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(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=C(CH3OH)C(CO)C2(H2),故答案为:C(CH3OH)C(CO)C2(H2);(2)a.随时将CH3OH与反应混合物分离,反应速率减小,转化率增加,故a不选; b.降低反应温度,反应速率减小,转化率增加,故b不选;c.使用高效催化剂,速率加快,但平衡不移动,转化率不变,故c不选;d.增大体系压强,压强越大,速率越快,平衡正向移动,转化率增加,故选d,故答案为:d;(3)平衡后将容器的容积压缩到原来的12,相当增加压强,a.c(H2)减少,体积压缩到原来的一半,如果平衡不移动,浓度应原来的2倍,平衡正向移动,移动的结果是减弱而不是抵消,所以浓度应在原平衡的基础上增加,故a不选;b.正、逆反应速率都加快,故b不选;c.平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,故c正确;d.重新平衡C(H2)C(CH3OH)的分子和分母都乘以体积,实际上就是氢气的物质的量和甲醇的物质的量之比,因为平衡正向移动,氢气的物质的量在减小,甲醇的量在增加,两者的比值减小,故d正确,故答案为:cd;(4)①由图可知A点低于C的温度,温度越高反应速率越快所需时间越短,所以tA大于tC,故答案为:大于.②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)初起浓度 1mol/L 2mol/L 0变化量 0.5mol/L 1mol/L 0.5mol/L 平衡量 0.5mol/L 1mol/L 0.5mol/L 故K=0.5mol/L0.5mol/L ×(1mol/L)2=1L2mol-2,故答案为:1L2mol-2.
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例2 同温、同压下,相同质量的下列气体中,体积最大的是 ( ) A.CO2 B.CH4 C.H2 D.CO 〔分析〕 由同温、同压下,同质量气体 推知,摩尔质量最小者体积最大. 答案:C 例3 已知空气的平均摩尔质量为29 g/mol,在同温、同压下,某气体R对空气的相对密度为2,该气体是 ( ) A.CH4 B.C2H4 C.C2H2 D.C4H10 〔分析〕 由同温、同压下, =D,得M1=58g/mol,由选项中各分子的相对分子质量推知该气体为C4H10. 答案:D 二、求气体相对分子质量的方法 1.根据标准状况下的气体密度,求气体相对分子质量 根据标准状况下气体的密度,求该气体的摩尔质量(单位是g/mol),数值上即为气体的相对分子质量.即 M=ρ•22.4 L/mol 例4 已知标准状况下某气体的密度为1.25g/L,则该气体的相对分子质量是多少? 解:由M=ρ•22.4 L/mol得M=1.25 g/L×22.4L/mol=28g/mol, 故该气体的相对分子质量是28. 2.根据气体的相对密度D,求气体的相对分子质量 M(A)=D×M(B)(D为A气体相对于B气体的相对密度,通常是相对于H2、 O2等). 例如,某气体相对于空气的密度是2,则该气体的相对分子质量为58.1. 求混合气体的平均相对分子质量 =M(A)×A%+M(B)×B%+……(A%、B%为A、B气体在混合气体中的体积分数) 例5 已知空气中O2占21%,N2占78%,CO2约占1%,试求空气的平均相对分子质量. 解:M=MA×A%+MB×B%+MC×C% =32×21%+28× 78%+44×1% =29. 4.根据化学方程式求气体的相对分子质量 例6 150℃时,碳酸铵完全分解,生成的气态混合物其密度是相同条件下 H2 密度的______倍. 〔分析〕 (NH4)2CO3 2NH3)+H2O↑+CO2↑ 设1 mol(NH4)2CO3完全分解,根据质量守恒,生成气体的总质量为1 mol× M[(NH4)2CO3]=96 g,生成的气体共为4 mol. 答案:121.在标准状况下,1.6 L氮气中含m个分子,则阿伏加德罗常数为 ( ) A.14m B.28m C. D.7m答案:A[提示:由阿伏加德罗常数的定义可得NA= ×m=14m]2.下列说法中,正确的是 ( ) A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个微粒 B.硫酸的摩尔质量是98g C.等质量的SO2和SO3中所含的硫原子数相等 D.等质量的O2和O3中所含的氧原子数相等答案:D[提示:A项中微粒不明确,如1 mol NaCl含有2×6.02×1023个离子,故A项不正确;摩尔质量的单位为g/mol,故B项不正确;等质量的SO2和SO3的物质的量不相等,故所含S原子数也不相等,故C项不正确;O2、O3均是只由O原子构成的分子,故等质量的O2和O3中所含的氧原子数相等]3.下列气体中,含原子数最多的是 ( ) A.标准状况下11.2 L N2 B.通常状况下11.2 L O2 C.0.4 mol SO2 D.5.3 g NH3答案:D[提示:先求出分子的物质的量,再换算成原子的物质的量,比较可得]4.实验室用MnO2与浓盐酸加热的方法制取氯气.若制得的氯气在标准状况下的体积为2.24 L,则被氧化的氯离子是 ( ) A.0.2 mol B.0.4 mol C.1 mol D.2 mol答案:A[提示:由反应的化学方程式可知,Cl-被氧化生成Cl2,其物质的量为 =0.1 mol,则生成Cl2时需氧化0.2 mol Cl-]5.某Al2(SO4)3溶液VmL中含a g Al3+,取出mL溶液稀释成4V mL后,溶液中SO2-4的物质的量浓度为 ( )A. B. C. D. 答案:B[提示:V mL溶液中n(Al3+)= mol,所以 mL溶液中Al3+的物质的量为 mol,稀释成4V mL溶液后,Al3+物质的量浓度为 mol/L,所以c(SO2-4)= mol/L= mol/L]6.2 g AO2-3中,核外电子数比质子数多3.01×1022个,则元素A的相对原子质量为( ) A.12 B.32 C.60 D.80答案:B[提示:因为每个AO2-3中,核外电子数比质子数多2个,所以有AO2-3电子数比质子数多(M为AO2-3的摩尔质量)M 2mol2g 得M= 故A的相对原子质量为80-3×16=32]7.NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中,不正确的是 ( ) A.4℃时,5.4 mL水中所含水分子数为0.3NA B.2 L 1 mol/L硫酸钾溶液中钾离子的总数为3NA C.标准状况下,22.4L甲烷和乙炔的混合物中所含的分子数为NA D.1 mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和相等答案:B[提示:因4℃时水的密度ρ=1 g/cm3,所以5.4 mL水的质量为5.4 g,物质的量为0.3mol,故A项正确;2 L 1 mol/L K2SO4溶液中K2SO4的物质的量为2mol,故钾离子的总数为4 mol,故B项不正确;由气体摩尔体积及摩尔质量的定义可知,C、D两项是正确的]8.在同温、同压下,气体A的质量与气体B的质量相等,但气体A的体积小于气体B的体积,则气体A的相对分子质量和气体B的相对分子质量的关系是 ( ) A.M(A)>M(B) B.M(B)>M(A) C.M(B);M(A) D.无法比较答案:A[提示;由题意知ρA>ρB,故由阿伏加德罗定律的推论可知A项正确]9.在标准状况下,560体积的氨气溶于1体积的水中,测得氨水的密度为0.9 g/cm3,则氨水的物质的量浓度为 ( ) A.1.58 mol/L B.31.6 mol/L C.15.8 mol/L D.18 mol/L答案: C[提示:由物质的量浓度定义可得 ]10.配制0.5 mol/L NaOH溶液250 mL,在下列仪器中:①托盘天平;②量筒; ③烧杯;④玻璃棒;⑤漏斗;⑥500mL容量瓶;⑦药匙;⑧250 mL容量瓶;⑨胶头滴管;⑩坩埚,需要用到的仪器为 ( ) A.①③④⑥⑨⑩ B.①④⑦⑧⑨⑩ C.①③④⑦⑧⑨ D.①②④⑤⑧⑨答案:C[提示:由用固体物质配制一定物质的量浓度溶液的实验操作可知,C项正确]11.由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的12 g混合物与足量的盐酸反应,产生的H2在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是 ( ) A.锌 B.铁 C.镁 D.铝答案:D[提示:由平均值法可知,产生11.2 L H2时,消耗金属质量大于12 g的有两种Zn、Fe,而消耗金属质量小于12g的只有Al,故D项正确]12.将0.1mol/L K2SO4溶液、0.2mol/L的Al2(SO4)3溶液和纯水混合,要使混合溶液中K+、Al3+、SO2-4的浓度分别为0.1 mol/L,0.1 mol/L,0.2 mol/L,则所取K2SO4溶液、Al2(SO4)3溶液、纯水三者的体积比是 ( ) A.1:1:1 B.2:2:1 C.1:1:2 D.2:1:1 答案:D[提示:由题意知,V(K2SO4)= V(总),V[Al2(SO4)3]= V(总),故只有 D项符合]13.两份体积相同的某植物营养液,其配方如下表所示,则两份营养液的成分 ( ) 含量 成分编 号 KCl K2SO4 ZnSO4 ZnCl2① 0.3mol 0.2mol 0.1mol —② 0.1mol 0.3mol — 0.1mol A.仅c(K+)相同 A.仅c(Cl-)相同 C.完全相同 D.完全不同答案:C[提示:由n1+n2+…=n(总)可知,两份营养液中各离子的物质的量均相等]14.空气和二氧化碳按体积比5:1混合,将混合气体与足量的红热焦炭充分反应,设空气中氮气和氧气的体积比为4:1,不计其他成分,且气体体积都在同温、同压下测定,则反应后的气体中一氧化碳的体积分数为 ( ) A.20% B.43% C.50% D.100%答案:C[提示:混合气体的变化过程为: 故选C项]15.血红蛋白的相对分子质量为68000,已知其中含铁0.33%,则平均每个血红蛋白分子中铁的原子数为 ( ) A.5 B.4 C.3 D.2.408×1024答案:B 16.测得某溶液中含Cu2+、K+、SO2-4、Cl-四种离子,且阳离子的物质的量之比为n(Cu2+):n(K+)=3:4,则SO2-4与Cl-的个数比可能是 ( )A.3:2 B.1:4 C.1:8 D.2:5答案:C[提示:设n(Cu2+)=3mol,则n(K+)=4 mol,SO2-4、Cl-的物质的量分别为 x mol,y mol,由电荷守恒有2x+y=3×2+4×1,讨论x,y的取值并与选项对比可知,只有C项符合题意]二、填空题 1.用固体NaOH配制一定物质的量浓度的溶液时,两次用到小烧杯,其作用分别是______和_____;两次用到玻璃棒,其作用分别是_____和______.若在滤纸上称量后进行溶解及以后操作,则所配溶液浓度 (填“偏高” “偏低”或“无影响”,下同);溶解后迅速转入容量瓶后进行以后操作,则所配溶液浓度______;NaOH在空气中放置时间过长,则所配溶液浓度______.答案:称量;溶解;搅拌加快溶解;引流;偏低;偏高;偏低 2.用20gNaOH配成250mL溶液,它的物质的量浓度为_______.取5mL该溶液,其物质的量浓度为________.再加水稀释到100 mL,则稀释后溶液中溶质的物质的量浓度为_______,其中含NaOH的质量为______.该100 mL溶液可以跟H+浓度为0.1 mol/L的硫酸溶液_____mL完全中和,生成正盐.答案:2 mol/L;2 mol/L;0.1 mol/L;0.4 g;1003.在标准状况下,一个装满Cl2的容器质量为74.6 g,若装满N2,则质量为66 g,则此容器的容积为______.答案:4.48L[提示:因为n= =0.2mol,V=0.2 mol× 22.4 L/mol=4.48 L]三、计算题 1.通常状况下,CO和O2的混合气体mL用电火花引燃后体积变为n L(反应前后条件相同). (1)试确定混合气体中CO和O2的体积[用V(CO)和V(O2)表示];(2)在相同条件下,若反应后气体的密度为H2密度的15倍,试确定反应后混合气体的成分. 答案:解:(1)由反应的化学方程式:2CO+O2 2CO2可知,反应前后气体体积的变化量等于消耗的O2量,所以消耗的V(O2)=(m-n)L,消耗的V(CO) 2= (m-n)L,因为m,n不确定,故分别讨论: 若O2不足,则V(O2)=(m-n)L,V(CO)=m L-(m-n)L=n L; 若O2过量,则V(CO)=2(m-n)L,V(O2)=m L-2(m-n)L=(2n-m)L. (2)由阿伏加德罗定律的推论可知 =15×2=30,所以反应后的混合气体中一定有一种气体的式量小于30,故混合气体为CO2和CO. 答:略.2.将Na2O2和NaHCO3的混合物分成等质量的两份,其中一份加100 mL稀盐酸,使其充分反应,溶液呈中性,放出气体2.24 L,将气体通入另一份混合物中充分反应后,气体体积变为2.016 L.求原混合物中Na2O2和NaHCO3的物质的量之比及盐酸溶液的物质的量浓度.(气体体积均在标准状况下测定)答案:解:发生的反应为:2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,产生O2和CO2的物质的量为 = 0.1 mol.生成的CO2和O2通入另一份Na2O2与NaHCO3的混合物中,只发生反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,反应后气体的物质的量变为 =0.09mol,导致此变化有两种可能: (1)Na2O2过量,最后剩余气体全部为O2,则: 2CO2 ~ O2 △V 2 1 x (0.1-0.09)mol 得x=0.02 mol,故原0.1 mol混合气体中含n(O2)=0.08 mol,所以每一份混合物中含n(NaHCO3)=n(CO2)=0.02 mol,含n(Na2O2)=0.08 mol×2=0.16 mol,得n(Na2O2):n(NaHCO3)=0.16 mol:0.02 mol=8:1,则此时 c(HCl)= =3.4mol/L. (2)若Na2O2不足,则产生的气体为CO2与O2的混合物,则: 2Na2O2~2CO2~O2 △V 2 1 y (0.1-0.09)mol y=0.02 mol. 此时每一份混合物中含n(Na2O2)=0.02mol,生成m(O2)= ×0.02mol=0.01 mol,故产生CO2为0.1 mol-0.01 mol=0.09 mol,故含n(NaHCO3)=0.09 mol,所以n(Na2O2):n(NaHCO3)=0.02:0.09=2:9,此时c(HCl)= =1.3mol/L.【够了吗?】
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