2023屆高考化學(xué)-化學(xué)反應(yīng)原理專項練習(xí)（解析版）含解析

化學(xué)反應(yīng)原理

1.乙醛是一種重要的煌類衍生物，廣泛應(yīng)用于紡織、醫(yī)藥、化纖、染料和

食品工業(yè)。

(一)以乙烯和氧氣(或空氣)為原料，在由PdCL、CuCb、鹽酸組成的催化劑

水溶液中，進行液相氧化生產(chǎn)乙醛，工業(yè)上一般控制反應(yīng)溫度在120~130℃,壓

強在300~350KPa。又稱Wacker法。其反應(yīng)式為：

主反應(yīng)：CH2—CH2(g)+1o2(g)—CH3CHO(g)△廬=-243.2

kJ?mol-1

副反應(yīng)：|CH2—CH2(g)+1o2(g)^CO2(g)+H20(g)△〃=—

705.5kJ?mol-1

(1)已知：水的汽化熱是44.0kJ-molT,請計算乙烯的燃燒熱：NH

=kJ?mol-1

汽化熱：在標準大氣壓(lOlKPa)下，使Imol物質(zhì)在一定溫度下蒸發(fā)所需要

的熱量。

(2)Wacker法乙烯氧化制乙醛過程，按照以下機理進行：

①乙烯撥基化反應(yīng)：_____________________________

②金屬鈿的再氧化反應(yīng)：Pd+2CUC12=PdCl2+2CuCl

③氯化亞銅的氧化反應(yīng)：2CuCl+g()2+2HC1=2CUC12+H20

請寫出①的反應(yīng)方程式o

1

(3)下列有關(guān)說法正確的是

A.Wacker法制乙醛反應(yīng)中，氯化把是反應(yīng)催化劑，氯化銅的作用是使催化

劑再生，沒有氯化銅的存在，就不能完成此催化過程。

B.工業(yè)上采用的原料氣中乙烯大量過量，并有大量未反應(yīng)的乙烯氣要循環(huán)

使用，這樣可提高乙烯利用率，同時原料氣中加入CO?有利于提高乙醛選擇性。

C.原料氣中乙烯大量過量的原因可能是為了讓乙烯的體積分數(shù)處在爆炸極

限范圍之外，以避免危險的發(fā)生。

D.乙烯氧化生成乙醛的反應(yīng)是在氣-液相中進行的，加壓和升溫都有利于

提高乙烯和氧在液體中的溶解度，加快反應(yīng)速率。

(4)控制反應(yīng)條件在120~130℃和300~350KPa,原料氣的體積比是V(C2H。：

V(02)：V(CO2)：V(N2)=15：10.5：9.5：65,以一定流速通入催化劑水溶液中，

一段時間后反應(yīng)達平衡，測得乙烯的體積分數(shù)是0.1,氧氣的體積分數(shù)是0.05,

如果充入lOOmol原料氣，請計算反應(yīng)達平衡時，/?(CH3CH0)=molo

(不考慮HC1的揮發(fā))

(二)實際工業(yè)生產(chǎn)要求有較高產(chǎn)量，速率不能太低，轉(zhuǎn)化率盡可能大，所

以應(yīng)盡量使平衡正向移動。

(1)可逆反應(yīng)：aA+bB=rR+sS,對反應(yīng)物A,凈反應(yīng)速率為n=r正

(XA)-r逆匹)，XA為反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率，圖a表示反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率和A的凈

反應(yīng)速率與溫度(T)的關(guān)系圖。圖a分析可知，在相同溫度下，凈反應(yīng)速率為

時,XA最大(從“L0、1*1*2*3、「4”選填)；由圖a判斷該反應(yīng)是

2

反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),并簡述原因_________0

(2)請在圖a中繪制:在不同r下，符合工業(yè)生產(chǎn)要求的最佳溫度__________

圖aT

【答案】(一)(1)-1499(2)CH2—CH2(g)+PdCl2+H20=CH3CHO+Pd+

2HC1

(3)ABC(4)4

(二)(l)r=0放熱由圖分析可知，反應(yīng)達平衡時(r=0),隨溫度升

xj

r=O

s

高，XA降低，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(2)'

\Wi

國aT

【解析】(一)(1)1cH2-CH2(g)+102(g)

=C02(g)+H2O(g)bH=_

705.5kJ?mol-1①

H2O(g)=H20(l)A^-44.OkJ*mol一②

利用蓋斯定律，將①X2+②X2可得乙烯的燃燒熱：△，=[(-705.5)X2+(-

44.0)X2]kJ*mol-1=-1499kJ?mol，(2)乙烯瘦基化是指乙烯在PdCL的氧

化下生成CH3CHO.Pd等，則①的反應(yīng)方程式為:CH2—CH2(g)+PdCl2+H20=CH3CHO

+Pd+2HClo(3)A項，Wacker法制乙醛反應(yīng)中，氯化鈿是反應(yīng)的催化劑，參

與反應(yīng)(將乙烯氧化為乙醛)后被還原為Pd,CuCb將其氧化為PdCb,又可表現(xiàn)

出催化能力，從而完成催化過程，A正確；B項，工業(yè)上采用的原料氣中乙烯大

量過量，可促進平衡正向移動，提高乙醛的產(chǎn)量，雖然乙烯的轉(zhuǎn)化率降低，但

由于原料氣的循環(huán)使用，最終可提高乙烯的利用率；原料氣中加入CO?,可降低

乙烯氧化生成CO2的轉(zhuǎn)化率，有利于提高乙醛的選擇性，B正確；C項，乙烯與

混合達到一定體積分數(shù)范圍時會發(fā)生爆炸，所以原料氣中乙烯大量過量的原

因可能是為了讓乙烯的體積分數(shù)處在爆炸極限范圍之外，C正確；D項，乙烯氧

化生成乙醛的反應(yīng)是在氣-液相中進行的，加壓有利于提高乙烯和氧在液體中的

溶解度，加快反應(yīng)速率，但升溫對乙烯和氧在液體中的溶解不利，D不正確；故

選ABC。(4)原料氣的體積比是V(C2HO：V(02)：V(C02)：V(N2)=15：10.5：9.5：

65,充入lOOmol原料氣，則A(C2HJ=100molX15%=15mol,Z7(O2)=100molX

10.5%=10.5molo

設(shè)生成CH3CHO的CH2XH2物質(zhì)的量為x,燃燒生成CO?的CH2XH2物質(zhì)的量為

y,則可建立下列三段式：

CH2=CH2(g)+3O,(g)—2C0,(g)+2H?O(g)

V3y2y2y

2CH,=CH;(g)+O;(g)—2CH；CH0(g)

超建(mol)15-y10.5-3y0

變化量(mol)2xX2x

平衡量(mol)15-2x-y10.5-x-3y2x

則二，

=0.1①

人」100—X

4

噎＞05②

解①、②方程，可求出尸2moL所以反應(yīng)達平衡時，Z7（CH3CHO）=4mol。

（二）（1）圖a分析可知，在相同溫度下，轉(zhuǎn)化率最大的點，其凈反應(yīng)速率為

0,所以凈反應(yīng)速率為r=0時，M最大；由圖a可知，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達到最高點后,

升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，則平衡逆向移動，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，

原因是：由圖分析可知，反應(yīng)達平衡時（r=0）,隨溫度升高，XA降低，故該反應(yīng)

為放熱反應(yīng)。（2）在不同r下，符合工業(yè)生產(chǎn)要求的最佳溫度，是r=0的各個點

的連線，圖象為：

2.過量排放含氮物質(zhì)會污染大氣或水體，研究氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,

對降低含氮物質(zhì)的污染有著重大的意義。

（1）合成氨反應(yīng)。

已知,氨的分解反應(yīng)：2NH3（g）=N2（g）+3H2（g）,活化能Ea=600kJ?mol\

合成氨有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表：

化學(xué)鍵H—HN三NN—H

5

E/kJ-mor1436946391

i3

則合成氨反應(yīng)：1N2(g)+-H2(g)=NlMg)的活化能Ea=

(2)已知2N0+()2=2N02反應(yīng)歷程分兩步

活化

方程式焰變

能

總反應(yīng)2N0(g)+02(g)=2N02(g)E總△水0

第一步(快速

Eal

2N0(g)—N202(g)△直

平衡)

第二步(慢反N202(g)

Ea2△4

應(yīng))+02(g)=2N02(g)

①平衡常數(shù)K可用氣體分壓來表示，即K的表達式中用平衡分壓代替平衡

濃度，分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù)(例如：p(NO)=Pe.xx(NO)),某一時刻第一步

達到平衡，寫出第一步反應(yīng)的平衡常數(shù)(用P總和各氣體的物質(zhì)的分

數(shù)來表示)。

②用NO表示總反應(yīng)的速率方程為y(NO)=k/c(NO).c(Oj；NO2表示的總反應(yīng)

速率方程為v(NO2)=k2-c(NO).c(C>2),匕與&是速率常數(shù)，則飛*2=。

③下列關(guān)于反應(yīng)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的說法正確的是o

A.2Es=Eal+Ea2B.增大壓強，反應(yīng)速率常數(shù)增大

C.溫度升高，正逆反應(yīng)速率都增大D.總反應(yīng)快慢由第二步?jīng)Q定

(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫

除技術(shù)。

①用活化后的V2O5作催化劑，氨氣將NO還原成用的一種反應(yīng)歷程如圖1所

示，請寫出圖1中所示的總反應(yīng)方程式,該反應(yīng)的含氮氣體組分隨溫度

變化如圖2所示,當(dāng)溫度大于600K時，可能發(fā)生副反應(yīng)的化學(xué)方程式o

圖1氨氣選擇性還原NO反應(yīng)歷程圖2氣體中含氨組分濃度隨溫度變化

②在有催化劑的作用下，經(jīng)過相同時間，測得脫氮率隨反應(yīng)溫度的變化情

況如下圖所示，其他條件相同時，請在圖中補充在無催化劑作用下脫氮率隨溫

度變化的曲線。

(4)電解法處理氮氧化合物是目前大氣污染治理的一個新思路，原理是將

NO,在電解池中分解成無污染的N和除去，如下圖示，兩電極間是新型固體氧

化物陶瓷，在一定條件下可自由傳導(dǎo)03電解池陰極反應(yīng)為o

7

【答案】⑴254kJ?m0】T⑵①或慌②1③CD

(3)①4NH3+4N0+02=4N2+6H20

4NH3+502=4N0+6H20(^N2+02=2N0)

(4)2N0x+4xe「=N2+2x(f'

【解析】(1)/^=反應(yīng)物總鍵能性成物總鍵能，△HnJxlNwM+jx

13

(H-H)-3X(N-H)=yX946kJ/mol+?X436kJ/mol-3X391kJ/mol=-46kJ/mol,

△H=正反應(yīng)活化能會反應(yīng)活化能，貝!|Y6=Ea-X600,Ea=254kJ/mol；(2)

①根據(jù)平衡常數(shù)KP=3等=曰新

;②平衡時，根據(jù)反應(yīng)速率與計量系

k

數(shù)成正比，v(NO)=v(N02),BPki,c(NO)*c(02)=k2*c(NO)*c(02),則%=k2,首

=1;③A項，總反應(yīng)的活化能由決速步驟決定，即由慢反應(yīng)決定，故A錯誤；B

項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故B錯誤；C項，溫度升高，正逆反應(yīng)速率都增大，

故C正確；D項，總反應(yīng)快慢由慢反應(yīng)決定，故D正確；故選CD；(3)①根據(jù)圖

示1可知NH3>NO、。2反應(yīng)生成N2和H20,方程式為：4NH3+4N0+02=4N2+6H20；

根據(jù)圖2,發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生NO,方程式為：4NH3+502=4N0+6H2。(或弗+02=2忖；

②催化劑可加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，平衡不移動。相同時間內(nèi)，沒有催

化劑時單位時間內(nèi)脫氮率將下降，由此作圖:

由題意可知NO、經(jīng)電解形成玲，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移、電荷守恒，陰極反應(yīng)為：2N0x+4xe-

2

=N2+2X0-O

3.研究氫的獲得和應(yīng)用具有重要意義。

⑴已知：2H2s(g)—2H2(g)+S2(g)△〃>0將0.20molH2s氣體充入密

閉容器中，保持恒壓(p=a)、溫度「條件下進行上述反應(yīng)。

①下列可以作為反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的判據(jù)是o

A.氣體的平均相對分子質(zhì)量不變B.-正(AS)=2°逆⑸)

C.｛不變D.容器體積不變

②L時刻反應(yīng)達到平衡，H2s的平衡轉(zhuǎn)化率為40虬該反應(yīng)的平衡常數(shù)

4=(用a的代數(shù)式表示。對于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強p(B)

代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作KP,如p(B)=p?x(B),p為平

衡總壓強，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分數(shù))。

③反應(yīng)溫度工時，畫出0—2時段，隨時間變化曲線O(S2)-t］。保持

其它條件不變，改變反應(yīng)溫度為T2(T2>T1),畫出0~t2時段，HS2)隨時間變化趨

勢的曲線"(Sj—t]

0A4t

(2)已知：某催化劑作用下，上還原NO的反應(yīng)有兩種可能：

I.2N0(g)+H2(g)—N20(g)+H20(g)AH\

II.2N0(g)+2H2(g)—N2(g)+2H20(g)A氏

反應(yīng)歷程可以表示為(*表示吸附態(tài))

吸附分解：NO(g)-NO*-N*+O*①

H?(g)f2H*②

反應(yīng)脫附：O*+2H*-?H,O(g)(§)

N*+NO*fN2O(g)④

N*+N*->N2(g)⑤

其中，反應(yīng)脫附過程中④與⑤是一組競爭關(guān)系，決定了慶還原NO的最終產(chǎn)

物。

①如圖顯示不同溫度條件下，原料氣〃(HJ：〃(NO)=1,達到平衡時體系中弗

10

和的含量，由此判斷△“0（填“）”或“<”）；判斷反應(yīng)脫附過程

中④與⑤兩步反應(yīng)的活化能高低并說明理由o

②如圖顯示不同溫度條件下，原料氣〃（HJ〃（NO）分別為1、2、3（對應(yīng)圖中

標注“1”、“2"、“3”）,達到平衡時，體系中用和岫0的含量，由此可知，增

加乩的量，可以增加的選擇性（填“2”或“MO”）

【答案】⑴①ABD②合(0.074a)③

（2）①）由圖可知溫度低時以反應(yīng)④為主,溫度高時以反應(yīng)⑤為主，說

明反應(yīng)⑤具有較高的反應(yīng)活化能②弗

【解析】（1）①A項，該反應(yīng)反應(yīng)物和生成物均為氣體，且前后氣體系數(shù)之

11

和不相等，所以氣體總物質(zhì)的量會變，而總質(zhì)量不變，所以未平衡時氣體的平

均相對分子質(zhì)量會變，當(dāng)其不變時，說明反應(yīng)達到平衡，故A符合題意；B項,

同一反應(yīng)同一時段反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，所以/正(H2s)=2/正(SJ,所以

當(dāng)/正(H2s)=2/逆⑸)時，也即y正(S2)=v逆S),說明反應(yīng)平衡，故B符合題意；

C項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，無論反應(yīng)是否平衡，只要溫度不變K就不變，所

以K不變不能說明反應(yīng)平衡，故C不符合題意；D項，反應(yīng)過程中恒壓，而前后

氣體系數(shù)之和不相等，所以未平衡時容器體積會變，當(dāng)體積不變時說明反應(yīng)平

衡，故D符合題意；故選ABD；②根據(jù)分析可知平衡時〃(HzShO.12moL

Z7(H2)=0.08mol,Z7(S2)=O.04mol,氣體總物質(zhì)的量為

mo

0.12mol+0.08mol+0.04mol=0.241noi，總壓強為a,所以p(H2S)=^^'a=ia,同

0.24mol2

2

理可知夕(H2)=:a,p(S2)=1a,所以4==—a③反應(yīng)溫度3時，初始

3o27

投料為0.20molH2S,所以反應(yīng)過程中S2的物質(zhì)的量增大，G時反應(yīng)達到平衡,

S2的物質(zhì)的量不再改變，根據(jù)三段式可知平衡時A(S2)=0.04mol；反應(yīng)溫度T2

時，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，達到平衡所需時間縮短,

且平衡正向移動，平衡時A(S2)>0.04mol,所以曲線圖為

(2)①據(jù)圖可知溫度越高用含量越大，而N20在溫度達到一定值繼續(xù)升高溫度含

量下降，說明生成弗0的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以△笈>0;由圖可知溫度低時以反

應(yīng)④為主，說明該反應(yīng)容易進行，溫度高時以反應(yīng)⑤為主，說明反應(yīng)⑤具有較

12

高的反應(yīng)活化能；②據(jù)圖可知相同溫度的情況下，投料比越大，即氫氣的量越

多，苗的含量越高，說明增加氫氣的量可以增加用的選擇性。

4.化合物PHJ是一種白色晶體，受熱不穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生PH3。P4是無色

劇毒氣體，廣泛用于半導(dǎo)體器件和集成電路生產(chǎn)的外延、離子注入和摻雜。

(1)在2L真空密閉容器中加入一定量PHJ固體，T/C時發(fā)生如下反應(yīng)：

PHJ(s)wPH3(g)+HI(g)

①下列可以作為反應(yīng)達到平衡的判據(jù)是0

A.容器內(nèi)氣體的壓強不變B.容器內(nèi)HI的氣體體積分數(shù)不變

C.容器內(nèi)PHJ質(zhì)量不變D.容器內(nèi)氣體的密度不變

E.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

②匕時刻反應(yīng)達到平衡后，在t2時刻維持溫度不變瞬間縮小容器體積至1L,

t3時刻反應(yīng)重新達到平衡。在下圖中畫出t2?t4時段的U正、U逆隨時間變化

圖。

Ot\t2心t

(2)PH4I固體分解產(chǎn)生的P&和HI均不穩(wěn)定，在一定溫度下也開始分解。

在2L真空密閉容器中加入一定量PHJ固體，已知在T2c時存在如下反應(yīng):

13

IPH4I(s)—PH3(g)+HI(g)AA

II4PH3(g)=P4(g)+6H2(g)△笈

m2HI(g)—H2(g)+I2(g)卜員

①已知：298K,lOlkPa,H-P鍵、P-P鍵、H-H鍵的鍵能分別為322kJ?moU1.

200kJ?mor\436kJ?moL試計算△萬=。

②各反應(yīng)均達平衡時，測得體系中n(PH3)=amo1,z?(P4)=bmo1,z?(H2)=c

mol,則12℃時反應(yīng)I的平衡常數(shù)｛值為。(用a、b、

c表示)

③維持溫度不變，縮小體積增大壓強，達到新的平衡后，發(fā)現(xiàn)其它各成分

的物質(zhì)的量均發(fā)生變化，而HL)基本不變，試解釋可能原因

_________________________________O

Vii

【答案】(1)①ACD②：

IUI

Ot\￡2±3t

(2)①+48kJ?mo]_v②agl6b2c)

4

③增大壓強的瞬間各氣體濃度均增大，反應(yīng)I平衡逆向移動使c(HI)減小,

反應(yīng)II平衡逆向移動使cOO減小，對于反應(yīng)III兩者作用相當(dāng)，反應(yīng)HI平

衡不移動，A(L)基本不變(只答反應(yīng)III平衡不移動不得分)

14

【解析】(1)①A項，反應(yīng)前沒有氣體，反應(yīng)后生成氣體，反應(yīng)中容器內(nèi)氣

體壓強一直改變，當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強不再改變時，可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，

A符合；B項，根據(jù)反應(yīng)式可知，容器內(nèi)HI的氣體體積分數(shù)始終不變，容器

內(nèi)HI的氣體體積分數(shù)不變不能作為反應(yīng)達到平衡的標志，B不符合；C項,

容器內(nèi)PHJ的質(zhì)量不再改變時，可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C符合；D項，容

器體積始終不變，氣體總質(zhì)量發(fā)生改變，則容器內(nèi)氣體的密度不再改變時，可

以說明反應(yīng)達到平衡，D符合；E.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,

容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變不能作為反應(yīng)達到平衡的標志，E不符合;

故選ACD；②3時刻反應(yīng)達到平衡后，在t2時刻維持溫度不變瞬間縮小容器體積

至1L,則平衡逆向移動，u逆〉u正，但由于PHJ為固體，增大壓強，正反應(yīng)速

率不變，t3時刻反應(yīng)重新達到平衡，逆，因此t2?t4時段的U正、U逆隨時

間變化圖為:;(2)①根據(jù)△年反應(yīng)物的總鍵能-生成物

的總鍵能，A醒=(4X3X322kJ?mol1)-[(6X200kJ?mol1)+(6X436

1

kJ?mor)]=+48kj?mol'；②各反應(yīng)均達平衡時，測得體系中/2(PH3)=amol,

Z7(P4)=bmol,/7(H2)=Cmol,根據(jù)白磷為bmol,結(jié)合反應(yīng)H計算可知,消耗的

Pa為4bmol和生成的也為6bmoL因為最終P也為amol,說明反應(yīng)I生成的PH3

和HI都為(a+4b)mol,最終氫氣為cmol,則反應(yīng)III生成上為(c-6b)mol,反應(yīng)

m消耗HI為(2c-12b)moL則平衡時HI為6+4卜2?+121))=1+16&2611101,T2c

時，對于反應(yīng)I的平衡常數(shù)為管￡=a(a+7-2c)；③由于增

大壓強的瞬間各氣體濃度均增大，而反應(yīng)I平衡逆向移動使得c(HI)減小，反應(yīng)

15

II平衡逆向移動使cOL)減小，對于反應(yīng)III兩者作用相當(dāng)，反應(yīng)IH平衡不移

動，因此〃(L)基本不變。

5.研究含硫物質(zhì)的循環(huán)，是能源開發(fā)和利用的重要途徑之一。

(1)研究人員利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲，過程如下:

①反應(yīng)I：2H2sO,⑴=2S02(g)+2H20(g)+02(g)A&=+551kj-mol-1

反應(yīng)ID：S(s)+02(g)=SO2(g)A^=-297kj?molt

反應(yīng)n的熱化學(xué)方程式為

②對于反應(yīng)n,將投料比(n(S02)：nGLO))為3：2的混合氣體充入恒容的

密閉容器中，在不同壓強下，H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化

關(guān)系如下圖所示。下列說法不正確的是

A.R>P”反應(yīng)II的AS<0

B.使用合適催化劑可以提高H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)

16

C.其他條件相同時，投料比(n(S02)：nGLO))改變?yōu)?：1,可提高S02的

平衡轉(zhuǎn)化率

D.當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時，可判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

E.溫度升高，有利于反應(yīng)速率加快，S02的平衡轉(zhuǎn)化率提高，K值變小

(2)“硫碘循環(huán)”法是分解水制氫氣的研究熱點，涉及下列三個反應(yīng)：

反應(yīng)反SO2(g)+L(aq)+2H20(l)=2HI(aq)+H2S04(aq)

反應(yīng)B：2HI(g)—H2(g)+I2(g)

反應(yīng)反2H2SO4(g)-2H20(g)+2S02(g)+02(g)

①某溫度下將lmolHI充入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)B,達到第1次平衡后，

用選擇性膜完全分離出H2,達到第2次平衡后再次分離慶，重復(fù)多次，平衡時

A(HI)如下表:

達到平衡的第1第2第3第4第5

...

次數(shù)次次次次次

z?(HI)/mol0.780.670.600.550.51??????

歸納出分離H2的次數(shù)對HI轉(zhuǎn)化率的影響

第2次平衡時12的物質(zhì)的量為〃")=mol；

②反應(yīng)A發(fā)生時，溶液中同時存在以下化學(xué)平衡：I2(aq)+L(aq)—

If(aq),其反應(yīng)速率極快且平衡常數(shù)很大?，F(xiàn)將lmolS02緩緩?fù)ㄈ牒?mol卜

17

的水溶液中恰好完全反應(yīng)。請在下圖中畫出溶液中I,的物質(zhì)的量MIC隨反應(yīng)

時間1變化的曲線圖o

.EL>mol

【答案】（1）①3s02（g）+2H2。（g）=2H2so4（1）+S（s）A-254kJ*mol

②BCE

(2)①隨著分離出次數(shù)的增加，HI的轉(zhuǎn)化率逐漸提高，但提高幅度逐漸減

小0.165(最局點為0.67)

1

【解析】⑴①反應(yīng)I：2H2SO4(1)=2S02(g)+2H20(g)+O2(g)AH^+SSlkJ.mor,

,

反應(yīng)in：S(s)+02(g)-S02(g)△H3=-297kJ-mor,結(jié)合蓋斯定律可知，得

3S02(g)+2H20(g)=2H2so4(1)+S(s),其Z\H=—(+551kJ-molT)一(—297kJ?

1

mol)=-254kJ/mol,則反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為3S02(g)+2H20(g)=2H2S04(l)+S(s)

△H=-254kJ/mol；②A項，增大壓強平衡正向移動，硫酸的物質(zhì)的量增大，由圖

可知，P2對應(yīng)硫酸物質(zhì)的量分數(shù)大，則P2>Pi；反應(yīng)H為氣體體積減小的反應(yīng)，

18

則△$<(),故A正確；B項，催化劑對平衡移動無影響，則催化劑不能提高H2sO4

在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)，故B錯誤；C項，投料比【n(SOj：nGLO)】改變

為2：1,對比投料比【n(S02)：nOLO)】為3：2時，相當(dāng)于增大二氧化硫的物

質(zhì)的量，促進水的轉(zhuǎn)化，但S02的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；D項，氣體的體

積一定，混合氣體的總質(zhì)量不確定，當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時，說明混合氣

體總質(zhì)量一定，則可判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D正確；E項，反應(yīng)H為放熱反

應(yīng)，溫度升高，有利于反應(yīng)速率加快，但平衡逆向移動，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，

K值變小，故E錯誤；故選BCE；

(2)①分離出氫氣，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，隨著分離氫氣次數(shù)的增

加，HI的轉(zhuǎn)化率逐漸提高，但提高幅度逐漸減小；

H,(g)+I：(g)

起始(mol)100

轉(zhuǎn)化GHO!)0.330.1650.165

平衡(mo/)0.670.1650.165

故2次平衡時L的物質(zhì)的量為n(L)=0.165mol；

②將SO2的通入L的水溶液，反應(yīng)生成「，生成的「與L結(jié)合得到IJ,隨

反應(yīng)進行I「物質(zhì)的量增大，由I原子守恒可知I「的最大物質(zhì)的量為誓七

0.67mol,繼續(xù)通入SO2,L(aq)+「(aq)-I「(aq)平衡向左移動，L一物質(zhì)的量

減小，由S02+l2+2H20=2HI+H2s可知，二氧化硫與碘單質(zhì)恰好完全反應(yīng)，故最終

B物質(zhì)的量為0,溶液中I「的物質(zhì)的量n(I;)隨反應(yīng)時間t變化的曲線圖為：

19

工

土

V

能源。

的清潔

種重要

氣是一

6.氫

A

：O(g)

+2H

(s)

)=C

2H,(g

(g)+

：CO,

反應(yīng)

osch

利用B

的CO?

產(chǎn)生

呼吸

天員

(1)航

用。

環(huán)利

。2的循

可實現(xiàn)

電解水

H,再

準

的標

物質(zhì)

為該

變稱

的焰

物質(zhì)

ol某

生成Im

定單質(zhì)

最穩(wěn)

定，由

學(xué)中規(guī)

①熱力

：

式中

反應(yīng)

上述

已知

為0。

焰規(guī)