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文檔簡介
易錯點22化學反響平衡和移動
易錯題(01)化學平衡狀態(tài)的兩方法和兩標志
(D兩方法——逆向相等、變量不變。
①“逆向相等":反響速率必須一個是正反響的速率,一個是逆反響的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的正反響
速率和逆反響速率相等。
②"變量不變”:如果一個量是隨反響進行而改變,當這個量不變時為平衡狀態(tài);一個隨反響的進行保持不變的
量,不能作為平衡狀態(tài)的推斷依據(jù)。
(2)兩標志——本質(zhì)標志、等價標志。
①本質(zhì)標志:v(正尸v(逆)#0。對于某一可逆反響來說,正反響消耗掉某物質(zhì)的速率等于逆反響生成該物質(zhì)的
速率。
②等價標志:
a.對于全部是氣體參加的反響,并且反響后氣體物質(zhì)的量發(fā)生改變,體系的壓強(恒溫恒容)、平均相對分子質(zhì)
量不隨時間而變化。例如N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)。
b.體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分數(shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分數(shù)保持不變。
c.對同一物質(zhì)而言,斷裂化學鍵的物質(zhì)的量與形成化學鍵的物質(zhì)的量相等。
d.對于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反響,體系的顏色不再隨時間而變化。例如2NO2(g)=N2O4(g)。
e.體系中某反響物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率到達最大值且不再隨時間而變化。
f.絕熱體系的溫度不變。
易錯題(02)化學平衡常數(shù)
(1)在肯定溫度下,當一個可逆反響到達化學平衡時,生成物濃度化學計量數(shù)次基的乘積與其反響物濃
度化學計量數(shù)次基的乘積的比值是一個常數(shù),即平衡常數(shù),用符號K表示。對一般可逆反響mA(g)+〃B(g)
d(C)d(D)
R^0C(g)+qD(g),當在肯定溫度下達平衡狀態(tài)時,可以得出:K=C(A>C"(B),K值越大,說明平衡
體系中生成物所占的比例越大,反響物的轉(zhuǎn)化率越大,K只受溫度影響,與反響物或生成物的濃度變化無
關(guān),即在肯定溫度下,平衡常數(shù)保持不變。
(2)化學平衡常數(shù)的應(yīng)用:依據(jù)平衡常數(shù)可推斷可逆反響進行的程度,平衡常數(shù)越大,正反響進行的程
度越大,反響物的轉(zhuǎn)化率越高,平衡后生成物的濃度越大,反響物的濃度越??;利用化學平衡常數(shù)可推斷
化學平衡移動的方向,對于可逆反響“A(g)+6B(g)KicC(g)+加(g),在肯定溫度下的任意時亥“,反響
'〈K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,后>陶
2="反應(yīng)處于化學平衡狀態(tài),
>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,依〈附
物與生成物濃度有如下關(guān)系:夕(A)-C"(B)=4,稱為濃度商:
K做增大一正反它為哦爆反應(yīng)
KffJM小一正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
K值增大—?正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
EU
;利用化學平衡常數(shù)推斷可逆反響的熱效應(yīng):*值減小一正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
易錯題(03)平衡移動方向的判據(jù)
(1)假設(shè)外界條件改變,引起U(正)>u(逆),此時正反響占優(yōu)勢,反響式右邊生成物的濃度較平衡破壞時
的瞬時濃度增大,反響式左邊反響物的濃度較平衡破壞時的瞬時濃度減小了,則稱化學平衡向正(或向右)
反響方向移動。
(2)假設(shè)外界條件改變,引起u(正)<。(逆),此時逆反響占優(yōu)勢,反響式左邊反響物的濃度較平衡破壞瞬
時的濃度增大,反響式右邊生成物的濃度較平衡破壞時的瞬時濃度減小了,則稱化學平衡向逆(或向左)反
響方向移動。
(3)假設(shè)外界條件改變,雖能引起原u(正)和u(逆)的變化,但變化后新的u?(正)和小(逆)仍保持相等,
則稱化學平衡沒有發(fā)生移動。
'速率不變:如容積不變,充入情性氣體,平衡不移動
■使用催化劑
程度相同(平衡不
?氣體體積無變化的反'移動
改變條件|-53+研正)=。(逆)
應(yīng),改變壓強,
運率改變
q■濃度
程度不同壓V平衡移動
。(正產(chǎn)。(逆)
,溫度
易錯題(04)化學平衡圖像的解答
(1)認清坐標系,弄清縱、橫坐標所代表的意義,并與有關(guān)原理相結(jié)合;看清起點,分清反響物、生成
物,濃度減小的是反響物,濃度增大的是生成物,一般生成物多數(shù)以原點為起點;看清曲線的變化趨勢,
注意漸變和突變,分清正、逆反響,從而推斷反響特點;注意終點,例如在濃度-時間圖像上,肯定要看清
終點時反響物的消耗量、生成物的增加量,并結(jié)合有關(guān)原理進行推理推斷;先拐先平數(shù)值大,例如在轉(zhuǎn)化
率-時間圖像上,先出現(xiàn)拐點的曲線先到達平衡,此時逆向推理可得該曲線對應(yīng)的溫度高、濃度大或壓強
大;定一議二,當圖像中有三個量時,先確定一個量不變再商量其它兩個量的關(guān)系。
(2)從“斷點”著手,當可逆反響到達一種平衡后,假設(shè)某一時刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率一時
間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點”。依據(jù)"斷點”前后的速率大小,即可對外界條件的變化
情況作出推斷;從“拐點”入手,同一可逆反響,假設(shè)反響條件不同,到達平衡所用的時間也可能不同,
反映到圖像出現(xiàn)“拐點”的時間也就有差異。依據(jù)外界條件對化學反響速率的影響,即可推斷出溫度的上
下、壓強或濃度的大小及是否使用催化劑;從曲線的變化趨勢著手,對于速率一溫度(或壓強)圖像,由于
隨著溫度逐漸升高或壓強逐漸增大,反響速率會逐漸增大,因此圖像上出現(xiàn)的是平滑的遞增曲線,注意溫
度或壓強的改變對正、逆反響速率的影響是一致的,即要增大都增大,要減小都減小,反映到圖像上,就
是V(正卜V(逆)兩條曲線的走勢大致相同。
易錯題(05)化學平衡簡答題的解答
(1)化學平衡類簡答題一般是演繹三段式答題模式(前提、推理、結(jié)論):問題所涉及大前提(相關(guān)的理論
或規(guī)律)的表述,一般很熟悉的理論或規(guī)律可以只寫名稱,也可以用化學方程式等化學用語表示,并不需要
把其詳細內(nèi)容寫出;問題的推理過程(具體條件下的變化等)的表述;問題所涉及的變化結(jié)果。
(2)答題的一般思維和作答程序是:閱讀題目新情境的信息,找出核心問題的分析對象,即平衡體系:
找出題目信息中與平衡體系有關(guān)變化的因素:利用平衡移動原理分析變化的因素對化學平衡移動的影響,
即平衡移動方向的推斷;說明平衡發(fā)生移動后對實際問題體系產(chǎn)生的影響。組織答案時,一般應(yīng)將前提條
件、前因后果表述清楚,其中的化學原理分析做到用詞精確、書寫標準。即“……存在……平衡,……(條
件)使平衡向……(方向)移動,……(結(jié)論)”。
典例分析
例1、在一個體積固定的密閉容器中,進行的可逆反響A(s)+3B(g)w-3c(g)。以下表達中說明可逆反響
肯定到達平衡狀態(tài)的是()
①C的生成速率與C的分解速率相等;②單位時間內(nèi)生成amolA,同時生成3amolB;③B的濃度不再
變化;④混合氣體總的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化;⑤A、B、C的物質(zhì)的量之比為1:3:3;⑥混合氣體的密
度不再變化。
A.①②③B.①③④⑥C.①③⑥D(zhuǎn).①③④
C(解析)C的生成速率與C的分解速率相等,說明正逆反響速率相等,①正確;化學反響速率之比等于
化學計量數(shù)之比,無論是否到達平衡狀態(tài),都存在單位時間生成amolA,同時生成3“molB,②錯誤;
當反響到達化學平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)的濃度不變,③正確;氣體反響物與氣體生成物的化學計量數(shù)之和相
等,無論是否到達平衡狀態(tài),混合氣體總的物質(zhì)的量都不變,④錯誤;平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量取決于起
始配料比以及轉(zhuǎn)化的程度,不能作為推斷是否到達平衡狀態(tài)的依據(jù),⑤錯誤;A為固體,當反響到達平衡
狀態(tài)時,氣體的總質(zhì)量不變,反響到達平衡狀態(tài),⑥正確。
例2、(1)用02將HC1轉(zhuǎn)化為Cb,可提高效益,減少污染。新型RuC>2催化劑對上述HCI轉(zhuǎn)化為Cb的總
反響2HCl(g)+;C)2、沖2O(g)+C12(g)△//]具有更好的催化活性,
①實驗測得在肯定壓強下,總反響的HC1平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的3a?7曲線如以下圖:
則總反響的兇o(填或,y");A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是
②在上述實驗中假設(shè)壓縮體積使壓強增大,畫出相應(yīng)(XHC1?T曲線的示意圖,并簡要說明理由
③以下措施中,有利于提高aHCi的有o
A.增大〃(HC1)B.增大〃(Ch)C.使用更好的催化劑D.移去H2O
(2)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下
合成甲醇,發(fā)生的主要反響如下:①CO(g)+2H2(g)4一、CH30H(g)A//|②CC>2(g)+3H2(g)?'、
CH3OH(g)+H2O(g)A//2?CO2(g)+H2(g)^=^CO(g)+H2O(g)A/73,答復(fù)以下問題:
①反響①的化學平衡常數(shù)K表達式為;圖中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
(填曲線標記字母),其推斷理由是。
②合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強的關(guān)系如下圖。
a(CO)值隨溫度升高而(填"增大"或"減小”),其原因是;圖中的壓強由大到小為
,其推斷理由是?
(3)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備。答復(fù)以下問題:
①正丁烷①4HQ脫氫制1-丁烯①4H8)的熱化學方程式如下:@C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)AH],已知:
£
②C4Hio(g)+2C)2(g)=C4H8(g)+H2(D(g)△%=/19kJ,moH③Hz(g)+2Oi(g)=H2O(g)AHj-242kJmor1,反
響①的AH1為kJmol-'o圖(a)是反響①平衡轉(zhuǎn)化率與反響溫度及壓強的關(guān)系圖,
x0.1(填“大于"或"小于");欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是(填
標號)。
A.升高溫度B.降低溫度C.增大壓強D.降低壓強
圖(b)
②丁烷和氫氣的混合氣體以肯定流速通過填充有催化劑的反響器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中
含有丁烯、丁烷、氨氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先
升高后降低的變化趨勢,其降低的原因是。
③圖(c)為反響產(chǎn)率和反響溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈煌類化合物。丁烯產(chǎn)
率在590P之前隨溫度升高而增大的原因可能是、;590P之后,丁烯產(chǎn)率快速
降低的主要原因可能是。
(解析)(1)①結(jié)合題中aHcL7圖像可知,隨著溫度升高,3。降低,說明升高溫度平衡逆向移動,得出
正反響方向為放熱反響,即△,<();A、B兩點A點溫度低,平衡常數(shù)K(A)大。②結(jié)合可逆反響2HCl(g)
+1o2(g)、-、H2O(g)+Cl2(g)的特點,增大壓強平衡向右移動,ag增大,則相同溫度下,HC1的平衡
轉(zhuǎn)化率比增壓前的大,曲線如答案中圖示所示。③有利于提高內(nèi)?,則采取措施應(yīng)使平衡2HCl(g)+;O2(g)
---1H2O(g)+Cb(g)正向移動。A項,增大"(HC1),則c(HCl)增大,雖平衡正向移動,但CIHCI減小,錯
誤;B項,增大〃(。2)即增大反響物的濃度,D項,移去H2。即減小生成物的濃度,均能使平衡正向移
動,兩項都正確;C項,使用更好的催化劑,只能加快反響速率,不能使平衡移動,錯誤。(2)①依據(jù)化
學平衡常數(shù)的概念可寫出反響①K的表達式;反響①是放熱反響,升高溫度,化學平衡向逆反響方向移
動,化學平衡常數(shù)K減小,因此曲線a符合。②由圖可知,壓強不變時,隨著溫度的升高,a(C0)減?。?/p>
反響③為氣體分子數(shù)不變的反響,加壓對其平衡無影響;反響①為氣體分子數(shù)減小的反響,加壓使a(CO)
增大:由圖可知,固定溫度(如530K)時,PLPLP3,a(CO)增大,因此綜合分析可知p3>P2>Pi。⑶①
依據(jù)蓋斯定律,用②式-③式可得①式,因此△HI=ZKH2-△H3=-199kj/mol+242kj/mol=+43kj/mol。由a圖可
以看出,溫度相同時,由O.IMPa變化到xMPa,丁烷的轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動,所以x的壓強更
小,x<0.1?由于反響①為吸熱反響,所以溫度升高時,平衡正向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率增大,因此A正
確、B錯誤。反響①正向進行時體積增大,加壓時平衡逆向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率減小,因此C錯誤,D
正確。正確答案:+43kj/mol、小于、AD。②一方面H2可以活化催化劑,同時作為反響①的產(chǎn)物,他也會
促使平衡逆向移動,從而減少平衡體系中的丁烯的含量。正確答案:原料中過量H?會使反響①平衡逆向
移動,所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。③590。(2之前,溫度升高時反響速率加快,生成的丁烯會更多,同時由于反
響①是吸熱反響,升高溫度平衡正向移動,平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590。<3時,由于丁
烷高溫會裂解生成短鏈煌類,所以參加反響①的丁烷也就相應(yīng)減少。正確答案:590。(2前升高溫度,反響
①平衡正向移動、升高溫度時,反響速率加快,單位時間產(chǎn)生丁烯更多、更高溫度則有更多的C4E0裂解
導(dǎo)致產(chǎn)率降低。
(答案)(1)①VK(A)②見以下圖
77t
增大壓強,平衡右移,如口增大,相同溫度下,HC1的平衡轉(zhuǎn)化率比之前的大③BD
c(CHQH)
(2)①K=c(C0)*/小。a反響①為放熱反響,升高溫度使其平衡向逆反響方向移動,平衡常數(shù)K
應(yīng)減小②減小由圖可知,壓強恒定時,隨著溫度的升局,a(CO)減小P3>P2>P\溫度恒定時,反響①為
氣體分子數(shù)減小的反響,加壓使平衡向正反響方向移動,a(CO)增大,而反響③為氣體分子數(shù)不變的反
響,加壓對其平衡無影響,故增大壓強時,有利于a(CO)增大
(3)①+43Rj/mol<AD②原料中過量H?會使反響①平衡逆向移動,所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降③59(TC
前升高溫度,反響①平衡正向移動:升高溫度時,反響速率加快,單位時間產(chǎn)生丁烯更多,更高溫度則有
更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低
例題3、(DCrCV一和一在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為l.OmolLT的NazCrCU溶液中
。?。(然一)隨c(H+)的變化如下圖。
d0
.
_4
二
i3
s
g2
g
1
T
in21)aoso60
尸mol,L",)
①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反響:。
②由圖可知,溶液酸性增大,CrC^一的平衡轉(zhuǎn)化率(填"增大”"減小"或"不變")。依據(jù)A點數(shù)據(jù),
計算出該轉(zhuǎn)化反響的平衡常數(shù)為o
③升高溫度,溶液中CKV-的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反響的0(填“大于""小于”或"等
于")。
(2)Bodensteins研究了以下反響:2Hl(g)--H2(g)+I2(g)?在716K時,氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的
量分數(shù)x(HI)與反響時間t的關(guān)系如下表:
Z/min020406080120
x(HI)10.910.850.8150.7950.784
x(HI)00.600.730.7730.7800.784
①依據(jù)上述實驗結(jié)果,該反響的平衡常數(shù)K的計算式為o
②上述反響中,正反響速率為V正=〃正N(HI),逆反響速率為丫逆=左逆X(H2)X(l2),其中左正、左逆為速率常
數(shù),則上逆為(以K和左正表示)。假設(shè)上正=0.0027mini,在f=40min時,丫正=min-
1
O
③由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到V正?x(HI)和V逆?MH2)的關(guān)系可用以下圖表示。當升高到某一溫度時,反響
重新到達平衡,相應(yīng)的點分別為(填字母)。
(3)隨著科學技術(shù)的開展和環(huán)保要求的不斷提高,C02的捕集利用技術(shù)成為研究的重點。目前國際空間站
處理CO,的一個重要方法是將C02復(fù)原,所涉及的反響方程式為:CO2(g)+4H2(g)RuCH4(g)+2H2O(g),
已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。假設(shè)溫度從300。12升至400。。重新到達平衡,推斷以下表格
中各物理量的變化。(選填“增大〃"減小”或"不變")
口正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率a
相同溫度時,上述反響在不同起始濃度下分別到達平衡,各物質(zhì)的平衡濃度如下表,則如Ac、d
與機、”、x、y之間的關(guān)系式為o
c(CC>2)/(molLT)c(H2)/(mol-LT)cCCH^/Cmol-L-')c(H2O)/(molL-')
Iabcd
IImnXy
(解析)(1)①由圖可知,隨著溶液酸性增大,溶液中dCnC^一)逐漸增大,說明CrO42一逐漸轉(zhuǎn)化為
22
Cr2O7-,則CrCV-的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增大,其反響的離子方程式為2CrO42—+2H+--Cr2O7-+H2O;
2+7
②由圖中A點數(shù)據(jù),可知:c(Cr2O7)=0.25tnolL、c(H)=l.OxlO-mol-L-',則進一步可知
2
c(CrO4-)=1.0molL-'-2x0.25molL-'=0.5molL-',依據(jù)平衡常數(shù)的定義可計算出該轉(zhuǎn)化反響的平衡
常數(shù)為1.0x10%③升高溫度,溶液中CrO/一的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說明化學平衡逆向移動,則正反響為放
熱反響,即該反響的△,小于0。(2)①2Hl(g)--H2(g)+b(g)是反響前后氣體物質(zhì)的量不變的反響。反
0.108^0.108
煙血)「~^~~^__0108X0.108
c2畫0.7叫0.784--
響后x(HI)=0.784,則X(H2)=X(I2)=0108,K='V。②到達平衡時,
丫正=丫逆,即k正x2(HI)=左逆x(H2)x(l2),上逆=~^2)x(1:),在f=40min時,x(HI)=0.85,丫正=左
正N(HD=0-0027minTx(0.85)2=1.95x10-3min-。③原平衡時,x(HI)為0.784,武西)為0.108,二者圖中
縱坐標均約為1.6(因為平衡時丫正=丫逆),升高溫度,正、逆反響速率均加快,對應(yīng)兩點在1.6上面,升
高溫度,平衡向正反響方向移動,x(HI)減小(A點符合),x(H?)增大(E點符合)。(3)%的體積分數(shù)隨溫度
的升高而增加,這說明升高溫度平衡向逆反響方向移動,即正反響是放熱反響。升高溫度,正、逆反響速
率均增大,平衡向逆反響方向移動,平衡常數(shù)減小,反響物的轉(zhuǎn)化率減小。相同溫度時平衡常數(shù)不變,則
cd
a、b、c、d與7W、〃、不、y之間的關(guān)系式為高
0.108X0.108
(答案)(1)①2CrO42-+2H+=?02()72-+%0②增大1610乜③小于(2)①0-784:②左正/K
1.95x10-3③A點、E點
⑶
V正y逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率a
增大增大減小減小
cd
at)mn
易錯題通關(guān)
1.(2022?北京?高考試題)某MOFs多孔材料孔徑大小和形狀恰好將NzOj固定”,能高選擇性吸附NO?
。廢氣中的NO?被吸附后,經(jīng)處理能全部轉(zhuǎn)化為HNO,。原理示意圖如下。
清潔空氣[jjj陽氏0、02
灸X
MOFs材料N2O4
圖例
含NC>2的廢氣再生HNO3
已知:2NO2(g)QN2O4(g)AH<0
以下說法不正確的選項是
A.溫度升高時不利于NO?吸附
B.多孔材料“固定”N2O4)促進2N(Mg)口MOKg)平衡正向移動
C.轉(zhuǎn)化為HNO3的反響是2N2O4+O2+2H2O4HNO3
D.每獲得0.4molHNC>3時,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6.02X10”
2.(2022?江蘇?高考試題)用尿素水解生成的NH?催化復(fù)原NO,是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反
響為4NH式g)+C>2(g)+4NO(g)目觸4N2(g)+6H2O(g),以下說法正確的選項是
A.上述反響AS〈0
C4(N,)-C6(H,O)
B.上述反響平衡常數(shù)RMJWXO)
C.上述反響中消耗ImolNHj,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2x6.02x1023
D.實際應(yīng)用中,參加尿素的量越多,柴油機車輛排放的尾氣對空氣污染程度越小
3.(2022?海南?高考試題)某溫度下,反響CH2=CH2(g)+H2O(g)口CH3cH20H(g)在密閉容器中到達平衡,
以下說法正確的選項是
A.增大壓強,v正>%,平衡常數(shù)增大
B.參加催化劑,平衡時CH3cH20H(g)的濃度增大
c.恒容下,充入肯定量的Hq(g),平衡向正反響方向移動
D.恒容下,充入肯定量的CH?=CH2(g),CH°=CH式g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大
4.(2022?江蘇?高考試題)乙醇-水催化重整可獲得H?。其主要反響為
C2H5OH(g)+3H,O(g)=2CO2(g)+6H,(g)AH=173.3kJ-mo『,
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJ.mol',在l.0xl()5pa、n始(GRCH):%(乂。=1:3時,假設(shè)僅
考慮上述反響,平衡時CC>2和CO的選擇性及H?的產(chǎn)率隨溫度的變化如下圖。
n生成(8
CO的選擇性=X100%,以下說法正確的選項是
n生成(9)肉牛成(8
A.圖中曲線①表示平衡時H?產(chǎn)率隨溫度的變化
B.升高溫度,平衡時CO的選擇性增大
C.肯定溫度下,增大g'可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率
11(也0)
D.肯定溫度下,參加CaO(s)或選用高效催化劑,均能提高平衡時H?產(chǎn)率
5.(2022?廣東?高考試題)恒容密閉容器中,BaS(\(s)+4H2(g)目勵BaS(s)+4H2O(g)在不同溫度下達平
衡時,各組分的物質(zhì)的量(n)如下圖。以下說法正確的選項是
4
■彳
—起始組成:4mol
E2ImolBaSOt
I—;
ol二..,工
200400600800
7TC
A.該反響的A,<0
B.a為"(HQ)隨溫度的變化曲線
C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動
D.向平衡體系中參加BaSO,,%的平衡轉(zhuǎn)化率增大
6.(2022?浙江?高考試題)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑外表上發(fā)生氨的分解反響:
2NH閨原劑N?+3H式g),測得不同起始濃度和催化劑外表積下氨濃度隨時間的變化,如下表所示,以
下說法不正確的選項是
、\時間/min
C(NH)/(1(T3moi?匚|)\^
編號3020406080
表面癡藍?---一
①a2.402.001.601.200.80
②a1.200.800.40X
③2a2.401.600.800.400.40
1-1
A.實驗①,。?20min,v(N2)=1.00x10-^mol-L-min
B.實驗②,60min時處于平衡狀態(tài),xw0.40
C.相同條件下,增加氨氣的濃度,反響速率增大
D.相同條件下,增加催化劑的外表積,反響速率增大
7.(2022?浙江?高考試題)關(guān)于反響3出)+凡0⑴目0aHe10(aq)+H*(aq)+C「(aq)AH<0,到達平衡后,
以下說法不正確的選項是
A.升高溫度,氯水中的c(HCIO)減小
B.氯水中參加少量醋酸鈉固體,上述平衡正向移動,c(HC10)增大
C.取氯水稀釋,c(C1)/c(HC10)增大
D.取兩份氯水,分別滴加AgNOj溶液和淀粉KI溶液,假設(shè)前者有白色沉淀,后者溶液變藍色,可以證
明上述反響存在限度
8.(2023?江蘇?高考試題)用是合成氨工業(yè)的重要原料,NH3不僅可制造化肥,還能通過催化氧化生產(chǎn)
HNO3;HNO3能溶化CU、Ag等金屬,也能與許多有機化合物發(fā)生反響:在高溫或放電條件下,N2與。2
1
反響生成NO,NO進一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH=-116.4kJmor,大氣中過量的
NO、和水體中過量的NH:、NO;均是污染物。通過催化復(fù)原的方法,可將煙氣和機動車尾氣中的NO轉(zhuǎn)化
為N2,也可將水體中的NCh-轉(zhuǎn)化為N2。對于反響2NO(g)+O2(g)目地2NC)2(g),以下說法正確的選項是
A.該反響的AH<0,AS<0
C2(NO)C(O)
B.反響的平衡常數(shù)可表示為K=2
2
C(NO2)
C.使用高效催化劑能降低反響的焰變
D.其他條件相同,增大黑巳,NO的轉(zhuǎn)化率下降
n(NO)
9.(2023?江蘇?高考試題)NH3與。2作用分別生成N2、NO、氏0的反響均為放熱反響。工業(yè)尾氣中的
NH3可通過催化氧化為N?除去。將肯定比例的NH3、。2和N2的混合氣體以肯定流速通過裝有催化劑的反
響管,NE的轉(zhuǎn)化率、生成N?的選擇性一1^今x100%]與溫度的關(guān)系如下圖。
n總轉(zhuǎn)化(ND
100100
NH
的N;
H的
90選
化
80擇
率
70率
%
以下說法正確的選項是
A.其他條件不變,升高溫度,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率增大
B.其他條件不變,在175?300°C范圍,隨溫度的升高,出口處N2和氮氧化物的量均不斷增大
C.催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反響溫度高于250°C
D.高效除去尾氣中的NH”需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選擇性高的催化劑
10.(2022?吉林四平?模擬預(yù)測)飽和二氧化硫水溶液中存在以下平衡體系:SO2+H2O3H++HSO;,
HSO-DH++SO;,假設(shè)向此溶液中
A.加水,SO:濃度增大
B.通入少量C12氣體,溶液pH增大
C.加少量CaSC>3粉末,HSO;濃度根本不變
D.通入少量HC1氣體,溶液中HSO;濃度減小
11.(2022?湖南?婁底市第五中學模擬預(yù)測)TJC時,向1L密閉容器中充入lOmol%和3moiSO?發(fā)生反
響:3H2(g)+SO2(g)±葉H2S(g)+2H2O(g)AH<0o局部物質(zhì)的物質(zhì)的量n(X)隨時間t變化如圖中實線所示。
以下說法正確的選項是
nfXVmol
A.實線a代表11(%0)隨時間變化的曲線
B.timin時,v正(SC)2)Vv逆(H2S)
C.該反響的平衡常數(shù)K=24X5.4:L.moH
19x0.3
D.假設(shè)該反響在12。612〈1)時進行,則虛線b可表示n(SC>2)的變化
12.(2022?廣東深圳?一?!彻I(yè)上制備硝酸過程中涉及反響:2NO(g)+O2(g)§?2NO2(g)
AH=-57kJ.mol'o某實驗小組測得不同條件下反響平衡時NO?的體積分數(shù)變化如以下圖(圖中X、Y分別
代表溫度或壓強),以下說法不正確的選項是
NO:的體積分數(shù)/%
o~Yt
A.圖中X表示溫度,Y表示壓強
B.X,>X2>X3
C.對應(yīng)條件下的平衡常數(shù):a>b>c
D.X3>Y條件下,e點對應(yīng)狀態(tài)時v(逆)>v(正)
13.(2022?湖南?高考試題)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和ImolY發(fā)生反響:
2X(g)+Y(g)口Z(g)AH,其中甲為絕熱過程,乙為恒溫過程,兩反響體系的壓強隨時間的變化曲線如下
圖。以下說法正確的選項是
A.AH>0B.氣體的總物質(zhì)的量:na<nc
C.a點平衡常數(shù):K>12D.反響速率:丫且正<Vb正
14.(2022?湖南?邵陽市第一中學三模).二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領(lǐng)域,該
反響的熱化學方程式為2cC)2(g)+6H2(g)E用C2H4(g)+4H2O(g);AH=mkJ?molL理論計算說明,原料初始
組成n(CC>2):n(H2)=l:3,在體系壓強為0.1MPa,反響到達平衡時,四種組分的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變
化如下圖。以下說法不正確的選項是
77K
A.m<0
B.500K下反響到達平衡時,假設(shè)增大壓強(減小容器容積),則n(C2H助增大
C.X點坐標為(440,39),則440K時反響的平衡常數(shù)Kp=:(以分壓表示,分壓=總壓x物質(zhì)的量分數(shù))
D.實際反響往往伴隨副反響,生成C3H6等??隙囟群蛪簭姉l件下,使用適宜催化劑不可以提高乙烯的
2n(C,H)
選擇性;一在W4xlOO%]
n總轉(zhuǎn)化?
15.(2022?湖北??荚囶})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)實驗體系的溫度升高值A(chǔ)T隨時間⑴
的變化曲線,如下圖。
實驗編號反響物組成
020ga。粉末
a
5.0mLH2°
°」5gAl粉
b
H
5.0mL2O
0.15g//粉
c
5.0”也飽和石灰水
015g//粉
d
5。"石灰乳
015g//粉
e020gC。。粉末
5.0mLH20
答復(fù)以下問題:
⑴已知:
①CaO(s)+H2O(l)=Ca(O//)1(s)AH1=-65.17V-mor'
②Ca(O,),(s)=Ca2+(?<?)+20H-1aq)AH【=-16.73V-moP'
③4卜)+0牙(0夕)+3也0(1)=[//(0.)4](a^)+|H,(g)AH}=-4\5.0kJmor'
則。40卜)+2/電)+7乩0(1)=。L(3+2[//(?!?4](咽+3112修)的兇4=kJ-moK'?
(2)溫度為T時,Kt/)[Ca(O/7)2]=x,則Ca{OH\飽和溶液中C(O/T)=(用含x的代數(shù)式表
示)。
(3)實驗a中,4min后A7根本不變,原因是。
(4)實驗b中,AT的變化說明A1粉與HQ在該條件下(填“反響”或"不反響”)。實驗c中,前
3min的AT有變化,其原因是;3min后AT根本不變,其原因是微粒的量有限。
(5)以下說法不能解釋實驗d在lOmin內(nèi)溫度延續(xù)升高的是(填標號)。A.反響②的發(fā)生促使反
響①平衡右移
B.反響③的發(fā)生促使反響②平衡右移
C.氣體的逸出促使反響③向右進行
D.溫度升高導(dǎo)致反響速率加快
(6)歸納以上實驗結(jié)果,依據(jù)實驗e的特征,用文字簡述其發(fā)熱原理。
16.(2022?江蘇?高考試題)氫氣是一種清潔能源,綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。
(l)“CuCI-HQ熱電循環(huán)制氫"經(jīng)過溶化、電解、熱水解和熱分解4個步驟,其過程如下圖。
①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進行。陽極區(qū)為酸性CuCl;溶液,陰極區(qū)為鹽酸,電解過程中CuCl;轉(zhuǎn)化為
CuCI:。電解時陽極發(fā)生的主要電極反響為(用電極反響式表示)。
②電解后,經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中,發(fā)生化合價變化的元素有
(填元素符號)。
(2)“Fe-HCO「H2。熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為:在密閉容器中,鐵粉與汲取CO?制得的NaHCOs溶液反
響,生成H?、HCOONa和FqO,;FejO,再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。
①實驗中發(fā)覺,在300C時,密閉容器中NaHCOs溶液與鐵粉反響,反響初期有FeCOj生成并放出H?,該
反響的離子方程式為
②隨著反響進行,F(xiàn)eCO,迅速轉(zhuǎn)化為活性Fe,O4.s,活性Fe3O4.x是HCO3轉(zhuǎn)化為HCOO的催化劑,其可能
反響機理如下圖。依據(jù)元素電負性的變化規(guī)律。如下圖的反響步驟I可描述為
③在其他條件相同時,測得Fe的轉(zhuǎn)化率、HCOO的產(chǎn)率隨C(HCO;)變化如題圖所示。HCOO的產(chǎn)率隨
c(HCO;)增加而增大的可能原因是.
(3)從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析,“Fe-HCOj-HQ熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點是
17.(2022?海南?高考試題)某空間站的生命保證系統(tǒng)功能之一是完成氧循環(huán),其中涉及反響:
C02(g)+4H2(g)§O@a2H2O(g)+CH4(g)
答復(fù)以下問題:
⑴已知:電解液態(tài)水制備ImolO式g),電解反響的AH=+572kJ-mo『。由此計算H式g)的燃燒熱(焰)AH=
kJmol"o
(2)已知:CO2(g)+4H,(g)gO012HQ(g)+CHKg)的平衡常數(shù)(K)與反響溫度(t)之間的關(guān)系如圖1所示。
①假設(shè)反響為基元反響,且反響的AH與活化能(Ea)的關(guān)系為性同>巳。補充完成該反響過程的能量變化示
意圖(圖2)
3a
②某研究小組模擬該反響,溫度t下,向容積為10L的抽空的密閉容器中通入O.lmolCO?和MmolH2,
反響平衡后測得容器中n(CHj=0.05mol。則CO?的轉(zhuǎn)化率為,反響溫度t約為。以
(3)在相同條件下,COKg)與H《g)還會發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反響:
CO2(g)+3H,(g)@?taH2O(g)+CH3OH(g),在反響器中按n(CO)n(H2)=l:4通入反響物,在不同溫度、
不同催化劑條件下,反響進行到2min時,測得反響器中C&OH、CH&濃度pmoLL”如下表所示。
t=350℃t=400℃
催化劑
C(CH3OH)C(CH4)c(CH,OH)C(CH4)
催化劑110.812722345.242780
催化劑n9.2107753438932
在選擇使用催化劑I和350P條件下反響,0~2min生成CHQH的平均反響速率為pimol-L1-min-1:
假設(shè)某空間站的生命保證系統(tǒng)實際選擇使用催化劑II和40(TC的反響條件,原因是。
18.(2022?河北?高考試題)氫能是極具開展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?,以氫燃料為代表的燃料電池有良好的?yīng)用前
景。
⑴298K時,棺也燃燒生成HQ(g)放熱I21kJ,ImolHQ(l)蒸發(fā)吸熱44kJ,表示H2燃燒熱的熱化學方程
式為■>
(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣,體系中發(fā)生如下反響。
I.CH4(g)+H2O(g)§?CO(g)+3H2(g)
II.CO(g)+H2O(g)§?CO,(g)+H,(g)
①以下操作中,能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標號)。
A.增加CH4(g)用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體
C.移除CO(g)D.參加催化劑
②恒溫恒壓條件下,ImolCH^g)和ImolHzO(g)反響達平衡時,CH」(g)的轉(zhuǎn)化率為a,CO式g)的物質(zhì)的
量為bmol,則反響I的平衡常數(shù)K*=(寫出含有a、b的計算式;對于反響
mA(g)+nB(g)§?pC(g)+qD(g),K,=q等^,x為物質(zhì)的量分數(shù))。其他條件不變,HQ(g)起始量
X(A)X(B)
增加到5mol,達平衡時,a=0.90,b=0.65,平衡體系中H?(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為(結(jié)果保存兩位有效
數(shù)字)。
(3)氫氧燃料電池中氫氣在(填“正"或"負")極發(fā)生反響。
(4)在同意0%自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中,C也核放電的電極反響式為。
19.(2022?山東?高考試題)利用Y-丁內(nèi)酯(BL)制備1,4-丁二醇(BD),反響過程中伴有生成四氫吠喃
(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反響,涉及反響如下:
⑦值)+H2O(g)
.0+2H
CH3cH2cH2cH20H(g)+HO(g)
反應(yīng)I2
BuOH
已知:①反響I為快速平衡,可認為不受慢反響II、HI的影響;②因反響I在高壓H2氣氛下進行,故H2壓強
近似等于總壓。答復(fù)以下問題:
(1)以5.0x10-3molBL或BD為初始原料,在493K、3.0x10,kPa的高壓HZ氣氛下,分別在恒壓容器中進行
反響。達平衡時,以BL為原料,體系向環(huán)境放熱XkJ;以BD為原料,體系從環(huán)境吸熱YkJ。忽略副反
響熱效應(yīng),反響嘴變AH(493K,3.0xl()3kPa)=kJmor1。
(2)初始條件同上。X1表示某物種i的物質(zhì)的量與除Hz外其它各物種總物質(zhì)的量之比,xBL和XBD隨時間t
變化關(guān)系如圖甲所示。實驗測得X<Y,則圖中表示XBL變化的曲線是;反響I平衡常數(shù)Kp=
kPa-2(保存兩位有效數(shù)字)。以BL為原料時,匕時刻XHQ=,BD產(chǎn)率=(保存兩位有效數(shù)
字)。
L
.0
L.8
.6
.0os.4
.8
os..46
S2
2
o.
s。
0.00.0
圖甲圖乙
55
(3)(x,!D/xBL)niax為達平衡時XBD與xBL的比值。(493K25xl0kPa)、(493K,3.5xl0kPa)、
(513K,2.5xl()3kPa)三種條件下,以5.0xlOlolBL為初始原料,在相同體積的
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