2019年高考化学黄金押题13化学反应原理综合(含解析)

1、黄金押题13化学反应原理综合【高考考纲】1 .试题特点：化学反应原理综合应用题常常把热化学、化学反应速率及三大平衡、电化学知识融合在 一起，多以图像或图表的形式呈现。题目围绕一个主题，由多个小题组成，各小题的考查有一定的独立性， 覆盖面较广，灵活性较强。2 .命题考查：(1)热化学方程式和电极反应式的书写；(2)离子浓度的大小比较；(3)反应速率、平衡常数及转化率的计算；(4)电化学装置的原理分析及平衡曲线的识别与绘制等。【真题感悟】例1、(2017 高考全国卷出)神(As)是第四周期VA 族元素，可以形成 AS2与、AS2Q、HAsQ、HAs。等 化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：(1)

2、画出神的原子结构示意图： 。(2)已知：3As(s) + 2H(g) + 2Q(g)=H 3AsQ(s)A H1H2(g) + 2<2(g)=H 20。)A H52As(s) + 2Q(g)=As 2Q(s)A H3则反应 AszQ(s) +3HO(l)=2H 3As。的 A H=。(3)298 K 时，将 20 mL 3x mol L 1 NasAsQ、20 mL 3x mol L 1 I 2和 20 mL NaOH溶液混合，发生反 应：AsC3 (aq) +I2(aq) +2OH (aq) ，- Asd (aq) + 2I (aq) + H2O。)。溶液中 c(AsO3 )与反应时间

3、(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。a.溶液的pH不再变化b. v(I ) = 2v(AsO3 )c. c(AsO4 )/ c(AsO3 )不再变化d. c(I ) = y mol - Ltm时，V正 V逆(填“大于” “小于”或“等于”)。tm时V逆 tn时V逆(填“大于” “小于”或“等于")，理由是 若平衡时溶液的pH= 14,则该反应的平衡常数 K为。解析：(1)从内向外磷的各层电子数依次是2、8、5,神与磷位于同主族且相邻，神原子比磷原子多一个电子层，所以从内向外碑的各层电子数分别为2、8、18、5,据此可画出其原子结构示意图。(2)将已知热化学方

4、程式依次编号为、，根据盖斯定律，由X2 X3 可得：AszQ(s) + 3HaO(l)=2H 3AsO4(s) A H= 2 A H3 A HA H。(3)溶液的pH不再变化，即O口的浓度不再变化， 所以 平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(1一)=2v逆(AsO3)或v逆(I)=2v正(AsO31时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO3一)逐渐减小而c(AsO3一)逐渐增大，故c(AsO3)/ c(AsO3一)逐渐增大，当c(AsO4-)/ c(AsO3一) 不变时反应达到平衡状态，c项正

5、确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I -)=2c(AsO>)，观察图像可知反应达到平衡时 c(AsO3 ) = y mol L t,此时c(I ) = 2y mol L，d项错误。t m时反应未达到平衡状态，所以v正大于v逆。从tm到tn,反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故tm时v逆小于tn时v逆。根据题意，起始时 c(AsO3 )= c(I 2) =x mol L t。根据图像可知平衡时 c(AsO3 ) =y mol L 1,则此时 c(I ) = 2y mol y1, c(AsO3 ) =c(I 2)

6、= (x-y) mol - L 1,平衡时溶液的pH=14,则c(OH )=1 mol - L 1,故该反应的平衡常数 K=c (Asd ) c2 (I )4y3c (Asd ) c (I2) c2 (OH) = (x-y) 2°答案：(1)(2)2 A H 3A H2A H3(3)ac 大于小于 tm时生成物浓度较低4y3，y、2(x y)【变式探究】(2017 高考江苏卷)神父9是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中神的有效措施之一。(1)将硫酸镒、硝酸钮与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种神的高效吸附剂X,吸W剂X中含有cO,其原因是 。(

7、2)H 3AsO3和HAsQ水溶液中含神的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。HAMUi1Als/ HjA?Ofc以酚酬:为指示剂(变色范围pH 8.010.0),将NaOH§液逐滴加入到 HAsQ溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。H3AsO第一步电离方程式 HAsQ=i HaAsOT 十可的电离常数为 Ki,则pKai =(p Kai=- 1g Kai) o(3)溶液的pH对吸W打RJ X表面所带电荷有影响。pH =7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH>7.1时带负电荷，pH越

8、高，表面所带负电荷越多；pH<7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价神和五价神的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附神的质量)如图3所示。357»11图才在pH 79之间，吸附剂X对五价神的平衡吸附量随 pH升高而迅速下降，其原因是在pH 47之间，吸附剂X对水中三价神的去除能力远比五价神的弱，这是因为。提高吸附剂X对三价神去除效果可采取的措施是解析：(1)制吸附剂X的混合溶液中含有 NaOH容液，能吸收空气中的 CO生成CO, (2)图1中pH为810时，三价神物种主要以 HAsQ和HAsQ的形式存在，故滴加 NaOH溶液的过程中主要

9、反应的离子方程式为 OH + HAsO=HAsC3 + H2Q Ki =c ( H2AsO4) c ( J)c (HAsQ)Ka仅与温度有关，为方便计算，在图取pH= 2.2时计算，此时c(H2Ase4)= c(HaAsQ),则Ki = c(H+)=10-2.2,pKi= 2.2。(3)从图2 知，pH由7升至9时，HAs。转变为HAs(2),由题中信息知，pH>7.1时，pH越高，吸附剂X所带负电荷越多，则吸 附剂X与HAsO静电斥力增强。在pH为47之间，吸附剂X表面带正电荷，从图2知，pH在47之间, 吸附剂X吸附HAsO4和HAsO ;从图1知，pH在47之间，三价神主要以分子形

10、式存在，吸附剂 X不会吸附分子。加入氧化剂，可以将三价神转化为五价神，而被吸附剂X吸附。答案：(1)碱性溶液吸收了空气中的 CO(2)O4 + HAsQ=HAsOT + H2O 2.2(3)在pH 79之间，随pH升高HAsQ转变为HAsO ,吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增 加在pH 47之间，吸附剂 X表面带正电，五价神主要以HAsOT和HAsO阴离子存在，静电引力较大；而三价神主要以 H3AsO分子存在，与吸W剂X表面产生的静电引力小加入氧化剂，将三价神转化为五价神例2、 (2018 高考全国卷I )采用 N2Q为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工 业中得到广泛应

11、用。回答下列问题：(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到NQ。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为。(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 c时N2Q(g)分解反应：2N1Q烟一-43 种而2N#&其中NO二聚为N2Q的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p随时间t的变化如下表所示t=8时,NbQ(g)完全分解:t /min040801602601 3001 700oop/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2Q(g)= 2N 2O4(g) + Q(g)AH = 4.4 kJ mol12NO(g

12、)= N 2O4(g)A H= 55.3 kJ mol一一一1一，.1则反应 N2O5(g)= 2NO 2(g) +2Q(g)的 A H=kJ - mol 。研究表明，NO5(g)分解的反应速率 v = 2X10-3xpN2Q(kPa min-)。t=62 min时，测得体系中 pQ1= 2.9 kPa ,则此时的 pN2O5=kPa, v =kPa- min 。若提高反应温度至35 C,则 N2Q(g)完全分解后体系压强p“(35 C)63.1 kPa(填“大于” “等于”或“小于”)，原因是 。25 C时NQ(g) ,一i2NO(g)反应的平衡常数 &=kPa( KP为以分压表示的

13、平衡常数，计算结 果保留1位小数)。(3)对于反应2N2Q(g) -> 4NO2(g) + O2(g) , R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步 NkQ= NO2+NO快速平衡第二步 NO+ NO-> N0+ NO+ O2 慢反应第三步 Nd NO-> 2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。A. v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物只有 NOC.第二步中NO与NO的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高解析：(1)氯气与硝酸银反应生成 N2Q,氯气作氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元Q

14、。(2)将已知热化学方程式依素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物为 1一1A H2A H次编号为 a、b,根 据盖斯定律，由 2Xab 得 NbQ(g)=2NO2(g) + 2Q(g)A H=24.4 十乃3 X 2 kJ mol T= +53.1 kJ mol 1。t = 62 min时，体系中pQ=2.9 kPa ,根据三段式法得2N2Q(g)=2N 2Q(g) +Q(g)起始 35.8 kPa 00转化 5.8 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa62 min 30.0 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa贝U 62 min 时 pN2Q= 30.0 kPa

15、, v = 2x 10 3X30.0 kPa min 一 = 6.0 x 10 2kPa min 刚性反应容器的体积不变，25 c N 2Q(g)完全分解时体系的总压强为63.1 kPa ,升高温度，从两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO，- N2Q的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成NO的方向移动，体系物质的量增大，故体系总压强增大。N2O完全分解生成N2O和Q,起始pNQ=35.8 kPa, 其完全分解时 pNkO4= 35.8 kPa , pQ=17.9 kPa ,设25 C平衡时N2Q转化了 x,则NbQ2NO平衡 35.8 kPa -x 2 x3

16、5. 8 kPax+2x+17.9 kPa=63.1 kPa,解得 x= 9.4 kPa。平衡时，pNO= 26.4 kPa, pNO=18.8 kPa,p2NO 18.82&=13.4。(3)快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应PN2O4 26.4速率大于第二步反应的速率，A项正确；反应的中间产物除NO外还有NO B项错误；有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，C项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D项错误。答案：(1)。2(2)+53.1 30.0 6.0 X 10 2大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO二聚为放热反应，温

17、度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高13.4(3)AC【变式探究】(2018 高考天津卷)CQ是一种廉价的碳资源， 其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(1)CO2可以被NaOH§液捕获。若所得溶液pH=13, CO主要转化为 (写离子符号)；若所得溶液 c(HCOT) : c(CO3 )=2：1,溶液 pH=。(室温下，H2CO的(1 = 4X10 7； &= 5X10 ")(2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：催化剂CH(g) + CG(g) ,- 2CO(g) + 2H(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键C- HC=OH- H

18、C=O(CO)键能/(kJ - mol b4137454361 075则该反应的 A +。分别在vL恒温密闭容器 A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，力口入CH和CO各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 (填"A”或"B”)。(3)O 2辅助的Al-CO2电池工作原理如图按一定体积比加入 CH和CO,在恒压下发生反应，温度对 CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优 选温度为900 c的原因是 。4所示。该电池电容量大，能有效利用CO,电池反应产物Al 2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:电池的正极反应式:6Q+ 6e =6O

19、2 一2一6CO+ 6O2 =3C2Q + 6O2反应过程中O2的作用是。该电池的总反应式：。解析：(1)若所得溶液的pH=13,溶液呈强碱性，则CO主要转化为CO。若所得溶液c(HCO3)： c(COT)=2 ： 1,根据 Ka2= c( H),贝U c(H ) = K2X c :°，= 5 X 10 "x 2 mol - L 1= 10 10 mol ' L C HCOC COT, pH= 1g 10T°= 10。(2)根据A H=反应物总键能生成物总键能，该反应的AH= (413X4+745X 2)kJ mol (1 075 x 2+436X2) k

20、J - mol - = +120 kJ - mol 该反应为气体分子数增大的吸热反应，恒 容时达到的平衡相当于恒压条件下达到平衡后增大压强，加压平衡向逆反应方向移动，故恒容时反应达平 衡后吸收的热量比恒压时反应达平衡后吸收的热量少。根据题图3知，900 c时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但升高温度，能耗升高，经济效益降低。(3)该电?中Al作负极，电解质为含AlCl 3的离子液体，故负极反应为Al -3e =Al3+o正极为多孔碳电极，根据正极反应式，得正极总反应为6CO+ 6e =3GC2 , Q不参与正极的总反应，故Q为催化剂。将负极反应：2Al 6e-=2Al”和正极反应

21、：6CO+6e-=3Gd一相力口，可得该电池的总反应式为2Al + 6CC=Al2(C2Q)3。答案：(1)CC210(2)+ 120 kJ - mol 1 B900 c时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低(3)Al 3e =Al3+(或 2Al 6e =2Al") 催化剂 2Al + 6CC=Al 2(C2C) 3【黄金押题】1.硫氧化物易引起环境污染，需要悉心研究。(1)二氧化硫可用于催化氧化制硫酸。硫酸工业中，作为催化剂的V2C5对反应I的催化循环过程经历了n、出两个反应阶段，如图所示：十也卜列分子中1 mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如

22、下:化学键S=O(SC)S=O(SOO=O(O)能量/kJ535a496反应I的 A H = 98 kJ mol 1 ,则 a = 。反应ID的化学方程式为将2 mol SO 2和1 mol O 2充入密闭容器中，在一定条件下发生反应:2SQ(g) + Q(g)2SO(g)。平衡时SO的体积分数()随温度和压强的变化如表所示:下列判断正确的是。A. b>eB. 415 C、2.0 MPa时Q的转化率为 60%C.在一定温度和压强下，加入VQ作催化剂能加快反应速率，提高D.平衡常数 K(550 C)> K(350 )SO的体积分数(2)较纯的SO可用于原电池法生产硫酸。图中离子交换膜

23、是离子交换膜(填“阴”或“阳”)。电蛾M1(3)研究发现，SO与含碱式硫酸铝的溶液结合的方式有两种：其一是与溶液中的水结合；其二是与碱式硫酸铝中的活性 Al2Q结合。通过酸度计测定吸收液的pH变化，结果如图所示。每升唳收诡中喉收出卜wuei/L请解释曲线如图变化的原因： 。(4)取五等份SO,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应： 3SO(g)(SO3) 3(g)AH<0,反应相同时间后，分别测定体系中SO的百分含量，并做出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 。58 用Na2SO溶液作为吸收液吸收 SO时，产物为NaHSQ已知亚硫酸的两级

24、电离平衡常数分别为除、Ka2o则常温下NaHSO溶液显酸性的充要条件为(用含黑、K2的代数式表示)。解析：(1)反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，反应I的热化学方程式为1 SO(g) +2Q(g)T1±SO(g)A H= -98 kJ - mol ，则反应 I 的 A H= (2 X535+ -X496-3X a) kJ mol 二一98 kJ molt,解得a =472。V2O5在反应中作催化剂，反应n生成V2O4 - SO3, V2Q 参加反应,化学方程式为SO+V2O5,- V2Q SO,反应出是 V2O4 - SQ与氧气反应生成V2Q和SO,化学方程式为1V2O4 -

25、 SO+-O2- V2O5+SO。A.该反应是气体体积减小的反应，加压平衡右移,SO的体积分数增加，则b>54.0%, e< 36.0%,所以b>e, A正确；B.在一定条件下发生反应:2SQ(g)+02(g)2SQ(g)起始(mol) 21转化(mol) 2 x平衡(mol) 2 -2xSO的体积分数为40.0%2x2-2x+1-x+2x *100%=40.0%,解得 x = 0.5 ,0.5 mol所以Q的转化率为一X100%= 50%故B错误；C.在一定温度和压强下，加入 V2Q作催化剂能加快反应速率，但平衡不移动，SO的体积分数不变，故C错误；D.该反应为放热反应，升

26、温平衡左移，平衡常数减小，则K(550 C)vK(350 C),故D错误。(2)根据图示，通入二氧化硫的电极为负极，二氧化硫失去电子生成硫酸根离子：SO-2e +2H2O=S(4r+ 4H+,通入空气的电极为正极，空气中的氧气得到电子生成水:Q+ 4e+ 4HI =2H2O,氢离子通过阳离子交换膜进入正极区。(3)二氧化硫先与活性氧化铝结合成亚硫酸铝，水解显酸性，溶液的pH变化较小，后与水结合生成亚硫酸，电离显酸性，电离强于水解，溶液的pH变化较快。(4)A.因为该反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动,SO的百分含量随温度升高而增大,故A错误；B.因为该反应是放热反应，温度升高，平衡

27、向逆反应方向移动,SO的百分含量随温度升高而增大，故B正确；C.若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度升高，反应速率增大,SO转化得快，导致SO的百分含量减少，不可能出现SO的百分含量不变的情况，故 C错误；D.图中转折点为平衡状态，转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，SO的百分含量随温度升高而升高，故D正确。(5)NaHSQ溶液中存在 HS(O,> Hl+ + SO ,电离平衡常数为 左,也存在HSO + HO一± HSO + OH,水Kw Kw“解平衡常数为,常温下NaHSO溶液显酸性的充要条件为Ka2>，即Kai

28、 ”2>10-4。KaiKai一 _1 一答案：(1)472 V2O4 - SO+ 2O2=V2C5+ SO A (2)阳 (3)二氧化硫先与活性氧化铝结合成亚硫酸铝，水解显酸性，后与水结合生成亚硫酸，电离显酸性。电离强于水解14(4)BD(5) Ka1 - Ka2>102. 2017年5月18日中共中央国务院公开致电祝贺南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试采成功。“可燃冰”是天然气水合物，外形像冰，在常温常压下迅速分解释放出甲烷，被称为未来新能源。(1) “可燃冰”作为能源的优点是 (回答一条即可)。(2)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整两个过程。向反应系统同时

29、通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下:反应过程化学方程式始变 A H(kJ - mol 1)活化能日(kJ . mol 1)甲烷氧化CH(g) + 2Q(g), CO(g) + 2H2O(g)802.6125.6CH(g) + O2(g)-CO(g) +2闺g)322.0172.5蒸气重整CH(g) + H2O(g)CO(g) +3闺g)+ 206.2240.1CH(g) + 2H2O(g)CO(g) +4闺g)+ 158.6243.9回答下列问题：在初始阶段，甲烷蒸气重整的反应速率 (填“大于” “小于”或“等于")甲烷氧化的反应 速率。反应CH(g) +H2O(g) 一

30、CO(g) + 3屋g)的平衡转化率与温度、 压强关系其中n(CH4) : n(H2O)=1 ： 1如图所示。350 d 工T fit平衡址比率小该反应在图中A点的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分 数)，图中压强(Pl、P2、P3、P4)由大到小的顺序为 从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于如果进料中氧气量过大，最终会导致Ha物质的量分数降低，原因是CO(3)甲烷超干重整 CO技术可得到富含 CO的气体，其能源和环境上的双重意义重大，甲烷超干重整n (CH)只有过程I投料比” 二,过程n中催化剂组成才会保持不变。n (CO)该技术总反应的热化学方程式

31、为 。解析：(1) “可燃冰”分子结构式为 CH - H 20,是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可 作为上等能源。它主要由水分子和烧类气体分子 (主要是甲烷)组成，所以也称它为甲烷水合物，它的优点: 能量密度高、清洁、污染小、储量大等。(2)从表中活化能数据看出在初始阶段，甲烷蒸气重整反应活化能较大，而甲烷氧化的反应活化能均 较小，所以甲烷氧化的反应速率快。根据题给信息，假设甲烷为1 mol,水蒸气为1 mol ,CH(g) +HO(g) .一CO(g) + 3H 2(g)起始量(mol) 1变化量(mol) 0.2平衡量(mol) 0.81000.20.20.60.80.20.

32、6平衡后混合气体的总量：0.8 + 0.8 + 0.2 + 0.6 = 2.4 (mol);各物质分压分别为p(CH，)= p(HzO) = 4. 0X08 = 4 (MPa), p(CO) = 4.0 x °.2=1(MPa), p(H» =4.0 x 06= 1(MPa), A 点的平衡常数 4=(3)2.432.432.44 9pi>p2>p3>p4。3“；当温度不变时，压强减小，平衡右移，甲烷的转化率增大，所以压强的大小顺序:甲烷氧化反应放出热量正好提供给蒸气重整反应所吸收的热量，能量达到充分利用。氧气量过大，剩余的氧气会将H2氧化为水蒸气，导致

33、H2物质的量分数降低。(3)根据图示分析，第一步反应是还原剂把四氧化三铁还原为铁，第二步反应是铁被碳酸钙氧化为四氧化三铁，而碳酸钙被还原生成一氧化碳和氧化钙。反应的历程：a.CH«g) +CO(g),2H2(g) +2CO(g); b.Fe 30(s) +4H(g). 3Fe(s) +4HO(g);c.Fe 3O4(s) +4CO(g) ,一= 3Fe(s) + 4CO(g);三个反应消去 Fe3。和 Fe,最终得到 CH(g) + 3CO(g)n (CH) 1, 2H2O(g) + 4CO(g);所以只有过程I投料比 ” 时,才能保证过程II中催化剂组成保持不变。n C co)3a

34、.CH4(g) +2Q(g) , CO(g) + 2HO(g)AH = 802.6 kJ mol 1;b. CH(g) +Q(g) , CO(g) +2Ha(g)AHb= 322.0 kJ mol 1;1c. CH(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) A H= + 206.2 kJ - mol;d. CH(g) +2HO(g) ,=CJg) +4H(g) AH= + 158.6 kJ mol 1;由 2Xa 4Xb+4Xc d 得：CH(g)+3CO(g) . 2H2O(g) + 4CO(g) A H= 2AHi 4A H + 4A H1A H4= + 349 kJ - mo

35、l 。答案：(1)能量密度高、清洁、污染小、储量大 (写一条即可)3(2)小于而(或 0.187 5)p1>p2>p3>p4甲烷氧化反应放出热量正好供蒸气重整反应所吸收的热量，达到能量平衡氧气量过大，会将 H2氧化，导致H2物质的量分数降低_1(3)3Fe+ 4CaC2=Fe3Q + 4CaC 4COT弓3CH(g) + 3CO(g)2HzO(g) + 4CO(g)A Hh + 349 kJ - mol 13. NazSQ是一种重要的还原剂，I2Q是一种重要的氧化剂，二者都是化学实验室中的重要试剂。(1)已知：2NaSQ (aq) + Q(aq)=2Na2SO4(aq)AH=

36、 mkJ- mol1,Q(g) 士Q(aq)A H= n kJ - molt,则N&SQ溶液与O2(g)反应的热化学方程式为 。(2)Na 2SQ的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段，贫氧区速率方程为v= k ca(SQ3 ) - cb(Q2), k为常数。当溶解氧浓度为 4.0 mg”（此时NkSO的氧化位于贫氧区）时，c（S«一）与速率数值关系如下表所不',贝 U a =oc(SO3 )/( X103)3.655.657.6511.65v/( X106)10.224.444.7103.6两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知lnk2 = -Ea（-）

37、 , R为常数,ki R T2 T1则国富氧区）（填“>”或“<”）国贫氧区）。反应阶段速率方程k ( 297.0 K )k (291.5 K )富氧区v = k - c(SO2 ) - c(O2)1.47贫氧区v = k ca(SO3 ) cb(O2)2.59 等物质的量的N&SQ和NaSO混合溶液中，c（SO2 ） + c（HSO3）（填“>” “<”或“="）c（so4 ）。（4）利用I2Q可消除CO污染，其反应为I2O5（s）+5CO（g）,一i5CO（g） +12（s）,不同温度下，向装有足量I2Q固体的2 L恒容密闭容器中通入 2 mol

38、CO,测得CO气体的体积分数 （J）（CQ）随时间t的变化曲 线如图所示。从反应开始至 a点时的平均反应速率 v（CO） =。b点时，CO的转化率为。b点和d点的化学平衡常数：K（填“>” “<”或 二"）K,判断的理由是解析：(1)2Na 2SO(aq) + Q(aq)=2Na 2SQ(aq)A H= m kJ mol 1,0 2(g) .Q(aq)A H= nkJ mol 1,根据盖斯定律，由+得：2NaSO(aq) +Q(g)=2NazSO(aq)A H=(饼 n) kJ - mol (2)当溶解氧浓度为 4.0 mg-L -时，c(Na2SO)与速率数值关系如表，

39、vi：V2= ca(SO2) :ca(SO3)，翳5.65 a= Qa，解得 a=2；3.65ln5 = -Ea(1 !)随着E的增大而增大，富氧区的Ink2较小，故Ea(富氧区)< Ea(贫氧区)。 kiR T2 Tiki(3)等物质的量的 NaSO和N32SC4混合溶?中，N&SO属于强碱弱酸盐，水解显碱性，根据物料守恒, c(SO3 ) + c(HSG) + c(H2SQ) = c(SO2 ),则 c(SO3 ) + c(HSC3)< c(sd )。(4)0 到 0.5 min 时：5CC(g) + 12Q(s).5CC(g) +l2(g)起始量/mol 20转化量/

40、mol x xa 点量/mol 2 -x xx根据a点时CO的体积分数 巾(CC2) =2= 0.30 ,得x= 0.6 ,则从反应开始至a点时的反应速率为 v(CC)0.6 mol：=0.6 mol L 1 min0.5 min 5CO(g) +IzQ(s) .- 5CO(g) + l2(s)起始量/mol 20转化量/mol y yb 点量/mol 2 - y y根据b点时CO的体积分数6 (CQ) =，= 0.80 ,得 y= 1.6 , CO的转化率=1.6 molmr* 100* 80%co的产率降低，平衡向CO的产率降低，平其他条件相同时，曲线n先达到平衡，则温度高于曲线i,说明温

41、度升高逆反应方向移动，平衡常数减小，则化学平衡常数：Kb>Kdo答案：(1)2Na 2SO(aq) + Q(g)=2Na 2SO(aq) ，一.-1A H= (n) kJ - mol(2)2< (3)<(4)0.6 mol L 1 min 1 80%其他条件相同时，曲线n先达到平衡，则温度高于曲线I,说明温度升高 衡向逆反应方向移动，平衡常数减小4 .缓冲和供氧是维持人体正常生理活动的两个重要平衡系统，回答下列问题：I .人体血液中存在平衡：H2CO(aq) ，, Hl+ (aq) + HCO(aq) A H,该平衡可使血液的 pH维持在一定范围内。(1)已知：CC(g) C

42、O(aq) A H=a kJ molCO(aq) + H2O(l) ,H2CO (aq)A H= b kJ mol ;HCO(aq)H (aq) + CO (aq) A H3= c kJ - mol 1;CO(g) +HO(l) ,<2H+(aq) + CO (aq)A H4= d kJ mol 1。则上述电离方程式中AH=(用含a、b、c、d的代数式表示)。(2)若某人血液中 c(HCG) : c(H2CO) =20 ： 1, pKa1(H2CO) =6.1 ,则该人血液的 pH=, pH 升高，则c : HCR (填“增大” “减小”或“不变”)。c (HCO)(3)当有少量酸性物质

43、进入血液后，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象：n .肌细胞中储存氧气和分配氧气时存在如下平衡:Mb(aq) + O2(g) ,- MbO(aq)肌红蛋白氧合肌红蛋白(4)经测定动物体温升高，氧气的结合度a (MbO),氧合肌红蛋白的浓度占肌红蛋白初始浓度的百分数降低，则该反应的 AH(填“>”或“<”)0。(5)温度为37 C时，氧气的结合度a (MbO)与氧气的平衡分压p(O2)关系如下图所示:IN)90.0K).C170.05£1.O401)2d。DA)MQ I- £0 工口工0 6.0利用R点所示数据，计算 37 c时该反应的平衡常数K=(氧

44、气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替求算)。已知37 C时，该反应的正反应速率v(正)=kc(Mb)x p(O2),逆反应速率 v(逆)=k2c(MbO),若k2=60 s 1,则 k1 =°解析：(1)将已知的反应依次编号为I、n、出、W,根据盖斯定律，由IVIn出得H2CO (aq)，k HI(aq) + HCO(aq) AH= AH4 AH AH2 AH3=(d a b c)kJ - mol1。(2)除(H2cO) /(HC：)葭)(H)=20c(H + ),所以 c(H+)=除(H2CO), pH= lg c(H + )=- c ( H2COJ20lgKai (H2CO)20-

45、lg Ka1(H2CO)+lg 20=6.1 +1.3 =7.4。pH升高时，c(H+)减小，则c4HCM1Hlc ( HCO)Ka1 V H2CO)减小。(3)由于人体血液中存在平衡：H2CQ (aq) ,- Hl+ (aq) + HCO(aq),所以少量酸性物质进入血液后，平衡逆向移动，因此 J浓度变化部分被寸O肖，血液的pH变化较小。(4)Mb(aq) + 02(g) . MbG(aq),温度升高时氧气的结合度降低，既升高温度平衡逆向移动,反应为放热反应，AH<0o(5) “氧气的结合度a (MbO)是指氧合肌红蛋白的浓度占肌红蛋白初始浓度的百分数”，即所以正a (MbQ)c (M

46、bO)皿1 a ( MbO)a一-；,则 c(Mb) =- c(MbQ)(算式 I )。c (Mbc (Mba (Mbc (Mb) - p (02)1 a (MbO)1 a (MbO) p (Q)a (MbO)c(MbO)p ，代入R点c (Mb) + c (MbO)' ' a (MbO)' 八 )0.9坐标数据得 K= (1 0.9) X4.5 =2.°0。仍然选R点坐标数据，37 c反应达到平衡时，v(正)=v(逆)，则kiC(Mb) x p(O。= k2c(MbQ),代入上述算式I及 R点坐标数据，所以ki =k2a (Mb_1_ _60 s X0.91

47、 a (MbO) p (Q)4.5 kPa x ( 10.9)=120 s 1 - kPa 1。答案：(1)( d-a-b-c) kJmol 1 (2)7.4 减小(3)当少量酸性物质进入血液后，平衡H2C0(aq)-Hl+ (aq) +HCO(aq)向左移动，使 M浓度变化较小，血液的 pH基本不变(4)<(5)2.00120 s 1 - kPa 15 .近年来雾霾天气经常肆虐北京、天津、河北等地区，其中汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之O因此研究氮氧化物的反应机理，对消除和防治环境污染有重要意义。(1)对于 2NO(g)+2H(g)=N2(g) + 2H2O(g)A H= 665

48、kJ/mol的反应分三步完成: 2NO(g)=NzQ(g)(快)N 202(g) + H2(g)=N 2O(g) + H2O(g)(慢)快)，请完成第步的化学方程式。因此决定此总反应速率的是第(填序号)步的反应。(2)已知：H2(g) + CO(g)=H 20(g) + CO(g)A H= +41 kJ/mol ,汽车尾气的净化原理主要是用催化剂 把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体，试写出该反应的热化学方程式:该反应在一定条件下达到平衡后，为了能加快反应速率并让平衡向正方向移动，可采取的措施有A.适当升高温度B.适当降低温度C.压缩体积增大压强D.使用正催化剂该反应采取上述措施重新达

49、到平衡后K值将(填“增大” “减小”或“不变”)。(3)升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率，但是研究发现2NO(g) + Q(g)=2NO2(g) A H<0存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k(代表反应速率的一个常数)的数值如下表：T(K)kT(K)kT(K)k14351.48 X 10273一一 41.04 X 1051433.00 x 101952.58 X1043335.50X1036132.80 X 10 3254_ 41.30 X1041434.00 X 1066332.50 X 10由实验数据测到 v(正)c(O2)的关系如图所示，

50、当 x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 点(填字母)，并分析原因： 解析：(1)对于2NO(g)+2H(g)=N2(g) +2HO(g)分三步完成，则第三步反应由总反应式减去反应、得：N 20(g) + Ha(g)=N 2(g) +HaO(g);整体反应速率由最慢的化学反应过程决定，因此决定此总反应速 率的是第步的反应。(2)用催化剂把 N0与C0反应转化为两种对大气无污染的气体氮气和二氧化碳，反应方程式为2N0F催化剂. 一，一 -"2C0N2+2C0,已知2N0(g) + 2H(g)=N2(g) + 2H0(g)A H4 = 665 kJ/mol ;H2(g

51、) +CO(g)=H 20(g) + CO(g) AH=+41 kJ/mol ,根据盖斯定律，由一X2 得 2NO(g)+2CO(g)IN2(g)+ 2CO(g)AH= AHAH5X2= 665 kJ/mol (+41 kJ/mol) X2= 747 kJ/mol 。 2NO(g) + 2CO(g),，N2(g) +2CO(g)的正反应为气体体积缩小的放热反应，A.适当升高温度，化学反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，选项A不符合；B.适当降低温度，化学反应速率减小，平衡向正反应方向移动，选项B不符合；C.压缩体积增大压强，化学反应速率增大，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，选项C符合；D.

52、使用正催化剂，化学反应速率增大，但平衡不移动，选项D不符合。化学平衡常数只与温度有关，温度不变，K值不变。(3)由实验数据测到 v(正)c(O2)的关系如题图所示，当 x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 b点，因为升高温度，平衡向吸热方向移动，即逆向移动，c(O2)增大；升高温度，k值减小，该反应速率下降。答案：(1)N 2O(g)+ Hb(g)=N 2(g) + HzO(g) (2)2NO(g) + 2CO(g) . * N2(g) + 2CO(g)A H= 747 kJ/mol C 不变(3)b 升高温度，平衡向吸热方向移动，即逆向移动，c(O2)增大 升高温度，k值

53、减小，该反应速率下降6 . I .据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：水蒸气重整： CH(g) +H>O(g)-CO(g) + 3Hz(g)AH = + 205.9 kJ mol 1CO(g)+ H2O(g) , CO(g)+Hb(g)AH2= 41.2 kJmol 1 二氧化碳重整： CH(g) +CO(g) . - 2CO(g) + 2Ha(g)AH 则反应自发进行的条件是 , A H =kJ-mol t。n.氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是

54、人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2 (g) +3H (g)2NH3(g)。(2)在不同温度、压强和相同彳t化剂条件下，初始N2、H2分别为0.1 mol、0.3 mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(6)如下图所示。其中，P1、P2和P3由大到小的顺序是 其原因是。若分别用va(N2)和Vb(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则 VA(N2) VB(N2)(填“>” “<”或“=”)。若在250 C、pi为105 Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1 L ,则该条件下B点N的分压p(N2)为 Pa (分压=总压X物质的量分数，保留一位小数)。出.以连二硫酸根(Sad)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NQ装置如图所示：NO吸收转化后的主要产物为NF4,若通电