c. HX的还原性逐渐 d. HX的稳定性逐渐减弱
解析:(1)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以HX的生成反应是发热反应;
(2)HX属于共价化合物,H-X之间形成的化学键是极性共价键,因此HX的电子式是
;
(3)F、Cl、Br、I属于 ⅦA,同主族元素自上而下随着核电荷数的增大,原子核外电子层数逐渐增多,导致原子半径逐渐增大,因此原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,从而导致非金属性逐渐减弱,即这四种元素得到电子的能力逐渐减弱,所以H-F键的极性最强,H-I的极性最弱,因此HX共价键的极性由强到弱的顺序是HF、HCl、HBr、HI;
(4)卤素原子的最外层电子数均为7个,在反应中均易得到一个电子而达到8电子的稳定结构。而H原子最外层只有一个电子,在反应中也想得到一个电子而得到2电子的稳定结构,因此卤素单质与氢气化合时易通过一对共用电子对形成化合物HX; (5)同(3)
(6)K值越大,说明反应的正向程度越大,即转化率越高,a正确;反应的正向程度越小,说明生成物越不稳定,越易分解,因此选项d正确;而选项c、d与K的大小无直接联系。
答案:(1)发热 (2)
(3)HF、HCl、HBr、HI;
(4)卤素原子的最外层电子数均为7个
(5)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多 (6)a、d
14、(2011广东高考31,15分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图13所示。
(1)在0-30小时内,CH4的平均生成速率VI、VII和VIII从大到小的顺序为 ;反应开始后的12小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)该反应的△H=+206 kJ?mol-1。
①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知:CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ?mol-1 写出由CO2生成CO的热化学方程式 。
解析:本题考察化学反应速率的概念、计算及外界条件对反应速率对影响;反应热的概念和盖斯定律的计算;热化学方程式的书写;与化学平衡有关的计算;图像的识别和绘制。
(1)由图像可以看出,反应进行到30小时时,催化剂Ⅲ生成的甲烷最多,其次是催化剂Ⅱ,催化剂Ⅰ生成的甲烷最少。因此VI、VII和VIII从大到小的顺序为VIII>VII>VI>;同理由图像也可以看出,反应进行到12小时时,催化剂Ⅱ生成的甲烷最多,因此在第Ⅱ种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)①由热化学方程式可知,该反应是吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量,因此反
CO(g)+3H2(g)。
应过程中体系的能量变化图为。
(3)由热化学方程式①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H=+206 kJ?mol-1
②CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ?mol-1 ①-②得CO2(g)+3H2O(g) === CO(g)+3H2(g)+2O2(g) △H=+1008 kJ?mol-1
答案:(1)VIII>VII>VI>;Ⅱ
(2)① ②91%
(3)CO2(g)+3H2O(g) === CO(g)+3H2(g)+2O2(g) △H=+1008 kJ?mol-1 15.(2011山东高考28,14分)研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为 。利用反应6NO2+ 8NH3
催化剂 加热 7N5
+12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是 L。 (2)已知:2SO2(g)+O2(g)
2NO(g)+O2(g)
则反应NO2(g)+SO2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1 2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1 SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2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 molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K= 。 (3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为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下图所示。该反应ΔH 0(填“>”或“ <”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是 。
解析:(1)NO2溶于水生成NO和硝酸,反应的方程式是3NO2+H2O=NO+2HNO3;在反应6NO + 8NH3
催化剂 加热 7N5+12 H2O中NO2作氧化剂,化合价由反应前的+4价降低到反应后0价,因此当反应
中转移1.2mol电子时,消耗NO2的物质的量为
1.2mol?0.3mol,所以标准状况下的体积是40.3mol?22.4L/mol?6.72L。
(2)本题考察盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断以及平衡常数的计算。① 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-196.6 kJ·mol-1 ② 2NO(g)+O2(g)②-①即得出2NO2(g)+2SO2(g)
2NO2(g) ΔH2=-113.0 kJ·mol-1 。
2SO3(g)+2NO(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=-113.0 kJ·mol-1 +196.6
SO3(g)+NO(g)
kJ·mol-1=+83.6 kJ·mol-1。所以本题的正确答案是41.8;反应NO2(g)+SO2(g)
的特点体积不变的、吸热的可逆反应,因此a不能说明。颜色的深浅与气体的浓度大小有关,而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体,所以混合气体颜色保持不变时即说明NO2的浓度不再发生变化,因此b可以说明;SO3和NO是生成物,因此在任何情况下二者的体积比总是满足1:1,c不能说明;SO3和NO2一个作为生成物,一个作为反应物,因此在任何情况下每消耗1 mol SO3的同时必然会生成1 molNO2,因此d也不能说明;设NO2的物质的量为1mol,则SO2的物质的量为2mol,参加反应的NO2的物质的量为xmol。
(3)由图像可知在相同的压强下,温度越高CO平衡转化率越低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应;实际生产条件的选择既要考虑反应的特点、反应的速率和转化率,还要考虑生产设备和生产成本。由图像可知在1.3×104kPa左右时,CO的转化率已经很高,如果继续增加压强CO的转化率增加不大,但对生产设备和生产成本的要求却增加,所以选择该生产条件。
答案:(1)3NO2+H2O=NO+2HNO3;6.72 (2)-41.8;b;8/3;
(3)< 在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高,如果增加压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失。
16.(2011重庆,14分)臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。
(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是___________和_________。(填分子式)
(2)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如题29表所示。已知:O3
的起始浓度为0.0216 mol/L。
①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是___________. ②在30°C、pH=4.0条件下,O3的分解速率为__________ mol/(L·min)。
③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为______.(填字母代号) a. 40°C、pH=3.0 b. 10°C、pH=4.0 c. 30°C、pH=7.0