2020年高考試題分類匯編化學(xué)平衡

1、2020年高考試題分類匯編化學(xué)平衡題1. 2020全國新課標(biāo)I 28 (14分)SO2的催化氧化:“1八S02(g)+ - O2(g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)鍵工序是以“化劑SO3（g） ah=-98 kJ m oi-1?；卮鹣铝袉栴}:（1）鈕催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖（a）所示，V2O5（s）與S02（g）反應(yīng)生成 V0S04（s）和V2O4（s）的熱化學(xué)方程式為:IEl|HUV2O4(s>+SO3(g)24kJ * mol 1+so3(g)VAOWfe)A片:-399*1* mo尸.jVOSO4(s)反應(yīng)過程 "25Mpa400圖J4505005

2、50600r/圖（2）當(dāng)SO2（g）、02（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，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率 “隨溫度的變化如圖（b）所示。反應(yīng)在 5.0MPa、550c時的 后，判斷的依據(jù)是 。影響”的因素有 。（3）將組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）為2m% S02（g）、m% 02（g）和q% N2（g）的氣體通入反應(yīng)器， 在溫度t、壓弓雖p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3壓強(qiáng)為, 平衡常數(shù)Kp=（以分壓表示，分壓=總壓X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（- 1）0.8

3、（1-nc'）式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度 t升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，a'為某時刻SO2 轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在 40.90時，將一系列溫度下的 k、“值代入上述速率方程，得到 vt 曲線，如圖（c）所示。10圖曲線上v最大值所對應(yīng)溫度稱為該a下反應(yīng)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） AH =-351 kJ mol-1(2) 0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強(qiáng)，”提高。5.0MPa>2.5MPa = p2,所以pi=5.0

4、Mpa 溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)2m(3) p 100 m (1)5(100 m(4)升高溫度，k增大使v逐漸提高，但、0.5p）a降低使V逐漸下降。t<tm時，k增大對V的提高大于a引起的降低；t>tm后，k增大對v的提高小于a引起的降低2. 2020全國新課標(biāo)H 28 (14分)天然氣的主要成分為 CH4, 一般還含有C2H6等煌類，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g尸C2H4(g)+H2(g) AH,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示:物質(zhì)C2H6（g）C2H4（g）H2（g）燃燒熱 AH/（ kJ mol-1）-1560-141

5、1-286 AH1 =kJ mol -1。提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有 、。容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為“。反應(yīng)的平衡常數(shù) Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓潮勿質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4同溫 C2H6+H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：二卜*%也，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為門，甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應(yīng)速率為r2,則r2= 口。對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是A.增加甲烷濃度，r增大B.增加H2濃度，r增大C.乙烷的生成速率逐漸增大D.降低反應(yīng)溫度，k減小(3) C

6、H4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn) 化，其原理如下圖所示：固體電解質(zhì)(傳導(dǎo)。二T陰極上的反應(yīng)式為 。若生成的乙烯和乙烷的體積比為2 ： 1,則消耗的CH4和CO2體積比為 。3. 2020全國新課標(biāo)出 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(C2H 4): n(H2O)=。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，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 0.1M

7、Pa,反應(yīng)達(dá)到平衡時，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。39() 450 510 570 630 690 75()圖中，表示C2H 4、CO2變化的曲線分別是、。CO2催化加氫合成 C2H4反應(yīng)的AH0(填“大于”或“小于”(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K , 0.39),計(jì)算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)(MPa)-3(列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓 =總壓加質(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等低碳燒。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】(14分)(1)變大(2)小于(3)4 0.03930.394或

8、0.396 (0.39_4一，等 0.39)2 0.13 3(4)選擇合適催化劑等4. 2020 山東卷 18 (12 分)探究CH30H合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH30H的產(chǎn)率。以C02、H2為原料合成CH30H涉及的主要反應(yīng)如下:I . C02(g)3H 2(g)CH 30H(g)H20(g)Hi一149.5kJ moln. CO(g)2H2(g)=CH30H(g)H2190.4kJ mol 1n.肛E(g) =CO(g)H20(g)H3回答下列問題:(1) H3kJ mol 1。(2) 一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1 mol CO 2和3 mol H 2發(fā)生

9、上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時，容器中CH30H(g)為 a mol,CO 為b mol ,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(yīng)出的平衡常數(shù)為(3)不同壓強(qiáng)下，按照 n (CO2)： n (H2) =1： 3投料，實(shí)驗(yàn)測定 C02的平衡轉(zhuǎn)化率和CH30H的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。n CO2初始CH30H的平衡產(chǎn)率二 n CH 3OH 平衡n CO 2初始100%其中縱坐標(biāo)表示 C02平衡轉(zhuǎn)化率的是圖 (填“甲”或“乙”)；壓弓雖pi、P2、P3由大到小的順序?yàn)?；圖乙中 T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因(4)為同時提高 C02的平衡轉(zhuǎn)

10、化率和CH30H的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為(填標(biāo)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；b(a b)V (1 a b)(3 3a b)(3)乙；P1、P2、P3； T1時以反應(yīng)出為主，反應(yīng)出前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡沒有影響(4) A5. 2020江蘇卷(14分)CO2/ HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要 應(yīng)用。題2。圖一1(1) CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO-,其離子方程式為 ;其他條件不變,HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)

11、化率隨溫度的變化如題 20圖-1所示。反應(yīng)溫度在 40 c80 c范圍內(nèi)，HCO3-催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是 (2) HCOOH燃料電池。研究 HCOOH燃料電池性能白裝置如題 20圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。HCOOH Ikoh nKHCO一卜/1KQ半透膜l?-2電池負(fù)極電極反應(yīng)式為;放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì) A為 (填化學(xué)題20圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為。(3) HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如題20圖-3所示。HC

12、OOD催化釋氫反應(yīng)除生成 CO2外，還生成 (填化學(xué)式)。研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優(yōu)點(diǎn)是?！敬鸢浮?1) HCO3 H2HCOO H2O溫度升高反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑的活性增強(qiáng)(2) HCOO 2OH 2e HCO3 H2OH2SO4 2HCOOH 2OH O2 2HCO3 2H 2。或 2HCOOO2 2HCO 3(3)HD提高釋放氫氣的速率，提高釋放出氫氣的純度6. 2020 天津卷 16 (14分)利用太陽能光解水，制備的H2用于還原CO2合成有機(jī)物，可實(shí)現(xiàn)資源的再利用?；卮鹣铝袉栴}：1 .半導(dǎo)體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶

13、液中，光照時可在其表面得到產(chǎn)物(1)圖1為該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的原理示意圖。光解水能量轉(zhuǎn)化形式為。(2)若將該催化劑置于 Na2SO3溶液中，產(chǎn)物之一為 S。一 ,另一產(chǎn)物為。若將該催化劑置于 AgNO3溶液中，產(chǎn)物之一為 02,寫出生成另一產(chǎn)物的離子反應(yīng)式圖1圖2n.用 “還原CO2可以在一定條件下合成 CH3OH(不考慮副反應(yīng))CO 2(g)+3H 2(g) W CH 3OH(g)+H 2O(g)AH <0(3)某溫度下，恒容密閉容器中，CO2和H2的起始濃度分別為 a mol L-1和3 a mol L-1,反應(yīng)平衡時，CH3OH的產(chǎn)率為b,該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為 。(

14、4)恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1 ： 3時，該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因?yàn)?。P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于 T點(diǎn)的原因?yàn)?。根據(jù)圖2,在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應(yīng)溫度為 Com.調(diào)節(jié)溶液pH可實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的捕獲和釋放(5) CO2的空間構(gòu)型為 。已知25c碳酸電離常數(shù)為 八 七2,當(dāng)溶液 pH=12 時，c H2CO3 :c HCO3 :c CO21:。【答案】(共14分)(1)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(2) H2Ag eAg,、 b2 一2427a2(1 b)4(4

15、)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(或平衡常數(shù)減小)分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，甲醇產(chǎn)率升高210(5)平面(正)三角形1012 Ka1 1024 Ka1 Ka27. 2020浙江卷（10分）研究CO2氧化C2H 6制C2H 4對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有:inIVC2 H6(g)C2 H6(g)C2 H6(g)CO2(g)C2H4(g)H2(g)CO2(g) =C2H4(g) H2O(g)2g(g)4CO(g) 3H2(g)H 2(g)= CO(g) H 2O(g)H1 136kJCO(g)H3H4mol 11H2 177kJ mol4

16、1kJ mol 1已知：298K時，相關(guān)物質(zhì)的相對能量（如圖L IL©IhlSJj-7Kf>可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計(jì)算反應(yīng)或變化的H （ H隨溫度變化可忽略）。例如:HzO(g)小。(1)H 286kJ mol_ _11242kJ mol 44kJ mol 。請回答:（1）根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計(jì)算H3kJ mol 1 o下列描述正確的是A .升高溫度反應(yīng)I的平衡常數(shù)增大B.加壓有利于反應(yīng)I、n的平衡正向移動C.反應(yīng)出有助于乙烷脫氫，有利于乙烯生成D.恒溫恒壓下通水蒸氣，反應(yīng)IV的平衡逆向移動有研究表明，在催化劑存在下，反應(yīng)n分兩步進(jìn)行，過程如下:【C2H6（g） CO2（g）】【C2H4（g） H2（g） CO2（g）】【C2H 4（g） CO（g） H 2O（g）,且第二步速率較慢（反應(yīng)活化能為 _ 1210kJ mol ）。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量，回出反應(yīng)n分兩步進(jìn)行的能量-反應(yīng)1過程圖”，起點(diǎn)從【C2H6（g） CO2（g）】的能量 477kJ mol ,開始（如圖2）。-IM）I CW 一-均）由即（2）CO2和C2H6按物質(zhì)的量1:1投料，在923K和保持總壓恒定的條件下，研究催化劑X對CO2氧化C2H 6制C2H 4”的影響，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：催化劑轉(zhuǎn)化率C2H6/%轉(zhuǎn)化率CO2 / %產(chǎn)率C2H4 /%催化劑X19.037.