2020屆高三專題化學(xué)復(fù)習(xí)(考點11-13)

1、2020屆高三專題化學(xué)復(fù)習(xí)考點11化學(xué)反應(yīng)原理綜合考點12工藝流程題考點13化學(xué)實驗綜合題考點11化學(xué)反應(yīng)原理綜合1.(湖南省永州市2020屆高三一模)中科院大連化學(xué)物理研究所設(shè)計了一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復(fù)合催化劑，成功實現(xiàn)了 CO2直接加氫制取高辛烷值汽油，該研究成果被評價為“COt化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的突破性進展”。(1)已知：2H 2(g)+O 2(g)=2H 20(1) A H=- 571.6kJ mol-1C8H18(1)+ 25 O2(g)=8CO 2(g)+9H 2O(l) A H=- 5518kJ mol-1 2則 8CO2(g)+25H 2(g)=C8H18(l)

2、+16H 2O(l) A H=kJ mol-1。(2)氨硼烷(NH3BH3)是儲氫量最高的材料之一，氨硼烷還可作燃料電池，其工作原理如圖1所示。氨硼烷電池工作時正極的電極反應(yīng)式為 。NH31L成于交換諛圖】NH.BO： 稀油液負載(3)常見含硼的化合物有 NaBH4、NaBO2,已知NaBH4溶于水生成NaBO2、H2,寫出其化學(xué)方程式 .”為NaBH4反應(yīng)的半衰期(反應(yīng)一半所需要的時間，單位為min)。lgti/2隨pH和溫度的變化如圖 2所示,2則Ti T2 (填“或“明NO,在活化后的V2O5催化作用下，氨氣將 NO還原成N2的一種反應(yīng)歷(4)燃油汽車尾氣含有大量的程如圖3所示。HHZ

3、XHI! I。ODO+NH快逵-O-V-O-V-O- ' l。 -OV-o_VO_1A(反應(yīng)I)|,匚一、"+NO (反應(yīng) 2)根據(jù)圖寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式 。【答案】(1) -1627(2) 2H+H2O2+2e-=2H2O(3) NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2 T<(4) 4NO+4NH 3+。2、2：4N2+6H2O【解析】【分析】(1)根據(jù)蓋斯定律，將已知的熱化學(xué)方程式疊加，可得待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，即得反應(yīng)熱；(2)氨硼烷(NH3?BH3)電池工作時的總反應(yīng)為： NH3?BH3+3H2O2 NHBO2+4H2O,左側(cè)NH3?BH3為負極、 失電子、

4、發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 NH3?BH3+2H2O-6e-=NH4+BO2-+6H + ,右側(cè)H2O2得到電子、發(fā)生 還原反應(yīng)，所在電極為正極，電極反應(yīng)式為 3H2O2+6H+6e-=6H2O,據(jù)此解答；(3) NaBH4溶于水生成NaBO2、H2,結(jié)合溶液的pH與半衰期的關(guān)系判斷溫度的高低；(4)用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2,結(jié)合反應(yīng)歷程圖可知反應(yīng)物還有氧氣，生成物為N2和H2O,配平即得反應(yīng)方程式?！驹斀狻?1) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) A H=-571.6kJmol-1A H=- 5518kJ mol-1C8H 18(1)+ 25O2(g)=8CO 2

5、(g)+9H 2O(l)225根據(jù)蓋斯te律 X-，整理可得：8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H 2O(l) AH=(-571.6 kJ/mol )225x-(-5518kJ/mol)=-1627kJ/mol ;（2）氨硼烷（NH3?BH3）電池工作時的總反應(yīng)為：NH3?BH3+3H2O2 NH4BO2+4H2O,右側(cè) H2O2得至I電子、發(fā)生還原反應(yīng)，所在電極為正極，電極反應(yīng)式為3H2O2+6H+6e-=6H2O；（3） NaBH4可水解放出氫氣，反應(yīng)方程式為： NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2在酸性條件下，NaBH4不能 穩(wěn)定性存在，NaBH4和酸反應(yīng)生成硼酸

6、和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：BH4-+H+3H2O=H3BO3+4H2T。水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫促進水解，使半衰期縮短，故 <丁2；（4）用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2,結(jié)合反應(yīng)歷程圖可知反應(yīng)物還有氧氣，生成物為N2和H2O,配平即得反應(yīng)方程式為 4NO+4NH 3+O2&24N2+6H2O。2.（荊門市2020屆高三元月調(diào)研）研究氮氧化物的反應(yīng)機理，對于消除環(huán)境污染有重要意義。（1）升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大，但是2NO（g） + O2（g12NO2（g）的速率卻隨溫度的升高而減小，某化學(xué)小組為研究特殊現(xiàn)象的實質(zhì)原因，查閱資料知：2NO（g） + O2（

7、g）一 2NO2（g）的反應(yīng)歷程分兩步：i ： 2NO（g）*2。2g）（快）,vi 正=ki 正c2（NO） vi 逆=七逆 c（N2O2） AHi< 0ii : N2O2（g）+ 02（g）. 2NO2（g）（慢）,丫2正=k2 正 C（N2O2）C（O2） V2 逆=卜2 逆 c2（NO2） AH2<0請回答下列問題：一定溫度下，反應(yīng)2NO（g） + O2（g）2NO2（g）達到衡狀態(tài)，請寫出用ki正、ki逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達式 K =由實驗數(shù)據(jù)得到 V2正C（02）的關(guān)系可用如圖表示。當(dāng) X點升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點為 （填字母）。

8、（2） 100c時，若將0.i00 mol N2O4氣體放入i L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng) N2O4（g） L2NO2（g）A：# + 24.4 kJ mol。c（N2O4）隨時間的變化如表所示?；卮鹣铝袉栴}:時間阻02Q40SO80IOC01000.0700.0500.0400.0400.040在040 s時段，化學(xué)反應(yīng)速率 v（NO2）為 mol L1 s下列能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是(填選項字母)。A. 2v(N2O4)=v(NO2)B.體系的顏色不再改變C.混合氣體的密度不再改變D.混合氣體的壓強不再改變該反應(yīng)達到平衡后，若只改變一個條件，達到新平衡時，下列能使NO2的體積分數(shù)增大的是(

9、填選項字母)。A.充入一定量的 NO2B.增大容器的容積C.分離出一定量的 NO2D.充入一定量的 N2100c時，若將9.2 g NO2和N2O4氣體放入1 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng) N2O4(g)一 2NO2(g)。某時刻測得容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量為50,則此時v正(N2O4)V逆(N2O4)(填 >"上”或之" J上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正=卜正p(N2O4),逆反應(yīng)速率 v逆=卜逆p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數(shù)，若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓弓雖100 kPa),已知該條件下k正= 4.8M04s-1,當(dāng) N2O

10、4分解 10%時，丫正=kPa6。,K正笈正a【答案】(1) -a(2) 0.0025 BD BC <3.9 106k1逆k2逆【解析】(1)2NO g ? N2O2 g ；N2O2 g +O2 g ? 2NO2 g ；目標(biāo)反應(yīng)2NO g +O2 g ? 2NO2 g ,由反應(yīng)達平衡狀態(tài)，所以 Vi正Vi逆、v2正v2逆，所以,22Vi正V2正Vi逆V2逆，k1 正c NOk2正c N2O2 c O2 k1 逆c N2O2k2逆cNO2，則2c2 NO2c N2O2 c O2k1正k2正k1逆k2逆k1正k2正，故答案為：丁?。籯1逆k2逆2NO g +O2 g ? 2NO2 g的速率隨

11、溫度的升高而減小，因為決定該反應(yīng)速率的是反應(yīng)，故升高到溫度時V2正減小，且平衡逆向移動，氧氣的濃度增大，所以反應(yīng)重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點為 a,故答案為：a；(2)由表可知，040s時間內(nèi)N2O4的濃度由0.10mol/L減小為0.050mol/L ,則其反應(yīng)速率為V N2O4 =-C= 0.10mol/L-0.05mol/L =0.00125mol/(Lgs)，由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則NO?的t40s反應(yīng)速率為 V NO 2 =0.00125mol/ Lgs 2=0.0025mol/ Lgs ,故答案為：0.0025;A.未體現(xiàn)正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，A錯誤；B.體系的顏色不再改

12、變，說明二氧化氮的濃度不變，B正確；C.無論是否反應(yīng)，體系的混合氣體的總質(zhì)量不變，體積不變，故密度不變，C錯誤；D.該反應(yīng)正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，混合氣體的壓強不再改變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，達到平衡狀態(tài)，D正確；故答案為：BD；A.充入一定量的NO2,相當(dāng)于加壓，達新平衡時，則NO2的體積分數(shù)減小，故 A錯誤；B.增大容器的容積，減壓，平衡向體積增大的方向移動，即正向移動，NO2的體積分數(shù)增大，故 B正確；C.分離出一定量的NO2,相當(dāng)于減壓，使 NO?的體積分數(shù)增大，故 C正確；D.充入一定量的N2,總壓增大，氣體分壓不變，不會引起化學(xué)平衡的移動，二氧化氮濃度不變，故D錯誤；故答案為：B

13、C; 100c 時，將 0.100mol N2O4氣體放入 1L 密閉容器中，平衡時，n N2O4 =0.040mol , n NO2 =0.12mol ,平均分子量=氣體總質(zhì)量氣體總的物質(zhì)的量=0.1mol 92g/mo1 =57.5g/moi將9.2g NO2和N2O4氣體放0.04mol 0.12mol入1L密閉容器中，某時刻測得容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量為50,說明反應(yīng)需向體積縮小的方向進行，即v正N 2O4 <v逆N 2O4 ,故答案為：<當(dāng)N2O4分解10%時，設(shè)投入的N2O4為1mol,轉(zhuǎn)化的N2O4為0.1mol,則：N2O4 g ?2NO2 g物質(zhì)的量增大Vn1

14、2-1,故此時 p N2O41mol 0.1mol 100kPa 100kPa,則1mol 0.1mol110.10.1v正 4.8 104s 1 100kPa 3.9 106kPa s1 ,故答案為：3.9X06。 113.(綿陽市2020屆高三第二次診斷性考試)甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅(SiHCl 3)是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl 3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：Si(s) + 4HCl(g尸 SiCl 4(g) + 2H2(g)?H = -241 kJ/molSiHCl 3(g) + HCl(g尸SiCl 4(g) +

15、H2(g) ?H = -31 kJ/mol以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl 3的熱化學(xué)方程式是 。(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH 4)制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 O0100200刈 i4M/ /min(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng) 2SiHCl3(g)陶/? SiH2cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的 PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得 SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。353.15 K時，平衡轉(zhuǎn)化率為,反應(yīng)的平衡常數(shù)K =(保留3位小數(shù))。該反應(yīng)是反應(yīng)(填放熱"吸熱”)。

16、323.15 K時，要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，可采取的措施有比較a、b處反應(yīng)速率的大?。篤a vb (填 4"T"或 =")。已知反應(yīng)速率 v正=Kx'h外 , v逆=k2xsiH2ci2Xsicj , ki、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，則在353.15 K,kii c 時一= (保留3位小數(shù))。k2【答案】（1） Si（s）+3HCl（g尸SiHCl 3（g）+H2（g） ?H = -210 kJ/mol（2） SiCl4+ LiAlH 4=SiH4+LiCl + AlCl 3(3)24%0.025 吸熱改進催化劑增

17、大壓強或提高反應(yīng)物濃度0.025【解析】(1)由蓋斯定律，-得硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl 3的熱化學(xué)方程式：Si(s) + 3HCl(g尸SiHCl 3(g)+ H 2(g) ?H = -210 kJ/mol ；(2)題目信息：四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH 4)反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽，氫化鋁鋰中有兩種金屬元素,剛好成兩種鹽 LiCl、AlCl 3 ,方程式為：SiCl4 +LiAlH 4=SiH 4+LiCl + AlCl 3；(3) 由圖可知353.15K時，最大轉(zhuǎn)化率 24%,則平衡轉(zhuǎn)化率為 24%;反應(yīng)的平衡常數(shù)計算：設(shè)起始 SiHCl 3濃度為1mol/L,根據(jù)三段式找到達到平衡

18、各物質(zhì)濃度,2SiHCl3 gSiH2cl2 g+SiCl4起始濃度(mol/L)100轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.240.240.24平衡濃度(mol/L)0.760.240.24仁02。25；由圖可知：溫度升高，該平衡轉(zhuǎn)化率增大，升溫平衡正向移動，則正向是吸熱反應(yīng)。323.15 K時，要縮短反應(yīng)達到平衡的時間即加快反應(yīng)速率，可采取的措施有改進催化劑、增大壓強或提高反應(yīng)物濃度；(4) a、b兩處轉(zhuǎn)化率相同，說明消耗的SiHCl3等量的，但a的時間比b的短，a的反應(yīng)速率快，故va>vb；22已知反應(yīng)速率 v 正=k1x SiHCl3 , V 逆=k2XsiH2cl2XSiCl4，達到平衡時

19、 vv 逆，即 k1X SiHCl 3 = k2xSiH2Cl2 XSiCl4 ,k1 XSiH2Cl2XSiCl4k1變形得 =2= K，由圖可知353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為 24%,則在353.15K時=K = 24%。k2 X SiHCl 3k2【點睛】(2)此題圖像題：橫軸是時間，縱軸是不同反應(yīng)溫度下測得不同時間的SiHCl3的轉(zhuǎn)化率，圖形體現(xiàn)白是SiHCl 3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系圖。任選一條圖像從圖形走勢來看，轉(zhuǎn)化率隨時間變化即反應(yīng)的進行不斷增大，直至最大值即達平衡。故 353.15K時，最大轉(zhuǎn)化率 24%,即平衡轉(zhuǎn)化率為 24%,然 后設(shè)起始SiHCl 3濃度為1mol/L,

20、根據(jù)三段式找到達到平衡各物質(zhì)濃度。(4)題關(guān)鍵在于對ab兩點縱坐標(biāo)的值相等的理解，說明轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物濃度即 奉相等，反應(yīng)速率v=且， 及時間長則速率小。4.(南充市2020屆第一次高考適應(yīng)性考試)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項重大突破，研究表明液氨是一種良好的儲氫物質(zhì)。(1)化學(xué)家Gethard Ertl證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的過程，示意如下圖：下列說法正確的是 (選填字母)。A.表示N2、H2分子中均是單鍵B.一需要吸收能量C.該過程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成(2)氨氣分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：2NH3 (g) n N2 (g) +3H2 (g)

21、AH,若N三N鍵、H一 H鍵和N H鍵的鍵能分別記作 a、b和c (單位：kJ mol l),則上述反應(yīng)的 AH =kJ mol 1 o卜表為某溫度下等質(zhì)量的不同金屬分別催化等濃度氨氣分(3)研究表明金屬催化劑可加速氨氣的分解。解生成氫氣的初始速率(m mol. min -1)催化劑RuRhNiPtPdFe初始速率一 “4.03.0工工0.5不同催化劑存在下，氨氣分解反應(yīng)活化能最大的是(填寫催化劑的化學(xué)式)。溫度為T,在一體積固定的密閉容器中加入 2 molNH3,此時壓強為Po,用Ru催化氨氣分解，若平衡 時氨氣分解的轉(zhuǎn)化率為 50%,則該溫度下反應(yīng) 2NH3 (g) 1r-» N

22、2 (g)十3H2 (g)用平衡分壓代替平 衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù) Kp=。己知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)x體積分數(shù)(4)關(guān)于合成氨工藝的理解，下列正確的是。A .合成氨工業(yè)常采用的反應(yīng)溫度為500 C左右，可用勒夏特列原理解釋B.使用初始反應(yīng)速率更快的催化劑Ru,不能提高平衡時 NH3的產(chǎn)量C.合成氨工業(yè)采用 10 MPa 30 MPa,是因常壓下 N2和H2的轉(zhuǎn)化率不高D.采用冷水降溫的方法可將合成后混合氣體中的氨液化(5)下圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下，初始時氮氣、氫氣的體積比為1：3時，平衡混合物中氨的體積分數(shù) (NH3)。還二25若分別用Va (N

23、H3)和vb (NH3)表示從反應(yīng)開始至達平衡狀態(tài)A、B時的化學(xué)反應(yīng)速率， 則va (NH3)vb (NH3)(填 >"、之"或 J”)。在250 C、1.0M04kPa下，H2的轉(zhuǎn)化率為 % (計算結(jié)果保留小數(shù)點后 1位)。(6) N2和H2在鐵作催化劑作用下從145c就開始反應(yīng)，隨著溫度上升，單位時間內(nèi)NH3產(chǎn)率增大，但溫度高于900c后，單位時間內(nèi) NH3產(chǎn)率逐漸下降的原因 ?！敬鸢浮?1) BC(2) 6c-a-3b27 _2(3) FeP；(4) BC64(5) <66.7(6)高于900c后，產(chǎn)率受平衡移動影響為主，溫度升高，平衡向左移動，NH3產(chǎn)率

24、下降【解析】(1) A.N 2分子中是三鍵不是單鍵，故 A錯誤；B正確;B.一的過程是分子中價鍵斷裂為原子，價鍵斷裂是吸收能量的，故需要吸收能量，故C正確;C.化學(xué)變化的本質(zhì)就是舊化學(xué)鍵的斷裂，新化學(xué)鍵的生成，所以氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的過程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成，故 故答案為：BC。(2)H反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量-生成物化學(xué)鍵生成放出的能量，NH3含有三個N-H鍵，根據(jù)反應(yīng)方程式2NH3(g)? N2(g)+3H2(g)可得 H 6c a 3bkJgmol 1,故答案為:6c a 3b ；(3)Fe作催化劑時，氫氣的初始生成速率最小，根據(jù)碰撞理論的解

25、釋，催化劑的催化原理實質(zhì)上是降低反應(yīng)的活化能，活化能越低，則活化分子百分數(shù)越高，反應(yīng)速率越大，所以上述金屬比較，鐵作催化劑時，氨分解的活化能最大，故答案為:Fe；2NH式曲+3H式 g).初始2mol0(k變化Imol0.5 mol1.5ni01平衡Iniol0.5 mol體積分數(shù)等于物質(zhì)的量分數(shù)所以1NH 3的體積分數(shù)為-3 1 1N2的體積分數(shù)為一、H 2的體積分數(shù)為一62根據(jù)同溫同體積下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比得總壓強P= 3 Po化學(xué)平衡常數(shù)2KP(P 1)2316P2 帶入 P= 3 F0 ,得 Kp2(4)A.反應(yīng)為放熱反應(yīng)，按勒夏特列原理，應(yīng)選擇較低溫度,此反應(yīng)主要是考慮到催化

26、劑的活化溫度,故A錯誤;B.催化劑的作用是增大反應(yīng)速率，使反應(yīng)盡快到到平衡，但不影響反應(yīng)限度，故使用初始反應(yīng)速率更快的催化劑Ru,不能提高平衡時 NH3的產(chǎn)量，故B正確;C. N2(g)+3H 2(g) ? 2NH 3(g)反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，增大壓強反應(yīng)向右進行，所以合成氨工業(yè)壓強采用10 MPa 30 MPa,可以大大增加轉(zhuǎn)化率，故 C正確;D錯誤;D.氨氣的沸點比水低，采用冷水降溫的方法不能將合成后混合氣體中的氨液化，故故答案為BC;(5)壓強大，速率快，溫度高，速率快，B的溫度比A的高，B的壓強比A的大，所以B的速率大于A的速率，故答案為：V;初始時氮氣、氫氣的體積比為1： 3時，假

27、設(shè)N2為1mol、H 2為3mol,設(shè)平衡時，N2消耗xmolK + A 2NH5 十初始壯態(tài)13W變化量 x.3咒2xi1平衡狀態(tài)1-x 3-3x加由圖可知在250C、1.0M04kPa下，平衡混合物中氨的體積分數(shù)為50%,列式2x2 3x50% 100%，解得x , H2的轉(zhuǎn)化率為 100% 66.7% ,故答案為：1 x 3 3x 2x3366.7%;(6)合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度高于 900c后，產(chǎn)率受平衡移動影響為主，溫度升高，平衡向左 移動，NH3產(chǎn)率下降，故答案為：高于 900c后，產(chǎn)率受平衡移動影響為主，溫度升高，平衡向左移動， NH3產(chǎn)率下降。5.(成都市2020屆高三

28、第一次診斷性檢測)隨著科技進步和人類環(huán)保意識的增強，如何利用CO2已經(jīng)成為世界各國特別關(guān)注的問題。已知：CO2與CH4經(jīng)催化重整制得合成氣：CH4(g)+CO2(g) 怔"：-，2CO(g) + 2H2(g) AH(1)降低溫度，該反應(yīng)速率會 (填 增大”或 減小”)；一定壓強下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生1 mol 化合物的烙變?yōu)樵撐镔|(zhì)的摩爾生成崎。 已知CO2 ( g)、CH4 (g)、CO (g)的摩爾生成始分別為-395 kJ/mol、 -74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。則上述重整反應(yīng)的 AH=kJ/mol。(2) T1C時，在兩個相同剛性密閉容器中充入CH4和CO2

29、分壓土勻為20 kPa,加入催化劑Ni/a-Al 2。3并分別在TiC和T2c進行反應(yīng)，測得 CH4轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖 I所示。A點處v正B點處(填研究表明CO的生成速率v生成(CO) =1.3M0-2p(CH4) p(CO2) mol g-1 s-1, A點處v生成(CO)=mol g-1 s-1°(3)上述反應(yīng)達到平衡后， 若改變某一條件，下列變化能說明平衡一定正向移動的是 (填代號)。A .正反應(yīng)速率增大B.生成物的百分含量增大C.平衡常數(shù)K增大(4)其他條件相同，在甲、乙兩種不同催化劑作用下，相同時間內(nèi)測得CH4轉(zhuǎn)化率與溫度變化關(guān)系如圖H , C點 (填 何能"、

30、定”或一定未")達到平衡狀態(tài)，理由是;CH4的轉(zhuǎn)化率 b點高于a點的可能原因是 。圖I【答案】(1)減小 +249.1(2) >1.872(3) C(4) 一定未 催化劑不會改變平衡轉(zhuǎn)化率，乙催化劑 c點未與甲催化劑同樣溫度的點相交，轉(zhuǎn)化率不 相等，說明c點不是平衡轉(zhuǎn)化率b和a兩點反應(yīng)都未達平衡，b點溫度高，反應(yīng)速率快，相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高(或其它合理答案)【解析】(1)降低溫度，降低反應(yīng)混合物中分子所具有的能量，該反應(yīng)速率會減??；CH 4(g)與 CO 2(g)反應(yīng)生成 CO (g)和 H 2 (g)的方程式：CH4(g)+CO2(g)+2CO( g)+2H2(g), CO2

31、(g)、CH4 (g)、CO (g)的摩爾生成始分別為 -395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。根 據(jù)此定義，穩(wěn)定單質(zhì)的摩爾生成始為 0,反應(yīng)始變AH=2X (-110.4KJ mol 1)-(-395KJ mol 1)-+ (-74.9KJ mol 1)=+249.1kJ moF 1,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+CO2(g)*2CO (g)+2H2( g) AH=+249.1kJ mol 一1。(2)根據(jù)圖I , T1的溫度高于T2, A點處v AB點處；由圖，A點甲烷的轉(zhuǎn)化率為 40%,結(jié)合方程式CH4(g) +CO2 (g)>2CO (

32、g) +2H2 (g), p (CH4) =20KPaX (1-40%) =12kPa=p (CO2), CO 的生成速率 v 生成 9。)=1.3M0-2p(CH4)p (CO2) mol g-1 s-1, A 點處 v生成(CO) =1.3 xi0-2x12XI2mol g-1 s-1=1.872mol g-1 s-1。(3) A.正反應(yīng)速率增大，如逆速率同等程度地增加，平衡不移動，故 A不符；B.向反應(yīng)體系中投入某生成物，生成物的百分含量增大，但平衡逆向移動，故B不符；C.平衡常數(shù)K增大，平衡正向進行的程度增大，故 C符合；故選Co(4)其他條件相同，在甲、乙兩種不同催化劑作用下，相同時

33、間內(nèi)測得CH4轉(zhuǎn)化率與溫度變化關(guān)系如圖n , C點一定未達到平衡狀態(tài)，理由是催化劑不會改變平衡轉(zhuǎn)化率，乙催化劑c點未與甲催化劑同樣溫度的點相交，轉(zhuǎn)化率不相等，說明c點不是平衡轉(zhuǎn)化率；CH4的轉(zhuǎn)化率b點高于a點的可能原因是：b和a兩點反應(yīng)都未達平衡，b點溫度高，反應(yīng)速率快，相同 時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高(或其它合理答案)。6.(四省八校2020屆高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢測)氫氣既是一種優(yōu)質(zhì)的能源，又是一種重要化工原料，高純氫的制備是目前的研究熱點。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制備高純氫的方法之一，甲烷和水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：CH2(g)+2H2O* ：三 CO2(g) + 4H2(g) AH = +165

34、.0kJ mol 1已知反應(yīng)器中存在如下反應(yīng)過程：I .CH4(g)+H2O(g) ? CO(g) + 3H2(g)AHi=+206.4kJ mol 1II .CO(g) + H2O(g) ? CO2(g) + H2(g)AH2化學(xué)建H T0 IIc-nc = o436姐591076根據(jù)上述信息計算：a=、AH2=。(2)某溫度下，4molH2O和lmolCH4在體積為2L的剛性容器內(nèi)同時發(fā)生I、II反應(yīng)，達平衡時，體系中n(CO) = bmol、n(CO2)= dmol,則該溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)K值為(用字母表示)。(3)欲增大CH4轉(zhuǎn)化為H2的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有 (填標(biāo)號)。A.

35、適當(dāng)增大反應(yīng)物投料比武n(H2O)： n(CH4)B.提高壓強C.分離出CO2(4) H2用于工業(yè)合成氨：N2+3H2超三"2NH3。將n(N2)： n(H2)=1： 3的混合氣體，勻速通過裝有催化劑的反應(yīng)器反應(yīng)， 反應(yīng)器溫度變化與從反應(yīng)器排出氣體中NH 3的體積分數(shù)4 (NH3)關(guān)系如圖，反應(yīng)器溫度升高NH3的體積分數(shù)。(NH3)先增大后減小的原因是?；旌蟔L氣體 -Tr一”(N國某溫度下，n（N2）： n（H2）=1： 3的混合氣體在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，起始氣體總壓為2M07Pa,平衡時總壓為開始的90%,則H2的轉(zhuǎn)化率為，氣體分壓（p七9 =氣體總壓（P總）肺積分數(shù)，用某物質(zhì)的

36、平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)（記作Kp）,此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=（分壓列計算式、不化簡）?！敬鸢浮浚?） 415.1-41.4kJmol 1b 3b 4d4 1 b d 4 b 2d（3） AC（4）溫度低于T0時未達平衡，溫度升高、反應(yīng)速率加快，NH3的體積分數(shù)增大；高于T0時反應(yīng)達平衡由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡常數(shù)減小，NH 3的體積分數(shù)減小20%2 1 06 22rPa-6 一 7 34 101.2 10【解析】(1)反應(yīng) CH4(g)+H2O(g)? CO(g) + 3H2(g) AH = =4a kJ mol 1+2 >465 kJ mo

37、l 1-(1076 kJ mol 1+3X436 kJ mol 1)= +206.4kJ mol1,解得 a=415.1 kJ mol 1; m CH2(g) + 2H2O(g).CO2(g) + 4H2(g)H = +165.0kJ mol 1, I.CH4(g) +H2O(g) ? CO(g) + 3H2(g)AHI=+206.4kJ mol 1,根據(jù)蓋斯定律可知II= m- I,所以 AH2=AH-AH1=+165.0kJ mol 1-206.4kJ mol 1=-41.4kJ mol 1,故答案為:415.1; -41.4kJ mol 1;(2)由 n(CO2)= dmol 可知反應(yīng)

38、II 生成的 n(H2)= dmol ,同時消耗的 n(CO)=dmol ,消耗的 n(H2O)=dmol , 則在反應(yīng)I中生成的n(CO)=(b+d)mol ,消耗的n(CH 4)= (b+d)mol ,消耗的n(H2O)= (b+d)mol ,生成的 n(H2)=(3b+3d)mol ,則平衡時體系內(nèi)：n(CH4)=(1-b-d)mol、n(H2O)=(4-b-2d)mol、n(CO)=bmol、n(H2)=(3b+4d)mol ,容器體積為2L,故平衡常數(shù)3b 2 3b 4d 2b 3b 4dK -：:-=，1 b d 24 b 2d 24 1 b d 4 b 2d故答案為:b 3b 4

39、d4 1 b d 4 b 2d(3)A.適當(dāng)增大反應(yīng)物投料比武 n(H2O)： n(CH4),增大水的量促進甲烷轉(zhuǎn)化成CO,促進CO轉(zhuǎn)化成CO2,故A正確;B.提高壓強，反應(yīng)I平衡左移，故B錯誤;C.分離出CO2可使平衡右移，故 C正確;故答案為：AC ;(4)溫度低于To時未達平衡，溫度升高、反應(yīng)速率加快，NH3的體積分數(shù)增大；高于T0時反應(yīng)達平衡，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡常數(shù)減小,NH 3的體積分數(shù)減小;設(shè)初始加入的 N2為1 mol、H2為3 mol ,溫度、體積一定時氣體物質(zhì)的量之比等于壓強之比，氣體物質(zhì)N2 +3H2 ?2NH起始130反應(yīng)0.20.60.4平衡0.82.4

40、0.4平衡分壓048P024 P0*Pi的量減少4M0 % =0.4 mol0其中 Po=2M07Pa3 An 氣；=20.4H2的轉(zhuǎn)化率為0.6/3=20%;Kp NH3平衡常數(shù)Kp= p3-Kp M Kp 乩2 10667 34 101.2 10Pa2NH3的體積分數(shù)減小；20%；6 22 10。3 34 106 1.2 1072Pa2。故答案為：溫度低于 To時未達平衡，溫度升高、反應(yīng)速率加快，NH 3的體積分數(shù)增大；高于To時反應(yīng)達平衡，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡常數(shù)減小,【點睛】本題重點考察了平衡常數(shù)的計算，第(2)題為難點，對于一個體系有多個連續(xù)能與，表示謀一反應(yīng)平衡常數(shù)是

41、，可用逆推法求得平衡體系中各物質(zhì)的濃度。7.(湖南省郴州市 2020屆高三第一次教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測)CCuS是一種二氧化碳的捕獲、利用與封存的技術(shù),這種技術(shù)可將CO2資源化，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳有機物，主要有以下反應(yīng)：反應(yīng) I: CO2(g) + 3H2(g) ICH30H(g) + H2O(g) AHi= 49.8kJmol 1 反應(yīng) II : CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH30H(g)AH2= + 23.4kJmol 1反應(yīng) III ： 2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) AH3(1) AH 3=kJ mol 1(2)恒溫恒容

42、條件下，在密閉容器中通人等物質(zhì)的量的CO2和H2,發(fā)生反應(yīng)I。下列描述能說明反應(yīng)I達到平衡狀態(tài)的是(填序號)。A.容器內(nèi)的混合氣體的密度保持不變B.反應(yīng)體系總壓強保持不變C. CH3OH和CO2的濃度之比保持不變D.斷裂3Na個H-O鍵同時斷裂2Na個C=O鍵(3)反應(yīng)II在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25,此溫度下，在密閉容器中加人等物質(zhì)的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反應(yīng)到某時刻測得各組分濃度如下：物質(zhì)CH 3OCH 3(g)H2O(g)CH30H(g)濃度/mol L 11.61.60.8此時 生 比(填“>7 "<或"=),當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，混

43、合氣體中CH30H體積分數(shù)V(CH 3OH)%=%。(4)在某壓強下，反應(yīng)III在不同溫度、不同投料比時，C02的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。Ti溫度下，將6 mol CO2和12 mol H2充入3 L的密閉容器中，10 min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，則 0-10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率 V(CH 3OCH3)=。力.投科比；峭hr圈(5)恒壓下將CO2和氏按體積比1 : 3混合，在 不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)III,在相同的時間段內(nèi)CH30H的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如下圖。CH 30H的物質(zhì)的量其中：CH3OH的選擇性=反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量M00%Of ML* I"溫度高于230

44、C, CH30H產(chǎn)率隨溫度升高而下降的原因是 。在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是 。A. 230c B. 210c C.催化劑 CZT D.催化劑 CZ(Zr-1)T【答案】(1) -123.0(2) BCD(3) =20(4) 0.06molg_-1gmin-1(5)反應(yīng)H<0,溫度升高，使 C02轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率下降A(chǔ)D【解析】(1)由反應(yīng) I: C02(g)+3H2(g)CH30H(g) + H20(g) AHi= 49.8kJ mol 1 ；反應(yīng) II : CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH30H(g) AH2= + 23.4kJmol1可知反應(yīng) m=I >2

45、-II ,所以H3= 49.8kJ mol 1 X2-23.4kJ mol 1=-123.0 kJ mol 1;(2) A,容器內(nèi)的氣體體積不變，質(zhì)量不變，故密度一直不變，故 A錯誤；B.平衡正向移動時氣體體積減小，壓強減小，所以壓強不變時說明反應(yīng)達到平衡，故B正確；C.平衡移動時 CH30H和CO2的濃度變化不一致，所以當(dāng)比值不變時，說明反應(yīng)平衡，故 C正確；D,斷裂3Na個H-O鍵，有1molCH 30H和1mol H2O參加反應(yīng)，同時斷裂 2Na個C=O鍵，有1mol CO 2參加反應(yīng)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故 D正確；c CH3OH0.82ue = % ；體積分數(shù)等(3)濃度商 Q

46、=0.25=K,故此時達到平衡,c H20 c CH30cH3 1.6 1.6于物質(zhì)的量分數(shù)，同一容器中可用濃度代替，故V(CH 3OH)%=0.8+(0.8+1.6+1.6)=20% ,(4)根據(jù)圖表可知 Ti溫度下投料比為2時，C02轉(zhuǎn)化率為60%,容器體積為3L,初始濃度c(CO2)=6mol -3L=2mol/L , c(H2)=12mol 3_=4 mol/L , CO2轉(zhuǎn)化率為 60%,即反應(yīng)了 1.2 mol/L ,貝U生成0.6 mol/L CH30CH ,反應(yīng)速率 v= = °.6m°"L =0.06mol gL 1gmin 1, t 10min

47、(5)生成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡左移，故答案為：反應(yīng)I AH<0,溫度升高，使 CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率下降;溫度不能太低，溫度太低反應(yīng)速率慢，溫度也不能過高，過高產(chǎn)率降低，合適溫度為230c ；從圖表分析催化劑 CZ(Zr-1)T的效果更好，故答案為 AD?！军c睛】可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)有兩個核心的判斷依據(jù)：正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變。只要抓住這兩個特征就可確定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，對于隨反應(yīng)的發(fā)生而發(fā)生變化的物理量如果不變了，即說明可逆反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，關(guān)鍵是看給定的條件能否推出參與反應(yīng)的任一物質(zhì)

48、的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，即變量不再發(fā)生變化。8.(云南省大理、麗江、怒江2020屆高三統(tǒng)一檢測)綠色”和生態(tài)文明”是未來的發(fā)展主題，而 CO2的有效利用可以緩解溫室效應(yīng)，解決能源短缺問題。(1) CO2 與 CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)+CO2(g)譽士也 2CO(g)+2H 2(g) AH已知：反應(yīng) 1 CH4(g) C(s)+2H(g) AHi= +75kJ/mol反應(yīng) 2 2CO(gLC(s)+CO2(g) AH2=172kJ/mol則該催化重整反應(yīng)的 Hn kJ?mol-1。(2)有科學(xué)家提出可利用 FeO吸收CO2： 6FeO(s)+CO2(g)= 2Fe3O4(s)+

49、C(s),對該反應(yīng)的描述正確的是°A.增大FeO的投入量，利于平衡正向移動B.壓縮容器體積，可增大 CO2的轉(zhuǎn)化率，c(CO2)減小C.恒溫恒容下，氣體的密度不變可作為平衡的標(biāo)志D.恒溫恒壓下，氣體摩爾質(zhì)量不變可作為平衡的標(biāo)志E.若該反應(yīng)的 m<0,則達到化學(xué)平衡后升高溫度，CO2的物質(zhì)的量會增加(3)為研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化，讓一定量的 CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng)：C(s)+CO2(g)一"2CO(g) ?H ,測得壓強、溫度對 CO的體積分數(shù)。(CO)%的影響如圖所示，回答下列問題：圖中Pi、p2、p3的大小關(guān)系是 ，圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡

50、常數(shù) Ka、Kb、Kc的大小關(guān)系是 。 900C、1.013MPa時，1molCO2與足量碳反應(yīng)達平衡后容器的體積為VL , CO2的轉(zhuǎn)化率為(保留一位小數(shù))，該反應(yīng)的平衡常數(shù) K=。將中平衡體系溫度降至640C,壓強降至0.1013MPa,重新達到平衡后 CO2的體積分數(shù)為50%。條件改變時，正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率(填"乂 "或“=”。)(4)在NaOH溶液中通入一定量的 CO2氣體，所得溶液中c(HCO3-)： c(CO32-)=4 : 1 ,此時溶液pH=。 (已知:室溫下，H2CO3的 k1=4X10-7, k2=5M0-11。lg2=0.3) 【答案】(1) +2

51、47(2) CE(3) p1<p2Vp3Ka=Kb<Kc66.7% 也 <3V(4) 9.7【解析】(1) CH4(g) C(s)+22(g) AH1= +75kJ/mol 2CO(g)C(s)+CO 2(g) AH 2= 172kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，將熱化學(xué)方程式-，整理可得：CH4(g)+CO2(g)，B絲I 2CO(g)+2H2(g)H=+(75+172)kJ/mol=+247kJ/mol ；(2) A.FeO是固體，增大FeO的投入量，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動，A錯誤；B.該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，壓縮容器體積，即增大壓強，化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方

52、向移動，最終達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率增大，但平衡移動的趨勢是微弱的，不能抵消。又由于壓縮體積導(dǎo)致的物質(zhì)的濃度增大，因此平衡時c(CO2)增大，B錯誤；C.恒溫恒容時，氣體的質(zhì)量是變量，容器的容積不變，氣體的密度也為變量，若氣體密度不變，則反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，因此可作為平衡的標(biāo)志，C正確；D.反應(yīng)混合物中只有 CO2為氣體，恒溫恒壓下，氣體摩爾質(zhì)量始終不變，因此不可作為平衡的標(biāo)志，D錯誤；E.若該反應(yīng)的Z»<0,則達到化學(xué)平衡后，若升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，最終達到平衡時CO2的物質(zhì)的量會增加，E正確；故合理選項是 CE;(3)反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g)是氣體體積增

53、大的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進行，體系壓強增大。減小壓強 有助于化學(xué)平衡正向移動，表明壓強低時對應(yīng)著的 CO體積分數(shù)較高，則p1、p2、p3的大小關(guān)系是：p1<p2Vp3; 化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的改變而改變，在壓強不變時，升高溫度，CO含量增大，說明升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，化學(xué)平衡常數(shù)增大，因此a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系是：Ka=Kb<Kc；900C、1.013MPa時，設(shè)反應(yīng)轉(zhuǎn)化的 CO2的物質(zhì)的量為xmol,則平衡時n(CO)=2x , n(CO2)=1-x ,根據(jù)圖象可知平衡時CO的體積分數(shù)為80%,則2x1 x-xioo%=80% ,解得x=-mol ,所以CO2的轉(zhuǎn)化

54、 2x3立二 一 mol率為： 3X100%=66.7%;平衡時各種氣體的濃度，c(CO)二空 ,c(C0 2)=L_xV 3VV1一，一、一，人，所以根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義，可得3Vc2 CO此時反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=C CO2163V ；反應(yīng)C(s)+CO2(g) = 2CO(g)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，降低壓強，升高溫度均有利于反應(yīng)正向進行，所以將中平衡體系溫度降至640C ,壓強降至0.1013 MPa,降低溫度減小壓強，使正、逆反應(yīng)速率均減小，重新達到平衡后CO2的體積分數(shù)為50%,設(shè)反應(yīng)轉(zhuǎn)化的CO2的物質(zhì)的量為ymol,1 y.一 12則平衡時n(CO2)=1-y, n(CO)=2y ,則：y2y' =50% ,解得y= - mol< mol,可見重新達到平衡時,體系中CO含量降低，CO2含量升高，即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以v(正)<v(逆)；c CO3 n c H c H(4)所得溶液 c(HCO3-)：c(CO32)=4:1,由于 K2= =5X10-11,則 c(H+)=2.0