14．(2010·太原十中月考題)有人設(shè)計(jì)了如下圖所示的甲醇(methanol)合成工藝：

其中，①為甲烷氣源，壓強(qiáng)250.0 kPa，溫度25 ℃，流速55.0 m³·s^－1。②為水蒸氣源，壓強(qiáng)200.0　 kPa，溫度150 ℃，流速150.0 m³·s^－1。合成氣(含有兩種還原性氣體)和剩余反應(yīng)物的混合物經(jīng)管路③進(jìn)入25 ℃的冷凝器(condenser)，冷凝物由管路⑤流出。在B中合成的甲醇和剩余反應(yīng)物的混合物經(jīng)⑥進(jìn)入25 ℃的冷凝器，甲醇冷凝后經(jīng)管路⑦流出，其密度為0.791 g·mL^－1。(已知：理想氣體狀態(tài)方程pV＝nRT，其中p為壓強(qiáng)，單位Pa，V為體積，單位m³，R為常數(shù)8.314，T為溫度，單位K。)

(1)分別寫出在步驟A和步驟B中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式。

(2)假定：所有氣體皆為理想氣體，在步驟A和B中完全轉(zhuǎn)化，氣液在冷凝器中完全分離，計(jì)算經(jīng)步驟A和步驟B后，在一秒鐘內(nèi)剩余物的物質(zhì)的量。

解析：(1)由合成所得的兩種氣體都具有還原性，且它們是由甲烷與水反應(yīng)所得，可知這兩種氣體分別為CO(g)、H₂(g)；(2)由于壓強(qiáng)是常壓，不能直接利用體積進(jìn)行計(jì)算，得將體積換算成對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量，但又是在非標(biāo)況下的氣體，因此應(yīng)利用題目所給的理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算。

答案：(1)CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)(一定條件)

CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)(一定條件)

(2)由pV＝nRT變形得：n＝pV/(RT)

故1秒鐘內(nèi)n(CH₄)＝(250.0×10³×55.0)/(8.314×298)＝5.55×10³(mol)

n[H₂O(g)]＝(200.0×10³×150.0)/(8.314×423)＝8.53×10³(mol)

經(jīng)步驟A后在③中過(guò)量的n[H₂O(g)]＝(8.53×10³－5.55×10³) mol＝2.98×10³ mol，在步驟A中生成的CO和H₂的物質(zhì)的量之比為1∶3，而在步驟B中消耗的CO和H₂的物質(zhì)的量之比為1∶2，故經(jīng)步驟B后剩余的H₂為5.55×10³ mol。

13．(2010·模擬題)鉀是一種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)；ΔH＞0

各物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系見(jiàn)下表：

(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為_(kāi)_____，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)在制取鉀的過(guò)程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是________________________________________________________________________。

解析：(1)依題意知鈉與氯化鉀的反應(yīng)為可逆反應(yīng)Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)；ΔH＞0，若及時(shí)將反應(yīng)混合物中的鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)分離出去，從而使平衡向生成鉀的方向移動(dòng)，顯然溫度的選擇應(yīng)高于鉀的沸點(diǎn)而低于鈉的沸點(diǎn)，即分離鉀的最低溫度為770 ℃，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于890 ℃。

(2)由所給反應(yīng)的特點(diǎn)知：降低壓強(qiáng)可使所給反應(yīng)向右移動(dòng)，有利于提高原料的利用率；另外反應(yīng)吸熱，升高溫度，使所給平衡向右移動(dòng)，也有利于提高原料利用率，但溫度過(guò)高會(huì)使鈉也變成蒸氣逸出，既可使所得產(chǎn)品不純，也不利于原料的充分利用。

答案：(1)770 ℃　890 ℃　(2)降低壓強(qiáng)或移去鉀蒸氣，適當(dāng)升高溫度

12．(2010·模擬題)Ⅰ.(1)合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)工業(yè)和國(guó)防工業(yè)具有重　

要意義。工業(yè)合成氨生產(chǎn)示意圖如右圖所示。

①X的化學(xué)式為_(kāi)_______；

②圖中條件選定的主要原因是(選填字母序號(hào))________；

A．溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響

B．鐵觸媒在該溫度時(shí)活性最大

C．工業(yè)生產(chǎn)受動(dòng)力、材料、設(shè)備等條件的限制

③改變反應(yīng)條件，會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。

如下圖表示隨條件改變，氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)；當(dāng)橫坐標(biāo)為　

壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是　　(選填字母序號(hào))；當(dāng)橫坐標(biāo)為

溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是　　(選填字母序號(hào))。

(2)常溫下氨氣極易溶于水，其水溶液可以導(dǎo)電。

①用方程式表示氨氣溶于水的過(guò)程中存在的可逆反應(yīng)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②氨水中水電離出的c(OH-)　　10-7 mol·L-1(填寫“>”、“<”或“=”)。

③將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到小依次為_(kāi)_______________________________________________________________________。

(3)氨氣具有還原性，在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應(yīng)生成A和B。A為銨鹽，B在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài)。在此反應(yīng)中，若每反應(yīng)1體積氨氣，同時(shí)反應(yīng)0.75體積氟氣；若每反應(yīng)8.96 L氨氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，同時(shí)生成0.3 mol A。

①寫出氨氣和氟氣反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________；

②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成1　 mol B，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。

Ⅱ.為了防止鐵制品生銹，可對(duì)其表面進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理：把鐵制品浸入熱的NaNO₂、NaNO₃、NaOH混合溶液中，使它的表面氧化成一層致密的Fe₃O₄氧化膜。發(fā)生的反應(yīng)可表示如下：

①3Fe+NaNO₂+5NaOH3Na₂FeO₂+NH₃+H₂O

②8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O===4Na₂Fe₂O₄+3NH₃

③Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂OFe₃O₄+4NaOH

某研究小組發(fā)現(xiàn)，若上述熱的混合溶液中NaOH的含量太少，氧化膜的厚度就太薄；若NaOH的含量太多，氧化膜的厚度也太薄。請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋發(fā)生這種現(xiàn)象的原因。

解析：Ⅰ.要準(zhǔn)確理解工業(yè)合成氨適宜條件的選擇。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)要求產(chǎn)量高，而產(chǎn)量由生產(chǎn)周期(速率問(wèn)題)和產(chǎn)率(平衡問(wèn)題)共同決定。還要考慮成本，故(1)②選BC。對(duì)(3)，F(xiàn)₂與NH₃反應(yīng)，氮的化合價(jià)必然升高，產(chǎn)物可能為N₂：2NH₃+3F₂===N₂+6HF，也可能為NF₃(由8e^－穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的需要決定其組成)：4NH₃+3F₂NF₃+3NH₄F，由題中數(shù)據(jù)確定為后者。

答案：Ⅰ.(1)①NH₃�、贐C�、�c　a　

(2)①NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺+OH^－ ②<　③c(Cl^－)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(OH^－)

　(3)①4NH₃+3F₂NF₃+3NH₄F�、�6

Ⅱ.反應(yīng)①、③是可逆反應(yīng)，反應(yīng)②是不可逆反應(yīng)，當(dāng)NaOH含量較少時(shí)，使反應(yīng)①生成的Na₂FeO₂及反應(yīng)②生成的Na₂Fe₂O₄的質(zhì)量都較少，致使反應(yīng)③生成的Fe₃O₄的質(zhì)量也少，氧化膜的厚度就薄。當(dāng)NaOH含量太多時(shí)，盡管反應(yīng)①、②生成的Na₂FeO₂及Na₂Fe₂O₄的質(zhì)量增加，但太多的NaOH又會(huì)使反應(yīng)③的化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)果使生成的Fe₃O₄的質(zhì)量變小，氧化膜的厚度也變薄。由此可見(jiàn)，鐵制品進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理時(shí)，NaOH的含量是控制氧化膜厚度的重要因素之一。

11．四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸氣在t ℃、p kPa時(shí)，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣)，吸收了a kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：________________________________________________________________________。

(2)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來(lái)，并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋�環(huán)利用，同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃�。�?qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取該措施的理由：________________________________________________________________________。

(3)當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí)，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成________L氨氣。(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)

(4)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為COH₂NNH₂，請(qǐng)寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：①____________________；②__________________。

解析：本題以四川的天然氣資源合成氨為依托，綜合考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、利用化學(xué)方程式(關(guān)系式)進(jìn)行計(jì)算和同分異構(gòu)體的書寫等知識(shí)。著重考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力和利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，這是今后命題的方向。

(1)因0.5 mol甲烷與0.5 mol 水蒸氣完全反應(yīng)生成一氧化碳和H₂吸收了a kJ熱量，則1 mol甲烷與1 mol水蒸氣反應(yīng)需吸收2a kJ的熱量，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

CH₄(g)+H₂O(g) 　　　　　　CO(g)+3H₂(g)；ΔH＝+2a kJ·mol^－1。

(2)N₂與H₂合成NH₃的反應(yīng)(N₂+3H₂2NH₃)是一個(gè)可逆反應(yīng)，在該反

應(yīng)中，補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃庥欣�于增大反�?yīng)速率，分離氨和補(bǔ)充氮?dú)馀c氫氣都有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，同時(shí)循環(huán)利用可以提高原料利用率節(jié)約原料。

(3)由CH₄+2H₂O　　　　　　 CO₂+4H₂的方程式和合成氨的方程式可以推出如下關(guān)系：CH₄-4H₂-NH₃，由此關(guān)系式可以求得

V(NH₃)＝5.6 L×10⁷×75%×＝1.12×10⁸ L。

(4)因所寫同分異構(gòu)體需含有碳氧雙鍵，根據(jù)價(jià)鍵理論結(jié)合尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式很容易寫出其

同分異構(gòu)體為

答案：(1)CH₄(g)+H₂O(g)　　　　　　 CO(g)+3H₂(g)；ΔH＝2a kJ/mol　(2)及時(shí)分離NH₃及補(bǔ)充N₂和H₂，都為了增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；補(bǔ)充N₂和H₂還能增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率

(3)1.12×10⁸ L　(4)

10．某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：A(g)+xB(g) 2C(g)，達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如下圖所示，下列說(shuō)法中正確的是　　　 　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．30 min時(shí)降低溫度，40 min時(shí)升高溫度

B．8 min前A的平均反應(yīng)速率為0.08 mol·(L·s)^－1

C．反應(yīng)方程式中的x＝1，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D．20 min-40 min間該反應(yīng)的平衡常數(shù)均為4

解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)。從圖中看出，x＝1,30 min時(shí)，正逆反應(yīng)速率同時(shí)下降，但平衡沒(méi)有移動(dòng)，說(shuō)明是降低壓強(qiáng)，40 min時(shí)，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明是升高溫度，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；8 min前Δc(A)＝0.64 mol·L^－1，則Δv(A)＝＝0.08 mol·(L·min)^－1，B選項(xiàng)單位錯(cuò)誤。

答案：D

9．(2010·模擬題)氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ)，在某催化劑　

作用下只發(fā)生主反應(yīng)①和副反應(yīng)②：

4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g)；

ΔH＝－905 kJ/mol　 ①，　

4NH₃(g)+3O₂(g) 2N₂(g)+6H₂O(g)；

ΔH＝－1 268 kJ/mol�、凇７磻�(yīng)①、②的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度

的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是　　　　　　 (　)

A．工業(yè)上進(jìn)行氨催化氧化生成NO時(shí)，溫度應(yīng)控制在780-840℃

之間

B．工業(yè)上采用物料比n(O₂)/n(NH₃)在1.7-2.0，主要是為了提高反應(yīng)速率

C．在加壓的條件下生產(chǎn)能力可提高5-6倍，是因?yàn)榧訅嚎商岣咿D(zhuǎn)化率

D．氮?dú)庋趸癁镹O的熱化學(xué)方程式為：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)；ΔH＝+363 kJ/mol

解析：工業(yè)上進(jìn)行氨催化氧化生成NO時(shí)，溫度控制在780-840℃之間時(shí)NO的產(chǎn)率最高，故選項(xiàng)A說(shuō)法正確；工業(yè)上采用物料比n(O₂)/n(NH₃)在1.7-2.0，目的是提高NH₃的轉(zhuǎn)化率；加壓可提高生產(chǎn)能力，是因?yàn)樘岣吡朔磻?yīng)速率；由蓋斯定律知N₂(g)+O₂(g)2NO(g)；ΔH＝+181.5 kJ/mol

答案：A

8．(2010·沈陽(yáng)市五校聯(lián)考題)600℃時(shí)，在一密閉容器中，將二氧　

化硫和氧氣混合發(fā)生反應(yīng)：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)；

ΔH＜0。反應(yīng)過(guò)程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量變化如圖，下列

說(shuō)法不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．反應(yīng)從0 min開(kāi)始，到第一次平衡時(shí)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率

為40%

B．反應(yīng)進(jìn)行到10 min至15 min的曲線變化可能是升高了溫

度

C．反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí)，曲線發(fā)生變化是因?yàn)橥ㄈ肓搜鯕?/p>

D．在15-20 min；25-30 min內(nèi)時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

解析：圖象的縱坐標(biāo)表示的是物質(zhì)的量、橫坐標(biāo)表示的是時(shí)間。根據(jù)曲線變化趨勢(shì)可知開(kāi)始時(shí)只有SO₂、O₂，第一次平衡為15-20 min，第二次平衡為25-30 min，故D正確；第一次平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率為0.04/0.2＝0.2，故A錯(cuò)；在10 min時(shí)反應(yīng)突然加快，這可能是升高溫度或增大壓強(qiáng)，故B正確；在20 min時(shí)只有氧氣的量突然增加，故C正確。

答案：A

7．(2010·模擬題)在一定溫度和壓強(qiáng)下，下列各可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)

平衡狀態(tài)，各反應(yīng)有如圖所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

(1)N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)；ΔH＜0(曲線Ⅰ)

(2)H₂(g)+I₂(g) 2HI(g)；ΔH＞0(曲線Ⅱ)

(3)2SO₃(g) 2SO₂(g)+O₂(g)；ΔH＞0(曲線Ⅲ)

則圖象中y軸可以表示　　　　　　 　　　　　　　　　 　　 (　)

①平衡混合氣中一種生成物的體積分?jǐn)?shù)�、谄胶饣旌蠚庵幸环N反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)　③平衡混合氣中一種生成物的產(chǎn)率�、芷胶饣旌蠚庵幸环N反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

A．①②③　 　　　B．①②④　 　　　C．①③④ 　　　D．②③④

解析：本題主要考查化學(xué)平衡知識(shí)。反應(yīng)(1)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大時(shí)，平衡正向移動(dòng)，平衡混合氣中一種反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)減小，不符合題意。其他反應(yīng)可類似分析。

答案：C

6．(2010·模擬題)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組探究在其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)反應(yīng)：

2A(g)+B(g) 2C(g)；ΔH<0化學(xué)平衡的影響，得到的變化規(guī)律如圖所示(已知圖中p表示壓強(qiáng)，且p₂>p₁；T表示溫度，且T₂>T₁；n表示物質(zhì)的量，v表示反應(yīng)速率)。由此可判斷下列圖象不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

解析：因反應(yīng)是正方向氣體體積減小的放熱反應(yīng)，故在同溫下加壓平衡右移，A的平衡轉(zhuǎn)化率增大，A正確；升溫平衡左移，使產(chǎn)物C的物質(zhì)的量減小，但溫度越高，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡所用時(shí)間越少，B正確；加壓平衡右移，應(yīng)是v_正>v_逆，C不正確；升溫平衡左移，平衡混合物的總物質(zhì)的量變大，而氣體總質(zhì)量不變，根據(jù)＝m/n可知溫度越高，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量越小，D正確。

答案：C

5．(2010·模擬題)已知可逆反應(yīng)aA+bBcC中，物質(zhì)的含量A%　

和C%隨溫度的變化曲線如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　)

A．該反應(yīng)在T₁、T₃時(shí)達(dá)到過(guò)化學(xué)平衡

B．該反應(yīng)在T₂時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡

C．升高溫度，平衡會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng)

D．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

解析：根據(jù)圖象分析可知T₂前生成物C的含量隨溫度的升高而增大，T₂后隨溫度的升高而降低，所以T₂時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，因此該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

答案：B