化學反應原理綜合-2022屆新高考化學一輪復習非選擇題規(guī)范解題訓練

2022屆新高考化學一輪復習非選擇題規(guī)范解題

訓練

(3)化學反應原理綜合

1.甲醇(C&OH)用途廣泛，是基礎的有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料?工業(yè)上合成甲醇大多采用碳的氧

化物加壓催化加氫的方法。

回答下列問題：

(1)某溫度下，測得CO(g)、Hz(g)和CH30H(g)的燃燒熱(A//)分別為

-283kJ-moE\-285.8kJ-mol-1和-726.1U-mol-1則

CO(g)+2H2?UCH30H(g)AW=kJ.moL。

(2)工業(yè)上合成CH30H的同時會產(chǎn)生甲烷、乙醇等副產(chǎn)物，提高CH30H合成反應選擇性的關鍵

條件是使用o

(3)在一個固定容積的密閉容器中加入2m01%和1molCO進行實驗，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫

度、壓強的關系如圖所示。

①圖中壓強0、R由大到小的順序是，A、B、C三點平衡常數(shù)K從大到小

的關系是。

②B點平衡常數(shù)勺=用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計算。分壓總壓X

氣體的物質(zhì)的量分數(shù)，寫出計算式即可)。

③若要提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有(填標號)

A.壓縮體積B.升高溫度C.保持體積不變，加入氫氣D.及時移出甲醇

(4)科學家利用太陽能將CO直接轉(zhuǎn)化為CHQH(裝置如圖)，裝置的外電路中，電子流向為

(填“AfB”或“B-A”)，B極的電極反應式為

質(zhì)子交換膜

2.三氯氫硅(SiHOj是制備硅烷、多晶硅的重要原料。問答下列問題：

(1)SiHO,在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體，遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)?。等，寫出該反應

的化學方程式：。

(2)SiHCl?在催化劑作用下發(fā)生反應：

1

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)AH,=48kJ-moP

-1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)AH2=-3OkJ-mol

1

則反應4SiHCh(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的AW為kJgmor。

(3)對于反應2SiHCl，(g)=SiH2cL(g)+SiCL(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K

和343K時SiHCl：的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。

①343K時反應的平衡轉(zhuǎn)化率a=%。平衡常數(shù)K343K=(保留2位小數(shù))。

②在343K下：要提高SiHCh轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是:要縮短反

應達到平衡的時間，可采取的措施有

③比較〃、人處反應速率大?。贺?(填“大于”“小于”或“等于")%。反應速率

U=U正=左正扁0「々逆XSiHCi5，k正、攵逆分別為正、逆向反應速率常數(shù)，X為物質(zhì)的量分數(shù),

計算a處的拉=____________________(保留1位小數(shù))。

v逆

3.多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。

回答下列問題：

I.硅粉與HC1在300℃時反應生成1molSiHCl?氣體和H『放出225kJ熱量，該反應的熱化學

方程式為。SiHCh的電子式為o

II.將SiCl&氫化為SiHCl,有三種方法，對應的反應依次為：

①SiCL(g)+H2(g)WSiHCl3(g)+HCl(g)H,>0

?3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)H2<0

③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)W3SiHCh(g)H3

(1)氫化過程中所需的高純度Hz可用惰性電極電解KOH溶液制備，寫出產(chǎn)生H2的電極名稱

(填“陽極”或“陰極”)，該電極反應方程式為。

(2)已知體系自由能變VG=V〃-TVS,VG<0時反應自發(fā)進行。三個氫化反應的VG與溫度的關

系如圖1所示，可知：反應①能自發(fā)進行的最低溫度是:相同溫度下，反應②比反應①的

VG小，主要原因是。

80

C

E40

都0

叁

-40

-80

回

2004006(X)800I000I200

溫度產(chǎn)C

圖1

不同溫度下反應②中SiCl,轉(zhuǎn)化率如圖2所示。下列敘述正確的是（填序號）。

a.8點：%>%b.上：A點元點c.反應適宜溫度：480~520℃

（4）反應③的V43=（用V修，V也表示）。溫度升高，反應③的平衡常數(shù)

K（填“增大”“減小”或“不變”）。

（5）由粗硅制備多晶硅過程中循環(huán)使用的物質(zhì)除SiCl,、SiHCh和Si外，還有（填分

子式）。

4.CO在工業(yè)中的應用十分廣泛。

（1）CO可以用來制備二甲醛（CHQCH，。

①CO(g)+2H2(g)=CHQH(g)\H[=-90.1kJgnoL

②2CH,OH(g)=CH,OCH,(g)+H2O(g)\H2=-24.5kJgnol'

寫出由CO和H?直接合成二甲醛的熱化學方程式：

（2）CO可通過變換反應制備H?。

已知CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)AW<0,830℃時K=l。

科學家研究了467°C、489℃時上述變換反應中CO和H2分壓隨時間的變化關系，如圖所示。催

化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中加入的pH,O和pCO相等、pCO2和pH,相等。

①由圖中數(shù)據(jù)計算曲線b對應物質(zhì)在30'90min內(nèi)的平均速率v(b)=kPagjnin1。

②0分鐘時，各曲線對應的值：曲線a,4.45；曲線b,2.90；曲線c,2.60；曲線d,0.85?300

分鐘時，各曲線對應的值：曲線a,3.65；曲線b,3.90；曲線c,1.60；曲線d,1.65?計算489℃

起始時H2的物質(zhì)的量分數(shù)是(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)如圖是一種以一氧化碳和氫氣混合氣為燃料的電池的工作原理示意圖:

電極A

用電器

?%1

.

■

%V

%I

格

普

修■

￡)脫水)

C0]+H,0

A、B均為惰性電極。若通入的燃料氣中CO和H2的物質(zhì)的量比為1：1,則燃料電池的負極的電極

反應為:若用這種電池作電源電解飽和食鹽水，當電解池陽極產(chǎn)的氣體

在標準狀況下的體積為11.2L時，則需消耗標準狀況下的CO和Hz的總體積為

5.乙基叔丁基酸主要用作汽油添加劑，具有優(yōu)良的抗爆性。工業(yè)上合成它的原理是：

C2H50H（g）+CH2=C（CH3）（異丁烯）（g）UC2H50c付氏）色）\Ho不同催化劑（分別用

CPC3表示）條件下，該反應過程中的能量變化如圖1所示。

能量/(kJ?mol')

%

...............-....................L./

..............................魯

3

/

CJI&H觸/.-?■:S

暨二魄”;;?一??..X3

/竣

』

大

.............XSz

—*-a(32OJ)

CH.OQCHJjW

30(5400

反應過程

圖I

回答下列問題：

（1）該反應的47=kJ.mol*?其他條件相同時，催化劑催化效果最好

的是（填“G”"C2?或“C?”）。已知C2H50H（g）、CH2=C（CH3）2（g）

的燃燒熱分別為gkJ-mo「、akJ-mor',若要利用蓋定律求上述反應的反應熱，還需要知道的一

個數(shù)據(jù)是。

（2）某研究小組將2moic凡OH（g）、2moicH2=C（CH3）2（g）充入2L的恒容密閉容器中，在催化劑

作用下發(fā)生上述反應，測得相同時間段內(nèi)，異丁烯（g）的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖2所示。該

條件下最適宜的反應溫度是。480K后異丁烯（g）的轉(zhuǎn)化率降低的原因可

能有兩種：;。

（3）向某恒容密閉容器中充入乙醇（g）和異丁烯（g）各1mol,控制適當?shù)臏囟?，采用合適的催化

劑使其發(fā)生上述反應，反應過程中異丁烯（g）的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如圖3所示。己知開始時氣體

總壓為2x106pa。

①該溫度下該反應的平衡常數(shù)勺=。（勺為以平衡分壓表示的平衡常數(shù),

分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù)）

②若測得貝正）=代正）?p（CHOH）.p[CHv（逆）=A（逆）?/7[CHOC（CH）J,其中

252=C（CH3）2],253

%（正）、口逆）分別為正、逆反應的速率常數(shù)，P為各組分的分壓，則M點時

嘿=（保留1位小數(shù)）。

（4）乙醇燃料電池具有原料來源豐富、綠色環(huán)保等優(yōu)點，寫出用酸作電解質(zhì)時負極的電極反應

式。

6.城市居民使用的管道氣體燃料主要有天然氣（主要成分是CHQ和煤氣（主要成分是CO和H。,

還含有少量的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等氣態(tài)嫌）。已知幾種姓的性質(zhì)如表所示。

標準生成熱/（kJ?mo「）

名稱標準狀況下的狀態(tài)

甲烷氣體-75

正丁烷氣體-125

丙烯氣體20

回答下列問題：

（1）在標準大氣壓、一定溫度下，由各種元素的最穩(wěn)定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量（Imol）某純物質(zhì)

的反應熱叫該物質(zhì)的標準生成熱，標準生成熱可表示該物質(zhì)相對能量的大小，結(jié)合上表中有關數(shù)據(jù),

寫出由正丁烷（g）裂解生成甲烷（g）和丙烯（g）的熱化學方程式。

（2）工業(yè)上可由水煤氣（主要成分為CO與H2）合成甲醇:：CO（g）+2H2（g）^CH,OH（g）?在一

體積可變的密閉容器中投入2molCO和4molH2,發(fā)生上述反應。實驗測得平衡時CH30H（g）的

物質(zhì)的量隨溫度、壓強的變化如圖1所示。

rt(CHOH)/mul

3正

反

應

速

率

①該反應在低溫下能否自發(fā)進行？。（填“能”或“否”）。

②溫度為673K,壓強為小條件下，反應達平衡時H?的轉(zhuǎn)化率為，壓強心

③上述反應達到平衡后，乙時向容器中通入2mol氯氣，t2時反應達到新平衡,請在圖2中畫出4~芍

及質(zhì)之后正反應速率隨時間t的變化關系。

④673K時，若在起始壓強為外，體積為2L的恒容密閉容器中進行上述反應（起始投料量保持不

變)，達到平衡后容器壓強變?yōu)?.75外，則該溫度下該反應的平衡常數(shù)k=。圖

3中B、C、D、E四點中能正確表示該反應的pK(pK=-lgK)與T的關系的點為.

?D

67377K

圖3

2

⑤該反應的正、逆反應速率表達式有：viE=A:ll:-c(CO).c(H2),%=%.c(CHQH)(七、k逆為反

應速率常數(shù)，與溫度有關，與濃度無關)。1889年，瑞典物理化學家阿侖尼烏斯根據(jù)實驗結(jié)果，

提出了速率常數(shù)與溫度關系的經(jīng)驗公式：k=Ae虎伙為速率常數(shù)；A為指前因子，為常數(shù)；e為

自然對數(shù)的底數(shù)：R為理想氣體常數(shù)；7為熱力學溫度；耳為活化能］。在相同溫度下，活化能

越大，速率常數(shù)越____________(填“大”或“小”)。當該反應達到平衡后，升高溫度，笑的

k池

值(填“增大”“減小”或“不變”)。

7.H?S在很多領域都有重要應用。請回答下列問題：

(1)H2s與CO)在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)+CO2(g)fCOS(g)+H2O(g)AH?

1

已知：i.COS(g)+H2(g)倜H2S(g)+CO(g)AH,=+7kJmoP

1

ii.CO(g)+H,O(g)CO2(g)+H2(g)\H2=-42kJmoP

①AH-kJgnor1。

②在一定溫度下，將0.40molH2s與0.10molCO?充入2.0L的密閉容器中，發(fā)生上述反應，5s

后反應達到平衡，水蒸氣的物質(zhì)的量分數(shù)為2%,則0~5s內(nèi)H2s的平均反應速率為.

③向10L容積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)>1molH?(g)和1molH,O(g),進行i、ii

兩個反應(假設該溫度下H2s不分解)。其他條件不變時，隨著溫度升高，反應體系內(nèi)C0的平衡

體積分數(shù)(填“增大”“減小”或“不變”)。若7；℃時，測得平衡時反應

體系中COS的物質(zhì)的量為0.80mol,CO的平衡體積分數(shù)為5%,則該溫度下，HQ(g)的平衡轉(zhuǎn)化

率為（保留兩位有效數(shù)字，下同），反應i的平衡常數(shù)為

____________________________________________________O

（2）H2s可用于除去廢水中的金屬離子。25℃時，0.1moljjiH4溶液的pH為；

25℃時，向含有0.020molj?Mi?+的廢水中通入一定量H2s氣體（忽略溶液體積變化），當溶

液的pH=5,HS-濃度為1.0xl（T4mol乩-時，Mn?+開始沉淀，則此溫度下MnS的溶度積為

。（已知25℃時H2s的電離常數(shù)儲=10x10",（2=7.0x10-6）

（3）工業(yè)上常采用吸收-電解聯(lián)合法除去天然氣中的HH，并將其轉(zhuǎn)化為可回收利用的單質(zhì)硫，其

裝置如圖所示。通電前，先通入一段時間含H2s的甲烷，使部分NaOH吸收H2s轉(zhuǎn)化為Na?S；再接

通電源，繼續(xù)通入含H2s的甲烷，并控制好通氣速率。碳棒2上的電極反應式為

；右池中的c（NaOH）/c（Na2S）（填"增大”“基本

8.為更有效處理工業(yè)廢氣中的CO、NO、、SO2等，減少大氣污染，科學家不斷對相關反應進行研究。

回答下列問題：

（1）已知4co（g）+2NO2（g）u4CC）2（g）+N2（g）A，。

①該反應在低溫下能自發(fā)進行，則（填“>”或“="）0。

②對于該反應，改變某一反應條件（溫度刀>（），下列圖象不正確的是（填序號）。

③一定溫度下，在體積為3L的恒壓密閉容器中，充入4moic0和2molNO?,發(fā)生上述反應，經(jīng)

過一段時間后達到平衡狀態(tài)，測得CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應的平衡常數(shù)為。

（2）柴油車尾氣中的碳煙（C）和NO,可通過某含鉆催化劑催化消除。不同溫度下，將模擬尾氣

（成分如表所示）以相同的流速通過該催化劑，測得所有產(chǎn)物（CO?、NrN。）與NO的相關數(shù)據(jù)

如圖所示。

一

些6

弟oo.50

的

會3

加

g4

o.

啊o.|30

都o,20

3

花o.|1<

Co.

32180

。

-E丑-

1

丁

三O

遂

—50200250300350375400450

溫度/七

模擬尾氣'1體碳煙

NOHe

O2

物質(zhì)的量/mol0.0250.59.475a

①375℃時，測得排出的氣體中含0.45molO,和0.0525molCO,,則Y的化學式為。

②實驗過程中采用NO模擬NO*,而不采用NO,的原因是。

（3）煙氣中的SO,是主要的大氣污染物，某研究小組對SO,的性質(zhì)進行研究，并脫除煙氣中的SO?。

①標準狀況下，把SOz通入IL2mL水中制得飽和溶液，測得溶液pH=0.74。已知：標準狀況下SO?

在水中的溶解度按體積比為1:67.2［即丫（凡0）:丫e02）=1:67.2］。已知飽和溶液中的SOz有|與

水反應生成H2so3，寫出H2sO、的第一步電離方程式,H2sO：的第一步電離平衡常

數(shù)（已知IgL8^0.26,忽略第二步電離和溶液體積的變化，結(jié)果用科學計數(shù)

法表示，保留2位有效數(shù)字）。

②CIO?及NaClO2均是性能優(yōu)良的脫硫劑，CIO,在酸性條件下穩(wěn)定，在NaOH溶液中可歧化為

NaClO,和NaClO,。用CIO,進行單獨脫除SO2實驗時，測得SO?的脫除率隨溶液pH的變化如圖所

示。在溶液pH<7時，隨著pH的增大，的穩(wěn)定性降低，氧化性減弱，SO。的脫除率降低；在

溶液pH大于7.8時，隨著pH的增大，SO,脫除率又開始升高，原因是。

99.970

99.965

99.96C

95O

99.

99.945

99.940

99.935

答案以及解析

1.答案：(1)-128.5

(2)合適的催化劑

_4_

(3)①。3>。2>n：Kc>KA>KB②F③AD

Pz

-+

(4)AfB；CO+4e+4H=CH3OH

解析：(1)由CO(g)、％(g)和CH30H(g)的燃燒熱AH分別為_283kJ-molT、-285.8kJ-moL和

l1

-726.1kJmor，可得①CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AH,=-283kJ.moP；②

H2(g)+^O2(g)=H2O(1)AH2=-285.8kJ.molt；

3

1

③CH30H(g)+5O2(g)=CC>2(g)+2H2CKl)AW3=-726.1kJmoro根據(jù)蓋斯定律，①+②X2-③可

得反應CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)的

\H=(-283kJ-mol-1)+2x(-285.8kJ-mol-')-(-726.IkJ-mol_1)=一128.5kJ?mol-1,,

(2)催化劑能夠改變反應的活化能，即改變反應速率，故工業(yè)生產(chǎn)CH30H過程中，提高CHQH

合成反應選擇性的關鍵因素是使用合適的催化劑。(3)①由反應

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)A//=-128.5kJ-mor',可知該反應的正反應是氣體分子數(shù)減小的反

應，增大壓強平衡向正反應方向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故壓強P3>P2>n；平衡常數(shù)只和

溫度有關，對于放熱反應，溫度升高，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)從大到小的關系為Kc>KA>KB。

②根據(jù)題意列三段式如下：

CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

起始量/mol120

轉(zhuǎn)化量/mol0.510.5

平衡量/mol0.510.5

③壓縮體積，平衡正向移動，氫氣平衡轉(zhuǎn)化率增大，A正確；升高溫度，平衡逆向移動，氫氣的平

衡轉(zhuǎn)化率減小，B錯誤；保持體積不變，加入氫氣，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；及時移出甲

醇，平衡正向移動，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確。

(4)觀察裝置圖可知，A極發(fā)生氧化反應，氧元素失電子，電子經(jīng)外電路由A極移向B極，B極

CO得電子發(fā)生還原反應生成甲醇，故B極的電極反應式為CO+4e-+4H+-CH3OH。

2.答案：(1)2SiHCl3+3H,O=(HSiO)2O+6HC1

(2)114

(3)①22；0.02②及時移去產(chǎn)物；改進催化劑；提高反應物壓強(濃度)③大于；1.3

解析：(1)SiHCl.、遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)Q和IIC1,依據(jù)原子守恒可得反應的方程式為

2SiHCl3+3H2。=(HSiO)2O+6HC1。

(2)將已知兩個反應命名為①②，依據(jù)蓋斯定律，②+①X3得

AH=-30kJ/mol+3x48kJ/mol=+114kJ/mol

(3)①此反應為吸熱反應，溫度越高SiHCl：的轉(zhuǎn)化率越高，則上方曲線為343K時的轉(zhuǎn)化率圖象,

由圖象可得平衡時SiHCl，的轉(zhuǎn)化率為22%,假設加入SiHCl,的濃度為1mol/L,平衡時轉(zhuǎn)化率為22%,

生成SiH2c%的濃度為0.11mol/L,生成SiCL的濃度為0.11mol/L,剩余SiHCl、的濃度為0.78

c(SiCl4)c(SiH2Cl2)_0.11x0.11

mol/L,則平衡常數(shù)K*3K=?0.02。

2

c(SiHCl3)0.78x0.78

②在343K下，要提高SiHCh的轉(zhuǎn)化率，可及時移出產(chǎn)物。③溫度高反應速率大，a點溫度高,

反應速率大；在343K時，反應達到平衡時%=",4]=

也”逆元SiH2c人逆X0.11

詈=0.1仔+0.7GB0.02,由圖象可知，。點SiHCl,的轉(zhuǎn)化率為20%,則SiHCI：的物質(zhì)的量分數(shù)為

k逆

0.80,SiH,Cl,的物質(zhì)的量分數(shù)為0.10,SiCl4的物質(zhì)的量分數(shù)為0.10,則維="駕艾=1.3。

v逆0.12

300X：,、，、,

1

3答案:I.Si(s)+3HCl(g)----------SiHCl3(g)+H2(g)VH=-225kJgnoF；

：C1：

：ci：Si：Cl：

??????

H

II.(1)陰極；2H2O+2e-=H2T+2OH或2H*+2e-=H2T

(2)1000℃；V“2導致反應②的VG小

(3)a、c

(4)V//2-VH,；減小

(5)HC1,H2

解析：IL(1)用惰性電極電解KOH溶液可得到氫氣，產(chǎn)生氫氣的電極反應為水得到電子生成氨氣,

所以氫氣在陰極上產(chǎn)生。

(2)反應自發(fā)進行的條件是VG〈0,由圖像可知反應①能自發(fā)進行的最低溫度是1000°C；反應

V//,>0,反應②V4〈0,由于V“2<VH1導致反應②的VG較小。

(3)反應②為放熱反應，由圖可推知IB點還沒有達到平衡，所以在〉國，a正確；溫度越高，反應

速率越大，所以A點的正反應速率小于E點的正反應速率，b錯誤；根據(jù)圖像可推知在480~

520℃時，SiCl4的轉(zhuǎn)化率較大，該反應放熱，升溫使平衡逆向；移動，不利于SiCl4的轉(zhuǎn)化，所以

反應適宜溫度為480~520℃,c正確。故選ac。

(4)根據(jù)蓋斯定律，由反應②-反應①得反應③，所以V〃3=V"2-VH1；因為V，I>0,V42〈0,

所以V%<。，故升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以平衡常數(shù)減小。

(5)在粗硅制備多晶硅過程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)有SiC14、SiHCl,,Si,HC1、凡。

4.答案：(1)2co(g)+4H2(g)=CH30cH3(g)+HQ(g)△，=—204.7kJgnoL

(2)①0.0057；(2)42.0%

(3)CO+H,-4e+2CO^=3CO2+H2O；11.2

解析：(1)根據(jù)蓋斯定律：由①X2+②得

1

2CO(g)+4H2(g)=CH,OCH,(g)+H,O(g)\H=-204.7kJgnoP?

(2)①對應物質(zhì)在30~90min內(nèi)的壓強變化為3.64kPa-3.30kPa=0.34kPa,

v(b)=—...........=0.0057kPagnin-o結(jié)合化學方程式可知，該反應為氣體物質(zhì)的量不變的反應，即

60min

反應前后氣體壓強不變。②a線(30^90min,壓強變化為4.08kPa-3.80kPa=0.28kPa)、d線(30~90

min,壓強變化為1.49kPa-1.21kPa=0.28kPa),a、d兩線為同一組數(shù)據(jù)；同理b、c兩線為同一

組數(shù)據(jù)。已知CO(g)+H2O(g)=CC>2(g)+H2(g)AW<0,830℃時K=l,說明溫度由467℃升

高830"C時，平衡逆向移動，所以在467℃達平衡時，小的物質(zhì)的量分數(shù)比C0的高，由此可

知a、b是氫氣的變化曲線；又由該反應為放熱反應，可知溫度越低氫氣的物質(zhì)的量分數(shù)越高，所

以b是467℃凡的分壓曲線，c是467℃C0的分壓曲線，a是489℃通的分壓曲線，d是489℃

C0的分壓曲線。實驗初始時體系中加入的?凡。和pCO相等、/02和0也相等，所以489℃起

4.45kPa

始時H。的物質(zhì)的量分數(shù)=42.0%。

(4.45+0.85)x2kPa

(3)因為CO和H?的物質(zhì)的量比為1：1,燃料電池的正極反應為O2+2CC)2+4e-=2CO：-,故用

總反應：CO+H2+O2=CO,+H2O減正極反應可得負極反應為

CO+H,-4e-+2CO；-=3CO,+H2O；由電子守恒可知：在標準狀況下，消耗氣體總體積為11.2L。

5.答案:(1)-4a；C,；C?H50c(CH3%(g)的燃燒熱

(2)480K；正反應放熱，溫度升高，平衡向左移動；溫度過高導致催化劑催化活性降低，反應速

率降低

(3)?2xlO-5Pa**05.3

+

(4)C2H5OH-12e*+3H2O=2CO2T+12H

解析：(1)由題圖1可知，反應物的總能量為5“kJ-moL,生成物的總能量為akJ-mo「，故該

反應的=由題圖1知，使用C,作催化劑時，活化能最小，故C,的催化效果最好。

由蓋斯定律知，若乙基叔丁基酸(g)的燃燒熱己知，則表示CJLPMg)、CH2=C(CH)(g)燃燒

熱的熱化學方程式之和減去表示乙基叔丁基酸(g)燃燒熱的熱化學方程式可得題給反應的熱化學

方程式。

(2)由題圖2知，溫度為480K時，在相同時間段內(nèi)異丁烯(g)的轉(zhuǎn)化率最高，故溫度為480K

時最適宜。當溫度高于480K后，相同時間段內(nèi)異丁烯(g)轉(zhuǎn)化率降低了，原因可能是該反應的

正反應放熱，溫度升高，平衡向左移動，還可能是溫度過高導致催化劑催化活性降低，反應速率降

低。

(3)①由題干信息、題圖可列式求出平衡時混合氣體共1.2mol,同溫同體積時，氣體的壓強之

比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時總壓p(平)=1.2xl()6pa

65s

p(C2H5OH)=/?[CH2=C(CH3),]=—xl.2xlOPa=2xlOPa,p[C2H50c(C%),}8x10Pa,

P[C2H5OC(CH3)3]

=2x105Pa-'

p(C2H5OH)p[CH2=C(CH3)2]

②因反應達平衡時v（正）=丫（逆）

A:(jE).p(C2H5OH).p[CH2=C(CH3)2]=A:(B?p[C2H5OC(CH3)3],則

M正)PFC,H5OC(CH,)J

T匕]「二八1=4=2xIO。pa-i。根據(jù)題圖3可列式求出M點時，

M逆)p(C2H5OH)p[CH2=C(CH3)2]

55

/?(C2H3OH)-p[CH2=C(CH3),]=4xlOPa,/?[C2H5OC(CH3)3]=6x10Pa,

火正)_■正)PCHQH).P[CH2=C(CHJJI6x吁

_rPa_530

兩一西P[C2H5OC(CH3),]6^O-

（4）乙醇在負極上放電，用酸作電解質(zhì)時，C元素轉(zhuǎn)化為CO2,故負極的電極反應式為

+

C2H5OH-12e+3H2O=2CO2T+12H?

6.答案：(1)C4H“)(正丁烷,g)=CH4(g)+C3H6(丙烯,g)A”=+70kJ.mo尸或

CH3-CH2-CH2-C&(g)=CH4(g)+CH3-CH=CH2(g)A/7=+70kJ-moL

(2)①能②40%；>

正

反

應

速

?-率

，t

2時間t

④0.384；C、D⑤小;減小

解析：（1）正丁烷（g）裂解生成甲烷（g）和丙烯的熱化學方程式為

C4Ho(正丁烷,g)=CH式g)+GH?(丙烯,g)

AH=-75kJ-mol1+20kJ-mol'-（-125kJ?mol"'）=+70kJ-mol1

（2）①由題圖1知，同一壓強下，隨著溫度升高，平衡時“（CHQH）逐漸減小，說明升溫使平衡

逆向移動，則該反應為放熱反應，A〃<0,又因為該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，A5<0,反

應能自發(fā)進行的條件是△GuAH-TTScO,所以該反應在低溫下能自發(fā)進行。②由題圖1知溫度

為673K,壓強為“條件下，反應達平衡時〃(CHQH)=0.8mol,可列出三段式:

CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

起始量2mol4mol0

轉(zhuǎn)化量0.8mol1.6mol0.8mol

平衡量1.2mol2.4mol0.8mol

反應達平衡時H?的轉(zhuǎn)化率為40%；溫度一定時，用條件下，反應達平衡時，“(CHQH)較大，又

該反應是氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，所以③反應達到平衡后A

時向容器中通入2mol氨氣，因容器容積可變，相當于反應體系減壓，反應速率減慢，平衡逆向移

動，據(jù)此作圖。④設此條件下，反應達平衡時，參加反應的C0為jimol,可列出三段式：

CO(g)+2凡但)UCHQH(g)

起始量2mol4mol0

轉(zhuǎn)化量jrmol2jrnoljmol

平衡量(2-x)mol(4-2x)molAmol

容器容積不變，則氣體的總物質(zhì)的量和壓強呈正比，由此可知解得x=0.75,則

6-2x0.75p2

平衡時CO、HrCH30H(g)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為1.25mo量2.5mol、0.75mol,此時容器

容積為2L,根據(jù)平衡常數(shù)表達式，代入數(shù)據(jù)，可得673K時該反應的平衡常數(shù)K=0.384；由上述

分析可知，該反應的AH<0,隨著溫度的升高，K值減小，則pK增大。⑤溫度相同時，在無=Ae急

中，只有且是變量，且越大，上越??；當該反應達到平衡時，叫=",可推出》=K,升高溫

k逆

度，平衡逆向移動，K減小，則組的值減小。

k逆

7.答案：(1)①+35；②0.OOlmol^JgiT；③增大；5.0%；0.044

(2)4；1.4x10-6

(3)S2--2e-=S；基本不變

解析：(1)①根據(jù)蓋斯定律，由-(反應i+反應ii)可得，

H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)A/7=+35kJmo『。②利用"三段式”可求得5s時H2s的

轉(zhuǎn)化量為0.01mol,則0~5s內(nèi)H2s的平均反應速率為0.01mol+(2.0L)+(5s)=0.001mol乩一$7。

③反應i為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，CO的平衡體積分數(shù)增大，反應ii為放熱反應，

升高溫度，平衡逆向移動，CO的平衡體積分數(shù)也增大。綜上可知，其他條件不變，升高溫度，CO

的平衡體積分數(shù)增大。設7；℃下，反應達平衡時，COS(g)轉(zhuǎn)化了xmol,H?O(g)轉(zhuǎn)化了)，mol,

則有：

COS(g)+H2(g)/H2s(g)+CO(g)

起始量/mol1100

轉(zhuǎn)化量/molXXXX

平衡量/mol\-x\-xXX

CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)

起始量/molX10\-x

轉(zhuǎn)化量/molyyyy

平衡量/molx-yl-yyl-x+y

由題給信息可知，1一x=0.80,蘭^xl00%=5%,解得x=0.20,y=0.05,故HQ(g)的平衡轉(zhuǎn)

化率為2x100%=5.0%。7；℃下，反應i的平衡常數(shù)為螫些=巨。0.044。

I0.80x0.8568

(2)設25℃時0.Imol乩?H2s溶液中氫離子濃度是xmo?T,根據(jù)H?S/H++HS-,可知

2

%=1x10-72斤解得x=lxl()T,所以pll=4。根據(jù)&2=c(H")gcS-)/c(HS。，可求得pH=5,

c(HS)=1.0xl0-4mol^1H;J-,c(S2-)=7.0xl014mol^1,當&=/時，MnS開始沉淀，所以

K*(MnS)=c(Mn2+)g?(S2-)=0.020x7.0xl0-14=1.4x10'\

(3)碳棒1為陰極，電極反應式為2HQ+2e-=H2T+20氏；碳棒2為陽極，電極反應式為

S2--2e-=S；左池中生成的OH透過陰離子交換膜進入右池