综合题解题方法与策略
1.甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
ΔH3=-41.2 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)则反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)反应②达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有________(填字母,下同)。
A.加入CH3OH B.升高温度
C.增大压强 D.移出H2O
E.使用催化剂
(3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有________。
A.H2和CO2的浓度之比为3∶1
B.单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C===O
C.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
D.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
E.绝热体系中,体系的温度保持不变
(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
①该反应ΔH________(填“>”“ 正移
②25% ③0.5
2.银及其化合物在制造钱币、电子电器等方面用途广泛。
(1)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,AgCl溶于氨水:AgCl+2NH3 [Ag(NH3)2]++Cl-,平衡常数为K1。室温时,AgCl(s)的溶解度与氨水的起始浓度关系如图1所示。
①若氨水起始浓度c(NH3)=2.0 mol·L-1,AgCl在氨水中达到溶解平衡时,c平衡(NH3)=________。
②反应Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K2=________(只需列出计算式,不要求得出计算结果)。
(2)Ag+和Fe2+在溶液中可发生反应。室温时,向初始浓度为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)2溶液中加入AgNO3固体,溶液中Fe3+的平衡浓度随c(Ag+)的变化关系如图2所示。
①由图2可知,溶液中c(Ag+)增大,Fe2+的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该反应的平衡常数K=________(保留三位有效数字)。
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②如图3所示装置中,闭合开关K,立即能观察到的实验现象是____________________________________________________________,
石墨为电池的________极,理由是______________________________。
(2)①随着Ag+浓度增大,Fe3+浓度增大,即Ag+把Fe2+氧化为Fe3+,Ag+浓度增大,反应Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)的平衡向正反应方向移动,Fe2+的平衡转化率增大。A点对应的c(Ag+)=1.0 mol·L-1、c(Fe3+)=0.076 mol·L-1,据此可推出:c(Fe2+)=0.1 mol·L-1-0.076 mol·L-1=0.024 mol·L-1,该反应的平衡常数K==≈3.17。②该题考查考生在新情境中能够利用Qc与K的关系判断反应进行的方向。Qc==>3.17,故反应Fe2+(aq)+Ag+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)的平衡向逆反应方向移动,此时Fe3+作氧化剂,石墨电极为正极,银被氧化,银电极为负极;闭合开关K立即能观察到的实验现象是电流表指针发生偏转。
4.氨和二氧化碳都是重要的化工原料。
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Ⅰ.氨在农业、化工和国防上意义重大。
(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1=+a kJ·mol-1
②4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH2=-b kJ·mol-1
a、b均大于0,则反应4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)的ΔH3=________ kJ·mol-1(用a、b表示)。
(2)工业上用氨催化氧化法制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH”、“c(N2H4),同时c(N2H)>c(N2H),应控制溶液pH的范围为________(用含a、b的式子表示)。
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答案 (1)+175.2 kJ·mol-1
(2)①BC ②
③66.7%(或) T3
(4)b H2O+2e-===H2↑+O2-
15.NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2SO3+NO,某研究小组对此进行相关实验探究。
(1)硝酸厂向大气中排放NO2造成的环境问题是_____________________________________。
(2)为了减少SO2的排放,将含SO2的烟气通过洗涤剂X,充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸,既可以回收SO2,同时又可得到化肥。上述洗涤剂X可以是________(填序号)。
a.Ca(OH)2 b.K2CO3
c.Na2SO3 d.NH3·H2O
(3)实验中,尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2时,发生的反应为2NO2+2OH-===NO+NO+H2
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O,反应中形成的化学键是________(填化学键的类型)。用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为________________________________________________。
(4)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
则NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=________。
(5)在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率。部分实验结果如图所示:
①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是_________________________________________________________________
____________________________________________________________;
②若A点对应实验中,SO2(g)的起始浓度为c0 mol·L-1,经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率v(NO2)=________ mol·L-1·min-1;
③图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,通过计算判断TC________TD(填“>”“=”或“