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1、2018-2022年高考化學(xué)真題匯編化學(xué)反應(yīng)原理綜合題【2022年】1(2022全國甲卷)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途,目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石轉(zhuǎn)化為,再進一步還原得到鈦?;卮鹣铝袉栴}:(1)轉(zhuǎn)化為有直接氯化法和碳氯化法。在時反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下:()直接氯化:()碳氯化:反應(yīng)的為_,_Pa。碳氯化的反應(yīng)趨勢遠大于直接氯化,其原因是_。對于碳氯化反應(yīng):增大壓強,平衡_移動(填“向左”“向右”或“不”);溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率_(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)在,將、C、以物質(zhì)的量比12.22進行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分數(shù))隨
2、溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。反應(yīng)的平衡常數(shù)_。圖中顯示,在平衡時幾乎完全轉(zhuǎn)化為,但實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠高于此溫度,其原因是_。(3)碳氯化是一個“氣固固”反應(yīng),有利于“固固”接觸的措施是_。【答案】(1) -223 1.21014 碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加,H小于0,是熵增、放熱過程,熵判據(jù)與焓判據(jù)均是自發(fā)過程,而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變、且是吸熱過程 向左 變小(2) 7.2105 為了提高反應(yīng)速率,在相同時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品,提高效益(3)將兩固體粉碎后混合,同時鼓入Cl2,使固體粉末“沸騰”【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,將“反應(yīng)-反應(yīng)”得到反應(yīng)2C(s)+O2(g)=2
3、CO(g),則H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol;則Kp=1.21014Pa;碳氯化的反應(yīng)趨勢遠大于直接氯化,因為碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加,H小于0,是熵增、放熱過程,熵判據(jù)與焓判據(jù)均是自發(fā)過程,而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變、且是吸熱過程;對應(yīng)碳氯化反應(yīng),氣體分子數(shù)增大,依據(jù)勒夏特列原理,增大壓強,平衡往氣體分子數(shù)減少的方向移動,即平衡向左移動;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡往吸熱方向移動,即向左移動,則平衡轉(zhuǎn)化率變小。(2)從圖中可知,1400,體系中氣體平衡組成比例CO2是0.05,TiCl4是0.35,CO是0.6,反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g
4、)的平衡常數(shù)Kp(1400)=Pa=7.2105Pa;實際生產(chǎn)中需要綜合考慮反應(yīng)的速率、產(chǎn)率等,以達到最佳效益,實際反應(yīng)溫度遠高于200,就是為了提高反應(yīng)速率,在相同時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品。(3)固體顆粒越小,比表面積越大,反應(yīng)接觸面積越大。有利于TiO2 C“固-固”接觸,可將兩者粉碎后混合,同時鼓入Cl2,使固體粉末“沸騰”,增大接觸面積。2(2022浙江卷)主要成分為的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。(1)回收單質(zhì)硫。將三分之一的燃燒,產(chǎn)生的與其余混合后反應(yīng):。在某溫度下達到平衡,測得密閉系統(tǒng)中各組分濃度分別為、,計算該溫度下的平衡常數(shù)_。(2)熱解制。根據(jù)文獻,將和的混合氣體導(dǎo)入
5、石英管反應(yīng)器熱解(一邊進料,另一邊出料),發(fā)生如下反應(yīng):總反應(yīng):投料按體積之比,并用稀釋;常壓,不同溫度下反應(yīng)相同時間后,測得和體積分數(shù)如下表:溫度/95010001050110011500.51.53.65.58.50.00.00.10.41.8請回答:反應(yīng)能自發(fā)進行的條件是_。下列說法正確的是_。A其他條件不變時,用Ar替代作稀釋氣體,對實驗結(jié)果幾乎無影響B(tài)其他條件不變時,溫度越高,的轉(zhuǎn)化率越高C由實驗數(shù)據(jù)推出中的鍵強于中的鍵D恒溫恒壓下,增加的體積分數(shù),的濃度升高若將反應(yīng)看成由反應(yīng)和反應(yīng)兩步進行,畫出由反應(yīng)原料經(jīng)兩步生成產(chǎn)物的反應(yīng)過程能量示意圖_。在,常壓下,保持通入的體積分數(shù)不變,提高
6、投料比,的轉(zhuǎn)化率不變,原因是_。在范圍內(nèi)(其他條件不變),的體積分數(shù)隨溫度升高發(fā)生變化,寫出該變化規(guī)律并分析原因_?!敬鸢浮?1)8108 Lmol1(2)高溫 AB 1000時CH4不參與反應(yīng),相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時間轉(zhuǎn)化率相同 先升后降;在低溫段,以反應(yīng)為主,隨溫度升高,S2(g)的體積分數(shù)增大;在高溫段,隨溫度升高;反應(yīng)消耗S2的速率大于反應(yīng)生成S2的速率,S2(g)的體積分數(shù)減小【解析】(1)根據(jù)方程式可知該溫度下平衡常數(shù)K;(2)根據(jù)蓋斯定律可知+即得到反應(yīng)的H234kJ/mol,這說明反應(yīng)是吸熱的體積增大(即S0)的反應(yīng),根據(jù)GHTS0可自發(fā)進行可知反應(yīng)自發(fā)進行的條件是高溫下
7、自發(fā)進行;AAr是稀有氣體,與體系中物質(zhì)不反應(yīng),所以其他條件不變時,用Ar替代N2作稀釋氣體,對實驗結(jié)果幾乎無影響,A正確;B正反應(yīng)吸熱,升高溫度平衡正向進行,溫度越高,H2S的轉(zhuǎn)化率越高,B正確;C根據(jù)表中數(shù)據(jù)無法得出H2S中S-H鍵和CH4中C-H鍵的相對強弱,事實上C-H鍵的鍵能大于S-H鍵鍵能,C錯誤;D恒溫恒壓下,增加N2的體積分數(shù),相當(dāng)于減壓,平衡正向進行,H2的物質(zhì)的量增加,容器容積增加,H2濃度減小,D錯誤;答案選AB;反應(yīng)I、反應(yīng)和反應(yīng)均是吸熱反應(yīng),則反應(yīng)過程能量示意圖可表示為;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知1000時CH4不參與反應(yīng),相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時間轉(zhuǎn)化率相同,所以在100
8、0常壓下,保持通入的H2S體積分數(shù)不變,提高投料比時H2S的轉(zhuǎn)化率不變;由于在低溫段,以反應(yīng)為主,隨溫度升高,S2(g)的體積分數(shù)增大;在高溫段,隨溫度升高;反應(yīng)消耗S2的速率大于反應(yīng)生成S2的速率,S2(g)的體積分數(shù)減小,因此變化規(guī)律是先升后降。3(2022全國乙卷)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫,需要回收處理并加以利用?;卮鹣铝袉栴}:(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:計算熱分解反應(yīng)的_。(2)較普遍采用的處理方法是克勞斯工藝。即利用反應(yīng)和生成單質(zhì)硫。另一種方法是:利用反應(yīng)高溫?zé)岱纸?。相比克勞斯工藝,高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點是_,缺點是_。(3)在、反應(yīng)條件下,將的混合氣
9、進行熱分解反應(yīng)。平衡時混合氣中與的分壓相等,平衡轉(zhuǎn)化率為_,平衡常數(shù)_。(4)在、反應(yīng)條件下,對于分別為、的混合氣,熱分解反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如下圖所示。越小,平衡轉(zhuǎn)化率_,理由是_。對應(yīng)圖中曲線_,計算其在之間,分壓的平均變化率為_。【答案】(1)170(2)副產(chǎn)物氫氣可作燃料 耗能高(3) 50% 4.76(4)越高 n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分壓越小,平衡向正反應(yīng)方向進行,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高 d 24.9【解析】(1)已知:2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g)H11036kJ/mol4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)H2
10、94kJ/mol2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H3484kJ/mol根據(jù)蓋斯定律(+)即得到2H2S(g)S2(g)+2H2(g)的H4(1036+94)kJ/mol+484kJ/mol170 kJ/mol;(2)根據(jù)蓋斯定律(+)可得2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g) H(1036+94)kJ/mol=314kJ/mol,因此,克勞斯工藝的總反應(yīng)是放熱反應(yīng);根據(jù)硫化氫分解的化學(xué)方程式可知,高溫?zé)岱纸夥椒ㄔ谏蓡钨|(zhì)硫的同時還有氫氣生成。因此,高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點是:可以獲得氫氣作燃料;但由于高溫分解H2S會消耗大量能量,所以其缺點是耗能高;(3)假設(shè)在該條件下,硫化氫
11、和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和4mol,根據(jù)三段式可知:平衡時H2S和H2的分壓相等,則二者的物質(zhì)的量相等,即1xx,解得x0.5,所以H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為,所以平衡常數(shù)Kp4.76kPa;(4)由于正反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng),n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分壓越小,相當(dāng)于降低壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,因此H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高;n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高,所以n(H2S):n(Ar)1:9對應(yīng)的曲線是d;根據(jù)圖像可知n(H2S):n(Ar)1:9反應(yīng)進行到0.1s時H2S轉(zhuǎn)化率為0.24。假設(shè)在該條件下,硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和
12、9mol,則根據(jù)三段式可知此時H2S的壓強為7.51kPa,H2S的起始壓強為10kPa,所以H2S分壓的平均變化率為24.9kPas1。4(2022廣東卷)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。(1)催化劑可由加熱分解制備,反應(yīng)同時生成無污染氣體。完成化學(xué)方程式:_。催化丙烷脫氫過程中,部分反應(yīng)歷程如圖,過程的焓變?yōu)開(列式表示)。可用于的催化氧化。設(shè)計從出發(fā)經(jīng)過3步反應(yīng)制備的路線_(用“”表示含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化);其中一個有顏色變化的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)溶液中存在多個平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:()()下列有關(guān)溶液的說法正確的有_。A加入少量硫酸,溶液的pH不變B加入
13、少量水稀釋,溶液中離子總數(shù)增加C加入少量溶液,反應(yīng)()的平衡逆向移動D加入少量固體,平衡時與的比值保持不變25時,溶液中隨pH的變化關(guān)系如圖。當(dāng)時,設(shè)、與的平衡濃度分別為x、y、,則x、y、z之間的關(guān)系式為_;計算溶液中的平衡濃度_(寫出計算過程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。在稀溶液中,一種物質(zhì)對光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長()有關(guān);在一定波長范圍內(nèi),最大A對應(yīng)的波長()取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征;濃度越高,A越大。混合溶液在某一波長的A是各組分吸收程度之和。為研究對反應(yīng)()和()平衡的影響,配制濃度相同、不同的稀溶液,測得其A隨的變化曲線如圖,波長、和中,與的最接近的是_;溶液從a變到b的過程
14、中,的值_(填“增大”“減小”或“不變”)?!敬鸢浮?1) N2 4H2O (E1-E2)+H+(E3-E4) 2NO+O2=2NO2(2)BD 當(dāng)溶液pH=9時,因此可忽略溶液中即=0.20反應(yīng)(ii)的平衡常數(shù)K2=3.310-7聯(lián)立兩個方程可得=6.010-4mol/L 3 增大【解析】(1)分解過程中,生成Cr2O3和無污染氣體,根據(jù)元素守恒可知,其余生成物為N2、H2O,根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)方程式為。設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M,第二步的產(chǎn)物為N,則XMH1=(E1-E2),MNH2=H,NYH3=(E3-E4)1,根據(jù)蓋斯定律可知,X(g)Y(g)的焓變?yōu)镠1+H2+H3=(E1-
15、E2)+H+(E3-E4)。NH3在Cr2O3作催化劑條件下,能與O2反應(yīng)生成NO,NO與O2反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2,NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,若同時通入O2,可將氮元素全部氧化為HNO3,因此從NH3出發(fā)經(jīng)過3步反應(yīng)制備HNO3的路線為;其中NO反應(yīng)生成NO2過程中,氣體顏色發(fā)生變化,其反應(yīng)方程式為2NO+O2=2NO2。(2)K2Cr2O7溶液中存在平衡:(i)、(ii)。A向溶液中加入少量硫酸,溶液中c(H+)增大,(ii)平衡逆向移動,根據(jù)勒夏特列原理可知,平衡移動只是減弱改變量,平衡后,溶液中c(H+)依然增大,因此溶液的pH將減小,故A錯誤;B加水稀釋過程中,根據(jù)“越
16、稀越水解”、“越稀越電離”可知,(i)和(ii)的平衡都正向移動,兩個平衡正向都是離子數(shù)增大的反應(yīng),因此稀釋后,溶液中離子總數(shù)將增大,故B正確;C加入少量NaOH溶液,(ii)正向移動,溶液中將減小,(i)將正向移動,故C錯誤;D平衡(i)的平衡常數(shù)K1=,平衡常數(shù)只與溫度和反應(yīng)本身有關(guān),因此加入少量K2Cr2O7溶液,不變,故D正確;綜上所述,答案為:BD。0.10mol/L K2Cr2O7溶液中,Cr原子的總濃度為0.20mol/L,當(dāng)溶液pH=9.00時,溶液中Cr原子總濃度為=0.20mol/L,、與的平衡濃度分別為x、y、z mol/L,因此=0.10;由圖8可知,當(dāng)溶液pH=9時,
17、因此可忽略溶液中,即=0.20,反應(yīng)(ii)的平衡常數(shù)K2=3.310-7,聯(lián)立兩個方程可得=6.010-4mol/L。根據(jù)反應(yīng)(i)、(ii)是離子濃度增大的平衡可知,溶液pH越大,溶液中越大,混合溶液在某一波長的A越大,溶液的pH越大,溶液中越大,因此與的max最接近的是3;反應(yīng)(i)的平衡常數(shù)K1= ,反應(yīng)(ii)的平衡常數(shù)K2=,= = ,因此= ,由上述分析逆推可知,ba,即溶液pH從a變到b的過程中,溶液中c(H+)減小,所以的值將增大。5(2022湖南卷)2021年我國制氫量位居世界第一,煤的氣化是一種重要的制氫途徑?;卮鹣铝袉栴}:(1)在一定溫度下,向體積固定的密閉容器中加入足
18、量的和,起始壓強為時,發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣:.下列說法正確的是_;A平衡時向容器中充入惰性氣體,反應(yīng)的平衡逆向移動B混合氣體的密度保持不變時,說明反應(yīng)體系已達到平衡C平衡時的體積分數(shù)可能大于D將炭塊粉碎,可加快反應(yīng)速率反應(yīng)平衡時,的轉(zhuǎn)化率為,CO的物質(zhì)的量為。此時,整個體系_(填“吸收”或“放出”)熱量_kJ,反應(yīng)的平衡常數(shù)_(以分壓表示,分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù))。(2)一種脫除和利用水煤氣中方法的示意圖如下:某溫度下,吸收塔中溶液吸收一定量的后,則該溶液的_(該溫度下的);再生塔中產(chǎn)生的離子方程式為_;利用電化學(xué)原理,將電催化還原為,陰極反應(yīng)式為_?!敬鸢浮?1) BD 吸收 31.2 (
19、2) 10 2CO2+H2O 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-【解析】(1)A在恒溫恒容條件下,平衡時向容器中充入情性氣體不能改變反應(yīng)混合物的濃度,因此反應(yīng)的平衡不移動,A說法不正確;B在反應(yīng)中有固體C轉(zhuǎn)化為氣體,氣體的質(zhì)量增加,而容器的體積不變,因此氣體的密度在反應(yīng)過程中不斷增大,當(dāng)混合氣體的密度保持不變時,說明反應(yīng)體系已達到平衡,B說法正確;C若C(s)和H2O(g)完全反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)和H2(g),由C(s)+ 2H2O(g) = CO2(g)+ 2H2(g)可知,H2的體積分數(shù)的極值為,由于可逆反應(yīng)只有一定的限度,反應(yīng)物不可能全部
20、轉(zhuǎn)化為生成物,因此,平衡時H2的體積分數(shù)不可能大于,C說法不正確;D將炭塊粉碎可以增大其與H2O(g)的接觸面積,因此可加快反應(yīng)速率,D說法正確;綜上所述,相關(guān)說法正確的是BD。反應(yīng)平衡時,H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%,則水的變化量為0.5mol,水的平衡量也是0.5mol,由于CO的物質(zhì)的量為0.1mol,則根據(jù)O原子守恒可知CO2的物質(zhì)的量為0.2mol,生成0.2mol CO2時消耗了0.2mol CO,故在反應(yīng)實際生成了0.3molCO。根據(jù)相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可知,生成0.3mol CO要吸收熱量39.42kJ ,生成0.2mol CO2要放出熱量8.22kJ此時,因此整個體系吸收
21、熱量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ;由H原子守恒可知,平衡時H2的物質(zhì)的量為0.5mol,CO的物質(zhì)的量為0.1mol,CO2的物質(zhì)的量為0.2mol,水的物質(zhì)的量為0.5mol,則平衡時氣體的總物質(zhì)的量為0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol,在同溫同體積條件下,氣體的總壓之比等于氣體的總物質(zhì)的量之比,則平衡體系的總壓為0.2MPa1.3=0.26MPa,反應(yīng)I(C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g))的平衡常數(shù)Kp= 。(2)某溫度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c():c()=1:2,由可知,=,則該溶液的pH=10;再生塔
22、中KHCO3受熱分解生成K2CO3、H2O和CO2,該反應(yīng)的離子方程式為2CO2+H2O;利用電化學(xué)原理,將CO2電催化還原為C2H4,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),陽極上水放電生成氧氣和H+,H+通過質(zhì)子交換膜遷移到陰極區(qū)參與反應(yīng)生成乙烯,鉑電極和Ag/AgCl電極均為陰極,在電解過程中AgCl可以轉(zhuǎn)化為Ag,則陰極的電極反應(yīng)式為2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-。6(2022山東卷)利用丁內(nèi)酯(BL)制備1,丁二醇(BD),反應(yīng)過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反應(yīng),涉及反應(yīng)如下:已知:反應(yīng)為快速平衡,可認為不受慢反應(yīng)、的影響;因反應(yīng)在
23、高壓氛圍下進行,故壓強近似等于總壓?;卮鹣铝袉栴}:(1)以或BD為初始原料,在、的高壓氛圍下,分別在恒壓容器中進行反應(yīng)。達平衡時,以BL為原料,體系向環(huán)境放熱;以BD為原料,體系從環(huán)境吸熱。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng),反應(yīng)焓變_。(2)初始條件同上。表示某物種i的物質(zhì)的量與除外其它各物種總物質(zhì)的量之比,和隨時間t變化關(guān)系如圖甲所示。實驗測得,則圖中表示變化的曲線是_;反應(yīng)平衡常數(shù)_(保留兩位有效數(shù)字)。以BL為原料時,時刻_,BD產(chǎn)率=_(保留兩位有效數(shù)字)。(3)為達平衡時與的比值。、三種條件下,以為初始原料,在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應(yīng),隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示。因反應(yīng)在高壓氛圍下進行,可忽略壓
24、強對反應(yīng)速率的影響。曲線a、b、c中,最大的是_(填代號);與曲線b相比,曲線c達到所需時間更長,原因是_?!敬鸢浮?1)-200(X+Y)(2) a或c 8.310-8 0.08 39%(3) c 由于b和c代表的溫度相同,而壓強對反應(yīng)速率的影響可忽略,壓強增大反應(yīng)、均是逆向移動,增大,故=1.0所需時間更長【解析】(1)依題意,結(jié)合已知信息,可推定在同溫同壓下,以同物質(zhì)的量的BL或BD為初始原料,達到平衡時的狀態(tài)相同,兩個平衡完全等效。則以5.010-3mol的BL為原料,達到平衡時放出XkJ熱量與同物質(zhì)的量的BD為原料達到平衡時吸收YkJ熱量的能量二者能量差值為(X+Y)kJ,則1mol
25、時二者能量差值為200(X+Y)kJ,反應(yīng)I為放熱反應(yīng),因此焓變=-200(X+Y)kJmol-1。(2)實驗測定XY,則達到平衡時BD物質(zhì)轉(zhuǎn)化量大于BL物質(zhì)轉(zhuǎn)化量,平衡狀態(tài)BD物質(zhì)的量較小,根據(jù)圖示可知,表示xBL變化的曲線是a或c;該平衡狀態(tài)下BL的分壓是0.483.0103kPa,BD的分壓是0.363.0103kPa,H2的壓強近似等于總壓,故反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp= = Kpa-2=8.310-8kPa-2;以BL為原料時,根據(jù)題給反應(yīng)、可知,體系總物質(zhì)的量的增加量正好是BD參與反應(yīng)、的量,也正好是H2O(g)的物質(zhì)的量,設(shè)t1時BL轉(zhuǎn)化了amol,BD轉(zhuǎn)化了bmol,則體系總物質(zhì)的量為
26、(5.010-3+b)mol,得到、,求得a= 、b=,則t1時刻=0.08;此時BD的產(chǎn)率為39%。(3)依題意,反應(yīng)I是正向放熱過程,以BL為初始原料,溫度升高則平衡逆向移動,溫度越高,反應(yīng)速率越快,達到平衡時的時間越短,越小,的值越大;相同溫度時,壓強增大,BD的比重增大,增大,又可忽略壓強對反應(yīng)速率的影響,則最大即最小,對應(yīng)曲線c;由于b和c代表的溫度相同,而壓強對反應(yīng)速率的影響可忽略,壓強增大反應(yīng)、均是逆向移動,增大,故=1.0所需時間更長。7(2022湖北卷)自發(fā)熱材料在生活中的應(yīng)用日益廣泛。某實驗小組為探究“”體系的發(fā)熱原理,在隔熱裝置中進行了下表中的五組實驗,測得相應(yīng)實驗體系的
27、溫度升高值()隨時間(t)的變化曲線,如圖所示。實驗編號反應(yīng)物組成a粉末b粉c粉飽和石灰水d粉石灰乳e粉粉末回答下列問題:(1)已知:則的_。(2)溫度為T時,則飽和溶液中_(用含x的代數(shù)式表示)。(3)實驗a中,后基本不變,原因是_。(4)實驗b中,的變化說明粉與在該條件下_(填“反應(yīng)”或“不反應(yīng)”)。實驗c中,前的有變化,其原因是_;后基本不變,其原因是_微粒的量有限。(5)下列說法不能解釋實驗d在內(nèi)溫度持續(xù)升高的是_(填標號)。A反應(yīng)的發(fā)生促使反應(yīng)平衡右移B反應(yīng)的發(fā)生促使反應(yīng)平衡右移C氣體的逸出促使反應(yīng)向右進行D溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快(6)歸納以上實驗結(jié)果,根據(jù)實驗e的特征,用文字簡述
28、其發(fā)熱原理_?!敬鸢浮?1)-911.9(2)molL-1(3)Ca(OH)2在水中的溶解度小,反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)(4) 不反應(yīng) Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng) OH-(5)A(6)實驗e中,發(fā)生反應(yīng)、和,反應(yīng)中有氣體生成,氣體的逸出促使反應(yīng)向右進行,反應(yīng)的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應(yīng)平衡右移,反應(yīng)的發(fā)生促使反應(yīng)平衡右移,這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng),溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快?!窘馕觥?1)根據(jù)蓋斯定律可得,+2可得反應(yīng)CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2Al(OH)4-(aq)+3H2(g),則H4=H1+H2+2H3=(-65.17kJmol-1)+(-1
29、6.73kJmol-1)+2(-415.0kJmol-1)=-911.9kJmol-1。(2)溫度為T時,Ca(OH)2飽和溶液中,Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq), c(OH-)=2c(Ca2+),KspCa(OH)2=c(Ca2+)c2(OH-)=x,則c(OH-)=molL-1。(3)實驗a中,CaO和H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2,4min后T基本不變,是因為Ca(OH)2在水中的溶解度小,反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。(4)實驗b中,T幾乎不變,說明Al粉與H2O在該條件下不反應(yīng);實驗c中,前3min的T有變化,是因為Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng),3min后T基本不變,是
30、因為飽和石灰水中OH-的濃度較低,OH-的量有限。(5)實驗d中,發(fā)生反應(yīng)和,反應(yīng)中有氣體生成,氣體的逸出促使反應(yīng)向右進行,反應(yīng)的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應(yīng)平衡右移,這兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng),溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快;綜上所述,實驗d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高與反應(yīng)無關(guān),故選A。(6)實驗e中,發(fā)生反應(yīng)、和,反應(yīng)中有氣體生成,氣體的逸出促使反應(yīng)向右進行,反應(yīng)的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應(yīng)平衡右移,反應(yīng)的發(fā)生促使反應(yīng)平衡右移,這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng),溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。8(2022海南卷)某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實現(xiàn)氧循環(huán),其中涉及反應(yīng):回答問題:(1)已知
31、:電解液態(tài)水制備,電解反應(yīng)的。由此計算的燃燒熱(焓)_。(2)已知:的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系如圖1所示。若反應(yīng)為基元反應(yīng),且反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為。補充完成該反應(yīng)過程的能量變化示意圖(圖2)_。某研究小組模擬該反應(yīng),溫度t下,向容積為10L的抽空的密閉容器中通入和,反應(yīng)平衡后測得容器中。則的轉(zhuǎn)化率為_,反應(yīng)溫度t約為_。(3)在相同條件下,與還會發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應(yīng):,在反應(yīng)器中按通入反應(yīng)物,在不同溫度、不同催化劑條件下,反應(yīng)進行到2min時,測得反應(yīng)器中、濃度()如下表所示。催化劑t=350t=400催化劑10.812722345.242780催化劑9.2107
32、753438932在選擇使用催化劑和350條件下反應(yīng),生成的平均反應(yīng)速率為_;若某空間站的生命保障系統(tǒng)實際選擇使用催化劑和400的反應(yīng)條件,原因是_?!敬鸢浮?1)-286(2) 50%或0.5 660.2(或660.1或660.3,其他答案酌情給分)(3) 5.4 相同催化劑,400的反應(yīng)速率更快,相同溫度,催化劑副產(chǎn)物濃度低,甲烷與甲醇比例高【解析】(1)電解液態(tài)水制備,電解反應(yīng)的,由此可以判斷,2mol完全燃燒消耗,生成液態(tài)水的同時放出的熱量為572kJ ,故1mol完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為286kJ,因此,的燃燒熱(焓)-286。(2)由的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系
33、圖可知,K隨著溫度升高而減小,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若反應(yīng)為基元反應(yīng),則反應(yīng)為一步完成,由于反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為,由圖信息可知,則,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),生成物的總能量小于反應(yīng)物的,因此該反應(yīng)過程的能量變化示意圖為:。溫度t下,向容積為10L的抽空的密閉容器中通入和,反應(yīng)平衡后測得容器中,則的轉(zhuǎn)化率為,根據(jù)C元素守恒可知,的平衡量為,和是按化學(xué)計量數(shù)之比投料的,則的平衡量為,的平衡量是的倍,則,的平衡濃度分別為、,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K,根據(jù)圖中的信息可知,反應(yīng)溫度t約為660.2。(3)在選擇使用催化劑和350條件下反應(yīng),由表中信息可知,的濃度由增加到10.8,因此,生成的平均反應(yīng)速率為;
34、由表中信息可知,在選擇使用催化劑和350條件下反應(yīng), 的濃度由增加到10.8,:12722:10.81178;在選擇使用催化劑和350的反應(yīng)條件下,的濃度由增加到9.2,:10775:9.21171;在選擇使用催化劑和400條件下反應(yīng), 的濃度由增加到345.2,:42780:345.2124;在選擇使用催化劑和400的反應(yīng)條件下,的濃度由增加到34,:38932:341145。因此,若某空間站的生命保障系統(tǒng)實際選擇使用催化劑和400的反應(yīng)條件的原因是:相同催化劑,400的反應(yīng)速率更快,相同溫度,催化劑副產(chǎn)物濃度低,甲烷與甲醇比例高?!?021年】1(2021山東卷)2-甲氧基-2-甲基丁烷(
35、TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下,可通過甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得,體系中同時存在如圖反應(yīng):反應(yīng):+CH3OH H1反應(yīng):+CH3OHH2反應(yīng): H3回答下列問題:(1)反應(yīng)、以物質(zhì)的量分數(shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)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);的數(shù)值范圍是_(填標號)。A1(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系,向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME,控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為。已知反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx3=9.0,則平衡體系中B的物質(zhì)的量為_mol,反應(yīng)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
36、應(yīng)的化學(xué)平衡將_(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)平衡時,A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A):c(CH3OH)=_。(3)為研究反應(yīng)體系的動力學(xué)行為,向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制溫度為353K,A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)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(yīng)的正反應(yīng)速率v正_逆反應(yīng)速率v逆(填“”“”或“=)?!敬鸢浮?-甲基-2-丁烯 D 0.9 逆向移動 1:10 X 【詳解】(1)由平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系曲線可知,反應(yīng)、的平衡常數(shù)的自然對數(shù)隨溫度升高(要注意橫坐標為溫度的倒數(shù))而減小,說明3個
37、反應(yīng)均為放熱反應(yīng),即H10、H20、H30,因此,A的總能量高于B的總能量,能量越低越穩(wěn)定,A和B中相對穩(wěn)定的是B,其用系統(tǒng)命名法命名為2-甲基-2-丁烯;由蓋斯定律可知,-=,則H1-H2=H30,因此H1H2,由于放熱反應(yīng)的H越小,其絕對值越大,則的數(shù)值范圍是大于1,選D。(2)向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME,控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為,則平衡時n(TAME)=(1-) mol,n(A)+n(B)=n(CH3OH)= mol。已知反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx3=9.0,則=9.0,將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9 mol,n(A)=0.1 mol,反應(yīng)
38、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(yīng)的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動,即逆向移動。平衡時,TAME的轉(zhuǎn)化率變大,但是平衡常數(shù)不變,A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比不變,c(A):c(CH3OH)=0.1:=1:10。(3)溫度為353K,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx3=9.0,=9.0。由A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時間t的變化曲線可知,X代表的平衡濃度高于Y,則代表B的變化曲線為X;由母線的變化趨勢可知,100s 以后各組分的濃度仍在變化, t=100s時,因此,反應(yīng)正在向逆反應(yīng)方向移動,故其正反應(yīng)速率v正小于逆反應(yīng)速率v逆,填。2(2021浙江卷)含硫化合物是實
39、驗室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請回答:(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量:。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明理由_。(2)已知。時,在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量的和,當(dāng)反應(yīng)達到平衡后測得、和的濃度分別為、和。該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為_。平衡時的轉(zhuǎn)化率為_。(3)工業(yè)上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。下列說法正確的是_。A須采用高溫高壓的反應(yīng)條件使氧化為B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的轉(zhuǎn)化率D在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收以提高吸收速率接觸室結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中14表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是_。A B C D E. F. G.對于放熱的可逆反
40、應(yīng),某一給定轉(zhuǎn)化率下,最大反應(yīng)速率對應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫出反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線)的關(guān)系曲線示意圖(標明曲線、)_。(4)一定條件下,在溶液體系中,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(nèi)的反應(yīng)進程,請補充其中的2個離子方程式。._;.;._?!敬鸢浮坎煌瑴囟认露寄茏园l(fā),是因為 C BDF 【詳解】(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量的反應(yīng)為,由于該反應(yīng),因此該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行。(2)根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)可以求出該溫度下的平衡常數(shù)為 .平衡時的轉(zhuǎn)化率為;(3)A在常
41、壓下催化氧化為的反應(yīng)中,的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,工業(yè)上有采用高壓的反應(yīng)條件,A說法不正確; B進入接觸室之前的氣流中含有會使催化劑中毒的物質(zhì),需經(jīng)凈化處理以防止催化劑中毒,B說法不正確;C通入過量的空氣可以增大氧氣的濃度,可以使含硫礦石充分反應(yīng),并使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,因此可以提高含硫礦石和的轉(zhuǎn)化率;D與水反應(yīng)放出大量的熱,在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收,反應(yīng)放出的熱量會使硫酸形成酸霧從而影響被水吸收導(dǎo)致的吸收速率減小,因此,在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收,D說法不正確。綜上所述,相關(guān)說法正確的是C;反應(yīng)混合物在熱交換氣中與原料氣進行熱交換,在熱交換過程中,反應(yīng)混合物不與催化劑接觸,化學(xué)反應(yīng)
42、速率大幅度減小,故雖然反應(yīng)混合物的溫度降低,的轉(zhuǎn)化率基本不變,因此,圖2所示進程中表示熱交換過程的是、,因此選BDF;對于放熱的可逆反應(yīng),該反應(yīng)的最適宜溫度為催化劑的催化活性最好時所對應(yīng)的溫度,在該溫度下化學(xué)反應(yīng)速率最大,的轉(zhuǎn)化率也最大;當(dāng)溫度高于最適宜溫度后,催化劑的催化活性逐漸減小,催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響超過了溫度升高對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,因此化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小,的轉(zhuǎn)化率也逐漸減??;由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著溫度的升高,的平衡轉(zhuǎn)化率減??;由于反應(yīng)混合物與催化劑層的接觸時間較少,在實際的反應(yīng)時間內(nèi)反應(yīng)還沒有達到化學(xué)平衡狀態(tài),故在相應(yīng)溫度下的轉(zhuǎn)化率低于其平衡轉(zhuǎn)化率。因此,反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與最
43、適宜溫度(曲線)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線)的關(guān)系曲線示意圖可表示如下:.(4)由時間振蕩曲線可知,在溶液體系中,溶液的呈先增大后減小的周期性變化,同時觀察到體系由澄清渾濁澄清的周期性變化,硫化鈉與硫酸反應(yīng)生成,然后發(fā)生,該過程溶液的基本不變,溶液保持澄清;溶液變渾濁時被氧化為,即發(fā)生,該過程溶液的增大;溶液又變澄清時又被氧化為,發(fā)生,該過程溶液的在減小。因此可以推測該過程中每一個周期內(nèi)的反應(yīng)進程中依次發(fā)生了如下離子反應(yīng):、。3(2021廣東卷)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(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng):a)CH4(g)
44、+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2c)CH4(g)C(s)+2H2(g) H3d)2CO(g)CO2(g)+C(s) H4e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) H5(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)a的H1=_(寫出一個代數(shù)式即可)。(2)上述反應(yīng)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(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加B移去部分C(s),反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動C加入反應(yīng)a的催化劑,可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率D降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)ae的正、逆反應(yīng)速率都減小(3)一定條件下,CH4分解形
45、成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分_步進行,其中,第_步的正反應(yīng)活化能最大。(4)設(shè)K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(yīng)a、c、e的ln K隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。反應(yīng)a、c、e中,屬于吸熱反應(yīng)的有_(填字母)。反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達式為K=_。在圖中A點對應(yīng)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(yīng),體系達到平衡時H2的分壓為40kPa。計算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,寫出計算過程_。(5)CO2用途廣泛,寫出基
46、于其物理性質(zhì)的一種用途:_?!敬鸢浮縃2+H3-H5或H3-H4 AD 4 4 ac 68% 做冷凍劑 【分析】根據(jù)蓋斯定律計算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱;根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素判斷反應(yīng)速率的變化及轉(zhuǎn)化率的變化;根據(jù)圖像及曲線高低判斷反應(yīng)進程和活化能的相對大小;根據(jù)平衡時反應(yīng)物的分壓計算平衡轉(zhuǎn)化率;根據(jù)CO2的物理性質(zhì)推測CO2的用途。【詳解】(1)根據(jù)題目所給出的反應(yīng)方程式關(guān)系可知,a=b+c-e=c-d,根據(jù)蓋斯定律則有H1=H2+H3-H5=H3-H4;(2)A增大CO2和CH4的濃度,對于反應(yīng)a、b、c來說,均增大了反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大,A正確;B移去部分C(s),沒
47、有改變反應(yīng)體系中的壓強,反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率均不變,平衡不移動,B錯誤;C催化劑可以同等條件下增大正逆反應(yīng)速率,只能加快反應(yīng)進程,不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài),平衡轉(zhuǎn)化率不變,C錯誤;D降低溫度,體系的總能量降低,正、逆反應(yīng)速率均減小,D正確;故答案選AD;(3)由圖可知,反應(yīng)過程中能量變化出現(xiàn)了4個峰,即吸收了4次活化能,經(jīng)歷了4步反應(yīng);且從左往右看4次活化能吸收中,第4次對應(yīng)的峰最高,即正反應(yīng)方向第4步吸收的能量最多,對應(yīng)的正反應(yīng)活化能最大。(4)隨著溫度的升高,反應(yīng)a和c的ln K增大,說明K的數(shù)值增大,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,反應(yīng)a和c為吸熱反應(yīng),同理反應(yīng)e的ln K減小,說明K的減小,反應(yīng)向逆反
48、應(yīng)方向進行,反應(yīng)e為放熱反應(yīng),故答案為ac;用相對分壓代替濃度,則反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達式K=;由圖可知,A處對應(yīng)反應(yīng)c的ln K=0,即K=1,解方程的p2(H2)=p(CH4),已知反應(yīng)平衡時p(H2)=40kPa,則有p(CH4)=16kPa,且初始狀態(tài)時p(CH4)=100kPa=50kPa,故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為100%=68%;(5)固態(tài)CO2即為干冰,干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性質(zhì)。【點睛】本題難點在于K與關(guān)系曲線的判斷,在曲線中斜率為正為放熱反應(yīng),斜率為負為吸熱反應(yīng)。4(2021全國乙卷)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(yīng),也可用作有機合
49、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(zhì)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()固體加熱時部分分解為、和,376.8時平衡常數(shù),在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量,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。376.8平衡時,測得燒瓶中壓強為,則_,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_(列出計算式即可)。(3)McMorris測定和計算了在136180范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)。得到和均為線性關(guān)系,如下圖所示:由圖可知,NOCl分解為NO和反應(yīng)的_0(填“大于”或“小于”)反應(yīng)的K=_(用、表
50、示):該反應(yīng)的_0(填“大于”或“小于”),寫出推理過程_。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng),在一定頻率(v)光的照射下機理為:其中表示一個光子能量,表示NOCl的激發(fā)態(tài)??芍?,分解1mol的NOCl需要吸收_mol光子?!敬鸢浮夸?或) 24.8 大于 大于 設(shè),即,由圖可知:則:,即,因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即大于0 0.5 【詳解】(1)紅棕色液體,推測為溴單質(zhì),因此錯過發(fā)現(xiàn)的元素是溴(或);(2)由題意玻376.8時璃燒瓶中發(fā)生兩個反應(yīng):(s)(s)+(s)+2(g)、Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)。(s)(s)+(s)+2(g)的平衡常數(shù),則平
51、衡時p2(Cl2)=,平衡時p(Cl2)=100Pa,設(shè)到達平衡時I2(g)的分壓減小pkPa,則,376.8平衡時,測得燒瓶中壓強為,則0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,則平衡時2p=212.4kPa=24.8kPa;則平衡時,I2(g)的分壓為(20.0-p)kPa=(20103-12.4103)Pa,24.8kPa=24.8103Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;(3)結(jié)合圖可知,溫度越高,越小,lgKp2越大,即Kp2越大,說明升高溫度平衡正向移動,則NOCl分解為NO和反應(yīng)的大于0;.+得,則的K=;該反應(yīng)的大于0;推理過程如下:設(shè)
52、,即,由圖可知:則:,即,因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即大于0;(4).+得總反應(yīng)為2NOCl+hv=2NO+Cl2,因此2molNOCl分解需要吸收1mol光子能量,則分解1mol的NOCl需要吸收0.5mol光子。5(2021全國甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體二氧化碳?;卮鹣铝袉栴}:(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為:該反應(yīng)一般認為通過如下步驟來實現(xiàn):總反應(yīng)的_;若反應(yīng)為慢反應(yīng),下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是_(填標號),判斷的理由是_。A B C D(2)合成總反應(yīng)在起始物時,在不同條件下達到平衡,設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為,在下的、在下的如圖所示。用各
53、物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù),表達式_;圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是_,判斷的理由是_;當(dāng)時,的平衡轉(zhuǎn)化率_,反應(yīng)條件可能為_或_?!敬鸢浮?49 A H1為正值,H2為和H為負值,反應(yīng)的活化能大于反應(yīng)的 b 總反應(yīng)H0,升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動,甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)變小 33.3% 5105Pa,210 9105Pa,250 【詳解】(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為:,該反應(yīng)一般認為通過如下步驟來實現(xiàn):,根據(jù)蓋斯定律可知,+可得二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為: ;該反應(yīng)總反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此生成物總能量低于反應(yīng)物總能量,反應(yīng)為慢反應(yīng),因此反應(yīng)的活化能高于反應(yīng),同時反應(yīng)的反應(yīng)物總能
54、量低于生成物總能量,反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,因此示意圖中能體現(xiàn)反應(yīng)能量變化的是A項,故答案為:-49;A;H1為正值,H2為和H為負值,反應(yīng)的活化能大于反應(yīng)的。(2)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為,因此利用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù),表達式Kp=,故答案為:。該反應(yīng)正向為放熱反應(yīng),升高溫度時平衡逆向移動,體系中將減小,因此圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是b,故答案為:b;總反應(yīng)H0,升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動,甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)變小。設(shè)起始n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,則,當(dāng)平衡時時,=0.1,解得x=mol,平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率=33.3%;由圖可知,滿足平衡
55、時的條件有:5105Pa,210或9105Pa,250,故答案為:33.3%;5105Pa,210;9105Pa,250。6(2021河北卷)當(dāng)今,世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此,研發(fā)二氧化碳利用技術(shù),降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。(1)大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25時,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表:物質(zhì)H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃燒熱H(kJmol-1)-285.8-393.5-3267.5(1)則25時H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為_。(2)雨水中含有來自大氣的CO2,溶于水中的CO2進一步和
56、水反應(yīng),發(fā)生電離:CO2(g)=CO2(aq)CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)25時,反應(yīng)的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù)),比例系數(shù)為ymolL-1kPa-1,當(dāng)大氣壓強為pkPa,大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時,溶液中H+濃度為_molL-1(寫出表達式,考慮水的電離,忽略HCO的電離)(3)105時,將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反應(yīng)達平衡時體系的總壓為46kPa。保持溫度不變,開始時在體系中先通
57、入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa,CO2(g)的初始壓強應(yīng)大于_kPa。(4)我國科學(xué)家研究LiCO2電池,取得了重大科研成果,回答下列問題:LiCO2電池中,Li為單質(zhì)鋰片,則該電池中的CO2在_(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明,該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行,寫出步驟的離子方程式。.2CO2+2e-=C2O .C2O=CO2+CO._ .CO+2Li+=Li2CO3研究表明,在電解質(zhì)水溶液中,CO2氣體可被電化學(xué)還原。.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3
58、CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_。.在電解質(zhì)水溶液中,三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時發(fā)生),相對能量變化如圖.由此判斷,CO2電還原為CO從易到難的順序為_(用a、b、c字母排序)。【答案】6C(石墨,s)+3H2(g)= C6H6(l) H=49.1kJmol-1 100.8 正極 2C+CO2=2C+C 12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9C c、b、a 【詳解】(1)根據(jù)表格燃燒熱數(shù)據(jù)可知,存在反應(yīng)C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJmol-1,H2(g)+O2(g)=H2
59、O(l) H2=-285.8kJmol-1,C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) H3=-3267.5kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,12+6 -得反應(yīng):6C(石墨,s)+3H2(g)= C6H6(l),H=(-393.5kJmol-1)+(-285.8kJmol-1)6-(-3267.5kJmol-1)=49.1kJmol-1,故答案為:6C(石墨,s)+3H2(g)= C6H6(l) H=49.1kJmol-1;(2)由題可知,CO2(s)CO2(aq),CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+HC(aq),K2=,又因為p(CO2)=p(kPa)x,則c(CO2)=
60、y(molL-1kPa-1)p(CO2)=pxy mol/L,在忽略HC的電離時,c(H+)=c(HC),所以可得c(H+)=,故答案為:;(3)2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+ CO2(g),等溫等容條件下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,可用分壓表示物質(zhì)的量濃度,平衡常數(shù)Kp=529kPa2。溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)Kp不變,設(shè)平衡時,平衡體系中CO2的分壓為x,則K= 529kPa2,=kPa=105.8kPa,CO2的初始壓強等于平衡壓強減去碳酸氫鹽分解產(chǎn)生的CO2的分壓,即CO2(g)的初始壓強應(yīng)大于105.8kPa-5kPa=100.8kPa,故答案為:100.8;(4)由
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