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2023屆高考化學一輪訓練題:化學反應(yīng)原理綜合題1.(2022·安徽省宣城市第二中學模擬預測)二甲醚是含氫量高,廉價易得,無毒的優(yōu)良制氫原料,二甲醚水蒸氣重整制氫體系中會發(fā)生如下反應(yīng):主反應(yīng):反應(yīng):(1)①主反應(yīng)在_______(填“高溫”或“低溫”)下能自發(fā)進行。②已知主反應(yīng)的機理分為兩步步驟?。翰襟Eⅱ:……則步驟ⅱ的熱化學方程式為_______。對比負載的催化劑性能,測得收率的變化曲線如圖所示。已知:二甲醚轉(zhuǎn)化率氫選擇性氫收率=二甲醚轉(zhuǎn)化率×氫選擇性(2)三種催化劑中,催化活性最好的催化劑是_______。加入后,催化劑的穩(wěn)定性_______(填“上升”或下降”)(3)向恒壓為p(非恒容)的體系中充入物質(zhì)的量之比為的發(fā)生二甲醚水蒸氣重整制氫反應(yīng),測得在催化劑催化下反應(yīng)達到平衡時,二甲醚轉(zhuǎn)化率為,且產(chǎn)物中。①能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志為_______(填字母)。A.混合氣體中各物質(zhì)分壓保持不變B.混合氣體的密度保持不變C.混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變D.消耗時,有生成②反應(yīng)達到平衡時,的轉(zhuǎn)化率為_______,二甲醚水蒸氣重整制氫主反應(yīng)的_______(列出含p的計算式即可)。2.(2022·全國·模擬預測)研究煙氣的脫硝(除)、脫硫(除)技術(shù)有著積極的環(huán)保意義(1)將含硫煙氣通入含、粉末的濁液中,可實現(xiàn)“脫硫”,其過程表示如圖:“脫硫”過程的總反應(yīng)方程式為_______(2)SCR技術(shù)(如圖)可有效降低柴油發(fā)動機的氮氧化物排放,其原理為:尿素水溶液熱分解為和。60g尿素理論上可處理標況下_______(3)以溶液作為吸收劑利用如圖噴淋吸收塔進行一體化“脫硫”、脫硝”,當煙氣中進入吸收塔和的體積比為時,若“脫硫率”、“脫硝率”均為,則流出的吸收液中之比為_______(4)工業(yè)上廢氣中可用溶液吸收,反應(yīng)過程中溶液組成變化如圖所示①吸收中期(點)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______②C點時吸收液中所含溶質(zhì)與的物質(zhì)的量之間的關(guān)系是_______(填“>”、“<”或“=”)3.(2022·全國·模擬預測)丙烯是最重要的基礎(chǔ)化工原料之一,丙烯廣泛用于合成聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸等工業(yè)領(lǐng)域.回答下列問題:(1)丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應(yīng)如下:已知標準生成焓指在某溫度下由穩(wěn)定單質(zhì)生成化合物的焓變,記作.在下,氣態(tài)丙烷的標準生成焓,氣態(tài)丙烯的標準生成焓,單質(zhì)的標準生成焓為零。生成物的標準生成焓總和-反應(yīng)物的標準生成焓總和,則上述反應(yīng)的_______(2)時,將充入某恒容剛性密閉容器中,在催化作用下發(fā)生無氧脫氫反應(yīng)。用壓強傳感器測出容器內(nèi)體系壓強隨時間的變化關(guān)系如表所示:時間060120180240300360壓強100136163178180180180①已知:.前,用的分壓變化表示上述脫氫反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為_______kPa/min。②時,反應(yīng)的平衡常數(shù)_______(為用各氣體分壓代替氣體的濃度表示的平衡常數(shù),分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù))③已知:。在時,向體積可變的恒壓密閉容器中通入一定量的,有助于提高丙烯產(chǎn)率。原因是_______(3)丙烷在有氧氣參與的條件下也可以發(fā)生脫氫反應(yīng):。下列說法正確的是_______A.相對于丙烷直接催化脫氫法,有氧氣催化脫氫,反應(yīng)更容易進行B.相同條件下,氫氣、丙烯、丙烷三種氣體中,還原性最強是氫氣C.恒溫恒容下,當混合氣體的密度不再隨時間改變時,說明反應(yīng)達到其限度D.通入更多的氧氣,有利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率,提高丙烯的產(chǎn)率(4)科學家研究開發(fā)了利用太陽能在酸性介質(zhì)中將工業(yè)排放的電催化獲得丙烯的技術(shù),有利于實現(xiàn)“碳中和”,原理如圖所示陰極的電極反應(yīng)式為_______4.(2022·福建·一模)霧霾中的NO對人體健康有嚴重危害,一種新技術(shù)用H2還原NO的反應(yīng)原理為:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)△H<0.回答下列問題:(1)該反應(yīng)的能量變化過程如圖:△H=___________(用圖中字母表示)。(2)該反應(yīng)的機理如下:①2NO(g)N2O2(g)(快)②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)下列各反應(yīng)的活化能最大的是___________(填標號)。A.反應(yīng)②的正反應(yīng) B.反應(yīng)①或③的正反應(yīng)C.總反應(yīng)的正反應(yīng) D.總反應(yīng)的逆反應(yīng)(3)現(xiàn)向甲、乙、丙三個體積均為2L的密閉容器中加入一定量H2和NO發(fā)生反應(yīng),為研究H2和NO最合適的起始投料比,分別在T1℃、T2℃、T3℃進行實驗(T1<T2<T3),結(jié)果如圖。①其中T1℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是___________(填標號);當曲線X、Y、Z達到相同的NO平衡轉(zhuǎn)化率時,對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的規(guī)律是___________。②T2℃時,若充入H2、NO分別為5mol、2mol,容器內(nèi)的壓強為p0Pa,反應(yīng)進行到5min時達平衡,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=___________Pa-1(用平衡分壓代替平衡濃度寫出計算表達式,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(4)可利用如圖裝置,模擬電化學方法除去霧霾中的NO、SO2,則a極為___________極(填“陽”或“陰”),b極的電極反應(yīng)式為___________。5.(2023·廣東·惠州一中模擬預測)乙烯是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要有機原料,乙苯催化脫氫制備苯乙烯是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法,反應(yīng)如下:(g)+H2(g)(1)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣,反應(yīng)溫度維持在,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分數(shù))示意圖如下:①一般控制原料氣中水油比為9∶1,若水油比增大,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率_____________(填“增大”或“減小”),理由是__________________________。②控制反應(yīng)溫度為的理由是__________________________。(2)某研究機構(gòu)用代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝。反應(yīng)方程式為:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g)反應(yīng)歷程如圖:①已知:。則________。②催化劑表面酸堿性對乙苯脫氫反應(yīng)性能影響較大,根據(jù)反應(yīng)歷程分析,如果催化劑表面堿性太強,對反應(yīng)造成的影響為:___________(說出一點即可)。③一定溫度下,向恒容密閉容器中充入乙苯和,起始壓強為,平衡時容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為,乙苯的轉(zhuǎn)化率為_____________,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)_____________。(已知:氣體分壓=氣體總壓×氣體體積分數(shù))6.(2022·湖南永州·一模)氮氧化合物的處理對建設(shè)生態(tài)文明具有重要意義,可采用多種方法消除。方法一:氫氣還原法(1)已知H2在催化劑Rh表面還原NO的部分反應(yīng)機理如表:基元反應(yīng)活化能Ea(kJ·mol-1)H2(g)+Rh(s)+Rh(s)→H(s)+H(s)12.6N(s)+N(s)→N2(s)+Rh(s)+Rh(s)120.9OH(s)+Rh(s)→H(s)+O(s)37.7H(s)+H(s)→H2(g)+Rh(s)+Rh(s)77.8NO(s)→NO(g)+Rh(s)108.9①基元反應(yīng)H2+Rh(s)+Rh(s)→H(s)+H(s)的焓變ΔH=_______kJ/mol。②低溫時,使用催化劑Pt/Al-M-10-A,將H2和NO以物質(zhì)的量比1:2充入恒溫剛性容器中,發(fā)生反應(yīng)H2(g)+2NO(g)?N2O(g)+H2O(g)。下列有關(guān)說法錯誤的是_______。a.當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)b.任意時刻,2v正(NO)=v逆(H2O)c.若向容器內(nèi)充入少量O2,平衡不移動d.平衡后,向容器中按照物質(zhì)的量比1∶2再充入H2和NO,平衡向右移動③將H2、NO、O2按體積比3∶2∶1充入恒溫恒壓(200℃、100kPa)容器中,發(fā)生反應(yīng):4H2(g)+2NO(g)+O2(g)?N2(g)+4H2O(g),平衡時,N2的體積分數(shù)為0.1。NO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______,平衡常數(shù)Kp=_______(kPa)-2(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。方法二:一氧化碳還原法(2)將等物質(zhì)的量的NO和CO分別充入盛有催化劑①和②的體積相同的剛性容器,進行反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)?H<0,經(jīng)過相同時間測得NO的轉(zhuǎn)化率如圖所示,圖中cd段轉(zhuǎn)化率下降的可能原因有_______。方法三:間接電化學法(3)已知:H2S2O4是一種弱酸。利用下圖裝置可處理燃煤煙氣中NO。①陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為_______。②通電時,當電路中轉(zhuǎn)移0.2mole-,吸收的NO在標準狀況下的體積為896mL。則NO轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物為_______。7.(2022·新疆·昌吉州行知學校高三期末)完成下列問題(1)某溫度時,在2L容器中A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中,A、B物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析得:①該反應(yīng)的化學方程式為_______;②反應(yīng)開始至4min時,B的平均反應(yīng)速率為_______,A的轉(zhuǎn)化率為_______。③4min時,反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)?_______(填“是”或“否”),8min時,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。(2)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,合成氨工業(yè)在國民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問題,請回答:平衡后,若提高H2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有_______。A.加了催化劑 B.增大容器體積 C.降低反應(yīng)體系的溫度 D.加入一定量N2(3)若在0.5L的密閉容器中,一定量的氮氣和氫氣進行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0,其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表所示:T/℃200300400KK1K20.5請完成下列問題:①試比較K1、K2的大小,K1_______K2(填“>”“<”或“=”);②400℃時,反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化學平衡常數(shù)為_______。當測得NH3、N2和H2物質(zhì)的量分別為3mol、2mol和1mol時,則該反應(yīng)的v(N2)正_______v(N2)逆(填“>”“<”或“=”)。8.(2022·河北·盧龍縣第二高級中學高三期末)氨氣廣泛應(yīng)用于化肥、制藥、合成纖維等領(lǐng)域。I.工業(yè)上可由氫氣和氮氣合成氨氣。若用、、、分別表示和固體催化劑,則在固體催化劑表面合成氨的過程如圖所示:(1)吸附后,能量狀態(tài)最高的是___________(填序號)。(2)結(jié)合上述過程,一定溫度下在固體催化劑表面進行的分解實驗,發(fā)現(xiàn)的分解速率與其濃度的關(guān)系如圖所示。從吸附和解吸過程分析,前反應(yīng)速率增加的原因可能是___________;之后反應(yīng)速率降低的原因可能是___________。II.利用在催化劑()作用下將還原為是目前應(yīng)用最為廣泛的氮氧化物()凈化方法,其原理是:主板應(yīng):副反應(yīng):(3)根據(jù)蓋斯定律可得:則=___________(用含的式子表示)。(4)催化劑中的是活性組分。在反應(yīng)器中以一定流速通過混合氣,在不同溫度下進行該催化反應(yīng),的質(zhì)量分數(shù)對單位時間內(nèi)NO去除率的影響如圖所示。①從起始至對應(yīng)A、B、C三點的平均反應(yīng)速率由小到大的順序為___________。②的質(zhì)量分數(shù)對該催化劑活性的影響是___________。(5)一定溫度下,向1L恒容密閉容器(含催化劑)中投入1mol和1.5molNO,發(fā)生反應(yīng)。達到平衡狀態(tài)時,NO的轉(zhuǎn)化率為60%,則平衡常數(shù)為___________(列出計算式即可)。9.(2022·江西九江·高三期末)合成氨反應(yīng)為。一定溫度下,向恒容密閉容器中充入一定量的和。測得各物質(zhì)的濃度隨時間變化如下表所示。時間/h01.03.00t10.8t22.1(1)時,_______mol/L。(2)內(nèi),以的濃度變化表示反應(yīng)的平均速率:_______。(3)下列能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。A.消耗的同時消耗 B.容器中的壓強不隨時間變化C.混合氣體的密度不隨時間變化 D.(4)已知合成氨反應(yīng)中,隨溫度升高氨的產(chǎn)率會下降。在實際生產(chǎn)中,選定的溫度為,為避免產(chǎn)率太低,反應(yīng)的溫度不宜過高,但溫度也不宜過低,原因是_______。除傳統(tǒng)方法外,近幾年科學家在研究利用原電池原理進行常溫常壓下合成氨。一種通過原電池進行合成氨的裝置如圖,在該裝置中,電極a為_______極(填“正”或“負”),該電極的電極反應(yīng)式為_______。(5)合成氨反應(yīng)可能的微觀歷程如圖所示:吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*標注。已知過程Ⅲ可以表示為,則過程Ⅱ可以表示為_______。10.(2022·陜西陜西·高三期末)電化學原理在能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)我國科學家發(fā)明了一種Zn-PbO2,電池、電解質(zhì)為K2SO4、H2SO4和KOH。由a和b兩種離子交換膜隔開,形成A、B、C三個電解質(zhì)溶液區(qū)域,結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示:
圖1①電池中,Zn為_______極(填“正”或“負"),PbO2電極的電極反應(yīng)為_______②B區(qū)域的電解質(zhì)為_______(填“K2SO4”、“H2SO4”或“KOH”);陽離子交換膜為圖中的_______膜(填“a”或“b”)。③此電池維持電流強度0.5A(相當于每秒通過5x10-6mol電子),連續(xù)工作80分鐘即接近失效。如果制造該電池所需的鋅粉為6g,則電池失效時仍有_______%的金屬鋅未參加反應(yīng)。(2)雙極膜(BP)是一種能將水分子解離為H+和OH-的特殊離子交換膜。應(yīng)用雙極膜制取聚硫酸鐵凈水劑[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m(PFS)的電化學裝置如圖2所示。①圖中裝置為_______(填“原電池"或“電解池),a、b均為石墨電極,b極的電極反應(yīng)式為_______。②M為_______(填“陰高子/或“陽離子”)交換膜。11.(2022·全國·高三專題練習)探究CH3OH合成反應(yīng)化學平衡的影響因素,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)△H1=-48.5kJ?mol?1II.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H2=-92.4kJ?mol?1III.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H3回答下列問題:(1)△H3=_______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),達到平衡時,容器中CH3OH(g)為amol,CO為bmol,此時H2(g)的濃度為_______mol?mol?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)不同壓強下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。已知:CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%;CH3OH的平衡產(chǎn)率=×100%。其中縱坐標表示CO2平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為_______(填字母代號)。A.高溫、高壓 B.高溫、低壓C.低溫、高壓 D.低溫、低壓12.(2022·廣東珠?!じ呷谀┠承〗M通過實驗驗證Ag++Fe2+Fe3++Ag↓為可逆反應(yīng)并測定其平衡常數(shù)。(1)實驗驗證Ag++Fe2+Fe3++Ag↓為可逆反應(yīng)。實驗I:將0.0100mol·L-1Ag2SO4溶液與0.0400mol·L-1FeSO4溶液(pH=1)等體積混合,產(chǎn)生灰黑色沉淀。實驗II:向少量Ag粉中加入0.0100mol·L-1Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固體完全溶解。①取I中沉淀,加入濃硝酸,灰黑色固體溶解,產(chǎn)生紅棕色氣體,證實沉淀為_______。綜合。上述實驗,證實Ag++Fe2+Fe3++Ag↓為可逆反應(yīng)。②小組成員結(jié)合實驗結(jié)論提出FeCl3溶液也可以溶解Ag單質(zhì),你認為是否合理?_______(填“是”或“否”);并解釋原因:_______。(2)測定平衡常數(shù)實驗III:一定溫度下,待實驗I中反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,取vmL上層清液,用clmol·L-1KSCN標準溶液滴定Ag+,至出現(xiàn)穩(wěn)定的淺紅色時,消耗KSCN標準溶液v1mL。資料:Ag++SCN-AgSCN(白色)
K=1012Fe3++SCN-[FeSCN]2+(紅色)
K=1023①滴定過程中Fe3+的作用是_______。②測得平衡常數(shù)K=_______。(3)思考并回答問題:①不用實驗II中清液測定K的原因是_______。②取實驗I的濁液測定c(Ag+),消耗KSCN標準溶液的體積_______(填“偏大”、“偏小”或“不受影響”。13.(2022·山東濰坊·高三期末)NO2和N2O4是氮的兩種重要氧化物?;卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.已知下列反應(yīng)在298K時的反應(yīng)焓變:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=180.5kJ·mol-1②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2=-112kJ·mol-1③N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H3=10.7kJ·mol-1(1)寫出N2O4(g)轉(zhuǎn)化為NO2(g)的熱化學方程式:_______。Ⅱ.298K時,在2L的恒容絕熱密閉容器中發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)過程中各氣體濃度隨時間變化的情況如圖所示。(2)代表NO2氣體濃度隨時間變化的曲線為_______(填“甲”或“乙”)。(3)當N2O4的濃度為0.08mol·L-1時,反應(yīng)時間為ts,則0~ts時,用NO2氣體的濃度變化量表達該反應(yīng)的平均速率為_______。(4)A、B兩點對應(yīng)時刻,反應(yīng)速率大小:vA_______vB(填“>”“<”或“=”)。(5)不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。a.混合氣體的溫度不再改變
b.2v正(N2O4)=v逆(NO2)c.容器內(nèi)氣體顏色不再改變
d.容器內(nèi)氣體的密度不再改變(6)化學平衡常數(shù)(K)是指一定溫度下,可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,也不管反應(yīng)物起始濃度大小,最后都達到平衡狀態(tài),這時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積的比值。例如:aA(g)+bB(g)pC(g)+qD(g)
K=,計算298K時,反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K=_______。14.(2022·黑龍江·賓縣第二中學高三期末)氨氣是一種重要的物質(zhì),可用于制取化肥和硝酸等。已知H﹣H鍵、N﹣H鍵、N≡N鍵的鍵能分別是436kJ·mol-1、391kJ·mol-1、946kJ·mol-1。(1)寫出合成氨的熱反應(yīng)方程式:_______。(2)當合成氨反應(yīng)達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示。圖中t1時引起平衡移動的條件可能是_______。其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是_______。(3)溫度為T℃時,將2amolH2和amolN2放入0.5L密閉容器中,充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______。(4)已知373K時,可逆反應(yīng)平衡常數(shù)為K=0.12,若某時刻時,測得c(N2)=1mol·L-1,c(H2)=3mol·L-1,c(NH3)=2mol·L-1。此刻可逆反應(yīng)_______。A.向正方向進行B.向逆方向進行C.處于平衡狀態(tài)15.(2022·福建泉州·高三期末)已知:25℃時,、、。(1)常溫下,將pH和體積均相同的和溶液分別稀釋,溶液pH隨加水體積的變化如圖:①曲線I代表___________溶液(填“”或“”)。②a、b兩點對應(yīng)的溶液中,水的電離程度a___________b(填“”、“”或“”)。③向上述溶液和溶液分別滴加等濃度的溶液,當恰好中和時,消耗溶液體積分別為和,則___________(填“”、“”或“”)。④酸度()也可表示溶液的酸堿性,。。常溫下,的硝酸溶液___________。(2)25℃時,往溶液中加入溶液。①當,生成,水解的離子方程式為___________。②當,溶液顯___________性(填“酸”、“堿”或“中”),原因是___________(結(jié)合數(shù)據(jù)計算說明)。③等濃度等體積的、混合,溶液中___________。16.(2022·湖北武漢·高三期末)t℃時,將和氣體通入體積為的密閉容器中(容積不變),發(fā)生如下反應(yīng):時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)(溫度不變),剩余,并測得C的濃度為,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)x=_______。(2)比較達到平衡時,A、B兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:_______(填>、=或<)(3)若繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通入少量氨氣(氨氣和A、B、C都不反應(yīng))后,下列說法中正確的是_______(填寫字母序號)A.化學平衡向正反應(yīng)方向移動B.化學平衡向逆反應(yīng)方向移動C.化學平衡不會發(fā)生移動D.正、逆反應(yīng)的化學反應(yīng)速率將發(fā)生同等程度的改變(4)若向原平衡混合物的容器中再充入和,在時達到新的平衡,此時B的物質(zhì)的量為_______。(填“>”、“<”、或“=”)(5)如果將在相同溫度和容器中進行反應(yīng)。欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量分數(shù)與原平衡相等,起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量間應(yīng)該滿足的等量關(guān)系式:_______(a,b及c的關(guān)系式)17.(2022·貴州黔西·高三期末)碳一物質(zhì)(CO、CO2、CH4、CH3OH等)在合成工業(yè)中有重要用途。回答下列問題:(1)已知相關(guān)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:化學鍵C≡O(shè)H-HH-CH-OE/(kJ·mol-1)1072436414465某反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為K=,寫出該反應(yīng)的熱化學方程式:_______;該反應(yīng)在_______(填“高溫”或“低溫”)下更易自發(fā)進行。(2)一定溫度下,在2L容積不變的密閉容器中,充入1molCO2(g)和3molH2(g)發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49kJ·mol-1,反應(yīng)5min時達到平衡,測得該過程中放出熱量為19.6kJ。①容器中混合氣體平衡時的總壓強與起始的總壓強之比為_______;0~5min內(nèi),用CO2來表示反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是_______。②此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______(保留兩位有效數(shù)字)。(3)科研人員通過反復實驗發(fā)現(xiàn):用惰性電極進行電解時,CO2可以在酸性水溶液中生成乙醇,則生成乙醇的反應(yīng)發(fā)生在_______(填“陰”或“陽”)極,寫出該電極的反應(yīng)式:_______。18.(2022·湖南長沙·高三期末)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮元素的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。(1)根據(jù)能量變化示意圖如圖1,請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學方程式____。(2)在固定體積的密閉容器中,進行如下化學反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表:T/K298398498平衡常數(shù)K4.1×106K1K2①試判斷K1____K2(填寫>、=,<)。②下列各項能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是____(填字母)a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2b.v(N2)正=3v(H2)逆c.容器內(nèi)壓強保持不變d.混合氣體的密度保持不變(3)對反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)△H>0,在溫度分別為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖2所示。①A、C兩點的反應(yīng)速率:A____C(填>、=、<)。②A、C兩點N2O4的轉(zhuǎn)化率:A____C(填>、=、<)。③由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以采用的方法是____。(4)生產(chǎn)水煤氣的過程如下:①C(s)+CO2(g)2CO(g)
△H1②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H2反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=____(用含△H1、△H2的代數(shù)式表示)。參考答案:1.(1)
高溫
(2)
上升(3)
ABC
20%
或【詳解】(1)①根據(jù)題中所給主反應(yīng)方程式判斷,該反應(yīng)為熵增的吸熱反應(yīng),根據(jù)△G=△H-T△S<0,該反應(yīng)高溫下能自發(fā)進行。②根據(jù)主反應(yīng)和步驟i反應(yīng)判斷,步驟ii反應(yīng)的熱化學方程式為CH3OH(g)+H2O(g)==3H2(g)+CO2(g),根據(jù)蓋斯定律判斷,△H2=(△H-△H1)=+,熱化學方程式為:。(2)根據(jù)圖中信息判斷,使用在大多數(shù)溫度條件下獲得的H2收率都較高,為催化活性最好的催化劑;體系溫度從300℃逐漸升溫到450℃,再降溫回350℃,使用含Ni的催化劑H2收率未發(fā)生明顯降低,而使用只含Cu的催化劑H2收率明顯降低,由此證明:加入Ni后,催化劑的穩(wěn)定性上升。(3)①A.反應(yīng)在恒壓體系中進行,隨著反應(yīng)的進行,氣體體積在逐漸變化,則混合氣體中各物質(zhì)分壓保持不變能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A符合題意;B.氣體總質(zhì)量始終不變,總體積在逐漸改變,則密度保持不變能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B符合題意;C.氣體總質(zhì)量始終不變,總物質(zhì)的量逐漸改變,則氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C符合題意;D.消耗1molCH3OCH3時,有2molCO2生成,無法證明v正=v逆,D不符合題意;故選ABC。②設(shè)該溫度下,恒壓為p的體系中充入CH3OCH3的物質(zhì)的量為amol,列“三段式”:由和解得x=0.2a,y=0.05a,則平衡時,n(CH3OCH3)=0.75a、n(H2O)=2.4a、n(H2)=1.25a、n(CO2)=0.4a、n(CH4)=0.05a、n(CO)=0.05a、n總=4.9a,則的轉(zhuǎn)化率為,Kp=或。2.(1)(2)(3)(4)
<【詳解】(1)“脫硫”過程的實質(zhì)為在的催化下將氧化生成,為“脫硫”過程的總反應(yīng)方程式為,故答案為:。(2),,
,標況下,故答案為:33.6。(3),、;,由電子守恒:,設(shè)、,則,流出的吸收液中,故答案為:。(4)①由圖像可知,B點溶質(zhì)主要是,的量極少,說明將主要轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物;故點發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為:②點時吸收液中所含溶質(zhì)與的質(zhì)量分數(shù)相同,即含溶質(zhì)與的質(zhì)量相同,由于的摩爾質(zhì)量較小,較大。故答案為:;<。3.(1)(2)
320
通入一方面能消耗催化脫氫的產(chǎn)物氫氣,另一方面恒壓下容器向外膨脹體積變大(稀釋作用),均能使平衡正向移動(3)AB(4)【詳解】(1)(2)①起始的壓強:,設(shè)時反應(yīng)生成為,則、,時氣體總壓強,得,.②時,時達到平衡狀態(tài),平衡時氣體總壓強為,設(shè)平衡生成分壓為,則、、,得,即,,③通入一方面能消耗催化脫氫的產(chǎn)物氫氣,另一方面恒壓下容器向外膨脹體積變大(稀釋作用),均能使平衡正向移動(3)A.有氧與參與的催化脫氫,氫氣被氧氣氧化生成水為放熱反應(yīng),為脫氫供熱,反應(yīng)更容易進行,A正確;B.體系中含有氫氣、丙烯、丙烷三種氣體,反應(yīng)為:,說明相同條件下,氫氣更容易被氧化,其還原性更強,B正確;C.恒溫恒容下,容器體積不變,氣體總質(zhì)量也不變,故混合氣體的密度任何時候均不變,混合氣體的密度不再隨時間改變時,不能說明反應(yīng)達到其限度,C錯誤;D.當通入更多的氧氣,可能將丙烯、丙烷氧化,反而不利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率和提高丙烯的產(chǎn)量,D錯誤;故選AB。(4)陰極的電極反應(yīng)式為4.(1)(a+b-c-d)kJ/mol(2)D(3)
X
投料比越高,對應(yīng)的反應(yīng)溫度越高
(4)
陽
NO+6H++5e-=+H2O【詳解】(1)提取圖中數(shù)據(jù),依據(jù)蓋斯定律,△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=(a+b)kJ/mol-(c+d)kJ/mol=(a+b-c-d)kJ/mol;(2)對于不同的反應(yīng),慢反應(yīng)的活化能比快反應(yīng)的活化能大;對于放熱反應(yīng),總反應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能最大,故選D,答案為:D;(3)①題給反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越低,NO的平衡轉(zhuǎn)化率越大,由于T1<T2<T3,所以T1℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是X;從圖中可以看出,當曲線X、Y、Z達到相同的NO平衡轉(zhuǎn)化率時,溫度越高,投料比越大,因此對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的規(guī)律是:投料比越高,對應(yīng)的反應(yīng)溫度越高。②從圖中可知,T2℃時,若充入H2、NO分別為5mol、2mol,即則投料比為2.5,NO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,參加反應(yīng)n(NO)=1.6mol,容器內(nèi)的壓強為p0Pa,則可建立如下三段式:該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=Pa-1.,答案為:X;投料比越高,對應(yīng)的反應(yīng)溫度越高;0.16mol/(L·min);;(4)從圖中可以看出,a極與電源的正極相連,則為電解池的陽極,b極為電解池的陰極,NO得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng),生成等,電極反應(yīng)式為NO+6H++5e-=+H2O。答案為:陽;NO+6H++5e-=+H2O。5.(1)
增大
反應(yīng)為氣體分子增加的反應(yīng),若水油比增大,相當于減小壓強,平衡正向移動
此時苯乙烯的選擇性和乙苯的轉(zhuǎn)化率均較高(2)
降低了乙苯的轉(zhuǎn)化率
50%
【詳解】(1)①一般控制原料氣中水油比為9∶1,反應(yīng)為氣體分子增加的反應(yīng),若水油比增大,相當于減小壓強,平衡正向移動,導致乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大。②控制反應(yīng)溫度為的理由是此時苯乙烯的選擇性和乙苯的轉(zhuǎn)化率均較高;若溫度過低,則反應(yīng)速率減慢且乙苯轉(zhuǎn)化率變低;若溫度過高則苯乙烯選擇性下降且可能導致催化劑活性下降;(2)①已知:Ⅰ(g)+H2(g);Ⅲ;則Ⅰ-Ⅲ得:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g)=;②催化劑表面酸堿性對乙苯脫氫反應(yīng)性能影響較大,根據(jù)反應(yīng)歷程可知,催化劑表面需要活化吸附,該微粒帶負電荷,如果催化劑表面堿性太強,則帶負電荷的氫氧根離子較多,不利于的吸附,且堿性物質(zhì)會和二氧化碳反應(yīng)導致吸附在催化劑表面的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)從而降低了乙苯的轉(zhuǎn)化率;③反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加1的反應(yīng),反應(yīng)后總的物質(zhì)的量增加,一定溫度下,向恒容密閉容器中充入乙苯和,起始壓強為,平衡時容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為,增加物質(zhì)的量為1mol,則反應(yīng)的乙苯、二氧化碳均為1mol,平衡時乙苯、二氧化碳、苯乙烯、一氧化碳、水的物質(zhì)的量均為1mol,反應(yīng)后總壓為,則乙苯的轉(zhuǎn)化率為;用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)。6.(1)
-65.2
bc
50%
0.04(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動,且溫度過高使催化劑活性降低,反應(yīng)速率減慢,導致相同時間轉(zhuǎn)化率下降(3)
2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O
【解析】(1)①反應(yīng)的焓變等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能,故基元反應(yīng)H2+Rh(s)+Rh(s)→H(s)+H(s)的焓變ΔH=(12.6-77.8)kJ/mol=-65.2kJ/mol。②a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M=m/n,氣體質(zhì)量不變,但是氣體的總物質(zhì)的量隨反應(yīng)進行而改變,所以M會發(fā)生改變,當M不變時,反應(yīng)達到平衡,a正確;b.反應(yīng)的速率比等于其系數(shù)比,任意時刻,2v正(NO)=v逆(H2O)不能說明反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相等,b錯誤;c.若向容器內(nèi)充入少量O2,氧氣與一氧化氮迅速反應(yīng),導致平衡逆向移動,c錯誤;d.平衡后,向容器中按照物質(zhì)的量比1∶2再充入H2和NO,相當于增加壓強,平衡向右移動,d正確;故選bc;③將H2、NO、O2按體積比3∶2∶1充入恒溫恒壓(200℃、100kPa)容器中,發(fā)生反應(yīng):4H2(g)+2NO(g)+O2(g)?N2(g)+4H2O(g);反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為(6-2x)mol,平衡時,N2的體積分數(shù)為0.1,則,NO的平衡轉(zhuǎn)化率為;反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為5mol,H2、NO(g)、O2、N2、H2O的物質(zhì)的量分別為1mol、1mol、0.5mol、0.5mol、2mol,總壓為100kPa,平衡常數(shù)Kp==0.04(kPa)-2。(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動,且溫度過高使催化劑活性降低,反應(yīng)速率減慢,導致相同時間轉(zhuǎn)化率下降,故cd段轉(zhuǎn)化率下降;(3)①由圖可知,陰極區(qū)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2S2O4,電極反應(yīng)式為2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O。②吸收的NO在標準狀況下的體積為896mL,物質(zhì)的量為0.04mol,此時轉(zhuǎn)移0.2mole-,則1molNO反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子5mol,則NO中氮元素化合價變化為5,得到轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物為。7.(1)
2AB
0.025mol/(L?min)
50%
否
=(2)CD(3)
>
2
>【詳解】(1)①根據(jù)圖象可知A逐漸減少,是反應(yīng)物,B是生成物,變化的物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比,前4min,,該反應(yīng)的化學方程式為2AB;②反應(yīng)開始至4min時,B的平均反應(yīng)速率為;③4min時,A和B都在繼續(xù)變化,沒有達到平衡態(tài),8min時,A和B不在變化,達到平衡態(tài),所以v(正)=v(逆);(2)ΔH<0,合成氨是放熱反應(yīng),平衡后,若提高H2的轉(zhuǎn)化率,要使平衡正向移動;A.催化劑不能改變平衡,故A錯誤;B.增大容器體積,相當于減壓,減壓平衡逆向移動,H2的轉(zhuǎn)化率降低,故B錯誤;C.降低反應(yīng)體系的溫度平衡正向移動,H2的轉(zhuǎn)化率提高,故C正確;
D.加入一定量N2,平衡正向移動,H2的轉(zhuǎn)化率提高,故D正確;故答案為CD;(3)①ΔH<0,合成氨是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,K減小,故K1>K2;②400℃時,反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化學平衡常數(shù)為;在0.5L的密閉容器中,當測得NH3、N2和H2物質(zhì)的量分別為3mol、2mol和1mol時,,則該反應(yīng)的v(N2)正>v(N2)逆;8.(1)B(2)
氨的濃度增加,催化劑表面吸附的氨分子增多,速率增大
催化劑表面的氨分子太多,不利于氮氣和氫氣從催化劑表面解吸(3)(4)
在100℃~200℃內(nèi),的質(zhì)量分數(shù)越高,催化劑的活性越好,超過200℃,沒有明顯區(qū)別(5)【解析】(1)斷裂化學鍵吸收能量,形成化學鍵釋放能量,結(jié)合圖B分析可知,吸附后,能量狀態(tài)最高的是B,因為吸收能量斷鍵;(2)根據(jù)題目信息,結(jié)合下圖分析可知,c0之前反應(yīng)速率增加的原因可能是氨的濃度增加,催化劑表面吸附的氫分子增多,速率增大,c0之后反應(yīng)速率降低的原因可能是催化劑表面的氯分子太多,不利于氮氣和氫氣從催化劑表面解吸;(3)根據(jù)蓋斯定律△H1-△H2可得4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)
ΔH3=△H1-△H2;(4)①A、C兩點溫度相同,催化劑的質(zhì)量分數(shù)不同,由圖可知,催化劑的質(zhì)量分數(shù)越大,反應(yīng)速率越快,則C>A,A、B兩點催化劑質(zhì)量分數(shù)相同,B點溫度更高,則反應(yīng)速率B>A,故vA<vB<vC;②由圖可知,在100℃-200℃內(nèi),V2O5的質(zhì)量分數(shù)對該催化劑活性的影響是催化劑的質(zhì)量分數(shù)越高,催化劑的活性越好,超過200℃,沒有明顯區(qū)別;(5)達到平衡狀態(tài)時,NO的轉(zhuǎn)化率為60%,NO的反應(yīng)量為1.5mol×60%=0.9mol,剩余量為0.6mol,平衡時NH3為1mol-0.6mol=0.4mol,N2為0.75mol,水為0.9mol,NO、NH3、N2、H2O的濃度分別為:0.6mol/L、0.4mol/L、0.75mol/L、0.9mol/L,。9.(1)0.4(2)(3)B(4)
溫度太低反應(yīng)速率太慢,經(jīng)濟效益低
正
(5)【詳解】(1)內(nèi),由圖表數(shù)據(jù)得到氮氣的濃度變化,反應(yīng)為,結(jié)合化學方程式定量關(guān)系得到氨氣的濃度變化,生成氨氣的濃度為。(2)內(nèi),氫氣濃度變化,反應(yīng)為,結(jié)合化學方程式定量關(guān)系得到氮氣濃度變化,內(nèi),以的濃度變化表示反應(yīng)的平均速率:。(3)消耗的同時消耗,反應(yīng)正向進行,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A項錯誤;反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化,當容器中的壓強不隨時間變化,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B項正確;反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積不變,混合氣體的密度始終不變,不隨時間變化,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C項錯誤;速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比,,說明,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),不能說明正逆反應(yīng)速率相同,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D項錯誤。故選B。(4)溫度過低會導致反應(yīng)速率過慢,則經(jīng)濟效益比較低;在合成氨的反應(yīng)中,中N的化合價從0價降低到價,得電子,則電極a為正極,電極反應(yīng)式為。(5)過程Ⅱ是在催化劑表面斷裂氮氣中氮氮鍵和氫氣中氫氫鍵形成氮原子和氫原子的過程,過程Ⅱ可以表示為。10.(1)
負
PbO2+2e-+SO+4H+=PbSO4+2H2O
K2SO4
a
87(2)
電解池
4OH--4e-=O2↑+2H2O
陰離子【分析】(1)由圖可知,Zn為負極,被氧化生成Zn(OH),PbO2為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電解質(zhì)溶液A為KOH,B為K2SO4,C為H2SO4,原電池工作時,負極發(fā)生Zn-2e-+4OH-=Zn(OH),則消耗OH-,鉀離子向正極移動,正極電極反應(yīng)式為PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O,正極消耗氫離子,陰離子向負極移動,則a是陽離子交換膜,b是陰離子交換膜,在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,結(jié)合溶液酸堿性及電極材料書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的方程式,以此解答該題。(2)①根據(jù)圖中電極可知,該裝置為電解池,b極為陰極,電極反應(yīng)式為OH-失去電子生成O2、H2O;②根據(jù)①中分析可知,左側(cè)BP膜中的氫離子移向左側(cè),氫氧根離子移向右側(cè),與鐵離子、硫酸根離子結(jié)合成[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m(PFS),原硫酸鐵溶液中多余的硫酸根離子通過交換膜M移向右側(cè),所以右側(cè)進入的是稀硫酸,出去的是濃硫酸,即可判斷M膜類型。(1)①該電池中,Zn為負極,PbO2為正極,正極的電極反應(yīng)為PbO2+2e-+SO+4H+=PbSO4+2H2O;②根據(jù)分析可知,B區(qū)域的電解質(zhì)為K2SO4,陽離子交換膜為圖中的a極;③此電池維持電流強度0.5A(相當于每秒通過5×10-6mol電子),連續(xù)工作80分鐘即接近失效,則80分鐘通過的電子為:5×10-6mol×80×60=2.4×10-2mol,需要鋅的質(zhì)量為:×2=2.4×10-2mol,解得m=0.78g,金屬鋅未參加反應(yīng)的比例為×100%=87%。(2)①根據(jù)圖中電極可知,該裝置為電解池,a極為陽極,電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2,b極為陰極,電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O;②根據(jù)①中分析可知,左側(cè)BP膜中的氫離子移向左側(cè),氫氧根離子移向右側(cè),與鐵離子、硫酸根離子結(jié)合成[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m(PFS),原硫酸鐵溶液中多余的硫酸根離子通過交換膜移向右側(cè),所以右側(cè)進入的是稀硫酸,出去的是濃硫酸,故M為陰離子交換膜。11.(1)+43.9(2)
(3)
乙
p1>p2>p3
T1時以反應(yīng)III為主,反應(yīng)III前后氣體分子數(shù)相等,壓強改變對平衡幾乎沒有影響(4)C【分析】根據(jù)蓋斯定律計算未知反應(yīng)的焓變;利用三段式進行計算平衡時濃度及平衡常數(shù);利用控制變量法,通過圖象判斷外界條件的變化;利用外界條件對平衡的影響【詳解】(1)將反應(yīng)I減去反應(yīng)II得到反應(yīng)Ⅲ,即△H3=-48.5kJ?mol?1-(-92.4kJ?mol?1)=+43.9kJ?mol?1;故答案為:+43.9;(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),達到平衡時,容器中CH3OH(g)為amol,CO為bmol,根據(jù)上述信息建立三段式,
,,,y?z=b,x+z=a,得到x+y=a+b,H2(g)物質(zhì)的量為3?3x?y?2z=3?3(x+z)+z?y=3?3(x+z)–(y?z)=3?3a?b,此時H2(g)的濃度為mol?mol?1,此時CO2(g)物質(zhì)的量濃度為mol?mol?1,CO(g)物質(zhì)的量濃度為mol?mol?1,H2O(g)物質(zhì)的量濃度為mol?mol?1,反應(yīng)III的平衡常數(shù)為;故答案為:;;(3)I、II反應(yīng)是放熱反應(yīng),Ⅲ是吸熱反應(yīng),升高溫度,對I、II平衡逆向移動,對Ⅲ是平衡正向移動,但由于I、II平衡逆向移動,CO濃度增大,對反應(yīng)Ⅲ也有逆向移動的趨勢,因此CO2轉(zhuǎn)化率減小,即縱坐標表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖乙;反應(yīng)I、II是體積減小的反應(yīng),反應(yīng)Ⅲ是等體積反應(yīng),因此加壓,轉(zhuǎn)化率增大,即壓強p1、p2、p3由大到小的順序為p1>p2>p3;圖乙中T1溫度時,三條曲線幾乎交于一點的原因是T1時以反應(yīng)III為主,反應(yīng)III前后氣體分子數(shù)相等,壓強改變對平衡幾乎沒有影響;故答案為:乙;p1>p2>p3;T1時以反應(yīng)III為主,反應(yīng)III前后氣體分子數(shù)相等,壓強改變對平衡幾乎沒有影響;(4)根據(jù)圖中信息為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,低溫、高壓時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大,因此應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為低溫、高壓;故答案為:C;【點睛】此題考查化學平衡的應(yīng)用,根據(jù)平衡的影響條件,及常用方法進行計算。12.(1)
Ag
是
Ag++Fe2+Fe3++Ag↓為可逆反應(yīng),且FeCl3溶液中的Cl-會與Ag+反應(yīng)生成AgCl,促進Ag單質(zhì)進一步的溶解(2)
指示劑
(3)
銀完全反應(yīng),無法判斷體系是否達到平衡狀態(tài)
偏大【解析】(1)①灰黑色固體溶解,產(chǎn)生紅棕色氣體,說明銀單質(zhì)和濃硝酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮氣體;②向少量Ag粉中加入0.0100mol?L-1Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固體完全溶解,Ag++Fe2+?Fe3++Ag↓為可逆反應(yīng),氯離子結(jié)合銀離子生成氯化銀沉淀,平衡逆向進行,說明FeCl3溶液也可以溶解Ag單質(zhì);(2)①Fe3+與SCN-反應(yīng)生成紅色FeSCN2+,因為Ag+與SCN-反應(yīng)相較于Fe3+與SCN-反應(yīng)更加容易及徹底,當溶液變?yōu)榉€(wěn)定淺紅色,說明溶液中的銀離子恰好完全反應(yīng),且溶液中鐵離子濃度不變,說明上述反應(yīng)達到平衡,故溶液中鐵離子的作用是滴定反應(yīng)的指示劑,故答案為:指示劑;②?、裰兴蒙蠈忧逡簐mL,用c1
mol/LKSCN標準溶液滴定,消耗KSCN標準溶液v1
mL;已知:Ag++SCN-?AgSCN↓(白色)K=1012,說明反應(yīng)幾乎進行到底,上層清液中的銀離子濃度為mol/L,根據(jù)三段式進行計算:,測得平衡常數(shù)K=;(3)①由于實驗Ⅱ中銀完全溶解,故無法判斷體系是否達到平衡狀態(tài),因而不用實驗Ⅱ中清液測定K,故答案為:銀完全溶解,無法判斷體系是否達到平衡狀態(tài);②若取實驗Ⅰ所得濁液中銀離子濃度,則濁液中還有銀,因為存在:Ag++Fe2+?Fe3++Ag↓,且隨著反應(yīng)Ag++SCN-?AgSCN↓的進行,使得平衡逆向移動,測得平衡體系中的銀離子濃度偏大,消耗KSCN標準溶液的體積偏大,故答案為:偏大。13.(1)N2O4(g)?2NO2(g)△H=57.8kJ·mol-1(2)乙(3)mol/(L·min)(4)>(5)d(6)0.36【詳解】(1)N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的化學方程式為:N2O4?2NO2,依據(jù)蓋斯定律,此反應(yīng)可由①+②-③得到,焓變△H=△H1+△H2-△H3=180.5kJ·mol-1-112kJ·mol-1-10.7kJ·mol-1=57.8kJ·mol-1,熱化學方程式為:N2O4(g)?2NO2(g)△H=57.8kJ·mol-1。(2)由圖示可知,達到平衡時,甲曲線代表物質(zhì)的濃度變化量為乙曲線代表物質(zhì)的濃度變化量的一半,因此代表NO2氣體濃度隨時間變化的曲線為乙,代表N2O4氣體濃度隨時間變化的曲線為甲。(3)當N2O4的濃度為0.08mol·L-1時,N2O4的濃度變化量為0.10mol/L-0.08mol/L=0.02mol/L,NO2的濃度變化量為0.04mol/L,則0~ts時,v(NO2)==mol/(L·min)。(4)反應(yīng)正向建立平衡,A點N2O4的濃度大,反應(yīng)速率快,因此vA>vB。(5)a.反應(yīng)在絕熱容器中進行,混合氣體的溫度不再改變時,正逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),a不符合題意;b.2v正(N2O4)=v逆(NO2),正逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),b不符合題意;c.容器內(nèi)氣體顏色不再改變,各物質(zhì)濃度不變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),c不符合題意;d.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,恒容容器、體積不變,氣體密度始終不變,容器內(nèi)氣體的密度不再改變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),d符合題意;答案選d。(6)由圖示可知,平衡時,N2O4的濃度為0.04mol·L-1,NO2的濃度為0.12mol·L-1,平衡常數(shù)K===0.36。14.(1)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
ΔH=﹣92kJ·mol-1(2)
加壓
t2~t3(3)(4)B【詳解】(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,則反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的焓變=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol,據(jù)此書寫其熱化學反應(yīng)方程式為N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol;。(2)該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng),根據(jù)圖象可知改變條件時,正逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,平衡向正反應(yīng)方向移動,則改變的條件是加壓;t3時平衡向逆反應(yīng)方向移動,t5時平衡不移動,所以平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是t2-t3。(3)溫度為T℃時,將2amolH2和amolN2放入0.5L密閉容器中,充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時c(N2)==amol/L,c(NH3)==2amol/L,c(H2)==amol/L;化學平衡常數(shù)K==。(4)已知373K時,可逆反應(yīng)平衡常數(shù)為K=0.12,若某時刻時,測得c(N2)=1mol·L-1,c(H2)=3mol·L-1,c(NH3)=2mol·L-1,則濃度商=≈0.15>0.12,則平衡向逆反應(yīng)方向移動;所以選B。15.(1)
=
<
10(2)
酸
電離程度大于水解程度
【解析】(1)①根據(jù)數(shù)據(jù)可知,CH3COOH為弱酸,HNO3為強酸,將pH和體積均相同的CH3COOH溶液和HNO3溶液分別稀釋相同體積時,強酸的pH變化大,則曲線Ⅰ代表HNO3溶液;②酸對水的電離平衡起抑制作用,酸性越強,水的電離程度越小,圖中pH:a=b,則酸性一樣,水的電離程度一樣;③pH和體積均相同的CH3COOH溶液和HNO3溶液,HNO3酸性強于CH3COOH,則CH3COOH的濃度大于HNO3的濃度,若向上述CH3COOH和HNO3溶液中分別滴加等濃度的NaOH溶液,恰好中和時消耗NaOH溶液體積分別為V1和V2,由于酸的體積相等,濃度越大,酸的物質(zhì)的量越大,則V1<V2;常溫下,的硝酸溶液;(2)水解的離子方程式為;當,氫氧化鈉不足,只與草酸中其中一個羧
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