2023屆高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)-化學(xué)反應(yīng)原理綜合題-化學(xué)答案

PAGE1PAGE2023屆高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)-化學(xué)反應(yīng)原理綜合題參考答案：1．(1)高溫△H=-878.3kJ?mol-1(2)SAPO-34孔徑較小，體積較小的乙烯更易在其表面吸附、脫吸附50%1(3)正【詳解】（1）反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：①“反應(yīng)Ⅰ”中，ΔS＞0，△H＞0，則能自發(fā)進(jìn)行的條件是高溫。②某反應(yīng)X的平衡常數(shù)表達(dá)式為，則反應(yīng)X為，利用蓋斯定律，將反應(yīng)Ⅰ+Ⅱ×2+Ⅲ，得熱化學(xué)方程式為△H=(+131.3kJ?mol-1)+(-547.4kJ?mol-1)×2+(+85.2kJ?mol-1)=-878.3kJ?mol-1。答案為：高溫；△H=-878.3kJ?mol-1；（2）①在CH3OH的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，生成物C2H4、C3H6由分子篩的孔隙流出，體積小的分子更容易從分子篩的孔隙中流出，則相同條件下，催化劑SAPO-34反應(yīng)獲得的產(chǎn)物中，n(C2H4):n(C3H6)更大的原因是：SAPO-34孔徑較小，體積較小的乙烯更易在其表面吸附、脫吸附。②一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中投入2molCH3OCH3發(fā)生“反應(yīng)Ⅳ”和“反應(yīng)Ⅴ”，初始總壓為po，反應(yīng)到達(dá)平衡時總壓為1.2po，且n(C2H4):n(C3H6)=1:1。設(shè)反應(yīng)Ⅳ中生成C2H4的物質(zhì)的量為x，反應(yīng)Ⅴ中生成C3H6的物質(zhì)的量為y，則可建立如下兩個三段式：則(x-y):y=1:1、，從而求出x=0.4mol、y=0.2mol。平衡時體系CH3OCH3轉(zhuǎn)化率α(CH3OCH3)==50%?！胺磻?yīng)Ⅴ”的平衡常數(shù)Kp==1。答案為：SAPO-34孔徑較小，體積較小的乙烯更易在其表面吸附、脫吸附；50%；1；（3）CO2中C顯+4價，CH3OH中C顯-2價，則CO2得電子，多晶銅為陰極，b是電源的負(fù)極，a是電源的正極；在陰極，CO2得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)，生成CH3OH等，電極反應(yīng)式為。答案為：正；。【點(diǎn)睛】在陽極，失電子，生成O2和CO2等。2．(1)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/molbd<66.7(2)202.410800(3)CO2+4H2CH4+2H2OMgOCH3【詳解】（1）①由相關(guān)反應(yīng)的能量變化圖可知：a.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=240.1kJ/mol-33.9kJ/mol=+206.2kJ/mol；b.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H2=78.9kJ/mol-243.9kJ/mol=-165kJ/mol；過程I發(fā)生CH4+CO2=2CO+2H2反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律可知，a×2+b得：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=2△H1+△H2=2×206.2kJ/mol+(-165kJ/mol)=+247.4kJ/mol；②過程Ⅱ的反應(yīng)第一步是CO+CO2+H2+Fe3O4+CaO→H2O+Fe+CaCO3，第二步反應(yīng)：Fe+CaCO3+稀有氣體→稀有氣體+Fe3O4+CaO+CO，a．上述分析可知，兩步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離，故a正確；b．由圖可知，該過程的總方程式為：CH4+3CO2=2H2O+4CO，消耗理論上生成molCO，故b錯誤；c．過程Ⅰ中，Ni是催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，故c正確；d．由上述分析可知，F(xiàn)e3O4、CaO參與了第一步反應(yīng)，且反應(yīng)前后物理性質(zhì)不變，則Fe3O4、CaO是催化劑，故d錯誤；答案為bd；③溫度為T4℃、壓強(qiáng)為P1MPa時該反應(yīng)平衡點(diǎn)在N點(diǎn)下方，要使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則氫氣體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該減小，則平衡逆向移動，所以<；M點(diǎn)氫氣體積分?jǐn)?shù)為60%，設(shè)參加反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量為xmol，列出“三段式”達(dá)到平衡狀態(tài)時氣體總物質(zhì)的量=(4-x+4-x+x+3x)mol=(8+2x)mol，氫氣的體積分?jǐn)?shù)=氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)==60%，解得x=，的平衡轉(zhuǎn)化率為=66.7%。（2）①在一剛性密閉容器中，CH4和CO2的分壓分別為20kPa、30kPa，加入Ni/α-A12O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應(yīng)：某時刻測得p(CO)=20kPa，則p(CO2)=20kPa，v(CO)=1.2×10-2?p(CH4)?p(CO2)mol?g-1?s-1=1.2×10-2×10×20=2.4mol?g-1?s-1；②達(dá)到平衡后測得體系壓強(qiáng)是起始時的1.6倍，設(shè)達(dá)到平衡狀態(tài)消耗甲烷分壓為x，20-x+30-x+2x+2x=(20+30)×1.6，x=15，反應(yīng)的平衡常數(shù)的計算式為Kp==10800。（3）由圖可知，反應(yīng)物為CO2和4H2，生成物為CH4和2H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+4H2CH4+2H2O，反應(yīng)過程中碳元素的化合價為-3價的中間體是MgOCH3。3．(1)1073(2)正向移動不變CO反應(yīng)1是放熱反應(yīng)，反應(yīng)2是吸熱反應(yīng)，此溫度范圍內(nèi)，升高溫。度，反應(yīng)1平衡左移使CO2增多的程度大于反應(yīng)2平衡右移使CO2減少的程度，所以二氧化碳的量增大0.34(3)CO2+2H++2e-=HCOOH18.4【詳解】（1）根據(jù)反應(yīng)2：CO?(g)+H?(g)?CO(g)+H?O(g)，用E表示鍵能，則可知ΔH=2EC=O+EH-H-EC-O-2EH-O=41kJ/mol，代入表格中的數(shù)據(jù)，得802kJ/mol×2+436kJ/mol–EC≡O(shè)-2×463kJ/mol=41kJ/mol，得EC≡O(shè)=1073kJ/mol。故C(g)+O(g)=CO(g)的ΔH=1073kJ/mol。（2）①對于反應(yīng)1來說，增加容器的體積相當(dāng)于減小了各物質(zhì)的濃度，平衡逆向移動，導(dǎo)致氫氣的濃度增大，再對于反應(yīng)2來說，氫氣濃度增大，會導(dǎo)致平衡正向移動。由于溫度不變，故反應(yīng)2的平衡常數(shù)不變。②隨著溫度的升高，Y的含量不斷增加，即平衡正向移動，ΔH>0，故Y為CO的變化曲線；曲線Z表示的是二氧化碳，反應(yīng)1是放熱反應(yīng)，反應(yīng)2是吸熱反應(yīng)，此溫度范圍內(nèi)，升高溫度，反應(yīng)1平衡左移使二氧化碳增多的程度大于反應(yīng)2平衡右移使CO2減少的程度，所以二氧化碳的量增大。③根據(jù)三段式，設(shè)反應(yīng)1的轉(zhuǎn)化量為amol，反應(yīng)2的轉(zhuǎn)化量為bmol，則由圖知平衡時的物質(zhì)的量是nCO2=1mol=5-a-b，nCO=0.2mol=b，則a=3.8mol，則nH2=4.6mol，nH2O=7.8mol，則總物質(zhì)的量為17.4mol，設(shè)總壓為p，則各氣體的分壓為：pCO2=，pH2=，pH2O=，pCO=，則平衡常數(shù)Kp=（3）鉑電極上CO2和氫氣得到電子生成甲酸，其電極反應(yīng)為CO2+2H++2e-=HCOOH，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole?時，電解率只有80%，則實(shí)際所用的電子只有0.8mol。根據(jù)電極方程式，生成的甲酸的質(zhì)量為46g/mol×0.4=18.4g，即陰極室溶液的質(zhì)量增加18.4g4．(1)16(2)a大于(3)絕熱容器Ⅰ中的壓強(qiáng)比容器Ⅱ中的壓強(qiáng)大BD0.5625【詳解】（1）由方程式(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)N(CH3)3(g)+H2O(g)，ΔH=-144kJ·mol-1可知，每生成1mol氣態(tài)水，放出144kJ能量，則每生成2g氣態(tài)水，放出熱量==16kJ。（2）①能壘最大即過渡態(tài)與反應(yīng)物能量差最大，由圖可知，A→B的過程中能壘最大，故選a；②由圖可知，A的總能量低于B的總能量，說明A→B的過程是吸熱的，則A→B中，斷裂共價鍵吸收的總能量大于催化劑吸附放出的總能量；③由圖可知，D→E的過程中和反應(yīng)轉(zhuǎn)化為、和，方程式為：。（3）①反應(yīng)(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)N(CH3)3(g)+H2O(g)，ΔH=-144kJ·mol-1是放熱反應(yīng)，若容器是絕熱的，則反應(yīng)過程中溫度升高，不利于平衡正向移動，而該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，則容器的壓強(qiáng)大于恒溫容器中平衡時的壓強(qiáng)，圖中容器Ⅰ中的壓強(qiáng)比容器Ⅱ中的壓強(qiáng)大，則容器I中為絕熱過程；②A．該反應(yīng)過程中氣體總質(zhì)量和總體積都不變，則混合氣體的密度是定值，當(dāng)混合氣體的密度不再發(fā)生改變時，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A不選；B．反應(yīng)容器中H2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B選；C．2v正(H2)=v逆(H2O)時，不能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C不選；D．該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，反應(yīng)過程中氣體平均相對分子質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D選；E．該反應(yīng)的焓變是定值，ΔH不變時，不能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故E不選；故選BD；③n點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時體系壓強(qiáng)為36kPa，起始壓強(qiáng)是48kPa，根據(jù)已知條件列出“三段式”則，解得x=0.75，則平衡常數(shù)Kp=0.5625。5．(1)+41.2低溫(2)BD(3)0.5(4)升高溫度，再充入CO2氣體，將H2O(g)液化或?qū)⑸晌镆瞥磻?yīng)體系等(5)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+2【詳解】（1）由蓋斯定律可知反應(yīng)II可由I-III得到，則=+41.2，反應(yīng)III為放熱反應(yīng)，低溫條件下有利于自發(fā)進(jìn)行，故答案為：+41.2；低溫；（2）A.x(CO2)：c(H2)=1：3，不能說明各組分濃度不變，不能判斷平衡狀態(tài)，故A不選；B.反應(yīng)前后質(zhì)量不變，其他物質(zhì)的量減少，則反應(yīng)過程中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B選；C.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器體積恒定，則混合氣體密度始終恒定，不能判斷平衡，故C不選；D.2mo1碳氧雙鍵斷裂可知消耗1mol二氧化碳，3mol碳?xì)滏I斷裂可知消耗1mol甲醇，則正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故選；故答案為：BD；（3）3min內(nèi)v(CH3OH)=，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知：v(H2)=3v(CH3OH)=；根據(jù)已知條件列出三段式：Kp=，故答案為：0.5；；（4）為提高H2的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)是平衡正向移動，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，可采取的措施：升高溫度，再充入CO2氣體，將H2O(g)液化或?qū)⑸晌镆瞥磻?yīng)體系等，故答案為：升高溫度，再充入CO2氣體，將H2O(g)液化或?qū)⑸晌镆瞥磻?yīng)體系等；（5）甲裝置a電極為負(fù)極，電極上甲醇失電子生成二氧化碳，電極反應(yīng)為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，d電極與a相連，d作陰極，電解飽和食鹽水時，陰極電極反應(yīng)為：，甲裝置中消耗11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，即0.5mol，轉(zhuǎn)移電子2mol，則d電極上生成氫氣1mol，質(zhì)量為2g，故答案為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；2。6．(1)+92(2)BDB(3)CD(4)0.154.5mol/L(5)【詳解】（1）①能量越低越穩(wěn)定，即由穩(wěn)定單質(zhì)生成穩(wěn)定化合物時放出釋放的能量越大越穩(wěn)定，由圖表可知異丁烷的生成熱最低，即生成異丁烷時釋放能量越大，異丁烷能量最低，最穩(wěn)定，異丁烷的結(jié)構(gòu)簡式為：；②反應(yīng)方程式中焓變?生成物的生成熱?反應(yīng)物的生成熱，所以該反應(yīng)的焓變；（2）一定溫度下，在恒容密閉容器中投入一定量正丁烷發(fā)生反應(yīng)生成乙烯：①A．依據(jù)公式，氣體的總質(zhì)量不變，恒容則體系總體積也不變，則氣體密度一直保持不變，不能判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯誤；B．該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，恒容條件下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系壓強(qiáng)增大，當(dāng)氣體壓強(qiáng)保持不變，說明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；C．反應(yīng)熱取決于反應(yīng)物和生成物的能量大小關(guān)系，反應(yīng)熱不能判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯誤；D．正丁烷分解速率是正反應(yīng)方向的速率，乙烷消耗速率是逆反應(yīng)方向的速率，該反應(yīng)中，正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等，說明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確；答案選BD；②A．加入高效催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變，A項(xiàng)錯誤；B．，該反應(yīng)正反應(yīng)吸熱，升高溫度，反應(yīng)速率加快，且化學(xué)平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)正確；C．充入乙烷，化學(xué)平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)錯誤；D．減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小，D項(xiàng)錯誤；答案選B。（3）催化劑活性受溫度影響，有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中副反應(yīng)較多，隨著溫度升高，乙烯產(chǎn)率降低，可能的原因是催化劑活性降低，副產(chǎn)物增多，答案選CD；（4）恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，經(jīng)過10min達(dá)到平衡狀態(tài)，測得平衡時氣體壓強(qiáng)是原來的倍，說明平衡后氣體總物質(zhì)的量是原來的倍，混合氣體物質(zhì)的量，此時，，剩余的，平衡時，，內(nèi)乙烷的生成速率；該反應(yīng)的平衡常數(shù)；（5）負(fù)極上丁烷失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為：。7．(1)-2550.0kJ·mol-1(2)C(3)小于或(4)<<設(shè)T1>T2，由圖可知，pKp1(T2)-pKp1(T1)>pKp2(T2)-pKp1(T1)【詳解】（1）由蓋斯定律可知，①-2×②-4×③得反應(yīng)：C2H8N2(1)＋2N2O4(1)=3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)，則ΔH=ΔH1-2ΔH2-3ΔH3=?2550.0kJ·mol-1；（2）A．k為速率常數(shù)受溫度、催化劑、固體表面積性質(zhì)等影響，不受濃度影響，選項(xiàng)A錯誤；B．催化劑改變反應(yīng)速率，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；IO為中間過程產(chǎn)物，不是反應(yīng)的催化劑，選項(xiàng)B錯誤；C．活化能越大反應(yīng)越慢，第二步反應(yīng)為慢反應(yīng)、第三步反應(yīng)為快反應(yīng)，故活化能第二步比第三步大，選項(xiàng)C正確；答案選C；（3）①達(dá)到平衡后，v正=v逆=k正·p2(NO)·p2(CO)=k逆·p(N2)·p2(CO2)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，K值減小，則僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)；②一定溫度下在剛性密閉容器中充入CO、NO和N2物質(zhì)的量之比為2：2：1，設(shè)初始CO、NO和N2物質(zhì)的量分別為2mol、2mol、1mol，生成N2的物質(zhì)的量為x；則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為(5-x)mol，初始壓強(qiáng)為p0kPa，達(dá)平衡時壓強(qiáng)為0.9p0kPa，則，x=0.5mol，平衡時CO、NO、N2、CO2物質(zhì)的量分別為1mol、1mol、1.5mol、1mol，總的物質(zhì)的量為4.5mol，則K=；（4）①由圖可知，Kp1隨著溫度的升高而減小，則平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱發(fā)應(yīng)，ΔH1<0；②由蓋斯定律可知，①+②得反應(yīng)3N2H4(1)=3N2(g)＋6H2(g)，則該反應(yīng)的K=Kp1·Kp2；設(shè)T2>T1，由圖可知：pKp1(T2)-pKp1(T1)>∣pKp2(T2)-pKp2(T1)∣則：pKp1(T2)-pKp1(T1)>pKp2(T1)-pKp2(T2)，pKp1(T2)+pKp2(T2)>pKp1(T1)+pKp2(T1)，lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2)，因此升高溫度，K值減小，平衡逆向移動，則該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。8．(1)-49.3L1表示溫度對該反應(yīng)中H2平衡轉(zhuǎn)化率的影響，在L2線上是加入反應(yīng)物發(fā)生該反應(yīng)，由于a點(diǎn)溫度較低，反應(yīng)速率較慢，H2轉(zhuǎn)化率較低，a→b的過程中隨著溫度的升高，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)消耗H2的物質(zhì)的量逐漸增加，H2的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到b點(diǎn)時剛好達(dá)到平衡狀態(tài)，兩條線合并，此后就是溫度對化學(xué)平衡移動的影響。1.1D(2)7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6(3)反應(yīng)消耗C2H6，使主反應(yīng)的化學(xué)平衡逆向移動，單位時間內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生乙烯量減少，81.0%【詳解】（1）①由相應(yīng)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生產(chǎn)熱可得反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=(-201kJ/mol)+(-241.8kJ/mol)-(-393.5kJ/mol)-3×0kJ/mol=-49.3kJ/mol；②根據(jù)①計算可知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.3kJ/mol，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，L1表示該反應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，溫度升高，H2的平衡轉(zhuǎn)化率降低。在一定條件下向容器中充入1molCO2和3molH2，發(fā)生該反應(yīng)，由于a點(diǎn)溫度較低，反應(yīng)速率較慢，a→b的過程中隨著溫度的升高，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)消耗H2的物質(zhì)的量逐漸增加，H2的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，b點(diǎn)時反應(yīng)剛好達(dá)到平衡狀態(tài)，此后是溫度對化學(xué)平衡移動的影響。升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動，導(dǎo)致反應(yīng)物H2的平衡轉(zhuǎn)化率降低；對于反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在開始時n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，在T2溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的平衡轉(zhuǎn)化率是80%，△n(H2)=2.4mol，則根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時，n(CO2)=0.2mol，n(H2)=0.6mol，n(CH3OH)=n(H2O)=0.8mol，反應(yīng)開始時氣體總物質(zhì)的量為1mol+3mol=4mol，平衡時氣體總物質(zhì)的量n(總)=0.2mol+0.6mol+0.8mol+0.8mol=2.4mol。在恒溫恒容時氣體的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量的比，則平衡時氣體總壓強(qiáng)p(總)=，則壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp==1.1；③反應(yīng)在達(dá)到平衡時，v正=v逆，k正c(CO2)·c3(H2)=k逆c(CH3OH)?c(H2O)，化學(xué)平衡常數(shù)K=。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱逆反應(yīng)方向進(jìn)行，導(dǎo)致化學(xué)平衡常數(shù)K減小，即越小，lgk逆越大；越大，lgk正越小，即點(diǎn)A表示c點(diǎn)的lgk逆，點(diǎn)D表示a點(diǎn)的lgk正；（2）由題意可知：通入二氧化碳的電極為電解池的陰極，在水分子作用下，二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲醇和碳酸氫根離子，電極反應(yīng)式為7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6；（3）①若發(fā)生副反應(yīng)C2H6(g)3H2(g)+2C(s)，則使C2H6(g)的濃度降低，合成乙烯的化學(xué)平衡逆向移動，單位時間內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生乙烯量減少，從而導(dǎo)致催化效率降低；②在aL密閉容器中充入2.1molC2H6和2.2molCO2，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+C2H6(g)CO(g)+H2O(g)+C2H4(g)ΔH=+177kJ?mol-1，2CO2(g)+C2H6(g)4CO(g)+3H2(g)。反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器內(nèi)C2H4為1.4mol，CO2為0.2mol，根據(jù)n(C2H4)=1.4mol，結(jié)合主反應(yīng)中物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：消耗CO2、C2H6(g)的物質(zhì)的量是n(CO2)=n(C2H6)=1.4mol，平衡時剩余CO2的物質(zhì)的量是0.2mol，則反應(yīng)副反應(yīng)2CO2(g)+C2H6(g)4CO(g)+3H2(g)消耗CO2的物質(zhì)的量是n(CO2)=2.2mol-0.2mol-1.4mol=0.6mol，則副反應(yīng)消耗乙烷的物質(zhì)的量是n(C2H6)=0.6mol×=0.3mol，故C2H6的平衡總轉(zhuǎn)化率為。9．(1)0.171mol·L-1·min-1(2)+2072.04kJ?mol-1(3)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低(4)3:2(5)先取一定量溶液放入試管，加熱濃縮，再加入濃NaOH溶液，加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，試紙變藍(lán)，從而證明溶液中含有【詳解】（1）反應(yīng)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；在5min內(nèi)，溫度從420K升高到580K，此時段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)==0.171mol·L-1·min-1。答案為：；0.171mol·L-1·min-1；（2）298K時，4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)+Q，Q=4×(-46.11kJ?mol-1)+6×(90.25kJ?mol-1)-5×(0kJ?mol-1)-6×(-285.83kJ?mol-1)=+2072.04kJ?mol-1。答案為：+2072.04kJ?mol-1；（3）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，將抑制反應(yīng)的正向進(jìn)行，則在有氧條件下，溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是：反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低。答案為：反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低；（4）由反應(yīng)NH3+NaClO→N2+H2O+NaCl(未配平)，可建立如下關(guān)系式：3NaClO——2NH3與反應(yīng)時，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3:2。答案為：3:2；（5）檢驗(yàn)氨氮溶液中含有時，可先加熱濃縮，再加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，具體檢驗(yàn)方法為：先取一定量溶液放入試管，加熱濃縮，再加入濃NaOH溶液，加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，試紙變藍(lán)，從而證明溶液中含有。答案為：先取一定量溶液放入試管，加熱濃縮，再加入濃NaOH溶液，加熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，試紙變藍(lán)，從而證明溶液中含有?！军c(diǎn)睛】書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時，需注意各物質(zhì)的狀態(tài)。10．(1)615(2)A(3)水蒸氣可以降低乙苯的分壓，使平衡向正向移動水蒸氣可以與C發(fā)生反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，有效降低積碳(4)a<【詳解】（1）?H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，123kJ/mol=(2×413+348-X-436)kJ/mol，解得X=615；（2）A．由反應(yīng)機(jī)理圖可知α位的碳?xì)滏I比β位的碳?xì)滏I先斷，則α位的碳?xì)滏I鍵能小于β位的碳?xì)滏I鍵能，A正確；B．是該反應(yīng)的催化劑，其通過降低反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率，催化劑不能改變一個反應(yīng)的焓變，B錯誤；C．是該反應(yīng)的催化劑，改變催化劑的量能改變反應(yīng)速率，但是不能使平衡發(fā)生移動，不能提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，C錯誤；選A；（3）恒壓條件下，加入水蒸氣會減小乙苯的分壓，使平衡向正向移動；同時，水蒸氣可以與C發(fā)生反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，有效降低積碳，從而提高乙苯的轉(zhuǎn)化率；（4）①分別按照、、投料，水蒸氣比例越大，平衡正向移動程度越大，乙苯轉(zhuǎn)化率越大，故圖中的曲線是a；②M點(diǎn)乙苯的轉(zhuǎn)化率較N點(diǎn)大，則M點(diǎn)乙苯的濃度小于N點(diǎn)，故M點(diǎn)的正反應(yīng)速率和N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為<；③550℃、100kPa，按投料時，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率=為60%，設(shè)乙苯的起始物質(zhì)的量為amol，則水蒸氣物質(zhì)的量為9amol，則，平衡時氣體總物質(zhì)的量為0.4a+0.6a+0.6a+9a=10.6a，=，故。11．(1)Cat[O]+CO=Cat[]+CO290%4.5×10—7mol/(L·min)當(dāng)溫度高于500℃時，催化劑失去活性(2)2H2S(g)+O2(g)=2S2(g)+2H2O(g)△H=—409.4kJ/mol30kPa【詳解】（1）由題給信息可知，在一定條件下，一氧化碳可以去除煙氣中的二氧化硫的反應(yīng)為一氧化碳與二氧化硫反應(yīng)生成硫和二氧化碳，反應(yīng)的方程式為2CO+SO2=2CO2+S；①由蓋斯定律可知，總反應(yīng)—反應(yīng)i—ii可得反應(yīng)第iii步反應(yīng)Cat[O]+CO=Cat[]+CO2，故答案為：Cat[O]+CO=Cat[]+CO2；②由題意可知，500℃時硫?yàn)闅鈶B(tài)，起始一氧化碳、二氧化硫和氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量分別為5×10—5mol、2.5×10—5mol和0.049925mol，設(shè)100min時反應(yīng)生成amol硫蒸氣，由題意建立如下三段式：由一氧化碳體積分?jǐn)?shù)為0.01%可得：×100%=0.01%，解得a=2.25×10—5mol，則二氧化硫的去除率為×100%=90%，一氧化碳的反應(yīng)速率為=4.5×10—7mol/(L·min)，故答案為：90%；4.5×10—7mol/(L·min)；③由圖可知，當(dāng)溫度高于500℃時，二氧化硫去除率降低說明溫度過高，催化劑失去催化活性，故答案為：當(dāng)溫度高于500℃時，催化劑失去活性；（2）①由圖可知，克勞斯法脫硫的總反應(yīng)為反應(yīng)物總能量大于生成物總能量的放熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變△H=—[(345.3kJ/mol)—(—64.1kJ/mol)]=—409.4kJ/mol，熱化學(xué)方程式為2H2S(g)+O2(g)=2S2(g)+2H2O(g)△H=—409.4kJ/mol，故答案為：2H2S(g)+O2(g)=2S2(g)+2H2O(g)△H=—409.4kJ/mol；②設(shè)起始硫化氫為2mol、氧氣為1mol，平衡時反應(yīng)消耗3amol氧氣、生成3bmolS2，由題意建立如下三段式：由平衡時混合氣體中S2與二氧化硫的分壓相等可得：2a—2b=3b，由硫化氫平衡轉(zhuǎn)化率為45%可得：×100%=45%，解聯(lián)立方程可得a=0.25、b=0.1，則平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量為2.85mol，硫化氫、氧氣、二氧化硫、S2、水蒸氣的平衡分壓分別為×285kPa=110kPa、×285kPa=25kPa、×285kPa=30kPa、×285kPa=30kPa、×285kPa=90kPa，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=，故答案為：30kPa；。12．(1)＞(2)＜(3)加壓，反應(yīng)I平衡逆向移動，反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ平衡正向移動，C2H4的生成量減少，且不斷消耗，同時C3H6的生成量增多(4)使用對反應(yīng)I選擇性更高的催化劑，較高的溫度，較低的壓強(qiáng)(5)80%0.64【詳解】（1）由表格數(shù)據(jù)可知，升高溫度，反應(yīng)I的分壓平衡常數(shù)依次增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變大于0，故答案為：＞；（2）由蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅲ×3—反應(yīng)Ⅱ×2得到副反應(yīng)，則Kp4=，由表格數(shù)據(jù)可知，298K時平衡常數(shù)Kp4=≈3.7×106、323K時平衡常數(shù)Kp4=≈4.1×104，則升高溫度，副反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變小于0，故答案為：；＜；（3）由方程式可知，反應(yīng)I是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，C2H4的的物質(zhì)的量減小，而反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，C2H4的的物質(zhì)的量減小、C3H6的物質(zhì)的量增大，所以隨壓強(qiáng)增大不斷增大，故答案為：加壓，反應(yīng)I平衡逆向移動，反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ平衡正向移動，C2H4的生成量減少，且不斷消耗，同時C3H6的生成量增多；（4）由（1）分析知，反應(yīng)I是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，由表格數(shù)據(jù)可知，升高溫度，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的分壓平衡常數(shù)依次減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以使用對反應(yīng)I選擇性更高的催化劑，較高的溫度，較低的壓強(qiáng)有利于提高乙烯產(chǎn)率，故答案為：使用對反應(yīng)I選擇性更高的催化劑，較高的溫度，較低的壓強(qiáng)；（5）由圖可知，715K時C3H6和C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等，設(shè)反應(yīng)生成碘化氫的物質(zhì)的量為amol、生成C3H6和C4H8的物質(zhì)的量為bmol，由題意可建立如下三段式：由三段式數(shù)據(jù)可知，平衡時氣體總物質(zhì)的量為(1-a+a+0.5a-1.5b-2b+b+b)mol=(1+0.5a-1.5b)mol，由圖可知，C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為4%，則×100%=4%，C3H6和C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)都為8%，則×100%=8%，解聯(lián)立方程可得a=0.8、b=0.1，715K時CH3I(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=80%、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為×100%=16%，碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為×100%=64%，反應(yīng)I以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx==0.64，故答案為：80%；0.64。13．(1)-112kJ·mol-1(2)6.7×1016反應(yīng)II(3)21大于(4)B>C>A0.5【詳解】（1）根據(jù)圖中的信息，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：；（2）得反應(yīng)III：，，反應(yīng)II的分解常數(shù)大于反應(yīng)III的分解常數(shù)，所以反應(yīng)II分解趨勢較大；（3）①，根據(jù)實(shí)驗(yàn)I和II，，，同理算出；②活化能越大，反應(yīng)速率越慢，已知反應(yīng)I較慢，則反應(yīng)I的活化能大于反應(yīng)II；（4）根據(jù)，其他條件不變，壓強(qiáng)越大，平衡正向移動，的轉(zhuǎn)化率越大，所以A、B、C三點(diǎn)中轉(zhuǎn)化率由大到小的順序是：，根據(jù)三段式：，，，，，，。14．(1)1074.8(2)CaO與生成物CO2反應(yīng)，生成物濃度減小，平衡正向移動，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大(3)0.5(4)30.0(5)（）【詳解】（1）?H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能==-42.1kJ/mol，解得x=1074.8。（2）其他條件不變，在體系中投入一定量CaO，CaO與生成物CO2反應(yīng)生成CaCO3，生成物濃度減小，平衡正向移動，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大，故答案為：CaO與生成物CO2反應(yīng)，生成物濃度減小，平衡正向移動，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大。（3）由反應(yīng)可知，反應(yīng)前后總壓不變，所以平衡時總壓為P0，H2O的分壓為，A點(diǎn)的坐標(biāo)為（t，）；由圖可知，平衡時CO2、H2、CO、H2O的平衡分壓分別為，平衡常數(shù)KP=。（4）已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式為，根據(jù)圖像可得①63.0=-3.0Ea+C，②33.0=-4.0Ea+C，聯(lián)立方程解得Ea=30.0，則反應(yīng)的活化能為30.0kJ/mol；使用高效催化劑，活化能降低，因此圖像為：。（5）由a和b的坐標(biāo)可得c的坐標(biāo)為（），由均攤法可知，La為：，Ni原子位于內(nèi)部和面心：，化學(xué)式為LaNi5，X射線衍射測定兩晶面間距為dpm，設(shè)底面邊長為a，則，可得,底面積=，則晶體的密度為=15．(1)+41.2(2)n0.1020(3)主反應(yīng)放熱，副反應(yīng)吸熱，升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動程度大于副反應(yīng)平衡正向移動程度，因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降氣體流速過大，使得氣體在容器中未能充分反應(yīng)，還未達(dá)到化學(xué)平衡就被排出，導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率降低(4)5：4【詳解】（1）已知25℃和101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃燒熱分別為285.8kJ?mol-1、283.0kJ?mol-1，即反應(yīng)①H2(g)+O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/mol，反應(yīng)②CO(g)+O2(g)=CO2(g)=-283.0kJ/mol，③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ?mol-1，則①-②+③得反應(yīng)IICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，根據(jù)蓋斯定律可知，△H2=(-285.8kJ/mol)-(-283.0kJ/mol)+(+44kJ?mol-1)=+41.2kJ?mol-1，故答案為：+41.2；（2）①由(1)反析結(jié)合題干信息可知，反應(yīng)I正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，則平衡常數(shù)減小，而反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，則平衡常數(shù)增大，即反應(yīng)I的lnKp隨著的增大，即隨著T的降低而增大，反應(yīng)Ⅱ的lnKp隨著的增大，即隨著T的降低而減小，結(jié)合題干圖示可知，反應(yīng)Ⅱ?qū)?yīng)圖1中n，A點(diǎn)對應(yīng)溫度下體系達(dá)到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為80%，根據(jù)三段式分析：、，圖中A點(diǎn)反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)lnKp=1，即Kp=1.00，則有=1.0，解得x=0.5mol，故有反應(yīng)Ⅰ的Kp==0.10kPa-2，故答案為：n；0.10；②通過調(diào)整溫度可調(diào)控平衡時的值，B點(diǎn)對應(yīng)溫度下，反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ的壓力平衡常數(shù)相等，即，即得p2(H2)=，平衡時=400，則p(H2)=20kPa，故答案為：20；（3）CO2催化加氫制甲醇為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，甲醇選擇性降低，二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低，競爭反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，二氧化碳轉(zhuǎn)化率升高，但升高溫度使CO2催化加氫制甲醇平衡逆向移動程度大于競爭反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡正向移動程度，因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降，若氣體流速過大，使得氣體在容器中未能充分反應(yīng)，還未達(dá)到化學(xué)平衡就被排出，從而CO2的轉(zhuǎn)化率降低，故答案為：主反應(yīng)放熱，副反應(yīng)吸熱，升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動程度大于副反應(yīng)平衡正向移動程度，因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降；氣體流速過大，使得氣體在容器中未能充分反應(yīng)，還未達(dá)到化學(xué)平衡就被排出，導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率降低；（4）對于反應(yīng)Ⅱ，由于兩個體系的反應(yīng)溫度相同，壓強(qiáng)不同，但壓強(qiáng)不影響平衡移動，因此平衡時兩個體系中CO2和氫氣的物質(zhì)的量均為amol相同，速率之比等于CO2的分壓平方之比，而壓強(qiáng)之比等于容器體積之反比，因此體積之比為5：4，故答案為：5：4。16．(1)小于0～1(2)(3)當(dāng)溫度高于250℃時，以反應(yīng)II為主，反應(yīng)II前后氣體分子數(shù)相等，反應(yīng)II的氣體平均相對分子質(zhì)量幾乎不變60％不變【詳解】（1）平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系可知，反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ的平衡常數(shù)自然對數(shù)隨溫度升高而減小，說明反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ均為放熱反應(yīng)，而反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)自然對數(shù)隨溫度升高而增大，說明反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則、、，因此反應(yīng)Ⅰ的活化能(正)小于(逆)；由蓋斯定律可知Ⅰ-Ⅲ=Ⅱ，則，因此，由于放熱反應(yīng)的越小，其絕對值越大，則的范圍是0～1。（2）生成甲醇的決速步驟，指反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的一步反應(yīng)，速率快慢則由反應(yīng)的活化能決定，活化能越大，反應(yīng)速率越慢，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，找出活化能(過渡態(tài)與起始態(tài)能量差)最大的反應(yīng)步驟為。（3）①由于反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，的平衡轉(zhuǎn)化率降低；反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，升高溫度，反應(yīng)Ⅱ向正反應(yīng)方向移動，的平衡轉(zhuǎn)化率升高。由圖可知，溫度高于250℃時，的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高，開始逐漸變大，說明250℃后以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，反?yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對分子質(zhì)量不變。②初始和的混合氣體的總質(zhì)量為，T℃時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量由圖像知為20，則平衡時容器中混合氣體總的物質(zhì)的量為。觀察反應(yīng)特點(diǎn)知，反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ的加和即為反應(yīng)Ⅰ，從轉(zhuǎn)化角度分析，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ即相當(dāng)于發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，即在競爭體系中可忽略反應(yīng)Ⅲ，默認(rèn)由反應(yīng)Ⅰ代替。依據(jù)守恒思想進(jìn)行分析：設(shè)平衡時產(chǎn)物中，根據(jù)圖像的平衡轉(zhuǎn)化率為50％，則平衡時，，，可知，，可求，，則平衡時甲醇的選擇性為％=60％。由阿伏加德羅定律推論知，恒溫恒容時，壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，既可得，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)；由于平衡時和的分壓相等，如果再向密閉容器中通入和，使二者分壓均增大，此時的仍然等于，平衡不移動，的轉(zhuǎn)化率不變。17．(1)—90.6kJ/molL4BP3＞P2＞P1反應(yīng)i是放熱反應(yīng)，反應(yīng)ii是吸熱反應(yīng)，溫度高于570℃之后，轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)ii決定(2)NO+6H++5e—=NH+H2OH2SO4(3)0.02438.3【詳解】（1）由蓋斯定律可知，反應(yīng)i—ii得到反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，則ΔH=(—49.4kJ/mol)—(+41.2kJ/mol)=—90.6kJ/mol，故答案為：—90