全国高考化学化学反应原理综合考查的综合高考模拟和真题汇总含答案(1)

1、全国高考化学化学反应原理综合考查的综合高考模拟和真题汇总含答案(1)一、化学反应原理综合考查1.氨催化氧化是硝酸工业的基础，氨气在I .4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)n .4NH3(g)+3O2(g) = 2似(g)+6H 2O(g)Pt催化剂作用下发生主反应I和副反应n ： Hi=-905 kJ/mol H2(1)已知:物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJNOQN2629496942贝SH 2=。(2)以Pt为催化剂，在1L密闭容器中充入1mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量与温 度的关系如下图：520c时，反应H的平衡常数 K= (数字计算式)。下

2、列说法正确的是 (填标号)。A工业上氨催化氧化生成 NO时，最佳温度应控制在 840c左右B增大NH和。的初始投料比可以提高 NH生成NO的平衡转化率C投料比不变，增加反应物的浓度可以提高NH3生成NO的平衡转化率D使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率温度高于840c时，NO的物质的量减少的原因可能是 。(3)在有氧条件下，新型催化剂 M能催化NH与NO反应生成NboNH与NO生成N2的反应中，当生成 1mol N 2时，转移的电子数为 mol。将一定比例的 Q、NH和NO的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中反应。反应相同时间NO的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50-

3、250C范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 。I w0 22 0 96【答案】-1265kJ/mol1 60%比 0.9 AD催化剂失去活性、有其他副反应发0.44 1.453生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO勺转化率降低y 迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NQ去除反应速率增大【解析】【分析】(1)利用盖斯定律和 4H=反应物总键能-生成物总键能计算；(2)由图可知，该催化剂在高温时，生成的NQ物质的量远大于氮气的； 根据图示A点计算出两个反应消耗氨气的量，再计算转化率；利用A

4、点，计算出两个反应后剩余的氨气，氧气，生成的水和N2,再根据平衡常数公式计算；A.工业上氨催化氧化生成 NQ时，根据图示可知 840c生成NQ最多，故A正确；B.增大NH3和Q2的初始投料比可以降低 NH3转化率，提高氧气转化率，故B错误；C.投料比不变，增加反应物的浓度可以看成增大压强，不利于向体积增大的方向进行，因此降低NH3生成NQ的平衡转化率，故 C错误；D.使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率，故 D正确；温度高于840c时，NQ的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NQ的反应为放热反应温度升高生成NQ的转化率降低；(3)8NH 3+6NQ2=7

5、N2+12H2Q根据方程式判断;在50-250 C范围内随着温度的升高，NQx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NQx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NQx去除反应速率增大；【详解】(1)盖斯定律：I - n 得 2N2(g)+2Q2 4NQ(g) H= H1- H2=-905-A H2kJ/mol ; H=反应物总键能-生成物总键能 =2 X 942 kJ/mol +2 x 496 kJ/mol -4x 629 kJ/mql =360kJ/mol所以： H2=AH1- H=-905 kJ/mol -360 kJ/m

6、ol =-1265kJ/mol ;答案：-1265kJ/mol(2)由图可知，该催化剂在高温时，生成的NQ物质的量远大于氮气的，故该催化剂在高温下选择反应I;答案：I520 C 时，4NH (g) +5。2 4NQ (g) +6H2Q (g)变化(mol ) :0.20.250.20.34NH (g) +302 (g)2N2 (g) +6H2O (g)变化(mol ) : 0.40.30.20.60.2 0.4NH3的转化率为X 100%=60%1答案:60%在1L密闭容器中充入 1mol NH3和2mol O2, 520c平衡时n (NO) =n ( N2) =0.2mol, 则：4NH (

7、g) +502= 4N0 (g) +6H2O (g)变化(mol ) : 0.20.250.20.34NH (g) +302 (g) =2N2 (g) +6H2O (g)变化(mol ) : 0.40.30.20.6故平衡时，n (NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol , n (O2) =2mol-0.25mol-0.3mol=1.45mol , n (H2O) =0.3mol+0.6mol=0.9mol ,由于容器体积为 1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数0.22 0.960.44 1.453答案:0.22 0.96430.41.45 A.工业上氨催化氧化生成 N

8、O时，根据图示可知 840c生成NO最多，故A正确;B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低 NH3转化率，提高氧气转化率，故B错误；C.投料比不变，增加反应物的浓度可以看成增大压强，不利于向体积增大的方向进行，因 此降低NH3生成NO的平衡转化率，故 C错误；D.使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率，故 D正确；答案：AD 温度高于840c时，NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低；答案：催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成 NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低(3)8NH 3+6NO2=

9、7N2+12H2O生成N2的反应中，当生成 1mol N2时，转移的电子数为24一mol;7答案：7 反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50-250C范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大；答案：迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大【点睛】本题难点是图象分析应用，易错点平衡常数的计算，注意三段式法在平衡计算中的应用

10、。2.研究煤的合理利用及CQ的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题:I .煤的气化已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有：C(s)+H2O(g),二 CO(g)+H?(g) H=+131kJ- mol-1CO(g)+3H2(g) , CH4(g) +H2O(g) H=akJ mol-1查阅资料反应中相关化学键能数据如下表：化学键O OH HH CH OE(kJ mol-1)1072436414465(1)则反应中 a =。(2)煤直接甲烷化反应 C(s) + 2 H (g)CH4(g)的 H=为 kJ ? mol-1,该反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。II .合成低碳烯燃在体积为1

11、 L的密闭容器中，充入1mol CO2和2 .5 mol H2,发生 反应：2CC2 ( g) + 6H2(g)C2H4(g)+4 H2O(g) H=-128kJ - mol-1,测得温度对催化剂催化效率和CO2平衡转化率的影响如右图所示：才5(3)图中低温时，随着温度升高催化剂的催化效率提高，但CO2的平衡转化率却反而降低，其原因是.(4) 250 c时，该反应的平衡常数 K值为。III.合成甲醇在恒温2 L容积不变的密闭容器中，充入1molCO2和3 molH2,发生反应：.CQ(g)+3H2(g)CH30H(g)+ WO(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表:时间

12、/h123456p后/p前0.900.850.820.810.800.80(5)反应前1小时内的平均反应速率v(H2)为 mol?L-1h-1 ,该温度下CQ的平衡转化率为。【答案】-206 -75低温 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳的转化率降低1 0.3 40%【解析】【分析】【详解】(1)始变 H=应物的总键能-生成物的总键能=a=1072 kJ/mol +3 X436 kJ/mol -4X414 kJ/mol +2 x 465 kJ/mo=-206kJ/mol,故答案为:-206;(2)由盖斯定律，方程式+得到 C(s) + 2H2 (g)=± CH4(

13、g),则 H=-75 kJ/mol,反应 H<0, S<0,则低温下能使 H-TA S<0,所以低温能自发进行，故答案为：-75;低温;(3)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则二氧化碳的平衡转化率降低，故答案为：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳的转化率降低；(4) 250c时，二氧化碳的平衡转化率为50%,可列三段式为：2CO ( g) + 6 H2(g) .=：CH4(g)+4 H2O(g)起始态(mol/L)12.500转化态(mol/L)0.51.50.251平衡态(mol/L)0.510.251.4K= 1 20.25 1，故答案为：1

14、；0.5 1(5)在恒温2L容积不变的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2,发生反应，设1h消耗二氧化碳的物质的量为 x,则有三段式：CQ(g)+3H2(g) -CHOH(g)+ H2O(g)起始态(mol)1300转化态(mol)x3xxx1h时(mol)1-x3-3xxx4-2x气体压强之比等于气体的物质的量之比，则=0.9 , x=0.2mol,氢气的反应速率4c 3 0.2molv= 一=-t 2L 1h=0.3mol/(Lgh)平衡状态下气体压强之比为0.8,设消耗二氧化碳的物质的量为y,则有三段式:CQ(g)+3H2(g) ： CHbOH(g)+ H2O(g)起始态(mol

15、)1300转化态(mol)y3yyy平衡态(mol)1-y3-3yyy42y =0.8, y=0.4,二氧化碳的平衡转化率 =0.4mol 100%=40% ,故答案为：0.3; 41mol40%。3.十八大以来，各地重视“蓝天保卫战”战略。作为煤炭使用大国，我国每年煤炭燃烧释放出的大量SO2严重破坏生态环境。现阶段主流煤炭脱硫技术通常采用石灰石-石膏法将硫元素以CaSO的形式固定，从而降低 SQ的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：反应 I： CaSO(s)+CQg) = Caqs) + SQ(g)+ CQ(g)活化能 E

16、ai, AHi=218.4kJ- mol1反应 n： CaSO(s)+4CO(g) = CaS(s) + 4CO2(g)活化能 E%, Affe= - 175. 6kJ- mol请回答下列问题：(1)反应 CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)?CaS(s)+3CO2(g) ; H=kJ?mol-1；该反应在 (填“高温” “低温” “任意温度”)可自发进行。(2)恒温密闭容器中，加入足量 CaSQ和一定物质的量的 CO气体，此时压强为 p。tmin 中时反应达到平衡，此时 CO和CO2体积分数相等，CO2是SC2体积分数的2倍，则反应I 的平衡常数Kp=(对于气相反应，用某组分 B的平衡压

17、强p(B)代替物质的量浓度Kp,如p(B) = p x(B) , p为平衡总压强,x( B)为平衡系统c(B)也可表示平衡常数，记作 中B的物质的量分数)。I和II, c(SQ)随时间的变化图像。请分析图1曲线中c(SQ)在。t2区间变化的原因 (4)图2为实验在恒容密闭容器中，测得不同温度下，反应体系中初始浓度比(3)图1为1000K时，在恒容密闭容器中同时发生反应c(CO 2)c(CO)SO2体积分数的关系曲线。下列有关叙述正确的是 A.当气体的平均密度不再变化，反应I和反应n同时达到平衡状态B.提高CaSQ的用量，可使反应I正向进行，SO2体积分数增大C.其他条件不变，升高温度，有利于反

18、应I正向进行，SO2体积分数增大，不利于脱硫D.向混合气体中通入氧气(不考虑与SO2反应)，可有效降低 SO2体积分数，提高脱硫效率(5)图1中，t2时刻将容器体积减小至原来的一半，t3时达到新的平衡，请在图 1中画出t2-t3区间C(SO2)的变化曲线。【答案】-394.0kJ mol-1低温 0. 25p。反应I的活化能Eai较小，反应速率I比II大，。t1阶段c(SQ)增大，t1后反应II为主，c(CO)减小，使反应I逆向进彳T,故c(SO2)减小，t2时反应达到平衡状态。仪 Sth)卜.tl【解析】【分析】【详解】(1)反应 I: CaSO4( s)+ CO( g) ? CaO(s)

19、+ SC2(g) + CC2(g) AH1=218. 4kJ - mol-1反应 n： CaSQ(s)+4CO(g) ? CaS( s) + 4CO2(g) 刖2= - 175. 6kJ mol 1根据盖斯定律反应 n -反应 I 得：CaO( s)+ 3CO( g)+ SO2( g) ?CaS s)+ 3CO2( g),所以，AH=H2-力l1=-175.6kJ mol 1-218. 4kJ - mol-1=-394. 0kJ mol-1。该反应为气体分子数减小的反应，AR0, AH<0,当 由-TAR0时，反应能自发进行，则进行，即该反应在低温时能自发进行，故答案为：(2)设参加反应

20、I的 CO起始的物质的量为 a,-394. 0kJ - molT较小的时候反应能自发-1;低温；积分数是SQ体积分数的量为2x,则对于反应I有:2倍，故设平衡时,平衡时，CO和CO2体积分数相等，CO2的体SO2的物质的量为xmol, CO和CO2的物质的CaSO4 s +起始/mol 变化/mol平衡/molCO g ? CaO s a+SO2 g0+ CO2 g0a-x则反应n生成的 CO2的物质的量为(2x-x) mol =xmol,生成 x) mol =( 3x- a) mol,则对于反应 n 有:CO的物质的量=2x-( a-CaSO4起始/mol 变化/mol平衡/mols +4C

21、O g ? CaS s + 4CO2 g4x-ax3x-a结合反应I、n可知：CO的充入量为(4x-a)+a=4x,而平衡时，气体的总物质的量4x p05,=2x+x+2x=5x,设平衡时体系总压为p,则一=一,解得：p=p0,所以反应I的平衡帛5xp4(5po 2) (5P0 1)数 Kp=45-4一5-=0.25p0,故答案为：0.25p。；,5P0 2()45(3)因反应I的活化能小于反应n的活化能，0到t1,反应I速率大于反应n ,q SO2)增大，t1后反应II为主，c( CO)减小，使反应I逆向进彳T,故c(SO2)减小，t2时反应达到平衡 状态，故答案为：反应 I的活化能Eai较

22、小，反应速率I比II大，0t1阶段c(SO2)增大，t1 后反应II为主，c(CO)减小，使反应I逆向进彳T,故c(SQ)减小，t2时反应达到平衡状态； (4)A.反应I、n都是反应前后气体质量变化的反应，由 m=pV可知，容器体积 V恒定 下，p不变，说明气体总质量 m不变，那么容器内每种气体的质量均不变化，已达到平 衡，A正确；B. CaSQ是固体，提高 CaSQ的用量，平衡不移动，B错误；C.反应I是吸热反应，升高温度，反应I正向移动，SO2体积分数增大，不利于脱硫，C正确；D.通入氧气，CO被消耗，反应I逆向移动，SO2体积分数降低，脱硫效率增大，D正确；综上所述，ACD满足题意，故答

23、案为： ACD;(5)容器体积减小一半瞬间，二氧化硫浓度变为2倍，同时压强增大，平衡逆向移动，二氧化硫浓度减小，t2t3二氧化硫浓度比tit2减小的多。根据勒夏特列原理可知，t3重新平Ms优)图】【点睛】勒夏特列原理：当改变外界条件时，平衡向减弱这种改变的方向移动，但不能抵消这种改 变。4.利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为：C(s)+ H2O(g)?H2(g)+CO(g)(1)已知碳(石墨)、H2、CO 的燃烧热分别为 393.5kJmol 1、285.8kJmol 1、283kJmol 1,又 知 H2O(l)=H2O(g) AH= + 44kJ mol 1,则 C(s)+ H2O(g)

24、?CO(g)+ H2(g) A H=。(2)在某温度下，在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭，并充入 1mol H2O(g)发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如表：时间/min010203040总压强/100kPa1.01.21.31.41.4 平衡时，容器中气体总物质的量为 mol, H2O的转化率为 。 该温度下反应的平衡分压常数Kp=kPa(结果彳留2位有效数字)。(3)保持25C、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体，发生可逆反应C+H2O(g)?CO+ H2并已建立平衡，在 40 min时再充入一定量 H2, 50min时再次达到平衡，反 应过程中各物质

25、的浓度随时间变化如图所示：40min时，再充入的 H2的物质的量为 mol。4050 min内H2的平均反应速率为 mol l_-1 min 1 °(4)新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体AI2O3陶瓷(可传导Na卡)为电解质，其原理如图所示：用电器或业源电 板 A熔融NaNa -M-'周体 电解质 (A12OJTm Na- 一一熔融 SWNa2St工Na*电 极 B放电时，电极 A为 极，S发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 充电时，总反应为 Na2s=2Na+S(3<x<5), Na所在电极与直流电源 极

26、相连，阳极的电极反应式为。【答案】+ 131.3 kJm ol 1 1.4 40% 27 6 0.1 负还原负 S2-2e-=S(【解析】【分析】【详解】(1)已知碳(石墨)、H2、CO 的燃烧热分别为 393.5kJmo1、285.8kJmo/1、283kJ mol1,则 C(s)+ O2(g)=CQ(g) AH= 393.5kJm ol 1三1一一O2(g)+H2(g)=H2O(l) AH= 285.8kJmol 121一 CO(g)+ O2(g)=CO2(g) AH= 283kJm ol 12H 2O(l)=H2O(g) AH= + 44kJ molAH= + 131.3根据盖斯定律可知

27、 即得到C(s)+ H2O(g)? CO(g)+ H2(g)一 1(1 x+x+x):1 = 1.4:1 ,解得 x=0.4;kJ m ol 。CH2O ?H2+ CO起始里(mol)100转化量(mol)xxx平衡量(mol)1 xxx(2)根据方程式可知压强之比是物质的量之比，则根据以上分析可知平衡时，容器中气体总物质的量为1.4mol, H2O的转化率为40%。该温度下反应的平衡分压常数Kp=0 4140 04 1401.41400.61.40.41427kPa(3)设50min时H2的物质的量为x mol,温度不变平衡常数不变，由于容积是1L,则根据3 2x1图像可知平衡吊数 K=4

28、,解得x=8,由于CO的变化重是1mol,所以40min时再充入的 H2的物质的量为 8mol+1mol 3mol = 6mol。由于氢气的变化量是1mol ,所以4050 min内H2的平均反应速率为1mol/L10min0.1mol L-1 min 1。(4)放电时钠失去电子，则电极 A为负极，电极B是正极，则S发生还原反应。 放电时钠失去电子，则电极A为负极，充电时，Na所在电极是阴极，与直流电源负极相连；阳极发生失去电子的氧化反应，则根据总反应为Na23=2Na+Sx(3vxv5)可知，阳极电极反应式为S2-2e-=S。5.页岩气中含有较多的乙烷，可将其转化为更有工业价值的乙烯。(1)

29、二氧化碳氧化乙烷制乙烯。将C2H6和CQ按物质的量之比为1 ： 1通入反应器中，发生如下反应:i. C2H6(g) 脩？ C2H4(g) + H2(g) AHi = +136. 4 kJ - mol- 1ii . CO2( g) + H2(g)脩您 CO(g) + H2O( g) AH2= +41.2 kJ - mol- iii. C2H6(g) + 002( g) 脩？ QH4(g) + CO(g) + H2O(g) 电用 A %、a 及计算 A H3=kJ - mol-1。反应iv : 02H6( g)幅分20( s)+ 3H2( g)为积碳反应，生成的碳附着在催化剂表面，降低催化剂的活性

30、，适当通入过量0C2可以有效缓解积碳，结合方程式解释其原因：。二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究热点之一是选择催化剂，相同反应时间，不同温度、不同催化剂的数据如下表(均未达到平衡状态)：实验编号t/r催化剂转化率/%选择性/%QH&C6C2H4COI650钻盐19.037.617.678,11165。络盐32A23.077.310.4IU60021.21Z479.793IV55012.08.68575.4(注)C2H4选择性：转化的乙烷中生成乙烯的百分比。00选择性：车t化的 0C2中生成 00的百分比。对比I和n,该反应应该选择的催化剂为，理由是 。实验条件下，铭盐作催化剂时,随温度升高，

31、02H6的转化率升高，但 02H4的选择性降低，原因是 _。(2)利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图：&因礴曲翻国b电极a与电源的 极相连。电极b的电极反应式是 。【答案】+177.6增大0C2的量，发生反应0+0C2 一定温度200,消耗0;增大002的量,反应iii正向进行程度增加，降低了 02H6的浓度，反应iv进行的程度减小铭盐 相同温度下，铭盐作催化剂时 02H6的转化率和02H4的选择性均较高 温度升高，反应i、iii、iv的化学反应速率均增大，反应iv增大的更多正极 0C2+2e +2H+=00+H20【解析】【分析】【详解】(1)已知：02H6(

32、g)峰? 02H4(g) + H2( g) A Hi = +136. 4 kJ - mol- 1ii . 002(g) + H2(g)峰？ 00(g) + H20( g) AH2= +41.2 kJ - mol iii. C2H6(g) + 002( g) 脩？ QH4(g) + CO(g) + H2O(g) 电由盖斯定律可知，反应i +反应ii得反应iii,则 Affe= AHi + AH2= (+136.4 kJ mol- 1) + (+41.2 kJ - mol- 1) =+177.6 kJ mol- 1,故答案为:+177.6;增大二氧化碳的量，可以有效缓解积碳的原因是，二氧化碳能与碳

33、在加热条件下反应生成一氧化碳，消耗积碳，反应的化学方程式为0+CQ -定温度2C0；增大二氧化碳的量，反应iii向正正反应方向移动，降低了体系中02H6的浓度，使反应iv向逆反应方向移动，减少积碳的生成，故答案为：增大002的量，发生反应C+CQ -正温度2C0,消耗C；增大002的量，反应也正向进行程度增加，降低了02H6的浓度，反应iv进行的程度减小；由表格数据可知，相同温度下，铭盐作催化剂时，GH6的转化率和02H4的选择性均较高，则对比I和H,该反应应该选择的催化剂为铭盐；升高温度，反应i、iii、iv的化学反应速率均增大，反应iv的化学反应速率增大的幅度更大，导致QH6的转化率升高，

34、02H4的选择性降低，故答案为：温度升高，反应i、iii、iv的化学反应速率均增大，反应iv增大的更多；(2)电解池中，阳离子向阴极移动，由图给氢离子的移动方向可知，电极a为阳极，与电源正极相连，故答案为：正；电解池中，阳离子向阴极移动，由图给氢离子的移动方向可知，电极b为阴极，在氢离子作用下，二氧化碳在阴极上得电子发生还原反应生成一氧化碳和水，电极反应式为002+2e +2H+=00+H20。6.研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。则其中仅对CC那及2H(1)海水中无机碳的存在形式及分布如图所示用离子方程式表示海水呈弱碱性的主要原因。已知春季海水 pH

35、=8.1,预测冬季海水碱性将会 (填增 强”或减弱”，)理由是。(2)工业上以00和H2为原料合成甲醇的反应：00(g)+ 2H2(g)=0睦OH(g) 0,在容积为1L的恒容容器中，分别在 、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和00的起始组成比(起始时00的物质的量均为1mol)与00平衡转化率的关系。下列说法 正确的是(填字母)。,三并3一学souiji. H .1 “OA. a、b、c三点H2转化率：c>a>bB.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3C. c点状态下再通入ImolCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大D. a点状态

36、下再通入 0.5molCO和0.5molCH3OH,平衡不移动(3)NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如下图所示：已知：O3(g)+O(g)=2O2(g)古卜 143kJm ol 1反应 1: C3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g)A=H1 200.2kJ mol 1。反应2:热化学方程式为 。(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)+ 2NO(g尸N2(g)+ 2CQ(g)AH= 759.8kJ mol -1,反应达到平衡时，N的体积分数随n(CO)n(NO)的变化曲线如下图。b点时，平衡体系中 C N原子个数之比接近 。a、b、c三点CO的转化率从小到大

37、的顺序为 ; b、c、d三点的平衡常数从大到 小的顺序为。若n(CO)n(NO)= 0.8,反应达平衡时，N的体积分数为20%,则NO的转化率为 。【答案】HCQ-+H2O=H2CQ+OH;减弱；水解是吸热的，温度越低，水解程度越低；D;催化剂；NC2(g)+O(g)=NO(g)+C2(g) H=+57.2 kJ/mol;1： 1; c<b<a； b=c>d;60%。【解析】【分析】(1)本小题考察盐类水解，水解平衡为吸热反应，冬天温度降低，水解平衡逆向移动，溶 液碱性减弱；(2)根据图中n(H2)/n(CO)越大，即增大氢气浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大；根据图中关系

38、，当n(H2)/n(CO)一定时，温度升高，CO转化率变大，反应正方向为吸热反应， 与题意反应是放热反应像违背；利用反应平衡常数，在此基础上再加入反应物质，可求出 Qc,比较Qc与K即可推断出平衡是否移动。(3)通过图示，不难得到 NO起着催化剂的作用，根据盖斯定律，可以得到反应 2的热化 学方程式；(4)当反应物按化学计量数之比加入时，平衡时的N2的体积分数最大，所以 b点的平衡体系中C、N原子个数比接近1: 1;根据反应是放热反应，当 n(CO)/n(NO) 一定时，温度升 高，平衡逆向移动，平衡常数变小，CO的转化率变小；列出三段式即可求出NO的转化率。【详解】(1)海水呈弱碱性的主要原

39、因是HCO3-+H2O=H2CO3+OH-;春季海水pH=8.1,水解平衡为吸热反应，冬天温度降低，水解平衡逆向移动，溶液碱性减弱；(2) A.根据图中n(H2)/n(CO)越大，即增大氢气浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，而氢气转化率变小，图中 CO转化率c>b,所以氢气转化率 b>c; a、b两点的n(H2)/n(CO)相 同，CO转化率越大，氢气的转化率越大，所以 a>b。综上氢气的转化率为 a>b>c; A项错 误；B.根据图中关系，当 n(H2)/n(CO) 一定时，温度升高，CO转化率变大，反应正方向为吸热反应，与题意反应是放热反应像违背；所以温度

40、Ti<T2<T3； B项错误；C.c点状态下再通入1molCO和4molH2,等效平衡在原平衡的基础上压强增大一倍，正方向为气体体积减小的反应，故平衡正向移动，新平衡中H2的体积分数减小，C项错误;D.T1温度下,a点n(H2)/n(CO)=1.5,列出三段式:起始反应平衡COg10.50.5再通入+ 2H2 g =CH3OH g ?1.50.5Ti温度下的平衡常数K=0.50.52 =4,0.520.50.50.5molCO 和 0.5molCH30H0.50.5Qc= CL、cl2 =4,所以平衡不移动, (0.5 0.5) 0.5D项正确；NO(3)反应是臭氧在 NO作用下生

41、成二氧化氮和氧气，二氧化氮在氧原子作用下生成 和氧气，反应过程中 NO参与反应后又生成，所以 NO作用为催化剂；根据盖斯定律两个热化学反应相减可得到反应2的热化学方程式：NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) H=+57.2kJ/mol ；(4)当反应物按化学计量数之比加入时，平衡时的N2的体积分数最大，所以 b点的平衡体系中C、N原子个数比接近1:1;增大n(CO)/n(NO), CO转化率降低，所以 a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为c<b<a；平衡常数只与温度有关，所以b、c点的平衡常数相同，反应放热，升温平衡正向移动，冲的体积分数减小，所以 Ti>T2

42、, d点平衡常数小于 b、c点，所以b、c、d三点的 平衡常数从大到小的顺序为b=c>d;若n(CO)n(NO)= 0.8,反应达平衡时，N的体积分数为20%,令平衡时CO转化了 xmol,2CO g+ 2NO g=电g+ 2CO2起始0.8100反应xxxx2平衡0.8 x1 xxx2列出三段式:,N的体积分数为x2d Q x =20%,解得1.8 2x=0.6,所以CO转化率为0.6/1=60% o盐类水解，水解平衡为吸热反应，冬天温度降低，水解平衡逆向移动，溶液碱性减弱；反应平衡常数K只与温度有关，温度升高，平衡正向移动，K值增大，平衡逆向移动，K值减小；在有关平衡反应中转化率或涉

43、及体积分数、物质的量分数题型中一般设未知数。列出三段式，即可得到方程得出答案。7. CQ的回收与利用是科学家研究的热点课题。可利用CH4与CQ制备合成气(C。H2),还可制备甲醇、二甲醛、低碳烯经等燃料产品。I .科学家提出制备含成气”反应历程分两步：反应：CH4(g)?C(ads) +2H2(g)(慢反应)反应：C(ads) + CO(g)? 2CO(g)快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：wl1民医中反应历程(1)CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为 :该反应在高温下可自发正向进 行的原因是 ,能量变化图中：E5+E1 E4+B(填“>.” “哦

44、"工)II .利用 含成气”合成申醇后，脱水制得二甲醍。lnKc=-反应为：2CH30H(g)?CH3OCH3 (g) + H2O(g) H经查阅资料，在一定范围内，上述反应化学平衡常数与热力学温度存在如下关系:2.205+2708.6137其速率方程为：VMk 正？C2(CH3OH), v 逆=卜逆？c(CH3OCH3)?c(H2O), k 正、K逆为速率常数，且影响外因只有温度。(2)反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 k逆增大的倍数(填“：'”喊a _、(3)某温度下，Kc=200,在密闭容器中加入一定量CHOH。反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：物质CH3

45、0HCH3OCH3H2O物质的量/mol0.40.40.4此时正、逆反应速率的大小：v正 v逆(填"乂 ”哪”土)(4)500K下，在密闭容器中加入一定量甲醇CH3OH,反应到达平衡状态时，体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数为(埴标号)A.- B. - C.- D.无法确定333m.合成低碳烯经(5)强碱性电催化还原 CQ制备乙烯研究取得突破进展，原理如图所示。b极接的是太阳能电池的 极(已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液)。请写出阴极的电极反应式 。人阳祉Q般1!-*V IFK匕孔科*的安而畏如 1ft珠护以碟以【答案】CH4 (g) + CQ (g)? 2CO(g) + 2H

46、2 (g)A H=3 + (E) kJ mol-1该反应正向吸热，气体计量数增大(嫡增)，高温有利于正向自发进行v V C正2CQ + I2e- + 8H2O = C2H4+ 120H【解析】【分析】I. (1)始变 H =生成物的总内能-反应物的总内能，结合物质的凝聚状态写出热化学方程式；根据化学反应自发进行的条件判断；反应越慢，反应的活化能越高，据此解答；II.由 lnKc=-2.205+2708.6137T可知，温度T越大，则Kc越小，即升高温度,Kc减小，所以2CH30H(g)? CHsOCH3(g)+H2O(g)WA Hv0;(2)升高温度，平衡逆向进行，即v正v逆，结合速率常数k的

47、变化分析;(3)根据浓度嫡Qc与平衡常数K的关系分析：若 QOK,则反应逆向进行;(4)根据 lnKc=-2.205+27086137和T= 500K计算平衡常数Kc,结合反应三段式计算平衡时CH3OCH3(g)的物质的量和物质的量分数；ID. (5)由电解装置图可知，a电极上CQ发生得电子的还原反应生成QH4,所以a电极为阴极、b为阳极，阴极上 CQ得电子生成C2H4,结合电子守恒和电荷守恒写出电极反应 式。【详解】I. (1)CH4与CQ制备“合成气”的化学方程式为CH(g)+CQ(g)? 2H2(g) + 2CO(g),由图可知故反应的始变 H=生成物的总内能-反应物的总内能=(E3-E

48、 1)kJ/mol,反应的热化学方 程式为 CH4(g)+CO2(g)? 2CO(g)+2H2 (g) H= + (E3-E1)kJ/mol ；该反应正向吸热，气体计量 数增大(嫡增)，高温有利于正向自发进行；两步历程中反应是慢反应，所以反应的活 化能大于反应白活化能，即E4-E1>E5-E2,所以E5+EivEi+E2；T2CH3OH(g)? CH3OCH3(g)+H2O(g)WA H<0;(2)升高温度，正逆反应速率均增大，但平衡逆向进行, k逆增大的倍数；v正v v逆，所以k正增大的倍数小于II.由lnKc=-2.205+ 2708.6137可知,温度T越大，则Kc越小，即升

49、高温度，Kc减小，所以(3)2CH30H(g)? CKOC的(g)+ H2O(g)是气体体积不变化的反应，可用物质的量代替浓度代入表达式中计算，浓度嫡 Qc=c CH3OCH3 gc H2O0.4mol 0.4molc2(CH3OH)2 (0.4mol)2=1<200=Kc,所以反应正向进行，Vf>V逆;(4)T= 500K 时,lnKc=-2.205+ 2708 = -2.205 + 27087 = 3.2122274 ,500e3.2122274,所以成的物质的量为CH3OCH3 生起始量(mol) 变化量(mol) 平衡量(mol)2CH30H(g) ?22x2-2xc平衡常

50、数Kc=一CH3OCH3(g)0CH30CH3 gc H20(CH3OH)+ HzO(g)0xmol xmol2(2-2x)mol2/ x 2< ()=4Kc<324, 1-x在40%47.4%之间；(5)由电解装置图可知,丘/口 4解得一5<x< 18,体系中CH3OCHs(g)的物质的量分数为 ：X 100%,a电极上极、b为阳极，阳极与电源正极相接、CQ发生得电子的还原反应生成C2H4,所以a电极为阴阴极与电源负极相接；阴极上 CQ得电子生成 C2H4,电极反应式为 2CO2 + 12e-+ 8H2O = QH4 + 12OH。【点睛】判断正逆反应速率的相对大小就

51、是判断可逆反应的进行方向，运用化学平衡常数进行解题 是本题解答的关键，注意(4)估算法在化学计算中的应用。8.水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。>当±造&比过渡耙二二二一；二-TN 二H?H?HQG过渡仓之该历程中决速步骤白化学方程式为 _ (方程式两边若有相同物料不用约简)。水煤气变换 反应的热化学方程式为。(2) be时，密闭容器中

52、，通入一定量的CO和H2O,发生水煤气变换反应，容器中各物质浓度(单位：mol L-1)变化如下表所示：时间(min)COH2OCO2H200. 2000. 3000020. 1380. 2380.0620. 0623C1C2C3C34C1C2C3C350. 1160. 2160.08460. 0960. 2660. 104一定处于平衡状态的时间段为。56min时间段内，平衡移动方向为 _(填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数 据判断，平衡移动的原因是 _(填字母编号)。a.增加了 H2O(g)的量b.增加氢气浓度c.使用催化剂d.降低温度12c时(t2>tl),在相同条件下发生上

53、述反应，达平衡时，CO浓度_ci(填“V”或一)。(3)已知反应 Fe( s)+ CO2( g) ?FeO(s)+ CO(g)的平衡常数随温度变化情况如图所示：O1该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。若T1时水煤气变换反应的平衡常数等于0. 5,则T1时FeO( s)+ H2(g) - Fe( s)+ H2O( g)的平衡常数为 。(4)水煤气可做燃料电池的燃料。一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。电极A上H2参与的电极反应为 _。假设催化炉产生的 CO与H2物质的量之比为1 ： 2。电极A处 产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为。【答案】COOH* +H * +H2O* =COOH* +2H +OH* CC( g)+ H2O( g)CO2( g)+ H2( g) H=-0. 72NAeV/mol 3min 4min 向右移动 a > 吸热 1 h2+CO32-2e-=H2O+CO2 75%【解析】 【分析】 【详解】(1)起始状态反应物的相对能量为0,最终状态生成物的相