1、（ 2013·广东一模）亚磷酸（ H 3 PO 3）是二元酸，与足量 NaOH溶液反应，生和 Na 2 HPO 3。
（ 1） PCl 3水解能得到亚磷酸。 PCl 3+ 3 H 2 O= H 3 PO 3+________。
（ 2） H 3 PO 3溶液存在电离平衡： H 3 PO 3
H++ H 2 PO 3－。
①某温度下， 0.1000 mol· L－ 1的 H 3 PO 3溶液 pH的读数为 1.6，即此时溶液中 c( H+)= 2.7× 10－ 2 mol· L－ 1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数 K，写出计算过程。（ H 3 PO 3第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字）。
②根据 H 3 PO 3的性质可推测 NaH 2 PO 3稀溶液的 pH_______ 7（填“>”、 “>” 或“>”）。
（ 3）亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色。该反应的化学方程式_______________________。
（ 4）电解 Na 2 HPO 3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如下：
说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。
① 阴极的电极反应式为_____________________________。
② 产品室中反应的离子方程式为_____________________。
【解析】（ 1）根据原子守恒可知另一种产物为 HCl，化学计量数为 3。
（ 2）①已知 c( H+)，根据电离方程式，利用三段法，写出各微粒的初始量、变化量、平衡量，根据平衡常数公式计算即可。
② 0.1000 mol· L－ 1的 H 3 PO 3溶液 pH的读数为 1.6，则亚磷酸是弱酸， NaH 2 PO 3是强碱弱酸盐，溶液显碱性。
（ 3）亚磷酸中 P的化合价为+ 3价，被氧化为+ 5价， I 2作氧化剂，被还原为 I-，根据氧化还原反应电子守恒可写出方程式。
（ 4）电解时阳极 OH-放电，剩余的 H+经阳膜进入产品室，与 HPO 3 2 -结合得到亚磷酸；阴极 H+放电，剩余的 OH-与通过阳膜的 Na+结合得到 NaOH。
【答案】（ 1） 3 HCl
（ 2）
①
mol• L－ 1
② >
（ 3） H 3 PO 3+ I 2+ H 2 O= 2 HI + H 3 PO 4
（ 4）① 2 H+ + 2 e－= H 2↑② HPO 3 2－+ 2 H+= H 3 PO 3或： HPO 3 2－+ H+= H 2 PO 3－、 H 2 PO 3－+ H+= H 3 PO 3
2、（ 2013·北京房山一模）碳化硅 (SiC)、氧化铝( Al 2 O 3)和氮化硅（ Si 3 N 4）是优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。
（ 1） Al的原子结构示意图为__________； Al与 NaOH溶液反应的离子方程式为__________________。
（ 2）氮化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，其反应方程式为_________________。
（ 3）工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：
3 SiCl 4 (g)+ 2 N 2 (g)+ 6 H 2 (g)
Si 3 N 4 (s)+ 12 HCl (g)△ H＜ 0
某温度和压强条件下，分别将 0.3 mol SiCl 4 (g)、 0.2 mol N 2 (g)、 0.6 mol H 2 (g)充入 2 L密闭容器内，进行上述反应， 5 min达到平衡状态，所得 Si 3 N 4 (s)的质量是 5.60 g。
① H 2的平均反应速率是___________ mol／( L· min)。
②平衡时容器内 N 2的浓度是________________ mol· L -1。
③ SiCl 4 (g)的转化率是___________。
④若按 n( SiCl 4): n( N 2): n( H 2)= 3: 2: 6的投料配比，向上述容器不断扩大加料， SiCl 4 (g)的转化率应____________（填“增大”、“减”或“不变”）。
⑤在不改变反应条件的情况下，为了提高 SiCl 4 (g)的转化率，可通过改变投料配比的方式来实现。下列四种投料方式，其中可行的是____________ 。
【解析】（ 1） Al与 NaOH反应产生 H 2和 NaAlO 2，注意反应物中还有水。
（ 2）根据题中所给条件及原子守恒，可写出化学方程式。
（ 3）生成 Si 3 N 4 (s)的物质的量是
，则
①
= 0.024 mol／( L· min)；
②
；
③
；
④向容器中按比例投料，容器中气体量增加，压强增大，平衡逆向移动， SiCl 4 (g)的转化率减小。
⑤为增大 SiCl 4 (g)的转化率，应在原比例的基础上使其他反应物过量，因此 A、 B可以。
【答案】（ 1）
； 2 Al+ 2 OH-+ 2 H 2 O= 2 AlO 2+ 3 H 2↑
（ 2） Si 3 N 4+ 16 HF= 3 SiF 4+ 4 NH 4 F
（ 3）① 0.024；② 0.06；③ 40%；④减小；⑤ A、 B
3、（ 2013·河南郑州质检二）低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳循环正成为科学家研究的主要课题。最近有科学家提出构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把 CO 2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。该构想技术流程如下：
( 1)向分解池中通入高温水蒸气的作用是___________。
( 2)已知在常温常压下：
① 2 CH 3 OH (l)+ 3 O 2 (g)= 2 CO 2 (g)+ 4 H 2 O (g)∆ H=－ 1275． 6 kJ/ mol
② 2 CO (g)+ O 2 (g)= 2 CO 2 (g)∆ H=－ 566． 0 kJ/ mol
③ H 2 O (g)= H 2 O( 1)∆ H=－ 44． 0 kJ/ mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________ 。
( 3)依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。该装置负极的电极反应式为_____________ 。
( 4)已知 Ksp( CaCO 3)= 2． 8× 10－ 9 mol/ L。现将 CaCl 2溶液与 0． 02 mol/ L Na 2 CO 3溶液等体积混合，生成 CaCO 3沉淀时，所需 CaCl 2溶液的最小物质的量浓度为________________ 。
( 5) CO (g)和 H 2 0 (g)在一定条件下反应可得到清洁燃料 H 2。将不同量的 CO (g)和 H 2 O (g)分别通入到体积为 2 L的恒容密闭容器中发生反应： CO (g)+ H 2 O (g)
CO 2 (g)+ H 2 (g)，不同温度下得到三组数据：
①实验 1前 6 min的反应速率 v( CO 2) = ___________(保留小数点后两位，下同)。
②实验 2条件下平衡常数 K=__________。
③该反应的△ H_________ 0(填“<”或“>”)。
④实验 3中，若平衡时的转化率α (CO)>α( H 2 O)，则
的取值范围是________ 。
【解析】（ 1） KHCO 3分解需要一定的温度，高温水蒸气可使 KHCO 3温度升高。
（ 2）依据盖斯定律，将方程式作如下处理：（① -②）÷ 2+③× 2，可得目标方程式，反应热作同样处理。
（ 3）电池总反应是甲醇的燃烧，燃料甲醇所在电极为负极，反应式为甲醇失电子，产生的 CO 2与溶液中 OH-反应生成 CO 3 2 -。
（ 4）等体积混合后，溶液体积增大一倍，因此各物质的浓度减小一半，设所需 CaCl 2溶液的最小物质的量浓度为 c，则有
， c= 5.6× 10 -7 mol· L -1。
（ 5）① CO、 CO 2化学计量数相同，同向反应速率相同，因此
≈ 0.13 mol· L -1· min -1；
②
≈ 0.17
③实验 2与实验 1相比，起始时各物质的量减少了一半，平衡时反应物实验 2高于实验 1的一半，生成物实验 2低于实验 1的一半，则说明升高温度平衡逆向移动，逆反应吸热，正反应放热，因此△ H< 0。
④ a、 b相等时， CO和 H 2 O的转化率相同，根据增大某一反应物的量，该反应物转化率降低，其他反应物转化率升高，欲使α (CO)>α( H 2 O)，需要使 H 2 O的量大于 CO，即
，因 a、 b不为 0，故
，则的取值范围是 0＜
＜ 1。
【答案】（ 1）提供高温环境使 KHCO 3分解
（ 2） CH 3 OH (l)＋ O 2 (g)＝ CO (g)＋ 4 H 2 O (l)Δ H＝－ 442.8 kJ· mol -1
（ 3） CH 3 OH－ 6 e－＋ 8 OH－＝ CO 3 2－＋ 6 H 2 O
（ 4） 5.6× 10 -7 mol· L -1
（ 5）① 0.13 mol· L -1· min -1；② 0.17；③＜；④ 0＜＜ 1
4、（ 2013·湖南怀化一模）在工业合成尿素时常用 NH 3与 CO 2作原料进行生产。
（ 1）右图为合成氨反应，氮气、氢气按体积比为 1∶ 3投料时不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，平衡混合物中氨的体积分数图像。
① 若分别用υ A( NH 3)和υ B( NH 3)表示从反应开始至达平衡状态 A、 B时的化学反应速率，则υ A( NH 3) _____________υ B( NH 3)（填“>”、“<”或“=”）。
②在 250℃、 1.0× 10 4 kPa下， H 2的转化率为_____%（计算结果保留小数点后 1位）。
③将 0.02 mol· L -1氨水与 0.01 mol· L -1的盐酸等体积混合，若反应后混合溶液显碱性，则反应混合液中各离子浓度由大到小的顺序为__________ 。
（ 2） NH 3 (g)与 CO 2 (g)经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：
① NH 3 (g)与 CO 2 (g)反应生成尿素的热化学方程式为__________。
②工业上合成尿素时，既能加快反应速率，又能提高原料利用率的措施有______________ 。（填序号）
A.升高温度 B.加入催化剂 C.将尿素及时分离出去 D.增大反应体系的压强
（ 3）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为 0.5 L的密闭容器中投入 4 mol氨和 1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如右图所示：
①已知总反应的速率通常由慢的一步反应决定，则合成尿素总反应的速率由第 ________步反应决定。
②反应进行到 10 min时测得 CO 2的物质的量如图所示，则用 CO 2表示的第一步反应的速率 v( CO 2)＝ ______________。
【解析】（ 1）① B与 A相比， B的温度、压强均高于 A，因此 B处的反应速率高；
②设初始时投入氮气的物质的量是 a，平衡时氮气的物质的量是 b，则投入 H 2的物质的量是 3 a，有：
则
， a= 3 b
≈ 66.7%。
③将 0.02 mol· L -1氨水与 0.01 mol· L -1的盐酸等体积混合后，相当于 0.01 mol· L -1的氨水与 0.01 mol· L -1的 NH 4 Cl的混合溶液，溶液显碱性即 c( OH-)> c( H+)，说明 NH 3· H 2 O的电离大于 NH 4+的水解，因此 c( NH 4+)> c( Cl-)，因盐的水解或弱电解质的电离程度较小，因此 c( NH 4+)> c( Cl-)> c( OH-)> c( H+)。
（ 2）①第一步反应为： 2 NH 3 (g)＋ CO 2 (g)= H 2 NCOONH 4 (s)△ H= -272 kJ· mol- 1，第二步反应为： H 2 NCOONH 4 (s)= CO( NH 2) 2 (s)＋ H 2 O (l)△ H= 138 kJ· mol- 1，两反应方程式相加即得总反应，反应热的代数和即总反应的反应热。
②升高温度易使尿素分解， A错；加入催化剂只改变反应速率，不能增大产物产率， B错；将产物及时分离可增大产率，但物质浓度减小，反应速率降低， C错；增大压强反应速率加快，平衡正向移动，产物产率增大， D正确。
（ 3）①由图像分析， CO 2和 NH 3的量 15 min左右时已不再变化，第一步反应已达到平衡，而氨基甲酸铵、尿素（水）在 60 min左右才保持不变，则说明第一步反应较快，第二步反应较慢，因此总反应由第二步决定。
②
。
【答案】（ 1）①<；② 66.7；③ c( NH 4+)> c( Cl-)> c( OH-)> c( H+)；
（ 2）① 2 NH 3（ g）+ CO 2（ g）= CO( NH 2) 2（ s）+ H 2 O（ l）△ H= -134 KJ/ mol；② D；
（ 3）①二；② 0.148 mol/（ L· min）。
