高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編34

電題分城江娜/

專觀42化學(xué)女夜速率與平衡彌合冏題

1.(2021?全國(guó)乙卷真題)一氯化碘(IC1)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作

有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(2)氯鉗酸領(lǐng)(BaPtCL)固體加熱時(shí)部分分解為BaCU、Pt和Cl”376.8℃時(shí)平衡常數(shù)E.OxlO,Pa?-,在

一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量BaPtCk，抽真空后，通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8C,

碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa,貝!]p?=kPa,反應(yīng)

2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K=(列出計(jì)算式即可)。

(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136?180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp%

得到lgK「：和坨與?(均為線性關(guān)系，如下圖所示：

①由圖可知，NOC1分解為NO和Cl?反應(yīng)的AH0(填“大于”或“小于”)

②反應(yīng)21cl(g)=C"(g)+1*)的K=(用Kp/、L表示)：該反應(yīng)的AH0(填“大于”或“小

于")，寫(xiě)出推理過(guò)程

【答案】■

100X(20X103-12.4X103)

(2)24.8

(24.8xl03)2

(3)①大于②KpjKp?大于設(shè)T'>T，即由圖可知:

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T')-lgKpl(T)|-lgKp(T)-lgKpl(T>J：

lg[Kp2(T').Kpl(T')]>1g[Kp2(T)-Kpl(T)；即k(T)>k(T),因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即AH大于0

【解析】?

(2)由題意玻376.8℃時(shí)璃燒瓶中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g),

C12(g)+b(g)021cl(g)。BaPtJ⑸WBaC12(s)+Pt-⑸+2C12(g)的平衡常數(shù)Kp=1.0xl04pa2，則平衡時(shí)

p2(C12尸1.0xl()4pa2,平衡時(shí)p(Cb尸lOOPa,設(shè)到達(dá)平衡時(shí)b(g)的分壓減小pkPa,則

Cl2(g)+I2(g)^2ICl(g)

開(kāi)始/(kPa)20.00

十八"、c,376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa,貝|0.1+20.0+p=32.5,

變化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

解得p=12.4,則平衡時(shí)P?=2pkPa=2xl2.4kPa=24.8kPa；則平衡時(shí)，L(g)的分壓為

333

(20.0-p)kPa=(20x10-12.4x10)Pa,pICi=24.8kPa=24.8xl0Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反應(yīng)

100X(20X103-12.4X103

2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K=——>----------*——

(24.8X103)

(3)①結(jié)合圖可知，溫度越高，3越小，IgKpz越大，即Kp2越大，說(shuō)明升高溫度平衡

2NOCl(g)U2NO(g)+CU(g)正向移動(dòng)，則NOC1分解為NO和Cl?反應(yīng)的大于0；

②1.2NO(g)+2ICl(g)U2NOCl(g)+I2(g)Kpl-

II.2NOCl(g)U2NO(g)+Cl2(g)Kp2.

I+lM*ICl(g)=CU(g)+l2(g),則21cl(g)=CU(g)+l2(g皿K=J「Kp2；該反應(yīng)的AH大于0；推理過(guò)程如

下：設(shè)T'>「，即由圖可知：炮鼻(巧一炮寫(xiě)(。>悔。(巧一場(chǎng)仁曰)|=映仁]。一/1<*巧則：

1

lg[Kp2(T)-Kpl(T')]>lg[Kp2(T)-Kpl(T)；即k(T?k(T),因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即AH大于0；

2.(2021?全國(guó)甲卷真題)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?wèn)題：

(2)合成總反應(yīng)在起始物n(H2)/n(CC?2)=3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

X(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3(DH)?p、在p=5xl()5pa下的x(CH3()H)?t如圖所示。

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式Kp=；

②圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是,判斷的理由是_______；

③當(dāng)x(CH30H)=0.10時(shí)，CO?的平衡轉(zhuǎn)化率a=,反應(yīng)條件可能為_(kāi)或

【答案】■

MHzObMCHQH)

(2)①②b總反應(yīng)AHO,升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變

"(fQpg)

?、?3.3%5xl()5pa,210℃9xl05Pa,250℃

【解析】?

(2)①二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為CO?(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g).,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(dá)式Kp=〃\\J,故答案為：:口、0；、。

P(H2),p(CC)2)P(H2),p(CO2)

②該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng)，體系中x(CH3(DH)將減小，因此圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的

曲線是b,故答案為：b；總反應(yīng)A//<0,升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變小。

3H2(g)+CO2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)

…起始(mol)3100

③設(shè)起始〃(CO2尸Imol,尸3mol,則任人/.，當(dāng)平衡時(shí)

枝K4moiJ3xxxx

平衡(mol)3-3x1-xxx

x(CH30H)=0.10時(shí)，(3_3x)+(i_x)+x+x=°」'解得x=gmol,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率

11

a=§m°i=33.3%；由圖可知，滿足平衡時(shí)x(CH30H)=0.10的條件有：5xlO5Pa,210℃或9xl()5pa,

X1Uv/0

Imol

250℃,故答案為：33.3%；5xlO5Pa,210℃；9xlO5Pa,250℃?

3.(20216浙江真題)含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答：?

(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO??:

Cu(s)+2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-moL。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由

1

(2)已知2sO2(g)+C>2(g)^^2SO3(g)AH=-198kJmoro850K時(shí)，在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量

的SO?和GJ?，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得SO?、。②和SO3的濃度分別為6.0x10-3moll-、S.OxlO^mol.U1

和4.4xlO-2mol-L-1?

①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為。?

②平衡時(shí)SO?.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。?

①下列說(shuō)法正確的是

A.須采用高溫高壓的反應(yīng)條件使SO?,氧化為SC>3

B.進(jìn)入接觸室之前的氣流無(wú)需凈化處理，

C.通入過(guò)量的空氣可以提高含硫礦石和SO??的轉(zhuǎn)化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率

②接觸室結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中1?4表示催化劑層。圖2所示進(jìn)程中表示熱交換過(guò)程的是

A.a[一>b]B.b1—>a2C.a,—>b2D.b2—>a3E.a3—>b3F.b3—>a4G.a4—>b4

③對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)，某一給定轉(zhuǎn)化率下，最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫(huà)

出反應(yīng)2s0式8）+。25）=2$048）的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度（曲線1）、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度（曲線II）的

關(guān)系曲線示意圖（標(biāo)明曲線I、II）-

（4）一定條件下，在Na?S-H2sO,-凡。?,溶液體系中，檢測(cè)得到pH-時(shí)間振蕩曲線如圖4,同時(shí)觀察到體

系由澄清一渾濁一澄清的周期性變化?？捎靡唤M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。

I.S2-+H+=HS^

II.?;-

-

III.HS+H2O2+H+=SJ+2H2O；

IV.②…

【答案】?

（1）不同溫度下都能自發(fā)，是因?yàn)锳H<0,AS>0

（2）①6.7x103moL1988%

100r--------------------------------------------------1

轉(zhuǎn)

①②③化

(3)CBDF率

%

溫度

++

（4）HS+4H2O2=SO4+4H2O+H-S+3H2O2=SOt+2H2O+2H

【解析】?

（1）實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO?,的反應(yīng)為

1

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO,(g)+2H,O(1)AH=-1l^kJ-moP,由于該反應(yīng)AH<0、A5>0,

因此該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行。

(2)①根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)可以求出該溫度下2sO2(g)+C>2(g)W2s。3(4?的平衡常數(shù)為

_C2(SO)________(4.4xlO-2mol-V1)2

K331

216.7xl0mor-L.

C(SO2)C(O2)(6.0xl0^mol-L'Jx8.0xl0^mol.E

________4.4xl()—2mol-LT

x100%=88%；

②平衡時(shí)s。2的轉(zhuǎn)化率為,即黑京產(chǎn)°°%=6.0xlO-3mol-L-1+4.4x102mol-L1

(3)①A.在常壓下SO?催化氧化為SO3的反應(yīng)中，SO2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(shuō)法不正確；

B.進(jìn)入接觸室之前的氣流中含有會(huì)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(shuō)法不正確;

C.通入過(guò)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

2SO2(g)+O2(g)^2SO3(g)?向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此可以提高含硫礦石和SO?的轉(zhuǎn)化率；

D.S&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St2，反應(yīng)放出的熱量會(huì)使硫酸形成酸

霧從而影響5。3被水吸收導(dǎo)致S&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5。3，

D說(shuō)法不正確。

綜上所述，相關(guān)說(shuō)法正確的是C；■

②反應(yīng)混合物在熱交換氣中與原料氣進(jìn)行熱交換，在熱交換過(guò)程中，反應(yīng)混合物不與催化劑接觸，化學(xué)反

應(yīng)速率大幅度減小，故雖然反應(yīng)混合物的溫度降低，SO?的轉(zhuǎn)化率基本不變，因此，圖2所示進(jìn)程中表

小熱交換過(guò)程的是43電、久一色、t>3-a4,因此選BDF；

③對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)2so2(g)+O2(g)=2sO3(g),該反應(yīng)的最適宜溫度為催化劑的催化活性最好時(shí)所對(duì)應(yīng)

的溫度，在該溫度下化學(xué)反應(yīng)速率最大，SO?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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響超過(guò)了溫度升高對(duì)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，SO??的轉(zhuǎn)化率也逐漸減小；由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，SO2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(shí)間較少，在實(shí)際的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)反應(yīng)還沒(méi)有達(dá)到化學(xué)

平衡狀態(tài)，故在相應(yīng)溫度下SO2的轉(zhuǎn)化率低于其平衡轉(zhuǎn)化率。因此，反應(yīng)2so2能)+。2能)02503他)的

轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線I)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線H)的關(guān)系曲線示意圖可表示如下:

(4)由pH-時(shí)間振蕩曲線可知，在Na?S-H2sO4-H2O2溶液體系中，溶液的pH呈先增大后減小的周期性

變化，同時(shí)觀察到體系由澄清一渾濁一澄清的周期性變化，硫化鈉與硫酸反應(yīng)生成HS1S2-+H+=HS-,

+

HS-+4H2O=SO^+4H2O+H,該過(guò)程溶液的pH基本不變，溶液保持澄清；溶液變渾濁時(shí)HS.

被H?C>2氧化為S、即發(fā)生HS-+H2O2+H+=SJ+2H2。，該過(guò)程溶液的pH增大；溶液又變澄清時(shí)S又

被HQ2氧化為SOj,發(fā)生S+3H+2H2O+2H+,該過(guò)程溶液的pH在減小。因此可以推測(cè)該

過(guò)程中每一個(gè)周期內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中依次發(fā)生了如下離子反應(yīng)：S2+H+=HS-、

++

HS+4H2O2=SO^+4H2O+H\HS-+H2O2+H=S^+2H2O、S+3H2O2=SOj+2H2O+2H。

4.(2020?山東高考真題)探究CH30H合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH30H的產(chǎn)率。以CCh、

H2為原料合成CH30H涉及的主要反應(yīng)如下：

I.CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)AH1=—49.5kJ.moL

II.CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)AH2=-90.4kJ-mor'

HI.CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)-AH3

回答下列問(wèn)題：

1

(1)AH3=kJ-moro

(2)一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí),

容器中CH30H(g)為amol,CO為bmol,此時(shí)H2()(g)的濃度為mol-L」(用含a、b、V的代

數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)III的平衡常數(shù)為

(3)不同壓強(qiáng)下，按照n(CO2)：n(H2尸1：3投料，實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH30H的平衡產(chǎn)率隨溫

度的變化關(guān)系如下圖所示。,

〃(co,)F柏一〃(co2)近隔

已知：C02的平衡轉(zhuǎn)化率=——?！浮?X100%.

〃(也)初始

77(CH3OH)

CHOH的平衡產(chǎn)率=-、+.X100%-

3〃(C5)初始

其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖(填“甲”或"乙”)；壓強(qiáng)Pl、P2、P3由大到小的順序?yàn)?/p>

；圖乙中T1溫度時(shí)，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是

(4)為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH30H的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為(填標(biāo)號(hào))。,

A.低溫、高壓B.高溫、低壓C.低溫、低壓D.高溫、高壓，

a+bb(a+b)

【答案】(1)+40.9(2)---二；不(3)乙pi、p2、3Ti時(shí)以反應(yīng)III為主，反應(yīng)III

V(l-a-b)(3-3a-b)P

前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響(4)A

【解析】■

(1).根據(jù)反應(yīng)1-11=111,則3V△Hi-A%-49.5kJ-molT-(-90.4kJ-moH)=+40.9kJ-mol'h■

(2).假設(shè)反應(yīng)II中，CO反應(yīng)了xmol,則II生成的CH30H為xmol,I生成的CH30H為(a-x)mol,III生

,用旭后CO(g)+3H(g)-CHOH(g)+HO(g)

成CO為(b+x)mol,根據(jù)反應(yīng)I：2232,反應(yīng)II：

a-x3(a-x)a-xa-x

8?+2H式g)UCHQH(g),反應(yīng)皿：82?+4@=8@+凡?？?所以平衡時(shí)水的物質(zhì)

x2xxb+xb+xb+xb+x

的量為(a-x)mol+(b+x)mol=(a+b)mob濃度為:?=匯也mol工”;平衡時(shí)CO?的物質(zhì)的量為

VLV

1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol,H2的物質(zhì)的量為3mo1-3(a-x)mol-2x-(b+x)mo1=(3-3a-b)mol,CO的

物質(zhì)的量為bmol,水的物質(zhì)的量為(a+b)moL則反應(yīng)HI的平衡常數(shù)為：

_b_X/_a+b

VV_bx(a+b)

1-a-b3-3a-b(l-a-b)x(3-3a-b)

x

VV

(3).反應(yīng)I和II為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則CH30H的平衡產(chǎn)率減少，所以圖甲表示CH30H

的平衡產(chǎn)率，圖乙中，開(kāi)始升高溫度，由于反應(yīng)I和n為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，C02

的平衡轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)HI為吸熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)ni向正反應(yīng)方向移動(dòng)，升高一定溫度后以反

應(yīng)ni為主，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率又升高，所以圖乙表示CO2的平衡轉(zhuǎn)化率；壓強(qiáng)增大，反應(yīng)I和n是氣

體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)I和II平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)III氣體體積不變化，平衡不移動(dòng)，故壓強(qiáng)增大CH30H

的平衡產(chǎn)率增大，根據(jù)圖所以壓強(qiáng)關(guān)系為：pi>p2>P3；溫度升高，反應(yīng)I和II平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)ni

向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以Ti溫度時(shí)，三條曲線交與一點(diǎn)的原因?yàn)椋篢i時(shí)以反應(yīng)ni為主，反應(yīng)ni前后

分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響；?

(4).根據(jù)圖示可知，溫度越低，C02的平衡轉(zhuǎn)化率越大，CH30H的平衡產(chǎn)率越大，壓強(qiáng)越大，CO2的平衡

轉(zhuǎn)化率越大，CH30H的平衡產(chǎn)率越大，所以選擇低溫和高壓，答案選A。?

5.(2020?全國(guó)高考真題)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比"(C2H4)"(H2。尸o當(dāng)反應(yīng)達(dá)

到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則"(C2H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。,

(2)理論計(jì)算表明，原料初始組成“(C02)：〃32)=1：3,在體系壓強(qiáng)為O.IMPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組

分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度7的變化如圖所示。

圖中，表示C2H4、C02變化的曲線分別是、=C02催化加氫合成C2H4反應(yīng)的AH0(填“大

于”或“小于”)。?

(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)&=(MPa)-3(列出計(jì)算式。以分

壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。-

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳燒。一定溫度和壓

強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)

4

g0.39

【答案】(1)1：4變大(2)dc小于(3)--------r或--------晨—等(4)選擇合

40-0393o.S^xC0^39)20-1

3

適催化劑等

【解析】?

(1)CO2催化加氫生成乙烯和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為2co2+6H2UCH2=CH2+4H2O,因此，該

反應(yīng)中產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比”(C2H4)：〃(H2O)=1：4O由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)

到平衡狀態(tài)時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，"(C2H4)變大…

(2)由題中信息可知，兩反應(yīng)物的初始投料之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；由圖中曲線的起點(diǎn)坐標(biāo)可知，c和

a所表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:3、d和b表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:4,則結(jié)合化學(xué)

計(jì)量數(shù)之比可以判斷，表示乙烯變化的曲線是d,表示二氧化碳變化曲線的是c。由圖中曲線的變化趨

勢(shì)可知，升高溫度，乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),

AH小于Oo

（3）原料初始組成〃（C02）：〃（H2）=1：3,在體系壓強(qiáng)為O.IMpa建立平衡。由A點(diǎn)坐標(biāo)可知，該溫度下，

039

氫氣和水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為0.39,則乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為水的四分之一，即一，二氧化碳的物

4

039

質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為氫氣的三分之一，即二一,，因此，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)

3

0.394X—

K_4*191

（4）工業(yè)上通常通過(guò)選擇合適的催化劑，以加快化學(xué)反應(yīng)速率，同時(shí)還可以提高目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性，減少

副反應(yīng)的發(fā)生。因此，一定溫度和壓強(qiáng)下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，應(yīng)當(dāng)選擇合適的催化

劑。?

6.（2020?全國(guó)高考真題）硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化

氧化：S02（g）+；O2（g）機(jī)催化劑>S03（g）AH=-98kJ.moL。回答下列問(wèn)題：

（1）機(jī)催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2C）5（S）與S02（g）反應(yīng)生成V0S04（S）和丫2。心）的熱化學(xué)方程

式為：______

（2）當(dāng)S02（g）、O2?和N2（g）起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和

5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的a=,

判斷的依據(jù)是o影響a的因素有

（3）將組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）為2m%SO2（g）、m%O2（g）和q%N2（g）的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條

件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3壓強(qiáng)為,平衡常數(shù)Kp=（以

分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。?

（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k（4-l）08（l-na'）o式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度

a

t升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，a為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在棺=0.90時(shí)，將一系列溫度下

的k、a值代入上述速率方程，得到v?t曲線，如圖所示。

曲線上V最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該“下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí)，V逐漸提高；t>tm后，V逐漸下降。原

因是…

【答案】（1）2V2O5（s）+2SO2（g）U2VOSO4（s）+V2O4（s）AH=-351kJ-mol-1（2）0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)

減少，增大壓強(qiáng)，a提高。所以，該反應(yīng)在550℃、壓強(qiáng)為5.0MPa>2.5MPa=a的，所以？i=5.0MPa反

a

2map

應(yīng)物(N2和02)的起始濃度(組成)、溫度、壓強(qiáng)(3)I05（4）升

100-ma（1-a）15mp

10Q-ma

高溫度，左增大使v逐漸提高，但a降低使v逐漸下降。當(dāng)k增大對(duì)v的提高大于a引起的降低;

當(dāng)簡(jiǎn)，左增大對(duì)v的提高小于a引起的降低

【解析】

(1)由題中信息可知：?

①SO2（g）+gO2（g）US03（g）\H=-98kJmoE

1

②V2O4（s）+SO3（g）^V2O5（s）+S02（g）AZ/2=^kJmol-

③V2O4（s）+2s03（g）U2Vos04（s）AHi=-399kJmol1

根據(jù)蓋斯定律可知，③-②/2得2V2O5(S)+2s02(g)U2VOSO4(S)+V2O心)，則

11x1

AHI-2AH2=(-399kJmol)-(-24kJ-mol)2=-SSlkJ-mol,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2V2O5⑸+

1

2so2(g)U2VOSO4(S)+V2O4(S)NH=-351kJ-mol-；-

(2)S02(g)+—O2(g)^SO3(g),該反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)可以使化學(xué)平衡向

正反應(yīng)方向移動(dòng)。因此，在相同溫度下，壓強(qiáng)越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以，該反應(yīng)在550℃、

壓強(qiáng)為5.0MPa條件下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率一定高于相同溫度下、壓強(qiáng)為2.5MPa的，因止匕，p=5.0MPa,

由圖中數(shù)據(jù)可知，a=0.975。影響a的因素就是影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素，主要有反應(yīng)物(沖和。2)的

濃度、溫度、壓強(qiáng)等。

(3)假設(shè)原氣體的物質(zhì)的量為100mo1,則SO2、。2和N2的物質(zhì)的量分別為2mmol、mmol和qmoL

2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為a,則有下列關(guān)系：?

平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為n(總)=2m(l-a)+m(l-a)+2mamol+qmol,貝ljSO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

n(SO)2mcrmol.....2ma.._.

,.3x1°%=-—―rzr—~-x1004=——xlOO/no/該反應(yīng)在

n(總)2m—+—+2mamol+qmol100-mcr0

恒壓容器中進(jìn)行，因此，SO3的分壓p(SO3)=2nl叼,〃(SO2)=2m(l-a)J雙(工尸,

100-ma100-ma100-ma

在該條件下，SO2(g)+1o2(g)^2SO3(g)的

2map

.(SO?)=________100-ma__________________%________

，(SO2)xp°，(Q)2m(l-tz)p.mp『0

100-m(z、100一ma,1100-ma)

(4)由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高后a降低。由題中信息可知，v=k-〃a),升高溫度,

發(fā)增大使V逐漸提高，但a降低使V逐漸下降。當(dāng)k增大對(duì)V的提高大于a引起的降低；當(dāng)Afm,

先增大對(duì)v的提高小于a引起的降低。

7.(2020?浙江高考真題)研究N(X之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。

(1)已知：N2O4(g)2NO2(g)AH>0將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為T(mén)io

①下列可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)是

A.氣體的壓強(qiáng)不變B.VI(N2O4)=2VS(NO2)C.K不變D.容器內(nèi)氣體的密

度不變E.容器內(nèi)顏色不變?

②ti時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p,N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,則反應(yīng)N2O4(g)

U2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=(對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)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(qiáng)，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的

物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

③反應(yīng)溫度T1時(shí)，C(N2O4)隨t(時(shí)間)變化曲線如圖，畫(huà)出0?t2時(shí)段，C(NO2)隨t變化曲線。保持其它條

件不變，改變反應(yīng)溫度為T(mén)2(T2>T1),再次畫(huà)出0?t2時(shí)段，C(N02)隨t變化趨勢(shì)的曲線O

(2)NO氧化反應(yīng)：2NO(g)+O2(g尸2NC)2(g)分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖如圖。

I2NO(g)=N2O2(g)AHi

IIN2O2(g)+O2(g)^2NO2(g)AH2

①?zèng)Q定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是(填“I”或“II")。?

②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和02氣體，保持其它條件不變，控制反應(yīng)溫度分別為T(mén)3和

T4(T4>T3),測(cè)得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線如圖。轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度(填叮/或"TL)

下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，試結(jié)合反應(yīng)過(guò)程能量圖分析其原因。?

GO

T0.1

O

EQo8

&O6

③0.

【答案】(1)①AEo4(2)①n②T4AH1<O,溫

o2

O1

hh

度升局，反應(yīng)I平衡逆移，C(N2O2)減小，濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)II速率的影響

【解析】?

(1)①A、該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，氣體的壓強(qiáng)不變說(shuō)明各物質(zhì)濃度保持不變，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)

平衡狀態(tài)，故正確；

B、V正(N2O4)=2v逆(NO2)說(shuō)明正逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；?

C、溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)K不變，則K不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；?

D、由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，恒容容器的體積不變，則密度始終不變，則密度不變不

能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；?

E、容器內(nèi)顏色不變說(shuō)明各物質(zhì)濃度保持不變，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故正確；?

AE正確，故答案為：AE；-

②設(shè)起始N2O4的物質(zhì)的量為Imol,由題給數(shù)據(jù)建立如下三段式：

由三段式數(shù)據(jù)可知N2O4的平衡分壓為"㈣xp=?，NO2的平衡分壓為:$“血沖=生,則平衡常數(shù)

U5mol7U5mol7

(%

一—膽，故36p

￡77

7

③由圖可知，ti時(shí)反應(yīng)消耗N2O4的濃度為(0.04—0.01)mol/L,由方程式可得反應(yīng)生成NO2的濃度為0.03

mol/Lx2=0.06mol/L；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)，NCh的濃度增大，貝！I0?

t2時(shí)段，NC>2的濃度C(N02)隨t變化趨勢(shì)的曲線為故答案為:

0hb

(2)①由圖可知，反應(yīng)I的活化能小于反應(yīng)II的活化能，活化能越大，反應(yīng)速率越慢，則化學(xué)反應(yīng)速率反

應(yīng)I快于反應(yīng)II，化學(xué)反應(yīng)取決于反應(yīng)速率較慢的一步，則決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是反應(yīng)II,

故答案為：II；?

②由圖可知，轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度T4下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，原因是反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，溫度升高，反

應(yīng)I平衡逆移，c(N2O2)減小，濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)n速率的影響，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化相同量的NO,

在溫度較高的T4下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，故答案為：T*反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)I平衡逆移,

C(N2O2)減小，濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)H速率的影響；,

8.(2019?全國(guó)高考真題)水煤氣變換［CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)］是重要的化工過(guò)程，主要用于合成氨、

制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)Shibata曾做過(guò)下列實(shí)驗(yàn)：①使純H2緩慢地通過(guò)處于721℃下的過(guò)量氧化鉆CoO(s),氧化鉆部分被還

原為金屬鉆(Co),平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250。

②在同一溫度下用CO還原CoO(s),平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192o

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是COH2(填“大于”或“小于”)。,

(2)721℃時(shí)，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)，則平衡

時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(填標(biāo)號(hào))。?

A.<0.25B.0.25C.0.25~0.50D.0.50E.>0.50

(4)Shoichi研究了467℃、489℃時(shí)水煤氣變換中CO和H2分壓隨時(shí)間變化關(guān)系(如下圖所示)，催化劑

為氧化鐵，實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體系中的PH2O和Pco相等、尸82和尸H2相等。"

計(jì)算曲線a的反應(yīng)在30-90min內(nèi)的平均速率；(a)=kPamin'o467℃時(shí)尸H2和尸co隨時(shí)間變化

關(guān)系的曲線分別是、。489℃時(shí)PH2和尸co隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是

、O

【答案】(1)大于(2)C(4)0,0047bead

【解析】?

(1)也還原氧化鉆的方程式為：H2(g)+CoO(s)=00(8)+H2O(g)；CO還原氧化鉆的方程式為：CO(g)+

n(H2)

CoO(s)：Co(s)+CO2(g),平衡時(shí)H2還原體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(高于CO

n(H2)+n(H2O)

n(CO)

還原體系中co的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),故還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO大于H2；

n(CO)+n(CO2)

(2)721℃時(shí)，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，可設(shè)其物質(zhì)的量為Imol,則?

n(HJxmolx

則平衡時(shí)體系中Hz的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=昔2=[。一x)+(l-x)+x+x]m°l=5'因該反應(yīng)為可逆反應(yīng)'故x<L

可假設(shè)二者的還原傾向相等，則x=0.5,由(1)可知CO的還原傾向大于H2,所以CO更易轉(zhuǎn)化為H2,

故x>0.5,由此可判斷最終平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0.25?0.50,故答案為C；

(4)由圖可知，30-90min內(nèi)a曲線對(duì)應(yīng)物質(zhì)的分壓變化量Ap=()kPa=0.28kPa,故曲線a的反應(yīng)在30?90

min內(nèi)的平均速率G(a尸絲絲曳=0.0047kPaminl由(2)中分析得出H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于

60min

0.25-0.5,CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0-0.25,即H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將圖分成兩部分:

由此可知，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆

向移動(dòng)，CO分壓增加，比分壓降低，故467℃時(shí)尸H2和尸co隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是b、c；489℃

時(shí)PH2和Pco隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是a、do-

9.(2016?上海高考真題)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重

點(diǎn)。，

完成下列填空：,

(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：

CO(g)+4H(g)-」包一KCH4(g)+2HO(g)

2252

已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增加。?

若溫度從300℃升至400℃,重新達(dá)到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”、“減小”或“不

變，，).

V正V逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率a

(2)相同溫度時(shí)，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表:

1-111

[CO2]/molL[H2]/molL[CH^/mol-L-^OJ/mol-L

平衡Iabcd

平衡nmnXy

a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為。-

（3）碳酸：H2co3,K“=4.3xl0-7,Ki2=5.6xl0-n

草酸：H2c2O4,Kn=5.9xl0-2,Ki2=6.4xl0-5

0.1mol/LNa2cCh溶液的pH0.1mol/LNa2c2O4溶液的pH。（選填“大于”、“小于”或“等于"）■

等濃度的草酸溶液和碳酸溶液中，氫離子濃度較大的是。?

若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是。（選填編

號(hào)）?

a.[H+]>[HC2O4-]>[HCOr]>[CO32-]

22

B.[HCO3]>[HC2O4]>[C2O4]>[CO3]

c.[H+]>[HC2O4]>[C2O42]>[CO32]

D.[H2CO3]>[HCO3]>[HC2O4]>[CO32]

+

（4）人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡：H+HCOv-——H2CO3,當(dāng)有少量酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入血

液中時(shí)，血液的pH變化不大，用平衡移動(dòng)原理解釋上述現(xiàn)象。

【答案】（1）-

平衡常數(shù)

v正V逆轉(zhuǎn)化率a

K

增大增大減小減小

cd~_xy2

(2)

ab14mn4

（3）大于；草酸；ac-

（4）當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向右移動(dòng)，使H+濃度變化較小，血液的pH基本不變；當(dāng)少量堿性

物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向左移動(dòng)，使H+濃度變化較小，血液的pH基本不變。（合理即給分）?

【解析】-

（1）H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加，這說(shuō)明升高溫度平衡逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升

高溫度正逆反應(yīng)速率均增大，平衡逆反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。

cd"xv2

(2)相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為不=一%

abmn

(3