选修四专题二-化学反应与化学平衡(含解析).doc

选修四专题二 化学反应与化学平衡（含解析）
1．下列反应中，一定不能自发进行的是（　　）
　Ａ．２KClO3(s)＝2KCl(s) ＋Ｏ2(g)
ΔＨ＝－78.03 kJ·mol－1 ΔＳ＝1110 J·mol－1·K－1
Ｂ．CO(g)＝C(s石墨) ＋1/2Ｏ2(g)　
ΔＨ＝110.05 kJ·mol－1 ΔＳ＝－89.36 J·mol－1·K －1
Ｃ．４Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝４Fe(OH)3(s)
ΔＨ＝－444.3 kJ·mol－1 ΔＳ＝－280.3 J·mol－1 ·K－1
Ｄ．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CO2(g)＋CH3COO NH4(aq)＋H2O(l)
ΔＨ＝37.30 kJ·mol－1 ΔＳ＝184.05 J·mol－1 ·K－1
【解答】答案B
解析：依据反应自发的判据：△H－T△S＜0进行判断，A项△H ＜0，△S＞0，所有温度下反应自发进行；B项△H ＞0，△S＜0，所有的温度下反应都不自发进行； C项△H ＜0，△S＜0，只有在低温下反应自发进行；D项△H ＞0，△S＞0，只有在高温下反应自发进行。
2．对于在密闭容器中发生的化学反应N2＋3H32NH3已达平衡，如果保持其他条件不变，只增加N2的浓度，则 （ ）
A.只有正反应速率增大 B.逆反应速率减小
C.正逆反应速率同时增大 D.正逆反应速率同时减小
【解答】答案C
试题分析：只增加N2的浓度，则生成氨气的正反应速率增大，同时氨气的浓度增加，逆反应速率也加快，答案选C。
考点：考查外界条件对反应速率的影响
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重考查学生对外界条件影响反应速率的熟悉了解掌握程度。该题的关键是记住外界条件对反应速率的影响，然后结合题意需要具体问题、具体分析即可。
3．在一定温度下，将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应，t0时容器Ⅰ中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是

A．该反应的化学方程式为：3X＋2Y2Z
B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则容器Ⅱ达到平衡所需时间小于t0
C．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应
D．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固态或液态
【解答】答案D
试题分析：A．根据XYZ物质的量的变化图象分析，Z是反应物，XY是生成物，到平衡后，X生成1.8mol，Y生成1.2mol，Z反应1.8mol，则反应的化学方程式为：3Z⇌3X+2Y，故A错误；B．反应的化学方程式为：3Z⇌3X+2Y，若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则容器Ⅱ达到平衡时体积增大，压强减小的过程，达到平衡所需时间大于t0，故B错误；C．若达平衡后，容器Ⅱ是恒压容器，升高温度时其体积增大，但不能说明平衡正向进行，Z发生的反应不一定为吸热反应，故C错误； D．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，说明达到相同的平衡，不受压强的变化影响，所以反应前后气体体积应是不变的反应，所以X为固态或液态，故D正确，故选D。
考点：考查恒温容器和恒压容器的平衡影响条件的分析判断。
4．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）△H＞0；T1温度下的部分实验数据为：
t/s
0
500
1 000
1 500
c（N2O5）/mol/L
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法不正确的是（ ）
A．500 s内N2O5分解速率为2.96×10﹣3 mol/（L•s）
B．T1温度下的平衡常数为K2=125，1 000 s时N2O5转化率为50%
C．其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5（g）浓度为2.98 mol/L，则T1＜T2
D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1＞K3，则T1＞T3
【解答】答案C
解析：A.500s内N2O5的浓度变化量为（5﹣3.52）mol/L=1.48mol/L，则v（N2O5）==2.96×10﹣3 mol/（L•s），故A正确；
B．由表中数据可知，T1温度下，1000s时反应到达平衡，平衡时c（N2O5）=2.5mol/L，则：
2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）
起始浓度（mol/L）：5 0 0
变化浓度（mol/L）：2.5 5 1.25
平衡浓度（mol/L）：2.5 5 1.25
平衡常数K===125，1 000 s时N2O5转化率=×100%=50%，故B正确；
C．其他条件不变时，若温度T2高，到达平衡时间缩短，正反应为吸热反应，平衡正向移动，1000s时N2O5（g）浓度应小于2.5mol/L，故不可能为升高温度，应为降低温度，故T1＞T2，故C错误；
D．正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，若K1＞K3，则T1＞T3，故D正确，
故选：C．
【点评】本题考查化学平衡有关计算、化学平衡影响因素、平衡常数等，难度中等，注意理解掌握外界条件对平衡移动的影响．
5．对于反应2NO2(g) N2O4(g)，在一定条件下达到平衡，在温度不变时，欲使的比值增大，应采取的措施是(　　)
①体积不变，增加NO2的物质的量　
②体积不变，增加N2O4的物质的量　
③使体积增大到原来的2倍 ④充入N2，保持压强不变
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【解答】答案D
解析：由于反应前后体积都是不变的，所以，加入NO2还是加入N2O4都是相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以①②不正确。③④都是相当于降低压强，平衡向逆反应方向移动，二者比值增大，答案选D。
6．对于密闭容器中的可逆反应：4L(g) 2M(g)+N(g) △H＞0，其平衡状态与温度（T）和压强（P1>P2）的关系如图所示。图中y轴是指

A．气体混合物的平均相对分子质量
B．气体混合物的总物质的量浓度
C．L在气体混合物的体积分数
D．气体混合物的密度
【解答】答案A
试题分析：根据反应的方程式可知，该反应是体积减小的吸热的可逆反应，因此升高温度或增大压强平衡向正反应方向移动。根据图像可知随着温度升高和压强的增大，Y逐渐增大。A、混合气的平均相对分子质量等于混合气的质量与混合气总物质的量的比值，升高温度或增大压强平衡向正反应方向移动，在反应过程中混合气质量不变，但混合气的物质的量减小，因此气体混合物的平均相对分子质量逐渐增大，A正确；B、升高温度或增大压强平衡向正反应方向移动，在反应过程中混合气的物质的量减小，因此气体混合物的总物质的量浓度逐渐减小，B不正确；C、升高温度或增大压强平衡向正反应方向移动，所以L在气体混合物的体积分数减小，C不正确；D、升高温度或增大压强平衡向正反应方向移动，在反应过程中混合气质量和容器容积均不变，因此气体混合物的密度始终不变，D不正确，答案选A。
考点：考查外界条件对平衡状态的影响以及图像识别等
7．CO与H2在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在容积均为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1 mol CO和2 mol H2混合气体，控温。 实验测得相关数据如下图1和图2。
下列有关说法正确的是 ( )

A．该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应
B．K1<K2(K为该条件下反应的平衡常数)
c．反应进行到5 min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动
D．将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压
【解答】答案D
试题分析：A、根据图1，500℃达到平衡时，甲醇的物质的量减少，可知温度升高，平衡向逆向移动，反应为放热反应，正确；B、根据图1可知300℃平衡时甲醇的物质的量大于500℃的，则K1>K2,错误；C、反应进行到5min时，T3 达到平衡状态，a、b没有达到平衡状态，平衡正向移动；但是d、e达到了平衡状态，错误；D、将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，需要降低甲醇含量，平衡逆向移动，可采取的措施有升温或减压，正确。
考点：本题考查影响化学平衡移动的因素、图像的分析。
8．如图所示曲线表示其他条件一定时，反应：2NO＋O22NO2 ΔH<0，NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)>v(逆)的点是

A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
【解答】答案C
试题分析：图中曲线是平衡线，a、b点达到平衡，c点没有达到平衡，要想达到平衡，需增加NO的转化率，反应向正反应方向进行，即v(正)>v(逆)，d点没有达到平衡，想达到平衡，需降低NO的转化率，平衡向逆反应方向进行，即v(逆)>v(正)，因此符合题意的是选项C，故C正确。
考点：考查影响化学平衡的因素。
9．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，不能表明反应A（s）+2B（g）⇌C（g）+D（g）已达平衡的是（ ）
A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．混合气体的相对分子质量 D．C气体的总物质的量浓度
【解答】答案A
解析：A、两边气体的计量数相等，所以混合气体的压强始终不变，故A错误；
B、混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故B正确；
C、混合气体的相对分子质量不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故C正确；
D、C气体的总物质的量浓度不变，说明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故D正确；
故选A．
【点评】本题考查了化学平衡状态的判断，难度不大，注意当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0．
10．下列有关化学平衡移动叙述，正确的是

A．可逆反应：Cr2O742-+H2O2CrO42-+2H＋达平衡状态溶液呈橙黄色，滴加少量的浓硝酸，溶液变橙色，氢离子浓度随时间变化曲线如上图一
B．可逆反应Co(H2O) 62++ (粉红色)+4Cl－CoCl42-+ (蓝色)+6H2O达平衡状态溶液呈紫色，升高温度，溶液变蓝色，反应速率随时间变化曲线如上图二
C．可逆反应：2NO2N2O4达平衡状态呈红棕色，加压(缩小体积)红棕色变深，NO2物质的量随时间变化曲线如上图三
D．可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0达平衡状态，升高温度，NH3体积分数随时间变化曲线如上图四
【解答】答案C
试题分析：可逆反应：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H＋达平衡状态溶液呈橙黄色，滴加少量的浓硝酸，溶液中c(H＋)瞬间增大，平衡逆向移动，使c(H＋)逐渐减小，根据勒夏特列原理可知再次达到平衡时c(H＋)较原平衡大，故A项图像错误；可逆反应Co(H2O)62+(粉红色)+4Cl－CoCl42-(蓝色)+6H2O达平衡状态溶液呈紫色，升高温度，正、逆反应速率均增大，溶液变蓝色，平衡正向移动，故正反应速率大于逆反应速率，B想图像错误；可逆反应：2NO2N2O4达平衡状态呈红棕色，加压(缩小体积)瞬间NO2物质的量不变，平衡正向移动，NO2物质的量减小，C项图像正确；可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；ΔH ＜0达平衡状态，升高温度，平衡逆向移动，NH3体积分数减小，故D项图像错误。
考点：化学平衡图像问题。
11．一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
Ⅰ
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40

Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090

下列说法正确的是( )
A．该反应的正方应为吸热反应
B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol 和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行
【解答】答案D
试题分析：A、容器Ⅰ中平衡时甲醚的浓度=水蒸气的浓度=0.080/1.0=0.080mol/L,甲醇的浓度=0.2-0.080×2/1.0=0.04mol/L，容器Ⅰ中化学平衡常数为0.08×0.08/（0.04×0.04）=4，容器Ⅱ中平衡时甲醚的浓度=水蒸气浓度=0.09/0=1.0=0.090mol/L，甲醇的浓度为0.2-0.090×2/1.0=0.02mol/L，化学平衡常数=（0.09×0.09）/（0.02×0.02）=20.25>4，所以降低温度，平衡常数增大，反应向正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误，不选A；B、恒容条件下，容器Ⅱ相当于在容器的基础上加压，但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此平衡不移动，所以容器Ⅰ中的甲醇的体积分数和容器Ⅱ中的相等，错误，不选B；C、容器Ⅰ中的温度比容器的温度高，温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，错误，不选C；D、甲醇的浓度为0.1mol/L，甲醚的浓度为0.15mol/L，水蒸气的浓度为0.10mol/L，浓度商为0.1×0.15/（0.1×0.1）=1.5<4，平衡向正反应方向移动，正确，选D。
考点：化学平衡的建立
12．已知反应X (g)+Y (g) n Z (g) △H ＞ 0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如图所示。下列说法不正确的是

A．反应方程式中n=1
B．10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度
C．10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强
D．0~5 min内，用X表示的反应速率为v(X)=0.08 mol·L-1·min-1
【解答】答案B
试题分析：A、根据图像可知，反应进行到5min时X、Y和Z的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态。此时X的浓度减少了2.0mol/L－1.6mol/L＝0.4mol/L、Z的浓度增加了0.4mol/L，所以根据浓度的变化量之比等于化学计量数之比可知，n＝1，A正确；B、10min时X、Y、Z的浓度均增大，但平衡向正反应方向移动。正方应是吸热反应，因此升高温度，平衡向正反应方向移动，但反应物的浓度降低，因此改变的条件一定不是温度，B不正确；C、由于正方应是体积减小的可逆反应，因此根据图像可知改变的条件是缩小容器的容积，则10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强，C正确；D、0～5 min内，用X表示的反应速率为v(X)＝0.4mol/L÷5min＝0.08 mol·L-1·min-1，D正确，答案选B。
考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的判断、反应速率的计算以及图像分析等
13．（10分）（1）一定温度下，在恒容密闭容器中NO2与O2反应如下：4NO2(g)＋O2(g) 2N2O5(g)；
若已知K350℃< K300℃,则该反应是_______反应（填“吸热”或“放热”）。
反应达平衡后，若再通入一定量NO2，则平衡常数K将______，NO2的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）若初始时在恒容密闭容器中加入N2O5，下表为N2O5分解反应在一定温度下不同时间测得N2O5浓度的部分实验数据：
t/s
0
500
1000
c(N2O5)/mol·L－1
5.00
3.52
2.48
写出该反应的平衡常数表达式：K＝ 。
②1000 s内N2O5的分解速率为 。
③若每有1molN2O5分解，放出或吸收QkJ的热量，写出该分解反应的热化学方程式 。
【解答】答案（10分）（1）放热（1分），不变（1分），变小（1分）
（2）①(2分) ②0.00252 mol·L－1·s－1（2分），
③2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) △H=+2QkJ·mol-1（3分）
14． (12分)在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g),2分钟末反应达到平衡状态，生成了0.8 mol D，请填写下面空白。
(1) B的平衡浓度为________。
(2) A的转化率为________。
(3) 用D表示的平均反应速率为________。
(4) 如果缩小容器容积(温度不变)，达到新平衡时混合气体的密度________、平均相对分子质量________。(两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行，开始加C和D各4/3 mol，要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时相等，则还应加入________mol B物质。
【解答】答案（12分）
(1)0.8 mol/L　 (2分)
(2)60% (2分)
(3)0.2 mol/(L·min) (2分)
(4)增大　不变　(4分)
(5)4/3 (2分)
15．（14分）某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na2SO3溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是 。
（2）已知：
20℃时溶解度/g
CaCO3
CaSO4
Mg（OH)2
MgCO3
1.4×10-3
2.55×10-2
9×10-4
1.1×10-2
根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程 。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有 。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因 。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是 。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe2O3保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是 。
a. 在炉面上滴加浓H2SO4，观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO4溶液，观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K3[Fe（CN)6]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO3，观察出现红棕色气体的时间
【解答】答案（1）SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O （2）CaSO4在水中存在平衡CaSO4（s)Ca2+（aq) + SO42-（aq)，用Na2CO3溶液浸泡后，Ca2+与CO32-结合成更难溶的CaCO3，使上述平衡右移，CaSO4转化成CaCO3，然后用盐酸除去。（3）① CaCO3、Mg（OH)2、SiO2 ② 2Fe3+ + Fe == 3Fe2+
（4）将Fe3+还原成Fe2+，防止Fe3+腐蚀锅炉 （5）① 2 2 1 1 1Fe2O3 2OH- ② b c
试题分析：（1）二氧化硅是酸性氧化物，与NaOH反应的化学方程式是SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O。
（2）CaSO4在水中存在平衡CaSO4（s)Ca2+（aq) + SO42-（aq)，用Na2CO3溶液浸泡后，根据表中数据可判断Ca2+与CO32-结合成更难溶的CaCO3，使上述平衡右移，CaSO4转化成CaCO3，最后再用盐酸除去碳酸钙即可。
（3）①氟化钠与盐酸反应生成HF，HF能与二氧化硅反应，所以被除掉的水垢除铁锈外，还有CaCO3、Mg（OH)2、SiO2。
②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，这是由于铁离子具有氧化性，能与铁反应，反应的离子方程式为2Fe3+ + Fe == 3Fe2+。
（4）用于铁离子能腐蚀铁锅，而亚硫酸钠具有还原性，所以步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是将Fe3+还原成Fe2+，防止Fe3+腐蚀锅炉。
（5）① 根据方程式可知铁元素的化合价从0价升高到+3价，失去3个电子。氮元素的化合价从+3价降低到0价，得到3个电子，所以根据电子得失守恒可知反应的方程式为2Fe +2NO2- +H2O =N2↑+ Fe2O3+ 2OH-。
②a. 在炉面上滴加浓H2SO4，浓硫酸能使铁钝化，所以不能通过观察溶液出现棕黄色的时间检测钝化效果，a错误；b. 硫酸铜能与铁发生置换反应，所以在炉面上滴加酸性CuSO4溶液，通过观察蓝色消失的时间可以检测钝化效果，b正确；c. 铁离子能与铁反应生成亚铁离子，而亚铁离子能与K3[Fe（CN)6]反应产生蓝色沉淀，因此通过观察出现蓝色沉淀的时间可以检测钝化效果，c正确；d. 在炉面上滴加浓HNO3，浓硝酸遇铁钝化，所以不能通过观察出现红棕色气体的时间检测钝化效果，d错误，答案选bc。
考点：考查溶解平衡、氧化还原反应方程式配平、实验设计与探究
16．在一密闭的2L容器里装有4molSO2和2molO2，在一定条件下开始反应。2min末测得容器中有1.6mol SO2 。
请计算①2min末SO3的浓度；
②2min内O2的平均反应速率。
【解答】答案(10分，每问5分) ① 1.2mol/L ② 0.3mol/(L·min)
试题分析： 2SO2＋O22SO3
起始浓度（mol/L） 2 1 0
转化浓度（mol/L） 1.2 0.6 1.2
2min后浓度（mol/L）0.8 0.4 1.2
所以2min末SO3的浓度是1.2mol/L
2min内O2的平均反应速率是
考点：考查可逆反应的有关计算
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生解题能力的培养，有助于培养学生的规范答题能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该类试题需要注意的是在进行可逆反应的有关计算时，一般采用“三段式”进行，即分别列出起始量、转化量和平衡量或某深刻的量，然后依据已知条件列式计算即可。
17．（6分）把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，它们发生如下反应：
2X(g)＋Y(g) ＝　nZ(g)＋2W(g) 。2 min 末已生成0.2 mol W ，若以Z的浓度变化表示的反应速率为0.1 mol·L-1·min-1，计算：
（1）化学反应方程式中n的值是多少？
（2）2 min末时Y的浓度?
【解答】答案（1） n = 4 （2） 0.25mol/L
18．（10分）把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里，发生如下反应：
3A(g) +B(g) x C(g) + 2D(g) , 经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应
速率为0.2mol·L-1·s-1 , 同时生成1molD，试计算：
（1）达到平衡状态时B的转化率？
（2）计算x的值？
（3）达到平衡状态时容器内气体的物质的量是多少？
【解答】答案（1）20% （4分）
（2）4 （3分）
（3）6 mol （3分）
19．肼可作为火箭发动机的燃料，与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)+2O2(g) ＝N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4(l)+O2(g) ＝ N2(g)+2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1
（1）写出肼和N2O4反应的热化学方程式_________________________________；
（2）上述反应中氧化剂是 。
（3）火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N2O4(g)2NO2(g)
① 上述反应的ΔH 0（选填“＞”或“＜”）。
② 保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数 （填“增大”、“ 减小”或“不变”），混合气体的颜色 （填“变深”或“变浅”）。
③一定温度下，将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。

④若在相同温度下，上述反应改在体积为10L的恒容密闭容器中进行，反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0~3s内的平均反应速率v（N2O4）=_______ mol·L－1·s－1。
（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为______。
【解答】答案（1）2N2H4(l)+N2O4(l) ＝3N2(g)+4H2O(g) ΔH＝－1048.9 kJ/mol（2分）（2）N2O4（1分）
（3）①＞（1分） ②减小（2分） 变深（2分） ③ad（2分） ④ 0.01（2分）
（4）N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑（2分）
试题分析：（1）已知：①N2(g)+2O2(g) ＝N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1，②N2H4(l)+O2(g) ＝ N2(g)+2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知②×2－①即可得到2N2H4(l)+N2O4(l) ＝3N2(g)+4H2O(g) ΔH＝－1048.9 kJ/mol。
（2）反应中，N2O4（l）中N元素化合价从+4价就得到0价，得电子发生还原反应，N2O4（l）是氧化剂。
（2）①升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，当温度升高时，气体颜色变深，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应即△H＞0；
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，相对于成比例增大反应物，即增大压强平衡向气体体积减小的方向移动即逆反应方向，所以NO2的体积分数减小，但二氧化氮的浓度仍然增大，则混合气体的颜色变深。
③a、反应方程式两边气体的质量不相等，密度不变，说明达到了平衡状态，a正确；b、反应过程中，反应热不会变化，不是变量，无法判断是否达到平衡状态，b错误；c、根据图象，正反应速率仍然是变化的，则不能说明达到了平衡状态，c错误；d、四氧化二氮的转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，d正确，答案选ad。
④化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关，所以平衡常数K不变；v（NO2））=△c/△t==0.02mol/(L•s)，则v（N2O4）=1/2v（NO2）=0.01mol/（L•s）。
（4）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，则肼在负极通入。又因为溶液显碱性，则负极反应式为N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑。
【考点定位】本题主要是考查了盖斯定律、化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算、原电池原理应用等等知识，
【名师点晴】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
20．短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为 。
（2）已知：①E－E→2E·；△H＝＋a kJ·mol-1
② 2A·→A－A；△H=－b kJ·mol-1
③E·＋A·→A－E；△H=－c kJ·mol-1（“·”表示形成共价键所提供的电子）
写出298K时，A2与E2反应的热化学方程式 。
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A2（g）＋BC（g）X（g）；△H＝－dJ·mol－1（d＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物）。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：
实验
甲
乙
丙
初始投料
2 molA2、1 molBC
1 molX
4 molA2、2 molBC
平衡时n（X）
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
α1
α2
α3

①在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则该时间段内A2的平均反应速率v(A2) 。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为 。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 （填序号）。
A．α1＋α2＝1          B．Q1＋Q2＝d C．α3＜α1            
D．P3＜2P1＝2P2 E．n2＜n3＜1.0mol       F．Q3＝2Q1
④在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%，请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

【解答】答案（1）离子键、共价键（2分）
（2）H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；△H=（a＋b－2c）kJ·mol－1（2分）
（3）①0.125mol·L－1·min－1（2分）
②4（2分）
③ABD（3分）
④（3分）

试题分析：短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是原子半径最小的元素，则是H，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，则是C，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，C是O，D是Na，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数，E是Cl；（1）A、C、D形成的化合物是NaOH，既有离子键，又有共价键；（2）根据盖斯定律，写出热方程H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；△H=（a＋b－2c）kJ·mol－1（3）2H2+COCH3OH,分别按照三次投料发生上述反应，条件相同，甲和乙是等效平衡，丙等同于增大压强，平衡正向移动。
2 H2 + CO CH3OH,
起始： 2 1 0
变化： 1 0.5 0.5
平衡： 1 0.5 0.5
①v(H2)= =0.125mol·L－1·min－1 ②K==4
③根据甲乙等效平衡，A正确，B正确；丙中平衡右移，转化率增加，C．α3>α1，错误；压强小于2倍的甲的压强，D正确；2mol>n3>1mol，错误；Q3>2Q1答案ABD
考点：考查化学反应原理、平衡移动、等效平衡、计算