1、1专题讲座四 加试第 30 题基本概念、基本理论综合1(2016浙江 4 月选考，30)氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。(1)以铁为催化剂，0.6 mol 氮气和 1.8 mol 氢气在恒温、容积恒定为 1 L 的密闭容器中反应生成氨气，20 min 后达到平衡，氮气的物质的量为 0.3 mol。在第 25 min 时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至 2 L 并保持恒容，体系达到平衡时 N2的总转化率为 38.2%，请画出从第 25 min 起 H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是_(填“增大” 、 “减少”或“
2、不变”)。(2)N 2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过 NH3和 NaClO 反应制得，写出该制备反应的化学方程式_。N 2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数 K11.010 6 ，则 0.01 molL1 N2H4水溶液的 pH 等于_(忽略 N2H4的二级电离和 H2O 的电离)。已知 298 K 和 101 kPa 条件下：N2(g)3H 2(g)=2NH3(g) H1 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H22H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H34NH3(g)O 2(g)=2N2H4(l)2H 2O(l) H4则 N2H4(l)的标准燃烧热 H_。(3)科学家改
3、进了 NO2转化为 HNO3的工艺(如虚框所示)，在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O 的质量比和 O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。 NH3 g NO g2NO2 g N2O4 l H2O l O2 g HNO3 aq实际操作中，应控制 N2O4/H2O 质量比高于 5.11，对此请给出合理解释_。答案(1)增大(2)2NH 3NaClO= =N2H4NaClH 2O 10 H2 H1 H432 12(3)2N2O42H 2OO 2=4HNO3，N 2O4/H2O 质量比等于 5.11 时恰好反应，高于 5.11 是为了提高 N2O4浓度，有利于平衡正向移动，得到高浓度的硝酸2(2015
4、浙江 10 月选考，30)由某精矿石(MCO 3ZCO3)可以制备单质 M，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇，取该矿石样品 1.84 g，高温灼烧至恒重，得到 0.96 g 仅含两种金属氧化物的固体，其中 m(M) m(Z)35，请回答：(1)该矿石的化学式为_。(2)以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质 M 和一种含氧酸盐(只含 Z、Si 和 O 元素，且 Z 和 Si 的物质的量之比为 21)。写出该反应的化学方程式_。单质 M 还可以通过电解熔融 MCl2得到，不能用电解 MCl2溶液的方法制备 M 的理由是_。(3)一定条件下，由 CO2
5、和 H2制备甲醇的过程中含有下列反应：反应 1：CO 2(g)H 2(g)CO(g) H 2O(g) H1反应 2：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) H2反应 3：CO 2(g)3H 2(g)CH 3OH(g)H 2O(g) H33其对应的平衡常数分别为 K1、 K2、 K3，它们随温度变化的曲线如图 1 所示。则 H2_(填“大于” 、 “小于”或“等于”) H3，理由是_。(4)在温度 T1时，使体积比为 31 的 H2和 CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。 T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图 2 所示；不改变其他条件，假定 t 时刻迅速降温到 T2，一段时间后体系重新达到
6、平衡。试在图中画出 t 时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。答案 (1)MgCO 3CaCO3(2)2MgO2CaOSi Ca2SiO42Mg= = = = =高 温 电解 MgCl2溶液时，阴极上 H 比 Mg2 容易得电子，电极反应式 2H2O2e = H22OH ，所以不能得到 Mg 单质(3)小于 由图 1 可知，随着温度升高， K1增大，则 H1 0，根据盖斯定律又得 H3 H1 H2，所以 H2” 、 ”0， S0，在任何情况下都不能自发进行(3)746.5 kJmol 1(4)反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大(5)2.14103解析 (1)X 的水溶液 p
7、H7，可推 X 为强酸弱碱盐，在一定条件下，SCl 2与 NH3完全反应生成 A 和淡黄色单质 B 和离子化合物 X。根据质子守恒可知 X 为 NH4Cl，B 为 S。18.4 g A隔绝空气加热得到 B 和气体单质 C，可推知 C 为 N2， m(N2) m(A) m(B)5.6 gn(A) n(S) n(N) 18.4 g184 gmol 1 12.8 g32 gmol 1 5.6 g14 gmol 10.1 mol0.4 mol0.4 mol144故 A 的化学式为 S4N4。SCl2与 NH3反应的化学方程式为 6SCl216NH 3 2S12NH 4ClS 4N4。= = = = =
8、一 定 条 件 (2)不能实现，因该反应 H0、 S0，故在任何条件下均不能自发进行。(3)对已知方程式进行变换：2NO(g)=N2(g)O 2(g) H1180.5 kJmol 12CO(g)=2C(s)O 2(g) H2221.0 kJmol 12C(s)2O 2(g)=2CO2(g) H3787 kJmol 1由盖斯定律，以上方程式相加，可得2NO(g)2CO(g)= =N2(g)2CO 2(g) H(180.5221.0787)kJmol 1 746.5 kJmol 1 。(4)曲线NO 的转化率随温度升高而增大是因为反应未达平衡之前反应正向进行，NO 的转化率随温度的升高不断增大。24(5)HNO2H NO 2K c H c NO 2c HNO2 c2 H c HNO2c(H ) molL1 2.1410 3 mol L1 。Kc HNO2 4.610 40.01
