2019年高考化学一轮复习-化学反应速率和化学平衡-专题06-化学反应速率和化学平衡综合练习.doc

专题06 化学反应速率和化学平衡综合练习1硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。（1）工业采用高温分解H2S制取氢气，2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)，在膜反应器中分离出H2。在容积为 2L 的恒容密闭容器中，控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为 1mol，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线 a 表示H2S的平衡转化率与温度的关系，曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。反应2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)的H_（填“”“ 0.04mol/(Ls) 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短 Cu、Cl、H 增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+) Fe(CN)64-e-=Fe(CN)63- 11.2L 2Fe(CN)63-+2CO32-+H2S=2Fe(CN)64-+2HCO3-+S【解析】（1）由图象可知，温度升高，转化率增大，则平衡正移，所以正方向为吸热方向，即H0，H2S的物质的量为1 mol，体积2L，起始浓度为0.5 molL1若985时，反应经5s达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则参加反应的硫化氢为0.5 molL140%=0.2 molL1，v=c/t=0.04 molL1s1;随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近；故答案为：；0.04mol/(Ls)；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。（2） 通过图示可以看出来Fe的化学价由+3变为+2，S的化合价由-2变0价，化合价没有变的元素由Cu、Cl和H三种元素；在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有：增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。故答案为：Cu、Cl、H；增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。（3）电解时阳极发生失电子的氧化反应，先将Fe（CN）64-转化为Fe（CN）63-，化合价升高，所以反应为：Fe(CN)64-e-=Fe(CN)63-；根据2Fe（CN）63-+2CO32-+H2S=2Fe（CN）64-+2HCO3-+S和阴极反应式为2HCO3-+2e-H2+2CO32-，得到关系式为：H22CO32-S，所以析出16g S的时候，生成标况下的氢气体积是11.2L；根据化合价升降法及元素守可知方程式为2Fe(CN)63-+2CO32-+H2S=2Fe(CN)64-+2HCO3-+S。2乙二酸(H2C2O4)俗称草酸，是二元弱酸。回答下列问题：（1）在恒温、恒容密闭容器中发生反应：H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g)，下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是_(填标号)。A压强不再变化 BCO2(g)的体积分数保持不变C混合气体密度不再变化 D混合气体平均摩尔质量保持不变（2）草酸溶液中各离子浓度分数(X)随溶液pH变化的关系如图所示：当溶液中含碳粒子的主要存在形态为C2O42-时，溶液的酸碱性为_(填标号)。A强酸性 B弱酸性 C中性 D碱性25时,反应C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常数的对数值1gK=_。（3）向10mL0.1molL-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1molL-1NaOH溶液，当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时,加入V(NaOH)_10mL(填“”“=”或“ 当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变 2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O 0.315cV/m【解析】（1）在温度、体积不变时，压强和气体的总量成正比，由于反应物为固体，所以当反应向左进行时，气体总量减小，压强变小，当压强不再变化时，说明反应已经达到平衡状态，A正确；由于反应物为固体，生成物为气体，三种气体为固定组成，所以CO2(g)的体积分数保持不变时，不能说明反应已经达到平衡状态，B错误；反应向左进行时，气体总质量减小，容器的体积不变，所以混合气体密度不再发生变化时，说明反应已经达到平衡状态，C正确；由于反应物为固体，生成物为气体，三种气体为固定组成，所以三种气体的平均摩尔质量始终保持不变，不能说明反应已经达到平衡状态，D错误；正确选项AC。（2）根据图示可知，第一条曲线代表草酸，第二条曲线代表草酸氢根离子，第三条曲线代表草酸根离子，所以当溶液中含碳粒子的主要存在形态为C2O42-时，溶液可能为弱酸性、中性、碱性；正确答案： BCD。根据图示可知：当pH=1.2时，c(HC2O4-)= c(H2C2O4)，K1= c(HC2O4-)c(H+)/ c(H2C2O4)=10-1.2；当pH=4.2时，c(HC2O4-)= c(C2O42-)，K2= c(C2O42-)c(H+)/ c(HC2O4-) =10-4.2；反应C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常数K= c2(HC2O4-)/c(C2O42-)c(HC2O4-)= K1/ K2=10-1.2/10-4.2=103，平衡常数的对数值1gK=1g103=3，正确答案：3。（3）根据电荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)可知，当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时, c(H+)= c(OH-)，如果V(NaOH)=10mL，和10mL0.1molL-1H2C2O4溶液反应生成草酸氢钠溶液，由图示可知，草酸氢钠溶液显酸性，要想保持溶液为中性，氢氧化钠溶液适当过量，因此V(NaOH) 10mL；正确答案：。（4）草酸晶体(H2C2O42H2O)具有还原性，被酸性KMnO4溶液氧化为二氧化碳，导致KMnO4溶液褪色，当草酸反应完后，KMnO4溶液颜色不再褪色，达到滴定终点，现象为当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变；反应的离子方程式为2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O； 根据反应关系可知：2KMnO4-5H2C2O4，反应消耗KMnO4的量为cV10-3mol，则H2C2O4的量为2.5cV10-3mol，草酸晶体的质量为2.5cV10-3126g=0.315cV g；草酸晶体纯度为 0.315cV/m；正确答案：当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变；2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O； 0.315cV/m。3硫是生物必须的营养元素之一，含硫化合物在自然界中广泛存在，循环关系如下图所示:（1）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液，向地下深层渗透遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（ CuS）， 请用化学用语表示 ZnS 转变为 CuS 的过程 _。（2） 火山喷发产生 H2S 在大气当中发生如下反应：2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) H=442.38kJ/molS(g)+O2(g)=SO2(g) H=297.04kJ/mol。H2S(g)与 O2(g)反应产生 SO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式是_。（3） 降低 SO2的排放量已经写入 2018 年政府工作报告， 化石燃料燃烧时会产生含 SO2的废气进入大气，污染环境，有多种方法可用于 SO2的脱除。NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收 SO2。i.反应离子方程式是_。为了提高吸收效率，常用 Ni2O3作为催化剂。在反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力,可加快对 SO2的吸收。该催化过程的示意图如下图所示：ii.过程 1 的离子方程式是_。iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比 NaClO 更好，原因是_。电化学脱硫法。某种电化学脱硫法装置如下图所示，不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。i.在阴极放电的物质是_。ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是_。【答案】 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) H=1036.46kJ/mol ZnS(s) +Cu2+ (aq) Zn2+(aq)+CuS ClO-+SO2+2OH- =Cl-+SO42-+H2O Ni2O3+ClO- =2NiO2 +Cl- Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行 O2 SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3【解析】（1）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液，向地下深层渗透遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS）， ZnS 转变为 CuS 的化学方程式为ZnS(s) +Cu2+ (aq) Zn2+(aq)+CuS。（2） 已知：2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) H=442.38kJ/mol；S(g)+O2(g)=SO2(g) H=297.04kJ/mol。根据盖斯定律，由+2可得2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)，故H=(442.38kJ/mol)+(297.04kJ/mol)2=1036.46kJ/mol，所以，H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式是2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) H=1036.46kJ/mol。（3）NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收SO2. NaClO 碱性具有强氧化性，可以把SO2氧化为SO42-。i.反应离子方程式是ClO-+SO2+2OH- =Cl-+SO42-+H2O。由催化过程的示意图可知，过程1中， Ni2O3与ClO- 反应生成具有强氧化性的NiO2 ，过程2中，NiO2与ClO-反应生成具有强氧化性的O原子。ii.过程 1 的离子方程式是Ni2O3+ClO- =2NiO2 +Cl-。iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比 NaClO 更好，原因是Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行。由电化学脱硫法装置示意图可知，该装置为电解池，烟气经催化氧化后，部分二氧化硫被氧化为三氧化硫，所得气体通入该装置，在阴极上，氧气得到电子被还原为硫酸根离子，电极反应式为O2+4e- + 2SO3= 2SO42-；在阳极上，二氧化硫失去电子被氧化为三氧化硫，电极反应式为2SO2 - 4e- +2SO42-= 4SO3，三氧化硫经氮气导出与水反应生成硫酸，这样，不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。i.在阴极放电的物质是O2。ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3。4含磷化合物在生产生活中有着重要的应用。（1）磷与氨是同主族元素，下列能说明者非金属性强弱的是_(填字母)。a.NH3比PH3稳定性强b.常温下，氮气为气体，磷单质为固体c.氮气与氢气化合比磷与氢气化合更困难d.HNO3的酸性比HPO3酸性强（2）工业常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制各磷酸。己知25，101kPa时:CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) H=-271kJ/mol5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)F(s)+5H2O(l) H=-937kJ/mol则Ca5(PO4)F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为_。（3）已知PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H0。温度为T时，把一定量的PCl5气体引入一真空瓶内，反应达平衡后PCl5与PCl3的分压之比为1:3(分压一总压物质的量分数)。PCl5的分解率a1=_%。若达到兴衡后体系总压为1.4MPa，用平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数Kp=_。温度为T2时，新的平衡体系中PCl5与Cl2分压相同，则PCl5的分解率a1_a2，温度T1_T2(填“”“10，反应时间30min【解析】（1）同主族元素从上到下原子序数逐渐增大，元素金属性逐渐增大，非金属性逐渐减小，单质与氢气的化合越来越难，气态氢化物稳定性逐渐减小，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱，所以NH3比PH3稳定性强可以说明非金属性NP，a可以；常温下，氮气为气体，磷单质为固体是它们的物理性质，不能说明非金属性NP，b不可以；氮气与氢气化合比磷与氢气化合更困难可以说明非金属性PN，与元素周期律矛盾，c不可以；HPO3不是磷元素的最高价氧化物对应的水化物，所以HNO3与HPO3酸性强弱不能说明N与P非金属性强弱，d不可以；正确答案是a；（2）根据盖斯定律:将CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) H=-271kJ/mol乘以5倍减去5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)F(s)+5H2O(l) H=-937kJ/mol得到：Ca5(PO4)3F(s) +5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) H=418kJ mol-1，所以Ca5(PO4)F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为：Ca5(PO4)3F(s) +5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) DH=418kJ mol-1；（3） 假设一定量的PCl5为amol，压强是P0PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)开始（mol） a 0 0转化（mol） x x x平衡（mol） a-x x x根据：分压=总压物质的量分数，达平衡后P（总）=（a+x）P0/a，P（PCl5）=（a-x）P（总）/(a+x), P（Cl2）= P（PCl3）=xP（总）/(a+x),根据反应达平衡后PCl5与PCl3的分压之比为1:3得出：x=3a/4； PCl5的分解率a1=x/a=75% , 平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数表达式是：Kp=P(Cl2)P(PCl3)/P(PCl5)，将P（总）=1.4MPa代入得：Kp=1.8MPa 根据的计算数据可知，在原平衡中，P（PCl5）P（Cl2）,新平衡中两者相同，说明平衡逆向移动，根据反应方程式：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H0，该反应正反应是吸热反应，平衡逆向移动，说明温度降低，即T2T1，新平衡与原平衡相比，PCl5分解率降低了，所以正确答案是：a1a2，温度T1T2； PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H0达到平衡后，温度、体积不变，充入氩气，反应物、生成物的浓度都没有改变，平衡不移动，a不能使PCl5分解率增大，a选项错误；体积不变，对体系加热，相当于升高温度，该反应的正反应是吸热反应，平衡正向移动，能使PCl5分解率增大，所以b选项正确；温度、体积不变，充入氯气，平衡逆向移动，PCl5分解率减小，c选项错误；温度不变，增大容器体积，平衡正向移动，能使PCl5分解率增大，d选项正确；所以达到平衡后，使PCl5分解率增大的选项是bd；（4）氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H3PO4、H3PO3等）废水，在废水中先加入适量漂白粉，使废水中的H3PO3氧化为PO43-，加入生石灰后能完全转化为磷酸的钙盐，达到较高的回收率；根据题干中的图可确定pH10，磷的沉淀回收率较高(90%左右)，反应时间超过30 min时磷的沉淀回收率较高（(90%左右），所以处理该厂废水最合适的工艺条件为溶液pH10，反应时间30min。5二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。（1）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1181.6 kJmol1；2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H224.5 kJmol1。写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式：_。（2）在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则05 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)_；KA、KB、KC三者之间的大小关系为_。（3）若2CO(g)4H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1在恒温恒压下进行，以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是_(填序号)。ACO和H2的物质的量浓度之比是12 BCO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍C容器中混合气体的体积保持不变 D容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变E容器中混合气体的密度保持不变（4）如图P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生反应CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)。已知起始时容器A和B的体积均为a L，反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH3OH转化率为_；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为_L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。（5）CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数为K14.4107、K24.71011，NH3H2O的电离平衡常数为K1.75105。常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显_(填“酸性”“中性”或“碱性”)；请计算反应NHHCOH2ONH3H2OH2CO3的平衡常数K_。（6）工业上采用电化学还原CO2是一种使CO2资源化利用的方法，如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)，下列说法正确的是_。AZn与电源的负极相连BZnC2O4在交换膜右侧生成C电解的总反应式为2CO2ZnZnC2O4D通入11.2 L CO2，转移0.5 mol电子【答案】 2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H387.7 kJmol1 0.18 molL1min1 KAKCKB CDE 75% 1.75a 碱性 1.3103 C【解析】(1)设CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-181.6 kJmol-1，2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H2=-24.5 kJmol-1。根据盖斯定律2+可得到CO2(g)和H2(g)反应转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)H=-387.7 kJmol-1。答案为：2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H387.7 kJmol1 (2)T1温度下，将6molCO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，由图象可知，5 min后反应达到平衡状态时，二氧化碳转化率为60%，则生成CH3OCH3为6mol60%1/2=1.8 mol，所以平均反应速率v(CH3OCH3)=c/t=(1.8mol/2L)/5min=0.18molL-1min-1；平衡常数仅与温度有关，所以KA=KC，根据图象知，在投料比相同时，T1温度下二氧化碳转化率大于T2温度下的，则KA=KCKB。答案为：0.18 molL1min1 、KAKCKB(3)选项A，一氧化碳和氢气的物质的量浓度比与反应物的初始量及转化率有关，A错误；选项B，一氧化碳的消耗速率与甲醚的生成速率都属于正反应速率，正反应速率之比等于计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，B错误；选项C，随着反应进行混合气体总物质的量减少，由于压强不变，则气体的体积减小，容器中混合气体的体积保持不变，说明反应达到平衡状态，C正确；选项D，气体的总质量保持不变，气体总物质的量减少，则气体的平均摩尔质量逐渐增大，当容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明反应达到平衡状态，D正确；选项E，气体的总质量保持不变，气体的体积减小，则密度增大，当容器中的混合气体的密度保持不变时，说明反应达到平衡状态，E正确。答案为：CDE(4)B容器的体积变为原来的1.5倍，增加的气体的物质的量为3.6mol0.5=1.8mol，依据化学方程式可知，当气体的物质的量增加2mol时，反应消耗甲醇1mol，故该反应消耗的甲醇的物质的量为0.9mol，CH3OH的转化率=100%=75%。打开K时，A、B组成一个等温等压体系，设打开K重新达到平衡后总的体积为xL，根据等效平衡原理得x(3+3.6)=1.5a3.6，求得x=2.75a，所以B的体积为2.75aL-aL=1.75aL。答案为：75% 、1.75a(5)根据盐类水解规律，已知NH3H2O的电离平衡常数K=1.7510-5，H2CO3的电离平衡常数K1=4.410-7，K2=4.710-11，碳酸氢根离子的水解程度大于NH4+的水解程度，故NH4HCO3溶液显碱性；反应NH4+HCO3-H2ONH3H2OH2CO3的平衡常数K=10-14/(1.7510-54.410-7)=1.310-3。答案为：碱性、1.3103(6)A.该装置是电解池，还原反应发生在阴极，则Pb极是阴极，与电源的负极相连，Zn与电源的正极相连，A错误；B.题图中用的是阳离子交换膜，故生成的Zn2+可以移动到左侧，故在左侧生成ZnC2O4，B错误；C.阳极Zn失去电子生成Zn2+，阴极CO2得电子变为C2O42-,所以电解的总反应式为2CO2ZnZnC2O4，C正确；D.未指明气体是在标准状况下，D错误。答案选C。6铁的化合物在生产生活和科学实验中应用广泛：（1）一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO和H2。已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=-27.6kJ/molCH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+206.4kJ/molCO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.0kJ/mol反应Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的H=_。若该反应在5L的密闭容器中进行,5min后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96g，则该段时间内CO的平均反应速率为_。若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_(选填序号)。ac(CH2)=c(CO) b固体的总质量不变cv(CO)与v(H2)的比值不变 d混合气体的平均相对分子质量不变该反应的化学平衡常数的负对数pK随反应温度T的变化曲线如下图。试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律_。若700时测得平衡时,H2浓度为1.0molL-1,则CH4的平衡转化率为_。（2）菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,有关反应的离子方程式为_。已知KspFeCO3=3.210-11,H2CO3的Ka1=4.3010-7,Ka2=5.6110-11。试通过以上数据简要计算说明该反应能进行的原因_。（3）Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe为阳极,NaOH为电解质溶液进行电解制备,写出阳极的电极反应式_。【答案】 +714.6kJ/mol 0.0024mol/(Lmin) bd 该反应为吸热反应,温度越高反应进行的程度越大,K越大,则pK越小 50% Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O(或Fe2+2HCO3-=FeCO3+H2CO3) K=c(H2CO3)/c(Fe2+)c2(HCO3-)=Ka2/(KspFeCO3Ka1)=4.08106105,所以该反应易发生 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O【解析】(1) 已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=-27.6kJ/mol，CH4(g)+ H2O(g) =CO(g)+3H2(g) H=+206.4kJ/mol，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H= -41.0 kJ/mol，根据盖斯定律可知+3-3即得Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g) +6H2(g) H= +714.6kJ/mol；根据反应方程式可知，固体质量减少量即Fe2O3中氧元素的质量，即n(O)=0.06mol，则生成n(CO)=0.06mol，所以(CO)= 0.0024mol/ (Lmin)；若该反应在恒温恒压容器中进行，a、当c(CH4)=c(CO)时，只是说明生成的CO浓度等于剩余CH4的浓度，但它们的速率关系如何不确定，故a不能表明反应已达平衡；b、固体的总质量不变，说明正逆反应速率相等，故b表明反应已达平衡；c、v(CO)与v(H2)的比值始终都不变，但没有指明速率的正逆方向，所以c不能表明反应已达平衡；d、由于反应前后气体的物质的量不相等，气体的质量也在变化，所以气体的质量和物质的量都不再变化时，即平均相对分子质量不变时，表明反应已达平衡，故d正确。因此本题答案是bd；由于该反应为吸热反应，温度越高反应进行的程度越大，K越大，则pK越小；若700时测得平衡时，c平衡(H2)=1.0molL-1，则c平衡 (CO)= 0.5molL-1，已知pK=0，即K=1，则有 =1，代入即得c平衡(CH4)=0.5molL-1，则c起始(CH4)=1.0molL-1，所以CH4的平衡转化率为50%。(2)根据叙述可知，要生成FeCO3，HCO3-就要电离出H+，则H+与另一个HCO3-反应生成CO2和H2O，所以反应的离子方程式为Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O(或Fe2+2HCO3-=FeCO3+H2CO3)； 根据反应方程式可得K=c(H2CO3)/c(Fe2+)c2(HCO3-)= Ka2/Ksp(FeCO3)Ka1)=4.08106105，所以该反应容易发生。(3)阳极为铁，失去电子被氧化，生成FeO42-，电解质溶液中的OH-移向阳极，所以阳极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。7乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体，可以由丁烷裂解制备。裂解的副反应为C4H10(g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g)请回答下列问题（1）化学上，将稳定单质的能量定为0，由元素的单质化合成单一化合物时的反应热叫该化合物的生成热，生成热可表示该物质相对能量。25、101kPa几种有机物的生成热如下表所示:物质甲烷乙烷乙烯丙烯正丁烷异丁烷生成热/ kJmol-1-75-855220-125-132由正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为_。（2）一定温度下，在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_(填标号)A.气体密度保持不变 B.c(C2H4)c(C2H6)/c(C4H10)保持不变C.反应热保持不变 D.正丁烷分解速率利乙烷消耗速率相等为了提高反应速率和反应物的转化率，可采收的措施是_。（3）向密闭容器中充入正丁烷，在一定条件(浓度、催化剂及压强等)下发生反应，测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是_。（4）在一定温度下向10L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。010min内乙烷的生成速率v(C2H6)=_ molL-1min-1上述条件下，正丁烷的平衡转化率为_，该反应的平衡常数K为_。 (5)丁烷一空气燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的正极反应式为26CO2+13O2+52e-=26CO32-，则负极反应式为_。【答案】 C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g) H =+92kJmol-1 BD 升高温度 催化剂活性降低，副产物增多 0.015 75% 0.45 C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O【解析】（1）反应热=生成物的总能量-反应物的总能量=52-85+125=+92 kJmol-1，所以正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g) H =+92kJmol-1；正确答案：C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g) H =+92kJmol-1。（2）反应前后气体的总质量不变，在恒容密闭容器中，气体的总体积不变，根据=m/V可知，混合气体的密度恒为定值，不能说明该反应达到平衡状态，A错误；K=c(C2H4)c(C2H6)/c(C4H10)，K不再发生变化，反应达到平衡状态，B正确；反应热与反应进行的程度有关，与反应是否达平衡无关，不能判断反应达到平衡状态，C错误；正丁烷分解速率与乙烷消耗速率相等时，说明正逆反应速率相等，能够判断反应达到平衡状态，D正确；正确选项DB。为了提高反应速率可以采用增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂等；提高反应物的转化率，使平衡右移，可以采用升高温度，减少生成物浓度等，因此同时满足上述要求是升高温度；正确答案：升高温度。（3）正丁烷制备乙烯的反应为吸热反应，升高温度，平衡右移，乙烯的转化率增大，但是温度高于600时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能是温度过高，催化剂活性降低，副产物增多；正确答案：催化剂活性降低，副产物增多。（4）在一定温度下向10L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.75倍，平衡时气体总物质的量=21.75=3.5mol，设生成乙烯的量xmol，2-x+x+x=3.5，x=1.5 mol，生成的乙烯为1.5 mol，生成乙烷的量为1.5 mol；010min内的生成乙烷速率v(C2H6)= 1.5/1010=0.015 molL-1min-1；正确答案：0.015。根据以上分析可知：正丁烷的变化量1.5 mol，平衡转化率为1.5/2100%=75%；上述条件下，反应达到平衡后，c(C4H10)=0.5/10=0.05 molL-1, c(C2H4)= c(C2H6)= 1.5/10=0.15 molL-1, 该反应的平衡常数K为=c(C2H4)c(C2H6)/c(C4H10)=(0.15)2/0.05=0.45；正确答案：75%；0.45。 (5)丁烷一空气燃料电池，在熔融K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质情况下，丁烷在负极上失电子发生氧化反应，极反应为C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O；正确答案：C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O。8氢能是一种高效清洁、极具发展潜力的能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。已知下列反应：反应I：CH3CH2OH(g)+H2O(g) 2CO(g)+4H2(g) H1反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) H2反应：2 CO2(g)+ 6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) H3反应：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) H4（1）反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如图所示。则H1 _H2（填“”、“ -(2H2 + H1) 减小 不变 有利 0.144molL-1min-1 14CO2 + 12e- + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3- 蒸馏 【解析】试题分析：由反应ICH3CH2OH(g)+H2O(g) 2CO(g)+4H2(g) H1；反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) H2；反应2 CO2(g)+ 6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) H3；反应6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) H4可知，根据盖斯定律，由(+)可得反应，所以，H3=-(2H2 + H1)。（1）由反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线可知，反应I的平衡常数随温度升高而增大，反应II的平衡常数随温度升高而减小，所以，H10，H20，H1 H2；H3=-(2H2 + H1)。（2）试题分析：由表中数据可知，在氢碳比一定的条件下，CO2的平衡转化率随温度升高而减小，故该反应是放热反应，其平衡常数随温度升高而减小，平衡常数只与温度有关，温度不变则其值不变。在温度相同的条件下，CO2的平衡转化率随氢碳比的增大而增大。温度升高，K值减小。提高氢碳比，K值不变，对生成乙醇有利。由表中数据可知，在700K、 氢碳比为1.5，即起始投入3.6molH2和2.4mol CO2，CO2的平衡转化率为20%，则CO2的变化量为0.48mol，H2的变化量为1.44mol，若5min反应达到平衡状态，则05min用H2表示的速率为0.144molL-1min-1。（3）由CO2制备乙醇的反应是一个还原反应，故该反应在阴极上发生。阴极的电极反应式为14CO2 + 12e- + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3-。电解后溶液中含有碳酸氢钠和乙醇，可以根据各组分的沸点相差较大分离出乙醇，故从其中分离出乙醇的操作方法为蒸馏。（4）由图可知：不同条件下反应，M点催化效率最高，故M点的速率最大；CO2的平衡转化率随温度升高而减小，故M点平衡常数比N点平衡常数大；温度低于250时，CO2的平衡转化率随温度升高而减小，故随温度升高乙烯的产率减小；实际反应应在250左右进行，在此温度下催化剂的催化效率离高、化学反应速率最快、CO2的平衡转化率较高，故生产效率较高。综上所述，有关说法正确的为。9利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：i. CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1ii. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2 iii. CO2(g)+H2(g)CO (g)+H2O(g) H3回答下列问题：（1）已知反应ii中的相关的化学键键能（“CO”表示CO的化学键）数据见表：化学键H-HC-OCOH-OC-HE/（kJmol-1）4363431076465413由此计算H2=_。 （2）反应i、ii、iii对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为_（3）一定条件下，在2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2发生反应i 。下图是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。H1_0（填“大于”或“小于”）当温度为500K时，该反应10min达到平衡。010min时间内用CH3OH表示该反应的化学