专题02 化学反应速率和化学平衡（考题猜想）（8大题型）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（沪科版2020必修第二册）

专题02 化学反应速率和化学平衡 题型一 化学反应速率的定义及表示方法 题型二 影响化学反应速率的因素 题型三 可逆反应的特点及应用 题型四 化学平衡状态的判断 题型五 化学平衡的移动 题型六 工业制硫酸的原理及生产过程 题型七 硫酸工业中热能的利用 题型八 硫酸工业中三废处理及绿色化学 题型一 化学反应速率的定义及表示方法 【例1-1】下列说法不正确的是（ ） A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 C．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 D．若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指在1 s内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L 【例1-2】反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的 量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为 （ ） A．v(NH3)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.001 mol·L－1·s－1 C．v(NO)＝0.001 mol·L－1·s－1 D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1 【例1-3】一定条件下，在体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应：4A(g)＋5B(g)4C(g)＋6D(g)。用下列物质表示该反应的化学反应速率最快的是（ ） A．v(A)＝0.8 mol/(L·s) B．v(B)＝1.2 mol/(L·s) C．v(C)＝1.0 mol/(L·s) D．v(D)＝1.8 mol/(L·s) 【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法不正确的是（ ） A．参加反应的物质本身的性质是决定化学反应速率的主要因素 B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 C．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时间内某物质的浓度变化了0.8 mol·L－1 D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 【变式1-2】一定温度下，在溶液中发生反应：。已知某时刻的浓度为，后变为。下列叙述不正确的是（ ） A．20s内v(H2O2)＝0.015 mol·L－1·s－1 B．v(H2O2)：v(HI)=1：2 C．20s内H2O增加了0.6mol D．20s内I2浓度增加0.3mol·L－1 【变式1-3】一定温度下，在某密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若在0～5s内增加了0.25mol·L－1，保持反应条件不变，继续反应，则其浓度从0.25mol·L－1增加到0.5mol·L－1，需要用时（ ） A．5s B．小于5s C．大于5s D．无法判断 题型二 影响化学反应速率的因素 【例2-1】在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，下列说法不正确的是（ ） A．将炭块磨成粉末可以加快反应速率 B．升高温度可以加快反应速率 C．增加炭的质量可以加快反应速率 D．容器体积不变时，向其中充入N2，反应速率不变 【例2-2】已知合成氨反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.4kJ·mol-1，反应过程中正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是（ ） A．t1时升高了温度 B．t2时增大了压强 C．t3时减小了压强 D．t4时降低了温度 【例2-3】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O， 下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ） 实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 【变式3-1】下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（ ） A．二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，也能加快其他任何反应的速率 B．决定化学反应速率的最主要因素是温度 C．生铁与稀盐酸的反应速率一般大于纯铁与稀盐酸的反应速率 D．在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)，保持容器压强不变，充入N2，反应速率不变 【变式3-2】在恒温恒容条件下，发生反应2A(g)+xB(g)2C(g)，反应体系中某物质的浓度c随时间的变化如图中曲线甲、乙所示，已知x为整数。下列说法不正确的是（ ） A．x=3 B．曲线甲表示的是物质B在反应进程中的浓度变化 C．10~30min内v(C)=0.05mol·L-1·min-1 D．当混合气体的密度不再随时间的变化而变化，不能说明该反应达到平衡 【变式3-3】T ℃时，在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)；测得NO和CO的浓度如表： 时间/s 0 2 4 6 c/mol·L-1 NO 1.00 0.25 0.10 0.10 CO 3.60 2.85 2.70 2.70 下列说法中，正确的是（ ） A．0~2 s内，用NO表示的平均速率为0.125 mol·L-1·s-1 B．若使用催化剂，2 s时的c(NO)将大于0.25 mol·L-1 C．若升高温度，反应达到平衡的时间将缩短 D．4 s时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化 题型三 可逆反应的特点及应用 【例3-1】下列关于可逆反应的说法中正确的是（ ） A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应 B．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100% C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应 D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应 【例3-2】反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，通入少量18O2气体，再达到平衡时，18O 存在于（ ） A．O2中 B．SO2、O2中 C．SO2、SO3中 D．SO2、O2 、SO3中 【例3-3】已知299 K时，合成氨反应 N2(g ) + 3H2 ( g )2NH3( g ) △H = －92.0 kJ/mol，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失）（ ） A．一定大于92.0 kJ B．一定等于92.0 kJ C．一定小于92.0 kJ D．不能确定 【变式3-1】某实验探究小组模拟汽车尾气催化处理过程，在一定温度下，向5L容积固定的密闭容器中充入2molCO(g)和2molNO(g)，发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列有关说法一定正确的是（ ） A．经过足够长时间，NO的浓度能减小为0 B．CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应一定达到了化学反应限度 C．在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等 D．在反应过程中，容器中气体的压强一直没有变化 【变式3-2】在一密闭容器中发生可逆反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)， 起始时，SO2为0.2 mol，O2为0.3 mol，SO3为0.4 mol，在反应的任何时刻，下列数据不可能的是（ ） A．SO2和SO3的物质的量之和为0.5 mol B．SO2为0.05 mol C．SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol D．SO3为0.5 mol 【变式3-3】4NH3+5O24NO+6H2O是工业制硝酸的主要反应。若反应达到平衡，下列判断错误的是 A．NO的生成速率等于NO的消耗速率 B．NO的质量分数不再改变 C．m(NO)不再改变 D．NH3已全部转化为NO 题型四 化学平衡状态的特征及判断 【例4-1】已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0，下列分析正确的是（ ） A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，单位时间内生成 N2O4的物质的量减少 D．恒容时，水浴加热，活化能减小，反应速率增大 【例4-2】一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是（ ） ①混合气体的密度不变；②容器内气体的压强不变；③混合气体的总物质的量不变；④B的物质的量浓度不变；⑤v正(C)=v逆(D)；⑥v正(B)=2v逆(A) A．②③⑥ B．①④⑤⑥ C．②④⑤⑥ D．①④⑤ 【例4-3】25°C，将Na3AsO3溶液、碘水和NaOH溶液混合，发生反应：AsO33- (aq)+ I2(aq)+ 2OH-AsO43- (aq)+2I- (aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是（ ） A．c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态 B．平衡时c(I-)=y mol·L-1 C．tm时，正＜逆 D．tm时逆＞ tn时逆 【变式4-1】下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ） A．改变外界条件不能改变化学反应的限度 B．当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态 C．当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到反应限度 D．当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等 【变式4-2】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4 (g) +2H2O(g)SiO2(s)+4HF(g)，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是（ ） ①v正 (H2O) =2v逆(HF)；②SiF4的体积分数不再变化；③容器内气体压强不再变化；④4 molH-O键断裂的同时，有2molH- F 键断裂；⑤混合气体的体积不再变化 A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤ 【变式4-3】在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是（ ） A．化学方程式：2MN B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡 C．t3时，正反应速率大于逆反应速率 D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍 题型五 化学平衡的移动 【例5-1】二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H<0是工业制硫酸中的重要反应。某温度下，在一密闭容器中探究二氧化硫的催化氧化反应，下列叙述正确的是（ ） A．加入合适催化剂可以提高SO3的平衡产率 B．缩小容器容积可以增大活化分子百分含量 C．扩大容器容积可以提高SO3的平衡产率 D．缩小容器容积可以增大反应速率 【例5-2】工业合成氨是重要的人工固氮的方式，在一个恒容容器中充入N2(g)和H2(g)，一定条件下发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，若温度保持不变，下列说法正确的是（ ） A．当充入足够N2(g)后，H2(g)会全部转化 B．升温可以加快化学反应速率故工业合成氨时温度越高越好 C．正、逆反应速率相等时，N2与H2浓度比一定是1：3 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 【例5-3】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（     ） ①向Fe(SCN)3溶液中加入少量固体KSCN后，溶液颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中H+浓度减小 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④对NO2(g)和N2O4(g)组成的平衡体系加压后颜色先变深又逐渐变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨反应 ⑥对H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500℃比室温更有利于合成氨反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③④⑧ 【变式5-1】下列叙述正确的是（ ） A．升高温度，可降低活化能 B．反应SiO2(s)+2C(s)==Si(s)+2CO(g)必须在高温下才能自发进行，则有△H>0 C．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率 D．任何可逆反应在一定条件下达到平衡时，改变条件使平衡正向移动，反应物的转化率均增大 【变式5-2】关于可逆反应A(g)2B(？)+C(g)-Q(Q>0且假设A、C状态始终保持不变)，下列说法正确的是（ ） A．当混合气体的质量不变，一定能够说明反应达到平衡状态 B．达到平衡后，缩小容器体积，重新达到平衡，气体平均相对分子质量有可能不变 C．达到平衡后，恒容时，升高温度，C的浓度有可能不变 D．达到平衡后，恒容时，升高温度，达到新平衡，气体的密度肯定增大 【变式5-3】下列说法正确的是（ ） A．某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)，在密闭容器中达到平衡，恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大 B．恒温恒容情况下，发生反应：X(g)+3Y(s)2Z(g)，当混合气体密度保持不变时，说明反应已达到平衡 C．合成氨工业中，恒温恒容情况下，充入惰性气体，体系压强增大，反应速率增大 D．某温度下，缩小反应器的容积，可使平衡mA(g)+nB(g)pC(g)正向移动，则m+n<p 题型硫 工业制硫酸的原理及生产过程 【例6-1】硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是（ ） A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入 C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3 【例6-2】工业上常用CuFeS2和FeS2(二硫化亚铁)炼铁和制硫酸，反应如下 ①2CuFeS2＋7O2CuSO4＋CuO＋Fe2O3＋3SO2 ②4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 已知CuFeS2中Cu为＋1价，S为-2价。下列说法不正确的是 A．反应①②中Fe均被氧化 B．反应①中CuSO4和CuO只是氧化产物 C．反应②中Fe2O3和SO2既是氧化产物又是还原产物 D．反应①②生成等物质的量的SO2时，转移的电子数之比为56∶33 【例6-3】以黄铁矿为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法错误的是（ ） A．一定条件下，2 mol SO2与足量O2充分反应转移4 mol 电子 B．将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率 C．煅烧黄铁矿发生的反应为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，FeS2中S的化合价为-1价 D．用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫可避免形成酸雾 【变式6-1】工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是（ ） A．沸腾炉的进料口a加黄铁矿，进料口b通空气，发生的化学方程式3FeS2+8SO2Fe3O4+6SO2 B．接触室中的反应主要为2SO2+O22SO3 C．吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D．常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余 【变式6-2】工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是（ ） A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【变式6-3】NH3和HNO3是重要的工业产品，如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程，下列说法正确的是（ ） A．从氨分离器中又回到合成塔中的物质只有N2 B．氧化炉中的气体只有NO C．尾气中的少量NO、NO2可以用NH3来处理，在催化剂作用下生成有毒的气体 D．吸收塔中通入空气的作用是使NO、NO2完全转化为HNO3 题型七 硫酸工业中热能的利用 【例7-1】自然界中的含硫矿物有硫磺、黄铁矿(主要含FeS2)、雄黄(As4S4)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。以黄铁矿为原料经过煅烧可以获SO2得，SO2经过催化氧化反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)可制取SO3。SO3与H2O反应可以制取H2SO4。工业制硫酸尾气中的SO2可用氨水吸收。在指定条件下，下列选项所示的转化均能实现的是（ ） A．FeS2SO2 B．SFe2S3O2 煅烧 Fe △ C．稀H2SO4SO2 D．SO2(NH4)2SO4Cu △ 过量氨水 【例7-2】工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是（ ） A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【例7-3】二氧化硫的催化氧化是工业制硫酸的基础：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ/mol。下列叙述正确的是（ ） A．和充分反应能放出的热量 B．工业上使用催化剂是通过加快反应速率提高生产效率的 C．实际工业选用的温度为，其目的是为了提高的平衡转化率 D．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 【变式7-1】对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H< 0 ，下列说法正确的是（ ） A．缩小容器体积，N2的浓度比压缩前大 B．及时将产生的氨气液化分离，可加快正反应速率 C．升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大 D．选用优质催化剂，能够降低合成氨反应的焓变 【变式7-2】硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应： 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H<0的说法不正确的是（ ） A．实际生产中，SO2、O2再循环使用提高原料利用率 B．实际生产中，为了降低成本，提高生成效益，通常采用常压、和较高的反应温度 C．实际生产中，选定400—500℃作为反应温度，主要原因是该温度范围催化剂的活性最高 D．实际生产中，通常通入过量SO2来提高O2的转化率 【变式7-3】以黄铁矿和硫黄为原料生产硫酸，并将产生的尾气综合利用制备焦亚硫酸钠()的流程如图所示。下列说法错误的是（ ） A．黄铁矿煆烧的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 B．催化氧化过程中，为提高SO2的利用率，可加大氧气的通入量 C．为提高SO3的吸收效率，试剂I宜采用水进行吸收 D．吸收Ⅱ后得到NaHSO3溶液，则生成焦亚硫酸钠的化学方程式为2NaHSO3==Na2S2O5+H2O 题型八 硫酸工业中的三废处理及绿色化学 【例8-1】在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是（ ） ①废气用氨水处理　②污水用石灰乳处理　③废渣用来造水泥或炼铁　④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电 A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部 【例8-2】工业上制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是（ ） A．除尘、干燥 B．干燥、除尘 C．洗涤、除尘 D．过滤、洗涤 【例8-3】下列叙述正确的是（ ） A．工业上用焦炭和石英砂反应直接制得高纯硅 B．铁与浓硝酸在常温下不反应，可用铁质容器贮运浓硝酸 C．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿可以直接得到三氧化硫 D．将Cl2通入冷的石灰乳中，制得有效成分为Ca(ClO)2的漂白粉 【变式8-1】下列关于工业生产硫酸的说法错误的是（ ） A．用水吸收三氧化硫，目的是为了防止形成酸雾 B．工业生产得到的硫酸主要以H2SO4分子形式存在 C．硫酸工业的尾气必须回收、净化处理，确保制备过程绿色环保 D．接触法制硫酸分为三个流程：硫磺或硫铁矿→SO2；SO2→SO3；SO3→H2SO4 【变式8-2】下列废物处理方法中正确的是（ ） A．化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收 B．硫酸工业中产生的二氧化硫废气可以直接排入空气 C．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料 D．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂 【变式8-3】浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，可从海水中提取食盐、溴等化工产品。回答下列问题： Ⅰ.粗盐精制 （1）除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+和时，粗盐溶解后加入沉淀剂：①NaOH溶液②Na2CO3溶液③BaCl2溶液④稀盐酸，所用试剂的加入顺序正确的是___________。(填标号) A．①②③④ B．②①③④ C．③①②④ D．③②①④ （2）加入Na2CO3溶液，目的是： 。 Ⅱ.海水提溴主要工业生产流程如图所示： （3）向“吹出塔”中鼓入空气的目的是将 (填化学式)吹出。 （4）“吸收塔”中发生反应的化学方程式为 。 （5）“蒸馏塔”溶液中溴的浓度比“吹出塔”溶液中溴的浓度 (填“高”“低”或“相等”)。 Ⅲ.SO2在生活、生产中有重要用途，使用不当会造成环境污染。 （6）某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。 ①仪器a的名称为 。 ②向仪器a中滴加浓硫酸之前，需先通入一段时间N2，此操作的目的是 。 ③若将SO2气体直接通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则该反应的离子方程式为 。 ④实验时，装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B，向其中滴加适量氨水，生成的白色沉淀为 (填化学式)。 （7）某兴趣小组用如图所示装置测定某硫酸厂附近空气中二氧化硫的含量。 当注入标准状况下200mL空气时，酸性溶液恰好褪色，停止实验。发生反应的离子方程式为： 。该空气中二氧化硫的体积分数为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学反应速率和化学平衡 题型一 化学反应速率的定义及表示方法 题型二 影响化学反应速率的因素 题型三 可逆反应的特点及应用 题型四 化学平衡状态的判断 题型五 化学平衡的移动 题型六 工业制硫酸的原理及生产过程 题型七 硫酸工业中热能的利用 题型八 硫酸工业中三废处理及绿色化学 题型一 化学反应速率的定义及表示方法 【例1-1】下列说法不正确的是（ ） A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 C．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 D．若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指在1 s内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L 【答案】D 【解析】A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化(均取正值)来表示，A正确；B.化学反应有快有慢，化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量，B正确；C.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，C正确；D.若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，是指用某一物质表示的平均反应速率，与其他物质的速率不一定相等，D错误；故选D。 【例1-2】反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的 量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为 （ ） A．v(NH3)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.001 mol·L－1·s－1 C．v(NO)＝0.001 mol·L－1·s－1 D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1 【答案】　C 【解析】　根据化学反应速率的计算公式：v(H2O)＝0.45 mol/(10 L×30 s)＝0.001 5 mol·L－1·s－1，则v(NH3) ＝v(NO)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1，v(O2)＝v(H2O)＝0.001 25 mol·L－1·s－1，故选C。 【例1-3】一定条件下，在体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应：4A(g)＋5B(g)4C(g)＋6D(g)。用下列物质表示该反应的化学反应速率最快的是（ ） A．v(A)＝0.8 mol/(L·s) B．v(B)＝1.2 mol/(L·s) C．v(C)＝1.0 mol/(L·s) D．v(D)＝1.8 mol/(L·s) 【答案】D 【解析】根据反应速率之比等于化学计量数之比，即同一反应在不同条件下进行测得的反应速率大小比较，可根据反应速率与计量数之比的比值大小判断，若比值越大，则反应速率越快，对于反应4A(g)＋5B(g)4C(g)＋6D(g)，v(A)＝0.8 mol/(L·s)，则＝ mol·L－1·s－1＝0.2 mol·L－1·s－1；v(B)＝1.2 mol/(L·s)，则＝ mol·L－1·s－1＝0.24 mol·L－1·s－1；v(C)＝1.0 mol/(L·s)，则＝ mol·L－1·s－1＝0.25 mol·L－1·s－1；v(D)＝1.8 mol/(L·s)，则＝ mol·L－1·s－1＝0.3 mol·L－1·s－1，综上＞＞＞，所以v(D)＝1.8 mol/(L·s)时，反应速率最快，故选D。 【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法不正确的是（ ） A．参加反应的物质本身的性质是决定化学反应速率的主要因素 B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 C．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时间内某物质的浓度变化了0.8 mol·L－1 D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 【答案】B 【解析】A项，决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质本身的性质。温度、压强、催化剂、浓度、接触面积等是影响化学反应速率的外因，不是主要因素，A正确；B项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应，B项不正确；0.8 mol·L－1·s－1表示1 s的时间内，某物质的浓度变化了0.8 mol·L－1，C项正确；化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量，D项正确。故选B。 【变式1-2】一定温度下，在溶液中发生反应：。已知某时刻的浓度为，后变为。下列叙述不正确的是（ ） A．20s内v(H2O2)＝0.015 mol·L－1·s－1 B．v(H2O2)：v(HI)=1：2 C．20s内H2O增加了0.6mol D．20s内I2浓度增加0.3mol·L－1 【答案】C 【解析】已知某时刻H2O2的浓度为0.9mol·L－1，20s后变为0.6mol·L－1，则20s内v(H2O2)＝(0.9-0.6)/20mol·L－1·s－1=0.015 mol·L－1·s－1；A．由解析可知，20s内v(H2O2)＝0.015 mol·L－1·s－1，故A正确；B．反应速率比等于系数比，v(H2O2)：v(HI)=1：2，故B正确；C．20s内过氧化氢浓度变化为0.3mol/L，反应的过氧化氢为0.3mol/L×0.1L=0.03mol，根据化学方程式可知，20s内H2O增加了0.06mol，故C错误；D．20s内过氧化氢浓度变化为0.3mol/L，则20s内I2浓度增加0.3mol·L－1，故D正确；故选C。 【变式1-3】一定温度下，在某密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若在0～5s内增加了0.25mol·L－1，保持反应条件不变，继续反应，则其浓度从0.25mol·L－1增加到0.5mol·L－1，需要用时（ ） A．5s B．小于5s C．大于5s D．无法判断 【答案】C 【解析】随着反应的不断进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，保持反应条件不变，继续反应，则其浓度从0.25mol·L－1增加到0.5mol·L－1，需要用时大于5s，答案选C。 题型二 影响化学反应速率的因素 【例2-1】在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，下列说法不正确的是（ ） A．将炭块磨成粉末可以加快反应速率 B．升高温度可以加快反应速率 C．增加炭的质量可以加快反应速率 D．容器体积不变时，向其中充入N2，反应速率不变 【答案】C 【解析】A.将炭块磨成粉末，增大接触面积，可以加快反应速率，故A正确；B.升高温度，可以加快反应速率，故B正确；C.炭是固体，增加炭的质量，对浓度没有影响，所以不能加快反应速率，故C错误；D.容器体积不变时，向其中充入N2，氮气不参加反应，反应物的浓度保持不变，所以反应速率不变，故D正确。 【例2-2】已知合成氨反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.4kJ·mol-1，反应过程中正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是（ ） A．t1时升高了温度 B．t2时增大了压强 C．t3时减小了压强 D．t4时降低了温度 【答案】C 【解析】A．该反应的正反应是放热反应，若在t1时升高了温度，则逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数，化学平衡逆向移动，达到平衡时的速率比改变的瞬间还大，这与图示又有所减小不符合，选项A不符合题意；B．t2时若增大了压强，化学反应速率应该比原来大，且该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，图示与反应事实不吻合，选项B不符合题意；C．t3时若减小了压强，化学反应速率应该比原来小，且该反应的正反应是气体体积减小的反应，减小压强，化学平衡逆向移动，图示与反应事实吻合，选项C符合题意；D．t4时若是降低了温度，则化学反应速率应该是突然减小，不是逐渐减小，与反应事实不吻合，选项D不符合题意；答案选C。 【例2-3】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O， 下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ） 实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 【答案】D 【解析】影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，非常忠实于必修2，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案D。 【变式3-1】下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（ ） A．二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，也能加快其他任何反应的速率 B．决定化学反应速率的最主要因素是温度 C．生铁与稀盐酸的反应速率一般大于纯铁与稀盐酸的反应速率 D．在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)，保持容器压强不变，充入N2，反应速率不变 【答案】C 【解析】A．二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，但不一定能加快其他化学反应的速率，A错误；B．决定化学反应速率的最主要因素是参加反应的物质本身的性质，而温度是影响化学反应速率的外部因素，B错误；C．生铁中含有的杂质C与Fe及盐酸构成原电池，Fe为原电池的负极，因而能够加快反应速率，所以生铁与稀盐酸的反应速率一般大于纯铁与稀盐酸的反应速率，C正确；D．在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)，保持容器压强不变，充入N2，则容器的容积扩大，气体反应混合物的浓度减小，反应速率变慢，D错误；故合理选项是C。 【变式3-2】在恒温恒容条件下，发生反应2A(g)+xB(g)2C(g)，反应体系中某物质的浓度c随时间的变化如图中曲线甲、乙所示，已知x为整数。下列说法不正确的是（ ） A．x=3 B．曲线甲表示的是物质B在反应进程中的浓度变化 C．10~30min内v(C)=0.05mol·L-1·min-1 D．当混合气体的密度不再随时间的变化而变化，不能说明该反应达到平衡 【答案】C 【解析】A．根据分析可知，x=3，A正确；B．根据分析可知，曲线甲表示的是物质B在反应进程中的浓度变化情况，B正确；C．曲线乙表示C物质，10-30min内v(B)=，则v(C)=0.033mol·L-1·min-1，C错误；D．反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和生成物都是气体，无论是否达到平衡，混合气体的密度始终不变，D正确；故答案选C。 【变式3-3】T ℃时，在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)；测得NO和CO的浓度如表： 时间/s 0 2 4 6 c/mol·L-1 NO 1.00 0.25 0.10 0.10 CO 3.60 2.85 2.70 2.70 下列说法中，正确的是（ ） A．0~2 s内，用NO表示的平均速率为0.125 mol·L-1·s-1 B．若使用催化剂，2 s时的c(NO)将大于0.25 mol·L-1 C．若升高温度，反应达到平衡的时间将缩短 D．4 s时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化 【答案】C 【解析】A．0~2s内，用NO表示的平均速率为mol·L‾1·s‾1，A项错误；B．使用催化剂，反应速率加快，NO为反应物，则2s时的c(NO)将小于0.25mol/L，B项错误；C．升高温度，反应速率加快，则反应到达平衡的时间将缩短，C项正确；D．由图示数据知，4s时反应物的浓度不在改变，达到了平衡状态，则反应达到该条件下的最大限度，但不能说明恰好此刻达到，D项错误； 答案选C。 题型三 可逆反应的特点及应用 【例3-1】下列关于可逆反应的说法中正确的是（ ） A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应 B．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100% C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应 D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应 【答案】C 【解析】A．只有条件相同、正逆反应同时进行的化学反应才是可逆反应，故A项错误；B．合成氨的反应是可逆反应，无论怎么调节器转化率均不可能为100%，故B项错误；C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应，故C项正确；D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，条件不同，故D项错误。故答案选C。 【例3-2】反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，通入少量18O2气体，再达到平衡时，18O 存在于（ ） A．O2中 B．SO2、O2中 C．SO2、SO3中 D．SO2、O2 、SO3中 【答案】D 【解析】可逆反应是同时向正反两个方向进行的反应，2SO2＋O22SO3是可逆反应，反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，通入少量18O2气体，再达到平衡时，18O 存在于SO2、O2 、SO3中，故选D。 【例3-3】已知299 K时，合成氨反应 N2(g ) + 3H2 ( g )2NH3( g ) △H = －92.0 kJ/mol，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失）（ ） A．一定大于92.0 kJ B．一定等于92.0 kJ C．一定小于92.0 kJ D．不能确定 【答案】C 【解析】N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) △H = －92.0 kJ/mol指299K，1molN2与3molH2完全反应生成2molNH3放出92.0kJ的热量；由于该反应为可逆反应，反应物的转化率小于100%，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量一定小于92.0kJ，答案选C。 【变式3-1】某实验探究小组模拟汽车尾气催化处理过程，在一定温度下，向5L容积固定的密闭容器中充入2molCO(g)和2molNO(g)，发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列有关说法一定正确的是（ ） A．经过足够长时间，NO的浓度能减小为0 B．CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应一定达到了化学反应限度 C．在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等 D．在反应过程中，容器中气体的压强一直没有变化 【答案】C 【解析】A．该反应是可逆反应，反应物不能完全转化，则NO的浓度不可能减小为0，A错误；B．由变化的浓度与系数成正比，起始投入2molCO(g)和2molNO(g)，当转化率为50%时，生成1molCO2，剩余1molCO，此时浓度之比为1:1，由于该反应转化率未知，CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应不一定达到平衡，反应不一定达到了化学反应限度，B错误；C．起始投入2molCO(g)和2molNO(g)，由变化的浓度与系数成正比，变化的CO与NO物质的量相同，则在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等，C正确；D．在恒温恒容下，物质的量与压强成正比，该反应前后气体分子数不相等，则在反应过程中，容器中气体的压强会变化，至平衡时压强不变，D错误；故选：C。 【变式3-2】在一密闭容器中发生可逆反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)， 起始时，SO2为0.2 mol，O2为0.3 mol，SO3为0.4 mol，在反应的任何时刻，下列数据不可能的是（ ） A．SO2和SO3的物质的量之和为0.5 mol B．SO2为0.05 mol C．SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol D．SO3为0.5 mol 【答案】A 【解析】A．SO2和SO3的系数相同，无论反应正向还是逆向进行，两者的物质的量之和始终为0.6mol，A错误；B．反应为可逆反应，SO2正向反应不可能完全转化，物质的量可能为0.05 mol，B正确；C．假设反应正向进行完全，SO2完全反应，氧气剩余0.2mol；假设反应逆向进行完全，0.4molSO3完全反应生成SO2和O2的物质的量为0.4mol和0.2mol，SO2和O2的物质的量之和为1.1mol，SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol，介于0.2mol-1.1mol之间，C正确；D．假设反应正向进行完全，0.2molSO2完全反应生成SO30.2mol，SO3的物质的量应为0.4mol-0.6mol之间，D正确；故选A。 【变式3-3】4NH3+5O24NO+6H2O是工业制硝酸的主要反应。若反应达到平衡，下列判断错误的是 A．NO的生成速率等于NO的消耗速率 B．NO的质量分数不再改变 C．m(NO)不再改变 D．NH3已全部转化为NO 【答案】D 【解析】A．NO的生成速率是正反应速率，NO的消耗速率逆反应速率，正、逆反应速率相等，说明达到平衡状态，故A正确；B．对于恒容容器而言，各物质的质量分数不再改变，说明达到平衡状态，故B正确；C．m(NO)不再改变，说明正逆反应速率相等，已经达到平衡状态，故C正确；D．该反应为可逆反应，反应不可能完全，所以NH3不可能全部转化为NO，故D错误；故选D。 题型四 化学平衡状态的特征及判断 【例4-1】已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0，下列分析正确的是（ ） A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，单位时间内生成 N2O4的物质的量减少 D．恒容时，水浴加热，活化能减小，反应速率增大 【答案】B 【解析】A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1 mol平衡混合气体中所含原子大于1 mol N，A项错误；B．反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大，单位时间内生成 N2O4的物质的量相比原始状态增多，C项错误；D．恒容时，水浴加热，活化分子百分数增大，反应速率加快，D项错误；答案选B。 【例4-2】一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是（ ） ①混合气体的密度不变；②容器内气体的压强不变；③混合气体的总物质的量不变；④B的物质的量浓度不变；⑤v正(C)=v逆(D)；⑥v正(B)=2v逆(A) A．②③⑥ B．①④⑤⑥ C．②④⑤⑥ D．①④⑤ 【答案】D 【解析】①混合气的密度等于混合气的总质量除以容器体积，A是固体，所以混合气的总质量是一个变量，容器体积是定值，所以混合气密度在未平衡前一直在变化，当密度不变时，反应达到平衡状态，①正确；②该反应是反应前后气体系数之和相等的反应，在温度和容积一定时，压强和气体的总物质的量成正比，所以容器内气体的压强一直不变，则压强不变不能判断该反应是否平衡，②错误；③该反应的混合气的总物质的量一直不变，故不能用总的物质的量不变判断是否平衡，③错误；④B的物质的量浓度不再变化说明达到了平衡状态，④正确；⑤用C表示的正反应速率等于用D表示的逆反应速率，说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，⑤正确；⑥A为固体，不能计算反应速率，故不能说明达到了平衡状态，⑥错误；故①④⑤都是平衡状态的标志；故选D。 【例4-3】25°C，将Na3AsO3溶液、碘水和NaOH溶液混合，发生反应：AsO33- (aq)+ I2(aq)+ 2OH-AsO43- (aq)+2I- (aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是（ ） A．c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态 B．平衡时c(I-)=y mol·L-1 C．tm时，正＜逆 D．tm时逆＞ tn时逆 【答案】A 【解析】A．化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或呈比例，且在达到平衡的过程中，体系内c(AsO43-)/c(I-)的比值一直等于 1：2，则c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态，A正确；B．由题干图象可知，平衡时c(AsO43-)=y mol·L-1，根据化学方程式可知c(I-)=2y mol·L-1，B错误；C．由题干图象可知，m点后AsO43-的浓度还在增大，说明tm时反应还在向正向进行，则正＞逆，C错误；D．由题干图象可知，m点到n点，AsO43-的浓度在增大，即生成物浓度在增大，逆反应速率在增大，即tm时逆＜ tn时逆，D错误；故答案为：A。 【变式4-1】下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ） A．改变外界条件不能改变化学反应的限度 B．当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态 C．当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到反应限度 D．当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等 【答案】B 【解析】A、改变影响化学平衡的条件，化学平衡被破坏，平衡移动，即改变化学反应的限度，故A 错误；B、在一定条件下的可逆反应经过一定的时间后，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度，故B正确；C、体系压强可能自始至终都不发生变化，故C错误；D、反应达到限度时，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应物和生成物的浓度不一定相等，故D错误；故选B。 【变式4-2】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4 (g) +2H2O(g)SiO2(s)+4HF(g)，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是（ ） ①v正 (H2O) =2v逆(HF)；②SiF4的体积分数不再变化；③容器内气体压强不再变化；④4 molH-O键断裂的同时，有2molH- F 键断裂；⑤混合气体的体积不再变化 A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤ 【答案】C 【解析】当2v正(H2O)=v逆(HF)，反应达到平衡状态，故①错误；SiF4的体积分数不再变化，说明各物质的物质的量浓度不再变化，反应达到平衡状态，故②正确；容器内气体压强不再变化，说明气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故③正确；平衡时应有4 mol H—O键断裂的同时，有4 mol H—F键断裂，故④错误；该反应是在容积不变的密闭容器中进行，混合气体的体积不会变化，故⑤错误。能说明反应达到平衡状态的是②③。 【变式4-3】在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是（ ） A．化学方程式：2MN B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡 C．t3时，正反应速率大于逆反应速率 D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍 【答案】D 【解析】A.由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是：2NM；A项错误；B.t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度，反应未到达平衡状态，B项错误；C.t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。C项错误；D．t1时刻，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，在相同的体积下，N的浓度为M浓度的2倍，D项正确； 题型五 化学平衡的移动 【例5-1】二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H<0是工业制硫酸中的重要反应。某温度下，在一密闭容器中探究二氧化硫的催化氧化反应，下列叙述正确的是（ ） A．加入合适催化剂可以提高SO3的平衡产率 B．缩小容器容积可以增大活化分子百分含量 C．扩大容器容积可以提高SO3的平衡产率 D．缩小容器容积可以增大反应速率 【答案】D 【解析】A．催化剂只加快反应速率，不影响平衡产率，A错误；B．缩小容器容积增大单位体积内活化分子的数目，不能改变活化分子百分含量，B错误；C．扩大容器容积会使平衡逆向移动，降低的平衡产率，C错误；D．缩小容器容积可增大反应物的浓度，可以加快反应速率，D正确； 故选D。 【例5-2】工业合成氨是重要的人工固氮的方式，在一个恒容容器中充入N2(g)和H2(g)，一定条件下发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，若温度保持不变，下列说法正确的是（ ） A．当充入足够N2(g)后，H2(g)会全部转化 B．升温可以加快化学反应速率故工业合成氨时温度越高越好 C．正、逆反应速率相等时，N2与H2浓度比一定是1：3 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 【答案】D 【解析】A．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应，当充入足够N2(g)后，H2(g)不会全部转化，故A错误；B．升温可以加快化学反应速率，但温度过高催化剂活性降低，反应速率会减慢，且正反应放热，升高温度不利于氨气生成，故B错误；C．正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，但N2与H2浓度比不一定是1：3，故C错误；D．增大压强，平衡正向移动，反应进行程度增大，故D正确；选D。 【例5-3】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（     ） ①向Fe(SCN)3溶液中加入少量固体KSCN后，溶液颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中H+浓度减小 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④对NO2(g)和N2O4(g)组成的平衡体系加压后颜色先变深又逐渐变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨反应 ⑥对H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500℃比室温更有利于合成氨反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③④⑧ 【答案】C 【解析】①向Fe(SCN)3溶液中加入少量固体KSCN后，SCN-浓度增大，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡正向移动，Fe(SCN)3浓度增大，溶液颜色变深，能用勒夏特列原理解释； ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，HCl为强酸，在水溶液中全部电离，稀释盐酸，溶液中浓度减小，不能用勒夏特列原理解释； ③反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中大，氯气的溶解度减小，故实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释； ④2NO2(g)N2O4(g)，加压瞬间浓度增大，颜色变深，随之平衡正向移动，浓度减小，颜色又逐渐变浅，能用勒夏特列原理解释； ⑤催化剂只能同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡无影响，不能用勒夏特列原理解释； ⑥由、、组成的平衡体系，反应前后气体体积不变，加压后平衡不移动，体积减小，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释； ⑦合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但升温可提高反应速率，不能用勒夏特列原理解释； ⑧合成氨反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了气体生成物浓度，平衡向正反应方向移动，能用勒夏特列原理解释。 综上所述，②⑤⑥⑦不能用勒夏特列原理解释。答案选C。 【变式5-1】下列叙述正确的是（ ） A．升高温度，可降低活化能 B．反应SiO2(s)+2C(s)==Si(s)+2CO(g)必须在高温下才能自发进行，则有△H>0 C．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率 D．任何可逆反应在一定条件下达到平衡时，改变条件使平衡正向移动，反应物的转化率均增大 【答案】B 【解析】A．活化能是指活化分子所多出的那部分能量，对于同一分子的活化能是定值，升高温度，活化能不改变，A项错误；B．反应SiO2(s)+2C(s)==Si(s)+2CO(g的△S>0，在高温下反应才能发生，根据△G=△H-T△S，则有△H>0，B项正确；C．合成氨生产中将NH3液化分离，减小了生成物的浓度，但没有增大反应物的浓度，不能加快正反应速率，C项错误；D．平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，D项错误；故选B。 【变式5-2】关于可逆反应A(g)2B(？)+C(g)-Q(Q>0且假设A、C状态始终保持不变)，下列说法正确的是（ ） A．当混合气体的质量不变，一定能够说明反应达到平衡状态 B．达到平衡后，缩小容器体积，重新达到平衡，气体平均相对分子质量有可能不变 C．达到平衡后，恒容时，升高温度，C的浓度有可能不变 D．达到平衡后，恒容时，升高温度，达到新平衡，气体的密度肯定增大 【答案】B 【解析】A．若B为气体，则反应过程中气体的总质量始终不变，不能根据总质量判断平衡状态，A错误；B．若B为气体，缩小容器体积，则增大压强，平衡逆向移动，气体的物质的量减小，所以气体平均相对分子质量增大，若B为固体，则缩小容器的体积，平衡不移动，即气体平均相对分子质量不变，B正确；C．该反应为吸热反应， 达到平衡后，恒容时，升高温度，正向移动，C的物质的量增大，则气体混合物中C的浓度增大，故C错误；D．该反应为吸热反应，升高温度正向移动，若B为气体，气体的总质量不变，则气体的密度不变，若B为固体，则气体的总质量减小，所以密度减小，故D错误；答案为B。 【变式5-3】下列说法正确的是（ ） A．某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)，在密闭容器中达到平衡，恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大 B．恒温恒容情况下，发生反应：X(g)+3Y(s)2Z(g)，当混合气体密度保持不变时，说明反应已达到平衡 C．合成氨工业中，恒温恒容情况下，充入惰性气体，体系压强增大，反应速率增大 D．某温度下，缩小反应器的容积，可使平衡mA(g)+nB(g)pC(g)正向移动，则m+n<p 【答案】B 【解析】．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，反应物浓度增大，平衡正向移动，(g)的平衡转化率增大，CH2=CH2(g)的平衡转化率减小，故错误；B．该反应有固体物质参与反应，反应达到平衡前混合气体的总质量发生变化，恒容条件体积不变，则密度是一变量，当密度保持不变时，说明反应已达到平衡，故B正确；C．充入惰性气体，反应物和产物浓度不变，则反应速率不变，故错误；D．缩小反应器的容积，若能使平衡mA(g)+nB(g)pC(g)正向移动，则m+n>p，但温度不变化学平衡常数不变，故错误；故选：B。 题型硫 工业制硫酸的原理及生产过程 【例6-1】硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是（ ） A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入 C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3 【答案】C 【解析】A．为提高SO2的转化率，a处进入的气体应是氧气过量，故A项错误；B．沸腾炉中出来的炉气，除了含有SO2、O2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故B项错误；C．a、b、c三处气体成分相同为二氧化硫和氧气，故C项正确；D．d处出来的气体不只含SO3，是平衡状态时的混合气体，故D项错误；答案选C。 【例6-2】工业上常用CuFeS2和FeS2(二硫化亚铁)炼铁和制硫酸，反应如下 ①2CuFeS2＋7O2CuSO4＋CuO＋Fe2O3＋3SO2 ②4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 已知CuFeS2中Cu为＋1价，S为-2价。下列说法不正确的是 A．反应①②中Fe均被氧化 B．反应①中CuSO4和CuO只是氧化产物 C．反应②中Fe2O3和SO2既是氧化产物又是还原产物 D．反应①②生成等物质的量的SO2时，转移的电子数之比为56∶33 【答案】A 【解析】A．反应①中铁为+3价，化合价不变，反应②中铁元素化合价由+2价升高为+3价，被氧化，A错误；B．反应①：生成硫酸铜时氧元素化合价降低，铜元素、硫元素化合价升高，硫酸铜既是氧化产物又是还原产物；生成氧化铜时铜元素化合价升高，氧元素化合价降低，氧化铜既是氧化产物又是还原产物，B正确；C．反应②中生成Fe2O3时铁元素化合价升高，氧元素化合价降低，氧化铁既是氧化产物又是还原产物，生成SO2时硫元素化合价升高，氧元素化合价降低，SO2既是氧化产物又是还原产物，C正确；D．反应①②中只有氧元素化合价降低，假设均生成24molSO2，反应①转移电子的物质的量为7×4×8mol=224mol，反应②转移电子的物质的量为：11×4×3mol=132mol，转移电子数之比为：224:132=56:33，D正确；故选A。 【例6-3】以黄铁矿为原料来生产硫酸的工艺流程如图。下列说法错误的是（ ） A．一定条件下，2 mol SO2与足量O2充分反应转移4 mol 电子 B．将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率 C．煅烧黄铁矿发生的反应为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，FeS2中S的化合价为-1价 D．用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫可避免形成酸雾 【答案】A 【解析】黄铁矿粉碎，通入空气煅烧反应生成氧化铁和二氧化硫，4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，二氧化硫在催化剂作用下加热，发生反应：2SO2+O22SO3，三氧化硫被98.3%的浓硫酸吸收生成硫酸，SO3+H2O=H2SO4。A．二氧化硫在催化剂作用下加热，发生反应：2SO2+O22SO3是可逆反应，故2 mol SO2与足量O2反应转移电子少于4 mol，故A错误；B．将黄铁矿粉碎，可增大固体表面积，使固体充分反应，且加快反应速率，提高原料利用率，故B正确；C．煅烧黄铁矿发生的反应为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，FeS2中Fe为+2价，S的化合价为-1价，故C正确；D．用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫得到发烟硫酸，可避免形成酸雾，故D正确；故选：A。 【变式6-1】工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是（ ） A．沸腾炉的进料口a加黄铁矿，进料口b通空气，发生的化学方程式3FeS2+8SO2Fe3O4+6SO2 B．接触室中的反应主要为2SO2+O22SO3 C．吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D．常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余 【答案】A 【解析】A．沸腾炉的进料口b加黄铁矿，进料口a通空气，A错误； B．接触室内发生的反应为二氧化硫和氧气发生催化氧化反应生成三氧化硫，该反应为可逆反应，反应的化学方程式为2SO2+O22SO3，B正确；C．三氧化硫与水反应放出大量的热，若用蒸馏水吸收三氧化硫会形成酸雾，降低吸收效率，所以吸收塔内用98.3%的浓硫酸，C正确；D．常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生钝化，故最终铁粒有剩余，D正确； 【变式6-2】工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是（ ） A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【答案】D 【解析】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误；B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误；C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误；D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确；故选D。 【变式6-3】NH3和HNO3是重要的工业产品，如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程，下列说法正确的是（ ） A．从氨分离器中又回到合成塔中的物质只有N2 B．氧化炉中的气体只有NO C．尾气中的少量NO、NO2可以用NH3来处理，在催化剂作用下生成有毒的气体 D．吸收塔中通入空气的作用是使NO、NO2完全转化为HNO3 【答案】D 【解析】A．从氨分离器中又回到合成塔中的物质有N2和氢气，故A错误；B．氧化炉中氨气发生催化氧化生成NO和水，部分NO和氧气反应生成NO2，故B错误；C．尾气中的少量NO、NO2可以用NH3来处理，在催化剂作用下生成无毒的气体氮气，故C错误；D．吸收塔中通入空气的作用是把NO、NO2完全氧化为HNO3，故D正确；选D。 题型七 硫酸工业中热能的利用 【例7-1】自然界中的含硫矿物有硫磺、黄铁矿(主要含FeS2)、雄黄(As4S4)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。以黄铁矿为原料经过煅烧可以获SO2得，SO2经过催化氧化反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)可制取SO3。SO3与H2O反应可以制取H2SO4。工业制硫酸尾气中的SO2可用氨水吸收。在指定条件下，下列选项所示的转化均能实现的是（ ） A．FeS2SO2 B．SFe2S3O2 煅烧 Fe △ C．稀H2SO4SO2 D．SO2(NH4)2SO4Cu △ 过量氨水 【答案】A 【解析】A．FeS2与氧气煅烧生成二氧化硫，故A正确；B． S的氧化性较弱，与铁反应生成FeS，故B错误；C． 铜与稀硫酸不反应，，故C错误；D．SO2与过量氨水反应生成亚硫酸铵，故D错误；故选A。 【例7-2】工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是（ ） A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【答案】D 【解析】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误；B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误；C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误；D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确；故选D。 【例7-3】二氧化硫的催化氧化是工业制硫酸的基础：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ/mol。下列叙述正确的是（ ） A．和充分反应能放出的热量 B．工业上使用催化剂是通过加快反应速率提高生产效率的 C．实际工业选用的温度为，其目的是为了提高的平衡转化率 D．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【解析】A.2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ/mol 为可逆反应，2molSO2和1molO2充分反应能放出的热量小于196kJ，故A错误；B. 工业上使用催化剂是通过加快反应速率提高生产效率的，故B正确；C. 实际工业选用的温度为400~500℃，是因为此温度下催化剂活性最强，催化剂不能提高SO2的平衡转化率，故C错误；D. 增大压强，正反应速率增大，逆反应速率也增大，故D错误；故选B。 【变式7-1】对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H< 0 ，下列说法正确的是（ ） A．缩小容器体积，N2的浓度比压缩前大 B．及时将产生的氨气液化分离，可加快正反应速率 C．升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大 D．选用优质催化剂，能够降低合成氨反应的焓变 【答案】A 【解析】A．缩小容器体积，相当于增大压强，平衡正向移动，但缩小容器体积导致平衡时各物质的浓度大于原平衡浓度，所以缩小容器体积，N2的浓度比压缩前大，故A正确；B．及时将产生的氨气液化分离，减小生成物浓度，平衡正向移动，但反应物浓度不变，正反应速率先不变后随着反应的正向移动逐渐减小，直到达新的平衡状态，故B错误；C．升高温度，活化分子百分数增大，则正逆反应速率都增大，故C错误；D．催化剂只改变化学反应速率，不影响反应物和生成物总能量，焓变只与反应物和生成物总能量差有关，则不能降低焓变，故D错误；故答案选A。 【变式7-2】硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应： 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △H<0的说法不正确的是（ ） A．实际生产中，SO2、O2再循环使用提高原料利用率 B．实际生产中，为了降低成本，提高生成效益，通常采用常压、和较高的反应温度 C．实际生产中，选定400—500℃作为反应温度，主要原因是该温度范围催化剂的活性最高 D．实际生产中，通常通入过量SO2来提高O2的转化率 【答案】D 【解析】A．SO2、O2制取SO3的反应是可逆反应，循环使用SO2、O2，可以提高原料利用率，A正确；B．常压下，接触法制硫酸的原料利用率已经达到95%左右，增大压强，反应物的转化率提高不大，但对设备的要求提高，压缩气体需要提供动力，从而增加生产成本，所以工业生产中采用常压；虽然反应为放热反应，温度低对提高转化率有利，但较高反应温度下催化剂活性较高，反应速率较快，可以提高生产效益；因此，实际生产中，通常采用常压、和较高的反应温度，B正确；C．虽然反应为放热反应，温度低对提高转化率有利，但催化剂在400～500 ℃时活性最高，所以选定400～500 ℃，C正确；D．工业制硫酸的反应为可逆反应，实际生产中，O2直接从空气中获得，所以是通入过量O2来提高SO2的转化率，D错误；选D。 【变式7-3】以黄铁矿和硫黄为原料生产硫酸，并将产生的尾气综合利用制备焦亚硫酸钠()的流程如图所示。下列说法错误的是（ ） A．黄铁矿煆烧的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 B．催化氧化过程中，为提高SO2的利用率，可加大氧气的通入量 C．为提高SO3的吸收效率，试剂I宜采用水进行吸收 D．吸收Ⅱ后得到NaHSO3溶液，则生成焦亚硫酸钠的化学方程式为2NaHSO3==Na2S2O5+H2O 【答案】C 【解析】黄铁矿和硫黄在空气中煅烧，生成二氧化硫，再经过催化氧化得到三氧化硫，用浓硫酸吸收三氧化硫得到更浓的硫酸，未反应的含二氧化硫的尾气被氢氧化钠吸收经过加热处理得到焦亚硫酸钠。A．黄铁矿煆烧的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故A正确；B．催化氧化过程中发生2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)，为提高的利用率，可加大氧气的通入量，使得反应正向进行，故B正确；C．的吸收不宜采用水进行吸收，会形成酸雾腐蚀设备，应该用浓硫酸吸收，故C错误；D．生成焦亚硫酸钠的化学方程式为2NaHSO3==Na2S2O5+H2O，故D正确；故选：C。 题型八 硫酸工业中的三废处理及绿色化学 【例8-1】在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是（ ） ①废气用氨水处理　②污水用石灰乳处理　③废渣用来造水泥或炼铁　④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电 A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部 【答案】D 【解析】①SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等，①正确；②污水显酸性，可以用石灰乳处理，②正确；③炉渣和矿灰可作为炼铁的原料，③正确；④硫酸工业的反应都是放热反应，不但可以自行提供能量，还可以向外界提供能量，以降低成本，④正确；综上所述，正确的是①②③④，故选D。 【例8-2】工业上制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是（ ） A．除尘、干燥 B．干燥、除尘 C．洗涤、除尘 D．过滤、洗涤 【答案】A 【解析】从沸腾炉出来的炉气中通常含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等。因为炉气中含有的砷、硒化合物和矿尘会使催化剂中毒，水蒸气对生产设备有不良影响，因此在通入接触室之前气体必须经过除尘、洗涤、干燥等净化处理，干燥在净化过程中一般放在最后，故答案选A。 【例8-3】下列叙述正确的是（ ） A．工业上用焦炭和石英砂反应直接制得高纯硅 B．铁与浓硝酸在常温下不反应，可用铁质容器贮运浓硝酸 C．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿可以直接得到三氧化硫 D．将Cl2通入冷的石灰乳中，制得有效成分为Ca(ClO)2的漂白粉 【答案】D 【解析】A．工业上用焦炭还原石英砂制备粗硅，A错误；B．在常温下铁与浓硝酸发生钝化反应，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜并阻止反应继续发生，所以可用铁质容器贮运浓硝酸，B错误；C．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫，二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫，C错误；D．氯气和冷的石灰乳反应可以制得有效成分为Ca(ClO)2的漂白粉，D正确；故选D。 【变式8-1】下列关于工业生产硫酸的说法错误的是（ ） A．用水吸收三氧化硫，目的是为了防止形成酸雾 B．工业生产得到的硫酸主要以H2SO4分子形式存在 C．硫酸工业的尾气必须回收、净化处理，确保制备过程绿色环保 D．接触法制硫酸分为三个流程：硫磺或硫铁矿→SO2；SO2→SO3；SO3→H2SO4 【答案】A 【解析】A．工业生产硫酸的过程中，在吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫，目的是为了防止形成酸雾，故A错误；B．工业生产得到的硫酸为发烟硫酸，水很少，所以主要以H2SO4分子形式存在，故B正确；C．硫酸工业的尾气中含有二氧化硫，必须回收、净化处理，确保制备过程绿色环保，故C正确；D．接触法制硫酸分为三个流程，第一步沸腾炉中硫磺或硫铁矿氧化生成二氧化硫，第二步在接触室中二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，第三步吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫制取硫酸，故D正确；故答案为：A。 【变式8-2】下列废物处理方法中正确的是（ ） A．化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收 B．硫酸工业中产生的二氧化硫废气可以直接排入空气 C．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料 D．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂 【答案】D 【解析】A．二氧化硫废气是用氨水吸收的，A错误；B．二氧化硫废气不能直接排入空气，否则既造成空气污染，又浪费了原料，B错误；C．硫酸工业的废渣的主要成分是氧化铁，是不能燃烧的，C错误；D．硫酸工业的尾气中含SO2，SO2有漂白性，分离出来后可作漂白剂，D正确；故选D。 【变式8-3】浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，可从海水中提取食盐、溴等化工产品。回答下列问题： Ⅰ.粗盐精制 （1）除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+和时，粗盐溶解后加入沉淀剂：①NaOH溶液②Na2CO3溶液③BaCl2溶液④稀盐酸，所用试剂的加入顺序正确的是___________。(填标号) A．①②③④ B．②①③④ C．③①②④ D．③②①④ （2）加入Na2CO3溶液，目的是： 。 Ⅱ.海水提溴主要工业生产流程如图所示： （3）向“吹出塔”中鼓入空气的目的是将 (填化学式)吹出。 （4）“吸收塔”中发生反应的化学方程式为 。 （5）“蒸馏塔”溶液中溴的浓度比“吹出塔”溶液中溴的浓度 (填“高”“低”或“相等”)。 Ⅲ.SO2在生活、生产中有重要用途，使用不当会造成环境污染。 （6）某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。 ①仪器a的名称为 。 ②向仪器a中滴加浓硫酸之前，需先通入一段时间N2，此操作的目的是 。 ③若将SO2气体直接通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则该反应的离子方程式为 。 ④实验时，装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B，向其中滴加适量氨水，生成的白色沉淀为 (填化学式)。 （7）某兴趣小组用如图所示装置测定某硫酸厂附近空气中二氧化硫的含量。 当注入标准状况下200mL空气时，酸性溶液恰好褪色，停止实验。发生反应的离子方程式为： 。该空气中二氧化硫的体积分数为 。 【答案】（1）CD （2）使Ca2＋，Ba2＋与CO完全反应生成沉淀 （3）Br2 （4）SO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBr （5）高 （6）分液漏斗 排除空气的干扰 SO2＋Ca2＋＋2OH－==CaSO3↓＋H2O BaSO3 （7）5SO2+2MnO4-+2H2O==5SO+2Mn2++4H+ 1.4% 【解析】（1）加NaOH可除去镁离子，加氯化钡可除去硫酸根离子，然后加碳酸钠除去钙离子及过量钡离子，过滤后加盐酸，NaOH与氯化钡可互换顺序，碳酸钠一定在氯化钡之后，则试剂顺序为③①②④或③②①④，答案为CD； （2）根据上一小问的分析，加入Na2CO3溶液，目的是使Ca2＋，Ba2＋与CO完全反应生成沉淀； （3）向“吹出塔”中鼓入空气的目的是将Br2吹出； （4）吸收塔中SO2将Br2转化为HBr的化学方程式是SO2+Br2+2H2O==2HBr+H2SO4； （5）提取溴的过程中，经过2次Br-→Br2转化的目的是溴元素进行富集，“蒸馏塔”溶液中溴的浓度比“吹出塔”溶液中溴的浓度高； （6）①根据图中信息得到仪器a的名称为分液漏斗； ②装置中有空气，空气中氧气在溶液中容易氧化二氧化硫而影响实验，因此向仪器a中滴加浓硫酸之前，需先通入一段时间N2，此操作的目的是排除空气的干扰； ③若将SO2气体直接通入澄清石灰水中生成亚硫酸钙沉淀和水，则该反应的离子方程式为SO2＋Ca2＋＋2OH－=CaSO3↓＋H2O； ④装置B中盛放氯化钡溶液，通入二氧化硫后，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，而亚硫酸的酸性比盐酸弱，所以不会产生沉淀，通入氨气后，则与亚硫酸反应生成亚硫酸铵，再与钡离子结合生成亚硫酸钡沉淀，则生成的白色沉淀为BaSO3； （7）SO2与酸性溶液反应生成H2SO4，硫酸钾，硫酸锰和水，离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O==5SO+2Mn2++4H+；根据5SO2+2MnO4-+2H2O==5SO+2Mn2++4H+得关系式5SO2～2KMnO4，说明200mL气体中二氧化硫气体物质的量为n(SO2)=2.5×0.05L×0.001mol•L−1=1.25×10−4mol，则空气中二氧化硫的体积分数为×100%=1.4%。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$