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12.碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2molCO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=-a kJ•mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
(1)能说明该反应已达平衡状态的是AB.(选填编号)
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
(2)计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20.(保留两位有效数字).若改变条件C(填选项),可使K=1.
A.增大压强   B.增大反应物浓度  C.降低温度  D.升高温度   E.加入催化剂
(3)将2.4g碳在足量氧气中燃烧,所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中所含离子浓度由大到小为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).

分析 (1)平衡状态的标志可以两个方两去判断,一、是看正逆反应速是否相等,二是各组分的浓度和分数是否随时间的改变而改变;也可以抓住未平衡时是个变量,现在不变说明已经达到平衡状态了,来解决问题;
(2)用三行式来求平衡时的各组分浓度,然后代入平衡常数表达式求解,要注意代入平衡常数表达式是平衡浓度,平衡常数是温度的函数,温度变平衡常数才变,到底如何变,还要看反应的热效应;
(3)2.4g碳是0.2mol,燃烧生成0.2molCO2,与0.3molNaOH反应的化学方程式为:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,生成0.1molNa2CO3、0.1molNaHCO3,在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中,碳酸根离子水解大于碳酸氢根离子的水解,水解使溶液显碱性,以此来解答.

解答 解:(1)未平衡时是个变量,现在不变说明已经达到平衡状态了,
A.未平衡CO2的体积分数是个变化的量,现在混合气体CO2的体积分数保持不变,说明已经平衡了,故A正确;
B.未平衡时混合气体的平均相对分子质量是个变化的量,现在不随时间的变化而变化,说明已经达平衡状态,故B正确;
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,向正方向,同时生成0.4mol H2O,也向正方向,不能反映正逆反应之间的关系,故C错误;
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变,不能说明各自的量不再随时间的变化而变化,故D错误;
故选AB;
(2)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
初始(mol/L) 1        1.5        0        0
变化(mol/L) 0.25     0.75      0.25    0.25
平衡(mol/L) 0.75     0.75     0.25     0.25
所以 K=$\frac{0.25×0.25}{0.75×0.75{\;}^{3}}$=0.20,
而平衡常数是温度的函数,只有通过改变温度来改变平衡常数,正反应量放热反应,降低温度,K值变大,变化为1,
故答案为:0.20;C;
(3)2.4g碳是0.2mol,燃烧生成0.2molCO2,与100mL 3.0mol/L即含有0.3molNaOH反应的化学方程式为:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,生成0.1molNa2CO3、0.1molNaHCO3,在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中,c(Na+)最大,碳酸根离子水解大于碳酸氢根离子的水解,则c(HCO3-)>c(CO32-),水解使溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),显性离子大于隐性离子,所以c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),即离子浓度大小为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).

点评 本题考查平衡状态的判断、化学平衡的计算、离子浓度大小比较,做题时注意把握影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算,比较离子浓度大小时应掌握溶液的成分,题目难度中等.

练习册系列答案
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11.题目科学家经过数学计算后,认为可能存在H3分子,1996年科学家在宇宙中发现了H3分子.假定,这三个氢原子的成键情况完全相同,则H3的几何形状应是正三角形;如果只有两个氢原子的成键情况相同,则H3的几何形状应是线型.

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3.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,同温度下涉及如下反应:
a、2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)△H1<0       其平衡常数为K1
b、2NO2(g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+ClNO(g)△H2<0     其平衡常数为K2
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)△H3的平衡常数K=$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$(用K1、K2表示).△H3=2H2-△H1(用△H1、△H2表示).
(2)为研究不同条件对反应a的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应a达到平衡.测得10min内υ(ClNO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,则平衡后n(Cl2)=0.025mol,NO的转化率α1=75%.其它条件保持不变,反应a在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率为α2,α1<α2(填“>”“<”或“=”),平衡常数K1不变(填“增大”“减小”或“不变”).若要使K1减小,可采用的措施是升高温度.

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20.一定温度下,将3mol A气体和1mol B气体通人一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)?xC(g).请填写下列空白:
(1)若容器体积固定为2L,反应2min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L.
①x=2;
②4min后,C的浓度小于0.8mol/L (填“大于”、“等于”或“小于”);
③已知平衡混合物中C的体积分数为25%,则A的转化率为40%;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量分别为a、b、c,它们之间应该满足的关系式为n(A)+1.5n(C)=3、n(B)+0.5n(C)=1;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入6mol A气体和2mol B气体.

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7.(1)用 18mol/L 硫酸配制 100mL 1.0mol/L 的硫酸.若实验仪器有:
A.100mL 量筒B.托盘天平C.玻璃棒   D.50mL 容量瓶  E.10mL 量筒
F.胶头滴管   G.50mL 烧杯  H.100mL 容量瓶
实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号):EGCHF.
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是BCE(填写编号).
A.使用容量瓶前检查其是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线 2cm~3cm 处,用胶头滴管滴加蒸馏水到刻度线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线 2cm~3cm 处,用胶头滴管滴加蒸馏水到刻度线
E.盖好瓶盖,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
(3)浓 H2SO4 稀释时应该将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌.
(4)若实验遇到下列情况,对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响?(填写“偏高”、“偏低”或“不变”)
①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中:偏高.
②容量瓶中原有少量蒸馏水:不变.
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17.氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用.
(1)某课外学习小组欲制备少量NO气体,写出铁粉与足量稀硝酸反应制备NO的离子方程式:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O.
(2)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g)△H1=+44.0kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+229.3kJ•mol-1
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4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H4
则△H4=-2317kJ•mol-1
(3)磷及部分重要化合物的相互转化如右图所示.
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,反应在1300℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是用于造渣(CaSiO3),焦炭的作用是做还原剂.
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗,根据步骤Ⅱ可判断,1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为0.05mol
③步骤Ⅲ中,反应物的比例不同可获得不同的产物,除Ca3(PO42外可能的产物还有CaHPO4、Ca(H2PO42

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.将某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶胶内,开始时产生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,则该溶液是(  )
A.2mol/L的H2SO4溶液B.2mol/L的NaOH溶液
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1.称为酸雨的雨水的pH值范围是(  )
A.小于7B.小于5.6C.大于5.6D.小于0

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