21．(12分)(1)控制變量是科學研究中的重要研究方法，其基本思路是，在實驗研究中人為只改變一個因素(調節(jié)變量)，其他因素保持相同，觀察測定因調節(jié)變量改變而改變的因素(因變量)，從而分析得到研究結論．中學化學中應用控制變量的方法研究問題的例子很多．請分析或設計：

①在研究濃度對化學反應速率的影響時，教材安排了利用Na₂S₂O₃與H₂SO₄反應的一組對照實驗(Na₂S₂O₃+H₂SO₄Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O)

在三個燒杯(底部有黑色“十”字標記)內分別加入表中所示體積的三種液體，攪拌并開始計時，到出現渾濁使燒杯底部“十”字看不見時停止計時．比較所需時間，得出濃度對化學反應速率影響的結論．實驗中，溫度和反應體系中硫酸濃度是保持相同的因素，調節(jié)變量是________，因變量是________．

②運用控制變量原理設計實驗，利用純堿溶液探究溫度對鹽的水解的影響，簡述實驗方法：______________________________________________________________________________________.

(2)373 K時，H₂PO與OH^－發(fā)生如下反應：

H₂PO+OH^－HPO+H₂O

反應結果如下表所示：

如果用v＝kc^m(H₂PO)·cⁿ(OH^－)表示反應速率(k為與濃度無關的常數)

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，則反應速率v＝____________.

解析：(1)實驗改變的條件是Na₂S₂O₃和水用量相對大小，故調節(jié)變量是Na₂S₂O₃溶液的濃度，因變量是反應所需時間．利用控制變量原理設計實驗探究溫度對水解反應的影響，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溶液顏色深淺來表示或用pH表示．

(2)①OH^－的濃度均為1.00 mol/L時，

H₂PO的濃度由0.10→0.50，濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，反應速率由3.2×10^－5→1.60×10^－4，即反應速率變?yōu)樵瓉淼?倍，因此m＝1；同理H₂PO的濃度均為0.50 mol/L時，OH^－的濃度由1.00→4.00，濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，反應速率由1.60×10^－4→2.56×10^－3，即反應速率變?yōu)樵瓉淼?6＝4²倍，因此n＝2.

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

②此時，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，說明堿性越強，則水解程度越大(其他合理答案均給分，例如不同溫度下測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)物質在制取或配制成溶液時往往應用化學平衡的知識．

(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制�。�該反應為：Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)　ΔH>0，該反應的平衡常數可表示為：K＝c(K)，各物質的沸點與壓強的關系見下表.

①在常壓下金屬鉀轉變?yōu)闅鈶B(tài)從反應混合物中分離的最低溫度約為________，而反應的最高溫度應低于________．

②常壓下，當反應溫度升至900℃時，該反應的平衡常數可表示為：K＝________.

(2)實驗室中配制碘水，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，主要是因為發(fā)生了反應：I₂(aq)+I^－I

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

①通過分析上圖，該反應的正反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)．

②在T₁、D狀態(tài)時，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，應該利用影響化學平衡的條件，使平衡向正反應方向移動．在常壓下金屬鉀轉變?yōu)闅鈶B(tài)從反應混合物中分離的最低溫度應等于鉀的沸點，最高溫度應低于鈉的沸點．

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

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

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

答案：(1)①770℃　890℃�、�

(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℃時發(fā)生如下反應：

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的平均反應速率v(CO)＝________mol/(L·min)．

t1℃時物質濃度(mol/L)的變化

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

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

②反應在4 min-5 min間，平衡向逆方向移動，可能的原因是________(單選)，表中5 min-6 min之間數值發(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)，由于反應速率一般隨反應的進行而減慢，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，所以4 min-5 min的條件變化不是b，由于c(CO₂)減小，應是增加了H₂濃度；第5 min-6 min, c(CO)減小，c(H₂O)增大，c(CO₂)增大，應是增加了水蒸氣．

答案：(1)0.03　(2)①平衡　>　②d　a

18．(7分)某溫度下，密閉容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂，使之反應合成NH₃，平衡后，測得NH₃的體積分數為n₀，如果溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH₃的體積分數為n₀，N₂、H₂、NH₃的物質的量分別用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的體積分數相同，即最終各平衡是等效的．恒溫怛容條件下，“一邊倒”后，對應的各物質的物質的量相等即可，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，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：H₂(g)+I₂(g)2HI(g)　ΔH<0

反應中各物質的濃度隨時間變化情況如圖所示：

(1)該反應的化學平衡常數表達式為________．

(2)根據圖所示數據，反應開始至達到平衡時，平均速率v(HI)為________．

(3)反應達到平衡后，第8分鐘時：

①若升高溫度，化學平衡常數K________(填寫增大、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的編號回答)．

解析：(1)由平衡常數的定義可知反應的平衡常數表達式．

(2)由圖可知3 min時達到平衡，v(HI)＝＝0.167 mol/(L·min)．

(3)①升高溫度，平衡向左移動，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，c(H₂)減小，應是圖中的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mA(g)+nB(s)pC(g)達到平衡后，壓縮容器的體積，發(fā)現A的轉化率隨之降低．下列說法中，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于增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動，A的轉化率降低，說明平衡逆向移動，所以逆向是氣體體積縮小的方向，選項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：2A(g)+B(g)xC(g)，達到化學平衡后，C的體積分數為a.假設該反應的條件分別和下列各選項的條件相同，下列判斷正確的是

(　)

A．若在恒溫恒壓下，當x＝1時，按1.5 mol A、1 mol C作為起始物質，達到平衡后，C的體積分數仍為a

B．若在恒溫恒容下，當x＝2時，將2 mol C作起始物質，達到平衡后，C的體積分數仍為a

C．若在恒溫恒壓下，當x＝3時，1 mol A、1 mol B、6 mol C作起始物質，達到平衡后，C的體積分數仍為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，達到平衡后，C的體積分數仍為a，則x只能等于2

解析：將選項A和C中的C的物質的量轉化后所得A、B的物質的量之比均與題干中兩物質的物質的量之比不等，故A、C錯誤；將B項中C的物質的量轉化后所得A、B的物質的量與題干中對應A、B的物質的量相等，B正確；D項中，因A、B的物質的量之比與題干中反應化學計量數之比相等，若x＝3，即反應前后氣體分子數目不變時，轉化后所得A、B物質的量之比為2∶1，此時仍與由2 mol A和1 mol B構成的體系等效，體積分數同樣保持不變，因此當x＝3時符合題意，x＝2不符合題意，D錯．

答案：B

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

(　)

A．反應達到平衡時，正反應和逆反應速率相等

B．該反應達到平衡態(tài)Ⅰ以后，增大反應物的濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)Ⅱ

C．反應達到平衡態(tài)Ⅰ以后，減小反應物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)Ⅱ

D．同一種反應物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時濃度不相等

解析：A項，任一可逆反應達平衡時，v_正、v_逆均相等；B項，由圖示可知反應達平衡后某時刻v_正忽然增加，這一瞬間v_逆不變，故應是增大了反應物的濃度；B項對，C不符合圖像；D項，平衡態(tài)Ⅱ時反應物濃度應大于平衡態(tài)Ⅰ的濃度．

答案：C

13．反應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反應達到平衡時A為0.3 mol/L，在1 L容器中1 mol A與0.5 mol B在相同溫度下反應達到平衡時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：假設在縮小容器體積(加壓)的過程中平衡不移動，則在1 L容器中反應達平衡時A的濃度應該為0.6 mol/L，而實際上是0.5 mol/L，說明在加壓過程中平衡向正反應方向移動，即有 2+1>x，故x<3.

答案：D

12．合成氨工業(yè)對國民經濟和社會發(fā)展具有重要的意義，對于密閉容器中的反應：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，在637 K、30 MPa下n(NH₃)和n(H₂)隨時間變化的關系如圖所示．下列敘述正確的是

(　)

A．點a的正反應速率比點b的大

B．點c處反應達到平衡

C．點d(t₁時刻)和點e(t₂時刻)處n(N₂)不一樣

D．其他條件不變，773 K下反應至t₁時刻，n(H₂)比圖中d點的值大

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

答案：AD