2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)試題-專題十二化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

專題十二化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡基礎(chǔ)篇固本夯基考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率1.(2020山東,14,4分)(雙選)1,3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步:第一步H+進(jìn)攻1,3-丁二烯生成碳正離子();第二步Br-進(jìn)攻碳正離子完成1,2-加成或1,4-加成。反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時(shí),1,2-加成產(chǎn)物與1,4-加成產(chǎn)物的比例分別為70∶30和15∶85。下列說(shuō)法正確的是()A.1,4-加成產(chǎn)物比1,2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定B.與0℃相比,40℃時(shí)1,3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大C.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應(yīng)速率增大,1,4-加成正反應(yīng)速率減小D.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度答案AD2.(2021浙江6月選考,20,2分)一定溫度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng):2N2O54NO2+O2。在不同時(shí)刻測(cè)量放出的O2體積,換算成N2O5濃度如下表:t/s06001200171022202820xc(N2O5)/(mol·L-1)1.400.960.660.480.350.240.12下列說(shuō)法正確的是()A.600~1200s,生成NO2的平均速率為5.0×10-4mol·L-1·s-1B.反應(yīng)2220s時(shí),放出的O2體積為11.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推測(cè)上表中的x為3930答案D3.(2020浙江1月選考,21,2分)一定溫度下,在2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)。反應(yīng)過(guò)程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:n/molt/minn(A)n(B)n(C)02.02.4050.9101.6151.6下列說(shuō)法正確的是()A.0~5min用A表示的平均反應(yīng)速率為0.09mol·L-1·min-1B.該反應(yīng)在10min后才達(dá)到平衡C.平衡狀態(tài)時(shí),c(C)=0.6mol·L-1D.物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為20%答案C4.(2021河北,13,4分)室溫下,某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等,同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):①M(fèi)+NX+Y;②M+NX+Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M),反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.0~30min時(shí)間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-3mol·L-1·min-1B.反應(yīng)開(kāi)始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應(yīng)能進(jìn)行到底,反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大答案A5.(2017江蘇單科,10,2分)H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得70℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越快B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.圖丙表明,少量Mn2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越快D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大答案D6.(2021遼寧,12,3分)某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合,反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時(shí)間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.其他條件相同時(shí),催化劑濃度越大,反應(yīng)速率越大B.其他條件相同時(shí),降冰片烯濃度越大,反應(yīng)速率越大C.條件①,反應(yīng)速率為0.012mol·L-1·min-1D.條件②,降冰片烯起始濃度為3.0mol·L-1時(shí),半衰期為62.5min答案B考點(diǎn)二化學(xué)平衡1.(2019海南單科,3,2分)反應(yīng)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH>0,在一定條件下于密閉容器中達(dá)到平衡。下列各項(xiàng)措施中,不能提高乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率的是()A.增大容器容積B.升高反應(yīng)溫度C.分離出部分氫氣D.等容下通入惰性氣體答案D2.(2021海南,8,2分)制備水煤氣的反應(yīng)C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH>0,下列說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)ΔS<0B.升高溫度,反應(yīng)速率增大C.恒溫下,增大總壓,H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變D.恒溫恒壓下,加入催化劑,平衡常數(shù)增大答案B3.[2022屆T8聯(lián)考(1),11]已知:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),速率方程為v=k·c(NO2),其中k為反應(yīng)速率常數(shù)且只與溫度有關(guān),該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系為lgK=RT+C(式中R、C為常數(shù),且R>0。T為溫度,單位為K)。下列說(shuō)法正確的是()A.恒溫恒容條件下再充入CO,c(CO)增大,v增大B.向一容積不變的容器中充入一定量的CO(g)和NO2(g),一定溫度下發(fā)生反應(yīng),壓強(qiáng)不再變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡C.恒溫恒壓條件下充入He,有利于提高NO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.降低溫度,有利于提高NO2平衡轉(zhuǎn)化率答案D4.(2020浙江7月選考,18,2分)5mL0.1mol·L-1KI溶液與1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng):2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq),達(dá)到平衡。下列說(shuō)法不正確的是()A.加入苯,振蕩,平衡正向移動(dòng)B.經(jīng)苯2次萃取分離后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血紅色,表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度C.加入FeSO4固體,平衡逆向移動(dòng)D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c答案D5.(2020浙江1月選考,19,2分)在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O,能得到無(wú)水MgCl2。下列說(shuō)法不正確的是()A.MgCl2·nH2O(s)MgCl2·(n-1)H2O(s)+H2O(g)ΔH>0B.MgCl2·2H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl氣流可抑制反應(yīng)進(jìn)行C.MgCl2·H2O(s)Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高溫度,反應(yīng)更易發(fā)生D.MgCl2·4H2O(s)MgCl2·2H2O(s)+2H2O(g),HCl氣流可抑制反應(yīng)進(jìn)行答案D6.(2019浙江4月選考,17,2分)下列說(shuō)法正確的是()A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他條件不變,縮小反應(yīng)容器體積,正逆反應(yīng)速率不變B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的質(zhì)量不再改變說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡C.若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化能說(shuō)明反應(yīng)2A(?)+B(g)2C(?)已達(dá)平衡,則A、C不能同時(shí)是氣體D.1molN2和3molH2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出熱量Q1;在相同溫度和壓強(qiáng)下,當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時(shí),吸收熱量Q2,Q2不等于Q1答案B7.(2018浙江4月選考,14,2分)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項(xiàng)表明反應(yīng)一定已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.容器內(nèi)的溫度不再變化B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化C.相同時(shí)間內(nèi),斷開(kāi)H—H鍵的數(shù)目和形成N—H鍵的數(shù)目相等D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2答案A8.(2018浙江11月選考,22,2分)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197.8kJ·mol-1。起始反應(yīng)物為SO2和O2(物質(zhì)的量之比為2∶1,且總物質(zhì)的量不變)。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(%)隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下表:溫度/K壓強(qiáng)/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列說(shuō)法不正確的是()A.一定壓強(qiáng)下降低溫度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大B.在不同溫度、壓強(qiáng)下,轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO2所需要的時(shí)間相等C.使用催化劑可以縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間D.工業(yè)生產(chǎn)通常不采取加壓措施是因?yàn)槌合耂O2的轉(zhuǎn)化率已相當(dāng)高答案B9.(2018天津理綜,5,6分)室溫下,向圓底燒瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸,溶液中發(fā)生反應(yīng)C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下,C2H5Br和C2H5OH的沸點(diǎn)分別為38.4℃和78.5℃。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量B.增大HBr濃度,有利于生成C2H5BrC.若反應(yīng)物均增大至2mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變D.若起始溫度提高至60℃,可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間答案D10.(2017天津理綜,6,6分)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來(lái),加熱至230℃制得高純鎳。下列判斷正確的是()A.增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B.第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃C.第二階段,Ni(CO)4分解率較低D.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)答案B11.(2017海南單科,11,4分)(雙選)已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。在一定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是()A.升高溫度,K減小B.減小壓強(qiáng),n(CO2)增加C.更換高效催化劑,α(CO)增大D.充入一定量的氮?dú)?n(H2)不變答案AD12.(2021北京,10,3分)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。下列分析正確的是()A.1mol平衡混合氣體中含1molN原子B.斷裂2molNO2中的共價(jià)鍵所需能量小于斷裂1molN2O4中的共價(jià)鍵所需能量C.恒溫時(shí),縮小容積,氣體顏色變深,是平衡正向移動(dòng)導(dǎo)致的D.恒容時(shí),水浴加熱,由于平衡正向移動(dòng)導(dǎo)致氣體顏色變淺答案B13.(2021遼寧,11,3分)某溫度下,在恒容密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng)2X(s)Y(s)+Z(g),一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.升高溫度,若c(Z)增大,則ΔH>0B.加入一定量Z,達(dá)新平衡后m(Y)減小C.加入等物質(zhì)的量的Y和Z,達(dá)新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氬氣,平衡不移動(dòng)答案C14.(2021江蘇,14,3分)NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。工業(yè)尾氣中NH3可通過(guò)催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)管,NH3的轉(zhuǎn)化率、N2的選擇性[2n生成(N2A.其他條件不變,升高溫度,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率增大B.其他條件不變,在175~300℃范圍,隨著溫度的升高,出口處氮?dú)狻⒌趸锏牧烤粩嘣龃驝.催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度高于250℃D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選擇性高的催化劑答案D15.(2021福建,13,13分)化學(xué)鏈燃燒(CLC)是利用載氧體將空氣中的氧傳輸至燃料的新技術(shù),與傳統(tǒng)燃燒方式相比,避免了空氣和燃料的直接接觸,有利于高效捕集CO2?；贑uO/Cu2O載氧體的甲烷化學(xué)鏈燃燒技術(shù)示意圖如下?？諝夥磻?yīng)器與燃料反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)分別為:①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)ΔH1=-227kJ·mol-1②8CuO(s)+CH4(g)4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-348kJ·mol-1(1)反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=kJ·mol-1。

(2)反應(yīng)②的平衡常數(shù)表達(dá)式K=。

(3)氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù):載氧體Ⅰ(填“>”“=”或“<”)載氧體Ⅱ。

(4)往盛有CuO/Cu2O載氧體的剛性密閉容器中充入空氣[氧氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(O2)為21%],發(fā)生反應(yīng)①。平衡時(shí)x(O2)隨反應(yīng)溫度T變化的曲線如圖所示。985℃時(shí)O2的平衡轉(zhuǎn)化率α(O2)=(保留2位有效數(shù)字)。

(5)根據(jù)上圖,x(O2)隨溫度升高而增大的原因是。反應(yīng)溫度必須控制在1030℃以下,原因是。

(6)載氧體摻雜改性,可加快化學(xué)鏈燃燒速率。使用不同摻雜的CuO/Cu2O載氧體,反應(yīng)②活化能如下表所示。載氧體摻雜物質(zhì)氧化鋁膨潤(rùn)土活化能/kJ·mol-160±2.337.3±1.3由表中數(shù)據(jù)判斷:使用(填“氧化鋁”或“膨潤(rùn)土”)摻雜的載氧體反應(yīng)較快;使用氧化鋁或者膨潤(rùn)土摻雜的載氧體,單位時(shí)間內(nèi)燃料反應(yīng)器釋放的熱量分別為akJ、bkJ,則ab(填“>”“=”或“<”)。

答案(1)-802(2)c2(H2(3)>(4)58%(5)反應(yīng)①為放熱反應(yīng),溫度升高平衡左移溫度高于1030℃時(shí),x(O2)大于21%,載氧體無(wú)法載氧(6)膨潤(rùn)土<16.(2021江蘇,18,14分)甲烷是重要的資源,通過(guò)下列過(guò)程可實(shí)現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。(1)500℃時(shí),CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)已知CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO,其優(yōu)點(diǎn)是。

(2)CH4與CO2重整的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=246.5kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ:2CO(g)CO2(g)+C(s)ΔH=-172.5kJ·mol-1①在CH4與CO2重整體系中通入適量H2O(g),可減少C(s)的生成,反應(yīng)3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)4CO(g)+8H2(g)的ΔH=。

②1.01×105Pa下,將n起始(CO2)∶n起始(CH4)=1∶1的混合氣體置于密閉容器中,不同溫度下重整體系中CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖1所示。800℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)大于600℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率,其原因是

。

圖1(3)利用銅-鈰氧化物(xCuO·yCeO2,Ce是活潑金屬)催化氧化可除去H2中少量CO,催化氧化過(guò)程中Cu、Ce的化合價(jià)均發(fā)生變化,可能機(jī)理如圖2所示。將n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)=1∶1∶49∶49的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有xCuO·yCeO2催化劑的反應(yīng)器,CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖3所示。圖2圖3①Ce基態(tài)原子核外電子排布式為[Xe]4f15d16s2,圖2所示機(jī)理的步驟(ⅰ)中,元素Cu、Ce化合價(jià)發(fā)生的變化為。

②當(dāng)催化氧化溫度超過(guò)150℃時(shí),催化劑的催化活性下降,其可能原因是

。

答案(1)提高H2的產(chǎn)率;提供熱量(2)①657.1kJ/mol②反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ的ΔH>0,高溫下正反應(yīng)進(jìn)行程度大,CO2反應(yīng)的量多;反應(yīng)Ⅲ的ΔH<0,高溫下正反應(yīng)進(jìn)行程度小,CO2的生成量小(3)①Cu由+2價(jià)變?yōu)?1價(jià),Ce由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià)②溫度升高,Cu2+(或Cu+)被H2(或CO)還原為Cu17.(2017課標(biāo)Ⅲ,28,14分)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)畫出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

(2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行,原因是。

(3)已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g)H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH22As(s)+52O2(g)As2O5(s)ΔH3則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s)的ΔH=。

(4)298K時(shí),將20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合,發(fā)生反應(yīng):AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是(填標(biāo)號(hào))。

a.溶液的pH不再變化b.v(I-)=2v(AsO3c.c(AsO43-)/c(Asd.c(I-)=ymol·L-1②tm時(shí),v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③tm時(shí)v逆tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是。

④若平衡時(shí)溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。

答案(1)(2)2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S增加反應(yīng)物O2的濃度,提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率(3)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3(4)①a、c②大于③小于tm時(shí)生成物濃度較低④4y3(x-y考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用1.(2021江蘇,8,3分)N2是合成氨工業(yè)的重要原料,NH3不僅可制造化肥,還能通過(guò)催化氧化生產(chǎn)HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金屬,也能與許多有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng);在高溫或放電條件下,N2與O2反應(yīng)生成NO,NO進(jìn)一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-116.4kJ·mol-1。大氣中過(guò)量的NOx和水體中過(guò)量的NH4+、NO3-均是污染物。通過(guò)催化還原的方法,可將煙氣和機(jī)動(dòng)車尾氣中的NOx轉(zhuǎn)化為N2,也可將水體中的NO3-轉(zhuǎn)化為N2。對(duì)于反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),A.該反應(yīng)的ΔH<0,ΔS<0B.反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=cC.使用高效催化劑能降低反應(yīng)的焓變D.其他條件相同,增大n(O答案A2.(2020北京,10,3分)一定溫度下,反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g)在密閉容器中達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(I2)=0.11mmol·L-1、c(H2)=0.11mmol·L-1、c(HI)=0.78mmol·L-1。相同溫度下,按下列4組初始濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)逆向進(jìn)行的是()ABCDc(I2)/mmol·L-11.000.220.440.11c(H2)/mmol·L-11.000.220.440.44c(HI)/mmol·L-11.001.564.001.56(注:1mmol·L-1=10-3mol·L-1)答案C3.(2020海南,6,2分)NO與CO是燃油汽車尾氣中的兩種有害氣體,常溫常壓下它們之間的反應(yīng):CO(g)+NO(g)CO2(g)+12N2(g)ΔH=-374.3kJ·mol-1K=2.5×1060,反應(yīng)速率較小。有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.K很大,NO與CO在排入大氣之前就已反應(yīng)完全B.增大壓強(qiáng),平衡將向右移動(dòng),K>2.5×1060C.升高溫度,既增大反應(yīng)速率又增大KD.選用適宜催化劑可達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)答案D4.(2020江蘇單科,8,2分)反應(yīng)SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)ΔH>0、ΔS<0B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=cC.高溫下反應(yīng)每生成1molSi需消耗2×22.4LH2D.用E表示鍵能,該反應(yīng)ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-4E(H—Cl)答案B5.(2019海南單科,14,8分)由γ-羥基丁酸生成γ-丁內(nèi)酯的反應(yīng)如下:HOCH2CH2CH2COOH+H2O在298K下,γ-羥基丁酸水溶液的初始濃度為0.180mol·L-1,測(cè)得γ-丁內(nèi)酯的濃度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)如表所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:t/minc/(mol·L-1)210.024500.050800.0711000.0811200.0901600.1042200.116∞0.132(1)該反應(yīng)在50~80min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為mol·L-1·min-1。

(2)120min時(shí)γ-羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率為。

(3)298K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

(4)為提高γ-羥基丁酸的平衡轉(zhuǎn)化率,除適當(dāng)控制反應(yīng)溫度外,還可采取的措施是。

答案(1)7×10-4(2)50%(3)11/4(4)及時(shí)分離出產(chǎn)物γ-丁內(nèi)酯;使用濃硫酸作吸水劑6.(2021海南,16,10分)碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化廣泛存在于自然界及人類的生產(chǎn)和生活中。已知25℃,100kPa時(shí):①1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出2804kJ熱量。②CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1回答問(wèn)題:(1)25℃時(shí),CO2(g)與H2O(l)經(jīng)光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學(xué)方程式為。

(2)25℃,100kPa時(shí),氣態(tài)分子斷開(kāi)1mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓。已知OO、CO鍵的鍵焓分別為495kJ·mol-1、799kJ·mol-1,CO(g)分子中碳氧鍵的鍵焓為kJ·mol-1。

(3)溶于水的CO2只有部分轉(zhuǎn)化為H2CO3(aq),大部分以水合CO2的形式存在,水合CO2可用CO2(aq)表示。已知25℃時(shí),H2CO3(aq)CO2(aq)+H2O(l)的平衡常數(shù)K=600,正反應(yīng)的速率可表示為v(H2CO3)=k1·c(H2CO3),逆反應(yīng)的速率可表示為v(CO2)=k2·c(CO2),則k2=(用含k1的代數(shù)式表示)。

(4)25℃時(shí),潮濕的石膏雕像表面會(huì)發(fā)生反應(yīng):CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq),其平衡常數(shù)K=。[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(5)溶洞景區(qū)限制參觀的游客數(shù)量,主要原因之一是游客呼吸產(chǎn)生的氣體對(duì)鐘乳石有破壞作用,從化學(xué)平衡的角度說(shuō)明其原因。

答案(1)6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g)ΔH=+2804kJ·mol-1(2)1067.5(3)k1600(4)3.25×103(5)存在碳酸鈣的沉淀溶解平衡,CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),當(dāng)游客數(shù)量增多時(shí),游客呼吸產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w與CO327.(2020山東,18,12分)探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3回答下列問(wèn)題:(1)ΔH3=kJ·mol-1。

(2)一定條件下,向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH3OH(g)為amol,CO為bmol,此時(shí)H2O(g)的濃度為mol·L-1(用含a、b、V的代數(shù)式表示,下同),反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為。

(3)不同壓強(qiáng)下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。圖甲圖乙已知:CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=n(CH3OH的平衡產(chǎn)率=n(其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖(填“甲”或“乙”);壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)?圖乙中T1溫度時(shí),三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是

。

(4)為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為(填標(biāo)號(hào))。

A.低溫、高壓B.高溫、低壓C.低溫、低壓D.高溫、高壓答案(1)+40.9(2)a+bV(3)乙p1、p2、p3T1時(shí)以反應(yīng)Ⅲ為主,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響(4)A8.(2019課標(biāo)Ⅲ,28,15分)近年來(lái),隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長(zhǎng)。因此,將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中,進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系:可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0,根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400℃)=(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率,同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)過(guò)低、過(guò)高的不利影響分別是。

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過(guò)程進(jìn)行:CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1。

(3)在一定溫度的條件下,進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是。(寫出2種)

(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上,科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案,主要包括電化學(xué)過(guò)程和化學(xué)過(guò)程,如下圖所示:負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子,需消耗氧氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

答案(1)大于(O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低(2)-116(3)增加反應(yīng)體系壓強(qiáng)、及時(shí)除去產(chǎn)物(4)Fe3++e-Fe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O5.69.(2021山東,20,12分)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加劑。在催化劑作用下,可通過(guò)甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得,體系中同時(shí)存在如下反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:+CH3OHΔH1反應(yīng)Ⅱ:+CH3OHΔH2反應(yīng)Ⅲ:ΔH3回答下列問(wèn)題:(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷,A和B中相對(duì)穩(wěn)定的是(用系統(tǒng)命名法命名);ΔH1ΔH2的數(shù)值范圍是A.<-1B.-1~0C.0~1D.>1(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系,向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME,控制溫度為353K,測(cè)得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3=9.0,則平衡體系中B的物質(zhì)的量為mol,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1同溫同壓下,再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋,反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”);平衡時(shí),A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A)∶c(CH3OH)=。

(3)為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為,向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH?？刂茰囟葹?53K,A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為(填“X”或“Y”);t=100s時(shí),反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)速率v正逆反應(yīng)速率v逆(填“>”“<”或“=”)。

答案(1)2-甲基-2-丁烯D(2)0.9α10-10α2α2逆向移動(dòng)10.(2021浙江6月選考,29,10分)含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答:(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2:Cu(s)+2H2SO4(l)CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)ΔH=-11.9kJ·mol-1判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由。

(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1850K時(shí),在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量的SO2和O2,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得SO2、O2和SO3的濃度分別為6.0×10-3mol·L-1、8.0×10-3mol·L-1和4.4×10-2mol·L-1。①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為。

②平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為。

(3)工業(yè)上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。①下列說(shuō)法正確的是。

A.須采用高溫高壓的反應(yīng)條件使SO2氧化為SO3B.進(jìn)入接觸室之前的氣流無(wú)需凈化處理C.通入過(guò)量的空氣可以提高含硫礦石和SO2的轉(zhuǎn)化率D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率②接觸室結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中1~4表示催化劑層。圖2所示進(jìn)程中表示熱交換過(guò)程的是。

A.a1→b1B.b1→a2C.a2→b2D.b2→a3E.a3→b3F.b3→a4G.a4→b4圖1圖2③對(duì)于放熱的可逆反應(yīng),某一給定轉(zhuǎn)化率下,最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫出反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線Ⅱ)的關(guān)系曲線示意圖(標(biāo)明曲線Ⅰ、Ⅱ)。圖3圖4(4)一定條件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液體系中,檢測(cè)得到pH-時(shí)間振蕩曲線如圖4,同時(shí)觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化?？捎靡唤M離子方程式表示每一個(gè)周期內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程,請(qǐng)補(bǔ)充其中的2個(gè)離子方程式。ⅠS2-+H+HS-;Ⅱ①;

ⅢHS-+H2O2+H+S↓+2H2O;Ⅳ②。

答案(1)不同溫度下都能自發(fā),是因?yàn)棣<0,ΔS>0(2)①6.7×103mol-1·L②88%(3)①C②BDF③(4)①HS-+4H2O2SO42-+4H2②S+3H2O2SO42-+2H2綜合篇知能轉(zhuǎn)換綜合化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像的綜合分析1.(2021廣東,14,4分)反應(yīng)X2Z經(jīng)歷兩步:①XY;②Y2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.a為c(X)隨t的變化曲線B.t1時(shí),c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2時(shí),Y的消耗速率大于生成速率D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y)答案D2.(2021湖南,11,4分)(雙選)已知:A(g)+2B(g)3C(g)ΔH<0,向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng),t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ,在t2時(shí)改變某一條件,t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ,正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,表明反應(yīng)達(dá)到平衡B.t2時(shí)改變的條件:向容器中加入CC.平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)D.平衡常數(shù)K:K(Ⅱ)<K(Ⅰ)答案BC3.(2021北京,14,3分)丙烷經(jīng)催化脫氫可制丙烯:C3H8C3H6+H2。600℃,將一定濃度的CO2與固定濃度的C3H8通過(guò)含催化劑的恒容反應(yīng)器,經(jīng)相同時(shí)間,流出的C3H6、CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關(guān)系如圖。已知:①C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ·mol-1②C3H6(g)+92O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-2058kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1下列說(shuō)法不正確的是()A.C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH=+124kJ·mol-1B.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因:CO2+H2CO+H2OC.其他條件不變,投料比c(C3H8)/c(CO2)越大,C3H8轉(zhuǎn)化率越大D.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成,則初始物質(zhì)濃度c0與流出物質(zhì)濃度c之間一定存在:3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)答案C4.(2022屆河北承德期中,3)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g)。有關(guān)下列圖像的說(shuō)法正確的是()A.依據(jù)圖a可判斷正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.在圖b中,虛線可表示使用催化劑C.圖c可表示增大壓強(qiáng)使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.由圖d中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度的變化情況,可推知正反應(yīng)的ΔH>0答案B5.(2022屆黑龍江哈爾濱適應(yīng)考,19)下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是()圖一圖二圖三圖四A.圖一表示反應(yīng):mA(s)+nB(g)pC(g)ΔH>0,在一定溫度下,平衡時(shí)B的百分含量(B%)隨壓強(qiáng)變化的關(guān)系,x點(diǎn)的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率B.圖二是可逆反應(yīng):A(g)+B(s)C(s)+D(g)ΔH>0的速率時(shí)間圖像,在t1時(shí)刻改變條件一定是加入催化劑C.圖三表示對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A的百分含量與溫度(T)的變化情況,則該反應(yīng)的ΔH<0D.圖四所示圖中的陰影部分面積的含義是(v正-v逆)答案C6.(2021重慶巴蜀月考,10)根據(jù)如圖所示所得推論正確的是()圖一圖二圖三圖四A.若圖一表示恒溫恒容條件下,反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中,各物質(zhì)的濃度與其消耗速率之間的關(guān)系,則b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為化學(xué)平衡狀態(tài)B.圖二是C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系曲線,推斷該反應(yīng)的ΔH>0、x>0.1C.圖三是0.5mol·L-1CH3COONa溶液及水的pH隨溫度的變化曲線,說(shuō)明隨溫度升高,CH3COONa溶液中c(OH-)減小D.圖四是0.03g鎂條分別與2mL2mol·L-1鹽酸和醋酸溶液反應(yīng)過(guò)程中密閉容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線,推斷曲線①代表鹽酸與鎂條的反應(yīng)答案D7.(2021福建莆田質(zhì)檢,6)二氧化碳在溶液中的存在形式隨溶液pH的變化如下圖所示,下列說(shuō)法正確的是()圖1圖2圖3圖4A.由圖1可知碳酸的第二步電離平衡常數(shù)的數(shù)量級(jí)為10-10B.圖2表示的是H2(g)+I2(g)2HI(g)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡后使用催化劑的速率變化圖像C.圖3中t時(shí)刻代表合成氨反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)D.由圖4可知,N2(g)+3H2(g)2NH3(l)ΔH=-2(b+c-a)kJ/mol答案D8.(2021黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中,15)以CO2和NH3為原料,通過(guò)反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)合成尿素。該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如下表。()T/℃165175185195K111.974.150.634.8在一定溫度和壓強(qiáng)下,若原料氣中的NH3和CO2物質(zhì)的量之比(氨碳比x)與CO2平衡轉(zhuǎn)化率(α)的關(guān)系如圖,下列說(shuō)法正確的是()A.圖中點(diǎn)B處NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為32%B.該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為[C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能D.氨碳比越高,合成CO(NH2)2時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率越高答案A9.(2020課標(biāo)Ⅲ,28,14分)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。回答下列問(wèn)題:(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),若增大壓強(qiáng),則n(C2H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)理論計(jì)算表明,原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中,表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH0(填“大于”或“小于”)。

(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(MPa)-3(列出計(jì)算式。以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng),生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下,為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性,應(yīng)當(dāng)。

答案(1)1∶4變大(2)dc小于(3)94×10.039(4)選擇合適催化劑等10.(2019課標(biāo)Ⅰ,28,14分)水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過(guò)程,主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Shibata曾做過(guò)下列實(shí)驗(yàn):①使純H2緩慢地通過(guò)處于721℃下的過(guò)量氧化鈷CoO(s),氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s),平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s),平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷,還原CoO(s)為Co(s)的傾向是COH2(填“大于”或“小于”)。

(2)721℃時(shí),在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng),則平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(填標(biāo)號(hào))。

A.<0.25B.0.25C.0.25~0.50D.0.50E.>0.50(3)我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注?？芍簹庾儞Q的ΔH0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正=eV,寫出該步驟的化學(xué)方程式。

(4)Shoichi研究了467℃、489℃時(shí)水煤氣變換中CO和H2分壓隨時(shí)間變化關(guān)系(如下圖所示),催化劑為氧化鐵,實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體系中的pH2O和pCO相等、p計(jì)算曲線a的反應(yīng)在30~90min內(nèi)的平均速率v(a)=kPa·min-1。467℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是、。489℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是答案(1)大于(2)C(3)小于2.02COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*(或H2O*H*+OH*)(4)0.0047bcad11.(2021天津,16,14分)CS2是一種重要的化工原料。工業(yè)上可以利用硫(S8)與CH4為原料制備CS2,S8受熱分解成氣態(tài)S2,發(fā)生反應(yīng)2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),回答下列問(wèn)題:(1)CH4的電子式為,CS2分子的立體構(gòu)型為。

(2)某溫度下,若S8完全分解成氣態(tài)S2。在恒溫密閉容器中,S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。①當(dāng)CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí),CH4的轉(zhuǎn)化率為。

②當(dāng)以下數(shù)值不變時(shí),能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是(填序號(hào))。

a.氣體密度b.氣體總壓c.CH4與S2體積比d.CS2的體積分?jǐn)?shù)(3)一定條件下,CH4與S2反應(yīng)中CH4的平衡轉(zhuǎn)化率、S8分解產(chǎn)生S2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如圖所示。據(jù)圖分析,生成CS2的反應(yīng)為(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。工業(yè)上通常采用在600~650℃的條件下進(jìn)行此反應(yīng),不采用低于600℃的原因是

。

(4)用燃煤廢氣(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾氣中的H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫(S),可實(shí)現(xiàn)廢物利用,保護(hù)環(huán)境。寫出其中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答案(1)H··C··HH··(2)①30%②d(3)放熱600℃時(shí)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%,低于600℃時(shí),S2濃度明顯偏小,且反應(yīng)速率慢(4)2H2S+SO23S+2H2O、2xH2S+2NOx2xS+2xH2O+N2、2H2S+O22S+2H2O(寫出任意一個(gè),或者其他合理答案均可)應(yīng)用篇知行合一應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用——壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)1.(2022屆湖北鄂東南期中,8)用焦炭還原NO2的反應(yīng)為2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1molNO2和足量C發(fā)生反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)CO2和NO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示。下列描述正確的是()A.A、C兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A)>Kc(C)B.C點(diǎn)NO2轉(zhuǎn)化率最低C.B點(diǎn)時(shí),該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(B)=3.2MPaD.焦炭的用量越多,NO2的轉(zhuǎn)化率越高答案C2.(2022屆重慶七中期中,17節(jié)選)H2S廣泛存在于許多燃?xì)夂凸I(yè)廢氣中,脫除其中的H2S既可回收硫又可防止產(chǎn)生污染?；卮鹣铝袉?wèn)題:(3)H2S分解反應(yīng)為2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。在無(wú)催化劑及Al2O3催化下,H2S在反應(yīng)器中不同溫度時(shí)反應(yīng),每間隔相同時(shí)間測(cè)定一次H2S的轉(zhuǎn)化率,其轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示:①該反應(yīng)的ΔH(填“>”或“<”)0。

②在不加催化劑時(shí),溫度越高H2S的轉(zhuǎn)化率越接近平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率,原因是

;

在約1100℃時(shí),有無(wú)Al2O3催化,其轉(zhuǎn)化率幾乎相等,是因?yàn)椤?/p>

③若起始時(shí)在恒容密閉容器中只充入H2S,在A點(diǎn)達(dá)到平衡時(shí),若此時(shí)氣體總壓強(qiáng)為p,則此溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),氣體分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù))。

答案(3)①>②溫度越高,反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡的時(shí)間越短1100℃時(shí),Al2O3幾乎失去催化活性③0.2p3.(2022屆河北承德期中,24)已知CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH<0。設(shè)m為起始時(shí)的投料比,即m=n(H圖1圖2圖3(1)圖1中投料比相同,溫度從高到低的順序?yàn)椤?/p>

(2)圖2中m1、m2、m3從大到小的順序?yàn)椤?/p>

(3)圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下,且m=3時(shí),平衡狀態(tài)下各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系。則曲線d代表的物質(zhì)的化學(xué)名稱為,T4時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的計(jì)算式為。

答案(1)T3>T2>T1(2)m1>m2>m3(3)乙醇(4.(2022屆吉林長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)期中,15)甲烷和水蒸氣催化制氫主要存在如下兩個(gè)反應(yīng):①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ/mol恒定壓強(qiáng)為p0時(shí),將n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合氣體投入反應(yīng)器中,平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。回答下列問(wèn)題:(1)寫出CH4與CO2反應(yīng)生成H2和CO的熱化學(xué)方程式:。

(2)關(guān)于甲烷和水蒸氣催化制氫反應(yīng),下列敘述正確的是。(填字母)

A.恒溫、恒容條件下,加入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快B.恒溫、恒容條件下,加入水蒸氣,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)速率加快C.升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞頻率增大,反應(yīng)速率加快D.加入合適的催化劑,同時(shí)降低反應(yīng)溫度,相同時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率可能不變(3)恒定壓強(qiáng)為p0,投料比為n(CH4)∶n(H2O)=1∶3時(shí),從提高氫氣產(chǎn)率角度考慮反應(yīng)溫度應(yīng)控制在℃。

(4)600℃時(shí),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為(保留2位有效數(shù)字),反應(yīng)①的平衡常數(shù)的計(jì)算式為Kp=。(Kp是以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

答案(1)CH4(g)+2CO2(g)2H2(g)+2CO(g)ΔH=+247kJ/mol(2)CD(3)700~750(4)77.78%05.(2022屆河北石家莊期中,17節(jié)選)研究碳、氮、硫等元素化合物的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化對(duì)建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國(guó)具有重要意義。(3)工業(yè)上以CO和H2為原料合成甲醇的反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。在容積為1L的恒容容器中,分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇。上述三種溫度下不同H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(填標(biāo)號(hào))。

A.a、b、c三點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率:c>a>bB.上述三種溫度之間的關(guān)系為T1>T2>T3C.c點(diǎn)狀態(tài)下再通入1molCO和4molH2,再次達(dá)到平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)增大D.a點(diǎn)狀態(tài)下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH,平衡不移動(dòng)(4)在一定條件下,向某恒容密閉容器中充入xmolCO2和ymolH2,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ/mol。圖1圖2①圖1中能表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T之間的變化關(guān)系的是曲線(填“a”或“b”),判斷依據(jù)是

。

②若x=2、y=3,測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)不同溫度下H2的轉(zhuǎn)化率如圖2所示,則T2時(shí),起始?jí)簭?qiáng)為2.5MPa,Kp=MPa-2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

答案(3)D(4)①a該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小②80081(或6.(2021湖北,19,14分|生產(chǎn)環(huán)保情境)丙烯是一種重要的化工原料,可以在催化劑作用下,由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。反應(yīng)Ⅰ(直接脫氫):C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+125kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ(氧化脫氫):C3H8(g)+12O2(g)C3H6(g)+H2O(g)ΔH2=-118kJ·mol-1(1)已知鍵能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此計(jì)算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為kJ。

(2)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ,總壓恒定為100kPa,在密閉容器中通入C3H8和N2的混合氣體(N2不參與反應(yīng)),從平衡移動(dòng)的角度判斷,達(dá)到平衡后“通入N2”的作用是;在溫度為T1時(shí),C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖a所示,計(jì)算T1時(shí)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=kPa(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留一位小數(shù))。

圖a(3)在溫度為T2時(shí),通入氣體分壓比為p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合氣體,各組分氣體的分壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率為kPa·s-1;在反應(yīng)一段時(shí)間后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因?yàn)?/p>

。

圖b(4)恒溫剛性密閉容器中通入氣體分壓比為p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=2∶13∶85的混合氣體,已知某反應(yīng)條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(k,k'為速率常數(shù)):反應(yīng)Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)k反應(yīng)Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(g)k'實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k'p(C3H6),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為,其理由是。

答案(1)271(2)減小氣體濃度,使平衡右移,提高C3H8(g)轉(zhuǎn)化率16.7(3)2H2和C3H6都消耗O2(4)先增大后減小反應(yīng)開(kāi)始時(shí),體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應(yīng)進(jìn)行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,c(C3H6)逐漸減小7.(2018課標(biāo)Ⅰ,28,15分|生產(chǎn)環(huán)保情境)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)1840年Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為。

(2)F.Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示[t=∞時(shí),N2O5(g)完全分解]:t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)ΔH1=-4.4kJ·mol-12NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-55.3kJ·mol-1則反應(yīng)N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)的ΔH=kJ·mol-1。

②研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62min時(shí),測(cè)得體系中pO2=2.9kPa,則此時(shí)的pN2O5③若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。

④25℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。

(3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程:第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3NO+NO2+O2慢反應(yīng)第三步NO+NO32NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是(填標(biāo)號(hào))。

A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D.第三步反應(yīng)活化能較高答案(1)O2(2)①53.1②30.06.0×10-2③大于溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高④13.4(3)AC8.(2021全國(guó)乙,28,15分|化學(xué)史料情境)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物,具有強(qiáng)氧化性,可與金屬直接反應(yīng),也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題:(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體,由于性質(zhì)相似,Liebig誤認(rèn)為是ICl,從而錯(cuò)過(guò)了一種新元素的發(fā)現(xiàn)。該元素是。

(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2,376.8℃時(shí)平衡常數(shù)K'p=1.0×104Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量BaPtCl6,抽真空后,通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃,碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí),測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa,則pICl=kPa,反應(yīng)2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K=(列出計(jì)算式即可)。

(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136~180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp:2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)Kp2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)Kp得到lgKp1~1T和lgKp2~①由圖可知,NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH0(填“大于”或“小于”)。

②反應(yīng)2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的K=(用Kp1、Kp2表示);該反應(yīng)的ΔH0(填“大于”或“小于”),寫出推理過(guò)程(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng),在一定頻率(ν)光的照射下機(jī)理為:NOCl+hνNOCl*NOCl+NOCl*2NO+Cl2其中hν表示一個(gè)光子能量,NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)。可知,分解1mol的NOCl需要吸收mol的光子。

答案(1)溴(或Br)(2)24.8100(3)①大于②Kp1·K設(shè)T'>T,即1T'<1T,由圖可知,lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgK則:lg[Kp2(T')·Kp1(T')]>lg[K(4)0.59.(2021廣東,19,14分|學(xué)術(shù)探索情境)我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng):a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)+C(s)ΔH4e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)ΔH5(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)a的ΔH1=(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。

(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,下列說(shuō)法正確的有。

A.增大CO2與CH4的濃度,反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加B.移去部分C(s),反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)C.加入反應(yīng)a的催化劑,可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率D.降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小(3)一定條件下,CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖1所示。該歷程分步進(jìn)行,其中,第步的正反應(yīng)活化能最大。

圖1(4)設(shè)Kpr為相對(duì)壓力平衡常數(shù),其表達(dá)式寫法:在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中,用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0=100kPa)。反應(yīng)a、c、e的lnKpr隨1T(圖2①反應(yīng)a、c、e中,屬于吸熱反應(yīng)的有(填字母)。

②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為Kpr=③在圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)∶n(CH4)=1∶1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,寫出計(jì)算過(guò)程。(5)CO2用途廣泛,寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途:。

答案(1)ΔH3-ΔH4(或ΔH2+ΔH3-ΔH5)(2)AD(3)44(4)①ac②Kpr③A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)c的lnKpr=0,則平衡體系中Kpr=p2(H2)p(CH4)·p0=1,即4010.(2021湖南,16,14分|實(shí)驗(yàn)探究情境)氨氣中氫含量高,是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體,且安全、易儲(chǔ)運(yùn),可通過(guò)下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵H—HN—H鍵能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8在一定溫度下,利用催化劑將NH3分解為N2和H2?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH=kJ·mol-1;

(2)已知該反應(yīng)的ΔS=198.9J·mol-1·K-1,在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行?(填標(biāo)號(hào));

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃(3)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下,將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變,t1時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,用H2的濃度變化表示0~t1時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率v(H2)=mol·L-1·min-1(用含t1的代數(shù)式表示);

②t2時(shí)將容器體積迅速縮小至原來(lái)的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢(shì)的曲線是(用圖中a、b、c、d表示),理由是;

③在該溫度下,反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?=[已知:分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對(duì)于反應(yīng)dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)K?=pGp?g·pHp?hpDp?d·pEp?方法Ⅱ.氨電解法制氫氣利用電解原理,將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝置如圖所示。(4)電解過(guò)程中OH-的移動(dòng)方向?yàn)?填“從左往右”或“從右往左”);

(5)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為。

答案(1)+90.8(2)CD(3)①0.02t1②b體積壓縮一半瞬間,N2壓強(qiáng)變大(為80kPa),該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),加壓平衡逆向移動(dòng),N2的壓強(qiáng)隨著平衡逆向移動(dòng)而變小(5)2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O11.(2020浙江1月選考,29,10分)研究NOx之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。(1)已知:N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中,控制反應(yīng)溫度為T1。①下列可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)是。

A.氣體的壓強(qiáng)不變B.v正(N2O4)=2v逆(NO2)C.K不變D.容器內(nèi)氣體的密度不變E.容器內(nèi)顏色不變②t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p,N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,則反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=[對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B),也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]。

③反應(yīng)溫度T1時(shí),c(N2O4)隨t(時(shí)間)變化曲線如圖1,畫出0~t2時(shí)段,c(NO2)隨t變化曲線。保持其他條件不變,改變反應(yīng)溫度為T2(T2>T1),再次畫出0~t2時(shí)段,c(NO2)隨t變化趨勢(shì)的曲線。圖1(2)NO氧化反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分兩步進(jìn)行,其反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖如圖2。圖2Ⅰ2NO(g)N2O2(g)ΔH1ⅡN2O2(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH2①?zèng)Q定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體,保持其他條件不變,控制反應(yīng)溫度分別為T3和T4(T4>T3),測(cè)得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線如圖3。圖3轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度(填“T3”或“T4”)下消耗的時(shí)間較長(zhǎng),試結(jié)合反應(yīng)過(guò)程能量圖(圖2)分析其原因

。

答案(1)①AE②367③(2)①Ⅱ②T4ΔH1<0,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ平衡逆移,c(N2O2)減小;濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響12.(2020課標(biāo)Ⅰ,28,14分|生產(chǎn)環(huán)保情境)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98kJ·mol-1?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示,V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為

。

圖(a)(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的α=,判斷的依據(jù)是。

影響α的因素有。

圖(b)(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器,在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí),若SO2轉(zhuǎn)化率為α,則SO3壓強(qiáng)為,平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)研究表明,SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為:v=k(αα'-1)式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率,α'為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在α'=0.90時(shí),將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲線,如圖(c)所示。圖(c)曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該α'下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí),v逐漸提高;t>tm后,v逐漸下降。原因是

。

答案(1)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)ΔH=-351kJ·mol-1(2)0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少,增大壓強(qiáng),α提高。5.0MPa>2.5MPa=p2,所以p1=5.0MPa溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)(3)2mα100-(4)升高溫度,k增大使v逐漸提高,但α降低使v逐漸下降。t<tm時(shí),k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低;t>tm后,k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低13.(2021遼寧,17,13分|生產(chǎn)環(huán)保情境)苯催化加氫制備環(huán)己烷是化工生產(chǎn)中的重要工藝,一定條件下,發(fā)生如下反應(yīng):Ⅰ.主反應(yīng):(g)+3H2(g)(g)ΔH1<0Ⅱ.副反應(yīng):(g)(g)ΔH2>0回答下列問(wèn)題:(1)已知:Ⅲ.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH3Ⅳ.2(g)+15O2(g)12CO2(g)+6H2O(l)ΔH4Ⅴ.(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)ΔH5則ΔH1=(用ΔH3、ΔH4和ΔH5表示)。

(2)有利于提高平衡體系中環(huán)己烷體積分?jǐn)?shù)的措施有。

A.適當(dāng)升溫B.適當(dāng)降溫C.適當(dāng)加壓D.適當(dāng)減壓(3)反應(yīng)Ⅰ在管式反應(yīng)器中進(jìn)行,實(shí)際投料往往在n(H2)∶n(C6H6)=3∶1的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大H2用量,其目的是。

(4)氫原子和苯分子吸附在催化劑表面活性中心時(shí),才能發(fā)生反應(yīng),機(jī)理如圖。當(dāng)H2中混有微量H2S或CO等雜質(zhì)時(shí),會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)率降低,推測(cè)其可能原因?yàn)?/p>

。

(5)催化劑載體中的酸性中心能催化苯及環(huán)己烷的裂解。已知酸性中心可結(jié)合孤電子對(duì),下圖中可作為酸性中心的原子的標(biāo)號(hào)是(填“①”“②”或“③”)。

催化劑載體表面結(jié)構(gòu)片段(6)恒壓反應(yīng)器中,按照n(H2)∶n(C6H6)=4∶1投料,發(fā)生Ⅰ、Ⅱ反應(yīng)?？倝簽閜0,平衡時(shí)苯的轉(zhuǎn)化率為α,環(huán)己烷的分壓為p,則反應(yīng)Ⅰ的Kp=(列出計(jì)算式即可,用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

答案(1)32ΔH3+12ΔH4(2)BC(3)提高苯的利用率(4)金屬催化劑會(huì)與H2S或CO反應(yīng)從而失去催化活性(5)②(6)p創(chuàng)新篇守正出奇創(chuàng)新化學(xué)反應(yīng)速率的創(chuàng)新考查——反應(yīng)速率常數(shù)1.(2021河北高考聯(lián)考,8|設(shè)問(wèn)創(chuàng)新)某反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g)的速率方程為v=k·cm(A)·cn(B)(k為速率常數(shù)),其半衰期(當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時(shí)所需的時(shí)間)為0.7k。改變反應(yīng)物濃度時(shí)c(A)/(mol·L-1)c(B)/(mol·L-1)v/(10-3mol·L-1·min-1)0.250.0501.40.500.0502.81.000.0505.60.500.1002.8下列說(shuō)法正確的是()A.速率方程中的m=1、n=1B.該反應(yīng)的速率常數(shù)k=2.8×10-3min-1C.增大反應(yīng)物濃度,k增大導(dǎo)致反應(yīng)的瞬時(shí)速率加快D.在過(guò)量的B存在時(shí),反應(yīng)掉87.5%的A所需的時(shí)間是375min答案D2.(2022屆安徽師大附中月考,16|素材創(chuàng)新)1889年,阿侖尼烏斯提出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式:lnk=lnA-EaRT(k為反應(yīng)速率常數(shù),R為摩爾氣體常量,T為熱力學(xué)溫度,Ea為活化能,A為比例系數(shù)),該公式可以用于計(jì)算基元反應(yīng)(指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng))的活化能。下圖是三個(gè)不同的基元反應(yīng)的lnk隨下列關(guān)于上述基元反應(yīng)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.活化能由大到小的順序是Ⅰ>Ⅱ>ⅢB.一定溫度下,活化能小的反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率大C.對(duì)于不同反應(yīng),溫度升高時(shí)活化能大的反應(yīng)速率變化大D.對(duì)于同一反應(yīng),反應(yīng)速率隨溫度的升高而增大答案A3.(2022屆黑龍江哈爾濱適應(yīng)考,20|素材創(chuàng)新)用CO還原N2O的化學(xué)方程式為N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH<0。在體積均為1L的密閉容器A(500℃,恒溫)、B(起始500℃,絕熱)中分別加入0.1molN2O、0.4molCO和相同催化劑。實(shí)驗(yàn)測(cè)得A、B容器中N2O的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)的反應(yīng)速率v正=k正·c(N2O)·c(CO),v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)。k正、k逆分別是正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.A容器中N2O的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系是圖中的b曲線B.500℃該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1C.M處的v正vD.要縮短b曲線對(duì)應(yīng)容器達(dá)到平衡的時(shí)間,但不改變N2O的平衡轉(zhuǎn)化率,在催化劑一定的情況下可采取充入氮?dú)饧訅旱拇胧┐鸢窪4.(2022屆河北唐山期中,10)(雙選)已知2NO+2H22H2O+N2的速率方程為v正=k正cα(NO)cβ(H2),在800℃下測(cè)定了不同初始濃度與正反應(yīng)速率的關(guān)系,數(shù)據(jù)如下表,則下列說(shuō)法中正確的是()實(shí)驗(yàn)c0(NO)/(mol·L-1)c0(H2)/(mol·L-1)v正111v2214