精做04平衡理論與應(yīng)用-模擬精做【含答案及解析】

1、精做04平衡理論與應(yīng)用-模擬精做【含答案及解析】姓名班級(jí)分?jǐn)?shù)題號(hào)總分得分、填空題1.碳及其化合物在能源、材料等方面具有廣泛的用途。回答下列問題：(1) 天然氣是目前應(yīng)用較為廣泛的能源之一，天然氣中除含主要成分甲烷外，還含有乙烷、丙烷等，乙烷的電子式為。(2) 碳酸和草酸均為二元弱酸，其電離均為分步電離，二者的電離常數(shù)如下表：2.H2CO3H2C2O4K14.2X710.4X10-2K25.6X10115.4X10-5-mo2.0410.2700.0123. 溫度/°C250300350K/L24. 硫單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，而SO2直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。I.已知

2、：重晶石(BaSO4)高溫煅燒可發(fā)生一系列反應(yīng)，其中部分反應(yīng)如下：BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO(g)AH=+571.2kJmol-1BaS(s)Ba(s)+S(s)AH=+460kJmol-1已知：2C(s)+O2(g)2CO(g)AH=-221kJmol-1貝V:Ba(s)+S(s)+2O2(g)BaSO4(s)AH=。n.so2的尾氣處理通常有以下幾種方法：(1) 活性炭還原法反應(yīng)原理：恒溫恒容時(shí)2C(s)+2SO2(g)；S2(g)+2CO2(g)反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度部分圖象如圖: 020min反應(yīng)速率表示為v(SO2)= 30min時(shí)，改變某一條件平衡

3、發(fā)生移動(dòng)，則改變的條件最有可能是 40min時(shí)，平衡常數(shù)K=。(2)亞硫酸鈉吸收法 Na2SO3溶液吸收SO2的離子方程式為; 常溫下，當(dāng)吸收至NaHSO3時(shí)，吸收液中相關(guān)離子濃度關(guān)系一定正確的是(填序號(hào))。a.c(Na+)+c(H+)>c()+c(7®)+c(OH-)b.水電離出c(H+)=1x10-8mol/Lc.c(Na+)>c(|：:if?0;；|)>c(H+)>c(|蕊淚)(3) 電化學(xué)處理法啊甌了交換痕如圖所示，Pt(I)電極的反應(yīng)式為當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.02mole-時(shí)(較濃H2SO4尚未排出)，交換膜左側(cè)溶液中約增加mol離子。5. 碳、氮、氧、鋁

4、都為重要的短周期元素，其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問題：(1) 在密閉容器內(nèi)(反應(yīng)過(guò)程保持體積不變)，使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應(yīng)：N2(g)+3H2(g).-2NH3(g)AH=-92.4kJmol-1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的濃度之比是;當(dāng)升高平衡體系的溫度，則混合氣體的平均式量(填“增大”“減小”或“不變”)；當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),再向容器內(nèi)充入1molN2,H2的轉(zhuǎn)化率(填“提高”“降低”或“不變”)；當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，將c(N2)、c(H2)、c(NH3)同時(shí)增大1倍，平衡移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”)。(2) 由題干所述元素中的三種組成的某

5、種強(qiáng)酸弱堿鹽的化學(xué)式為，其溶于水能水的電離(填“促進(jìn)”或“抑制”)，且使溶液的pH(填“升高”“降低”或“不變”)，原因是(用離子方程式表示)。(3) 空氣是硝酸工業(yè)生產(chǎn)的重要原料，氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ)，氨氣在鐵觸媒作用下只發(fā)生主反應(yīng)和副反應(yīng)：4NH3(g)+5O2；乂4NO(g)+6H20(g)AH=-905kJmol-14NH3(g)+3O2(g).i2N2(g)+6H2O(g)AH=-1268kJmol-1 氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成NO的熱化學(xué)方程式為。 在氧化爐中催化氧化時(shí)，有關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖。下列說(shuō)法中正確的是oA.工業(yè)上氨催化氧化生成NO時(shí)，最佳溫度應(yīng)控制在780840

6、°C之間B工業(yè)上采用物料比淫丄在1.72.0，主要是為了提高反應(yīng)速率C加壓可提高NH3生成NO的轉(zhuǎn)化率D由圖可知，溫度高于900C時(shí)，生成N2的副反應(yīng)增多，故NO產(chǎn)率降低(4) M是重要的有機(jī)化工原料，其分子與H2O2含有相同的電子數(shù)，將1molM在氧氣中完全燃燒，只生成1molCO2和2molH2O，則M的化學(xué)式為。某種燃料電池采用鉑作為電極催化劑，以KOH溶液為電解質(zhì)，以M為燃料，以空氣為氧化劑。若該電池工作時(shí)消耗1molM，則電路中通過(guò)mol電子6. 霧霾由多種污染物形成，其中包含顆粒物(包括PM2.5在內(nèi))、氮氧化物(NOx)、COSO2等?；瘜W(xué)在解決霧霾污染中有著重要的作用

7、。(1) 已知：2SO2(g)+O2(g).、2SO3(g)AH=-196.6kJmol-12NO(g)+O2(g).、2NO2(g)AH=-113.0kJmol-1則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)”*SO3(g)+NO(g)AH=kJmol-1。一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有。A體系密度保持不變B.混合氣體顏色保持不變C. SO3和NO的體積比保持不變D. 每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1:5，則平衡常數(shù)K=。(2) CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)

8、+2H2(g)L*CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250C、1.3X104kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是0OSLD1.5(3)如圖是一種用NH3脫除煙氣中NO的原理 該脫硝原理中，NO最終轉(zhuǎn)化為H2O和(填化學(xué)式)。 當(dāng)消耗1molNH3和0.5molO2時(shí)，除去的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(4) NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一種脫硝途徑。在不同條件下，NO的分解產(chǎn)物不同。在高壓下，NO在40C下分解生成兩種化合物，體系中各組分物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖所示，寫出NO分解的化學(xué)方程式xyVJz厶X7. 以天然氣代替石油生產(chǎn)液體燃料和

9、基礎(chǔ)化學(xué)品是當(dāng)前化學(xué)研究和發(fā)展的重點(diǎn)。(1) 我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造性地構(gòu)建了硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了甲烷一步高效生產(chǎn)乙烯、芳香烴Y和芳香烴Z等重要化工原料，實(shí)現(xiàn)了CO2的零排放，碳原子利用率達(dá)100%已知Y、Z的相對(duì)分子質(zhì)量分別為78、128,其一氯代物分別有1種和2種。有關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表中所示：8. 化學(xué)鍵HHC=CCCC三CC-HE(kJ/mol)436615347.7812413.49. 研究碳及其化合物的相互轉(zhuǎn)化對(duì)能源的充分利用、低碳經(jīng)濟(jì)有著重要的作用。(1) 已知：CH4(g)+H2O(g)；CO(g)+3H2(g)H1=+206.1kJmol-1 2H2(g)+CO

10、(g):.=CH3OH(I)H2=-128.3kJmol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H3=-483.6kJmol-125C時(shí)，在合適的催化劑作用下，采用甲烷和氧氣一步合成液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為。(2)利用反應(yīng)來(lái)制備氫氣，為了探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三組對(duì)比實(shí)驗(yàn)(溫度為400C或500C，壓強(qiáng)為101kPa或404kPa)。10. 實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度C壓強(qiáng)/kPaCH4初始濃度/molL1H2O初始濃度/molL11400p3.07.02t1013.07.034001013.07.011. I.煤制天然氣的工藝流程簡(jiǎn)圖如下：(1) 反應(yīng)I:C(s)+H

11、2O(g)CO(g)+H2(g)AH=+135kJmol-1，通入的氧氣會(huì)與部分碳發(fā)生燃燒反應(yīng)。請(qǐng)利用能量轉(zhuǎn)化及平衡移動(dòng)原理說(shuō)明通入氧氣的作用：。(2) 反應(yīng)II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=-41kJmol-1。如圖表示不同溫度條件下，煤氣化反應(yīng)I發(fā)生后的汽氣比(水蒸氣與CO 判斷T1、T2和T3的大小關(guān)系：。(從小到大的順序) 若煤氣化反應(yīng)I發(fā)生后的汽氣比為0.8，經(jīng)煤氣化反應(yīng)I和水氣變換反應(yīng)I后,得到CC與H2的物質(zhì)的量之比為1:3，則反應(yīng)I應(yīng)選擇的溫度是(填“T1”或“T2”或“T3”)。(3) 甲烷化反應(yīng)IV發(fā)生之前需要進(jìn)行脫酸反應(yīng)川。煤經(jīng)反應(yīng)I和I后的氣體

12、中含有兩種酸性氣體，分別是H2S和。工業(yè)上常用熱碳酸鉀溶液脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽，該反應(yīng)的離子方程式是I利用甲烷超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體，將甲烷和二氧化碳轉(zhuǎn)化為可利用的化學(xué)品，在能源和環(huán)境上的意義重大。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為：CH4(g)+3C02(g)2H20(g)+4C0(g)AH>0CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理示意如圖：it稈1Y)Hp(E>辭Mi(4) 過(guò)程II，實(shí)現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學(xué)方程式是(5)假設(shè)過(guò)程I和過(guò)程I中的各步均轉(zhuǎn)化完全，下列說(shuō)法正確的是。(填序號(hào))a過(guò)程I和過(guò)程I中均含有氧化還原反應(yīng)b.過(guò)程I中使用的催

13、化劑為Fe3O4和CaCO3c若過(guò)程I投料卑祟=1，可導(dǎo)致過(guò)程I中催化劑失效(6)一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1.2molCH4(g)和4.8molCO2(g)，發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+3CO2(g)-2H2O(g)+4CO(g)AH>Q實(shí)驗(yàn)測(cè)得，反應(yīng)吸收的能量和甲烷的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線圖像如圖。計(jì)算該條件下，此反應(yīng)的AH=。020“小第1題【答案】參考答案及解析HHH&：心HI-J*HM(2) 0)H犯iC&EO；=2ECO；+C;O；_少疋4巳(3) 2C(s)-KJa(g)=2C0()Al-222.0kJ*»ol-i(4) C2.041

14、+血嚴(yán)0-08mlL'1*likin'1®<4，嘍魁查考生對(duì)化艇論知識(shí)的綜合陰能力。濟(jì)為共價(jià)穆評(píng)驛HH穩(wěn)定狀生礪子孩外那電子穩(wěn)癥狀態(tài)故其電子式対山乙&日，*fe*H11<2)的釀性比只兀工強(qiáng)若草酸過(guò)量貝!主成二氧化確，但該題中草嵌沖少量故反應(yīng)生成1工6和CQ,c.生碳釀和草釀的兩于電禽常埶可知酸性強(qiáng)弱順庫(kù)為皿：小出口：丿HCO；、酸性越禺其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)堿鹽水解程度越大，鹽溶液的減性越強(qiáng)(弘)越小故濃度均為Q.1jnolV的“心工漆反陌朮6溥港，M應(yīng)臥滾瓶誼H3蹦港中心逐漸増大，即G匚譏譏“<3)由已iOC和曲啤準(zhǔn)燃燒熱數(shù)1K可寫出其熱化學(xué)方程式；

15、(DC(SDW(g)AH=-394.Ocj-mcl1.CO(g)+0(g)C0®AH=-283.0町mo卜打根據(jù)蓋斯定律，由(-)江2可得綸沁:髒總黯訓(xùn)藕禽搟黜吧齬孰駕逆歎諸正O.GmchL1:2C(s)+Oj(g)200(g)2kfi=(-394.0kJjko1_i+2S3.0kJmcl)X2='222»0ij*nolOH)=0.8molLm則K二壬廠上«2.041L：mol-z,v(CH?OH)=0.8ntol*L-tlOinW.08>ol*I/】*mirT,co(1.4tnol/xGJtnol-L-時(shí)CO那mol7衛(wèi)茨10mol7CH3OM5i

16、mI,壓為4fwl,CHnOHjBnoLfr由于溫度相向8V3W可知B處魚捋偉率高于勸迺僉A時(shí)，8的暮化率為0.5,率為03此時(shí)8為2,化學(xué)平衡常數(shù)相同。設(shè)叭B)為VG則耳，；_2GX(2CyV第2題【答案】II.(1)(1)0.03Jiiol/(L-KLin)減少COz的濃度0.675(2) ®SO；*+SO2+H£O=2HSO?sc(3) S0a2bt2H20=SO；'MH0.03【解析】BaS(s)十4C0(g)Ah=h-571.2kJ-mol-iI-已知2EqSO.Q)MC(s)BaS(s)Ba(s)+S(s)H=+460kJ->ol-i2C(s)+O

17、i(g)2CO(g)H=-2得熱化學(xué)萬(wàn)趙式為Ba(s)+S(s)+20z(g)kJmol"28(“kJ2,根據(jù)豊巒鷹隈務(wù)孺應(yīng)昭聽I(yíng)BaS0-(s>"1473.2kJ-mol"1©II.(1>由圖可知，020分鐘內(nèi)二氧化玩濃度變化11mol/L-0.4Kiol/L=0.6mol/L,故二氧化硫的反應(yīng)速率弐6mol/L-20jr£h=O.03jnol/(L-n£n)oJTIO氧化竄簡(jiǎn)專舉間，二氧化碳的濃度降低，仝的濃度不變，而后二氧化碳和S2的濃度均增大，應(yīng)是減小二其平衡常數(shù)為生成物的濃度幕之積/反應(yīng)物濃度的幕之釈，由于平衡常

18、數(shù)只與溫度有關(guān)系，則K二c0)/(CQ)OJxC.S2L(SQ)0.42=0.675。(2)亞硫酸鈉滾滋與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，反應(yīng)離子方程式為SO；'+S024H202HSO；©a.根將電荷守恒，c(H)+C()=2c(SO；-)+c(HSO；)+c(0H-),所以匕他酣)北)沁(SO)七(HSO；)+pSk歸驟盤十備專議甕(筋鱉當(dāng)盔磐畳鬧魯蠹矍議畢蟲解，所以離子濃度關(guān)系為c(Na*)>c(HSO3)c(Hjc(SO；)，c正確。所以選&。(3)由團(tuán)可知'Ptd)電極上二氧化硫氧化成硫酸，電極反應(yīng)為SO-2e十2血0SO+4Hf左側(cè)電解反應(yīng)SO2

19、i2HnO=SO：十4H，根據(jù)電子守恒，生成硫酸根的物康的量為042"IO驚瞬腳鑑5：,0.01momo溶勺0.04mol_交換戕移動(dòng)到右側(cè)；即有$0匚3氫高子i.02左側(cè)第3題【答案】<n1：3減屮提高正向(2)如儷護(hù)促進(jìn)降低Al(0H>=+3H-餉1RA護(hù)十茁1行>J-mr，l-:CS'A?夠動(dòng)1rJJ/1JKC14i£j-耳富相當(dāng)于壓縮容熱更甌亢入的此和缶的物質(zhì)的wia®k3s時(shí)c(Mj.cfckc(KH7)同時(shí)：lg者藥的物離g均為丄I弟勸卜的止冋是佚祝減塵吐，憩JiSWffi躍豈豊那覃尹屯琥蠶豔臨翹鹽'即山血孫因其溥于水

20、電離的A1"水銅而促進(jìn)水<3)0)根據(jù)蓋斯定律，直學(xué)可得氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成血的熱化學(xué)方程武為皿恥Q)AH=+181.5kmor1.二從團(tuán)象可以看出，反應(yīng)溫度在花08知乜血的產(chǎn)率最尢故證確；兔工業(yè)上采用物料比町品-在】T2.0主要是為了提言氛氣的刊用率，故B錯(cuò)冕J在4曄十血©冃4N0(g)我畋反應(yīng)中,反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)酬之和小于生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，増大壓逼平衡同逆反應(yīng)方同移狐恥的轉(zhuǎn)化率P?低丿枷錯(cuò)誤j由圖可知，溫度高于90此時(shí)，(s)+2時(shí))+如旳(g),生威陽(yáng)的副反應(yīng)增多故呃產(chǎn)率降低，D正確。(4) 氐扮子內(nèi)有田個(gè)電子.由1nol祇氧氣中完全爆燒生成1molg和2,i

21、wlIW得出M的化學(xué)式為CH：OH.在甲酉懿科電池的反應(yīng)中負(fù)極反應(yīng)式為CHQU-+30H-6aCO；*+ew,則消耗1boICHsOH7轉(zhuǎn)移電子占Jliola第4題【答案】(1) -41.Sb1.8此圧強(qiáng)下3的轉(zhuǎn)化率已較高，再増大壓強(qiáng)拷化率標(biāo)嵩不大且會(huì)増加生產(chǎn)成本<3)恥11.2z、高壓(4)3N0M遼HW0£S斤：匕廿幫1爲(wèi)冃解匚定不I。,為合由<1昆?-k?口J士心(r»-_耳反度少2S隹二/27da量量量始化衡初變平la-X=1:f解再=1.8;覽貓殲觀療矗阻霹濮理題帶經(jīng)甌大值'瞬赫臨強(qiáng)下詢驚瞬頑嘉翳蠶就0.5*01N0掠猊卞體積為11.2Lo&l

22、t;3)由骯硝原理確走從健系冊(cè)謝理哎成物國(guó)霹陽(yáng)勰&扁遴気由團(tuán)象達(dá)平衡時(shí)3GXZ的變化量之比為3：1：1.確定方程式為師0上二恥極0"第5題【答案】(1)2C弘如=心弘(去亠24)AM=+16&.&降低反應(yīng)活化能，加提反應(yīng)速率H1.25ft®179.2絹鑽破撫如瘵嚴(yán)'溫度®增大壓貶旳輕澈，即碳原子守恒趴Z的相對(duì)井子匿量片別為7&129?,z為(chJ：ccm(en.)*可知該反應(yīng)的反應(yīng)2CIL(dH皈的活巧所法愿子利用率為而石 甲烷一步生成憂=血，昕裂碳?xì)滏I，形成碳碳孜4L根JB題中化學(xué)/AAh=(3X413.4-4X413.

23、4-&15-2X43&)町/nol=i-16fi.6kT/>ol=心抉)£中)AU=-166.6IJAqI,硅化物晶格限域的單耳化能，加快反應(yīng)的逋率；申烷生威蓋的反應(yīng)方程式為筑屮心X100S=81.25M由甲烷牛成1mol(CH1)1CCH2C(CHih?根將原子守恒，豊加反應(yīng)的甲烷為9ml,同4x9-20時(shí)生成氫氣的物質(zhì)的量為；=8mol,積為8IHO1X22.4L/jilo1=179.2L*<2)GX'(!)()=C<HS0H(E)i務(wù)；110豐靴：0.20.20,2平衡：0.80.90.20.210.S41乙醇占08+08+&2

24、=&'乙烯和水各占08+&8+02=9'則乙醉的分壓尢?氐°xg人樓的'''1'p(C凹0H)我一"戸衡常數(shù)賈-頁(yè)蘋麗乏一丙Y一°在恒曆條J由施強(qiáng),年裔正同移動(dòng)，乙烯希?；蕯z高，因此E強(qiáng)關(guān)索養(yǎng)心H第6題【答案】(1)CH*(g)+jo2(g)?=CH：OH(l)AH=-164.0kJ-«ol-i普(90.9%x90.91%s曙X100%均可)(3) ®Fei2jtloI(4) 不能IXlLA麒軟液中的電離平衡、物質(zhì)的量擁朕計(jì)算、化學(xué)平衝州十算和爵I謹(jǐn)匸麻豐雲(yún)%盪電解(g)+Hi0

25、(g)5=iC0(g)+3Hi(g)AHi-206.1kJrolf 2存珀HAH128.3kJ-nol-b 2Hz(g)-K)r(g)2HiO(g)H?h483.6kJ-mol-i,根據(jù)蓋斯定律，將©+V2X4®得：CH心)+1/20：(g)CH：OHAH=(+206.1kJmol"1)+1/2("483.6kJjio1"1)+(128.3kJmo1":)=-164.0kJmol"1o依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)茸，設(shè)CPU與氏0)切質(zhì)的量為4CH4(g)+H20)CO(g)+3H2U)起始量(jiloI)aa00變化量(jiloI)0.100.100.100.30平衡量(mol)a-o.10a-o.100.100.30由平衡常數(shù)表達(dá)式:K=O.lOxOJO12-0丄0)：2-010)27,解之得：a=O.ll,平衡拷化率：籍X100X0.9%O:n如)=6：1桁輜F0與氧氣，分胡1molFed?專移電子的物庚的備切molX3X(8/3-2)=2niolo<4)確酸存在的溶液中酸性較強(qiáng)、碳酸根離子存在的溶濟(jì)中堿性較強(qiáng)，所以碳酸根高子和機(jī)酸不能c|H")xc|HCO：|大董共存,由圖象可知當(dāng)pH=6時(shí)，PC(H2C03)=pC(