高考化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí):化學(xué)反應(yīng)原理綜合題_第1頁
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試卷第=page2121頁,共=sectionpages2222頁試卷第=page2222頁,共=sectionpages2222頁高考化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí):化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)是有害氣體,可用多種方法進(jìn)行脫除。(1)實(shí)驗(yàn)室制取乙炔時(shí),用硫酸銅溶液除去乙炔氣體中混有的H2S氣體,發(fā)生反應(yīng):H2S+Cu2+(aq)=CuS+2H+(aq),計(jì)算25℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________。(已知25℃時(shí)Ksp(CuS)=1.25×10-36,H2S的Ka1=1×10-7,Ka2=1×10-13)(2)某科研小組將微電池技術(shù)用于去除天然氣中的H2S,裝置如圖,主要反應(yīng):2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O(FeS難溶于水),室溫時(shí),pH=7的條件下,研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)H2S的去除率的影響。①裝置中微電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。②一段時(shí)間后,單位時(shí)間內(nèi)H2S的去除率降低,可能的原因是___________。(3)Fe2(SO4)3溶液脫除空氣中H2S并再生的原理如圖甲所示。將一定體積含H2S的空氣勻速通入Fe2(SO4)3溶液中,反應(yīng)相同時(shí)間,初始Fe3+濃度ρ(Fe3+)及其pH與H2S脫除率的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)ρ(Fe3+)>10g·L-1,H2S脫除率下降的原因是___________。(4)在恒容密閉容器中,用H2還原SO2生成S的反應(yīng)分兩步完成(如圖所示),該過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示:依據(jù)上圖描述H2還原SO2生成S的兩步反應(yīng)為:___________(用化學(xué)方程式表示)2.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))國(guó)家主席習(xí)近平提出了中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的兩個(gè)目標(biāo):二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術(shù)、降低空氣中CO2含量成為了研究熱點(diǎn)。為減少CO2對(duì)環(huán)境造成的影響,可采用“CO2催化加氫制甲醇”方法將其資源化利用。該反應(yīng)體系中涉及以下兩個(gè)反應(yīng):I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)ΔH2回答下列問題:(1)反應(yīng)I、II的InK(K代表化學(xué)平衡常數(shù))隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。ΔH1________0(填“大于”或“小于”或“等于”);升高溫度,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)________(填“增大”或“減小”或“不變”)。(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CO的濃度,反應(yīng)I的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.降低溫度,反應(yīng)I和II的正、逆反應(yīng)速率都減小C.恒溫恒容下充入氦氣,反應(yīng)I的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.增大壓強(qiáng),反應(yīng)I和II重新達(dá)到平衡的時(shí)間不同(3)恒壓下將CO2和H2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)II,在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖。其中:CH3OH的選擇性=×100%①在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是________。A.210℃

B.230℃

C.催化CZT

D.催化劑CZ(Zr-1)T②在230℃以上,升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率增大,但甲醇的產(chǎn)率降低,原因是________。(4)恒溫恒壓密閉容器中,加入2molCO2和4molH2,只發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)II,初始?jí)簭?qiáng)為p0,在300℃發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,容器體積減小20%.則達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為________,反應(yīng)II的平衡常數(shù)K=________(保留兩位有效數(shù)字)。3.(2022秋·湖南岳陽·高三校聯(lián)考期中)當(dāng)今,世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn),因此碳的利用、捕集和減排成了研究的重點(diǎn)。(1)目前國(guó)際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原,所涉及的反應(yīng)方程式為:反應(yīng)I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-164.9kJ·mol-1反應(yīng)II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1則CH4(g)和H2O(g)重整生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為___________。(2)將CO2和H2按體積比1:4混合(n總=5mol),勻速通入裝有Ru/TiO2催化劑的反應(yīng)容器中發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)II。反應(yīng)相同時(shí)間,CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4或CO的百分比)隨溫度變化曲線分別如圖所示。①a點(diǎn)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正(a)___________v逆(a)(填“>”“=”或“<”)。②Ru/TiO2催化劑在較低溫度主要選擇___________(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)II”)。③350℃~400℃溫度區(qū)間,CO2轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)減小的變化趨勢(shì),其原因是___________。④350℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器體積為5L,求該溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=___________L2·mol-2。(3)常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO):c(H2CO3)=___________。(已知:常溫下H2CO3:Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11)(4)Na?CO2電池可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2的利用,該類電池放電的反應(yīng)方程式為:4Na+3CO2=2Na2CO3+C。其工作原理如圖所示,請(qǐng)寫出正極的反應(yīng)方程式___________。4.(2022·江蘇·高三專題練習(xí))含NO煙氣需要處理后才能排放。(1)氫氣催化還原含NO煙氣。主反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ?mol-1副反應(yīng):2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)ΔH2=bkJ?mol-1①2NO(g)+N2(g)2N2O(g)ΔH=_____kJ?mol-1②某溫度下H2的體積分?jǐn)?shù)對(duì)H2還原NO反應(yīng)的影響如圖1所示。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600×10-6時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì),原因是_____。(2)煤焦吸附還原含NO煙氣。將原煤經(jīng)熱解、冷卻得到煤焦,NO的脫除主要含吸附和化學(xué)還原(ΔH<0)兩個(gè)過程,煤焦表面存在的官能團(tuán)有利于NO的吸附,其數(shù)量與煤焦中氫碳質(zhì)量比的值密切相關(guān)。熱解溫度為500℃、900℃得到的煤焦分別用S—500、S—900表示,相關(guān)信息如表:煤焦元素分析(%)比表面積(cm2?g-1)CHS—50080.792.76105.69S—90084.260.828.98將NO濃度恒定的煙氣以固定流速通過裝有煤焦的反應(yīng)器。不同溫度下,測(cè)得NO的脫除率與溫度的關(guān)系如圖2所示。①相同溫度下,S—900對(duì)NO的脫除率比S—500的低,可能的原因是_____。②350℃后,隨著溫度升高,NO的脫除率增大的原因是_____。(3)P1—g—C3N4光催化氧化含NO煙氣。用P1—g—C3N4光催化氧化法脫除NO的過程如圖3所示。在酸性水溶液中,光催化脫除原理和電化學(xué)反應(yīng)原理類似,P1—g—C3N4光催化的P1和g—C3N4兩端類似于兩極,該反應(yīng)過程可描述為_____。5.(2022·上?!じ呷龑n}練習(xí))硝酸是一種重要的化工原料,工業(yè)上采用氨催化氧化法制備,生產(chǎn)過程中發(fā)生的反應(yīng)有:NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(l)ΔH1=-292kJ/molNO(g)+O2(g)=NO2(g)ΔH2=-56kJ/mol3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)ΔH3=-70kJ/mol回答以下問題:(1)NH3(g)十2O2(g)=HNO3(aq)+H2O(l)的?H=___________kJ?moL-1。原料氣體(NH3、O2)在進(jìn)入反應(yīng)裝置之前,必須進(jìn)行脫硫脫硒處理。其原因是___________(2)研究表明2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:(a)2NO(g)N2O2(g)(快)(b)N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)①該反應(yīng)的速率由b步?jīng)Q定,說明b步反應(yīng)的活化能比a步的___________(填“大”或“小”)。②在恒容條件下,NO和O2的起始濃度之比為2:1,反應(yīng)經(jīng)歷相同時(shí)間,測(cè)得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖,則150℃時(shí),V正___________V逆(填“>”或“<”)。若起始c(O2)=5.0×10-4mol?L-1,則380℃下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(O2)=___________mol?L-1。(3)T1溫度時(shí),在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),容器中各反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示:①下列說法能表明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填序號(hào))。A.混合氣體的密度不變

B.混合氣體的顏色不變C.K不變

D.2v正(O2)=v逆(NO2)②溫度為T1時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___________。③實(shí)驗(yàn)測(cè)得:V正=K正c2(NO)?c(O2),V逆=K逆c2(NO2),K正、K逆為速率常數(shù),受溫度影響。若將容器的溫度變?yōu)門2時(shí),K正=K逆,則T2___________T1(填“>”、“<”或“=”)。6.(2022·廣東·模擬預(yù)測(cè))CO2的資源化利用能有效減少CO2排放緩解能源危機(jī)。用CO2、H2為原料合成甲醇(CH3OH)過程主要涉及以下反應(yīng):a)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1b)CO2g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ/molc)CO(g)+H2(g)?CH3OH(g)△H3=-45.1kJ/mol(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)a的△H1=___________。(2)我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,研究了CO2與H2在TiO2/Cu催化劑表面生成CH3OH和H2O的部分反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。反應(yīng)歷程中最小能壘(活化能)E正___________eV。寫出歷程②的化學(xué)方程式___________。(3)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.升高溫度,反應(yīng)b正向移動(dòng),反應(yīng)c逆向移動(dòng)B.加入反應(yīng)a的催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能及反應(yīng)熱C.增大H2的濃度,有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.及時(shí)分離除CH3OH,可以使得反應(yīng)a的正反應(yīng)速率增大(4)加壓,甲醇產(chǎn)率將___________;若原料二氧化碳中摻混一氧化碳,隨一氧化碳含量的增加,甲醇產(chǎn)率將___________。(填“升高”、“不變”、“降低”或“無法確定”)。(5)使用新型催化劑,讓1molCO2和3molH2在1L密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)a、b,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇率(甲醇選擇率是指轉(zhuǎn)化生成甲醇的CO2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化趨勢(shì)如圖所示。553K時(shí),若反應(yīng)后體系的總壓為p,反應(yīng)a的Kp=___________(列出計(jì)算式)。(Kp為壓強(qiáng)平衡常數(shù),其表達(dá)式寫法:在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中用氣體分壓代替濃度,氣體的分壓等于總壓乘以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),由上圖可知,適宜的反應(yīng)溫度為___________。7.(2022秋·山東臨沂·高三統(tǒng)考期中)某天然氣含CH4和一定量的CO2。以天然氣為原料制備苯和氫氣的工藝流程如下圖所示:(1)加熱塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(2)由甲烷制備苯的過程中存在如下反應(yīng):芳構(gòu)化反應(yīng):6CH4(g)C6H6(g)+9H2(g)ΔH1積碳反應(yīng):CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH2若要用ΔH1計(jì)算ΔH2,則還需要利用_______反應(yīng)的ΔH。(3)已知不同溫度和壓強(qiáng)下,甲烷芳構(gòu)化反應(yīng)中甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示:①ΔH1_______0(填“>”或“<”)②P1、P2的大小關(guān)系是_______,理由是_______。(4)在適宜溫度下,以金屬M(fèi)o作催化劑,由甲烷制備苯,幾個(gè)小時(shí)后,單位時(shí)間內(nèi)苯的產(chǎn)量迅速下降,主要原因是_______。8.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))環(huán)戊烯()常用于有機(jī)合成及樹脂交聯(lián)等。在催化劑作用下,可通過環(huán)戊二烯()選擇性氧化制得,體系中同時(shí)存在如下反應(yīng):反應(yīng)I:(g)+H2(g)(g)

ΔH1=-100.3kJ·mol-1反應(yīng)II:(g)+H2(g)=(g)

ΔH2=-109.4kJ·mol-1反應(yīng)III:(g)+(g)2

ΔH3已知選擇性指生成目標(biāo)產(chǎn)物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。回答下列問題,(1)反應(yīng)III的ΔH3=_______kJ·mol-1。(2)為研究上述反應(yīng)的平衡關(guān)系,在T°C下,向某密閉容器中加入amol的環(huán)戊二烯和4molH2,測(cè)得平衡時(shí),容器中環(huán)戊二烯和環(huán)戊烷()的物質(zhì)的量相等,環(huán)戊烯的選擇性為80%,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為_______%,反應(yīng)III以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx3=_______。(3)為研究不同溫度下催化劑的反應(yīng)活性,保持其他條件不變,測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi),上述反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性與溫度的關(guān)系如圖所示。該氫化體系制環(huán)戊烯的最佳溫度為_______;30°C以上時(shí),環(huán)戊烯的選擇性降低的可能原因是_______(填標(biāo)號(hào))。A.催化劑活性降低

B.平衡常數(shù)變大

C.反應(yīng)活化能減小(4)實(shí)際生產(chǎn)中采用雙環(huán)戊二烯()解聚成環(huán)戊二烯:(g)2

ΔH>0。若將3mol雙環(huán)戊二烯通入恒容密閉容器中,分別在T1和T2溫度下進(jìn)行反應(yīng)。曲線A表示T2溫度下n(雙環(huán)戊二烯)的變化,曲線B表示T1溫度下n(環(huán)戊二烯)的變化,T2溫度下反應(yīng)到a點(diǎn)恰好達(dá)到平衡。①曲線B在T1溫度下恰好達(dá)到平衡時(shí)的點(diǎn)的坐標(biāo)為(m,n),則m_______2(填“>”“<”或“=”),由圖象計(jì)算n的取值范圍是_______。②T2溫度下,若某時(shí)刻,容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.5倍,則此時(shí)v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”)。9.(2022·四川成都·成都外國(guó)語學(xué)校??级#┰谔歼_(dá)峰、碳中和的國(guó)家戰(zhàn)略下,工業(yè)生產(chǎn)廢氣和汽車尾氣中的NOx和CO的減排及有效處理,顯得尤為重要。(1)在汽車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器可實(shí)現(xiàn)反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH。已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-144kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1,N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH3=-66kJ·mol-1。則ΔH=______,該反應(yīng)在______(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。(2)用金作催化劑,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的微粒用“?”標(biāo)注。該歷程中最大能壘E正=______eV,寫出該步驟的化學(xué)方程式______。(3)將相同量的NO和CO分別充入盛有催化劑①和②的體積相同的密閉容器,進(jìn)行反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),經(jīng)過相同時(shí)間內(nèi)測(cè)量?jī)扇萜髦蠳O的含量,從而確定NO的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果如圖所示。圖象中c點(diǎn)是否一定是平衡狀態(tài)并說明理由______。(4)在另一溫度下,關(guān)閉K,向A容器中充入1molNO和2molCO,向B容器中充入1.5molNO和3molCO,兩容器均發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。已知起始時(shí)容器A和B的體積均為aL,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為0.9aL,則容器A和B中NO的轉(zhuǎn)化率A______B(填“>”、“<”或“=”)。維持其他條件不變,若打開K一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡,容器B的體積為______L(不考慮溫度的變化,P為可自由滑動(dòng)話塞)。則該溫度下,2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的濃度平衡常數(shù)K=______。10.(2022·安徽淮北·統(tǒng)考一模)我國(guó)力爭(zhēng)于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。因此,降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn),研發(fā)二氧化碳的利用技術(shù),對(duì)于改善環(huán)境,實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。(1)CO2和C2H6反應(yīng)制備C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)△H1=+136kJ?mol-1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2相關(guān)的幾種化學(xué)鍵鍵能如表所示:化學(xué)鍵C=OH—HC≡O(shè)H—O鍵能/(kJ?mol-1)8034361072464.5則反應(yīng)C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)的△H3=______kJ?mol-1。(2)T℃時(shí)在2L密閉容器中通入2molC2H6和2molCO2混合氣體,發(fā)生反應(yīng)C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),初始?jí)簭?qiáng)為mPa,反應(yīng)進(jìn)行到100min時(shí)達(dá)到平衡,平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)為20%。0到100min內(nèi)C2H6的平均反應(yīng)速率為______Pa/min,則該溫度下的平衡常數(shù)Kp=______(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)乙烷熱裂解制乙烯的主反應(yīng)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g),還存在副反應(yīng)C2H6(g)3H2(g)+2C(s)。向乙烷熱裂解制乙烯體系中加入10g的催化劑,在不同溫度下,催化劑固體質(zhì)量變化對(duì)催化效率的影響如圖所示。①對(duì)于主反應(yīng),圖中M和N兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)大?。篕M______KN(填“>”、“<”或“=”)。②當(dāng)反應(yīng)溫度高于700℃時(shí)催化劑固體質(zhì)量增加的原因是______。③當(dāng)反應(yīng)溫度高于700℃后向體系中通入過量的CO2,可以提高催化效率的原因是______。11.(2022秋·遼寧大連·高三校聯(lián)考期中)“綠水青山就是金山銀山”,近年來,綠色發(fā)展、生態(tài)保護(hù)成為中國(guó)展示給世界的一張新“名片”。I.已知25℃和101kPa下:①

(1)則表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________。II.和在一定條件下反應(yīng)可制得合成氣,在1L密閉容器中分別通入1mo1和,發(fā)生反應(yīng):

(2)該反應(yīng)在___________(填“高溫”或“低溫”)條件下能自發(fā)進(jìn)行。(3)下列能判斷達(dá)到平衡狀態(tài)的是______(填序號(hào))。A.一定溫度下,容積固定的容器中,密度保持不變B.容積固定的絕熱容器中,溫度保持不變C.一定溫度和容積固定的容器中,平均相對(duì)分子質(zhì)量不變D.和的物質(zhì)的量之比不再改變III.已知催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為:

設(shè)m為起始時(shí)的投料比,即。(4)圖1中投料比相同,溫度從高到低的順序?yàn)開__________。(5)圖2中、、從大到小的順序?yàn)開__________。(6)圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下,且時(shí),平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系。則曲線d代表的物質(zhì)的化學(xué)名稱為___________。IV.工業(yè)上可用丙烯加成法制備1,2-二氯丙烷(),主要副產(chǎn)物為3-氯丙烯(),反應(yīng)原理為:①②一定溫度下,向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的和發(fā)生反應(yīng),容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如表所示。時(shí)間/min060120180240300360壓強(qiáng)/kPa8074.269.265.261.657.657.6(7)用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化表示反應(yīng)①的反應(yīng)速率,即,則前120min內(nèi)平均反應(yīng)速率___________。(8)該溫度下,若平衡時(shí)HCl的體積分?jǐn)?shù)為12.5%,反應(yīng)①的平衡常數(shù)___________(為以分壓表示的平衡常數(shù),保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。12.(2022·浙江寧波·統(tǒng)考一模)I.1molCO2與足量的碳在恒容密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g)。測(cè)得平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示:已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)。請(qǐng)回答:(1)判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明理由___________。(2)下列說法正確的是___________。A.1×103K時(shí),若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,v逆變化幅度更大B.1×103K時(shí),突然升溫,v正、v逆均增大,v正變化幅度更大C.1×103K時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%D.T×103K時(shí),若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(3)1×103K時(shí),起始?jí)簭?qiáng)為100KPa,反應(yīng)一段時(shí)間達(dá)到平衡,用平衡分壓p(B)代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___________KPa(保留三位有效數(shù)字)。【p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)】(4)已知,在上述條件下(初始投料為1molCO2與足量的碳,恒容密閉容器中),在給定CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%時(shí),V逆隨溫度的變化曲線如下圖所示,畫出V正隨溫度(0.5×103K至2.5×103K)的變化曲線___________。II.碘酸鹽型碘鐘的實(shí)驗(yàn)方法:向用H2SO4酸化的KIO3溶液中加入NaHSO3溶液(以及少量淀粉溶液)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:“無色→藍(lán)黑色→無色→藍(lán)黑色→……”的周期性變化。(5)可用一組離子方程式表示每一個(gè)周期內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程,請(qǐng)補(bǔ)充其中的2個(gè)離子方程式。①___________;②+5I-+6H+=3I2+3H2O;③___________。13.(2021·四川涼山·統(tǒng)考一模)氯氣是重要的化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用:(1)寫出用惰性電極電解飽和食鹽水制備氯氣的離子反應(yīng)方程式___________。(2)工業(yè)制備1,2-二氯乙烷的主要方法之一為直接氯化法,主反應(yīng)原理為:(1)已知制備過程中還存在如下副反應(yīng):Ⅰ.Ⅱ.①計(jì)算主反應(yīng)的___________。②該方法制備是低溫氯化法,若反應(yīng)溫度較高造成的主要影響是___________,低溫氯化法的主要不足之處是___________。(3)Cl2也可以與NO反應(yīng):。一定溫度下,用NO、Cl2和NOCl表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率分別為(為速率常數(shù))。向2L密閉容器中充入1.5molNO和1molCl2,測(cè)得平衡時(shí)NOCl的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示,T1、T2、T3大小關(guān)系為___________,判斷理由是___________,T1溫度下,___________。14.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))二甲醚(DME)是一種新興的基本有機(jī)化工原料,具有甲基化反應(yīng)性能,用于生產(chǎn)硫酸二甲酯,還可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、酸酐和乙烯等。工業(yè)上常用合成氣制備二甲醚,主要原理如下:反應(yīng)Ⅰ.反應(yīng)Ⅱ.回答下列問題:(1)①已知:通常狀況下,和的燃燒熱分別為氣態(tài)水變成液態(tài)放出44kJ的熱量,則燃燒熱為___________②若有反應(yīng)Ⅱ活化能Ea(正)為,則該反應(yīng)的活化能Ea(逆)為___________kJ/mol③反應(yīng)達(dá)平衡后采取下列措施,能提高產(chǎn)率的有___________(填字母代號(hào))。A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.加入D.移出E.使用催化劑(2)若反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為v正=k正c(CO)c2(H2),逆反應(yīng)速率方程為v逆=k逆c(CH3OH),其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),圖1所示中,若斜線①、②分別表示k正、k逆隨溫度變化,則___________0(填“>”、“<”或“=”),圖中A、B的縱坐標(biāo)分別為x+0.5、x-1.5,則溫度T1時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=___________。(3)在下,將充入2L恒容密閉容器中,發(fā)生上述兩個(gè)反應(yīng)。若T℃時(shí),10min達(dá)到平衡,測(cè)得、,則v(CO)=___________,反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp=___________(Kp為用氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);列計(jì)算式)。15.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。利用反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-49kJ·mol-1,可減少CO2排放,并合成清潔能源。(1)該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn):①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)

ΔH1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH2=-90kJ·mol-1ΔH1=___________kJ·mol-1;已知反應(yīng)①的v正=k正c(CO2)c(H2),v逆=k逆c(H2O)c(CO)(k正、k逆為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān))若平衡后升高溫度,則___________(填“增大”、“不變”或“減小”)(2)500℃時(shí),在容積為2L的密閉容器中充入2molCO2和6molH2,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測(cè)得t=5min時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,體系的總壓強(qiáng)為aPa,此時(shí)n(CO2)=1.0mol。從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=___________;求該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp,寫出計(jì)算過程___________。(注:用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(3)對(duì)于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),將CO2和H2以一定的比例在密閉容器中通過兩種不同的催化劑(I、II)進(jìn)行反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi),CO2的轉(zhuǎn)化率α(CO2)隨溫度變化曲線如圖所示。①T2溫度時(shí)使用催化劑I,能否使CO2轉(zhuǎn)化率高于a%___________(填“能”或“不能”)如果能請(qǐng)寫出提高CO2轉(zhuǎn)化率的具體措施;如果不能,請(qǐng)說明理由:___________。②催化劑II條件下,當(dāng)溫度低于T5℃時(shí),CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而升高的原因可能是___________。16.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))氮的氧化物是大氣污染物之一,研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理對(duì)緩解環(huán)境污染有重要意義,回答下列問題。(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-114kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+181kJ·mol-1若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為,請(qǐng)寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______。(2)對(duì)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5kJ·mol-1,分別在不同溫度、不同催化劑下,保持其它初始條件不變,重復(fù)實(shí)驗(yàn),在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。在催化劑乙作用下,圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率(對(duì)應(yīng)溫度400°C)v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”),溫度高于400°C,NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是_______。(3)T°C時(shí),存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)。該反應(yīng)正逆反應(yīng)速率與NO2、N2O4的濃度關(guān)系為:v(正)=k正c2(NO2),v(逆)=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常數(shù)),且lgv(正)~lgc(NO2)與lgv(逆)~lgc(N2O4)的關(guān)系如圖所示。①T°C時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。②T°C時(shí),向剛性容器中充入一定量NO2,平衡后測(cè)得c(N2O4)為1.0mol·L-1,則平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(以分?jǐn)?shù)表示)。平衡后v(正)=_______(用含a的表達(dá)式表示)。(4)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù),研究發(fā)現(xiàn)以Fe3+為主體催化劑時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)過程如圖,寫出脫硝過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。17.(2022·浙江·高三專題練習(xí))接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是的催化氧化:?;卮鹣铝袉栴}:(1)在催化劑表面反應(yīng)生成的歷程表示如下:①

③___________完成反應(yīng)③的熱化學(xué)方程式___________。(2)下列關(guān)于工業(yè)用和反應(yīng)合成的理解不正確的是___________。A.該反應(yīng)的實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)條件是高溫、常壓和合適的催化劑B.當(dāng)溫度壓強(qiáng)一定時(shí),反應(yīng)混合氣組分中和分壓比不變,可作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的判據(jù)C.反應(yīng)過程中可將液化移去,有利于提高正反應(yīng)速率D.可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化(3)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖。①實(shí)際生產(chǎn)選擇圖中A點(diǎn)的反應(yīng)條件,不選擇B、C點(diǎn)的理由分別是___________。②將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%、m%和q%的氣體通入反應(yīng)器,溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí),若轉(zhuǎn)化率為α,則壓強(qiáng)為___________,平衡常數(shù)___________(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(用含m、α、p的代數(shù)式表示)。(4)在恒溫恒壓下,向1L體積可變的密閉容器中充入2mol和一定量的,發(fā)生反應(yīng),的平衡轉(zhuǎn)化率α()隨n()的變化關(guān)系如圖所示。其他條件不變,若改為在1L體積不變的容器中發(fā)生反應(yīng),請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出的平衡轉(zhuǎn)化率α()隨n()的變化關(guān)系圖___________。18.(2022·四川達(dá)州·統(tǒng)考一模)SO2是一種污染性氣體,減少SO2在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容回答下列問題:(1)已知:S(s)+O2(g)=SO2(g)?H=—297.2kJ·mol-1,CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l)?H=—295.9kJ·mol-1,若CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)反應(yīng)物的能量為E1,則生成物的能量E2是___________(2)利用反應(yīng):C(s)+SO2(g)CO2(g)+S(g),可減少SO2在大氣中的排放,在密閉容器中投入足量的反應(yīng)物,不同實(shí)驗(yàn)條件下達(dá)到平衡,測(cè)得T=600℃下的x(SO2)—p和p=105Pa下—1gKc—t如圖所示[x(SO2)表示SO2平衡時(shí)含量,Kc表示平衡常數(shù)]。該反應(yīng)的正反應(yīng)是___________反應(yīng)(填“放熱”、“吸熱”),理由是___________。(3)恒溫恒容條件下,下列事實(shí)不能說明反應(yīng)C(s)+SO2(g)CO2(g)+S(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)A.不變B.v(CO2)正=v(SO2)逆C.混合氣體的總壓強(qiáng)不再改變D.混合氣體的密度不再改變(4)800℃,在1.0L的恒容密閉容器中投入1.0molSO2和120gC,容器中壓強(qiáng)為p0kPa,發(fā)生反應(yīng)C(s)+SO2(g)CO2(g)+S(g),5min時(shí)容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)為20%,10min時(shí)達(dá)平衡,容器中壓強(qiáng)為pkPa時(shí)。0~5minv(SO2)___________kPa·min-1,800℃的化學(xué)平衡常數(shù)Kc=___________mol/L。(5)用電化學(xué)原理吸收煙道氣中SO2以減少其排放,其裝置示意圖。H2O2從___________口進(jìn)入,電路中通過1mol電子時(shí),正極區(qū)溶液的c(H+)將___________,負(fù)極區(qū)n(H2SO4)=___________。答案第=page4343頁,共=sectionpages2121頁答案第=page4242頁,共=sectionpages2121頁參考答案:1.(1)8.0×1015(2)

Fe-2e-+H2S═FeS+2H+

生成的FeS附著在鐵碳填料的表面,原電池負(fù)極的表面積減小,化學(xué)反應(yīng)速率減慢,鐵的量因消耗而減少,形成微電池的數(shù)量減少,化學(xué)反應(yīng)速率減慢(3)ρ(Fe3+)增大會(huì)促進(jìn)H2S被氧化,生成的H+會(huì)溶液的pH降低,促進(jìn)H2S的逸出,前者的影響小于后者(4)SO2+3H2=H2S+2H2O,2H2S+SO2=3S+2H2O【解析】(1)H2S+Cu2+(aq)=CuS+2H+(aq)的平衡常數(shù)為K======8.0×1015,故答案為:8.0×1015;(2)①已知主要反應(yīng)2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O,反應(yīng)中Fe的化合價(jià)升高,即Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng),裝置中微電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-+H2S═FeS+2H+,故答案為:Fe-2e-+H2S═FeS+2H+;②一段時(shí)間后,生成的FeS附著在鐵碳填料的表面,原電池負(fù)極的表面積減小,化學(xué)反應(yīng)速率減慢,鐵的量因消耗而減少,形成微電池的數(shù)量減少,化學(xué)反應(yīng)速率減慢,導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)H2S的去除率降低,故答案為:生成的FeS附著在鐵碳填料的表面,原電池負(fù)極的表面積減小,化學(xué)反應(yīng)速率減慢,鐵的量因消耗而減少,形成微電池的數(shù)量減少,化學(xué)反應(yīng)速率減慢;(3)ρ(Fe3+)增大會(huì)促進(jìn)H2S被氧化,方程式為:H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+,生成的H+會(huì)溶液的pH降低,促進(jìn)H2S的逸出,前者的影響小于后者時(shí),H2S脫除率反而下降,故答案為:ρ(Fe3+)增大會(huì)促進(jìn)H2S被氧化,生成的H+會(huì)溶液的pH降低,促進(jìn)H2S的逸出,前者的影響小于后者;(4)根據(jù)圖示信息可知,反應(yīng)過程中SO2一直減小,中間產(chǎn)物X先增大后減小,H2的量在物質(zhì)X達(dá)到最高時(shí)變?yōu)?,說明第一個(gè)階段是SO2和H2反應(yīng)生成H2S,而后中間產(chǎn)物X減小,說明是X與SO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為了S即H2S和SO2反應(yīng)生成S和水,故X為H2S,故兩個(gè)階段的反應(yīng)分別為:SO2+3H2=H2S+2H2O,2H2S+SO2=3S+2H2O,故答案為:SO2+3H2=H2S+2H2O,2H2S+SO2=3S+2H2O。2.(1)

小于

減小(2)AB(3)

BD

230℃以上,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的平衡影響更大(4)

55%

0.22【詳解】(1)溫度T降低,增大,由圖象可知,反應(yīng)I的lnK隨的增大而增大,反應(yīng)II的lnK隨的增大而減小,即隨著的增大,反應(yīng)I的K增大、反應(yīng)II的K減小。所以,當(dāng)溫度降低,反應(yīng)I的K增大、平衡正向移動(dòng),反應(yīng)I為放熱反應(yīng),ΔH1小于0;當(dāng)溫度降低,反應(yīng)II的K減小、平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),ΔH2大于0。依據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)可由I-II得到,即焓變?chǔ)=ΔH1-ΔH2,而ΔH1<0、ΔH2>0,所以ΔH<0,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減小。(2)A.增大一氧化碳濃度,反應(yīng)II逆向移動(dòng),二氧化碳和氫氣濃度增大,相當(dāng)于反應(yīng)I的反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)I正向移動(dòng),A正確;B.降低溫度,反應(yīng)I和II的正、逆反應(yīng)速率都減小,B正確;C.恒溫恒容下充入氦氣,各物質(zhì)濃度不變,平衡不移動(dòng),C錯(cuò)誤;D.增大壓強(qiáng),反應(yīng)I平衡正向移動(dòng)、反應(yīng)II平衡就得逆向移動(dòng),當(dāng)反應(yīng)I達(dá)到平衡時(shí),二氧化碳和氫氣濃度不再改變,反應(yīng)II也得達(dá)到平衡,因此增大壓強(qiáng),反應(yīng)I和II重新達(dá)到平衡的時(shí)間相同,D錯(cuò)誤;答案選AB。(3)①由圖可知,230℃時(shí)甲醇產(chǎn)率最高,該溫度下使用催化劑CZ(Zr-1)T,甲醇選擇性較大,答案選BD。②230℃以上,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的平衡影響更大,所以在230℃以上,升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率增大,但甲醇的產(chǎn)率降低。(4)由于發(fā)生反應(yīng)I,容器容積減小,設(shè)參加反應(yīng)I的二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol,則有關(guān)系式:,解得x=0.6mol,則參加反應(yīng)I的氫氣的物質(zhì)的量為1.8mol,生成甲醇的物質(zhì)的量為0.6mol,生成水蒸氣的物質(zhì)的量為0.6mol,而二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,則參加反應(yīng)II的二氧化碳的物質(zhì)的量為,反應(yīng)II消耗氫氣0.4mol,生成一氧化碳0.4mol,生成水蒸氣0.4mol,平衡時(shí)容器中有二氧化碳1mol,氫氣1.8mol,甲醇0.6mol,水蒸氣1mol,一氧化碳0.4mol,氫氣轉(zhuǎn)化率為,設(shè)平衡時(shí)容器體積為V,則反應(yīng)II的平衡常數(shù)。3.(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206.1kJ·mol-1(2)

反應(yīng)I

350℃~400℃溫度區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,且主要發(fā)生反應(yīng)I,而反應(yīng)I是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率減小

625(3)2115(或2115:1)(4)3CO2+4Na++4e-=C+2Na2CO3【詳解】(1)CH4與H2O反應(yīng)的方程式為CH4+H2OCO+3H2,根據(jù)蓋斯定律由:反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ,ΔH2-ΔH1=+206.1kJ·mol-1,熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206.1kJ·mol-1;故答案為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206.1kJ·mol-1;(2)①根據(jù)圖象可知,400℃之前,CH4的選擇性為100%,即400℃之前,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),根據(jù)溫度與CO2轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖可知,350℃時(shí)達(dá)到平衡,350℃之前CO2的轉(zhuǎn)化率增大,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,即v正(a)>v逆(a);故答案為>;②根據(jù)題中圖象可知,低溫下,CH4的選擇性為100%,即該催化劑在較低溫度主要選擇反應(yīng)I;故答案為反應(yīng)I;③根據(jù)上述分析,350℃反應(yīng)I達(dá)到平衡,350℃~400℃溫度區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,且主要發(fā)生反應(yīng)I,而反應(yīng)I是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率減??;故答案為350℃~400℃溫度區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,且主要發(fā)生反應(yīng)I,而反應(yīng)I是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率減小;④350℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)I,CH4的選擇性為100%,轉(zhuǎn)化成CO2的物質(zhì)的量為1mol×80%=0.8mol,同時(shí)消耗H2的物質(zhì)的量為3.2mol,生成甲烷的物質(zhì)的量為0.8mol,水蒸氣的物質(zhì)的量為1.6mol,反應(yīng)I的平衡常數(shù)為=625;故答案為625;(3)Ka1=,Ka2=,Ka1×Ka2=×,=2115;故答案為2115;(4)根據(jù)原電池工作原理,正極上得到電子,電解質(zhì)溶液為NaClO4-四甘醇二甲醚,因此正極反應(yīng)式為3CO2+4Na++4e-=C+2Na2CO3;故答案為3CO2+4Na++4e-=C+2Na2CO3。4.(1)

2b-a

氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣(2)

熱解溫度高,煤焦中氫碳質(zhì)量比比值小,表面官能團(tuán)減少;S—900的比表面積小,吸附能力弱

溫度升高,反應(yīng)速率增大(3)P1端NO失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2,反應(yīng)式為NO+H2O-2e-=NO2+2H+,g—C3N4端氧氣得到電子與氫離子結(jié)合生成過氧化氫,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H++2e-=H2O2,最終NO2和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)的方程式為2NO2+H2O2=2HNO3【解析】(1)①根據(jù)蓋斯定律,副反應(yīng)2-主反應(yīng)=(2b-a)kJ?mol-1。②由圖可知,當(dāng)氫氣體積分?jǐn)?shù)大于60010-6時(shí),氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì),但氨氣的體積分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì),說明生成的氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成了氨氣。(2)①煤焦表面存在的官能團(tuán)有利于NO的吸附,其數(shù)量與煤焦中氫碳質(zhì)量比的值密切相關(guān)。由圖可知,相同溫度下,S-500對(duì)NO的脫除率比S-900的高,結(jié)合表格數(shù)據(jù)以及圖示分析,可能的原因是:熱解溫度高,煤焦H/C比值小,表面官能團(tuán)減少、S-900的比表面積小,吸附能力弱。②350℃后,隨著溫度升高,反應(yīng)速率增大,NO的脫除率增大。(3)由圖示可知:P1端NO失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2,反應(yīng)式為NO+H2O-2e-=NO2+2H+,g—C3N4端氧氣得到電子與氫離子結(jié)合生成過氧化氫,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H++2e-=H2O2,最終NO2和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)的方程式為2NO2+H2O2=2HNO3。5.(1)

-411

防止催化劑中毒(或含硫化合物會(huì)使催化劑降低或失去催化效果)(2)

2.5×10-4(3)

BD

5

>【詳解】(1)①NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(l)△H1=-292kJ/mol,②NO(g)+O2(g)=NO2(g)△H2=-56kJ/mol,③3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)△H3=-70kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將①+②×+③×得:NH3(g)+2O2(g)=HNO3(aq)+H2O(l)△H=(-292kJ/mol)+(-56kJ/mol)×+(-70kJ/mol)×=-411kJ/mol;含硫化合物會(huì)引起催化劑中毒,因此原料氣體(NH3、O2)在進(jìn)入反應(yīng)裝置之前,必須進(jìn)行脫硫處理,防止含硫化合物引起催化劑中毒(或含硫化合物會(huì)使催化劑降低或失去催化效果);(2)①該反應(yīng)的速率由b步?jīng)Q定,說明b步反應(yīng)的活化能比a步的大;②根據(jù)圖象,150℃時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率小于NO的平衡轉(zhuǎn)化率,說明反應(yīng)需要繼續(xù)正向繼續(xù),因此v正>v逆;若起始c(O2)=5.0×10-4mol/L,根據(jù)圖象,380℃下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),NO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,因此c(O2)=2.5×10-4mol/L;(3)①在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO+O22NO2,A.混合氣體的質(zhì)量和容器的體積均不變,混合氣體的密度始終不變,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.混合氣體中只有NO2有色,氣體的顏色不變,說明NO2濃度不變,說明達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)B正確;C.K只與溫度有關(guān),溫度不變,K始終不變,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.2v正(O2)=v逆(NO2)表示正逆反應(yīng)速率相等,說明達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)D正確;答案選BD;②根據(jù)圖象,溫度為T1時(shí),平衡時(shí),c(NO)==0.1mol/L,c(O2)==0.1mol/L,c(NO2)==0.4mol/L,此時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K===160;若將容器的溫度變?yōu)門2時(shí),k正=k逆,即K==1,平衡常數(shù)減小,說明平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此T2>T1。6.(1)-49.0kJ/mol(2)

0.61eV

HOCO*+H*=CO*+H*+OH*

△H=+0.20(ev)(3)AC(4)

升高

升高(5)

513【解析】(1)已知:b)CO2g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ/molc)CO(g)+H2(g)?CH3OH(g)△H3=-45.1kJ/mol根據(jù)蓋斯定律,由b)+c)2得反應(yīng)a)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=△H2+△H32=-49.0kJ/mol;(2)“該歷程中最小能壘(活化能)”,為能量上升階段,可知最小的活化能為1.08到1.69階段,等于0.61eV;歷程②是HOCO*+H*=CO*+H*+OH*反應(yīng)時(shí)由相對(duì)能量0.07eV升至0.75eV的過渡態(tài)2再降至-0.13eV。E正=0.07-(-0.13)=+0.20(ev),反應(yīng)的化學(xué)方程式為HOCO*+H*=CO*+H*+OH*

△H=+0.20(ev);(3)A.反應(yīng)b為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),反應(yīng)c為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),選項(xiàng)A正確;B.加入反應(yīng)a的催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能但不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.增大H2的濃度,反應(yīng)a、b均正向移動(dòng),有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,選項(xiàng)C正確;D.及時(shí)分離除CH3OH,反應(yīng)物濃度降低,最終反應(yīng)a的反應(yīng)速率降低,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選AC:(4)反應(yīng)a、c均為氣體體積縮小的反應(yīng),加壓,平衡均正向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率將升高;若原料二氧化碳中摻混一氧化碳,隨一氧化碳含量的增加,反應(yīng)b逆向移動(dòng),反應(yīng)a、c正向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率將升高;(5)根據(jù)圖中信息可知,553K時(shí),反應(yīng)a平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為20%,則平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為1mol(1-20%)=0.8mol,利用三段式可得:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)若反應(yīng)后體系的總壓為p,各物質(zhì)的分壓分別為=、=、=、=,反應(yīng)a的Kp=;當(dāng)溫度升高時(shí)反應(yīng)a平衡逆向移動(dòng),而反應(yīng)b平衡正向移動(dòng)且幅度更大,所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加,但甲醇的選擇性卻降低,故適宜的反應(yīng)溫度為513K。7.(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(2)C6H6(g)6C(s)+3H2(g)(3)

>

P1>P2

當(dāng)溫度一定時(shí),隨著壓強(qiáng)增大,6CH4(g)=C6H6(g)+9H2(g)平衡逆向移動(dòng),CH4平衡轉(zhuǎn)化率減小(4)甲烷分解產(chǎn)生的碳覆蓋在催化劑表面導(dǎo)致催化劑失效,反應(yīng)速率降低【分析】由題給流程可知,將天然氣通入吸收塔中,碳酸鈉溶液與天然氣中二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉;將除雜得到的甲烷氣體通入芳構(gòu)化塔發(fā)生可逆反應(yīng)生成苯和氫氣,在分離塔中得到苯、氫氣和未反應(yīng)的甲烷,未反應(yīng)的甲烷通入芳構(gòu)化塔循環(huán)使用;將碳酸氫鈉溶液通入到加熱塔中,碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,得到的碳酸鈉溶液通入到吸收塔中循環(huán)使用?!驹斀狻浚?)由分析可知,加熱塔中發(fā)生的反應(yīng)為碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故答案為:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;(2)由蓋斯定律可知,若要用ΔH1計(jì)算ΔH2,則還需要利用C6H6(g)6C(s)+3H2(g)反應(yīng)的ΔH,故答案為:C6H6(g)6C(s)+3H2(g);(3)①由圖可知,升高溫度,甲烷的增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)ΔH1>0,故答案為:>;②該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),由圖可知P1條件時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率大于P2,則壓強(qiáng)P1大于P2,故答案為:P1>P2;當(dāng)溫度一定時(shí),隨著壓強(qiáng)增大,6CH4(g)=C6H6(g)+9H2(g)平衡逆向移動(dòng),CH4平衡轉(zhuǎn)化率減??;(4)在適宜溫度下,以金屬M(fèi)o作催化劑,由甲烷制備苯,幾個(gè)小時(shí)后,單位時(shí)間內(nèi)苯的產(chǎn)量迅速下降,說明甲烷分解產(chǎn)生的碳覆蓋在催化劑表面導(dǎo)致催化劑失效,導(dǎo)致反應(yīng)速率降低,故答案為:甲烷分解產(chǎn)生的碳覆蓋在催化劑表面導(dǎo)致催化劑失效,反應(yīng)速率降低。8.(1)+9.1(2)

25a

16(3)

30

A(4)

4.8<n<6

>【詳解】(1)反應(yīng)Ⅲ=反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ,ΔH3=ΔH1-ΔH2=[-100.3-(-109.4)]kJ·mol-1=+9.1kJ·mol-1;故答案為:+9.1;(2)設(shè)平衡時(shí)容器中的環(huán)戊二烯和環(huán)戊烷的物質(zhì)的量為xmol,則反應(yīng)中消耗的環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為(a-x)mol,因?yàn)榄h(huán)戊烯的選擇性為80%,所以環(huán)戊烯的物質(zhì)的量為,根據(jù)碳原子守恒可得,解得,所以H2的轉(zhuǎn)化率為;平衡時(shí)容器內(nèi)環(huán)戊二烯和環(huán)戊烷的物質(zhì)的量均為,環(huán)戊烯的物質(zhì)的量為,則環(huán)戊二烯、環(huán)戊烷、環(huán)戍烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、,則;故答案為:25a;16;(3)根據(jù)圖象可知,該體系溫度為30℃左右時(shí),環(huán)戊烯的選擇性和環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率都很高,因此最佳溫度為30℃;A.催化劑的活性在一定溫度范圍內(nèi)最大,高于或低于這個(gè)溫度范圍,催化劑的活性降低,導(dǎo)致選擇性降低,故A符合題意;B.催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無影響,故B不符合題意;C.使用催化劑,降低反應(yīng)活化能,催化劑的活性降低,活化能應(yīng)增大,故C不符合題意;故答案為:30;A;(4)①根據(jù)圖象可知,相同時(shí)間段內(nèi),環(huán)戊二烯表示的反應(yīng)速率大于雙環(huán)戊二烯表示的反應(yīng)速率,因此T1>T2,溫度高,反應(yīng)速率快,達(dá)到平衡時(shí)所用的時(shí)間短,即m<2;在T2溫度下,達(dá)到平衡,消耗雙環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為(3-0.6)mol=2.4mol,此時(shí)生成環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為2.4×2mol=4.8mol,因?yàn)門1>T2,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則n>4.8mol,假設(shè)雙環(huán)戊二烯全部反應(yīng),則生成環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為6mol,但該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能進(jìn)行到底,因此n<6mol,綜上所述,得出n的范圍為4.8<n<6;故答案為4.8<n<6;②由①的分析可知,T2溫度下,達(dá)到平衡時(shí),生成環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為4.8mol,容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為0.6mol+4.8mol=5.4mol,相同條件下,壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量的之比,則平衡時(shí),容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)的1.8倍,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),由于1.8>1.5,當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.5倍時(shí),反應(yīng)正向進(jìn)行,即v(正)>v(逆);故答案為:>。9.(1)

-644kJ/mol

低溫(2)

2.02

COOH*+H*+H2O*→COOH*+2H*+OH*或H2O*→H*+OH*(3)否

因?yàn)閏點(diǎn)雖然NO的轉(zhuǎn)化率最高,在相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的NO最多,但只能說明反應(yīng)速率最快,而影響反應(yīng)速率的因素除了溫度,還有催化劑的活性,而催化劑的活性還受到溫度的影響,有可能c點(diǎn)還未平衡,但由于催化劑迅速失去活性,導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢,使NO轉(zhuǎn)化率降低,若在c點(diǎn)提供更長(zhǎng)時(shí)間,NO轉(zhuǎn)化率還會(huì)繼續(xù)增大,最終達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率高于c點(diǎn)NO的轉(zhuǎn)化率(4)

<

0.5a

【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律,將已知中的第一個(gè)反應(yīng)和第二個(gè)反應(yīng)相加,再減去第三個(gè)反應(yīng),得到2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g),則該反應(yīng)的ΔH=-144kJ/mol-566kJ/mol-(-66kJ/mol)=-644kJ/mol。該反應(yīng)的反應(yīng)物系數(shù)之和大于生成物系數(shù)之和,所以ΔS<0,該反應(yīng)的ΔH也小于0,所以該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行。(2)最大能壘即從-0.16到1.86,E正=1.86-(-0.16)=2.02eV,該步驟是H2O*生成H*和OH*,可表示為H2O*=H*+OH*,或COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*。(3)c點(diǎn)不一定是平衡狀態(tài),因?yàn)閏點(diǎn)雖然NO的轉(zhuǎn)化率最高,在相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的NO最多,但只能說明反應(yīng)速率最快,而影響反應(yīng)速率的因素除了溫度,還有催化劑的活性,而催化劑的活性還受到溫度的影響,有可能c點(diǎn)還未平衡,但由于催化劑迅速失去活性,導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢,使NO轉(zhuǎn)化率降低,若在c點(diǎn)提供更長(zhǎng)時(shí)間,NO轉(zhuǎn)化率還會(huì)繼續(xù)增大,最終達(dá)到平衡。(4)A容器體積不變,B容器體積可變,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),B容器相當(dāng)于在A容器中達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng),壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率增大,所以容器A中NO的轉(zhuǎn)化率小于容器B中NO的轉(zhuǎn)化率。起始時(shí)B容器體積為aL,達(dá)到平衡后體積為0.9aL,若打開K一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡,則相當(dāng)于起始時(shí)K就是打開的狀態(tài),加入的反應(yīng)物為2.5molNO和5molCO,是B容器起始物質(zhì)的量的倍,則相同溫度和壓強(qiáng)下達(dá)到平衡,體積為0.9aL×=1.5aL,則B的體積為1.5aL-aL=0.5aL。對(duì)某一反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),用B容器計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)。B容器起始加入的反應(yīng)物為1.5molNO和3molCO,共4.5mol,平衡后體積是起始時(shí)體積的0.9倍,在相同的溫度和壓強(qiáng)下,體積之比等于物質(zhì)的量之比,所以平衡時(shí)混合氣的總物質(zhì)的量為4.5mol×0.9=4.05mol,減小了4.5mol-4.05mol=0.45mol。根據(jù)反應(yīng)方程式,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量即為生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,所以生成氮?dú)?.45mol,生成CO20.9mol,消耗NO和CO均為0.9mol,平衡時(shí)NO和CO分別為1.5mol-0.9mol=0.6mol和3mol-0.9mol=2.1mol,平衡時(shí)容器體積為0.9aL,所以各氣體的濃度為NO:mol/L,CO:mol/L,N2:mol/L,CO2:mol/L,則反應(yīng)的平衡常數(shù)K===。10.(1)+177或177(2)

或0.0025m

Pa或0.25mPa(3)

<

副反應(yīng)生成的固態(tài)碳附著在催化劑表面

通入過量的CO2,CO2與積碳反應(yīng)生成CO,減少積碳對(duì)催化劑表面的覆蓋,提高催化效率【解析】(1)由△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,則△H2=(2×803+436-1072-2×464.5)kJ?mol-1=+41kJ?mol-1,根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)I+II得到C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),△H3=△H1+△H2=+177kJ?mol-1;(2)列三段式:,平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)為20%,則,解得x=1,在恒溫恒容下,物質(zhì)的量和壓強(qiáng)成正比,則得平衡時(shí)總壓為Pa,起始時(shí)C2H6的分壓為mPa×=mPa,平衡時(shí)的分壓為Pa×=mPa,0到100min內(nèi)C2H6的平均反應(yīng)速率為,該溫度下的平衡常數(shù)Kp==;(3)①對(duì)于主反應(yīng)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)是吸熱反應(yīng),溫度越高,K值越大,由于溫度:M<N,則KM<KN;②當(dāng)反應(yīng)溫度高于700℃時(shí)催化劑固體質(zhì)量增加的原因是副反應(yīng)生成的固態(tài)碳附著在催化劑表面;③當(dāng)反應(yīng)溫度高于700℃后向體系中通入過量的CO2,可以提高催化效率的原因是通入過量的CO2,CO2與積碳反應(yīng)生成CO,減少積碳對(duì)催化劑表面的覆蓋,提高催化效率。11.(1)

(2)高溫(3)BC(4)(5)(6)乙醇(7)(8)0.21【詳解】(1)燃燒熱是指1mol有機(jī)物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量,由蓋斯定律可得反應(yīng)①+反應(yīng)②+2反應(yīng)③,得燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

;(2)對(duì)于反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的,即?S>0,由,根據(jù)?G=?H-T?S<0能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行;(3)A.由質(zhì)量守恒定律可知,一定溫度下,容積固定的容器中,混合氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的密度保持不變,所以密度保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),容積固定的絕熱容器中,若溫度保持不變,說明正反應(yīng)吸熱和逆反應(yīng)放熱相等,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;C.該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),在一定溫度和容積固定的容器中,平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變,則平均摩爾質(zhì)量保持不變,混合氣體的總質(zhì)量保持不變,則總物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;D.和的起始量未知,若兩者起始量按1:1投入,則兩者物質(zhì)的量之比一直保持不變,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;故選:BC;(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),投料比相同時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故圖1溫度從高到低的順序?yàn)門3>T2>T1;(5)溫度相同時(shí),增大投料比m,相當(dāng)于保持CO2的濃度不變,增大H2濃度,平衡正向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率增大,故圖2中m1、m2、m3從大到小的順序?yàn)閙1>m2>m3;(6)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),在總壓為5MPa的恒壓條件下,且m=3時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2(g)和H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,C2H5OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,且CO2(g)和H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:3,C2H5OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量之比為1:3,故圖3中曲線a、b、c、d代表的物質(zhì)分別為氫氣、二氧化碳、水蒸氣、乙醇;(7)壓強(qiáng)的減小由反應(yīng)I引起,CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)?CH2ClCHClCH3(g)反應(yīng)120min的壓強(qiáng)的變化為10.6kPa,則△p(CH2ClCHClCH3)=10.6kPa,v(CH2ClCHClCH3)=═0.09kPa?min-1;(8)設(shè)起始CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物質(zhì)的量各為nmol,、,由表格知300min達(dá)到平衡,則,解得x=0.56n,平衡時(shí)HCl的體積分?jǐn)?shù)為12.5%,即,解得y=0.18n,則反應(yīng)①的平衡常數(shù)。12.(1)反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)為焓增熵增的反應(yīng),即△S<0、△H<0,當(dāng)滿足△H-T△S<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,故該反應(yīng)在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行;(2)BCD(3)33.3kp(4)(5)

+3=I-+3+3H+

H2O+I2+=2I-++3H+【詳解】(1)反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)為焓增熵增的反應(yīng),即△S>0、△H>0,當(dāng)滿足△H-T△S<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,故該反應(yīng)在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行;故答案為高溫自發(fā);溫度升高,平衡時(shí)CO體積分?jǐn)?shù)增大,△H>0且反應(yīng)氣體分子數(shù)增加△S>0;(2)A.反應(yīng)在恒容容器中進(jìn)行,1×103K時(shí),若充入惰性氣體,反應(yīng)物的濃度不變,v正、v逆均不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.1×103K時(shí),突然升溫,v正、v逆均增大,溫度對(duì)吸熱反應(yīng)影響較大,故v正變化幅度更大,選項(xiàng)B正確;C.由圖可知,1×103K時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40%,設(shè)開始加入的CO2為1mol,轉(zhuǎn)化了xmol,則有:所以,解得x=0.25mol,則CO2的轉(zhuǎn)化率為,選項(xiàng)C正確;D.由該反應(yīng)為非等體積反應(yīng)知,T×103K達(dá)平衡后加入等體積CO2和CO相當(dāng)于增大壓強(qiáng),所以平衡逆向移動(dòng),選項(xiàng)D正確;答案選BCD;(3)1×103K時(shí),起始?jí)簭?qiáng)為100kPa,反應(yīng)一段時(shí)間達(dá)到平衡,平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為40%,則CO2的體積分?jǐn)?shù)為60%,平衡時(shí)總壓強(qiáng)為100kPa=125kPa,所以用平衡分壓p(B)代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp===33.3kp;(4)已知,在上述條件下(初始投料為1molCO2與足量的碳,恒容密閉容器中),在給定CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%時(shí),V逆隨溫度的變化曲線如下圖所示,隨著溫度的升高,正逆反應(yīng)速率均增大,故V正速率曲線趨勢(shì)向上,反應(yīng)達(dá)平衡后升高溫度平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,因此V正隨溫度(0.5×103K至2.5×103K)的變化曲線如下:。(5)NaHSO3溶液中加入稍過量的KIO3溶液,一段時(shí)間后,溶液突然變藍(lán)色,說明產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成,應(yīng)該有第一步反應(yīng)+3=I-+3+3H+,且KIO3溶液過量,所以能產(chǎn)生碘單質(zhì)的反應(yīng)為+5I-+6H+=3I2+3H2O,然后藍(lán)黑色又變?yōu)闊o色,則碘消耗,發(fā)生反應(yīng)H2O+I2+=2I-++3H+;答案為+3=I-+3+3H+、H2O+I2+=2I-++3H+。13.(1)(2)

-180

主反應(yīng)產(chǎn)率降低,且利于副反應(yīng)進(jìn)行,副產(chǎn)物增多

反應(yīng)速率較慢,生產(chǎn)效率低(3)

T1<T2<T3

其他條件相同時(shí),因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),平衡時(shí)NOCl的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減少

2800L/mol(可不帶單位)【解析】(1)用惰性電極電解飽和食鹽水,反應(yīng)產(chǎn)生NaOH、H2、Cl2,反應(yīng)的的離子反應(yīng)方程式為:;(2)①已知:Ⅰ.Ⅱ.根據(jù)蓋斯定律,將Ⅰ-Ⅱ,整理可得主反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(1)△H=-180kJ/mol;②該方法制備是低溫氯化法。若反應(yīng)溫度較高,對(duì)于主反應(yīng)來說,化學(xué)平衡會(huì)向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),造成的主要影響是主反應(yīng)產(chǎn)率降低,且有利于副反應(yīng)進(jìn)行,導(dǎo)致副產(chǎn)物增多;若是低溫條件,由于反應(yīng)溫度低,反應(yīng)速率慢,會(huì)使生產(chǎn)效率降低;(3)由于反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),在其他條件不變時(shí),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),導(dǎo)致NOCl的平衡含量降低。在不變時(shí),平衡時(shí)NOCl的含量:T1>T2>T3,所以溫度高低順序?yàn)椋篢1<T2<T3;一定溫度下,用NO、Cl2和NOCl表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率分別為(為速率常數(shù)),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正=v逆,k正c2(NO)?c(Cl2)=k逆c2(NOCl),則。在向2L密閉容器中充入1.5molNO和1molCl2,假設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)假設(shè)Cl2轉(zhuǎn)化濃度為x,則根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時(shí):n(NO)=(0.75-2x)mol,n(Cl2)=(0.5-x)mol,n(NOCl)=2xmol,根據(jù)圖示可知在溫度為T1條件下,平衡時(shí)NOCl的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是80%,所以,解得x=mol,反應(yīng)在2L密閉容器中進(jìn)行,則各種氣體的平衡濃度c(NO)=;c(Cl2)=,c(NOCl)=,則(L/mol)。14.(1)

a+23

BD(2)

(3)

2

【解析】(1)①燃燒熱指1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱。根據(jù)的燃燒熱,可得熱反應(yīng)方程式:反應(yīng)Ⅲ.;氣態(tài)水變成液態(tài)放出44kJ的熱量,則有反應(yīng)Ⅳ.;則燃燒反應(yīng)有,該反應(yīng)可由反應(yīng)“Ⅲ-Ⅱ-Ⅳ”得到,則,則燃燒熱為;②由Ea(正)-Ea(逆)=,得知該反應(yīng)的活化能Ea(逆)=Ea(正)-=(a+23);③根據(jù)平衡移動(dòng)原理,生成的反應(yīng)Ⅱ是正向放熱,且氣體分子總數(shù)不變的反應(yīng),欲提高產(chǎn)率應(yīng)使平衡正向移動(dòng),而升高溫度平衡逆向移動(dòng)和使用催化劑平衡均不移動(dòng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行,甲醇的濃度增大,使平衡Ⅱ正向進(jìn)行,加入相當(dāng)于增大壓強(qiáng),由于該反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動(dòng);移出減少生成物均使平衡正向移動(dòng),故選BD;(2)反應(yīng)①正反應(yīng)速率方程為v正=k正c(CO)c2(H2),逆反應(yīng)速率方程為v逆=k逆c(CH3OH),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆,即k正c(CO)c2(H2)=k逆c(CH3OH),則有平衡常數(shù)。圖1所示中,斜線①、②分別表示k正、k逆隨溫度變化,說明溫度越低(越大),k正、k逆越?。ㄔ叫。?,且增大,即平衡常數(shù)增大,平衡正向移動(dòng),則正向放熱,故<0;圖中A、B的縱坐標(biāo)分別為x+0.5、x-1.5,則溫度T1時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K==;(3)根據(jù)題意,達(dá)到平衡時(shí),,設(shè)反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)了xmol,有反應(yīng)關(guān)系:,由,得,x=0.6(mol),故平衡時(shí)體系氣體總物質(zhì)的量為0.8+1.6+(1.2-0.6)+0.3+0.3=3.6(mol),平衡是的總壓為=60MPa,則v(CO)=;反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp=。15.(1)

+41

減小(2)

0.3mol·L-1min-1

(3)

延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或提高H2與CO2比例或及時(shí)分離出反應(yīng)產(chǎn)物

未到達(dá)平衡的情況下,溫度越高,反應(yīng)速率越快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的CO2越多【解析】(1)由已知方程式結(jié)合蓋斯定律知:反應(yīng)①=總方程式-反應(yīng)②,故△H1=△H-△H2=[-49-(-90)]kJ/mol=+41kJ/mol;由于反應(yīng)①正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)速率增大幅度大于逆反應(yīng)速率增大幅度,故減??;(2)由題意列三段式如下:,則υ(H2)=;平衡時(shí):P(CO2)=P(CH3OH)=P(H2O)=,P(H2)=,則Kp=;(3)①由于該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率下降,由圖示知,T2溫度下對(duì)應(yīng)CO2轉(zhuǎn)化率低于T5溫度下對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化率,催化劑又不影響平衡移動(dòng),故T2溫度下,反應(yīng)未達(dá)平衡,故CO2轉(zhuǎn)化率可以繼續(xù)提高;可通過促進(jìn)反應(yīng)正向移動(dòng)或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間提高CO2轉(zhuǎn)化率,故此處填:延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或提高H2與CO2反應(yīng)比例或及時(shí)分離出反應(yīng)產(chǎn)物;②由①分析知,低于T5溫度,反應(yīng)未達(dá)平衡,溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗CO2增多,故CO2轉(zhuǎn)化率升高。16.(1)2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g),△H=-854kJ/mol(2)

溫度升高催化劑活性降低(3)

100

10a(

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