2019年
热点题型十五 基本概念和理论综合
1.偏钒酸铵(NH4VO3)为白色或微黄色的晶体粉末,微溶于水和氨水,难溶于冷水。
(1)NH4VO3中V的化合价为 ;已知钒(V)的原子序数为23,试判断V元素是否为主族元素: (填“是”“否”或“无法判断”)。
(2)偏钒酸铵在常温下稳定,加热时易分解。它在空气中分解能得到V2O5,试写出偏钒酸铵分解的化学方程式: ,该反应属于 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
(3)五氧化二钒广泛应用于冶金、化工等行业,工业上常用铝热反应制取金属钒,该反应的化学方程式为 ,生成1 mol V,需转移的电子的物质的量为 mol。 (4)钒电池是一种活性物质呈循环流动液态的二次电池。某钒电池总反应为V①放电时钒电池的负极反应式为 。
②用该钒电池在铁制品上镀铜,铁制品应与电池的 (填“正极”或“负极”)相连。若电镀开始时两电极质量相等,电镀一段时间后,两电极质量之差为128 g,此时转移电子的物质的量为 。 2.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)已知:Ⅰ.2SO2(g) + O2(g)Ⅱ.2NO(g) + O2(g) 则反应NO2(g)+SO2(g)
2SO3(g)ΔH=-196.6 kJ· mol
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+V+2H
2++
VO+V+H2O。
2+3+
2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ· mol
SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ· mol。
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(2)①一定条件下,将NO2(g)与SO2(g)以体积比2∶1置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。 A.体系压强保持不变 B.混合气体颜色保持不变 C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO
②若测得上述反应达平衡时NO2与SO2的体积比为5∶1,则平衡常数K= 。 (3)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系
如图甲所示,该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
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(4)依据燃烧的反应原理,合成的甲醇可以设计成如图乙所示的原电池装置。 ①该电池工作时,OH向 (填“正”或“负”)极移动。 ②该电池正极的电极反应式为 。 3.在一恒容密闭容器中发生某化学反应:2A(g)
B(g)+C(g),在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在
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800 ℃进行,实验Ⅲ在850 ℃进行,B、C的初始浓度都为0,反应物A的浓度(mol·L)随时间(min)的变化如图所示。试回答下列问题:
(1)在800 ℃时该反应的化学平衡常数K= 。
(2)在实验Ⅰ中,反应在20~40 min内用A表示的平均化学反应速率为 。 (3)实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是 。
(4)根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推测降低温度,该反应平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,该反应的正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(5)与实验Ⅰ相比,若实验Ⅰ中的A的初始浓度改为0.8 mol·L,其他条件不变,则达到平衡时所需的时间 (填“大于”“等于”或“小于”)实验Ⅰ。 4.Ⅰ.已知反应Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-23.5 kJ· mol,该反应在1 000 ℃的平衡常数等
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于64。在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率= 。
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是 (填字母)。 a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂
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d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)请根据图示回答下列问题:
CH3OH(g)。
(3)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率:v(H2)=
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同投料比投入反应物,测得反应达到平衡时的有关信息如下表:
反应物的
容器 投入的反应物的量
转化率
甲 1 mol CO和2 mol H2 乙
1 mol CH3OH
α1 α2 α3
的浓度 c1 c2 c3
放出Q1kJ热量 吸收Q2 kJ热量 放出Q3 kJ热量
CH3OH
能量变化(Q1、Q2、Q3均大于0)
丙 2 mol CO和4 mol H2 则下列关系正确的是( )
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α1=α3 D.α1+α2=1
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答案精解精析
热点题型十五 基本概念和理论综合
1.答案 (1)+5价 否 (2)2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O 非氧化还原反应 6V+5Al2O3 5 V
3+
(3)3V2O5+10Al(4)①V-e
2+
-
②负极 2 mol
解析 (1)根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,计算得V的化合价为+5价。(2)根据已知产物与原子守恒写出反应的化学方程式:2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O,该反应中没有元素化合价的变化,故为非氧化还原反
6V+5Al2O3,
应。(3)铝热反应是金属氧化物与金属Al的反应,得到金属单质与Al2O3,化学方程式为3V2O5+10Al
反应中生成6 mol V转移电子的物质的量为30 mol,所以生成1 mol V转移的电子的物质的量为5 mol。(4)①由电池总反应可知放电时的负极反应为V-e反应为Cu+2e
2+
-2+
-
V;②电镀时镀件与原电池的负极相连;电镀时铁制品的电极
-
3+
Cu,铜电极的电极反应为Cu-2eCu,两电极质量之差为128 g,则铁制品质量增加64 g,
2+
铜电极质量减少64 g,转移2 mol电子。 2.答案 (1)-41.8 (2)①BD ②1.8 (3)<
(4)负 2H2O+O2+4e
-
4OH
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解析 (1)根据盖斯定律,×(Ⅰ-Ⅱ)得:NO2(g)+SO2(g)kJ· mol)=-41.8 kJ· mol。
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SO3(g)+NO(g),故ΔH=×(-196.6 kJ· mol+113.0
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(2)①A项,该反应是反应前后气体分子数不变的反应,故无论反应是否达到平衡状态,体系的压强均保持不变,故体系压强保持不变不能说明反应已达到平衡状态,错误;B项,若混合气体颜色保持不变,说明NO2的浓度不变,即反应已达平衡,正确;C项,SO3和NO都是生成物,化学计量数之比为1∶1,无论反应是否达到平衡,其物质的量之比都为1︰1,SO3和NO的体积比保持不变不能作为平衡状态的判断依据,错误;D项,生成NO和消耗SO3分别表示正反应和逆反应,正、逆反应速率相等可说明反应达到平衡状态,正确。
②设起始时二氧化硫体积为a L、二氧化氮体积为2a L,二氧化氮转化的体积为x L,则: