2022屆新高考化學二輪復習非選擇題題型分類練題型三　化學原理題

題型三化學原理題（A組）1．為更有效處理工業(yè)廢氣中的CO、NOx、SO2等，減少大氣污染，科學家不斷對相關反應進行研究?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知4CO（g）＋2NO2（g）?4CO2（g）＋N2（g）ΔH。①該反應在低溫下能自發(fā)進行，則ΔH（填“>”“<”或“＝”）0。②對于該反應，改變某一反應條件（溫度T1>T2），下列圖像不正確的是（填序號）。③一定溫度下，在體積為3L的恒壓密閉容器中，充入4molCO和2molNO2，發(fā)生上述反應，經(jīng)過—段時間后達到平衡狀態(tài)，測得CO的轉化率為50%，則該反應的平衡常數(shù)為。（2）柴油車尾氣中的碳煙（C）和NOx可通過某含鈷催化劑催化消除。不同溫度下，將模擬尾氣（成分如表所示）以相同的流速通過該催化劑，測得所有產(chǎn)物eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2、N2、N2O))與NO的相關數(shù)據(jù)如圖所示。模擬尾氣氣體碳煙NOO2He物質(zhì)的量/mol0.0250.59.475a①375℃時，測得排出的氣體中含0.45molO2和0.0525molCO2，則Y的化學式為。②實驗過程中采用NO模擬NOx，而不采用NO2的原因是。（3）煙氣中的SO2是主要的大氣污染物，某研究小組對SO2的性質(zhì)進行研究，并脫除煙氣中的SO2。①標準狀況下，把SO2通入11.2mL水中制得飽和溶液，測得溶液pH＝0.74。已知：標準狀況下SO2在水中的溶解度按體積比為1∶67.2[即Veq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))∶Veq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO2))＝1∶67.2]。已知飽和溶液中的SO2有eq\f(2,3)與水反應生成H2SO3，寫出H2SO3的第一步電離方程式，H2SO3的第一步電離平衡常數(shù)Ka1＝（已知lg1.8≈0.26，忽略第二步電離和溶液體積的變化，結果用科學計數(shù)法表示，保留2位有效數(shù)字）。②ClO2及NaClO2均是性能優(yōu)良的脫硫劑，ClO2在酸性條件下穩(wěn)定，在NaOH溶液中可歧化為NaClO3和NaClO2。用ClO2進行單獨脫除SO2實驗時，測得SO2的脫除率隨溶液pH的變化如圖所示。在溶液pH<7時，隨著pH的增大，ClO2的穩(wěn)定性降低，氧化性減弱，SO2的脫除率降低；在溶液pH大于7.8時，隨著pH的增大，SO2脫除率又開始升高，原因是。2．CH4—CO2催化重整對溫室氣體的減排具有重要意義，其反應為：CH4（g）＋CO2（g）?2CO（g）＋2H2（g）?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知相關物質(zhì)的燃燒熱（25℃、101kPa）：物質(zhì)CH4（g）CO（g）H2（g）燃燒熱（ΔH/kJ·mol－1）－890.3－283.0－285.8則CH4—CO2催化重整反應的ΔH＝kJ·mol－1。（2）將原料按初始組成n（CH4）∶n（CO2）＝1∶1充入密閉容器中，保持體系壓強為100kPa發(fā)生反應，達到平衡時CO2體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。①T1℃、100kPa下，n（平衡時氣體）∶n（初始氣體）＝；該溫度下，此反應的平衡常數(shù)Kp＝（kPa）2（以分壓表示，列出計算式）。②若A、B、C三點表示不同溫度和壓強下已達平衡時CO2的體積分數(shù)，點對應的平衡常數(shù)最小，理由是；點對應壓強最大，理由是。（3）900℃下，將CH4和CO2的混合氣體（投料比1∶1）按一定流速通過盛有炭催化劑的反應器，測得CH4的轉化率受炭催化劑顆粒大小的影響如圖所示。（注：目數(shù)越大，表示炭催化劑顆粒越?。┯蓤D可知，75min后CH4轉化率與炭催化劑目數(shù)的關系為，原因是。3．研究固硫技術對環(huán)境的改善有重大意義。（1）固硫過程中涉及的部分反應如下：①2CaO（s）＋2SO2（g）＋O2（g）?2CaSO4（s）ΔH1＝－1003.84kJ·mol－1，②CaSO4（s）＋CO（g）?CO2（g）＋CaO（s）＋SO2（g）ΔH2＝＋218.92kJ·mol－1，③O2（g）＋2CO（g）?2CO2（g），則ΔH＝kJ·mol－1。（2）不同溫度條件下，反應①中neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO2))∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(O2))的物質(zhì)的量之比分別為4∶1、3∶1、1∶2時，得到SO2脫除率曲線如圖甲所示：①曲線c對應SO2與O2的物質(zhì)的量之比是。②曲線a中SO2的起始濃度為6×10－4mg·m－3，從A點到B點經(jīng)過0.8s，該時間段內(nèi)SO2的脫除速率為mg·m－3·s－1。（3）在容積為2L的密閉容器內(nèi)充入2molCO發(fā)生反應②。①在一定溫度壓強下開始反應，用壓力計監(jiān)測容積固定的容器內(nèi)壓強的變化如下：反應時間/min051015202530壓強/MPa12.613.6814.5515.2215.615.7515.75根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算該溫度下壓強平衡常數(shù)K＝（計算結果帶單位，用平衡分壓代替平衡濃度計算。分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。②若保持平衡體系壓強不變，再充入neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝5∶4的混合氣體，平衡（填“正向”“逆向”或“不”）移動。（4）某實驗小組提出太陽能工藝固硫如圖乙所示。若“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應中，neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(FeO))∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO2))＝6∶1，則FexOy的化學式為，“熱分解系統(tǒng)”中分解1molFexOy，轉移電子的物質(zhì)的量為。（5）圖丙為二氧化硫尾氣固硫電池，負極的電極反應式是。4．消除氮氧化物對環(huán)境保護有著重要的意義?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.在M＋的催化作用下，N2O與乙烯可發(fā)生氧化還原反應，該體系的循環(huán)圖示如圖1。（1）已知N2O（g）＋M＋（s）=N2（g）＋MO＋（s）ΔH1＝＋678kJ·mol－1MO＋（s）＋C2H4（g）=C2H4O（g）＋M＋（s）ΔH2＝－283kJ·mol－1在M＋的作用下，以N2O為氧化劑氧化乙烯生成乙醛的熱化學方程式為。（2）若物質(zhì)與氧原子的結合力用OA表示，氧原子與N2生成N2O的結合力OAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))＝167.4kJ·mol－1，氧原子與乙烯生成乙醛的結合力OAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2H4))＝473kJ·mol－1，則可作該反應催化劑的M＋與氧原子的結合力OAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋))應滿足。Ⅱ.利用NH3的還原性消除NO的主要反應為4NH3（g）＋6NO（g）?5N2（g）＋6H2O（g）ΔH＜0。（3）某研究小組將2molNH3和3molNO充入2L密閉容器中，在有氧和無氧條件下，在Ag2O催化劑表面發(fā)生上述反應，NO的轉化率隨溫度變化的情況如圖2所示。①在5min內(nèi)，溫度從420K升高到580K，此時間段內(nèi)NO的平均反應速率v（NO）＝。②在有氧條件下，580K之后NO生成N2的轉化率降低的原因可能是。Ⅲ.利用反應2NO（g）＋2CO（g）?N2（g）＋2CO2（g），可實現(xiàn)汽車尾氣的無害化處理。（4）一定條件下進行該反應，測得CO的平衡轉化率與溫度、起始投料比meq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(m＝\f(n（NO）,n（CO）)))的關系如圖3所示。該反應的ΔH（填“>”“<”或“＝”）0。隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉化率趨于相近的原因為。（5）該反應的正、逆反應速率可表示為v正＝k正·c2（NO）·c2（CO），v逆＝k逆·ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·c2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))，k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)，僅與溫度有關。一定溫度下，在體積為1L的容器中加入2molNO和2molCO發(fā)生上述反應，測得CO和CO2物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖4所示，則a點時，v正∶v逆＝。（B組）1．合成氨對人類生存具有重大意義，反應為：N2（g）＋3H2（g）?2NH3（g）ΔH＝－92.4kJ·mol－1。（1）我國科學家在合成氨反應機理研究中取得新進展，首次報道了LiH-3d過渡金屬這一復合催化劑體系，并提出了“氮轉移”催化機理。①3LiH（s）＋N2（g）=Li2NH（s）＋LiNH2（s）ΔH1＝＋32.8kJ·mol－1②Li2NH（s）＋2H2（g）=2LiH（s）＋NH3（g）ΔH2＝－78kJ·mol－1③LiNH2（g）＋H2（g）=LiH（s）＋NH3（g）ΔH3則ΔH3＝。（2）目前工業(yè)上合成氨反應通常使用鐵觸媒作催化劑，反應歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。整個歷程中，反應速率最慢的反應的化學方程式為。（3）將10molN2和30molH2投入容積恒為10L的反應器中，控制不同溫度與壓強，得到平衡時N2的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。溫度T1、T2、T3的大小關系是，判斷依據(jù)為。根據(jù)M點數(shù)據(jù)求出該條件下的平衡常數(shù)Kp＝（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)，結果保留兩位有效數(shù)字）。（4）工業(yè)上，合成氨反應在高壓條件下進行，實際上Kp值不僅與溫度有關，還與壓力和氣體組成有關。一定條件下，合成氨反應接近平衡時，遵循如下方程：req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))＝k正·peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)),p2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3)))))eq\s\up12(1－a)－k逆·eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3)),p3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)))))eq\s\up12(1－a)。其中req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))為氨合成反應的凈速率，a為常數(shù)，與催化劑性質(zhì)及反應條件有關，該條件下，實驗測得a＝0.5，則反應達到平衡時，k正、k逆、Kp三者之間的關系式為。（5）在壓強為30MPa時，不同溫度下合成氨反應平衡體系中，混合氣體中NH3的體積分數(shù)如表所示。溫度/℃200300400500600NH3的體積分數(shù)/%89.971.047.026.413.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)，你認為合成氨工業(yè)最值得研究的方向是（回答出你認為最合適的一點）。2．硫化氫廣泛存在于燃氣及廢水中，熱分解或氧化硫化氫有利于環(huán)境保護并回收硫資源。回答下列問題：（1）1gH2S氣體完全燃燒生成液態(tài)水和SO2氣體，放出17.24kJ的熱量，寫出表示H2S的燃燒熱的熱化學方程式：。（2）利用H2S的熱分解反應可生產(chǎn)H2：2H2S（g）?S2（g）＋2H2（g）?，F(xiàn)將0.20molH2S通入到某恒壓（壓強p＝aMPa）密閉容器中，在不同溫度下測得H2S的平衡轉化率如圖1所示。已知：對于氣相反應，用某組分（B）的平衡分壓（pB）代替物質(zhì)的量濃度（cB）也可表示平衡常數(shù)（Kp）。（pB＝p總×B的物質(zhì)的量分數(shù)，p總為平衡時氣體總壓強）。溫度升高時，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量（填“增大”“減小”或“不變”）。溫度為T4℃時，該反應的平衡常數(shù)Kp＝（用含a的代數(shù)式表示）。（3）用氯氣除去廢水中H2S的反應為Cl2（aq）＋H2S（aq）?S（s）＋2HCl（aq），該反應的可能機理如下：a．Cl2→2Cl·慢Cl·＋H2S→HCl＋HS·快Cl·＋HS·→HCl＋S快b.Cl2→2Cl·快Cl·＋H2S→HCl＋HS·慢Cl·＋HS·→HCl＋S快c.Cl2＋H2S→Cl·＋HS·＋HCl慢Cl·＋HS·→HCl＋S快d.Cl2＋H2S→Cl·＋HS·＋HCl快Cl·＋HS·→HCl＋S慢①機理a的中間體為。②已知v正＝k·ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl2))·ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2S))，v正為正反應速率，k為速率常數(shù)，上述機理中與該速率方程一致的是（填字母）。（4）科學家設計出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結構如圖2所示。①a極的電極反應式為_______________________________________________________。②電池工作時，H＋經(jīng)質(zhì)子膜進入?yún)^(qū)（填“a極”或“b極”）。3．煤燃燒排放的煙氣中含有SO2和NOx等大氣污染物，工業(yè)上可用NaClO、NaClO2溶液作為吸收劑對煙氣進行脫硫、脫硝?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應：ⅰ.CaSO4（s）=Ca2＋（aq）＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))（aq）ΔH1ⅱ.SO2（g）＋2OH－（aq）=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))（aq）＋H2O（l）ΔH2ⅲ.ClO－（aq）＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))（aq）=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))（aq）＋Cl－（aq）ΔH3則反應SO2（g）＋Ca2＋（aq）＋ClO－（aq）＋2OH－（aq）=CaSO4（s）＋H2O（l）＋Cl－（aq）的ΔH＝。（2）在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣，SO2和NO的初始濃度分別為512mg·m－3和2043mg·m－3，反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表。脫硫、脫硝產(chǎn)物分析產(chǎn)物SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))Cl－ClO－濃度eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mg·L－1))80.350.559.000.77120.4955.69①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式：。為了提高NO的轉化率，可采取的措施有。②由實驗結果可知，脫硫反應速率（填“大于”或“小于”）脫硝反應速率。原因除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是。③寫出NaClO2溶液脫硫過程中氧化SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的主要離子反應的平衡常數(shù)K的表達式：。（3）在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中，SO2和NO的平衡分壓如下表所示。T/K290310330350370390pSO2/MPa5.17×10－502.76×10－473.69×10－441.05×10－425.60×10－395.13×10－37pNO/MPa3.32×10－341.97×10－322.17×10－304.01×10－281.13×10－274.67×10－25脫硫、脫硝反應需要在（填“較高溫度”或“較低溫度”）條件下進行，反應溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均（填“增大”“不變”或“減小”）。4．已知：①水體中氨氮（NH3、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))）過量會導致富營養(yǎng)化，國家標準要求經(jīng)處理過的氨氮廢水中氨氮標準限值范圍為0.02mg·L－1～150mg·L－1、pH控制在6～9；②HClO的氧化性比NaClO強；③NH3比NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))更易被氧化。某研究小組用NaClO氧化法處理氨氮廢水，進水pH對氨氮去除率和出水pH的影響如圖所示：（1）反應原理：ClO－可與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))反應生成N2等無污染物質(zhì)，反應的離子方程式為。（2）進水pH應控制在左右為宜；進水pH為1.25～2.75范圍內(nèi)，氨氮去除率隨進水pH升高迅速下降的原因是；進水pH為2.75～6.00范圍內(nèi)，氨氮去除率隨進水pH升高而上升的原因是。（3）運用上述原理，也可利用如圖所示的電解法去除廢水中的氨氮。a極為電源的極；d極反應式為。（4）已知H2SO3的Ka1＝1.3×10－2、Ka2＝6.2×10－8。常溫下，將SO2通入某氨水至溶液恰好呈中性，此時溶液eq\f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))))＝。（5）常溫下將0.1004mol碳酸氫銨粉末加入到1L0.1mol·L－1鹽酸中，充分反應后溶液pH恰好為7（此時溶液中幾乎不含碳元素，忽略溶液體積變化），則溶液中ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))))＝，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)為。題型三化學原理題(A組)1．答案：(1)①<②AB③1.375(2)①N2O②NO較穩(wěn)定，而NO2易化合成N2O4，通常情況下NO2氣體中有N2O4，不便進行定量測定(3)①H2SO3?HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋1.8×10－2②ClO2在堿性條件下可發(fā)生歧化反應生成ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))具有強氧化性，隨著pH的增大，生成的ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))增多，氧化性增強解析：(1)①該反應為氣體分子數(shù)減少的反應，則ΔS<0，低溫時反應能自發(fā)進行，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS<0，反應能自發(fā)進行，可知該反應的ΔH<0。②溫度T1>T2，降低溫度，正、逆反應速率均降低，故A錯誤；T1溫度高，反應速率較快，先達到化學平衡狀態(tài)，即先達到“拐點”，又該反應是放熱反應，升高溫度，平衡左移，故T1溫度下，反應達到平衡時NO2的轉化率較低，故B錯誤；該反應是放熱反應，也是氣體分子數(shù)減小的反應，其他條件一定時，升髙溫度，平衡向逆反應方向移動，二氧化碳的平衡體積分數(shù)減小，則相同壓強下，T1時二氧化碳的平衡體積分數(shù)小于T2時二氧化碳的平衡體積分數(shù)，其他條件一定時，增大壓強，平衡向正反應方向移動，二氧化碳的平衡體積分數(shù)增大，故C正確。③反應達到平衡時CO的轉化率為50%，列出三段式：4CO(g)＋2NO2(g)?4CO2(g)＋N2(g)起始量/mol4 200轉化量/mol2120.5平衡量/mol2120.5恒溫恒壓時，容器體積與氣體物質(zhì)的量成正比，則平衡時容器的體積為5.5×eq\f(3,6)L＝2.75L。該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(\f(0.5,2.75)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,2.75)))\s\up12(4),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,2.75)))\s\up12(4)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2.75)))\s\up12(2))＝1.375。(2)①模擬尾氣中NO的物質(zhì)的量為0.025mol，根據(jù)題圖分析375℃時參與反應生成X和Y的NO的物質(zhì)的量為0.025mol×(8%＋16%)＝0.006mol，模擬尾氣中O2的物質(zhì)的量為0.5mol，375℃時排出的氣體中含0.45molO2，說明375℃時參與反應的O2的物質(zhì)的量為0.05mol，結合375℃時排出的氣體中含有0.0525molCO2，根據(jù)氧原子守恒，可知N2O的物質(zhì)的量為0.05mol×2＋0.006mol－0.0525mol×2＝0.001mol，根據(jù)氮原子守恒可知氮氣的物質(zhì)的量為eq\f(0.006mol－0.001mol×2,2)＝0.002mol，所以X是N2，Y是N2O。②NO2易化合成N2O4，通常情況下NO2氣體中有N2O4，而NO較穩(wěn)定。(3)①H2SO3的第一步電離方程式為H2SO3(aq)?HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(aq)＋H＋(aq)；忽略H2SO3的第二步電離和溶液體積的變化，根據(jù)題給信息可計算出SO2飽和溶液中ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H＋))＝0.18mol·L－1，SO2與H2O反應生成的H2SO3的濃度為2mol·L－1，列出三段式：H2SO3(aq)?HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(aq)＋H＋(aq)起始濃度/(mol·L－1)200轉化濃度/(mol·L－1)0.180.180.18平衡濃度/(mol·L－1)1.820.180.18Ka1＝eq\f(0.18×0.18,1.82)≈1.8×10－2。②ClO2在堿性條件下可發(fā)生歧化反應生成ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，在溶液pH大于7.8時，隨pH的增大，生成的ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))增多，氧化性增強，SO2的脫除率升高。2．答案：(1)＋247.3(2)①5∶4eq\f(202×202,30×30)②A該反應為吸熱反應，溫度越低，平衡常數(shù)越小CC點CO2的體積分數(shù)大于相同溫度下100kPa平衡時的CO2的體積分數(shù)，則壓強大于100kPa，A、B點CO2的體積分數(shù)小于相同溫度下100kPa平衡時的CO2的體積分數(shù)，則壓強小于100kPa(3)目數(shù)越大，CH4轉化率越大催化劑的目數(shù)越大，顆粒越小，表面積越大，原料氣與催化劑的接觸更加充分解析：(1)根據(jù)各物質(zhì)的燃燒熱可得：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1；②CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1；③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律①－2×(②＋③)可得CH4－CO2催化重整反應的ΔH＝－890.3kJ·mol－1－2×(－283.0kJ·mol－1－285.8kJ·mol－1)＝＋247.3kJ·mol－1；(2)①初始組成n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1，不妨設n(CH4)＝n(CO2)＝1mol，設T1℃、100kPa下，平衡時甲烷轉化的物質(zhì)的量n(CH4)＝xmol，列三段式有CH4(g)＋CO2(g)?2CO(g)＋2H2(g)起始1100轉化xx2x2x平衡1－x1－x2x2x據(jù)圖可知平衡時CO2的體積分數(shù)為30%，所以有eq\f(1－x,1－x＋1－x＋2x＋2x)＝30%，解得x＝0.25mol，所以平衡時氣體總物質(zhì)的量為2mol＋0.25mol×2＝2.5mol，n(平衡時氣體)∶n(初始氣體)＝2.5mol∶2mol＝5∶4；平衡時p(CH4)＝p(CO2)＝100kPa×eq\f(0.75mol,2.5mol)＝30kPa，p(CO)＝p(H2)＝100kPa×eq\f(0.5mol,2.5mol)＝20kPa，所以Kp＝eq\f(202×202,30×30)(kPa)2；②該反應焓變大于0為吸熱反應，溫度越低，平衡常數(shù)越小，所以A點對應的平衡常數(shù)最?。辉摲磻獮闅怏w系數(shù)之和增大的反應，相同溫度下，增大壓強平衡逆向移動，CO2的體積分數(shù)增大，A、B兩點CO2的體積分數(shù)均小于相同溫度下壓強為100kPa平衡時CO2的體積分數(shù)，說明壓強小于100kPa，而C點大于100kPa平衡時CO2的體積分數(shù)，說明壓強大于100kPa，所以C點壓強最大；(3)據(jù)圖可知，75min后催化劑目數(shù)越大，CH4轉化率越大，因為催化劑目數(shù)越大，顆粒越小，表面積越大，原料氣與催化劑的接觸更加充分，反應更完全。3．答案：(1)－566(2)①4∶1②1.5×10－4(3)①1.05MPa②逆向(4)Fe3O42mol(5)SO2－2e－＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))解析：(1)由蓋斯定律可知，①＋②×2＝③，則ΔH＝(－1003.84kJ·mol－1)＋(＋218.92kJ·mol－1)×2＝－566kJ·mol－1。(2)①由化學平衡移動原理可知，相同溫度時，neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO2))∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(O2))的值越大，SO2脫除率越小，由圖可知，溫度相同時，曲線c的SO2脫除率最小，則曲線c對應的物質(zhì)的量之比是4∶1。②曲線a中SO2的起始濃度為6×10－4mg·m－3，從A點到B點經(jīng)過0.8s，該時間段內(nèi)SO2的脫除速率為eq\f(6×10－4mg·m－3×（0.75－0.55）,0.8s)＝1.5×10－4mg·m－3·s－1。(3)①由圖可知，反應起始壓強為12.6MPa，25min達到平衡時，平衡壓強為15.75MPa，設平衡時二氧化碳的物質(zhì)的量為x，由題意建立三段式如下：CaSO4(s)＋CO(g)?CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)起(mol)200轉(mol)xxx平(mol)2－xxx由p1∶p2＝n1∶n2可得，12.6∶15.75＝2∶(2＋x)，解得x＝0.5mol，平衡時CO、CO2、SO2的平衡分壓分別為eq\f(3,5)×15.75、eq\f(1,5)×15.75、eq\f(1,5)×15.75，則該溫度下壓強平衡常數(shù)Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)×15.75))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)×15.75)),\f(3,5)×15.75)MPa＝1.05MPa。②原平衡體系中n(CO)∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝3∶1，恒壓條件下，向原平衡體系中再充入n(CO)∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝5∶4的混合氣體，相當于在原平衡的基礎上再通入CO2，所以平衡逆向移動。(4)“重整系統(tǒng)”中FeO和SO2反應生成FexOy和S，若n(FeO)∶neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO2))＝6∶1，由得失電子數(shù)目守恒可知FexOy為Fe3O4；“熱分解系統(tǒng)”中Fe3O4分解生成FeO和O2，根據(jù)Fe3O4→3FeO可知，分解1molFe3O4，轉移電子的物質(zhì)的量為2mol。(5)由圖可知，固硫電池通入二氧化硫和水的一極為負極，二氧化硫在負極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為SO2－2e－＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。4．答案：(1)N2O(g)＋C2H4(g)=N2(g)＋C2H4O(g)ΔH＝＋395kJ·mol－1(2)167.4kJ·mol－1<OAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋))<473kJ·mol－1(3)①0.171mol·L－1·min－1②該反應為放熱反應，580K達到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(合理答案均可)(4)<溫度較高時，溫度的變化對平衡移動的影響大于濃度的變化對平衡移動的影響(5)160解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，將兩個已知的熱化學方程式相加，即得N2O氧化乙烯生成乙醛的熱化學方程式。(2)由催化劑的作用機理并結合圖1信息知，當氧原子與催化劑的結合力處于中間值時，此反應可以發(fā)生，即OAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋))>167.4kJ·mol－1時，N2O(g)與M＋(s)可反應，OAeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋))<473kJ·mol－1時，C2H4O(g)與M＋(s)不反應。(3)①NO的平均反應速率v(NO)＝eq\f(3mol×（0.59－0.02）,2L×5min)＝0.171mol·L－1·min－1。②在580K時反應可能達到平衡，因為反應為放熱反應，繼續(xù)升高溫度，平衡逆向移動，NO生成N2的轉化率降低；在較高溫度下催化劑活性降低，NO生成的轉化率也會降低；也有可能發(fā)生了副反應4NH3＋7O2=4NO2＋6H2O。(4)根據(jù)圖3可知，隨著溫度的升高，CO的平衡轉化率逐漸減小，說明該反應的ΔH<0。根據(jù)圖3可知，影響CO的平衡轉化率的因素有溫度、起始投料比m，溫度較高時，不同投料比下CO的平衡轉化率趨于相近，說明溫度的變化對平衡移動的影響占主要地位。(5)根據(jù)v正、v逆的表達式可知，反應的平衡常數(shù)Kc＝eq\f(k正,k逆)，又根據(jù)圖4可求Kc＝eq\f(1.62×0.8,0.42×0.42)L·mol－1＝80L·mol－1，則a點時，eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正·c2（NO）·c2（CO）,k逆·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2)))＝Kc×eq\f(c2（NO）·c2（CO）,c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2)))，由“三段式”可求得a點時，c(NO)＝c(CO)＝1mol·L－1，ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))＝0.5mol·L－1，ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝1mol·L－1，將各數(shù)據(jù)代入上述表達式中，可求eq\f(v正,v逆)＝80×eq\f(12×12,0.5×12)＝160。(B組)1．答案：(1)－47.2kJ·mol－1(2)Nad＋Had=NHad(3)T1>T2>T3該反應為放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，平衡時N2轉化率降低，由圖可知T1>T2>T30.0018(MPa)－2(4)k正＝k逆·Kp(5)尋找合適的催化劑解析：(1)根據(jù)蓋斯定律知①＋②＋③可得N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，據(jù)此可得ΔH3＝－47.2kJ·mol－1。(2)從圖中可以看出，活化能最大的一步反應是Nad＋Had=NHad，故該步反應速率最慢。(3)由于合成氨的反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向左移動，N2的轉化率降低，即圖中轉化率越低的曲線對應的溫度越高，故T1>T2>T3。T2溫度下，平衡壓強為32MPa時，根據(jù)題意列“三段式”如下：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)起始量10mol30mol0轉化量4mol12mol8mol平衡量6mol18mol8mol故平衡時氣體分壓分別為：pN2＝eq\f(6,32)×32MPa、pH2＝eq\f(18,32)×32MPa、pNH3＝eq\f(8,32)×32MPa，故Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,32)×32MPa))2,\f(6,32)×32MPa×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(18,32)×32MPa))3)＝0.0018(MPa)－2。(4)反應達到平衡時，氨合成反應的凈速率req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))＝0，若a＝0.5，則k正·peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)),p2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3)))))eq\s\up12(0.5)＝k逆·eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3)),p3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)))))eq\s\up12(0.5)。整理可得eq\f(k逆,k正)＝eq\f(p\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·p3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)),p2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3)))，由于Kp＝eq\f(p2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3)),p\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·p3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)))，所以eq\f(k正,k逆)＝Kp，k正＝k逆·Kp。(5)從表中數(shù)據(jù)可知溫度對平衡體系中混合氣體中NH3的體積分數(shù)影響顯著，降低溫度可以提高氨氣的體積分數(shù)，但是目前工業(yè)生產(chǎn)采用的溫度主要是考慮催化劑的活性，所以要想降低反應溫度而催化劑活性不降低，則應該尋找合適的催化劑。2．答案：(1)H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－586.16kJ·mol－1(2)減小eq\f(2a,27)(3)①Cl·、HS·②c(4)①2H2S－4e－=S2＋4H＋②b極解析：(1)1gH2S氣體完全燃燒，放出17.24kJ的熱量，則H2S的燃燒熱為17．24kJ·g－1×34g·mol－1＝586.16kJ·mol－1。(2)升高溫度，H2S的平衡轉化率增大，說明該反應是吸熱反應，溫度升高時，平衡正向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量增加，總質(zhì)量不變，平均摩爾質(zhì)量減小。由題圖1可知，溫度為T4℃時，H2S平衡轉化率為40%，可列三段式如下：2H2S(g)?S2(g)＋2H2(g)起始量/mol0.2000轉化量/mol0.080.040.08平衡量/mol0.120.040.08則該溫度下peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2S))＝eq\f(a,2)MPa，peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(S2))＝eq\f(a,6)MPa，peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2))＝eq\f(a,3)MPa，故平衡常數(shù)Kp＝eq\f(\f(a,6)MPa×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,3)MPa))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)MPa))\s\up12(2))＝eq\f(2a,27)MPa。(3)①機理a中Cl·、HS·先生成，后被反應掉，故機理a的中間體為Cl·、HS·。②慢反應決定化學反應速率，故上述機理中與該速率方程一致的是c。(4)①a極是負極，a極上H2S發(fā)生氧化反應生成S2，電極反應式為2H2S－4e－=S2＋4H＋。②b極是正極，正極發(fā)生的電極反應為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，H＋通過質(zhì)子膜進入正極(b極)區(qū)以補充消耗的H＋。3．答案：(1)ΔH2＋ΔH3－ΔH1(2)①4NO＋3ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋4OH－=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H2O＋3Cl－增大壓強(或增大NaClO2濃度)②大于NO溶解度較低(或脫硝反應活化能較高)③eq\f(c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl－)),c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)))))(3)較低溫度減小解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，可由ⅱ＋ⅲ－ⅰ得出待求的反應式，則ΔH＝ΔH2＋ΔH3－ΔH1。(2)①NaClO2溶液脫硝過程中主要生成NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和Cl－，主要反應的離子方程式是4NO＋3ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋4OH－=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H2O＋3Cl－。增大壓強或增大NaClO2濃度都能提高NO的轉化率。②根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可知，反應一段時間后，含硫產(chǎn)物的濃度之和大于含氮產(chǎn)物的濃度之和，故脫硫反應速率大于脫硝反應速率。原因除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高。③NaClO2溶液脫硫過程中氧化SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的主要離子反應是ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))(aq)＋2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋Cl－(aq)，其平衡常數(shù)K的表達式是eq\f(c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cl－)),c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)))))。(3)溫度越高，剩余的SO2和NO的平衡分壓越大，脫硫、脫硝反應需要在較低溫度條件下進行，溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均減小。4．答案：(1)3ClO－＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋(2)1.5隨著進水pH升高，NaClO含量