浙江省4月选考化学平衡专题练习

1、化学平衡1、国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度， 消除氮氧化物污染有多种方法。(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)4NO2(g) =4NO(g) CO2(g) 2H2O(g) H= 574 kJ·mol1CH4(g)4NO(g) =2N2(g) CO2(g) 2H2O(g) H= 1160 kJ·mol1H2O(g) = H2O(l) H= 44.0 kJ·mol1写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式 (2) 用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成

2、CO2和N2，其反应为：2NO2CO2CO2N2 H<0为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：时间(s)012345c(NO)(mol/L)1.00×1034.50×1042.50×1041.50×1041.00×1041.00×104c(CO)(mol/L)3.60×1033.05×1032.85×1032.75×1032.70×1032.70×103请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）： 前

3、2s内的平均反应速率v(NO)_v(CO)（填 >、= 或 <）。 在该温度下，反应的平衡常数K 。 已知尾气通过排气系统的时间是很短的，下列措施能提高尾气转化率的是 。A选用更高效的催化剂B排气系统保持适当的温度C增大尾气和催化剂的接触面积D减小压强 研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。编号T()NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)2801.20×1035.80×10

4、382124350a请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。b请在以下坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图。2、氮及其化合物在人类的生存和发展中有极重要的价值，研究氮化合物间的转化一直是化学家们的重要工作。（1） 已知反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H = -483.6l kJ·mol-1N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H = -92.4 kJ·mol-14NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H = -905 kJ·mol-14NH3(g)+3O2(g) 2 N2(g)+6H2O

5、(g) H则反应的H =_。在一个密闭容器内，一定量的氨气与氧气的混合气体在催化剂作用下，在不同温度时的生成物及生成物含量如上图所示：温度较低时以反应 为主（选填上述已知反应序号“”）为主。当温度提高到900以上时，升高温度NO的产率逐渐降低的原因是： 。从氨氧化制硝酸整个过程考虑，理论上消耗氨和空气的体积比是： 。（2）使用近一个世纪的哈伯法合成氨工艺通常转化率为10%至15%。1998年两位希腊化学家，发明了一种合成氨的新方法。在常压下，将氢气与用氦稀释的氮气分别通入一加热到570的以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固体电解质的电解池中，SCY能透过阳离子，在实验中原料转化率高达78

6、%。实验装置如图所示。通电后，图中a相连的电极发生的电极反应式为：_。若用这种方法合成1mol NH3消耗a kJ的电能，则合成1mol NH3过程中将会放出_ kJ的热量。（3）温度T下，在一个体积为1L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3在t1时刻达到平衡，在此过程中CO2浓度变化如右图所示。若在t2时迅速拉活塞使气体体积增大到2L，在t3时体系重新达到平衡。请在右图中补充完整CO2浓度变化示意图(整个过程中温度维持不变)。 在t3时刻反应CaCO3 (s) CO2(g)+ CaO (s)的平衡常数K= 。若在t3时维持温度与容器总体积不变，充入0.5mol N2 最后平衡时容器中的

7、CaCO3的质量为 。若在t1时维持温度与容器总压强不变，充入0.1mol N2 最后平衡时容器中的CaCO3的质量为 。3、甲醇是一种很好的燃料，被称为21世纪的新型燃料。（1）工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) 已知： 1 mol甲醇燃烧生成CO和水蒸气放出 kJ的热量。（2）在压强为0.1 MPa、催化剂作用下，将a mol CO与 3a mol H2的混合气体充入VL容器制备甲醇。若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是 。A升高温度 B将CH3OH（g）从体系中分离 C充入He，使体系总压强增大 D再充入

8、1mol CO和3mol H2为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。A则上表中剩余的实验条件数据：a=_、b=_。B根据反应特点，右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强P1=_MPa。100时，CH3OH(g) CO(g) + 2H2(g)反应的平衡常数为 （用含a、V的代数式表示）。（3）甲醇燃料电池具备甲醇燃料容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。右图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，Y极为电池的 极，A微粒为 。写出X极的电极反应式 。4

9、、CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。 已知（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) H1 = -90.1kJmol-1（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H2 = -49.0kJmol-1（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) H3 = -41.1kJmol-1（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H4 = -24.5kJmol-1回答下列问题：(1)写出由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为 。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的

10、影响 。(2)有研究者在催化剂（含CuZnAlO和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。（3）由CO和H2在催化剂作用下，也可以合成甲醇。反应原理为：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数（记作KP），则以上反应KP ；在容积均为1L的密闭容器（a、b、c、d、e）中，分别充入1mol CO和2mol H2等量混合气体，在不同的温度下（温度分别为T1、T2、T3、T4、T5），经相同的时间，在t时刻

11、，测得容器甲醇的体积分数（如图所示）。解析在T1T2及T4T5二个温度区间，容器内甲醇的体积分数如图所示的变化趋势，其原因是 。在不改变反应物用量情况下，将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有（写出2点） 、 。5、目前，全国多个地区为雾霾所困，氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物有多种方法。在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ； H=+180.5kJ/mo1 2C(s)+O2(g)=2CO(g)；H=221.0kJ/mo1

12、 C(s)+O2(g)=CO2(g) ； H=393.5kJ/mo1（1）汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)，简述该设想能否实现的依据： 。（2）汽车尾气中转化器中发生的反应：2NO(g)+2CO(g)=N2(g) + 2CO2(g) H= 。（3）在一定温度下，在体积2L的密闭容器中充入0.8mol NO和0.7molCO，5s达到平衡状态，此时容器中N2的体积分数为0.25。达到平衡时N2平均反应速率v（N2）= mol·L-1·s1，则该反应的平衡

13、常数K= ；若升高体系的温度，K值将 （填“增加”、“减小”或“不变”）。如图，在t2时刻，将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，t3时刻达到新的平衡状态。请在右图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线：（4）如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是 。 A降低温度 B增大压强同时加催化剂C升高温度同时充入N2 D及时将CO2和N2从反应体系中移走1、（1）CH4(g)2NO2(g) =N2(g) CO2(g) 2H2O(l) H= 955 kJ·mol1(3分)（2） （2分） 5000 L·mol -1 （3分

14、） ABC (三个全对得2分，只选2个且正确者得1分，其余不得分) b（3分） a（3分）实验编号T()NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)2801.20×1035.80×103822801.20×1035.80×1031243501.20×1035.80×10382的另一种答案：b a实验编号T()NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)2801.20×1035.80×103823501.20×1035.80×

15、1031243501.20×1035.80×10382注意每画对1条线得1分2、（1）-1266.0 注：=×3-×2 H = - 483.61×3 (-92.4) ×2=-1266.0 () 温度提高到900以上时，主要以反应为主，反应是放热反应当温度升高，化学平衡向逆方向移动生成NO的产率逐渐降低 1:10 （2） a + 46.2（3） 0.2 10g 0 g (1)第1空、第3空 (2)第1空 (3)作图 每空各2分；其余每空1分。3.（1）651 （2分）（2）BD（2分） Aa=150，b=1/3 B 0.1（各1分） 4a2/V2 （2分） （3）正极（2分） H+ （1分）X极：2CH4O - 12e + 2H2O 12H+ + 2CO2（2分）4、（1）2CO(g) + 4H2(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H = -204.7kJmol-1 （2分）该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大。（2分）（2）反应放热，温度升高，平衡左移。（2分）（3）（2分） T1T2区间，化学反应未达到平衡状态