第三章 水溶液中的离子反应与平衡 阶段性测试考案-【成才之路】2022-2023学年高中新教材化学选择性必修1同步学习指导(人教版2019)

▲ １０９ ▲ ▲ １１０ ▲ 各 ａ ｍｏｌꎬ理论上产生 ＣＯ 的物质的量为 ａ ｍｏｌꎬ根据表中数据以及选择性 的定义ꎬ有 ０. ６５ ＝ ｎ(ＣＯ) ａ ０. ９８ ꎬ推出ｎ(ＣＯ) ＝ ａ × ０. ６５ × ０. ９８ ｍｏｌꎬ即 ｃ(ＣＯ) ＝ ａ × ０. ６５ × ０. ９８ Ｖ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎮ ２０. (１)任意温度下都能自发ꎬ是因为 ΔＨ < ０ꎬΔＳ > ０　 (２)①６. ７ × １０３ ｍｏｌ － １ 􀅰Ｌ　 ②８８％ 　 (３)①Ｃ　 ②ＢＤＦ (３)③ (４)ＨＳ － ＋ ４Ｈ２Ｏ２ 􀪅􀪅ＳＯ２ －４ ＋ ４Ｈ２Ｏ ＋ Ｈ ＋ 　 Ｓ ＋ ３Ｈ２Ｏ２ 􀪅􀪅ＳＯ２ －４ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋２Ｈ ＋ 解析:(１)由实验室制备 ＳＯ２ 的热化学方程式知ꎬΔＨ < ０ꎬΔＳ > ０ꎬ结合 ΔＧ ＝ ΔＨ － ＴΔＳ < ０ 反应可自发进行知ꎬ该反应在任意温度下均可自发进行ꎮ (２)①由题给平衡时反应器中各反应物的浓度知ꎬ该反应的平衡常数 Ｋ ＝ ｃ２(ＳＯ３) ｃ２(ＳＯ２)􀅰ｃ(Ｏ２) ＝ (４.４ ×１０ －２ ｍｏｌ􀅰Ｌ －１)２ (６.０ ×１０ －３ｍｏｌ􀅰Ｌ －１)２ ×８.０ ×１０ －３ｍｏｌ􀅰Ｌ －１ ≈６. ７ × １０３ ｍｏｌ － １􀅰Ｌꎮ ②平衡时 ｎ消耗(ＳＯ２) ＝ ｎ生成(ＳＯ３) ＝ ｎ平衡(ＳＯ３)ꎬ 故充入的 ｎ ( ＳＯ２ ) ＝ ｎ平衡 ( ＳＯ２ ) ＋ ｎ平衡 ( ＳＯ３ )ꎬ ＳＯ２ 的平衡转化率为 ｎ消耗(ＳＯ２) ｎ平衡(ＳＯ２) ＋ ｎ平衡(ＳＯ３) × １００％ ＝ ４. ４ ×１０ －２ｍｏｌ􀅰Ｌ －１ ４. ４ ×１０ －２ ｍｏｌ􀅰Ｌ －１ ＋６. ０ ×１０ －３ ｍｏｌ􀅰Ｌ －１ ×１００％ ＝８８％ ꎮ (３)①工业上将 ＳＯ２ 氧化为 ＳＯ３ 在常压条件下的转化率已经较高ꎬ故不 需要采用高压条件ꎬＡ 错误ꎻ进入接触室之前的气体需进行净化处理ꎬ避 免杂质使催化剂中毒ꎬ使催化剂活性降低甚至失活ꎬＢ 错误ꎻ通入过量空 气ꎬ增大反应物 Ｏ２ 的浓度ꎬ使反应正向进行ꎬ可提高含硫矿石和 ＳＯ２ 的转 化率ꎬＣ 正确ꎻ吸收塔吸收 ＳＯ３ 时用 ９８％ 的浓硫酸吸收ꎬ可避免形成酸雾ꎬ 同时能提高吸收效率ꎬＤ 错误ꎮ ②ＳＯ２ 氧化为 ＳＯ３ 的反应为放热反应ꎬ为 避免温度过高使催化剂的活性降低甚至失活ꎬ反应过程中需进行热交换 处理ꎬ降低体系的温度ꎬ结合图 ２ 可知ꎬ降温的过程为 ｂ１ →ａ２、ｂ２ →ａ３、ｂ３ →ａ４ꎬ故图 ２ 所示进程中表示热交换过程的是 ＢＤＦꎮ ③由于正反应是放 热反应ꎬ随温度的升高ꎬ平衡转化率降低ꎻ相同转化率时ꎬ因为要考虑反应 温度和催化剂的活性对反应速率的影响ꎬ故反应所需的最适宜温度应低 于此时达平衡时所需温度ꎬ由此可得反应转化率与最适宜温度的关系(曲 线Ⅰ)和平衡转化率与温度的关系(曲线Ⅱ)图ꎮ (４)由“在 Ｎａ２Ｓ—Ｈ２ＳＯ４—Ｈ２Ｏ２ 溶液体系中”和题给反应进程中 ｐＨ 由大 →小→大周期性变化ꎬ说明 Ｈ ＋ 浓度在变化ꎬ结合“体系由澄清→浑浊→ 澄清的周期性变化”与方程式Ⅲ可知ꎬ溶液变浑浊是由于生成 Ｓꎬ再变澄 清是由于 Ｓ 被消耗ꎬ方程式Ⅰ消耗 Ｈ ＋ ꎬ方程式Ⅱ得到 Ｈ ＋ ꎬ方程式Ⅲ得到 Ｓ、方程式Ⅳ应消耗 Ｓꎬ并得到 Ｈ ＋ ꎬ故反应的离子方程式为①ＨＳ － ＋ ４Ｈ２Ｏ２ 􀪅􀪅ＳＯ２ －４ ＋ ４Ｈ２Ｏ ＋ Ｈ ＋ ꎻ②Ｓ ＋３Ｈ２Ｏ２ 􀪅􀪅ＳＯ２ －４ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋２Ｈ ＋ ꎮ 考案(三) １. Ｂ　 草木灰的主要成分是碳酸钾ꎬ碳酸钾水解使溶液显碱性ꎬ油污在碱性条 件下易被除去ꎬ与盐类水解有关ꎬＡ 错误ꎻ铝与氢氧化钠溶液反应生成氢 气ꎬ增大管道内气压用于疏通下水道ꎬ与盐类水解无关ꎬＢ 正确ꎻ铵根离子、 锌离子水解ꎬ有 Ｈ ＋ 生成ꎬ使溶液显酸性ꎬＨ ＋ 与铁锈反应ꎬ能起到除锈的作 用ꎬ与盐类水解有关ꎬＣ 错误ꎻ在加热的条件下ꎬＴｉＣｌ４ 水解得ＴｉＯ２ 􀅰ｘＨ２Ｏ 和 ＨＣｌꎬ反应的化学方程式为ＴｉＣｌ４ ＋ ( ｘ ＋ ２) Ｈ２Ｏ 􀪅􀪅ＴｉＯ２ 􀅰ｘＨ２Ｏ↓ ＋ ４ＨＣｌꎬ最后焙烧得到ＴｉＯ２ꎬ与盐类水解有关ꎬＤ 错误ꎮ ２. Ｄ　 将 ｐＨ ＝ １２ 的 ＢＯＨ 溶液稀释 １０ 倍ꎬ测得 ｐＨ > １１ꎬ说明稀释促进了 ＢＯＨ 的电离ꎬ说明 ＢＯＨ 部分电离ꎬ能证明 ＢＯＨ 是弱电解质ꎬＡ 正确ꎻ常温下ꎬ ０. １ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １一元强碱溶液中 ｃ(ＯＨ － ) ＝ ０. １ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬ０. １ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ ＢＯＨ 溶液中ｃ(ＯＨ － ) < ０. １ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬ说明 ＢＯＨ 不完全电离ꎬＢＯＨ 是弱 碱