列说法正确的是________(填字母标号)。

a．容器内气体密度和相对分子质量都不再改变
b．升高温度，容器内气体密度变大
c．向容器中通入N2，Fe3O4的转化率不变
d．缩小容器容积，O2(g)浓度变大
③在压强p1下，Fe3O4的平衡转化率随温度变化的曲线如图2所示。

若将压强由p1增大到p2，在图2中画出p2下的α(Fe3O4)—T曲线示意图。

(2)已知H2的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则液态水通过过程Ⅱ转化的热化学方程式为_____________________________________________________。

(3)其他条件不变时，过程Ⅱ在不同温度下，H2O的转化率随时间的变化[α(H2O)—t]曲线如图3所示，温度T1、T2、T3由大到小的关系是________________，
判断依据是____________________________________________________________。

(4)科研人员研制出透氧膜(OTM)，它允许电子和O2－同时透过，可实现水连续分解制H2，工作时CO、H2O分别在透氧膜的两侧反应。

工作原理如图所示：
CO在________(填“a”或“b”)侧反应，另一侧的电极反应式为
______________________________________________________________________。

答案(1)①提高Fe3O4的转化率②a
③如图所示
(2)3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝＋129.2 kJ·mol－1
(3)T1>T2>T3其他条件相同时，因为该反应是吸热反应，升高温度平衡右移，所以T1>T2>T3
(4)b H2O＋2e－===H2↑＋O2－
15.NO2与SO2能发生反应：NO2＋SO2SO3＋NO，某研究小组对此进行相关实验探究。

(1)硝酸厂向大气中排放NO2造成的环境问题是_____________________________________。

(2)为了减少SO2的排放，将含SO2的烟气通过洗涤剂X，充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸，既可以回收SO2，同时又可得到化肥。

上述洗涤剂X可以是________(填序号)。

a．Ca(OH)2b．K2CO3
c．Na2SO3d．NH3·H2O
(3)实验中，尾气可以用碱溶液吸收。

NaOH溶液吸收NO2时，发生的反应为2NO2＋2OH－===NO－2＋NO－3＋H2O，反应中形成的化学键是________(填化学键的类型)。

用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为________________________________________________。

(4)已知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝－113.0 kJ·mol－1
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
则NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝________。

(5)在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率。

部分实验结果如图所示：
①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是_________________________________________________________________
____________________________________________________________；
②若A点对应实验中，SO2(g)的起始浓度为c0mol·L－1，经过t min达到平衡状态，该时段化学反应速率v(NO2)＝________ mol·L－1·min－1；
③图中C、D两点对应的实验温度分别为T C和T D，通过计算判断T C________T D(填“>”“＝”或“<”)。

反应中生成亚硝酸根、硝酸根和水，形成的化学键是共价键；用NaOH溶液吸收少量SO2反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为SO2＋2OH－===SO2－3＋H2O。

(4)①2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，利用盖斯定律由(②－①)×1/2得到NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1。

(5)NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，反应为气体体积不变的放热反应，则①如果将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，平衡转化率增大，平衡正向进行，正反应为放热反应，降低温度平衡正向进行。

②A
点平衡转化率为50%，n 0(NO 2)∶n 0(SO 2)＝0.4，SO 2(g)的起始浓度为c 0 mol·L －1
，NO 2起始浓度为0.4c 0 mol·L －1
，反应的二氧化氮浓度为0.4c 0 mol·L －1
×50%＝0.2c 0 mol·L －1
，该时段化学反应速率v (NO 2)＝0.2c 0 mol·L －1
t min ＝c 05t
mol·L －1·min －1。

③NO 2(g)＋SO 2(g)
SO 3(g)
＋NO(g) ΔH ＝－41.8 kJ·mol －1
，反应为放热反应，C 点n 0(NO 2)∶n 0(SO 2)＝1.0，SO 2(g)的起始浓度为c 0 mol·L －1
，NO 2起始浓度c (NO 2)＝c 0 mol·L －1
，图中C 、D 两点对应的实验温度分别为T C 和T D ，C 点二氧化氮转化率为50%，
平衡常数K C ＝1， F 锥形瓶直接与空气相通，产品在空气中易水解 ②除去多余PCl 3，提高CH 3COCl 的产率 (5)70%
17．某小组在验证反应“Fe＋2Ag ＋
===Fe 2＋
＋2Ag”的实验中检测到Fe 3＋
，发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L －1
硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有
黑色固体，溶液呈黄色。

(1)检验产物
①取少量黑色固体，洗涤后，______________________________________(填操作和现象)， 证明黑色固体中含有Ag 。

②取上层清液，滴加K 3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有__________________________________________________________。

(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe 3＋
，乙认为铁粉过量时不可能有Fe 3＋
，乙依据的原理是___________________________________________________(用离子方程式表示)。

针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN 溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。

同时发现有白色沉淀产生，且
溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号取样时间/min 现象
ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ30 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深ⅲ120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3＋产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；
假设b：空气中存在O2，由于____________________________________
(用离子方程式表示)，可能产生Fe3＋；
假设c：酸性溶液中NO－3具有氧化性，可产生Fe3＋；
假设d：根据________现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。

③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因。

实验Ⅱ可证实假设d成立。

实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。

实验Ⅱ：装置如图，其中甲溶液是________，操作及现象是
______________________________________________。

(3)根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度变化的原因：
_______________________________________________________________。

(3)ⅰ中溶液呈红色，且烧杯中有黑色固体，说明发生反应①Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag、②Fe3
＋＋3SCN－Fe(SCN)
3；ⅱ中反应①正向进行，
c(Fe3＋)增大，c(Ag＋)减小，平衡②正向移动，红色加深；ⅲ中由于铁粉过量，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，120 min后c(Fe3＋)减小，平衡②逆向移动，溶液红色变浅。

的作用是除去过量的O2，防止O2将SO2的水溶液氧化。

同时O2也有可能将I－氧化成I2，I2继续氧化SO2，故去掉c消耗碘溶液会小于20.00 mL，使测定结果偏低。

(4)空气能将反应生成的SO2全部赶入d中，使测定结果准确。

(5)①从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿内壁，然后从下部放出，重复2～3次
②97.5%
20．PCl3是磷的常见氯化物，可用于半导体生产的外延、扩散工序。

有关物质的部分性质如下：熔点/℃沸点/℃密度/ g·mL－1其他
黄磷44.1 280.5 1.82 2P＋3Cl2(少量)=====
△
2PCl3；2P＋5Cl2(过量)=====
△
2PCl5
PCl3－112 75.5 1.574
遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成
POCl3
(一)制备
如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。

(1)仪器乙的名称是________；其中，与自来水进水管连接的接口编号是________。

(填“a”或“b”)
(2)实验室制备Cl2的离子方程式___________________________。

实验过程中，为减少PCl5的生成，应控制____________。

(3)碱石灰的作用：一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解，影响产品的纯度；二是_____________________________________________。

(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一段时间CO2排尽装置中的空气，其目的是________。

(二)分析
测定产品中PCl3纯度的方法如下：迅速称取4.100 g产品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入过量的0.100 0 mol·L－120.00 mL碘溶液，充分反应后再用0.100 0 mol·L
－1 Na
2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗12.00 mL Na2S2O3溶液。

已知：H3PO3＋H2O＋I2===H3PO4＋2HI；I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6；假设测定过程中没有其他反应。

(5)根据上述数据，该产品中PCl3(相对分子质量为137.5)的质量分数为________。

若滴定终点时俯视读数，则PCl3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(三)探究
(6)设计实验证明PCl3具有还原性：____________________________________
_____________________________________________________________。

(限选试剂有：蒸馏水、稀盐酸、碘水、淀粉)
(3)氯气有毒，污染空气，碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度，故答案为：碱石灰吸收多余氯气，防止污染空气；
(4)由于PCl 3遇O 2会生成POCl 3，遇水生成H 3PO 3和HCl ，通入一段时间的CO 2可以排尽装置中的空气，防止生成的PCl 3与空气中的O 2和水反应；通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与三氯化磷发生反应，故答案为：排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl 3反应； (5)0.100 0 mol·L －1
碘溶液20.00 mL 中含有碘单质的物质的量为：0.100 0 mol·L －1
×0.020 L ＝0.002 mol ，根据反应I 2＋2Na 2S 2O 3===2NaI ＋Na 2S 4O 6可知，与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为：0.002 mol －0.100 0 mol·L －1
×0.012 L×1/2＝0.001 4 mol ，再由H 3PO 3＋H 2O ＋I 2===H 3PO 4＋2HI 可知，25 mL 三氯化磷水解后的溶液中含有的H 3PO 3的物质的量为：n (H 3PO 3)＝
n (I 2)＝0.001 4 mol ，500 mL 该溶液中含有H 3PO 3的物质的量为：0.001 4 mol×500 mL/25 mL
＝0.028 mol ，所以4.100 g 产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.028 mol ，该产品中PCl 3的质量分数为：137.5 g/mol×0.028 mol 4.100 g ×100%≈93.9%；若滴定终点时俯视读数，读出的标
准液硫代硫酸钠溶液体积偏小，计算出的H 3PO 3消耗的碘单质的物质的量偏大，三氯化磷的物质的量偏大，三氯化磷的质量分数偏大，故答案为：93.9%；偏大；
答案 (1)产生无色气体 (2)①无水氯化钙 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D 中 使分解产生的气体全部进入装置C 和D 中 ②2CuCO 3·Cu(OH)2
(3)2CuSO 4＋2Na 2CO 3＋H 2O===CuCO 3·Cu(OH)2↓＋CO 2↑＋2Na 2SO 4 (4)Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2，相同体积的饱和Ba(OH)2溶液吸收CO 2的量更多(答案合理即可) (5)AB
25．某同学用Na 2SO 3粉末与浓H 2SO 4反应制备并收集SO 2，用盛有NaOH 溶液的烧杯吸收多余的SO 2，实验结束后烧杯中溶液无明显现象，现对其成分进行探究。

(1)仪器A 的名称是________，选择合适的仪器按气流方向连接组成的顺序是_______________________________________________________________。

(2)假设溶液中同时存在Na 2SO 3和NaOH ，设计实验方案，进行成分检验。

在下列空白处写出实验步骤、预期现象和结论。

仪器任选。

限选试剂：稀盐酸、稀硝酸、铁丝、铜丝、CaCl 2溶液、品红溶液、酚酞试液、甲基橙
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：____________________________ 焰呈黄色，证明原溶液中存在Na＋
步骤2：___________________________ ________，证明原溶液中存在大量的OH－
步骤3：另取少量原溶液于试管中，______ ________，证明原溶液中存在SO2－3
(3)若溶液中同时存在Na2SO3和NaHSO3，为了准确测定溶液的浓度，进行如下实验：
①原理：SO2－3＋I2＋H2O===SO2－4＋2I－＋2H＋
HSO－3＋I2＋H2O===SO2－4＋2I－＋3H＋
②步骤：准确量取10.00 mL溶液于锥形瓶中，滴加________作指示剂，用0.100 0 mol·L－1标准碘溶液滴定至终点时的现象是_____________________________，
读出此时消耗碘溶液的体积；再用0.200 0 mol·L－1NaOH溶液滴定生成的酸，读出消耗NaOH 溶液的体积再进行计算。

答案(1)分液漏斗①④③⑤
(2)
实验步骤预期现象和结论
步骤1：用洁净的铁丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上
灼烧
火焰呈黄色，证明原溶液中存在Na＋步骤2：取少量原溶液于试管中，加入过量CaCl2
溶液，充分反应后静置，取少量上层清液于试管中，向试管中滴加几滴酚酞试液，振荡溶液变为红色，证明原溶液中存在大量
的OH－
步骤3：另取少量原溶液于试管中，滴入几滴品红
溶液，再加入过量稀盐酸，振荡
品红溶液褪色，证明原溶液中存在SO2－3 (3)几滴淀粉溶液溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色
26．碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料，陶瓷工业着色剂，电子、磁性材料的添加剂。

利用以下装置测定碱式碳酸钴[Co x(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成。