上海市虹口区三年（2020-2022）年高考化学模拟题分题型分层汇编-02化学反应原理（基础提升题）考试试卷

上海市虹口区三年（2020-2022）年高考化学模拟题分题型分层汇编-02化学反应原理（基础提升题）
一、填空题
1．（2022·上海虹口·统考二模）CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气，在“碳中和”的时代背景下，该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空：
(1)某温度下，在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol，则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下，研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响，部分数据如下所示。
序号 加热温度/℃ 反应物气体流量/L min-1 n(CH4)∶n(CO2) α/% η/%
ⅰ 700 4 2∶2 49.0 42.0
ⅱ 800 4 2∶2 79.6 52.2
ⅲ 800 6 3∶3 64.2 61.9
ⅳ 800 6 2∶4 81.1 41.6
已知储能效率η=Qchem/Qi，其中，Qchem是通过化学反应吸收的热量，Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号)，可得出结论：气体流量越大，CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高，结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
二、实验题
2．（2022·上海虹口·统考二模）氮化铬(CrN)是一种良好的耐磨材料，实验室可用如下装置进行模拟制备(省略夹持装置)：
Ⅰ.完成下列填空：
(1)干燥的NH3可选用以下装置制得，相应的连接顺序可以是_______→_______→_______(选填端口字母编号)。_______
Ⅱ.固体X可用无水氯化铬(CrCl3)固体，主要反应为NH3+CrCl3CrN+3HCl。
(2)无水氯化铬具有很强的吸水性，通常形成晶体CrCl3·6H2O。直接加热脱水往往得到Cr2O3，有关反应的化学方程式为_______。以氯化铬晶体制备无水氯化铬的方法是_______。
(3)实际进行实验时，发现上述装置存在一个缺陷，会导致危险，请简要说明。_______
Ⅲ.固体X也可用Cr2O3固体。通入NH3时先将氧化物还原为金属单质，然后金属单质与另一产物化合得到CrN，这些过程几乎同时进行。
(4)写出NH3与Cr2O3发生氧化还原反应的化学方程式：_______。
(5)CrN产品中含有Cr2N杂质，可利用如下方法进行纯度测定：取样品14.380g在空气中充分加热至反应完全，剩余固体全为Cr2O3，质量为16.720g。样品中CrN与Cr2N的物质的量之比为_______。
(6)证明样品已反应完全的操作名称是_______；若加热时长不足，则最终测定CrN的纯度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
三、原理综合题
3．（2022·上海虹口·统考一模）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题，处理再利用有多种方法。回答下列问题：
Ⅰ．热分解法
反应原理为，在体积为的恒容密闭容器中充入气体，测得不同温度下分解反应的转化率与时间的关系曲线如下图所示：
(1)写出反应的平衡常数表达式_______。
(2)该反应的ΔH _______0(选填“>”、“＜”或“=”)。
(3)温度为时，当混合气体的_______、_______不变时，可证明反应已达平衡状态。
(4)温度为时，反应从开始到P点时，用表示的平均化学反应速率_______。
(5)某温度时，向体积不等的恒容容器中加入等量，反应相同时间后，测得各容器中的转化率与容器体积关系如图所示。之后，的转化率下降的原因是_______。
Ⅱ．活性炭吸附氧化法
可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化，其反应原理如下图所示。
(6)该方法的总反应方程式为_______。
(7)其他条件不变时，水膜的酸碱性与厚度会影响的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜，的去除率增大，可能的原因是_______。
②若水膜过厚，的去除率降低的原因是_______。
4．（2022·上海虹口·统考模拟预测）氮氧化物()的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染问题，其与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，发生反应：。
完成下列填空：
(1)该反应的平衡常数表达式___________。
(2)①若反应在恒容密闭容器中进行，能说明该反应已达到平衡状态的是___________(选填编号)。
a． b．和NO的物质的量之和保持不变
c．混合气体密度保持不变 d．
上述反应可以视作分两步进行：
(i)……
(ii)
②反应i的化学方程式可能是___________。反应ii中反应物化学键总能量___________生成物化学键总能量(填“高于”“低于”或“等于”)。
(3)保持恒温条件，将充入不同容积的密闭容器中进行反应ii，充分反应达到平衡后，反应物的转化率与容器容积及不同温度的关系如下图所示：
①图中的关系为___(填“＞”“＜”或“=”)；A、B、C各自对应化学平衡常数大小关系是___。
②若从起始到处于A点状态共经过，该时间段内化学反应速率___。
工业中利用新型催化剂M催化氦气与NO反应生成，从而去除NO的影响： ,相同时间内，NO的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示。
(4)在范围内随着温度的升高，NO的去除率上升的原因可能是(任写一点)：___。
5．（2022·上海·统考一模）CO2是一种廉价的碳资源，综合利用CO2对构建低碳社会有重要意义。完成下列填空：
I.工业生产中可以以CO2与H2为原料制备清洁能源甲醇：
(1)该反应的平衡常数表达式为___________。
(2)一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生上述反应，下列能判断该反应达到平衡状态的是___________(选填编号)。
a.容器中的压强不再改变 b.混合气体的密度不再改变
c. d.与的物质的量之比保持不变
(3)将和按下表所示加入到两个体积均为的恒容密闭容器中，进行反应并达到平衡(已知)：
实验组 温度/℃ 起始量/ 平衡量/ 达到平衡所需时间/min
1 1 3 0.8
2 1 3 0.7
①实验1中以表示的到达平衡时的平均反应速率为___________。
②该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。以下为的平衡转化率随某一物理量变化的曲线图，则横坐标x表示的物理量除压强外，还可以是___________(任意写一种)。
II.有人提出把富含CO2的空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后也可变为甲醇，流程如下：
(4)用离子方程式表示碳酸钾溶液呈碱性的原因：___________。吸收池溶液中，所有离子浓度间一定存在关系___________=___________。
(5)上述流程中采取的能够降低成本的主要措施是___________。
6．（2021·上海虹口·统考二模）NaClO2是一种高效氧化剂和优质漂白剂，一种“二氧化氯泡腾片”有效成分为NaClO2、NaHCO3、NaHSO4，该泡腾片能快速溶于水，产生大量气泡，得到ClO2溶液。完成下列填空：
(1)“二氧化氯泡腾片”使用过程中产生ClO2的反应为：_______ClO+_______ _______→_______Cl- + _______ClO2 + _______H2O
完成并配平上述化学方程式，标出电子转移方向与数目______;氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(2)“二氧化氯泡腾片”使用过程中“产生大量气泡”的离子方程式为：_______。
(3)常温下，向20 mL某新制氯水中逐滴滴入相同物质的量浓度的氢氧化钠溶液，pH变化与加入NaOH溶液体积关系(不考虑HClO分解)如图所示。
i.①→②过程中，水的电离程度的变化是_______。
ii.用离子方程式表示点③所示溶液中存在的水解平衡： _______。
iii.在②点所示溶液中，用“>、<或 =”判断下列关系：
V1_______ 40 mL；c(Cl-) _______ c(ClO-) +c(HClO)。
7．（2021·上海虹口·统考一模）研究CO、NOx、SO2等的处理方法对环境保护有重要意义。利用催化技术可将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g).已知在不同大小的恒容密闭容器中，分别投入相同物质的量的NO与CO发生上述反应，达到平衡时NO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
完成下列填空：
(1).该反应属于___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2).P1___________P2(填“＜”“>”或“=”)；a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是___________。
(3).上述反应达到平衡时，下列各项叙述正确的是___________(选填编号)；
a.容器内压强保持不变
b.反应物不再转化为生成物
c.反应物NO的物质的量浓度保持不变
d.反应速率之比存在关系：2v(CO2)生成 = v(N2)消耗
(4).若容器容积为100 L，起始投入NO和CO的物质的量均为0.1 mol，达到a点平衡状态所需的时间为5min。则这段时间内反应速率v(N2) = ___________。
(5).(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气。已知常温下(NH4)2SO3溶液呈弱碱性，请解释原因：___________。
(6).常温下，相同物质的量浓度的(NH4)2SO3溶液与(NH4)2SO4溶液中，c(NH)较大的是___________溶液。
(7).SO2用pH相同、体积相同的三种碱：①氨水；②NaOH；③Ba(OH)2来吸收，吸收SO2的量由大到小的顺序为___________(用编号表示)。
8．（2020·上海虹口·统考二模）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。完成下列填空：
合成氨工业中：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q(Q＞0)，其化学平衡常数K与温度t的关系如表：
t/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
(1)试比较K1、K2的大小，K1 ________K2（填写“＞”、“=”或“＜”）
(2) 400℃时，反应2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)的化学平衡常数的值为_____________。
当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3 mol/L和2 mol/L、1 mol/L时，则该反应υ(N2)(正) ___________υ(N2)(逆)（填写“＞”、“=”或“＜”）
(3)在密闭恒容的容器中，下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是____________。
a．υ(N2)（正）=3υ (H2)（逆） b．混合气体的密度保持不变
c．容器内压强保持不变 d．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
(4)化工生产为做到又“快”又“多”采用多种方法，试写出两项合成氨工业中为实现“多”所采取的措施：__________________________，__________________________。
(5)0.1 mol/L的(NH4)2SO4水溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_____________________，在该溶液中加入少量明矾固体，溶液中NH4+的浓度_______（填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是_________________________________________________________。
(6)如图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和 CO反应的热化学方程式 _____________________________________________。
四、结构与性质
9．（2022·上海·统考二模）锗、锡、铅均属于ⅣA族元素，它们的单质与化合物广泛应用于生活的各个领域。
Ⅰ.完成下列填空：
(1)锗元素原子核外能量最高的电子有_______个，它们运动所形成的电子云形状为_______形。
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似，在常温常压下是具有刺激性气味的无色有毒气体。从结构角度比较GeH4与CH4沸点高低并说明理由_______。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性，主要是因为GeH4与NH3反应生成了和_______(填化学式)两种离子。
Ⅱ.三水锡酸钠(Na2SnO3·3H2O)是一种易溶于水的无色晶体，露置在空气中会逐渐转化成Na2CO3和Sn(OH)4。
(3)常温下，相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液，前者pH_______(填“大于”“小于”或“等于”)后者。
(4)写出三水锡酸钠露置在空气中发生反应的化学方程式_______。
Ⅲ.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、、。当总含铅量一定时，各形态铅的百分比(α)与溶液pH变化的关系如图所示。
(5)Pb(NO3)2溶液中，_______2(填“＞”“=”或“＜”)；往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外，还有_______(填微粒符号)。
(6)科学家发现一种新型脱铅剂DH，能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为：2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+。则脱铅时最合适的pH约为_______(选填编号)。
a．4～5 b．6～7 c．8～10 d．12～14
10．（2021·上海虹口·统考二模）镁元素在自然界分布广泛，是人体的必需元素之一。工业上可用硅热法(Pidgeon法)冶炼镁，以煅白(CaO·MgO，M = 96 g/mol)为原料与硅铁(含硅75%)混合置于密闭还原炉，1200℃下发生反应：2(CaO·MgO)(s) + Si(s) Ca2SiO4 (l)+2Mg(g)；完成下列填空：
(1)已知还原性Mg > Si，上述反应仍能发生的原因是_______。
(2)由图推测上述反应正向为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)若还原炉体积不变，能证明上述反应达到平衡的是_______(选填序号)。
a.平衡常数到达最大值
b.反应物不再转化为生成物
c.炉内Ca2SiO4与CaO·MgO的质量比保持不变
d.单位时间内，n(CaO·MgO)消耗 ：n(Ca2SiO4)生成 = 2：1
(4)平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则达到新平衡时Mg(g)的浓度将_______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(5)若还原炉容积为400 m3，原料中煅白质量为9600 kg，5小时后，测得煅白的转化率为50%，计算这段时间内Mg的生成速率 _______mol/(L·h)。
(6)工业上也可用电解法来制备镁。相关化合物的熔点如表所示：
MgCl2 MgO
熔点/℃ 712 2850
①镁原子核外有_______种能量不同的电子，它们的运动状态有_______种。
②MgCl2的电子式为_______；
③判断工业上应选择MgCl2还是MgO作为电解原料并说明理由_______
试卷第10页，共11页
试卷第1页，共11页
参考答案：
1．(1) 0.125mol/(L·min) 逆向
(2)CH4-CO2重整反应是吸热反应，在生成CO、H2等气体燃料同时也将高温废热转化为化学能，而气体燃料燃烧又能将热能释放出来，从而实现储能
(3) ii和iii 越低
(4)在1min内，实验iii通入甲烷3L，实际转化3x0.642=1.926L，而实验iv通入甲烷2L，实际转化2x0.811=1.622L，因此iii中参与反应的甲烷的量大于iv，通过化学反应吸收的热量Qchem更多，当设备加热功率Qi不变时，储能效率更高
【分析】（1）根据平衡的三段式进行计算，并结合反应速率的公式和平衡常数公式计算，并比较浓度商和平衡常数的大小确定平衡的移动方向。
（2）根据反应热分析该反应为储能。
（3）根据表中数据分析，改变气体流量的实验组别和实验结论。
【详解】（1） CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0某温度下，在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为 =0.125mol/(L·min)，平衡常数的值为 = 。达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol，则Qc= ，化学平衡逆向移动。
（2）CH4-CO2重整反应是吸热反应，在生成CO、H2等气体燃料同时也将高温废热转化为化学能，而气体燃料燃烧又能将热能释放出来，从而实现储能，故用用CH4-CO2重整反应进行储能。
（3）对比实验ii和iii是改变气体流量，根据表中数据分析，可以得出结论：气体流量越大，CH4转化率越低。
（4）实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高，但在1min内，实验iii通入甲烷3L，实际转化3x0.642=1.926L，而实验iv通入甲烷2L，实际转化2x0.811=1.622L，因此iii中参与反应的甲烷的量大于iv，通过化学反应吸收的热量Qchem更多，当设备加热功率Qi不变时，储能效率更高。
2．(1)b→e→f
(2) 2CrCl3·6H2OCr2O3+6HCl↑+9H2O 通HCl气流加热
(3)制备NH3装置易堵塞，引发爆炸
(4)Cr2O3+2NH32Cr+N2+3H2O
(5)20:1
(6) 恒重操作 偏大
【分析】氨气是一种碱性气体，能与浓硫酸反应生成硫酸铵，能被无水CaCl2吸收，从而转化为CaCl2 8NH3，所以氨气只能用碱石灰干燥。
(1)
NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，二者遇冷又化合为NH4Cl，所以不能用NH4Cl热分解制氨气。由分析可知，只能用碱石灰干燥NH3，则相应的连接顺序可以是b→e→f。答案为：b→e→f；
(2)
CrCl3·6H2O直接加热脱水往往得到Cr2O3，化学方程式为2CrCl3·6H2OCr2O3+6HCl↑+9H2O，所以由氯化铬晶体制备无水氯化铬时，应设法抑制水解反应的发生，从方程式提供的信息看，方法是通HCl气流加热。答案为：2CrCl3·6H2OCr2O3+6HCl↑+9H2O；通HCl气流加热；
(3)
因为氨易液化，实际进行实验时，液氨会引起制气装置的堵塞，从而导致危险，简要说明为：制备NH3装置易堵塞，引发爆炸。答案为：制备NH3装置易堵塞，引发爆炸；
(4)
NH3与Cr2O3发生氧化还原反应时，生成两种单质为Cr和N2，化学方程式：Cr2O3+2NH32Cr+N2+3H2O。答案为：Cr2O3+2NH32Cr+N2+3H2O；
(5)
设产品中CrN的物质的量为x，Cr2N的物质的量为y，则可建立如下等量关系式：
66x+118y=14.38……①、x+2y=……②，解方程可得：x=0.2mol，y=0.01mol。从而得出样品中CrN与Cr2N的物质的量之比为0.2:0.01=20:1。答案为：20:1；
(6)
证明样品已反应完全时，只需看继续加热前后固体的质量是否改变，所以操作名称是恒重操作；若加热时长不足，则CrN和Cr2N没有完全转化为Cr2O3，加热后固体的质量必然小于16.720g，含Cr物质的量小于0.22mol，由此算出的y值偏小，x值偏大，所以最终测定CrN的纯度将偏大。答案为：恒重操作；偏大。
【点睛】在分析加热时长不够产生的误差时，可得出x+2y＜0.22，代入解方程，便可求出y＜0.01mol，x＞0.2mol。
3．(1)
(2)>
(3) 压强 平均相对分子质量
(4)0.032 mol/(L·s)
(5)反应未达到平衡，压强越小，反应速率越慢，消耗H2S的量减小
(6)2H2S+O2=2S↓+2H2O
(7) 水膜中的氢硫酸存在如下平衡：H2SHS—+H+，OH—浓度增大，溶液中H+浓度减小，平衡右移，H2S消耗量增大 若水膜过厚，活性炭表面的溶解氧浓度减小，产生的O减少
【详解】（1）由方程式可知，反应的平衡常数表达式为，故答案为：；
（2）由图可知，T1时反应最先达到平衡说明反应温度最大，硫化氢的转化率最大说明升高温度，平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，反应ΔH大于0，故答案为：>；
（3）该反应为气体体积增大的反应，反应中混合气体的压强增大，则混合气体的压强不变时说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡；由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应为气体体积增大的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量减小，则混合气体的平均相对分子质量不变时说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故答案为：压强；平均相对分子质量；
（4）由图可知，温度为T3条件下，1.25s时硫化氢的转化率为20%，则由方程式可知，反应从开始到P点时，氢气的反应速率为=0.032 mol/(L·s)，故答案为：0.032 mol/(L·s)；
（5）化学平衡是反应的最大限度，则容器体积为Vn时反应达到平衡，容器体积小于Vn时，反应未达到平衡，容器的体积越大，反应速率越慢，消耗硫化氢的量越小，所以硫化氢的转化率下降，故答案为：反应未达到平衡，压强越小，反应速率越慢，消耗H2S的量减小；
（6）由图可知，活性炭表面表面发生的反应为水膜中硫化氢与氧气反应生成硫和水，反应的化学方程式为2H2S+O2=2S↓+2H2O，故答案为：2H2S+O2=2S↓+2H2O；
（7）①水膜中的氢硫酸存在如下平衡：H2SHS-+H+，增大活性炭表面的水膜pH，溶液中氢氧根离子浓度增大，中和氢离子浓度增大，平衡右移，硫化氢的消耗量增大，所以去除率增大，故答案为：水膜中的氢硫酸存在如下平衡：H2SHS-+H+，OH-浓度增大，溶液中H+浓度减小，平衡右移，H2S消耗量增大；
②若水膜过厚，活性炭表面的溶解氧浓度减小，产生的氧原子的量减少，消耗氢硫酸根的量减小，导致硫化氢的去除率降低，故答案为：若水膜过厚，活性炭表面的溶解氧浓度减小，产生的O减少。
4．(1)
(2) bc 高于
(3) ＜
(4)反应未达平衡，温度升高，反应速率加快
【分析】根据反应可判断化学平衡常数K的表达式；判断化学平衡状态的直接标志：正反应速率=逆反应速率，各组分浓度不再改变，以及以此为基础衍生出来的标志如压强不再改变，混合气体的密度不再改变、气体的颜色不再变化等等，以此来解析；
【详解】（1）根据化学反应4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，可知反应的化学平衡常数K= ；
（2）①a．v(NO2)=2v(NO)没有指明正反应速率，所以不能说明达到平衡状态，a不符合题意；
b．根据反应可知NO2和NO的物质的量之和为一个变量，当它保持不变时，说明达到平衡状态，b不符合题意；
c．恒容密闭容器，体积不变，但是反应前后气体的质量变化，混合气体密度为一个变量，混合气体密度保持不变时，能说明达到平衡状态，c符合题意；
d．c(NO2)：c(NO)：c(Cl2)=4：2：1，不能说明达到平衡状态，d不符合题意；
故选bc。
②已知(ⅲ)4NO2+2NaCl 2NaNO3+2NO+Cl2，(ii)2ClNO 2NO+Cl2，根据元素守恒可知，=i=2NO2+NaCl NaNO3+ClNO；由题中信息可知反应(ii)为吸热反应，反应ii中反应物化学键总能量高于生成物化学键总能量；
（3）①反应(ii)为放热反应，升温平衡逆向移动，温度越高转化率越低，根据图象可知T2对应的转化率高，所以T1KA=KB；
②设反应从起始到处于A点状态共经过10min，ClNO反应xmol，则
=0.4，解得x=0.4，该时间段内化学反应速率v(NO)== =0.04mol/(L·min)；
（4）在50~150℃范围内随着温度的升高，NO的去除率上升的原因为反应的温度低，反应慢，反应未达平衡，温度升高，反应速率加快；
5．(1)
(2)ad
(3) 放热 二氧化碳的浓度
(4) 碳酸钾属于强碱弱酸盐，碳酸根离子水解显碱性 c(K+) c(CO)+c(HCO )+c(H2CO3)。
(5)循环利用碳酸钾溶液
【解析】(1)
工业生产中以CO2与H2为原料制备清洁能源甲醇的反应方程式为： ，该反应的平衡常数表达式为，故答案：。
(2)
a．根据反应可知，两边计量数不等，所以容器中的压强不再改变 ，说明反应达到平衡，故a正确；
b．因为是在固定容积的密闭容器中发生，反应物、生成物都是气体，所以混合气体的密度不再改变，不能作为判断该反应达到平衡状态的标志，故b错误；
c．当正逆反应速率相等时，即当反应达到平衡状态，故c错误；
d．与的物质的量之比保持不变，说明反应浓度不再改变，所以反应达到平衡状态了，故d正确；
故答案：ad。
(3)
①根据反应，结合实验1可知，达到平衡时水的速率v(H2O)= ，则 =3 v(H2O)= ，故答案：。
②因为，T2时该反应达到平衡时，甲醇的浓度降低了，所以该反应是放热反应。由图可知，随x增大，的平衡转化率增加，根据，且该反应为放热反应可知，x可能是增大压强，也可能是增加二氧化碳的浓度，故答案：放热；二氧化碳的浓度。
(4)
碳酸钾属于强碱弱酸盐，碳酸根离子水解显碱性，所以碳酸钾溶液呈碱性。吸收为池为碳酸钾溶液，通入含有二氧化碳的空气，能发生反应生成碳酸氢钾，在碳酸氢钾溶液中，根据无聊守恒，所有离子浓度间一定存在关系c(K+)=c(CO)+c(HCO )+c(H2CO3)。故答案：碳酸钾属于强碱弱酸盐，碳酸根离子水解显碱性；c(K+)；c(CO)+c(HCO )+c(H2CO3)。
(5)
把富含二氧化碳的空气吹入碳酸钾溶液，碳酸钾会吸收空气中二氧化碳气体，得到碳酸氢钾溶液，在高温水蒸气中碳酸氢钾分解生成碳酸钾，二氧化碳和水，目的是富集二氧化碳，进入合成塔，通入氢气在一定温度压强下反应生成甲醇；剩余的碳酸钾溶液可以循环利用，能够达到降低成本的作用。故答案：循环利用碳酸钾溶液。
6． 1:4 H++HCO→H2O+CO2↑ 变大 ClO-+H2O HClO +OH- < =
【详解】(1)根据化合价变化，NaClO2中+3价的Cl发生歧化反应，化合价升高1生成ClO2中+4价的Cl，必然有NaClO2中+3价的Cl化合价降低4，生成稳定价态-1价；根据得失电子守恒，配平离子方程式：5ClO+4H+→1Cl- +4ClO2+2H2O，标出电子转移方向与数目：，氧化剂对应还原产物Cl-，还原剂对应氧化产物ClO2，两者的物质的量之比为1:4；
(2)“二氧化氯泡腾片”含有NaHCO3，离子方程式为：H++HCO→H2O+CO2↑；
(3)i. ①→②过程中，溶液的HClO的浓度逐渐变小，对水的电离抑制越来越小，生成NaClO越来越多，水的电离程度的逐渐变大，
ii. 点③溶质是NaOH、NaClO，次氯酸根能发生水解，水解离子方程式为：ClO-+H2O HClO +OH-；
iii. 若NaOH和HClO恰好完全反应生成NaClO，次氯酸根能发生水解导致溶液呈碱性，而②点的pH=7，则含有部分HClO剩余，则V1<40mL；②点所示溶液中溶质为NaCl、NaClO、NaCl，根据氯元素守恒：c(Cl-)=c(HClO)+ c(ClO-)。
7． 放热反应 < Ka>Kb = Kc ac 5×10-5 mol/(L·min) (NH4)2SO3溶液中存在NH与SO的水解，NH水解呈酸性，SO水解呈碱性，且前者水解程度小于后者，溶液呈碱性 (NH4)2SO4 ①>②=③
【详解】(1)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，由图可知，升高温度，一氧化氮的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，则该反应属于放热反应，故答案为：放热；
(2)该反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化氮转化率增大，由图可知，相同温度时，P1条件下一氧化氮转化率小于P2，则P1< P2；温度越高，放热反应的化学平衡常数越小，由图可知，a、b、c三点的温度关系为aKb = Kc，故答案为：<；故答案为：Ka>Kb = Kc；
(3)a. 该反应为气体体积减小的反应，反应达到平衡时，容器内压强保持不变，故正确；
b.化学平衡是动态平衡，反应达到平衡时，反应物的消耗量和生成量相同，还是再转化为生成物，故错误；
c. 反应达到平衡时，反应物的消耗量和生成量相同，则反应物NO的物质的量浓度保持不变，故正确；
d.由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，反应达到平衡时，反应速率之比存在关系为v(CO2)生成 =2 v(N2)消耗，故错误；
ac正确，故答案为：ac；
(4)由图可知，a点时一氧化氮的转化率为50%，则平衡时生成氮气的物质的量为0.1 mol×50%×=0.025mol，这段时间内反应速率v(N2) ==5×10-5 mol/(L·min)，故答案为：5×10-5 mol/(L·min)；
(5)亚硫酸铵是弱酸弱碱盐，亚硫酸氢根和铵根离子在溶液中均水解，铵根离子水解使溶液呈酸性，亚硫酸根离子水解使溶液呈碱性，铵根离子的水解程度小于亚硫酸根，导致溶液呈弱碱性，故答案为：(NH4)2SO3溶液中存在NH与SO的水解，NH水解呈酸性，SO水解呈碱性，且前者水解程度小于后者，溶液呈碱性；
(6)亚硫酸铵是弱酸弱碱盐，溶液中亚硫酸根离子促进铵根离子的水解，硫酸铵是强酸弱碱盐，溶液中硫酸根离子对铵根离子水解无影响，所以常温下，相同物质的量浓度的亚硫酸铵溶液与硫酸铵溶液中，硫酸铵溶液中铵根离子浓度较大，故答案为：(NH4)2SO4；
(7)pH相同、体积相同的三种碱溶液中，氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液中氢氧根离子的物质的量相同，中和能力相同，一水合氨是弱碱，在溶液中部分电离，完全电离出的氢氧根离子的物质的量大于氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液，中和能力也大于氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液，则吸收SO2的量由大到小的顺序为①>②=③，故答案为：①>②=③。
8． ＞ 2 ＞ c 采用20MPa~50MPa高压 及时将产物液化除去 c(NH4+)> c(SO42-)> c(H+)> c(OH-) 增大 NH4+ 水解呈酸性，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) + 234kJ/mol
【详解】(1)合成氨N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q(Q＞0)，正向为放热反应，随温度升高平衡逆向移动，平衡常数K值减小，故K1 ＞K2；
(2) 400℃时，N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，平衡常数K=0.5，则2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ，平衡常数为==2；当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3 mol/L和2 mol/L、1 mol/L时，Qc===＜K，反应正向进行，故υ(N2)(正) ＞υ(N2)(逆) ；
(3)在密闭恒容的容器中，a．υ(N2)（正）=3υ (H2)（逆），不同物质表示的正逆速率不等于化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，a不选；b．混合气体的密度=，混合气体的质量守恒m是定量，恒容容器，混合气体的密度始终是个定值，故混合气体的密度保持不变，不能说明反应达到平衡状态，b不选；c．同温同压下，容器内的压强与气体的物质的量呈正比，该反应正向是气体分子数目减小方向，则气体的物质的量是个变化量，压强是个变量，当压强保持不变，说明反应达到平衡状态，c选；d．各物质的物质的量浓度保持不变可以作判断依据，N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2，各物质的浓度比等于化学计量数之比不能说明达到平衡，d不选；故能作为合成氨反应达到平衡的依据的选c；
(4)合成氨工业中为实现“多”是提高氨的产率，可以从平衡移动角度考虑，适当增大压强，平衡正向移动，适当降低反应的温度，平衡正向移动，及时将氨气液化分离出该体系，平衡正向移动，均可以提高反应物的转化率而提高氨产率； 故所采取的措施：采用20MPa~50MPa高压，及时将产物液化分离；
(5)0.1 mol/L的(NH4)2SO4水溶液中NH4+发生水解溶液显酸性，由于水解是微弱的，c(NH4+)约为c(SO42-)的两倍，故各离子浓度由大到小的顺序是c(NH4+)> c(SO42-)> c(H+)> c(OH-)；在该溶液中加入少量明矾固体，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大；
(6)根据反应进程能量图，该反应为放热反应，且放出热值为368kJ/mol-134kJ/mol=234kJ/mol，NO2和 CO反应的热化学方程式：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) + 234kJ/mol。
【点睛】判断反应进行的方向应用Qc和K的相对大小，若Qc＜K，反应正向进行；若Qc＞K，反应逆向进行；若Qc=K，反应保持平衡状态。物理量是个变量才可以作平衡的判定依据，若始终保持不变，不能做判定反应是否达到平衡的依据。
9．(1) 2 纺锤
(2) GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体，结构相似，GeH4相对分子质量大，范德华力强，沸点高
(3)大于
(4)Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O
(5) ＞ Pb2+、Pb(OH)+、H+
(6)a
【解析】（1）
锗为第4周期第ⅣA族元素，其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，能量最高的电子为4p电子，共有2个，它们运动所形成的电子云形状为纺锤形。答案为：2；纺锤；
（2）
氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似，都形成分子晶体，沸点与相对分子质量成正比，所以从结构角度比较GeH4与CH4，可得出GeH4沸点高。理由是：GeH4与CH4都是分子晶体，结构相似，GeH4相对分子质量大，范德华力强，沸点高。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性，则应发生反应生成离子，从而得出主要是因为GeH4与NH3反应生成了和两种离子。答案为：GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体，结构相似，GeH4相对分子质量大，范德华力强，沸点高；；
（3）
Sn与C是同主族元素，从上到下，非金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱，则常温下，相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液，前者pH大于后者。答案为：大于；
（4）
由上面分析可知，Sn(OH)4的酸性比H2CO3弱，所以三水锡酸钠露置在空气中，会与CO2、水发生反应，化学方程式：Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O。答案为：Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O；
（5）
从图中可以看出，pH=8时，铅以Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2的形式存在，则往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外，还有Pb2+、Pb(OH)+、H+。答案为：＞；Pb2+、Pb(OH)+、H+；
（6）
从图中可以看出，pH＜6时，铅元素全部以Pb2+的形式存在，此时溶液中加入DH，发生反应为：2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+，铅的脱除率最高，所以脱铅时最合适的pH约为4～5 ，故选a。答案为：a。
【点睛】酸与盐发生反应时，通常发生复分解反应，且满足强酸制弱酸的原理。
10． 该反应条件下，镁为气体，从反应体系逸出，使平衡不断正向移动 吸热 c 不变 0.025mol/(L·h) 4 12 选择MgCl2，原因是MgCl2熔点低，能耗小
【详解】(1)1200℃时发生反应为2(CaO MgO)(s)+Si(s) Ca2SiO4 (l)+2Mg(g)，此时镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，使得化学反应能发生；
(2)由图象可知，温度越高，Mg的产率增大，说明升高温度平衡正移，所以正方向为吸热方向；
(3)a．平衡常数到达最大值，不能证明正逆反应速率相等，故错误；
b．化学平衡是动态平衡，反应物不再转化为生成物，则是证明反应结束的，故错误；
c．炉内Ca2SiO4与CaO MgO的质量比保持不变，达到了平衡，故正确；
d．单位时间内，n(CaO MgO)消耗：n(Ca2SiO4)生成=2：1，不能证明正逆反应速率相等，故错误；
故选c；
(4)因为该反应的K=C2(Mg)，平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则温度没变所以K不变，所以新平衡时Mg(g)的浓度不变；
(5)发生反应为：2(CaO MgO)(s)+Si(s) Ca2SiO4 (l)+2Mg(g)，由关系式，解得m=1.2t，n=50000mol，这段时间Mg的生成速率v=50000mol÷(400×103)L÷5h=0.025 mol/(L h)；
(6)①Mg原子核外有几个能级填充电子，则有几种能量不同的电子，Mg原子核外填充的电子为1s、2s、2p、3s能级电子，所以有4种能量不同的电子，它们的运动状态有12种；
②MgCl2是离子化合物，电子式为；
③氧化镁熔点比氯化镁熔点高，熔融离子晶体要消耗能源，从而增加成本，为减少成本，所以用熔融氯化镁冶炼镁。
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