21．(12分)(1)控制變量是科學(xué)研究中的重要研究方法，其基本思路是，在實(shí)驗(yàn)研究中人為只改變一個(gè)因素(調(diào)節(jié)變量)，其他因素保持相同，觀察測(cè)定因調(diào)節(jié)變量改變而改變的因素(因變量)，從而分析得到研究結(jié)論．中學(xué)化學(xué)中應(yīng)用控制變量的方法研究問(wèn)題的例子很多．請(qǐng)分析或設(shè)計(jì)：

①在研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，教材安排了利用Na₂S₂O₃與H₂SO₄反應(yīng)的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)(Na₂S₂O₃+H₂SO₄Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O)

在三個(gè)燒杯(底部有黑色“十”字標(biāo)記)內(nèi)分別加入表中所示體積的三種液體，攪拌并開(kāi)始計(jì)時(shí)，到出現(xiàn)渾濁使燒杯底部“十”字看不見(jiàn)時(shí)停止計(jì)時(shí)．比較所需時(shí)間，得出濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的結(jié)論．實(shí)驗(yàn)中，溫度和反應(yīng)體系中硫酸濃度是保持相同的因素，調(diào)節(jié)變量是________，因變量是________．

②運(yùn)用控制變量原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用純堿溶液探究溫度對(duì)鹽的水解的影響，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法：______________________________________________________________________________________.

(2)373 K時(shí)，H₂PO與OH^－發(fā)生如下反應(yīng)：

H₂PO+OH^－HPO+H₂O

反應(yīng)結(jié)果如下表所示：

如果用v＝kc^m(H₂PO)·cⁿ(OH^－)表示反應(yīng)速率(k為與濃度無(wú)關(guān)的常數(shù))

①k＝________， m＝________， n＝________.

②若c(H₂PO)的起始濃度為0.20 mol/L, c(OH^－)的起始濃度為1.50 mol/L，則反應(yīng)速率v＝____________.

解析：(1)實(shí)驗(yàn)改變的條件是Na₂S₂O₃和水用量相對(duì)大小，故調(diào)節(jié)變量是Na₂S₂O₃溶液的濃度，因變量是反應(yīng)所需時(shí)間．利用控制變量原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)水解反應(yīng)的影響，則控制變量是溫度，因變量是水解程度大小，可用加入指示劑通過(guò)溶液顏色深淺來(lái)表示或用pH表示．

(2)①OH^－的濃度均為1.00 mol/L時(shí)，

H₂PO的濃度由0.10→0.50，濃度變?yōu)樵瓉?lái)的5倍，反應(yīng)速率由3.2×10^－5→1.60×10^－4，即反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉?lái)的5倍，因此m＝1；同理H₂PO的濃度均為0.50 mol/L時(shí)，OH^－的濃度由1.00→4.00，濃度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，反應(yīng)速率由1.60×10^－4→2.56×10^－3，即反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉?lái)的16＝4²倍，因此n＝2.

利用第一組數(shù)據(jù)有：3.2×10^－6＝k·(0.10)¹×(1.00)²，所以k＝3.2×10^－4

②此時(shí)，v＝3.2×10^－4 mol/(L·s)×(0.20 mol/L)×(1.50mol/L)²＝1.44×10^－4 mol/(L·s)

答案：(1)①Na₂S₂O₃溶液的濃度　所需時(shí)間

②取三支試管各放同濃度同體積的純堿溶液，滴1-2滴酚酞試液，第一支不加熱，第二支加熱至t₁℃，第三支加熱至t₂℃，觀察三支試管中溶液的顏色深淺，溫度越高，顏色越深，說(shuō)明堿性越強(qiáng)，則水解程度越大(其他合理答案均給分，例如不同溫度下測(cè)定同濃度同體積純堿溶液的pH)

(2)①3.2×10^－4　1　2

②1.44×10^－4mol/(L·s)

20．(10分)物質(zhì)在制取或配制成溶液時(shí)往往應(yīng)用化學(xué)平衡的知識(shí)．

(1)鉀是一種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取．該反應(yīng)為：Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)　ΔH>0，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K＝c(K)，各物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系見(jiàn)下表.

①在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為_(kāi)_______，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于________．

②常壓下，當(dāng)反應(yīng)溫度升至900℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K＝________.

(2)實(shí)驗(yàn)室中配制碘水，往往是將I₂溶于KI溶液中，這樣就可以得到濃度較大的碘水，主要是因?yàn)榘l(fā)生了反應(yīng)：I₂(aq)+I^－I

上述平衡體系中，I的物質(zhì)的量濃度c(I)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上的任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))．

①通過(guò)分析上圖，該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)．

②在T₁、D狀態(tài)時(shí)，v_正________v_逆(填“>”“<”或“＝”)．

解析：(1)①由于鈉的金屬性比鉀弱，所以要制取鉀，應(yīng)該利用影響化學(xué)平衡的條件，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度應(yīng)等于鉀的沸點(diǎn)，最高溫度應(yīng)低于鈉的沸點(diǎn)．

②當(dāng)溫度升至900℃時(shí)，鈉也為氣態(tài)，故上述反應(yīng)可表示為：Na(g)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)，故其平衡常數(shù)為K＝.

(2)①由圖可知，升高溫度，c(I)降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng) ，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

②T₁、D狀態(tài)時(shí)，還未達(dá)到平衡，而可逆反應(yīng)最終都要達(dá)到平衡狀態(tài)，所以必須增大c(I)才能達(dá)到平衡狀態(tài)，即反應(yīng)正向進(jìn)行，v_正>v_逆；

答案：(1)①770℃　890℃　②

(2)①放熱�、�>

19．(7分)在一體積為10 L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)　ΔH<0

(1)CO和H₂O濃度變化如下圖，則0-4 min的平均反應(yīng)速率v(CO)＝________mol/(L·min)．

t1℃時(shí)物質(zhì)濃度(mol/L)的變化

(2)t₁℃(高于850℃)時(shí)，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表．

①表中3 min-4 min 之間反應(yīng)處于________狀態(tài)；c₁________0.08 mol/L(填“>”“<”或“＝”)．

②反應(yīng)在4 min-5 min間，平衡向逆方向移動(dòng)，可能的原因是________(單選)，表中5 min-6 min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是________(單選)．

a．增加水蒸氣　　　　　　　　 b．降低溫度

c．使用催化劑　 　　　　　　　　　　　 d．增加氫氣濃度

解析：(1)v(CO)＝

＝0.03 mol/(L·min)．

(2)①0 min-2 min, c(CO)減小 0.062 mol/L，即平均速率為0.031 mol/(L·min)，由于反應(yīng)速率一般隨反應(yīng)的進(jìn)行而減慢，所以2 min-3 min, c(CO)的減小值小于0.31 mol/L，因此c₁>(0.138－0.031) mol/L>0.08 mol/L；

②由于降低溫度平衡向右移動(dòng)，所以4 min-5 min的條件變化不是b，由于c(CO₂)減小，應(yīng)是增加了H₂濃度；第5 min-6 min, c(CO)減小，c(H₂O)增大，c(CO₂)增大，應(yīng)是增加了水蒸氣．

答案：(1)0.03　(2)①平衡　>�、赿　a

18．(7分)某溫度下，密閉容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂，使之反應(yīng)合成NH₃，平衡后，測(cè)得NH₃的體積分?jǐn)?shù)為n₀，如果溫度不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH₃的體積分?jǐn)?shù)為n₀，N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別用x、y、z表示．

(1)恒溫恒容條件下：

①若x＝0, y＝0，則z＝________.

②若x＝0.75 mol, 則y＝________， z＝________.

③x、y、z滿足的一般條件是________．

(2)恒溫恒壓條件下，x、y、z滿足的一般條件是

______________________________________．

解析：本題起始狀態(tài)不同，但最終NH₃的體積分?jǐn)?shù)相同，即最終各平衡是等效的．恒溫怛容條件下，“一邊倒”后，對(duì)應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可，例如“左倒”后，都是1 mol N₂和3 mol H₂，故①x＝0, y＝0，則z＝2 mol；②若x＝0.75 mol，則y＝2.25 mol, z＝0.5 mol；③“左倒”后，生成的N₂為 mol，生成的H₂為 mol，所以x+＝1 mol, y+＝3 mol.恒溫恒壓下，“一邊倒”后，求得N₂、H₂物質(zhì)的量之比為1∶3即可．

答案：(1)①2 mol�、�2.25 mol　0.5 mol

③2x+z＝2 mol, 2y+3z＝6 mol

(2)x∶y＝1∶3, z為任意值或x＝y＝0, z≥0.

17．(6分)在某一容積為2 L的密閉容器內(nèi)，加入0.8 mol的H₂和0.6 mol的I₂，在一定的條件下發(fā)生如下反應(yīng)：H₂(g)+I₂(g)2HI(g)　ΔH<0

反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化情況如圖所示：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_______．

(2)根據(jù)圖所示數(shù)據(jù)，反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)，平均速率v(HI)為_(kāi)_______．

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時(shí)：

①若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K________(填寫(xiě)增大、減小或不變)，HI濃度的變化正確的是________(用右圖中a-c的編號(hào)回答)．

②若加入I₂，H₂濃度的變化正確的是________(用右圖中d-f的編號(hào)回答)．

解析：(1)由平衡常數(shù)的定義可知反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式．

(2)由圖可知3 min時(shí)達(dá)到平衡，v(HI)＝＝0.167 mol/(L·min)．

(3)①升高溫度，平衡向左移動(dòng)，c(HI)減小而c(H₂)、c(I₂)增大，所以K減小，c(HI)的變化符合圖中的c；②若加入I₂，平衡向右移動(dòng)，c(H₂)減小，應(yīng)是圖中的f.

答案：(1)K＝

(2)0.167 mol/(L·min)　(3)①減小　c�、�f

16．在體積可變的密閉容器中，反應(yīng)mA(g)+nB(s)pC(g)達(dá)到平衡后，壓縮容器的體積，發(fā)現(xiàn)A的轉(zhuǎn)化率隨之降低．下列說(shuō)法中，正確的是

(　)

A．(m+n)必定小于p　 　　　　　　 B．(m+n)必定大于p

C．m必定小于p　 　　　　　　　　　　 D．m必定大于p

解析：壓縮容器的體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，所以逆向是氣體體積縮小的方向，選項(xiàng)C正確．

答案：C

第Ⅱ卷 　(非選擇題，共52分)

15．將2 mol A和1 mol B充入某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)xC(g)，達(dá)到化學(xué)平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為a.假設(shè)該反應(yīng)的條件分別和下列各選項(xiàng)的條件相同，下列判斷正確的是

(　)

A．若在恒溫恒壓下，當(dāng)x＝1時(shí)，按1.5 mol A、1 mol C作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為a

B．若在恒溫恒容下，當(dāng)x＝2時(shí)，將2 mol C作起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為a

C．若在恒溫恒壓下，當(dāng)x＝3時(shí)，1 mol A、1 mol B、6 mol C作起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為a

D．若在恒溫恒容下，按0.6 mol A、0.3 mol B、1.4 mol C作起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為a，則x只能等于2

解析：將選項(xiàng)A和C中的C的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化后所得A、B的物質(zhì)的量之比均與題干中兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比不等，故A、C錯(cuò)誤；將B項(xiàng)中C的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化后所得A、B的物質(zhì)的量與題干中對(duì)應(yīng)A、B的物質(zhì)的量相等，B正確；D項(xiàng)中，因A、B的物質(zhì)的量之比與題干中反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等，若x＝3，即反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變時(shí)，轉(zhuǎn)化后所得A、B物質(zhì)的量之比為2∶1，此時(shí)仍與由2 mol A和1 mol B構(gòu)成的體系等效，體積分?jǐn)?shù)同樣保持不變，因此當(dāng)x＝3時(shí)符合題意，x＝2不符合題意，D錯(cuò)．

答案：B

14．(2009·廣東高三模擬)下圖所示是在恒溫下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖．下列說(shuō)法不符合該示意圖的是

(　)

A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等

B．該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)Ⅰ以后，增大反應(yīng)物的濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡態(tài)Ⅱ

C．反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)Ⅰ以后，減小反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡態(tài)Ⅱ

D．同一種反應(yīng)物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時(shí)濃度不相等

解析：A項(xiàng)，任一可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，v_正、v_逆均相等；B項(xiàng)，由圖示可知反應(yīng)達(dá)平衡后某時(shí)刻v_正忽然增加，這一瞬間v_逆不變，故應(yīng)是增大了反應(yīng)物的濃度；B項(xiàng)對(duì)，C不符合圖像；D項(xiàng)，平衡態(tài)Ⅱ時(shí)反應(yīng)物濃度應(yīng)大于平衡態(tài)Ⅰ的濃度．

答案：C

13．反應(yīng)2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，在一定條件下的2 L容器中，1 mol A與0.5 mol B反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)A為0.3 mol/L，在1 L容器中1 mol A與0.5 mol B在相同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)A為0.5 mol/L，則x值最合適為

(　)

A．2　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．1

C．大于2　 　　　　　　　　　　　　　　　 D．小于3

解析：假設(shè)在縮小容器體積(加壓)的過(guò)程中平衡不移動(dòng)，則在1 L容器中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)A的濃度應(yīng)該為0.6 mol/L，而實(shí)際上是0.5 mol/L，說(shuō)明在加壓過(guò)程中平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即有 2+1>x，故x<3.

答案：D

12．合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義，對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，在637 K、30 MPa下n(NH₃)和n(H₂)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示．下列敘述正確的是

(　)

A．點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大

B．點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡

C．點(diǎn)d(t₁時(shí)刻)和點(diǎn)e(t₂時(shí)刻)處n(N₂)不一樣

D．其他條件不變，773 K下反應(yīng)至t₁時(shí)刻，n(H₂)比圖中d點(diǎn)的值大

解析：由題意n(H₂)隨時(shí)間的變化曲線的斜率知在a點(diǎn)n(H₂)的變化量大于b點(diǎn)n(H₂)的變化量，即a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)．雖然c點(diǎn)時(shí)n(H₂)＝n(NH₃)，但二者的物質(zhì)的量仍在隨時(shí)間發(fā)生變化，故c點(diǎn)并沒(méi)有達(dá)到平衡，B不正確．由于在t₁、t₂時(shí)刻反應(yīng)已達(dá)平衡，故兩時(shí)刻n(N₂)一樣多，C不正確．由于合成氨的反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則在其他條件不變時(shí)773 K下反應(yīng)至t₁時(shí)n(H₂)比圖中d的值大．故本題答案為A、D.

答案：AD