2023屆新高考化學選考一輪總復習試題-專題十二化學反應速率和化學平衡

專題十二化學反應速率和化學平衡基礎篇固本夯基考點一化學反應速率1.(2020山東,14,4分)(雙選)1,3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應分兩步:第一步H+進攻1,3-丁二烯生成碳正離子();第二步Br-進攻碳正離子完成1,2-加成或1,4-加成。反應進程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時,1,2-加成產物與1,4-加成產物的比例分別為70∶30和15∶85。下列說法正確的是()A.1,4-加成產物比1,2-加成產物穩(wěn)定B.與0℃相比,40℃時1,3-丁二烯的轉化率增大C.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應速率增大,1,4-加成正反應速率減小D.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應速率的增大程度小于其逆反應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:2N2O54NO2+O2。在不同時刻測量放出的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2220s時,放出的O2體積為11.8L(標準狀況)C.反應達到平衡時,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推測上表中的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A(g)+2B(g)3C(g)。反應過程中的部分數(shù)據(jù)如下表所示:n/molt/minn(A)n(B)n(C)02.02.4050.9101.6151.6下列說法正確的是()A.0~5min用A表示的平均反應速率為0.09mol·L-1·min-1B.該反應在10min后才達到平衡C.平衡狀態(tài)時,c(C)=0.6mol·L-1D.物質B的平衡轉化率為20%答案C4.(2021河北,13,4分)室溫下,某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等,同時發(fā)生以下兩個反應:①M+NX+Y;②M+NX+Z。反應①的速率可表示為v1=k1c2(M),反應②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖。下列說法錯誤的是()A.0~30min時間段內,Y的平均反應速率為6.67×10-3mol·L-1·min-1B.反應開始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應能進行到底,反應結束時62.5%的M轉化為ZD.反應①的活化能比反應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。實驗測得70℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.圖甲表明,其他條件相同時,H2O2濃度越小,其分解速率越快B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.圖丙表明,少量Mn2+存在時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越快D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對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,反應物濃度與催化劑濃度及時間關系如圖。已知反應物消耗一半所需的時間稱為半衰期,下列說法錯誤的是()A.其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應速率越大B.其他條件相同時,降冰片烯濃度越大,反應速率越大C.條件①,反應速率為0.012mol·L-1·min-1D.條件②,降冰片烯起始濃度為3.0mol·L-1時,半衰期為62.5min答案B考點二化學平衡1.(2019海南單科,3,2分)反應C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH>0,在一定條件下于密閉容器中達到平衡。下列各項措施中,不能提高乙烷的平衡轉化率的是()A.增大容器容積B.升高反應溫度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C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH>0,下列說法正確的是()A.該反應ΔS<0B.升高溫度,反應速率增大C.恒溫下,增大總壓,H2O(g)的平衡轉化率不變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為反應速率常數(shù)且只與溫度有關,該反應平衡常數(shù)與溫度的關系為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,壓強不再變化時,該反應達到平衡C.恒溫恒壓條件下充入He,有利于提高NO2的平衡轉化率D.降低溫度,有利于提高NO2平衡轉化率答案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:2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq),達到平衡。下列說法不正確的是()A.加入苯,振蕩,平衡正向移動B.經苯2次萃取分離后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血紅色,表明該化學反應存在限度C.加入FeSO4固體,平衡逆向移動D.該反應的平衡常數(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,能得到無水MgCl2。下列說法不正確的是()A.MgCl2·nH2O(s)MgCl2·(n-1)H2O(s)+H2O(g)ΔH>0B.MgCl2·2H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl氣流可抑制反應進行C.MgCl2·H2O(s)Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高溫度,反應更易發(fā)生D.MgCl2·4H2O(s)MgCl2·2H2O(s)+2H2O(g),HCl氣流可抑制反應進行答案D6.(2019浙江4月選考,17,2分)下列說法正確的是()A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他條件不變,縮小反應容器體積,正逆反應速率不變B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的質量不再改變說明反應已達平衡C.若壓強不再隨時間變化能說明反應2A(?)+B(g)2C(?)已達平衡,則A、C不能同時是氣體D.1molN2和3molH2反應達到平衡時H2轉化率為10%,放出熱量Q1;在相同溫度和壓強下,當2molNH3分解為N2和H2的轉化率為10%時,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N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是()A.容器內的溫度不再變化B.容器內的壓強不再變化C.相同時間內,斷開H—H鍵的數(shù)目和形成N—H鍵的數(shù)目相等D.容器內氣體的濃度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。起始反應物為SO2和O2(物質的量之比為2∶1,且總物質的量不變)。SO2的平衡轉化率(%)隨溫度和壓強的變化如下表:溫度/K壓強/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列說法不正確的是()A.一定壓強下降低溫度,SO2的轉化率增大B.在不同溫度、壓強下,轉化相同物質的量的SO2所需要的時間相等C.使用催化劑可以縮短反應達到平衡所需的時間D.工業(yè)生產通常不采取加壓措施是因為常壓下SO2的轉化率已相當高答案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C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反應后達到平衡。已知常壓下,C2H5Br和C2H5OH的沸點分別為38.4℃和78.5℃。下列有關敘述錯誤的是()A.加入NaOH,可增大乙醇的物質的量B.增大HBr濃度,有利于生成C2H5BrC.若反應物均增大至2mol,則兩種反應物平衡轉化率之比不變D.若起始溫度提高至60℃,可縮短反應達到平衡的時間答案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,該反應的平衡常數(shù)K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸點為42.2℃,固體雜質不參與反應。第一階段:將粗鎳與CO反應轉化成氣態(tài)Ni(CO)4;第二階段:將第一階段反應后的氣體分離出來,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,反應的平衡常數(shù)增大B.第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應溫度,選50℃C.第二階段,Ni(CO)4分解率較低D.該反應達到平衡時,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CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。在一定溫度和壓強下于密閉容器中,反應達到平衡。下列敘述正確的是()A.升高溫度,K減小B.減小壓強,n(CO2)增加C.更換高效催化劑,α(CO)增大D.充入一定量的氮氣,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中的共價鍵所需能量小于斷裂1molN2O4中的共價鍵所需能量C.恒溫時,縮小容積,氣體顏色變深,是平衡正向移動導致的D.恒容時,水浴加熱,由于平衡正向移動導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2X(s)Y(s)+Z(g),一段時間后達到平衡。下列說法錯誤的是()A.升高溫度,若c(Z)增大,則ΔH>0B.加入一定量Z,達新平衡后m(Y)減小C.加入等物質的量的Y和Z,達新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氬氣,平衡不移動答案C14.(2021江蘇,14,3分)NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應。工業(yè)尾氣中NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管,NH3的轉化率、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,出口處氮氣、氮氧化物的量均不斷增大C.催化氧化除去尾氣中的NH3應選擇反應溫度高于250℃D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉化率高和N2選擇性高的催化劑答案D15.(2021福建,13,13分)化學鏈燃燒(CLC)是利用載氧體將空氣中的氧傳輸至燃料的新技術,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載氧體的甲烷化學鏈燃燒技術示意圖如下?？諝夥磻髋c燃料反應器中發(fā)生的反應分別為: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CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=kJ·mol-1。

(2)反應②的平衡常數(shù)表達式K=。

(3)氧的質量分數(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[氧氣的物質的量分數(shù)x(O2)為21%],發(fā)生反應①。平衡時x(O2)隨反應溫度T變化的曲線如圖所示。985℃時O2的平衡轉化率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,可加快化學鏈燃燒速率。使用不同摻雜的CuO/Cu2O載氧體,反應②活化能如下表所示。載氧體摻雜物質氧化鋁膨潤土活化能/kJ·mol-160±2.337.3±1.3由表中數(shù)據(jù)判斷:使用(填“氧化鋁”或“膨潤土”)摻雜的載氧體反應較快;使用氧化鋁或者膨潤土摻雜的載氧體,單位時間內燃料反應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①為放熱反應,溫度升高平衡左移溫度高于1030℃時,x(O2)大于21%,載氧體無法載氧(6)膨潤土<16.(2021江蘇,18,14分)甲烷是重要的資源,通過下列過程可實現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉化。(1)500℃時,CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應: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。向重整反應體系中加入適量多孔CaO,其優(yōu)點是。

(2)CH4與CO2重整的主要反應的熱化學方程式為反應Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=246.5kJ·mol-1反應Ⅱ:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol-1反應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的平衡轉化率如圖1所示。800℃下CO2平衡轉化率遠大于600℃下CO2平衡轉化率,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,催化氧化過程中Cu、Ce的化合價均發(fā)生變化,可能機理如圖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裝有xCuO·yCeO2催化劑的反應器,CO的轉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所示機理的步驟(ⅰ)中,元素Cu、Ce化合價發(fā)生的變化為。

②當催化氧化溫度超過150℃時,催化劑的催化活性下降,其可能原因是

。

答案(1)提高H2的產率;提供熱量(2)①657.1kJ/mol②反應Ⅰ、反應Ⅱ的ΔH>0,高溫下正反應進行程度大,CO2反應的量多;反應Ⅲ的ΔH<0,高溫下正反應進行程度小,CO2的生成量小(3)①Cu由+2價變?yōu)?1價,Ce由+4價變?yōu)?3價②溫度升高,Cu2+(或Cu+)被H2(或CO)還原為Cu17.(2017課標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?；卮鹣铝袉栴}:(1)畫出砷的原子結構示意圖。

(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和單質硫。寫出發(fā)生反應的化學方程式。該反應需要在加壓下進行,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As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s)的ΔH=。

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

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

③tm時v逆tn時v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是。

④若平衡時溶液的pH=14,則該反應的平衡常數(shù)K為。

答案(1)(2)2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S增加反應物O2的濃度,提高As2S3的轉化速率(3)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3(4)①a、c②大于③小于tm時生成物濃度較低④4y3(x-y考點三化學平衡常數(shù)及應用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,還能通過催化氧化生產HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金屬,也能與許多有機化合物發(fā)生反應;在高溫或放電條件下,N2與O2反應生成NO,NO進一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-116.4kJ·mol-1。大氣中過量的NOx和水體中過量的NH4+、NO3-均是污染物。通過催化還原的方法,可將煙氣和機動車尾氣中的NOx轉化為N2,也可將水體中的NO3-轉化為N2。對于反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),A.該反應的ΔH<0,ΔS<0B.反應的平衡常數(shù)可表示為K=cC.使用高效催化劑能降低反應的焓變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I2(g)+H2(g)2HI(g)在密閉容器中達到平衡時,測得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組初始濃度進行實驗,反應逆向進行的是()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:CO(g)+NO(g)CO2(g)+12N2(g)ΔH=-374.3kJ·mol-1K=2.5×1060,反應速率較小。有關該反應的說法正確的是()A.K很大,NO與CO在排入大氣之前就已反應完全B.增大壓強,平衡將向右移動,K>2.5×1060C.升高溫度,既增大反應速率又增大KD.選用適宜催化劑可達到尾氣排放標準答案D4.(2020江蘇單科,8,2分)反應SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。下列有關該反應的說法正確的是()A.該反應ΔH>0、ΔS<0B.該反應的平衡常數(shù)K=cC.高溫下反應每生成1molSi需消耗2×22.4LH2D.用E表示鍵能,該反應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-丁內酯的反應如下:HOCH2CH2CH2COOH+H2O在298K下,γ-羥基丁酸水溶液的初始濃度為0.180mol·L-1,測得γ-丁內酯的濃度隨時間變化的數(shù)據(jù)如表所示?；卮鹣铝袉栴}:t/minc/(mol·L-1)210.024500.050800.0711000.0811200.0901600.1042200.116∞0.132(1)該反應在50~80min內的平均反應速率為mol·L-1·min-1。

(2)120min時γ-羥基丁酸的轉化率為。

(3)298K時該反應的平衡常數(shù)K=。

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

答案(1)7×10-4(2)50%(3)11/4(4)及時分離出產物γ-丁內酯;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化廣泛存在于自然界及人類的生產和生活中。已知25℃,100kPa時: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回答問題:(1)25℃時,CO2(g)與H2O(l)經光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學方程式為。

(2)25℃,100kPa時,氣態(tài)分子斷開1mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。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,H2CO3(aq)CO2(aq)+H2O(l)的平衡常數(shù)K=600,正反應的速率可表示為v(H2CO3)=k1·c(H2CO3),逆反應的速率可表示為v(CO2)=k2·c(CO2),則k2=(用含k1的代數(shù)式表示)。

(4)25℃時,潮濕的石膏雕像表面會發(fā)生反應: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生的氣體對鐘乳石有破壞作用,從化學平衡的角度說明其原因。

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),當游客數(shù)量增多時,游客呼吸產生的二氧化碳氣體與CO327.(2020山東,18,12分)探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下: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,達到平衡時,容器中CH3OH(g)為amol,CO為bmol,此時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Ⅲ的平衡常數(shù)為。

(3)不同壓強下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,實驗測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度的變化關系如圖所示。圖甲圖乙已知:CO2的平衡轉化率=n(CH3OH的平衡產率=n(其中縱坐標表示CO2平衡轉化率的是圖(填“甲”或“乙”);壓強p1、p2、p3由大到小的順序為;圖乙中T1溫度時,三條曲線幾乎交于一點的原因是

。

(4)為同時提高CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率,應選擇的反應條件為(填標號)。

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時以反應Ⅲ為主,反應前后氣體分子數(shù)相等,壓強改變對平衡沒有影響(4)A8.(2019課標Ⅲ,28,15分)近年來,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出量也隨之迅速增長。因此,將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}:(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,進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時HCl平衡轉化率隨溫度變化的關系:可知反應平衡常數(shù)K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設HCl初始濃度為c0,根據(jù)進料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計算K(400℃)=(列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率,同時降低產物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是。

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行: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,進一步提高HCl的轉化率的方法是。(寫出2種)

(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上,科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如下圖所示:負極區(qū)發(fā)生的反應有(寫反應方程式)。電路中轉移1mol電子,需消耗氧氣L(標準狀況)。

答案(1)大于(O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉化率較低(2)-116(3)增加反應體系壓強、及時除去產物(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,可通過甲醇與烯烴的液相反應制得,體系中同時存在如下反應:反應Ⅰ:+CH3OHΔH1反應Ⅱ:+CH3OHΔH2反應Ⅲ:ΔH3回答下列問題:(1)反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質的量分數(shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關系如圖所示。據(jù)圖判斷,A和B中相對穩(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)為研究上述反應體系的平衡關系,向某反應容器中加入1.0molTAME,控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉化率為α。已知反應Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3=9.0,則平衡體系中B的物質的量為mol,反應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Ⅰ的化學平衡將(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”);平衡時,A與CH3OH物質的量濃度之比c(A)∶c(CH3OH)=。

(3)為研究反應體系的動力學行為,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物質的量濃度c隨反應時間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為(填“X”或“Y”);t=100s時,反應Ⅲ的正反應速率v正逆反應速率v逆(填“>”“<”或“=”)。

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

(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1850K時,在一恒容密閉反應器中充入一定量的SO2和O2,當反應達到平衡后測得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該溫度下反應的平衡常數(shù)為。

②平衡時SO2的轉化率為。

(3)工業(yè)上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。①下列說法正確的是。

A.須采用高溫高壓的反應條件使SO2氧化為SO3B.進入接觸室之前的氣流無需凈化處理C.通入過量的空氣可以提高含硫礦石和SO2的轉化率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接觸室結構如圖1所示,其中1~4表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是。

A.a1→b1B.b1→a2C.a2→b2D.b2→a3E.a3→b3F.b3→a4G.a4→b4圖1圖2③對于放熱的可逆反應,某一給定轉化率下,最大反應速率對應的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫出反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的轉化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、平衡轉化率與溫度(曲線Ⅱ)的關系曲線示意圖(標明曲線Ⅰ、Ⅱ)。圖3圖4(4)一定條件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液體系中,檢測得到pH-時間振蕩曲線如圖4,同時觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化。可用一組離子方程式表示每一個周期內的反應進程,請補充其中的2個離子方程式。ⅠS2-+H+HS-;Ⅱ①;

ⅢHS-+H2O2+H+S↓+2H2O;Ⅳ②。

答案(1)不同溫度下都能自發(fā),是因為ΔH<0,ΔS>0(2)①6.7×103mol-1·L②88%(3)①C②BDF③(4)①HS-+4H2O2SO42-+4H2②S+3H2O2SO42-+2H2綜合篇知能轉換綜合化學反應速率和化學平衡圖像的綜合分析1.(2021廣東,14,4分)反應X2Z經歷兩步:①XY;②Y2Z。反應體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A.a為c(X)隨t的變化曲線B.t1時,c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2時,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,t1時達到平衡狀態(tài)Ⅰ,在t2時改變某一條件,t3時重新達到平衡狀態(tài)Ⅱ,正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.容器內壓強不變,表明反應達到平衡B.t2時改變的條件:向容器中加入CC.平衡時A的體積分數(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通過含催化劑的恒容反應器,經相同時間,流出的C3H6、CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關系如圖。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轉化率越大D.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成,則初始物質濃度c0與流出物質濃度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)在密閉容器中進行反應:X(g)+3Y(g)2Z(g)。有關下列圖像的說法正確的是()A.依據(jù)圖a可判斷正反應為吸熱反應B.在圖b中,虛線可表示使用催化劑C.圖c可表示增大壓強使平衡向逆反應方向移動D.由圖d中氣體平均相對分子質量隨溫度的變化情況,可推知正反應的ΔH>0答案B5.(2022屆黑龍江哈爾濱適應考,19)下列圖示與對應的敘述相符的是()圖一圖二圖三圖四A.圖一表示反應:mA(s)+nB(g)pC(g)ΔH>0,在一定溫度下,平衡時B的百分含量(B%)隨壓強變化的關系,x點的正反應速率小于逆反應速率B.圖二是可逆反應:A(g)+B(s)C(s)+D(g)ΔH>0的速率時間圖像,在t1時刻改變條件一定是加入催化劑C.圖三表示對于化學反應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2NO2(g)N2O4(g)中,各物質的濃度與其消耗速率之間的關系,則b點對應的狀態(tài)為化學平衡狀態(tài)B.圖二是C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)的平衡轉化率與溫度和壓強的關系曲線,推斷該反應的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過程中密閉容器內氣體壓強隨時間的變化曲線,推斷曲線①代表鹽酸與鎂條的反應答案D7.(2021福建莆田質檢,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)量級為10-10B.圖2表示的是H2(g)+I2(g)2HI(g)在t1時刻達到平衡后使用催化劑的速率變化圖像C.圖3中t時刻代表合成氨反應達到了化學平衡狀態(tài)D.由圖4可知,N2(g)+3H2(g)2NH3(l)ΔH=-2(b+c-a)kJ/mol答案D8.(2021黑龍江實驗中學期中,15)以CO2和NH3為原料,通過反應:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)合成尿素。該反應的平衡常數(shù)和溫度關系如下表。()T/℃165175185195K111.974.150.634.8在一定溫度和壓強下,若原料氣中的NH3和CO2物質的量之比(氨碳比x)與CO2平衡轉化率(α)的關系如圖,下列說法正確的是()A.圖中點B處NH3的平衡轉化率為32%B.該反應平衡常數(shù)的表達式為[C.該反應中反應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NH3的轉化率越高答案A9.(2020課標Ⅲ,28,14分)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領域。回答下列問題:(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應中,產物的物質的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=。當反應達到平衡時,若增大壓強,則n(C2H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)理論計算表明,原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,在體系壓強為0.1MPa,反應達到平衡時,四種組分的物質的量分數(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反應的ΔH0(填“大于”或“小于”)。

(3)根據(jù)圖中點A(440K,0.39),計算該溫度時反應的平衡常數(shù)Kp=(MPa)-3(列出計算式。以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

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

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Ⅰ,28,14分)水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過程,主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領域中?；卮鹣铝袉栴}:(1)Shibata曾做過下列實驗:①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s),氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s),平衡后氣體中H2的物質的量分數(shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s),平衡后氣體中CO的物質的量分數(shù)為0.0192。根據(jù)上述實驗結果判斷,還原CoO(s)為Co(s)的傾向是COH2(填“大于”或“小于”)。

(2)721℃時,在密閉容器中將等物質的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用適當?shù)拇呋瘎┻M行反應,則平衡時體系中H2的物質的量分數(shù)為(填標號)。

A.<0.25B.0.25C.0.25~0.50D.0.50E.>0.50(3)我國學者結合實驗與計算機模擬結果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標注。可知水煤氣變換的ΔH0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正=eV,寫出該步驟的化學方程式。

(4)Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關系(如下圖所示),催化劑為氧化鐵,實驗初始時體系中的pH2O和pCO相等、p計算曲線a的反應在30~90min內的平均速率v(a)=kPa·min-1。467℃時pH2和pCO隨時間變化關系的曲線分別是、。489℃時pH2和pCO隨時間變化關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2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),回答下列問題:(1)CH4的電子式為,CS2分子的立體構型為。

(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物質的量比為2∶1時開始反應。①當CS2的體積分數(shù)為10%時,CH4的轉化率為。

②當以下數(shù)值不變時,能說明該反應達到平衡的是(填序號)。

a.氣體密度b.氣體總壓c.CH4與S2體積比d.CS2的體積分數(shù)(3)一定條件下,CH4與S2反應中CH4的平衡轉化率、S8分解產生S2的體積分數(shù)隨溫度的變化曲線如圖所示。據(jù)圖分析,生成CS2的反應為(填“放熱”或“吸熱”)反應。工業(yè)上通常采用在600~650℃的條件下進行此反應,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轉化為單質硫(S),可實現(xiàn)廢物利用,保護環(huán)境。寫出其中一個反應的化學方程式。

答案(1)H··C··HH··(2)①30%②d(3)放熱600℃時甲烷平衡轉化率高達99%,低于600℃時,S2濃度明顯偏小,且反應速率慢(4)2H2S+SO23S+2H2O、2xH2S+2NOx2xS+2xH2O+N2、2H2S+O22S+2H2O(寫出任意一個,或者其他合理答案均可)應用篇知行合一應用化學平衡常數(shù)的創(chuàng)新應用——壓強平衡常數(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,測得平衡時CO2和NO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示。下列描述正確的是()A.A、C兩點的濃度平衡常數(shù)關系:Kc(A)>Kc(C)B.C點NO2轉化率最低C.B點時,該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(B)=3.2MPaD.焦炭的用量越多,NO2的轉化率越高答案C2.(2022屆重慶七中期中,17節(jié)選)H2S廣泛存在于許多燃氣和工業(yè)廢氣中,脫除其中的H2S既可回收硫又可防止產生污染?；卮鹣铝袉栴}:(3)H2S分解反應為2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。在無催化劑及Al2O3催化下,H2S在反應器中不同溫度時反應,每間隔相同時間測定一次H2S的轉化率,其轉化率與溫度的關系如圖所示:①該反應的ΔH(填“>”或“<”)0。

②在不加催化劑時,溫度越高H2S的轉化率越接近平衡時的轉化率,原因是

;

在約1100℃時,有無Al2O3催化,其轉化率幾乎相等,是因為。

③若起始時在恒容密閉容器中只充入H2S,在A點達到平衡時,若此時氣體總壓強為p,則此溫度反應的平衡常數(shù)Kp=(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),氣體分壓=氣體總壓×體積分數(shù))。

答案(3)①>②溫度越高,反應速率越快,達到平衡的時間越短1100℃時,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原理為2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH<0。設m為起始時的投料比,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為。

(2)圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為。

(3)圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下,且m=3時,平衡狀態(tài)下各物質的物質的量分數(shù)與溫度的關系。則曲線d代表的物質的化學名稱為,T4時,該反應的平衡常數(shù)Kp的計算式為。

答案(1)T3>T2>T1(2)m1>m2>m3(3)乙醇(4.(2022屆吉林長春外國語期中,15)甲烷和水蒸氣催化制氫主要存在如下兩個反應:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ/mol恒定壓強為p0時,將n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合氣體投入反應器中,平衡時各組分的物質的量分數(shù)與溫度的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出CH4與CO2反應生成H2和CO的熱化學方程式:。

(2)關于甲烷和水蒸氣催化制氫反應,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,壓強增大,反應速率加快B.恒溫、恒容條件下,加入水蒸氣,活化分子百分數(shù)增大,反應速率加快C.升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,有效碰撞頻率增大,反應速率加快D.加入合適的催化劑,同時降低反應溫度,相同時間內的轉化率可能不變(3)恒定壓強為p0,投料比為n(CH4)∶n(H2O)=1∶3時,從提高氫氣產率角度考慮反應溫度應控制在℃。

(4)600℃時,CH4的平衡轉化率為(保留2位有效數(shù)字),反應①的平衡常數(shù)的計算式為Kp=。(Kp是以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質的量分數(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或轉化對建設生態(tài)文明、美麗中國具有重要意義。(3)工業(yè)上以CO和H2為原料合成甲醇的反應: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CO的物質的量均為1mol)與CO平衡轉化率的關系如圖所示。下列說法正確的是(填標號)。

A.a、b、c三點H2的轉化率:c>a>bB.上述三種溫度之間的關系為T1>T2>T3C.c點狀態(tài)下再通入1molCO和4molH2,再次達到平衡時H2的體積分數(shù)增大D.a點狀態(tài)下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH,平衡不移動(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CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ/mol。圖1圖2①圖1中能表示該反應的平衡常數(shù)K與溫度T之間的變化關系的是曲線(填“a”或“b”),判斷依據(jù)是

。

②若x=2、y=3,測得在相同時間內不同溫度下H2的轉化率如圖2所示,則T2時,起始壓強為2.5MPa,Kp=MPa-2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

答案(3)D(4)①a該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減?、?0081(或6.(2021湖北,19,14分|生產環(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Ⅰ(直接脫氫):C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+125kJ·mol-1反應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,由此計算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為kJ。

(2)對于反應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),從平衡移動的角度判斷,達到平衡后“通入N2”的作用是;在溫度為T1時,C3H8的平衡轉化率與通入氣體中C3H8的物質的量分數(shù)的關系如圖a所示,計算T1時反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=kPa(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù),保留一位小數(shù))。

圖a(3)在溫度為T2時,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間的變化關系如圖b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率為kPa·s-1;在反應一段時間后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因為

。

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,已知某反應條件下只發(fā)生如下反應(k,k'為速率常數(shù)):反應Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)k反應Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(g)k'實驗測得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k'p(C3H6),可推測丙烯的濃度隨時間的變化趨勢為,其理由是。

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

(2)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示[t=∞時,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N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)的ΔH=kJ·mol-1。

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

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

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

A.v(第一步的逆反應)>v(第二步反應)B.反應的中間產物只有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,總壓強提高;NO2二聚為放熱反應,溫度提高,平衡左移,體系物質的量增加,總壓強提高④13.4(3)AC8.(2021全國乙,28,15分|化學史料情境)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物,具有強氧化性,可與金屬直接反應,也可用作有機合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}:(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體,由于性質相似,Liebig誤認為是ICl,從而錯過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)。該元素是。

(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時部分分解為BaCl2、Pt和Cl2,376.8℃時平衡常數(shù)K'p=1.0×104Pa2。在一硬質玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6,抽真空后,通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃,碘蒸氣初始壓強為20.0kPa。376.8℃平衡時,測得燒瓶中壓強為32.5kPa,則pICl=kPa,反應2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K=(列出計算式即可)。

(3)McMorris測定和計算了在136~180℃范圍內下列反應的平衡常數(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反應的ΔH0(填“大于”或“小于”)。

②反應2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的K=(用Kp1、Kp2表示);該反應的ΔH0(填“大于”或“小于”),寫出推理過程(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學分解反應,在一定頻率(ν)光的照射下機理為:NOCl+hνNOCl*NOCl+NOCl*2NO+Cl2其中hν表示一個光子能量,NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)?？芍?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|學術探索情境)我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應: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a的ΔH1=(寫出一個代數(shù)式即可)。

(2)上述反應體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有。

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

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

②反應c的相對壓力平衡常數(shù)表達式為Kpr=③在圖2中A點對應溫度下、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行反應,體系達到平衡時H2的分壓為40kPa。計算CH4的平衡轉化率,寫出計算過程。(5)CO2用途廣泛,寫出基于其物理性質的一種用途:。

答案(1)ΔH3-ΔH4(或ΔH2+ΔH3-ΔH5)(2)AD(3)44(4)①ac②Kpr③A點對應溫度下反應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|實驗探究情境)氨氣中氫含量高,是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體,且安全、易儲運,可通過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化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學鍵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?；卮鹣铝袉栴}:(1)反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH=kJ·mol-1;

(2)已知該反應的ΔS=198.9J·mol-1·K-1,在下列哪些溫度下反應能自發(fā)進行?(填標號);

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

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

③在該溫度下,反應的標準平衡常數(shù)K?=[已知:分壓=總壓×該組分物質的量分數(shù),對于反應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,將氨轉化為高純氫氣,其裝置如圖所示。(4)電解過程中OH-的移動方向為(填“從左往右”或“從右往左”);

(5)陽極的電極反應式為。

答案(1)+90.8(2)CD(3)①0.02t1②b體積壓縮一半瞬間,N2壓強變大(為80kPa),該反應為氣體分子數(shù)增大的反應,加壓平衡逆向移動,N2的壓強隨著平衡逆向移動而變小(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,控制反應溫度為T1。①下列可以作為反應達到平衡的判據(jù)是。

A.氣體的壓強不變B.v正(N2O4)=2v逆(NO2)C.K不變D.容器內氣體的密度不變E.容器內顏色不變②t1時刻反應達到平衡,混合氣體平衡總壓強為p,N2O4氣體的平衡轉化率為75%,則反應N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=[對于氣相反應,用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度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,x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質的量分數(shù)]。

③反應溫度T1時,c(N2O4)隨t(時間)變化曲線如圖1,畫出0~t2時段,c(NO2)隨t變化曲線。保持其他條件不變,改變反應溫度為T2(T2>T1),再次畫出0~t2時段,c(NO2)隨t變化趨勢的曲線。圖1(2)NO氧化反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分兩步進行,其反應過程能量變化示意圖如圖2。圖2Ⅰ2NO(g)N2O2(g)ΔH1ⅡN2O2(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH2①決定NO氧化反應速率的步驟是(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,控制反應溫度分別為T3和T4(T4>T3),測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖3。圖3轉化相同量的NO,在溫度(填“T3”或“T4”)下消耗的時間較長,試結合反應過程能量圖(圖2)分析其原因

。

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

。

圖(a)(2)當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下,SO2平衡轉化率α隨溫度的變化如圖(b)所示。反應在5.0MPa、550℃時的α=,判斷的依據(jù)是。

影響α的因素有。

圖(b)(3)將組成(物質的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器,在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時,若SO2轉化率為α,則SO3壓強為,平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

(4)研究表明,SO2催化氧化的反應速率方程為:v=k(αα'-1)式中:k為反應速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;α為SO2平衡轉化率,α'為某時刻SO2轉化率,n為常數(shù)。在α'=0.90時,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最大值所對應溫度稱為該α'下反應的最適宜溫度tm。t<tm時,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該反應氣體分子數(shù)減少,增大壓強,α提高。5.0MPa>2.5MPa=p2,所以p1=5.0MPa溫度、壓強和反應物的起始濃度(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,k增大對v的提高大于α引起的降低;t>tm后,k增大對v的提高小于α引起的降低13.(2021遼寧,17,13分|生產環(huán)保情境)苯催化加氫制備環(huán)己烷是化工生產中的重要工藝,一定條件下,發(fā)生如下反應:Ⅰ.主反應:(g)+3H2(g)(g)ΔH1<0Ⅱ.副反應:(g)(g)ΔH2>0回答下列問題:(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)己烷體積分數(shù)的措施有。

A.適當升溫B.適當降溫C.適當加壓D.適當減壓(3)反應Ⅰ在管式反應器中進行,實際投料往往在n(H2)∶n(C6H6)=3∶1的基礎上適當增大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,才能發(fā)生反應,機理如圖。當H2中混有微量H2S或CO等雜質時,會導致反應Ⅰ的產率降低,推測其可能原因為

。

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

催化劑載體表面結構片段(6)恒壓反應器中,按照n(H2)∶n(C6H6)=4∶1投料,發(fā)生Ⅰ、Ⅱ反應。總壓為p0,平衡時苯的轉化率為α,環(huán)己烷的分壓為p,則反應Ⅰ的Kp=(列出計算式即可,用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

答案(1)32ΔH3+12ΔH4(2)BC(3)提高苯的利用率(4)金屬催化劑會與H2S或CO反應從而失去催化活性(5)②(6)p創(chuàng)新篇守正出奇創(chuàng)新化學反應速率的創(chuàng)新考查——反應速率常數(shù)1.(2021河北高考聯(lián)考,8|設問創(chuàng)新)某反應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(當剩余反應物恰好是起始的一半時所需的時間)為0.7k。改變反應物濃度時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下列說法正確的是()A.速率方程中的m=1、n=1B.該反應的速率常數(shù)k=2.8×10-3min-1C.增大反應物濃度,k增大導致反應的瞬時速率加快D.在過量的B存在時,反應掉87.5%的A所需的時間是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速率常數(shù)與溫度間關系的經驗公式:lnk=lnA-EaRT(k為反應速率常數(shù),R為摩爾氣體常量,T為熱力學溫度,Ea為活化能,A為比例系數(shù)),該公式可以用于計算基元反應(指在反應中一步直接轉化為產物的反應)的活化能。下圖是三個不同的基元反應的lnk隨下列關于上述基元反應的說法中錯誤的是()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,化學反應速率大C.對于不同反應,溫度升高時活化能大的反應速率變化大D.對于同一反應,反應速率隨溫度的升高而增大答案A3.(2022屆黑龍江哈爾濱適應考,20|素材創(chuàng)新)用CO還原N2O的化學方程式為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。實驗測得A、B容器中N2O的轉化率隨時間的變化關系如圖所示。該反應的反應速率v正=k正·c(N2O)·c(CO),v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)。k正、k逆分別是正、逆反應速率常數(shù)。下列說法錯誤的是()A.A容器中N2O的轉化率隨時間的變化關系是圖中的b曲線B.500℃該反應的化學平衡常數(shù)K=1C.M處的v正vD.要縮短b曲線對應容器達到平衡的時間,但不改變N2O的平衡轉化率,在催化劑一定的情況下可采取充入氮氣加壓的措施答案D4.(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℃下測定了不同初始濃度與正反應速率的關系,數(shù)據(jù)如下表,則下列說法中正確的是()實驗c0(NO)/(mol·L-1)c0(H2)/(mol·L-1)v正111v2214