精做04平衡理论与应用-模拟精做【含答案及解析】

1、精做04平衡理论与应用-模拟精做【含答案及解析】姓名班级分数题号总分得分、填空题1.碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。回答下列问题：(1) 天然气是目前应用较为广泛的能源之一，天然气中除含主要成分甲烷外，还含有乙烷、丙烷等，乙烷的电子式为。(2) 碳酸和草酸均为二元弱酸，其电离均为分步电离，二者的电离常数如下表：2.H2CO3H2C2O4K14.2X710.4X10-2K25.6X10115.4X10-5-mo2.0410.2700.0123. 温度/°C250300350K/L24. 硫单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用，而SO2直接排放会对环境造成危害。I.已知

2、：重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO(g)AH=+571.2kJmol-1BaS(s)Ba(s)+S(s)AH=+460kJmol-1已知：2C(s)+O2(g)2CO(g)AH=-221kJmol-1贝V:Ba(s)+S(s)+2O2(g)BaSO4(s)AH=。n.so2的尾气处理通常有以下几种方法：(1) 活性炭还原法反应原理：恒温恒容时2C(s)+2SO2(g)；S2(g)+2CO2(g)反应进行到不同时间测得各物质的浓度部分图象如图: 020min反应速率表示为v(SO2)= 30min时，改变某一条件平衡

3、发生移动，则改变的条件最有可能是 40min时，平衡常数K=。(2)亚硫酸钠吸收法 Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为; 常温下，当吸收至NaHSO3时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是(填序号)。a.c(Na+)+c(H+)>c()+c(7®)+c(OH-)b.水电离出c(H+)=1x10-8mol/Lc.c(Na+)>c(|：:if?0;；|)>c(H+)>c(|蕊泪)(3) 电化学处理法啊甌了交换痕如图所示，Pt(I)电极的反应式为当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出)，交换膜左侧溶液中约增加mol离子。5. 碳、氮、氧、铝

4、都为重要的短周期元素，其单质及化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：(1) 在密闭容器内(反应过程保持体积不变)，使1molN2和3molH2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g).-2NH3(g)AH=-92.4kJmol-1。当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比是;当升高平衡体系的温度，则混合气体的平均式量(填“增大”“减小”或“不变”)；当达到平衡时,再向容器内充入1molN2,H2的转化率(填“提高”“降低”或“不变”)；当达到平衡时，将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍，平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”)。(2) 由题干所述元素中的三种组成的某

5、种强酸弱碱盐的化学式为，其溶于水能水的电离(填“促进”或“抑制”)，且使溶液的pH(填“升高”“降低”或“不变”)，原因是(用离子方程式表示)。(3) 空气是硝酸工业生产的重要原料，氨催化氧化是硝酸工业的基础，氨气在铁触媒作用下只发生主反应和副反应：4NH3(g)+5O2；乂4NO(g)+6H20(g)AH=-905kJmol-14NH3(g)+3O2(g).i2N2(g)+6H2O(g)AH=-1268kJmol-1 氮气与氧气反应生成NO的热化学方程式为。 在氧化炉中催化氧化时，有关物质的产率与温度的关系如图。下列说法中正确的是oA.工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在780840

6、°C之间B工业上采用物料比淫丄在1.72.0，主要是为了提高反应速率C加压可提高NH3生成NO的转化率D由图可知，温度高于900C时，生成N2的副反应增多，故NO产率降低(4) M是重要的有机化工原料，其分子与H2O2含有相同的电子数，将1molM在氧气中完全燃烧，只生成1molCO2和2molH2O，则M的化学式为。某种燃料电池采用铂作为电极催化剂，以KOH溶液为电解质，以M为燃料，以空气为氧化剂。若该电池工作时消耗1molM，则电路中通过mol电子6. 雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物(包括PM2.5在内)、氮氧化物(NOx)、COSO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用

7、。(1) 已知：2SO2(g)+O2(g).、2SO3(g)AH=-196.6kJmol-12NO(g)+O2(g).、2NO2(g)AH=-113.0kJmol-1则反应NO2(g)+SO2(g)”*SO3(g)+NO(g)AH=kJmol-1。一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有。A体系密度保持不变B.混合气体颜色保持不变C. SO3和NO的体积比保持不变D. 每消耗1molSO3的同时生成1molNO2测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5，则平衡常数K=。(2) CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)

8、+2H2(g)L*CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250C、1.3X104kPa左右，选择此压强的理由是0OSLD1.5(3)如图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理 该脱硝原理中，NO最终转化为H2O和(填化学式)。 当消耗1molNH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为(4) NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40C下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示，写出NO分解的化学方程式xyVJz厶X7. 以天然气代替石油生产液体燃料和

9、基础化学品是当前化学研究和发展的重点。(1) 我国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现了甲烷一步高效生产乙烯、芳香烃Y和芳香烃Z等重要化工原料，实现了CO2的零排放，碳原子利用率达100%已知Y、Z的相对分子质量分别为78、128,其一氯代物分别有1种和2种。有关化学键键能数据如表中所示：8. 化学键HHC=CCCC三CC-HE(kJ/mol)436615347.7812413.49. 研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。(1) 已知：CH4(g)+H2O(g)；CO(g)+3H2(g)H1=+206.1kJmol-1 2H2(g)+CO

10、(g):.=CH3OH(I)H2=-128.3kJmol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H3=-483.6kJmol-125C时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为。(2)利用反应来制备氢气，为了探究温度、压强对反应速率、转化率的影响，某同学设计了以下三组对比实验(温度为400C或500C，压强为101kPa或404kPa)。10. 实验序号温度C压强/kPaCH4初始浓度/molL1H2O初始浓度/molL11400p3.07.02t1013.07.034001013.07.011. I.煤制天然气的工艺流程简图如下：(1) 反应I:C(s)+H

11、2O(g)CO(g)+H2(g)AH=+135kJmol-1，通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用：。(2) 反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=-41kJmol-1。如图表示不同温度条件下，煤气化反应I发生后的汽气比(水蒸气与CO 判断T1、T2和T3的大小关系：。(从小到大的顺序) 若煤气化反应I发生后的汽气比为0.8，经煤气化反应I和水气变换反应I后,得到CC与H2的物质的量之比为1:3，则反应I应选择的温度是(填“T1”或“T2”或“T3”)。(3) 甲烷化反应IV发生之前需要进行脱酸反应川。煤经反应I和I后的气体

12、中含有两种酸性气体，分别是H2S和。工业上常用热碳酸钾溶液脱除H2S气体得到两种酸式盐，该反应的离子方程式是I利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品，在能源和环境上的意义重大。该技术中的化学反应为：CH4(g)+3C02(g)2H20(g)+4C0(g)AH>0CH4超干重整CO2的催化转化原理示意如图：it稈1Y)Hp(E>辭Mi(4) 过程II，实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成H2O(g)的化学方程式是(5)假设过程I和过程I中的各步均转化完全，下列说法正确的是。(填序号)a过程I和过程I中均含有氧化还原反应b.过程I中使用的催

13、化剂为Fe3O4和CaCO3c若过程I投料卑祟=1，可导致过程I中催化剂失效(6)一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1.2molCH4(g)和4.8molCO2(g)，发生反应CH4(g)+3CO2(g)-2H2O(g)+4CO(g)AH>Q实验测得，反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如图。计算该条件下，此反应的AH=。020“小第1题【答案】参考答案及解析HHH&：心HI-J*HM(2) 0)H犯iC&EO；=2ECO；+C;O；_少疋4巳(3) 2C(s)-KJa(g)=2C0()Al-222.0kJ*»ol-i(4) C2.041

14、+血严0-08mlL'1*likin'1®<4，嘍魁查考生对化艇论知识的综合阴能力。济为共价穆評驛HH稳定状生砺子孩外那电子稳症状态故其电子式対山乙&日，*fe*H11<2)的釀性比只兀工强若草酸过量贝!主成二氧化確，但该题中草嵌沖少量故反应生成1工6和CQ,c.生碳釀和草釀的两于电禽常埶可知酸性强弱顺库为皿：小出口：丿HCO；、酸性越禺其对应的强碱盐水解程度越大，盐溶液的减性越强(弘)越小故浓度均为Q.1jnolV的“心工漆反陌朮6溥港，M应臥滚瓶谊H3蹦港中心逐漸増大，即G匚讥讥“<3)由已iOC和曲啤准燃烧热数1K可写出其热化学方程式；

15、(DC(SDW(g)AH=-394.Ocj-mcl1.CO(g)+0(g)C0®AH=-283.0町mo卜打根据盖斯定律，由(-)江2可得綸沁:髒總黯訓藕禽擀黜吧齬孰驾逆歎诸正O.GmchL1:2C(s)+Oj(g)200(g)2kfi=(-394.0kJjko1_i+2S3.0kJmcl)X2='222»0ij*nolOH)=0.8molLm则K二壬厂上«2.041L：mol-z,v(CH?OH)=0.8ntol*L-tlOinW.08>ol*I/】*mirT,co(1.4tnol/xGJtnol-L-时CO那mol7卫茨10mol7CH3OM5i

16、mI,压为4fwl,CHnOHjBnoLfr由于温度相向8V3W可知B处鱼捋伟率高于劝迺佥A时，8的暮化率为0.5,率为03此时8为2,化学平衡常数相同。设叭B)为VG则耳，；_2GX(2CyV第2题【答案】II.(1)(1)0.03Jiiol/(L-KLin)减少COz的浓度0.675(2) ®SO；*+SO2+H£O=2HSO?sc(3) S0a2bt2H20=SO；'MH0.03【解析】BaS(s)十4C0(g)Ah=h-571.2kJ-mol-iI-已知2EqSO.Q)MC(s)BaS(s)Ba(s)+S(s)H=+460kJ->ol-i2C(s)+O

17、i(g)2CO(g)H=-2得热化学万趙式为Ba(s)+S(s)+20z(g)kJmol"28(“kJ2,根据豊巒鷹隈務孺应昭聽IBaS0-(s>"1473.2kJ-mol"1©II.(1>由图可知，020分钟內二氧化玩浓度变化11mol/L-0.4Kiol/L=0.6mol/L,故二氧化硫的反应速率弐6mol/L-20jr£h=O.03jnol/(L-n£n)oJTIO氧化竄簡專舉间，二氧化碳的浓度降低，仝的浓度不变，而后二氧化碳和S2的浓度均增大，应是减小二其平衡常数为生成物的浓度幕之积/反应物浓度的幕之釈，由于平衡常

18、数只与温度有关系，则K二c0)/(CQ)OJxC.S2L(SQ)0.42=0.675。(2)亚硫酸钠滚滋与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，反应离子方程式为SO；'+S024H202HSO；©a.根將电荷守恒，c(H)+C()=2c(SO；-)+c(HSO；)+c(0H-),所以匕他酣)北)沁(SO)七(HSO；)+pSk歸骤盘十备專議甕(筋鳖當盔磐畳鬧鲁蠹矍議毕蟲解，所以离子浓度关系为c(Na*)>c(HSO3)c(Hjc(SO；)，c正确。所以选&。(3)由團可知'Ptd)电极上二氧化硫氧化成硫酸，电极反应为SO-2e十2血0SO+4Hf左侧电解反应SO2

19、i2HnO=SO：十4H，根據电子守恒，生成硫酸根的物康的量为042"IO驚瞬脚鑑5：,0.01momo溶勺0.04mol_交换戕移动到右侧；即有$0匚3氢高子i.02左侧第3题【答案】<n1：3减屮提高正向(2)如俪护促进降低Al(0H>=+3H-饷1RA护十茁1行>J-mr，l-:CS'A?够动1rJJ/1JKC14i£j-耳富相当于压缩容热更瓯亢入的此和缶的物质的wia®k3s时c(Mj.cfckc(KH7)同时：lg者药的物離g均为丄I弟劝卜的止冋是佚祝减尘吐，憩JiSWffi躍豈豊那覃尹屯琥蠶豔臨翘盐'即山血孙因其溥于水

20、电离的A1"水銅而促进水<3)0)根据盖斯定律，直学可得氮气与氧气反应生成血的热化学方程武为皿恥Q)AH=+181.5kmor1.二从團象可以看出，反应温度在花08知乜血的产率最尢故证确；兔工业上采用物料比町品-在】T2.0主要是为了提言氛气的刊用率，故B错冕J在4晔十血©冃4N0(g)我畋反应中,反应物的化学计酬之和小于生成物的化学计量数之和，増大压逼平衡同逆反应方同移狐恥的转化率P?低丿枷错误j由图可知，温度高于90此时，(s)+2时)+如旳(g),生威阳的副反应增多故呃产率降低，D正确。(4) 氐扮子内有田个电子.由1nol祇氧气中完全爆烧生成1molg和2,i

21、wlIW得出M的化学式为CH：OH.在甲酉懿科电池的反应中负极反应式为CHQU-+30H-6aCO；*+ew,则消耗1boICHsOH7转移电子占Jliola第4题【答案】(1) -41.Sb1.8此圧强下3的轉化率已较高，再増大压强拷化率標嵩不大且会増加生产成本<3)恥11.2z、高压(4)3N0M辽HW0£S斤：匕廿帮1爲冃解匚定不I。,为合由<1昆?-k?口J士心(r»-_耳反度少2S隹二/27da量量量始化衡初变平la-X=1:f解再=1.8;览貓殲觀療矗阻霹濮理題帶经瓯大值'瞬赫临强下询驚瞬頑嘉翳蠶就0.5*01N0掠猊卞体积为11.2Lo&l

22、t;3)由肮硝原理确走从健系册謝理哎成物國霹阳勰&扁遴気由團象达平衡时3GXZ的变化量之比为3：1：1.确定方程式为師0上二恥極0"第5题【答案】(1)2C弘如=心弘(去亠24)AM=+16&.&降低反应活化能，加提反应速率H1.25ft®179.2絹鑽破撫如瘵严'溫度®增大压贬旳輕澈，即碳原子守恒趴Z的相对井子匿量片别为7&129?,z为(chJ：ccm(en.)*可知该反应的反应2CIL(dH皈的活巧所法愿子利用率为而石 甲烷一步生成忧=血，昕裂碳氢键，形成碳碳孜4L根JB题中化学/AAh=(3X413.4-4X413.

23、4-&15-2X43&)町/nol=i-16fi.6kT/>ol=心抉)£中)AU=-166.6IJAqI,硅化物晶格限域的单耳化能，加快反应的逋率；申烷生威盖的反应方程式为筑屮心X100S=81.25M由甲烷牛成1mol(CH1)1CCH2C(CHih?根將原子守恒，豊加反应的甲烷为9ml,同4x9-20时生成氢气的物质的量为；=8mol,积为8IHO1X22.4L/jilo1=179.2L*<2)GX'(!)()=C<HS0H(E)i務；110丰靴：0.20.20,2平衡：0.80.90.20.210.S41乙醇占08+08+&2

24、=&'乙烯和水各占08+&8+02=9'则乙醉的分压尢?氐°xg人楼的'''1'p(C凹0H)我一"戸衡常数賈-頁苹丽乏一丙Y一°在恒曆条J由施强,年裔正同移动，乙烯希专化率摄高，因此E强关索養心H第6题【答案】(1)CH*(g)+jo2(g)?=CH：OH(l)AH=-164.0kJ-«ol-i普(90.9%x90.91%s曙X100%均可)(3) ®Fei2jtloI(4) 不能IXlLA麒软液中的电离平衡、物质的量拥朕计算、化学平衝州十算和爵I謹匸麻豐雲%盪电解(g)+Hi0

25、(g)5=iC0(g)+3Hi(g)AHi-206.1kJrolf 2存珀HAH128.3kJ-nol-b 2Hz(g)-K)r(g)2HiO(g)H?h483.6kJ-mol-i,根据盖斯定律，将©+V2X4®得：CH心)+1/20：(g)CH：OHAH=(+206.1kJmol"1)+1/2("483.6kJjio1"1)+(128.3kJmo1":)=-164.0kJmol"1o依据化学平衡的三段式列式计茸，设CPU与氏0)切质的量为4CH4(g)+H20)CO(g)+3H2U)起始量(jiloI)aa00变化量(jiloI)0.100.100.100.30平衡量(mol)a-o.10a-o.100.100.30由平衡常数表达式:K=O.lOxOJO12-0丄0)：2-010)27,解之得：a=O.ll,平衡拷化率：籍X100X0.9%O:n如)=6：1桁辎F0与氧气，分胡1molFed?专移电子的物庚的备切molX3X(8/3-2)=2niolo<4)確酸存在的溶液中酸性较强、碳酸根离子存在的溶濟中碱性较强，所以碳酸根高子和機酸不能c|H")xc|HCO：|大董共存,由图象可知当pH=6时，PC(H2C03)=pC(