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2006-2015年10年高考化学试题分类汇编:化学反应速率和化学平衡


化学反应速率和化学平衡
天津卷.2015.T9.下列说法不正确 的是 ... A.Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 B.饱和 Na2SO4 溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同 C.FeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解,同等条件下二者对 H2O2 分解速率的改变相同 D.Mg(OH)2 固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) 【答案】C 【解析】A 项,△S>0、△H<0 有利于反应的自发进行,A 选项两条都满足,结合 Na 与 H2O 反应的实验常识,选 项正确; B 项,饱和 Na2SO4 溶液使蛋白质溶液聚沉,是物理变化,浓硝酸使蛋白质溶液变性而产生沉淀,是化 学变化,故原理不一样;C 项,控制变量后,结合常识,二氧化锰对双氧水的催化能力较强,故错误;D 项,NH4 可以跟 Mg(OH)2 溶解出的 OH 反应生成弱电解质 NH3·H2O,进而促进了 Mg(OH)2 的溶解,故正确。 天津卷.2015.T12.某温度下,在 2L 的密闭容器中,加入 1molX(g)和 2molY(g)发生反应:X(g)+m Y(g) 3Z(g) ,平衡时,X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1molZ(g) ,再次达到 平衡后,X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确 的是 ... A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X 与 Y 的平衡转化率之比为 1:1 D.第二次平衡时,Z 的浓度为 0.4 mol·L 【答案】D 【解析】A 项,根据题意,在此平衡系中加入 1molZ(g) ,再次达到平衡后,X、Y、Z 的体积分数不变,反应又 是在恒温恒容条件下进行的,说明此平衡为等效平衡,根据恒温恒容条件下等效平衡的原理,反应前后气体的系 数应相等,因此 m=2,选项正确; B 项,平衡常数的变化只与温度的变化有关,此反应是在恒温条件下进行,故 两次平衡的平衡常数相同,选项正确;C 项,平衡转化率等于变化量跟起始量之比,根据三段式原理,X 与 Y 的 变化量是 1:2 关系, 而题目中给定的 X 与 Y 起始量也是 1:2 关系, 因此 X 与 Y 的平衡转化率之比为 1:1 选项正确, ; D 项,根据三段式,结合第一次平衡时 Z 的体积分数为 10%,可以计算出 c(Z)=0.15 mol·L ,两次平衡为等效 平衡,因此第二次平衡时,Z 的浓度也为 0.15 mol·L ,选项错误。
-1 -1 -1 +

Mg (aq)+2OH (aq),该固体可溶于 NH4Cl 溶液

2+



四川卷.2015.T7.一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应: C(s)+CO2(g) 体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:

2CO(g)。 平衡时,

已知:气体分压(P 分)=气体总压(P 总)×体积分数。下列说法正确的是 A.550℃时,若充入惰性气体,v 正,v 逆均减小,平衡不移动 B.650℃时,反应达平衡后 CO2 的转化率为 25.0% C.T℃时,若充入等体积的 CO2 和 CO,平衡向逆反应方向移动 D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 KP=24.0P 总 【答案】B 【解析】选项 A 中,因容器的体积可变,故充入惰性气体后容器体积变大,混合气体整体被稀释,反应应正向移 动,故 A 错误。选项 B 中,设转化的 CO2 为 x,则 CO 为 2X,剩下的 CO2 为(1-X) ,由题可知,(1-X)/2X=60%/40%, 解得 x=0.25,故选项 B 正确。选项 C 中,当同时充入 CO2 和 CO 时若要保证平衡不移动,则需要按照反应系数进 行添加,即在加入 1 体积 CO2 时加入 2 体积 CO,而此时是等体积加入,相当于 CO 加少了,平衡应正向移动,故 C 错误。选项 D 中,通过题目所给条件计算 KP 应等于 23.0P 总,故 D 错误。

重庆卷.2015.T7.羰基硫(COS)可作为一种××熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和××的危害。在恒容密闭容器 中,将 CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡: CO(g)+H2S(g) 为 10mol,平衡后 CO 物质的量为 8mol,下列说法正确的是 A.升高温度,H2S 浓度增加,表明该反应是吸热反应 B.通入 CO 后,正反应速率逐渐增大 C.反应前 H2S 物质的量为 7mol D.CO 的平衡转化率为 80% 【答案】C 【解析】A. 升高温度,H2S 浓度增加,说明平衡逆向移动,则该反应是放热反应,错误;B.通入 CO 后,正反应 速率瞬间增大,又逐渐减小,错误;C. 根据 CO(g)+H2S(g) 起始物质的量 10 n 变化物质的量 平衡物质的量 设该容器的体积为 V,根据 K=0. 1,列关系式得 0 2 8 COS(g)+H2(g) 0 2 n-2 2 2 2 2 COS(g)+H2(g)

K=0.1,反应前 CO 的物质的量

K=0.1

(2×2)÷[8×(n-2)]=0.1,解得 n=7,正确;D.根

据上述数据 CO 的平衡转化率为 2÷10×100%=20%,错误;选 C。

考点:考查影响化学反应速率的因素,反应的热效应,化学平衡的有关计算。

安徽卷.2015.T11.汽车尾气中,产生 NO 的反应为:N2(g)+O2(g)

2NO(g),一定条件下,等物质的量的 N2(g)

和 O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线 a 表示该反应在温度 T 下 N2 的浓度随时间的变化,曲线 b 表示该 反应在某一起始条件改变时 N2 的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是:

A.温度 T 下,该反应的平衡常数 K= B.温度 T 下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线 b 对应的条件改变是温度,可判断该反应的△H<0 【答案】A 【解析】答案选 A。选项 A 根据化学反应平衡常数的计算可知正确。选项 B,由于反应容器是恒容的仪器,反应 物和生成物均为气体,因此容器内的密度均不改变,该选项错误。选项 C,加入催化剂只是改变化学反应的速率, 并不能使化学平衡发生移动,由图可知平衡发生移动,因此改选项错误。选项 D, ,若曲线 b 的条件的改变是温 度 ,由图可知,达到平衡的时间缩短,因此是升高温度,而升高温度以后 N2 的浓度减小,说明平衡向正方向移 动,所以该反应为吸热反应,该选项错误。 福建卷.2015.T12. 在不同浓度(c) 、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确 的是 ... c/mol·L
-1

v/mmol·L-1·min-1 T/K
318.2 328.2 b A. C. 【答案】D

0.600

0.500

0.400

0.300

3.60 9.00 2.16

3.00 7.50 1.80

2.40 a 1.44

1.80 5.40 1.08

B.同时改变反应温和庶糖的浓度,v 可能不变 D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同

【解析】 :本题考查的是化学反应速率。由题目所给信息可知,相同浓度时,温度每升高 10℃,蔗糖水解速率增

大 2.5 倍。故 A 选项正确。B 选项中,根据速率的影响因素,化学反应速率随温度的升高而增大,随浓度的增大 也增大,故同时改变温度和浓度,速率有可能不变,比如降温的同时增大浓度,故 B 正确。C 选项,同浓度时, b 温度下速率最慢,故 b 的温度最低,故 C 正确。D 选项,不同温度时,蔗糖的水解速率不同,故水解一半所用 时间也并不相同,故 D 选项错误。

上海卷.2015.T20.对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大 B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大 C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大

) [多选]

D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大 【答案】BC 【解析】对于合成氨反应,N2+3H2?2NH3+Q,属于放热反应,升高温度平衡会向着吸热方向移动,对逆反应的反应 速率影响更大,A 错误;增大压强,平衡向着体积减小的方向移动,对正反应的反应速率影响较大,B 正确;减 小反应物浓度,平衡逆向移动,对逆反应的反应速率影响较大,C 正确;加入催化剂,加快了氨的合成,对正反 应的反应速率影响更大,D 错误。故选 BC。 海南卷.2015.T.8.10ml 浓度为 1mol/L 的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又 不影响氢气生成的是( A.K2SO4 【答案】A、B 【解析】锌与盐酸反应 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑若加入物质使反应速率降低,则 c(H )减小。但是不影响产生氢气的 + 物质的量,说明最终电离产生的的 n(H )不变。A 中硫酸钾是强酸强碱盐,不发生水解,溶液呈中性,溶液中的 + + 水对盐酸起稀释作用,使 c(H )减小,但没有消耗氢离子,因此 n(H )不变。故 A 正确。B 中 CH3COONa 与盐酸发生 + 反应 HCl+CH3COONa==CH3COOH+NaCl 使溶液中 c(H )减小,反应速率降低,当反应进行到一定程度,会发生反应: 2CH3COOH+Zn=(CH3COO) 2Zn+H2↑,因此最终不会影响产生氢气的物质的量,故 B 正确。C 中加入 CuSO4 溶液会与锌 发生置换反应 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 产生的铜与锌和盐酸构成原电池,会加快反应速率,与题意不符号,故 + 错误。D 中加入 Na2CO3 溶液会与盐酸发生反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,使溶液中的 c(H )减小,但由于逸 + 出二氧化碳气体,因此 n(H )也减小,产生氢气的物质的量减小,不符合题意故 D 错误 新课标 I 卷 28. (15 分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。回答下列问题: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加 MnO2 和 H2SO4,即可得到 I2,该反应的还原 产物为____________。 (2)上述浓缩液中含有 I 、Cl 等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加 AgNO3 溶液,当 AgCl 开始沉淀时,
+

) [多选] C.CuSO4 D.Na2CO3

B.CH3COONa

溶液中

为:_____________,已知 Ksp(AgCl)=1.8×10 ,Ksp(AgI)=8.5×10 。
-1

-10

-17

(3)已知反应 2HI(g)=H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol ,1molH2(g) 、1molI2(g)分子中化学键断裂时 分 别 需 要 吸 收 436KJ 、 151KJ 的 能 量 , 则 1molHI ( g ) 分 子 中 化 学 键 断 裂 时 需 吸 收 的 能 量 为

______________kJ。 (4)Bodensteins 研究了下列反应:2HI(g) 质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表: t/min X(HI) X(HI) 0 1 0 20 0.91 0.60 40 0.85 0.73 60 0.815 0.773 80 0.795 0.780 120 0.784 0.784 H2(g)+I2(g)在 716K 时,气体混合物中碘化氢的物

①根据上述实验结果,该反应的平衡常数 K 的计算式为:___________。 ②上述反应中,正反应速率为 v 正=k 正 x (HI),逆反应速率为 v 逆=k 逆 x(H2)x(I2),其中 k 正、k 逆为速率常 数,则 k 逆为________(以 K 和 k 正表示)。若 k 正=0.0027min ,在 t=40,min 时,v 正=__________min
-1 -1 2

③由上述实验数据计算得到 v 正~x(HI)和 v 逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重 新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)

【答案】15 分⑴MnSO4; ⑵ 4.72×10 ; ⑶ 299 ⑷①K=0.108 /0.784 ; ② K·k 正;1.95×10 ③A 点、E 点
-3 2 2

-7

【解析】 MnO2 中+4 价 Mn 还原为+2 价, 结合溶液环境, 可知还原产物为 MnSO4;
-7

=

=4.72

×10 ;化学键断裂吸收能量,形成化学键放出能量, (-436KJ)+(-151KJ)+2(+X)=11kJ;解得 X=299kJ;假 设容器体积为 1L,投入物质的量为 1mol,根据题意可知 2HI(g) 初始 1mol·L 0
-1 -1

H2(g)+I2(g)

0
-1 -1

平衡 0.784mol·L 0.108mol·L 0.108mol·L
2 2

所以 K=0.108 /0.784 ;平衡时 v 正=v 逆,所以 k 正 x (HI) =k 逆 x(H2)x(I2),结合平衡常数表达式可知 k 逆=K·k 正, v 正=k 正 x (HI)=0.0027min ⅹ(0.85) =1.95×10 。 新课标 II 卷 27.(14 分)
2 -1 2 -3

2

甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为

)在

催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: ① △ ② △ ③ △ 回答下列问题: (1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:







算 ,则

:

已 .



(2)反应①的化学平衡常数 K 表达式为________;图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为 __________(填曲线标记字母) ,其判断理由是_________。

( 3 )组成

时,体系中的

平衡转化率

温度和压强的关系如图 2 所示。

值随温度升高而______(填“增大”或“缩小” )其原因是_____;图 2 中的压强由大到小为_____,其判断 理由是_____。 【答案: 】 (1)-99 +44

(2) a 反应①是放热反应,K 应该随温度的升高而变小,

(3)减小 反应①是放热反应,平衡向左移动,使得体系的 CO 的量增大:反应③ 为吸热反应平衡向右移动, 又使 CO 得量增大总的使温度升高, CO 的转化率降低。 P3>P2>P1 , 原因相同温度下由于第一个反应为气体分子数

减小的反应,加压有利于平衡右移动,提高 CO 的转化率,而反应③ 为气体分子数不变的反应,产生的 CO 不受压强 的影响,故增大压强有利于 CO 的转化率升高。 【解析: 】 (1)根据反应焓变等于反应物的键能总和-生成物的键能总和得出Δ H1=-99kJ/mol, Δ H3=Δ H2-Δ H1,

得出Δ H3 =+44kJ/mol, (2) a 反应①是放热反应,K 应该随温度的升高而变小,

(3)减小 反应①是放热反应,平衡向左移动,使得体系的 CO 的量增大:反应③ 为吸热反应平衡向右移动, 又使 CO 得量增大总的使温度升高, CO 的转化率降低。 P3>P2>P1 , 原因相同温度下由于第一个反应为气体分子数

减小的反应,加压有利于平衡右移动,提高 CO 的转化率,而反应③ 为气体分子数不变的反应,产生的 CO 不受压强 的影响,故增大压强有利于 CO 的转化率升高。 北京卷 26. (12 分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污 染的制氢方法。其反应过程如下图所示:

(1)反应Ⅰ的化学方程式是。 (2)反应Ⅰ得到的产物用 I2 进行分离。该产物的溶液在过量 I2 的存在下会分成两层——含低浓度 I2 的 H2SO4 层 和高浓度的 I2 的 HI 层。 ①根据上述事实,下列说法正确的是(选填序号) 。 a.两层溶液的密度存在差异 b.加 I2 前,H2SO4 溶液和 HI 溶液不互溶 c.I2 在 HI 溶液中比在 H2SO4 溶液中易溶 ②辨别两层溶液的方法是。 ③经检测,H2SO4 层中 c(H+):c(SO42-)=2.06:1。其比值大于 2 的原因是。

(3)反应Ⅱ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ/mol 它由两步反应组成:i H2SO4(l)=SO3(g) +H2O(g) △H=+177kJ/mol ii SO3(g)分解。 L(L1、L2) ,X 可分别代表压强或温度。下图表示 L 一定时,ii 中 SO3(g)的平衡 转化率随 X 的变化关系。 ①X 代表的物理量是。 ②判断 L1、L2 的大小关系,并简述理由: 。 【答案】 (1)SO2 + 2H2O + I2 = H2SO4 + 2HI (2)① a、c ② 取上层清液于试管中,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则上层溶液为含低浓度 I2 的 H2SO4 溶液,若无明显现象,则上层为含高浓度 I2 的 HI 层。 (物理方法:观察溶液颜色,颜色深的为含高浓度 I2 的 HI 层) ③ 碘单质可与水发生反应 I2 + H2O ? HI +HIO,c(H )增大使溶液中 c(H ):c(SO4 )的比值大于 2 (3)① 压强 ② L2>L1 L 代表温度对 SO3 的平衡转化率的影响,反应ⅱ为吸热反应,温度升高 SO3 转化率增大
+ + 2-

【解析】(1) 根据图中信息可知反应Ⅰ中反应物为 SO2、H2O 和 I2,生成物为 H2SO4 和 HI,配平即得 SO2 + 2H2O + I2 = H2SO4 + 2HI。(2)① 此问考查对于题干信息“该产物的溶液在过量 I2 的存在下会分成两层——含低浓度 I2 的 H2SO4 层和含高浓度 I2 的 HI 层”的分析处理能力。加入 I2 前溶液未出现分层,加入 I2 后,碘在 HI 溶 液中溶解度大于在 H2SO4 溶液中溶解度,两溶液中密度存在差异,故出现分层现象。② 此问考查常见离子 SO4
2-

的检验。③ 由题干信息得知 H2SO4 溶液中溶有低浓度的碘,碘单质可与水发生反应 I2 + H2O ? HI +HIO,c(H ) 增大使溶液中 c(H ):c(SO4 )的比值大于 2 。(3)影响化学反应平衡因素和图像综合问题。首先要根据反应Ⅱ和 步骤ⅰ写出步骤ⅱ的热化学反应方程式 2SO3(g)= 2SO2(g)+O2(g) △H=+196 KJ?mol 。① 该反应正反应为 气体体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,SO3 的转化率减小, X 代表的物理量为压强。② 根据①问可 知 L 代表的物理量为温度。该反应的正反应为吸热反应,相同压强时,温度升高,平衡正向移动,SO3 的转化率 增大,故 L2>L1。 北京卷 27. (14 分) 研究 CO2 在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的 CO2 主要以 4 种无机碳形式存在, 其中 HCO3 占 95%,写出 CO2 溶于水产生 HCO3 的方程式: 。
-1 + 2-

+

(2)在海洋循环中,通过右图所示的途径固碳。 ①写出钙化作用的离子方程式: 。 ②同位素示踪法证实光合作用释放出的 O2 只来自于 H2O,用 O 标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补 充完整:+ ===(CH2O)x+x O2+xH2O (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的 95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机碳, 可采用如下方法: ①气提、吸收 CO2,用 N2 从酸化后的还说中吹出 CO2 并用碱液吸收(装置示意图如下) ,将虚线框中的装置补充完 整并标出所用试剂。
18 18

②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为 NaHCO3,再用 xmol/LHCl 溶液滴定, 消耗 ymlHCl 溶液,海水中溶解无机碳的浓度=mol/L。 (4)利用右图所示装置从海水中提取 CO2, 有利于减少环境温室气体含 量。 ①结合方程式简述提取 CO2 的原理: 。 ②用该装置产生的物质处理 b 室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格 的方法是。

【答案】 (1)CO2+H2O
2+ -

H2CO3

H2CO

HCO3 +H



+

(2)①Ca + 2HCO3 ==CaCO3↓+ CO2+H2O ②xCO2 + 2x H2 O
18

(3)① ②xy/z (4)①a 室发生阳极反应:4OH — 4e = O2+2H2O,c(OH )下降, H2O OH +H 平衡正移, c(H )上升, H 从 a 室通过离子交换膜进入 b 室, 发生反应: HCO3 +H ==CO2+H2O 。
- + + + - + - -

②用 a 室产生的 NaOH 调节 b 室流出溶液的 PH 值至 PH=8。 【解析】 (1)考查 H2CO3 的的形成和第 1 步电离:CO2+H2O H2CO HCO3 +H
- +

H2CO3

(2)①根据反应物是 HCO3 ,Ca ,生成物是 CaCO3 和 CO2,易可以得到知本题答案是:Ca + 2HCO3 ===CaCO3↓ + CO2+H2O。 ②根据化学反应中元素守恒原理,及示踪原子可知方程式中 O 源自于水确定方程式中填空为:xCO2 + 2x H2 O (3)①注意酸化的试剂要用硫酸,一定不能用盐酸,HCl 会挥发出来影响后续的滴定。洗气装置导管需长进短 出。根据未酸化信息可知需加入稀硫酸(无挥发性) ,需加分液漏斗。 ②该滴定过程转化的关系式为:CO2 ~ HCO3 1 1 1
+ - - 18 18



2+

2+

-

~ HCl

可得到无机碳浓度为 xy/z 。

(4)①海水 pH>8,显碱性,需要 H 中和降低海水的碱性,a 室发生阳极反应:4OH-4e = O2+2H2O,使得 c(OH


)下降,H2O

OH +H 平衡正移,c(H )上升,H 从 a 室进入 b 室,发生反应:HCO3 +H



+

+

+



+

CO2+H2O。

②b 室排出的溶液 PH 值小于 6 显酸性,而海水 PH 为 8,则需要一种碱将其中和。可用 c 室产生的 NaOH 中和显 酸性的海水,再排回大海。 北京卷

28.(15 分) 为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe +2I 中 Fe 和 Fe 的相互转化。实验如下:
3+ 2+ 3+ -

2Fe +I2”反应

2+

(1)待实验 I 溶液颜色不再改变时,再进行实验 II,目的是使实验 I 的反应达到。 (2)iii 是 ii 的对比试验,目的是排除有 ii 中造成的影响。 (3)i 和 ii 的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe 向 Fe 转化。用化 学平衡移动原理解释原因: 。 (4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测 i 中 Fe 向 Fe 转化的
2+ 3+ 2+ 3+

原因:外加 Ag 使 c(I )降低,导致 I 的还原性弱于 Fe ,用右图装置(a、b 均为石墨电极)进行实验验 证。 ①K 闭合时,指针向右偏转,b 作极。 ②当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3 溶液,产生的现象证实了其推测,该 现象是。 (5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了 ii 中 Fe 向 Fe 转化的原因, ①转化原因是。 ②与(4)实验对比,不同的操作是。 (6)实验 I 中,还原性:I >Fe ;而实验 II 中,还原性:Fe >I ,将(3)和(4) 、 (5)作对比,得出的结论是。 【答案】 (1)化学平衡状态 (2)水对溶液中离子浓度改变 (3)i 加入 AgNO3,Ag + I =AgI (色沉) ,I 浓度降低,2Fe + 2I ?2Fe + I2 平衡逆向移动。ii 加入 FeSO4, 使 Fe 浓度增大,平衡逆向移动。 (4)①正 ②产生黄色沉淀,指针向左偏转。 (5)①Fe 浓度增大,还原性增强,使得 Fe 的还原性强于 I 。 ②当指针归零后,向 U 型管右管中滴加 0.01mol/L FeSO4 溶液。 (6)在其它条件不变时,物质的氧化性和还原性与浓度有关,浓度的改变可影响物质的氧化和还原性,导致平 衡移动。 【解析】本题通过 2Fe + 2I ?2Fe + I2 反应,考察物质的性质与反应原理的结合。 (1) 根据题目给出的信息 颜色不再改变,可确定达到平衡状态,且后面要求探究改变条件对平衡移动的影响也需达到平衡状态。 ( 2)ii 和 iii 比较可以看出 ii 中 iii 都加入 1mL 液体而 ii 中不同的是加入 FeSO4 溶液属于对比法探究 Fe 的影响,排 除水对平衡移动产生的影响。 (3)本题考查影响平衡移动的因素中参加的物质的浓度对平衡移动的影响 i 加入 AgNO3,Ag + I =AgI (黄沉) ,I 浓度降低,2Fe
+ + + 3+ 2+ 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ + 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+

+

-

-

2+

+ 2I ?2Fe
-

-

2+

+ I2 平衡逆向移动。ii 加入 FeSO4,使 Fe 浓度
-

2+

增大,平衡逆向移动。 (4)加入 Ag 发生反应 Ag + I =AgI (黄沉)根据猜测可知 I 浓度减小,氧化性增强,使 得 Fe 的还原性强于 I ,I 一端成为正极,指针向左偏转。 (5)与(4)同样原理 Fe 浓度增大,还原性增强,使 得 Fe 的还原性强于 I 。②操作应参照“ (4)②”进行当指针归零后,向 U 型管右管中滴加 0.01mol/L FeSO4 溶液。 (6)本题探究了浓度对平衡移动,很对氧化性还原性强弱变化的影响,利用了控制变量法得出:在其它条 件不变时,物质的氧化性和还原性与浓度有关,浓度的改变可影响物质的氧化和还原性,导致平衡移动。
2+ 2+ 2+

天津卷

28. (14 分)FeCl3 具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比 FeCl3 高效, 且腐蚀性小。请回答下列问题: (1)FeCl3 净水的原理是。FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备,除 H 作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。 (2)为节约成本,工业上用 NaClO3 氧化酸性 FeCl2 废液得到 FeCl3 。 ①若酸性 FeCl2 废液中 c(Fe )=2.0×10 mol·L , c(Fe )=1.0×10 mol·L ,
2+ -2 -1 3+ -3 -1 +

c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的 PH 约为。
②完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程式: ClO3 +


Fe +

2+

=

Cl +



Fe + .

3+

(3)FeCl3 在溶液中分三步水解: Fe +H2O Fe(OH) +H2O Fe(OH) +H2O
+ 2+ 3+

Fe(OH) +H

2+



K1


Fe(OH)2 +H Fe(OH)3+H

+

K2 K3



以上水解反应的平衡常数 K1、K2、K3 由大到小的顺序是。 通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为: xFe +yH2O
3+

Fex(OH)y

(3x-y)+

+yH

+

欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号) 。 a.降温 b.加水稀释 c.加入 NH4Cl d.加入 NHCO3

室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。 (4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁 [以 Fe(mg·L )表示]的最佳范围约为 mg·L 。
-1 -1

【答案】 (1)Fe 水解产生的 Fe (OH)3 胶体离子能吸附水 中悬浮的杂质。 2Fe + Fe=3Fe (2)①2 ②1 (3)K1>K2>K3 6
3+ 2+ 3+

6H bd

+

1

6 3H2O 调节溶液的 pH

(4)18-20 【解析】 (1)FeCl3 净水的原理主要是利用了是 Fe 水解成胶体的 原理,Fe 水解产生的 Fe (OH)3 胶体离子能吸附水中悬 浮的杂质。Fe 具有非常强的氧化性,钢铁设备中大部分 是 Fe,因此二者会发生如下反应,2Fe + Fe=3Fe ,是造成钢铁腐蚀的重要原因。 ( 2 ) ① 因 为 此 溶 液 显 酸 性 , 因 此 溶 液 中 OH 的 电 荷 可 以 忽 略 不 计 , 则 溶 液 中 的 正 电 荷 总 数 =2c(Fe )+3c(Fe )+c(H )=2 ×2.0 ×10 mol+3 ×1.0× 10 mol ·L +c(H )=4.3× 10 mol ·L +c(H ),负电荷总数= c(Cl )=5.3×10 mol·L ,根据电荷守恒,4.3×10 mol·L +c(H )=5.3×10 mol·L pH=-lg c(H )=-lg10 =2;因此该溶液的 pH 约为 2。 ②可以依次根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平此方程式。 □ClO3 +□Fe +□=□Cl + Fe +□ Cl:+5→-1↓6e ×1 得失电子守恒 Fe:+2→+3↑1e ×6 此时系数为 1ClO3 +6Fe +□=1Cl + 6Fe +□ 电荷守恒:溶液先酸性,需要用 H 配平,此时方程式的反应物一侧正电荷=+11,生应物一侧正电荷=+17,因此方 程式左侧需要添加 6 H
2+ + + + 2+ 3+ 2+ 3+ + -2 -2 -1 -2 -1 + -2 -1 2+ 3+ + -2 -3 -1 + -2 -1 + — 3+ 2+ 3+ 3+ 3+

,c(H )=1.0×10 mol·L ,

+

-2

-1

1ClO3 +6Fe +6 H =1Cl + 6Fe +□ 原子守恒:根据 H 原子守恒,很明显,方程式右侧需要补充 3H2O 1ClO3 +6Fe +6 H =1Cl + 6Fe +3H2O (3)当离子存在多步水解的情况时,常常以第一步水解为主,第二步、第三步水解依次减弱,因此水解的平衡 常数 K1、K2、K3 也依次减小,K1>K2>K3。 分析离子方程式:xFe +yH2O?Fex(OH)y
3+ (3x-y)+ 2+ + 3+

3+

+yH ,欲使平衡正向移动,结合给定的选项,可以用 NaHCO3 消耗 H 使平

+

+

衡正向移动,d 选项正确;根据越稀越水解原理,加水也可以使平衡正向移动,b 选项正确;NH4Cl 水解显酸性, 会抑制此反应的进行,所以 c 选项不正确;水解反应吸热,降温会向放热反应进行,即向逆反应方向进行,所以 a 选项不正确。 室温下,氯化铁溶液易水解,因此需要在制取高浓度聚合氯化铁的时候调节溶液的 pH,防止 Fe 水解。 (4)由图中数据可以看出,在 18-20 区间内,污水的去除率曲线会处于最高点,即去污效果最好,因此投放聚 合氯化铁[以 Fe(mg·L )表示]的最佳范围约为 18-20mg·L 。
-1 -1 3+

重庆卷 11. (14 分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,欲对 其进行修复和防护具有重要意义。 (1)原子序数为 29 的铜元素位于元素周期表中第周期。 (2)某青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 119g、20.7g,则该青铜器中 Sn 和 Pb 原子数目之比为。 (3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于 CuCl 在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述 正确的是。 A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率 C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数[来源:学科网]

(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位,Ag2O 与有害组分 CuCl 发生复分解反应,该化学方程式为。 (5)题 11 图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。 ?腐蚀过程中,负极是(填图中字母“a”或“b”或“c” ; ②环境中的 Cl 扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈 Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为; ③若生成 4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况) 。 【答案】11.(14 分) (1)四 (5) ① c (2)10:1
2+ -

(3)A、B
- -

(4)Ag2O +2CuCl=2AgCl+Cu2O

② 2Cu +3OH +Cl =Cu2(OH)3Cl↓ ③0.448

【解析】 (1)铜为 29 号元素,根据核外电子排布规则可知,铜元素位于元素周期表第四周期, (2) ,根据 N=m/M×NA,青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 119g,20.7g,则该青铜器的 Sn 和 Pb 原子数之比为 10:1, (3) ,催化剂能降低反应的活化能,从而加快化学反应速率,故选 A、B (4) ,Ag2O 与 CuCl 发生复分解反应,没有化合价的升价,则化学方程式为 Ag2O +2CuCl=2AgCl+Cu2O (5) ,①根据图示,为原电池装置,负极发生氧化反应,化合价升高,腐蚀过程中,负极是 c,正极是 b,a 为腐 蚀之后生成的产物。②环境中的氯离子扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈 Cu2(OH)3Cl,离子方程式为 2Cu +3OH +Cl =Cu2(OH)3Cl↓ ③4.29gCu2(OH)3Cl 的物质的量为 4.29/241.5=0.02mol,根据电极放电量相等,则理论上耗氧体积为 0。02× 22.4=0.448L(标准状况) 。 福建卷 23.(15 分) 研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。 (1)①硫离子的结构示意图为。
2+ - -

②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为。 (2)25℃,在 0.10mol·L H2S 溶液中,通入 HCl 气体或加 体以调节溶液 PH,溶液 PH 与 c(S )关系如右图(忽略 的变化、H2S 的挥发) 。
2-1

入 NaOH 固 溶液体积

①PH=13 时,溶液中的 c(H2S)+c(HS-)=mol·L . ②某溶液含 0.020 mol·L Mn 、0.10 mol·L H2S,当溶 Mn 开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10 ] (3) 25℃,两种酸的电离平衡常数如右表。 Ka1 H2SO3 H2CO3 ①HSO3 的电离平衡常数表达式 K=。 ②0.10 mol·L Na2SO3 溶液中离子浓度由大到小的顺序为。 ③H2SO3 溶液和 NaHCO3 溶液反应的主要离子方程式为。 【答案】23.(15 分)
-1 2+ -23 -1 2+ -1

-1

液 PH=时,

Ka2
-2

1.3×10 4.2×10

6.3×10 5.6×10

-4

-7

-11

(1)① (2)①0.043 ②5

②C+2H2S04(浓)

2S02↑+C02↑+2H20

(3)① ② 或 ③



【解析】 :本题考查的是有关硫及其化合物的性质,结合反应原理中化学反应平衡和弱电解质的电离平衡以及 PH 值的相关计算一起考查。

①硫离子结构示意图

,注意不要粗心写成硫原子的结构示意图。

②硫元素的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液其实就是浓硫酸,本题考查的是碳与浓硫酸在加热

时的方程式:C + 2H2SO4(浓)
2-

CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
-2 2-

①根据图像,PH=13 时,c(S )=5.7×10 ,根据物料守恒,c(S ) + c(HS ) + c(H2S)=0.1,故 c(HS ) + c(H2S)=0.1-0.057=0.043 ②根据 Ksp(MnS)=c(Mn ) ×c(S ) =2.8×10 c(S ) =1.4×10
2-11 2+ 2-13

,已知 c(Mn ) =0.020mol·L ,故可算出

2+

—1

,此时对应的 PH 为 5.
-

( 3 ) ① HSO3 也 能 发 生 电 离 , 其 电 离 方 程 式 为 HSO3

H + SO3 , 故 它 的 电 离 平 衡 常 数 为

+

2-

②在 Na2SO3 中,存在 SO32-的两步水解,SO3 +H2O HSO3 +H2O
+ -

2-

HSO3 +OH 、

-

-

H2SO3+ OH 以及水的微弱电离,因为第一步水解远远大于第二步水解,故离子浓度大小关
2+ + 2+

系为:c(Na ) > c(SO3 ) > c(OH ) > c(HSO3 ) > c(H ) 或[Na ]>[SO3 ]>[OH ]>[HSO3 ]>[H ] ③因为 H2SO3 的酸性强于 H2SO3 故本题方程式为:H2SO3 + HCO3 + ===HSO3 + CO2↑+ H2O
-

福建卷 24.(15 分) 无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 (1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为。 (2)工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3,含有 Fe2O3、SiO2 等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如 下:

已知: 物质 沸点/℃ SiCl4 57.6 AlCl3 FeCl3 FeCl2

180(升华) 300(升华) 1023

①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是(只要求写出一种) 。 ②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。 ③已知: Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) Δ H1=+1344.1kJ ·mol 2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) Δ H2=+1169.2kJ ·mol
-1

-1

由 Al2O3、C 和 Cl2 反应生成 AlCl3 的热化学方程式为。

④ 步骤Ⅲ的经冷却至室温后,气体用足量的 NaOH 冷溶液吸收,生成的盐主要有 3 种,其化学式分别为 ⑤ 结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是。 【答案】2(15 分) (1)A1 +3H20
3+

A1(0H)3+3H

+

(2)①防止后续步骤生成的 AlCl3 水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率 ②铁或 Fe ③Al203(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3C0(g)

④NaCl、NaC10、Na2C03 ⑤除去 FeCl3,提高 A1C13 纯度 【解析】 : (1)Al 水解生成 Al(OH)3 胶体,利用胶体吸附性达到净水目的,方程式为: Al
3+ 3+

+ 3H2O

Al(OH)3 + 3H

+

①根据题目所给信息,气孔数目变多,可增大固体的表面积,增大反应速率,水分减少,减少 AlCl3 水 解。 ②因为铝土矿中混有铁的氧化物,在与碳粉混合焙烧时,铁单质被还原出来,故答案为铁。 ③根据盖斯定律可知,所求热化学方程式为 Al2O3(s) + 3C(s) + 3Cl2(g) = 2AlCl3(s) + 3CO(g) △H = +174.9 kJ ? mol
- 1

④尾气中含有 Cl2、CO2,它们用 NaOH 溶液吸收后,溶液主要生成 NaCl、NaClO、Na2CO3 三种盐。 ⑥ 为铝土矿中铁元素未除,故加入 Al 粉除去 FeCl3,提高 AlCl3 纯度 广东卷

31、 (16 分)用 O2 将 HCl 转化为 Cl2,可提高效益,减少污染, (1)传统上 该转化通过如右图所示的催化剂循环实现, 其中,反应①为 2HCl(g) + CuO(s) H2O(g)+CuCl2(g) △H1

反应②生成 1molCl2 的反应热为△H2,则总反应的热化学方程式为, (反应 热用△H1 和△H2 表示)。 (2) 新型 RuO2 催化剂对上述 HCl 转化为 Cl2 的总反应具有更好的催化活性, ①实验测得在一定压强下,总反应的 HCl 平衡转化率随温度变化的ɑHCl—T 曲线如图 12,则总反应的△H 0 ,(填“>” 、 “﹦”或“<” ) ;A、B 两点的平衡常数 K(A)与 K(B)中较大的是。 ②在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应ɑHCl—T 曲线的示意图,并简要说明理由。 ③下列措施中有利于提高ɑHCl 的有。 A、增大 n(HCl) C、使用更好的催化剂 B、增大 n(O2) D、移去 H2O

(3)一定条件下测得反应过程汇总 n(Cl2)的数据如下:

计算 2.0~6.0min 以内 HCl 的物质的量变化表示的反应速率(以 mol·min 为单位,写出计算过程) 。 (4)Cl2 用途广泛,写出 Cl2 制备漂白粉的化学方程式。 【答案】(1)、2HCl(g) + 1/2O2(g) (2) ①< K(A) ② 见右图 H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2

-1

(3)V(HCl)=5.4×10 mol÷4min=1.8×10 mol/min (4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

-3

-3

【解析】(1)已知反应①为 2HCl(g) + CuO(s)

H2O(g)+CuCl2(g) △H1 反应②生成 1molCl2 的反应热为△H2, CuO(s)+Cl2(g) △H2 两都相加即得答案。

即用热化学反应方程式②CuCl2(g) + 1/2O2(g)

(2)从坐标图可知,温度越高,HCl 的转化率在下降,可知平衡逆向移动,所以正向是放热反应。从图 可知A点 HC 的转化率大于B点,所以 平衡常 K(A)要大。增大压强,平衡正向移动,而且反应速率加 快,所以图像在已有之上。 增大压强,平衡右移,ɑHCl 增大,相同温度下,HCl 的平衡转化率比之前 实验的大。

(3)设 2.0 到 6.0 分钟内 HCl 的物质的量变化为 x,由图可得 2.0 到 6.0 分钟氯气的物质的量变化为 (5.4—1.8)×10 mol=2.6×10 mol 2HCl(g) + 1/2O2(g) 2 X 1 2.6×10 mol
-3 -3 -3 -3

H2O(g)+Cl2(g)

列比例式解得 X=5.4×10 mol V(HCl)=5.4×10 mol÷4min=1.8×10 mol/min (4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
-3 -3

山东卷 30、 (19 分)合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。 (1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p) ,横轴表示固相中氢原 子与金属原子的个数比(H/M) 。

在 OA 段,氢溶解于 M 中形成固溶体 MHx,随着氢气压强的增大,H/M 逐惭增大;在 AB 段,MHx 与氢气发生氢化反 应生成氢化物 MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s) △H(Ⅰ);在 B 点,氢化反应结束,进一步增大 氢气压强,H/M 几乎不变。反应(Ⅰ)中 z=_____(用含 x 和 y 的代数式表示) 。温度为 T1 时,2g 某合金 4min 内 吸收氢气 240mL,吸氢速率 v=______mL?g-1?min。反应的焓变△HⅠ_____0(填“>” “<”或“=” ) 。 (2) 表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为 T1、T2 时, (T1) ____ (T2) (填“>” “<”或“=” ) 。当反应(Ⅰ)处于图中 a 点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢

气,达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的_____点(填“b” “c”或“d” ) ,该贮氢合金可通过______或_______ 的方式释放氢气。 (3)贮氢合金 ThNi5 可催化由 CO、H2 合成 CH4 的反应,温度为 T 时,该反应的热化学方程式为_________。已知 温度为 T 时:CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) △H=+165KJ?mol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41KJ?mol

【答案】 (1)2/(y-x);30;< (2)>;c;加热,减压 (3)CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ?H= -206kJ?mol
-1

【解析】 (1) 氢化反应方程式为: zMHx(s) + H2(g)
-1 -1

zMHy(s) , 根据原子守恒可得 z?x+2=z?y , 从而解出 z=2/(y
-1 -1

-x);根据吸氢速率的单位 mL?g ?min ,可知吸氢速率 v=240mL÷2g÷4min=30mL?g ?min ;纵轴为平衡时氢 气的压强(p) ,横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M) ,由图可知 T1<T2,T2 时氢气的压强大,也就 是说 H2 的物质的量多,说明升高温度向生成 H2 的方向移动,所以正反应为放热反应,?H<0。 (2)由图可知,温度 T2 平衡时氢气的压强大,也就说明此时吸氢量少,η (T1)> η (T2) ;当反应(Ⅰ)处于 图中 a 点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,平衡右移,H/M 逐渐增大,又由于温度不变,平衡常

数 K=1/[H2]不变,得出氢气浓度不变,又因为是恒容体系,故氢气的物质的量不变,即新平衡时氢气压强仍保持 不变;根据平衡移动原理,可以升温或减小压强使平衡左移,释放氢气。 (3)写出化学方程式并注明状态:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ,然后根据盖斯定律可得出?H=-?H1+?H2=- 206kJ?mol ,从而得出热化学方程式。
-1

浙江卷 28.(15 分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:

(1)已知: 化学键 键能/kJ·molˉ
1

C-H 412

C-C 348
-1

C=C 612

H-H 436

计算上述反应的△H=________ kJ·mol 。 (2)维持体系总压强 p 恒定,在温度 T 时,物质的量为 n、体积为 V 的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知 乙苯的平衡转化率为α ,则在该温度下反应的平衡常数 K=____________(用α 等符号表示)。 (3)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为 1︰9),控制反应 温度 600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催 化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了 H2 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________。 ②控制反应温度为 600℃的理由是____________。

(3)某研究机构用 CO2 代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺----乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保 持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还 能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。 ①CO2 与 H2 反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移 ②不用高温水蒸气,可降低能量消耗 ③有利于减少积炭 ④有利用 CO2 资源利用 【答案】 (1)+124kJ·mol
-1

(2) (3)①加入水蒸气导致乙苯的分压降低,平衡向气体分子数大的方向移动,即正方向移动,乙苯的平衡转化率 提高。 ②600℃,乙苯的平衡转化率和苯乙烯的选择性均较高,温度过低,乙苯转化率降低,温度过高,苯乙烯选择性 下降,高温可能使催化剂失活,耗能大。 (4)①②③④ 【解析】(1)发生反应中,反应物乙苯的两个 C-H 和一个 C-C 断裂,故吸收热量 412×2+348,生成物苯乙烯 的一个 C=C 形成,故放出热量 612,氢气的一个 H-H 形成,故放出热量 436,列式得出△H=+124kJ·mol 。
-1

(2)根据压强恒定不变,故反应平衡后的体积为 V(1+α ),列式得 (3)①加入水蒸气,压强降低,平衡向正向移动。 ②从图中信息得出,600℃,乙苯的平衡转化率和苯乙烯的选择性均较高,温度过低,乙苯转化率降低,温度过 高,苯乙烯选择性下降,高温可能使催化剂失活,耗能大。 (4)①②③④均正确合理 上海卷 白云石的主要成份是 CaCO3·MgCO3,在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛 的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物,再经过碳化实现 Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反 应,化学方程式如下:Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2? CaCO3 + Mg(HCO3)2 + H2O 完成下列填空 24.碳化温度保持在 50~60℃。温度偏高不利于碳化反应,原因是 。温度偏低也不利于碳化反应,原因是 。 、

【答案】反应为放热反应,而且是可逆的,当温度过高时,平衡逆反应方向移动,导致钙镁离子的分离减弱;Mg (HCO3)2 是易分解的,温度过高就分解了。而且温度过低,反应速率太小,导致得到产物消耗的时间太长,不

利于碳化反应。 【解析】根据勒夏特利原理解析,因为该反应为放热反应,而且是可逆的,当温度过高时,平衡逆反应方向移动, 导致钙镁离子的分离减弱。Mg(HCO3)2 是易分解的,温度过高就分解了。一个工业上的反应要考虑时间效益, 所以当温度过低,反应速率太小,导致得到产物消耗的时间太长,不利于碳化反应。 25.已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如右图所示,在 10 min 到 13 min 之内钙离子的反应速 率为 。15 min 之后钙离子浓度增大,原因是 (用化学方程式表示) 。

【答案】0.009moL/(L.min)、2CO2+ Ca(OH)2= Ca(HCO3)2 【解析】 由题中的图像给出, 在 10min 到 13min 之间钙离子的浓度变化是 0.145-0.118=0.027, 时间的变化是 3min, 所以 10min 到 13min 的速率是 0.009moL/(L.min)。随着反应的进行,产生了 CaCO3,CO2 足量的时候会与 CaCO3 反应生成 Ca(HCO3)2,所以的浓度增大,方程式为:2CO2+ Ca(OH)2= Ca(HCO3)2 江苏卷 16.(12 分)以磷石膏(主要成分 ,杂质 、 等)为原料可制备轻质 。

(1)匀速向浆料中通入

,浆料淸液的 pH 和

随时间变化见右阁。淸液 pH>11 时

转化的

离子方程式为 ▲ ;能提高其转化速率的措施有 ▲ (填序号) 。

A.搅扑浆料

B.加热浆料至 100℃

C.增大氨水浓度

D.减小

通入速率

(2)当淸液 pH 接近 6.5 时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为 ▲ 和▲ (填化 学式) ;检验洗涤是否完全的方法是▲。 (3)在敞口容器中,用 原因是 ▲ 。 【答案】 (12 分) (1) A (2) C 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的 溶液,若 或 溶液浸取高温锻烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中 增大的

不产生白色沉淀,则表明已洗涤完全 (3)浸取液温度上升,溶液中 增大,促进固体中 浸出

【解析】 (1)根据图示,当向硫酸钙溶液中通入二氧化碳时,溶液中硫酸根离子不断升高,说明促进了硫酸钙的 电离,而钙离子则结合碳酸根离子变成了碳酸钙沉淀,据此可以写成离子方程式。搅拌可以使反应物快速充分接 触,可以加快反应速率,加热则不利于二氧化碳的溶解,会降低反应速率。 ,增大氨水浓度有利于二氧化碳溶解, 可以提高反应速率,减小二氧化碳通入速率则会减慢转化速率。所以正确的为 AC。 (2)因为为了使硫酸钙充分 转化,所以通入二氧化碳要尽量过量,这样就会生成碳酸氢根,所以滤液中含有的主要离子为硫酸根离子和碳酸 氢根离子。检验方法为:取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的 BaCl2 溶液,若不产生 + 2+ 白色沉淀,则表明已洗涤干净。 (3)随着浸取液温度上升,溶液中 c(H )增大,促进固体中 Ca 溶解而浸出。

江苏卷 20.(14 分)烟气(主要污染物 SO2、NOx)经 O3 预处理后用 O3 氧化烟气中 SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为: 水悬浮液吸收,外减少烟气中 SO2、NOx 的含量。

(1)反应







(2)室温下,固定进入反应器的 NO、SO2 的物质的量,改变加入 O3 的物质的量,反应一段时间后体系中 n (NO) 、n(NO2)和 n(SO2)随反应前 n(O3) :n(NO)的变化见右图。

①当 n(O3) :n(NO)>1 时,反应后 NO2 的物质的量减少,其原因是 ▲ 。 ②增加 n(O3) ,O3 氧化 SO2 的反应几乎不受影响,其可能原因是 ▲ 。 (3)当用 CaSO3 水悬浮液吸收经 O3 预处理的烟气时,清液(pH 约为 8)中 子方程式为 ▲ 。 (4) 和 水悬浮液中加入 表示]; 溶液, 达到平衡后溶液中 c ( ) =▲[用 c ( ) 、 。将 NO2 转化为 ,其离

水悬浮液中加入

溶液能提高 NO2 的吸收速率,其主要原因是 ▲ 。

【答案】 (14 分) (1)-317.3 (2)①O3 将 NO2 氧化为更高价氮氧化物(或生成了 N2O5) ②SO2 与 O3 的反应速率慢 (3)

(4) 转化为 使溶液中 的浓度增大,加快 与 的反应速率
-1

【解析】 (1)根据盖斯定律:第一式+第二式 x2 即可得到△H 为-317.7kJ·mol (2)O3 的氧化性较强,把二氧化氮氧化为价态更高的氮的氧化物了。而二氧化硫与臭氧的反应速率较慢。 (3)根据反应物是亚硫酸根和二氧化氮,生成物为亚硝酸根,所以亚硫酸根生成了硫酸根,另外溶液是呈碱性 22的,所以在反应物中还有氢氧根离子参加反应。据此写出方程式并配平:SO3 +2NO2+2OH ===SO4 +2NO2 +H2O (4)根据溶度积计算公式可求硫酸根离子浓度为: 。当向亚硫酸钙悬浮液中加硫酸钠溶液 22时,CaSO3 转化为 CaSO4 使溶液中 SO3 的浓度增大,加快 SO3 与 NO2 的反应速率。

海南卷 16. (8分)氨是合成硝酸.铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题: (1)氨的水溶液显弱碱性,其原因为(用离子方程式表示) ,0.1 mol·L 的氨水中加入少量的 NH4Cl 固体, 溶液的 PH(填“升高”或“降低” ) ;若加入少量的明矾,溶液中的 NH4 的浓度(填“增大”或“减小” ) 。 (2)硝酸铵加热分解可得到 N2O 和 H2O,250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的化学
+ -1

方程式为

,平衡常数表达式为 ;若有 1mol 硝酸铵完全分解,转移的电子数为 mol。

(3)由 N2O 和 NO 反应生成 N2 和 NO2 的能量变化如图所示, H=kJ·mol , 【答案】 (1)NH3·H2O (2)NH4NO3 (3)-139 NH4 +OH 降低, 减小; N2O+2H2O;c(N2O)c(H2O) ;4
2 + -1

r 若生成 1molN2,其△

【解析】 (1)氨水中的一水合氨部分电离出的氨根和氢氧跟使溶液呈碱性;加入氯化铵,则氨根离子浓度增大, 一水合氨的电离平衡逆向移动,氢氧根离子浓度减小,pH 减小; (2)根据题意可书写反应的化学方程式,注意为可逆反应;根据平衡常数的定义可写出反应的平衡常数,硝酸 铵为固体,不能表示平衡常数; 硝酸铵中氮元素的化合价从+5 降到-1 价,或从-3 价升高到-1 价,均转移 4 个电子,所以生成 1mol 氮气则转移 4mol 电子; (3) -1 -1 根据图像可知 N2O 和 NO 反应生成氮气和二氧化氮的反应热为(209-348)kJ·mol = -109 kJ·mol ,

7.[2014· 重庆卷] 在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应:2X(g) 度 c(X)随时间 t 变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )

Y(g),温度 T1、T2 下 X 的物质的量浓

A.该反应进行到 M 点放出的热量大于进行到 W 点放出的热量 a-b - - B.T2 下,在 0~t1 时间内,v(Y)= mol· L 1· min 1 t1 C.M 点的正反应速率 v 正大于 N 点的逆反应速率 v 逆 D.M 点时再加入一定量 X,平衡后 X 的转化率减小 7.C [解析] 根据图像可知,T1<T2,ΔH<0,因此该反应是放热反应,故 c(X)变化越大,放出热量越多,

a-b 1 - 故 M 点放出的热量小于 W 点放出的热量, A 项错误; T2 温度下, 在 0~t1 时间内, v(Y)= v(X)= mol· L 1· min 2 2t1
-1

,B 项错误;因 T1>T2,vM 正=vM 逆>vW 逆,又因 vN 逆<vW 逆,所以 vN 逆<vW 正,C 正确;由于反应前后均只有一种

物质,因此 M 点时再增加一定量的 X,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,X 的转化率升高,D 项错 误。 3. [2014· 天津卷] 运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是( A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应 B.NH4F 水溶液中含有 HF,因此 NH4F 溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底 D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成 H2 的速率 3.D [解析] 当 ΔH-TΔS<0 时,反应能自发进行,吸热反应的 ΔH>0,吸热反应能自发,说明 ΔS>0,


)

A 项正确;NH4F 溶液中 F 水解生成 HF,HF 能与玻璃中的 SiO2 发生反应 4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O,故 NH4F 溶液不能存放在玻璃试剂瓶中,B 项正确;可燃冰需在低温高压下形成,所以可燃冰可存在于海底,C 项正确; 常温下,浓硫酸使铁发生钝化,D 项错误。 9. [2014· 新课标全国卷Ⅰ] 已知分解 1 mol H2O2 放出热量 98 kJ。在含少量 I 的溶液中,H2O2 分解的机理 为 H2O2+I ―→H2O+IO
- - - -




H2O2+IO ―→H2O+O2+I 下列有关该反应的说法正确的是( A.反应速率与 I 浓度有关 B.IO 也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于 98 kJ· mol D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 9.A
- -1 - -



)

[解析] H2O2 的分解反应主要由慢反应决定,且 I 浓度越大反应速率越快,A 项正确;合并题中两反
- -



应,可知 I 为催化剂,而 IO 为中间产物,B 项错误;1 mol H2O2 分解时反应热为-98 kJ· mol 1,并不是活化能, C 项错误;根据化学计量数关系可确定 v(H2O2)= v(H2O)= 2v(O2),D 项错误。 10. [2014· 天津卷] 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为 N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol 1。


一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收,产物为 NH4HS。一定条件下向 NH4HS 溶液中通入空气,得到单质 硫 并 使 吸 收 液 再 生 , 写 出 再 生 反 应 的 化 学 方 程 式 :

________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下: ①CH4(g)+H2O(g)??CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ· mol
-1

②CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ· mol
-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中 H2 的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应②,将 CO 进一步转化,可提高 H2 的产量。若 1 mol CO 和 H2 的混合气体(CO 的体积分数为 20%) 与 H2O 反应,得到 1.18 mol CO、CO2 和 H2 的混合气体,则 CO 的转化率为____________。 (3)图(a)表示 500 ℃、60.0 MPa 条件下,原料气投料比与平衡时 NH3 体积分数的关系。根据图中 a 点数据计 算 N2 的平衡体积分数:____________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始, 随温度不断升高,NH3 物质的量变化的曲线示意图。

(a)

(b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合 成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 10.(1)2NH4HS+O2 ===== 2NH3· H2O+2S↓ (2)a 90% (3)14.5%
一定条件

(4) (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的 N2、H2 循环使用

[解析] (1)由题意可知为空气中的 O2 将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应① 为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d 错;催化剂不能改变反应限度,即 不能改变 H2 的百分含量,c 错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物 H2 的百分含量却减 小,b 错;升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2 的百分含量增大,a 对。CO 与 H2 的混合气体与水蒸气 的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而 1 molCO 与 H2 的混合气体参加反应生成 1.18 mol 混合气,说 0.18 mol 明有 0.18 mol 水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的 CO 也为 0.18 mol,则其转化率为 1 mol× 20% × 100%=90%。 (3)由图中看出当 N2 与 H2 物质的量比为 1∶3 时,NH3 的平衡体积分数最大,为 42%。设平衡时转化的 N2 的物质的量为 x mol,由三段式: N2+3H2??2NH3 起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x 2x × 100%=42%,则 x=0.59 (1-x)+(3-3x)+2x (1-x) 则平衡时 N2 的体积分数为 × 100%=14.5%。(4)作图时要注意开始时 NH3 物质的量 (1-x)+(3-3x)+2x 不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向 移动,NH3 的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却, 能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;此外,循环利用可反复利用 原料,提高原料利用率。

26. [2014· 新课标全国卷Ⅱ] 在容积为 1.00 L 的容器中,通入一定量的 N2O4,发生反应 N2O4(g)??2NO2(g),随温度升高,混合气体的 颜色变深。 回答下列问题: (1)反应的 ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 0~60 s 时段,反应速率 v(N2O4)为________mol· L 1· s 1;反应的平衡常数 K1 为________。
- -

(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为 T,c(N2O4)以 0.002 0 mol· L 1· s 1 的平均速率降低,经 10 s 又达
- -

到平衡。 ①T________100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________________。 ②列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)温度 T 时反应达平衡后, 将反应容器的容积减少一半, 平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动, 判断理由是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.(1)大于 0.001 0 0.36 mol· L
-1

(2)①大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高 ②平衡时,c(NO2)=0.120 mol· L 1+0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s× 2=0.16 mol· L
- - - -1

c(N2O4)=0.040 mol· L 1-0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s=0.020 mol· L
- - -

-1

(0.16 mol· L 1)2 - K2= =1.3 mol· L 1 - 0.020 mol· L 1


(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 [解析] (1)依题意知,温度升高,混合气体的颜色加深,说明平衡向生成 NO2 的正反应方向移动,即正反应 Δc - 是吸热反应;根据图像 0~60 s 时段,NO2 的物质的量浓度变化为 0.060 mol· L 1,根据公式 v= 即可计算出速 Δt c2(NO2) - - 率;根据图像可知 NO2 的平衡浓度为 0.120 mol· L 1,N2O4 的平衡浓度为 0.040 mol· L 1,根据 K= 可 c(N2O4) 计算出平衡常数 K1。(2)①根据题意知,改变反应温度为 T 后,反应速率降低,故为降低温度,即 T 小于 100 ℃; ②根据题意知,再次达到平衡后 N2O4 的浓度减小,Δc=v·Δt=0.002 0 mol· L· s 1× 10 s=0.02 mol· L 1,则 NO2 的
- -

浓度增加 0.040 mol· L 1,即达到新平衡时 N2O4 的浓度为 0.020 mol· L 1,NO2 的浓度为 0.160 mol· L 1,据 K=
- - -

c2(NO2) 可计算出平衡常数 K2。(3)温度为 T 时,反应达到平衡,将反应容器减小一半,即增大压强。其他条件 c(N2O4) 不变时,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向逆反应方向移动。 28. [2014· 全国卷] 化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题: (1)已知 AX3 的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和 76 ℃,AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与气体 X2 反应生 成 1 mol AX5,放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为____________________________________________。

(2)反应 AX3(g)+X2(g)

AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3 和 X2 均为 0.2 mol。反应

在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)=______________________。 ②图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号); 与 实 验 a 相 比 , 其 他 两 组 改 变 的 实 验 条 件 及 判 断 依 据 是 :

b________________________________________________,c____________________________________________。 ③用 p0 表示开始时总压强, p 表示平衡时总压强, α 表示 AX3 的平衡转化率, 则 α 的表达式为______________; 实验 a 和 c 的平衡转化率:αa 为________,αc 为________。 0.10 mol - - - 28.(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol (2)① =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min 120 kPa n 解:开始时 n0=0.4 mol,总压强为 160 kPa,平衡时总压强为 120 kPa,则 n 为 = , 160 kPa 0.40 mol 120 kPa n=0.40 mol× =0.30 mol, 160 kPa AX3(g)+X2(g) 起始时 n0/mol:0.20 0.20 AX5(g) 0

平衡时 n/mol:0.20-x 0.20-x x (0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30 x=0.10 0.10 mol - - - v(AX5)= =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min ②bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方

p 向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大) ③α=2(1- ) 50% 40% p0 [解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下 AX3 呈液态,AX5 呈固态。(2)②由图像知,达到平衡所需时间: a>c>b,所以反应速率 v(AX5)由大到小的顺序为 b>c>a;与实验 a 相比,实验 b 先达到平衡,化学反应速率 快,但平衡点没有变化,说明实验 b 加入了催化剂;反应为放热反应,与实验 a 相比,实验 c 平衡向逆反应方向 移动,且反应速率加快,说明实验 c 改变的条件是升高温度。 AX3(g) + X2(g) AX5(g)

起始量(mol) 0.2 0.2 0 变化量(mol) x x x 平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x 0.4-x p 0.4(p0-p) 0.4(p0-p) p 则有 = ,解得 x= ,则 AX3 的转化率为 =2(1- );分别将实验 a、c 的 p、 0.4 p0 p0 0.2× p0 p0 p0 的数据代入上式,得 aa、ac 分别为 50%、40%。 10. [2014· 安徽卷] 臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为 2NO2(g)+O3(g) 反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( A B ) N2O5(g)+O2(g),若

升高温度,平衡常数减小 C

0~3 s 内,反应速率为 - v(NO2)=0.2 mol· L 1 D

t1 时仅加入催化剂,平衡正向 移动

达平衡时,仅改变 x,则 x 为 c(O2)

10.A

[解析] 由反应过程的能量变化图可知正反应为放热反应,因此升高温度,反应逆向进行,平衡常数
- -

减小,A 项正确;0~3 s 内,v(NO2)=(1.0 mol/L-0.4 mol/L)÷ 3 s=0.2 mol· L 1· s 1,B 项错误;加入催化剂,正、 逆反应速率同等程度加快,平衡不移动,C 项错误;达到平衡时,增加 c(O2)平衡逆向移动,NO2 的转化率减小, D 项错误。 12. [2014· 安徽卷] 中学化学中很多“规律”都有其适用范围, 下列根据有关“规律”推出的结论正确的是( )

选项 A B

规律 较强酸可以制取较弱酸 反应物浓度越大,反应速率越快

结论 次氯酸溶液无法制取盐酸 常温下,相同的铝片中分别加入足量的 浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片先溶解完

结构和组成相似的物质, 沸点随相对分子 C 质量增大而升高 NH3 的沸点低于 PH3

溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀 D 转化

ZnS 沉淀中滴加 CuSO4 溶液可以得到 CuS 沉淀

12.D [解析] 次氯酸分解生成盐酸和氧气,A 项错误;常温下,铝遇浓硝酸发生“钝化”,铝片不能溶解,B 项错误;NH3 分子间存在氢键,沸点高于 PH3,C 项错误;CuS 比 ZnS 更难溶,因此向 ZnS 沉淀中滴加 CuSO4 溶液可实现沉淀转化,生成 CuS 沉淀,D 项正确。 12. [2014· 北京卷] 一定温度下, 10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液发生催化分解。 不同时刻测得生成 O2 的体积(已 折算为标准状况)如下表。

t/min V(O2)/mL

0 0.0

2 9.9 )

4 17.2

6 22.4

8 26.5

10 29.9

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( A.0~6 min 的平均反应速率: v(H2O2)≈3.3×10 2mol· L 1· min
- - -1

B.0~6 min 的平均反应速率: v(H2O2)<3.3× 10 2mol· L 1· min
- - -1

C.反应至 6 min 时,c(H2O2)=0.30 mol/L D.反应至 6 min 时,H2O2 分解了 50% 12. C [解析] H2O2 的催化分解反应为 2H2O2=====2H2O+O2↑, 根据生成氧气的体积确定过氧化氢的物质的
- -

催化剂

量, 0~6 min, n(O2)=1× 10 3mol, n(H2O2)=2× 10 3mol, Δc(H2O2)=0.2 mol/L, v(H2O2)=0.2 mol/L÷ 6 min=33.3× 10
-2

mol· L 1· min 1,A 正确;随着反应进行,过氧化氢浓度减小,反应速率在减小,故 B 正确;开始 n(H2O2)=4× 10
- -

-3

mol,0~6 min 消耗了 2× 10 3mol,故 6 min 时,c(H2O2)=0.2 mol/L,C 错误;开始 n(H2O2)=4× 10 3mol,0~6
- - -

min 消耗了 2× 10 3mol,分解率为 50%,D 正确。 24. [2014· 福建卷] 铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①该电化腐蚀称为________。 ②图中 A、B、C、D 四个区域,生成铁锈最多的是________(填字母)。

(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:

①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为______________________________。 ②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3· nH2O+8HNO3,反应产生的 HNO3 又将废铁 皮中的铁转化为 Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为____________________________。 ③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是______(任写一项)。 (3)已知 t ℃时,反应 FeO(s)+CO(g)??Fe(s)+CO2(g)的平衡常数 K=0.25。 ①t ℃时,反应达到平衡时 n(CO)∶n(CO2)=________。 ②若在 1 L 密闭容器中加入 0.02 mol FeO(s),并通入 x mol CO, t ℃时反应达到平衡。此时 FeO(s)转化率为 50%,则 x=________。 24.(1)①吸氧腐蚀 ②B (2)①4HNO3=====4NO2↑+O2↑+ 2H2O 少(或其他合理答案) (3)①4∶1 ②0.05 [解析] (1)①若为析氢腐蚀则 B、C、D 的腐蚀程度相同,则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀。②氧气的浓度越大, 吸氧腐蚀越严重,则 B 区域产生铁锈最多。(2)①硝酸的受热分解产生 NO2、O2、H2O ,则根据氧化还原的化合 价升降法配平其化学方程式为 4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O。②根据图示和信息可知:该生产流程中生成了 NH4NO3,则硝酸与废铁皮反应的化学方程式为 4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+ NH4NO3+3H2O。 c(CO2) n(CO2) n(CO) (3)①在 t ℃时,K= = =0.25,则 =4。 c(CO) n(CO) n(CO2) ② FeO(s)+ CO(g) x 0.01 x-0.01 Fe(s)+CO2(g) 0 0.01 0.01 0 0.01 0.01
△ △

②4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O

③氮氧化物排放

n 起始/mol 0.02 n 转化/mol 0.01 n 平衡/mol 0.01 根据 t ℃时,K=

c(CO2) n(CO2) 0.01 = = =0.25 ,求得 x=0.05。 c(CO) n(CO) x-0.01 M(g)+N(g),所

7. [2014· 四川卷] 在 10 L 恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g),发生反应 X(g)+Y(g) 得实验数据如下表: 实验 温度/℃ 编号 n(X) n(Y) n(M) 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol

① ② ③ ④

700 800 800 900

0.40 0.10 0.20 0.10

0.10 0.40 0.30 0.15

0.090 0.080 a b

下列说法正确的是(

)

A. 实验①中, 若 5 min 时测得 n(M)=0.050 mol, 则 0 至 5 min 时间内, 用 N 表示的平均反应速率 v(N)=1.0× 10
-2

mol· L 1· min


-1

B.实验②中,该反应的平衡常数 K=2.0 C.实验③中,达到平衡时,X 的转化率为 60% D.实验④中,达到平衡时,b>0.060 7 .C
3


[解析] 根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比, v(N)=v(M)=


0.05 mol - =1.0× 10 10 L× 5 min

mol· L 1· min 1,A 项错误; 实验②中


X(g)+Y(g)

M(g)+ N(g)

c 起始(mol· L 1) 0.01 0.04 0 0 c 转化(mol· L 1) 0.008 0.008 0.008 0.008


c 平衡(mol· L 1) 0.002 0.032 0.008 0.008


c(M)· c(N) 0.008× 0.008 求得:K= = =1.0,B 项错误; 0.002× 0.032 c(X)· c(Y) 根据温度相同,则 K 相等, X(g)+ Y(g) c 起始(mol· L 1) 0.02 0.03 0 0


M(g)+ N(g)

c 转化(mol· L 1) a
- -

a a a 0.03-a a a

c 平衡(mol· L 1) 0.02-a K=

c(M)· c(N) a2 0.012 = =1.0, 求得 a=0.012, 则 X 的转化率= × 100%=60%, 0.02 c(X)· c(Y) (0.02-a)× (0.03-a)

C 项正确;根据上述三段式求得,在 700 ℃,K≈2.6,则温度升高,K 减小,该反应为放热反应,若④的温度为 800 ℃,此时与③为等效平衡,b=0.060,但④的温度为 900 ℃,则平衡逆向移动,b<0.060,则 D 项错误。 14. [2014· 海南卷] 硝基苯甲酸乙酯在 OH 存在下发生水解反应: O2NC6H4COOC2H5+OH ??O2NC6H4COO +C2H5OH 两种反应物的初始浓度均为 0.050 mol· L 1, 15 ℃时测得 O2NC6H4COOC2H5 的转化率 α 随时间变化的数据如
- - - -

表所示。回答下列问题:

t/s α/%

0 0

120 33.0

180 41.8

240 48.8

330 58.0

530 69.0

600 70.4

700 71.0

800 71.0

(1)列式计算该反应在 120~180 s 与 180~240 s 区间的平均反应速率________、________;比较两者大小可 得出的结论是____________________。 (2)列式计算 15 ℃时该反应的平衡常数________。 (3)为提高 O2NC6H4COOC2H5 的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可采取的措施有________(要求写 出两条)。 0.050 mol· L 1× (41.8%-33.0%) 14.(1)v= = (180-120)s


7.3× 10

-5

mol· L 1· s
- -

-1

0.050 mol· L 1× (48.8%-41.8%) v= = (240-180)s 5.8× 10 5mol· L 1· s
- - -1

随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢 (0.050 mol· L 1× 71.0%)2 (71.0%)2 (2)K= =6.0 或 K= =6.0 - [0.050 mol· L 1× (1-71.0%)]2 (1-71.0%)2


(3)增加 OH 的浓度、移去产物 [解析] (1)反应过程中硝基苯甲酸乙酯浓度的变化量等于其起始浓度与转化率的乘积, 再利用求反应速率的计 算公式可求出两个时间段内的平均反应速率分别为 7.3× 10
-5



mol· L 1· s 1、5.8× 10
- -

-5

mol· L 1· s 1,由此可得出的结
- -

论是随着反应的进行,反应物浓度减小导致反应速率降低。(2)反应时间达到 700 s 时,硝基苯甲酸乙酯的转化率 不再随时间的变化而发生变化,即反应在 700 s 时达到平衡。此时体系内两种产物浓度为 0.05 mol/L× 71%,反应 物浓度为 0.05 mol/L× 29%,由此可求出该反应的平衡常数。(3)根据可逆反应的特点可知增加 OH 的浓度、及时 地移去产物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的转化率。 17. [2014· 海南卷] 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用做分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可 用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2 制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。


回答下列问题: (1)b 中反应的离子方程式为________________,c 中试剂为________。 (2)反应开始后,c 中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是________。

(3)d 中的试剂为________。 (4)实验中要控制 SO2 生成速率,可以采取的措施有______________________________________(写出两条)。 (5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的 SO2 不能过量,原因是______________________________。 17.SO2 硫化钠和碳酸钠混合溶液 3 +2H ===SO2↑+H2O 或 HSO3 +H ===SO2↑+H2O
- + - +

(2)硫 (3)NaOH 溶液 (4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等) (5)若 SO2 过量,溶液显酸性,产物分解 [解析] (2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是 S。(3)d 装置的作用是吸收反应中产生的 CO2,故 d 中的试剂为 NaOH 溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响,故可通过控制反应温度及滴入酸 溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2 溶于水可形成酸性较强的亚硫酸,而 Na2S2O3 遇酸会分解。

12. [2014· 浙江卷] 氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且 HClO 的杀菌能力比 ClO 强。25 ℃时氯气氯水 体系中存在以下平衡关系: Cl2(g) Cl2(aq) K1=10
-1.2



Cl2(aq)+H2O HClO


HClO+H +Cl






K2=10

-3.4

H +ClO

Ka=?


其中 Cl2(aq)、HClO 和 ClO 分别在三者中占分数(α)随 pH 变化的关系如图所示 。下列表述正确的是(

)

A.Cl2(g)+H2O

2H +ClO +Cl







K=10


-10.9

B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO )=c(H )-c(OH ) C.用氯处理饮用水时,pH=7.5 时杀菌效果比 pH=6.5 时差 D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好 c(HClO)· c(H )· c(Cl ) c(H )· c(ClO ) 12.C [解析] 由所给对应方程式知,K2= ,Ka= ,K= c(Cl2) c(HClO) c(ClO )· c2(H )· c(Cl ) ,故 K=K2· Ka。由于 Ka 未知,故无法知道 K 的值,A 项错误;在氯处理水体系中, c(Cl2)
- + - + - + -





由电荷守恒可知:c(H )=c(OH )+c(Cl )+c(ClO )。由 Cl2(aq)+ H2O??HClO + H +ClO












+Cl 、HClO??H
- + -





可知 c(HClO)< c(Cl ),故 c(H )>c(OH )+c(HClO)+c(ClO









),即 c(HClO)+c(ClO )<c(H )-c(OH ),

B 项错误;由图表中的信息知,pH=7.5 的体系中 HClO 所占的分数比 pH=6.5 的体系中 HClO 所占的分数小, 由于 HClO 的杀菌能力比 ClO 强, 故 pH=7.5 时杀菌效果比 pH=6.5 时差, C 项正确; HClO 的电离是吸热过程,


所以夏天有更多的 HClO 电离为 ClO 和 H ,故氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,D 项错误。 10.[2014· 天津卷] 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol 1。






一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收,产物为 NH4HS。一定条件下向 NH4HS 溶液中通入空气,得到单质 硫 并 使 吸 收 液 再 生 , 写 出 再 生 反 应 的 化 学 方 程 式 :

________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下: ①CH4(g)+H2O(g) ΔH=+206.4 kJ· mol ②CO(g)+H2O(g) ΔH=-41.2 kJ· mol
-1 -1

CO(g)+3H2(g)

CO2(g)+H2(g)

对于反应①,一定可以提高平衡体系中 H2 的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应②,将 CO 进一步转化,可提高 H2 的产量。若 1 mol CO 和 H2 的混合气体(CO 的体积分数为 20%) 与 H2O 反应,得到 1.18 mol CO、CO2 和 H2 的混合气体,则 CO 的转化率为____________。 (3)图(a)表示 500 ℃、60.0 MPa 条件下,原料气投料比与平衡时 NH3 体积分数的关系。根据图中 a 点数据计 算 N2 的平衡体积分数:____________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始, 随温度不断升高,NH3 物质的量变化的曲线示意图。

(a)

(b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合 成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

10.(1)2NH4HS+O2 ===== 2NH3· H2O+2S↓ (2)a 90% (3)14.5%

一定条件

(4) (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的 N2、H2 循环使用

[解析] (1)由题意可知为空气中的 O2 将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应① 为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d 错;催化剂不能改变反应限度,即 不能改变 H2 的百分含量,c 错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物 H2 的百分含量却减 小,b 错;升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2 的百分含量增大,a 对。CO 与 H2 的混合气体与水蒸气 的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而 1 molCO 与 H2 的混合气体参加反应生成 1.18 mol 混合气,说 0.18 mol 明有 0.18 mol 水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的 CO 也为 0.18 mol,则其转化率为 1 mol× 20% × 100%=90%。 (3)由图中看出当 N2 与 H2 物质的量比为 1∶3 时,NH3 的平衡体积分数最大,为 42%。设平衡时转化的 N2 的物质的量为 x mol,由三段式: N2+3H2??2NH3 起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x 2x × 100%=42%,则 x=0.59 (1-x)+(3-3x)+2x (1-x) 则平衡时 N2 的体积分数为 × 100%=14.5%。(4)作图时要注意开始时 NH3 物质的量 (1-x)+(3-3x)+2x 不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向 移动,NH3 的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却, 能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;此外,循环利用可反复利用 原料,提高原料利用率。

26. [2014· 新课标全国卷Ⅱ] 在容积为 1.00 L 的容器中,通入一定量的 N2O4,发生反应 N2O4(g) 颜色变深。 2NO2(g),随温度升高,混合气体的

回答下列问题: (1)反应的 ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 0~60 s 时段,反应速率 v(N2O4)为________mol· L 1· s 1;反应的平衡常数 K1 为________。
- -

(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为 T,c(N2O4)以 0.002 0 mol· L 1· s 1 的平均速率降低,经 10 s 又达
- -

到平衡。 ①T________100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________________。 ②列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)温度 T 时反应达平衡后, 将反应容器的容积减少一半, 平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动, 判断理由是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.(1)大于 0.001 0 0.36 mol· L
-1

(2)①大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高 ②平衡时,c(NO2)=0.120 mol· L 1+0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s× 2=0.16 mol· L
- - - -1

c(N2O4)=0.040 mol· L 1-0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s=0.020 mol· L
- - -

-1

(0.16 mol· L 1)2 - K2= =1.3 mol· L 1 - 0.020 mol· L 1


(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 [解析] (1)依题意知,温度升高,混合气体的颜色加深,说明平衡向生成 NO2 的正反应方向移动,即正反应 Δc - 是吸热反应;根据图像 0~60 s 时段,NO2 的物质的量浓度变化为 0.060 mol· L 1,根据公式 v= 即可计算出速 Δt c2(NO2) - - 率;根据图像可知 NO2 的平衡浓度为 0.120 mol· L 1,N2O4 的平衡浓度为 0.040 mol· L 1,根据 K= 可 c(N2O4) 计算出平衡常数 K1。(2)①根据题意知,改变反应温度为 T 后,反应速率降低,故为降低温度,即 T 小于 100 ℃; ②根据题意知,再次达到平衡后 N2O4 的浓度减小,Δc=v·Δt=0.002 0 mol· L· s 1× 10 s=0.02 mol· L 1,则 NO2 的
- -

浓度增加 0.040 mol· L 1,即达到新平衡时 N2O4 的浓度为 0.020 mol· L 1,NO2 的浓度为 0.160 mol· L 1,据 K=
- - -

c2(NO2) 可计算出平衡常数 K2。(3)温度为 T 时,反应达到平衡,将反应容器减小一半,即增大压强。其他条件 c(N2O4) 不变时,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向逆反应方向移动。

28. [2014· 全国卷] 化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题: (1)已知 AX3 的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和 76 ℃,AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与气体 X2 反应生 成 1 mol AX5,放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为____________________________________________。 (2)反应 AX3(g)+X2(g)??AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3 和 X2 均为 0.2 mol。反应在 不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)=______________________。 ②图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号); 与 实 验 a 相 比 , 其 他 两 组 改 变 的 实 验 条 件 及 判 断 依 据 是 :

b________________________________________________,c____________________________________________。 ③用 p0 表示开始时总压强, p 表示平衡时总压强, α 表示 AX3 的平衡转化率, 则 α 的表达式为______________; 实验 a 和 c 的平衡转化率:αa 为________,αc 为________。 0.10 mol - - - 28.(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol (2)① =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min 120 kPa n 解:开始时 n0=0.4 mol,总压强为 160 kPa,平衡时总压强为 120 kPa,则 n 为 = , 160 kPa 0.40 mol 120 kPa n=0.40 mol× =0.30 mol, 160 kPa AX3(g)+X2(g) 起始时 n0/mol:0.20 0.20 AX5(g) 0

平衡时 n/mol:0.20-x 0.20-x x (0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30 x=0.10 0.10 mol - - - v(AX5)= =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min ②bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方

p 向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大) ③α=2(1- ) 50% 40% p0 [解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下 AX3 呈液态,AX5 呈固态。(2)②由图像知,达到平衡所需时间: a>c>b,所以反应速率 v(AX5)由大到小的顺序为 b>c>a;与实验 a 相比,实验 b 先达到平衡,化学反应速率

快,但平衡点没有变化,说明实验 b 加入了催化剂;反应为放热反应,与实验 a 相比,实验 c 平衡向逆反应方向 移动,且反应速率加快,说明实验 c 改变的条件是升高温度。 AX3(g) 起始量(mol) 0.2 0.2 0 变化量(mol) x x x 平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x 0.4-x p 0.4(p0-p) 0.4(p0-p) p 则有 = ,解得 x= ,则 AX3 的转化率为 =2(1- );分别将实验 a、c 的 p、 0.4 p0 p0 0.2× p0 p0 p0 的数据代入上式,得 aa、ac 分别为 50%、40%。 10. [2014· 安徽卷] 臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为 2NO2(g)+O3(g) 反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( A B ) N2O5(g)+O2(g),若 + X2(g) AX5(g)

升高温度,平衡常数减小 C

0~3 s 内,反应速率为 - v(NO2)=0.2 mol· L 1 D

t1 时仅加入催化剂,平衡正向 移动

达平衡时,仅改变 x,则 x 为 c(O2)

10.A

[解析] 由反应过程的能量变化图可知正反应为放热反应,因此升高温度,反应逆向进行,平衡常数
- -

减小,A 项正确;0~3 s 内,v(NO2)=(1.0 mol/L-0.4 mol/L)÷ 3 s=0.2 mol· L 1· s 1,B 项错误;加入催化剂,正、 逆反应速率同等程度加快,平衡不移动,C 项错误;达到平衡时,增加 c(O2)平衡逆向移动,NO2 的转化率减小, D 项错误。 12. [2014· 北京卷] 一定温度下, 10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液发生催化分解。 不同时刻测得生成 O2 的体积(已 折算为标准状况)如下表。

t/min V(O2)/mL

0 0.0

2 9.9

4 17.2

6 22.4

8 26.5

10 29.9

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( A.0~6 min 的平均反应速率: v(H2O2)≈3.3×10 2mol· L 1· min
- - -1

)

B.0~6 min 的平均反应速率: v(H2O2)<3.3× 10 2mol· L 1· min
- - -1

C.反应至 6 min 时,c(H2O2)=0.30 mol/L D.反应至 6 min 时,H2O2 分解了 50% 12. C [解析] H2O2 的催化分解反应为 2H2O2=====2H2O+O2↑, 根据生成氧气的体积确定过氧化氢的物质的
- -

催化剂

量, 0~6 min, n(O2)=1× 10 3mol, n(H2O2)=2× 10 3mol, Δc(H2O2)=0.2 mol/L, v(H2O2)=0.2 mol/L÷ 6 min=33.3× 10
-2

mol· L 1· min 1,A 正确;随着反应进行,过氧化氢浓度减小,反应速率在减小,故 B 正确;开始 n(H2O2)=4× 10
- -

-3

mol,0~6 min 消耗了 2× 10 3mol,故 6 min 时,c(H2O2)=0.2 mol/L,C 错误;开始 n(H2O2)=4× 10 3mol,0~6
- - -

min 消耗了 2× 10 3mol,分解率为 50%,D 正确。 11. [2014· 江苏卷] 下列有关说法正确的是( )

A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 B.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的 ΔH>0 C.加热 0.1 mol· L 1Na2CO3 溶液,CO2 3 的水解程度和溶液的 pH 均增大
- -

D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大 11.C [解析] 海轮的外壳是钢铁,因铁比铜活泼,海轮外壳上附着铜块后形成原电池,铁作负极,会加速

海轮外壳的腐蚀,A 项错误;B 反应为气体体积减小的反应,反应 ΔS<0,若反应能自发进行,则 ΔH-TΔS<0, 故反应的 ΔH<0,B 项错误;由于盐类的水解反应为吸热反应,升高温度能增大 CO2 3 的水解程度,溶液中 c(OH
- -

)增大,溶液 pH 增大,C 项正确;浓硫酸是酯化反应的催化剂,加入少量浓硫酸使反应速率增大,该反应为放

热反应,一段时间后混合体系温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,D 项错误。 29. [2014· 山东卷] 研究氨氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s) 2NO(g)+Cl2(g) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0(Ⅰ) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数 K=________(用 K1、K2 表示)。

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)

(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响, 在恒温条件下, 向 2 L 恒容密闭容器中加入 0.2 mol NO 和 0.1 mol Cl2, 10 min 时反应(Ⅱ)达到平衡。测得 10 min 内 v(ClNO)=7.5× 10
-3

mol· L 1· min 1,则平衡后 n(Cl2)=________mol,
- -

NO 的转化率 α1=________。 其他条件保持不变, 反应(Ⅱ)在恒压条件下进行, 平衡时 NO 的转化率 α2________α1(填 “>”“<”或“=”),平衡常数 K2______(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使 K2 减小,可采取的措施是________。 (3)实验室可用 NaOH 溶液吸收 NO2,反应为 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。含 0.2 mol NaOH 的

水溶液与 0.2 mol NO2 恰好完全反应得 1 L 溶液 A, 溶液 B 为 0.1 mol· L 1 的 CH3COONa 溶液, 则两溶液中 c(NO3 )、
- -

c(NO2 )和 c(CH3COO )由大到小的顺序为____________________________________________。 (已知 HNO2 电离常 数 Ka=7.1× 10
-4





mol· L 1,CH3COOH 的电离常数 Ka=1.7× 10


-5

mol· L 1)


可使溶液 A 和溶液 B 的 pH 相等的方法是________。 a.向溶液 A 中加适量水 b.向溶液 A 中加适量 NaOH c.向溶液 B 中加适量水 d.向溶液 B 中加适量 NaOH K2 1 29.(1) K2 (2)2.5× 10
- -2

75% > 不变


升高温度


(3)c(NO3 )>c(NO2 )>c(CH3COO ) b、c [解析] (1)反应(Ⅰ)× 2-反应(Ⅱ)即得到反应:4NO2(g)+2NaCl(s)??2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),利用平衡 K2 1 - - - 常数定义可知该反应平衡常数 K= 。 (2)平衡时容器中 n(ClNO)=7.5× 10 3mol· L 1· min 1× 10 min× 2 L=0.15 mol, K2 1 0.15 mol 则平衡后 n(Cl2)=0.1 mol- × 0.15 mol=0.025 mol;NO 的转化率= × 100%=75%;若恒压下达到平衡态 2 0.2 mol 相当于将原平衡加压,平衡正向移动,NO 的转化率增大;平衡常数只与温度有关,恒压下达到平衡的平衡常数 与原平衡常数相等;因该反应为放热反应,升高温度,反应逆向进行,反应平衡常数减小 。(3)反应后得到溶液 A 为物质的量浓度均为 0.1 mol/L 的 NaNO2 与 NaNO3 的混合溶液,利用已知电离常数可知 CH3COO 水解程度大 于 NO2 ,NO3 不发生水解,两溶液中 c(NO3 )>c(NO2 )>c(CH3COO );利用 CH3COO 水解程度大于 NO2 可知溶 液 B 的碱性强于溶液 A,为使溶液 A、B 的 pH 相等,可采取的措施有向溶液 A 中加适量 NaOH 或向 B 溶液中 加入适量水稀释或向 B 溶液中加入适量稀醋酸等。 3. [2014· 天津卷] 运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是( A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应 B.NH4F 水溶液中含有 HF,因此 NH4F 溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底 D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成 H2 的速率 3.D [解析] 当 ΔH-TΔS<0 时,反应能自发进行,吸热反应的 ΔH>0,吸热反应能自发,说明 ΔS>0,
- - - - - - - - -

)

A 项正确;NH4F 溶液中 F 水解生成 HF,HF 能与玻璃中的 SiO2 发生反应 4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O,故 NH4F 溶液不能存放在玻璃试剂瓶中,B 项正确;可燃冰需在低温高压下形成,所以可燃冰可存在于海底,C 项正确; 常温下,浓硫酸使铁发生钝化,D 项错误。 27. [2014· 浙江卷] 煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把

硫元素以 CaSO4 的形式固定,从而降低 SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO4 发生化学反 应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g) CaSO4(s)+4CO(g) 请回答下列问题: (1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。 (2)对于气体参与的反应, 表示平衡常数 Kp 时用气体组分(B)的平衡压强 p(B)代替该气体物质的量的浓度 c(B), 则反应Ⅱ的 Kp=________(用表达式表示)。 (3) 假设某温度下,反应Ⅰ的速率 (v1 )大于反应Ⅱ的速率 (v2 ) ,则下列反应过程能量变化示意图正确的是 ________。 (4) 通 过 监 测 反 应 体 系 中 气 体 浓 度 的 变 化 可 判 断 反 应 Ⅰ 和 Ⅱ 是 否 同 时 发 生 , 理 由 是 ____________________________________________________________________。 CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ· mol 1(反应Ⅰ)


CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ· mol 1(反应Ⅱ)


A

B

C

D

(5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中 CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中 CaS 质量百分数的关系 曲线。则降低该反应体系中 SO2 生成量的措施有________。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间控制较低的反应温度 C.提高 CO 的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且 v1>v2,请在图(b)画出反应体系中 c(SO2)随时间 t 变化的 总趋势图。

(a) 27.(1)高温 (2
p 4 (CO 2 ) p 4 (CO)

(b) (3)C

(4)如果气相中 SO2 和 CO2 两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生 (5)A、B、C

(6) [解析] (1)反应Ⅰ是一个熵增焓增的反应,由 ΔG=ΔH -TΔS 知,只有在高温下反应Ⅰ的 ΔG 才有可能小于 0,反应才具有自发性。(3)由于反应Ⅰ是吸热反应,故反应Ⅰ生成物所具有的能量高于反应物,A、D 项排除; 反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),说明反应Ⅰ的活化分子百分数比较大、活化能低于反应Ⅱ,反应Ⅰ的中 间产物所具有的能量低,B 排除。(4)因反应Ⅱ中没有 SO2 生成,故若监测过程中,SO2、CO2 浓度比保持不变, 说明只发生反应Ⅰ,若发生变化,则说明反应Ⅰ、Ⅱ同时进行。(5)加入的石灰石分解可生成 CO2,这有利于两 个反应的平衡向左进行,从而可减少 SO2 的生成,A 项可行;由图像知,初始的 CO 浓度越大、温度低些时,CaS 的含量越高,依硫守恒知,此条件下生成的 SO2 较少,B、C 项可行,D 项不可行。(6)因反应Ⅰ的速率大于反应 Ⅱ的速率,故开始时体系内 c(SO2)是快速增大的,随着第Ⅱ个反应中生成的 CO2 的增加,SO2 的百分含量又会降 低,当达到平衡时其百分含量会保持不变,由此可绘制出相应的图像。 7. [2014· 重庆卷] 在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应:2X(g)??Y(g),温度 T1、T2 下 X 的物质的量浓 度 c(X)随时间 t 变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )

A.该反应进行到 M 点放出的热量大于进行到 W 点放出的热量 a-b - - B.T2 下,在 0~t1 时间内,v(Y)= mol· L 1· min 1 t1 C.M 点的正反应速率 v 正大于 N 点的逆反应速率 v 逆 D.M 点时再加入一定量 X,平衡后 X 的转化率减小 7.C [解析] 根据图像可知,T1<T2,ΔH<0,因此该反应是放热反应,故 c(X)变化越大,放出热量越多, a-b 1 - 故 M 点放出的热量小于 W 点放出的热量, A 项错误; T2 温度下, 在 0~t1 时间内, v(Y)= v(X)= mol· L 1· min 2 2t1
-1

,B 项错误;因 T1>T2,vM 正=vM 逆>vW 逆,又因 vN 逆<vW 逆,所以 vN 逆<vW 正,C 正确;由于反应前后均只有一种

物质,因此 M 点时再增加一定量的 X,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,X 的转化率升高,D 项错 误。 12. [2014· 海南卷] 将 BaO2 放入密闭的真空容器中,反应 2BaO2(s) 度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是( A.平衡常数减小 B.BaO 量不变 C.氧气压强不变 D.BaO2 量增加 12.CD [解析] 平衡常数仅与温度有关,A 项错误;缩小容器容积时平衡左移;B 项错误,D 项正确;由 反应的平衡常数 K=c(O2)及 K 只与温度有关可知,重新达到平衡时,c(O2)与加压前相等,又由 p=cRT 知,新平 衡时压强与原来相同,C 项正确。 14.[2014· 海南卷] 硝基苯甲酸乙酯在 OH 存在下发生水解反应: O2NC6H4COOC2H5+OH
- -

2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温

)

O2NC6H4COO +C2H5OH




两种反应物的初始浓度均为 0.050 mol· L 1, 15 ℃时测得 O2NC6H4COOC2H5 的转化率 α 随时间变化的数据如 表所示。回答下列问题: t/s α/% 0 0 120 33.0 180 41.8 240 48.8 330 58.0 530 69.0 600 70.4 700 71.0 800 71.0

(1)列式计算该反应在 120~180 s 与 180~240 s 区间的平均反应速率________、________;比较两者大小可 得出的结论是____________________。 (2)列式计算 15 ℃时该反应的平衡常数________。 (3)为提高 O2NC6H4COOC2H5 的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可采取的措施有________(要求写 出两条)。 0.050 mol· L 1× (41.8%-33.0%) 14.(1)v= = (180-120)s


7.3× 10

-5

mol· L 1· s
- -

-1

0.050 mol· L 1× (48.8%-41.8%) v= = (240-180)s

5.8× 10 5mol· L 1· s
- -

-1

随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢 (0.050 mol· L 1× 71.0%)2 (71.0%)2 (2)K= =6.0 -1 2=6.0 或 K= [0.050 mol· L × (1-71.0%)] (1-71.0%)2


(3)增加 OH 的浓度、移去产物 [解析] (1)反应过程中硝基苯甲酸乙酯浓度的变化量等于其起始浓度与转化率的乘积, 再利用求反应速率的计 算公式可求出两个时间段内的平均反应速率分别为 7.3× 10
-5



mol· L 1· s 1、5.8× 10
- -

-5

mol· L 1· s 1,由此可得出的结
- -

论是随着反应的进行,反应物浓度减小导致反应速率降低。(2)反应时间达到 700 s 时,硝基苯甲酸乙酯的转化率 不再随时间的变化而发生变化,即反应在 700 s 时达到平衡。此时体系内两种产物浓度为 0.05 mol/L× 71%,反应 物浓度为 0.05 mol/L× 29%,由此可求出该反应的平衡常数。(3)根据可逆反应的特点可知增加 OH 的浓度、及时 地移去产物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的转化率。


12.[2014· 浙江卷] 氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且 HClO 的杀菌能力比 ClO 强。25 ℃时氯气氯水体 系中存在以下平衡关系: Cl2(g) Cl2(aq) K1=10
-1.2



Cl2(aq)+H2O HClO


HClO+H +Cl






K2=10

-3.4

H +ClO

Ka=?


其中 Cl2(aq)、HClO 和 ClO 分别在三者中占分数(α)随 pH 变化的关系如图所示 。下列表述正确的是(

)

A.Cl2(g)+H2O

2H +ClO +Cl







K=10


-10.9

B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO )=c(H )-c(OH ) C.用氯处理饮用水时,pH=7.5 时杀菌效果比 pH=6.5 时差 D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好 c(HClO)· c(H )· c(Cl ) c(H )· c(ClO ) 12.C [解析] 由所给对应方程式知,K2= ,Ka= ,K= c(Cl2) c(HClO) c(ClO )· c2(H )· c(Cl ) ,故 K=K2· Ka。由于 Ka 未知,故无法知道 K 的值,A 项错误;在氯处理水体系中, c(Cl2)
- + - + - + -





由电荷守恒可知:c(H )=c(OH )+c(Cl )+c(ClO )。由 Cl2(aq)+ H2O +ClO










HClO + H



+Cl 、HClO
- + -



H



可知 c(HClO)< c(Cl ),故 c(H )>c(OH )+c(HClO)+c(ClO









),即 c(HClO)+c(ClO )<c(H )-c(OH ),

B 项错误;由图表中的信息知,pH=7.5 的体系中 HClO 所占的分数比 pH=6.5 的体系中 HClO 所占的分数小, 由于 HClO 的杀菌能力比 ClO 强, 故 pH=7.5 时杀菌效果比 pH=6.5 时差, C 项正确; HClO 的电离是吸热过程, 所以夏天有更多的 HClO 电离为 ClO 和 H ,故氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,D 项错误。
- + -

10. [2014· 天津卷] 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol 1。


一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收,产物为 NH4HS。一定条件下向 NH4HS 溶液中通入空气,得到单质 硫 并 使 吸 收 液 再 生 , 写 出 再 生 反 应 的 化 学 方 程 式 :

________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下: ①CH4(g)+H2O(g) ΔH=+206.4 kJ· mol ②CO(g)+H2O(g) ΔH=-41.2 kJ· mol
-1 -1

CO(g)+3H2(g)

CO2(g)+H2(g)

对于反应①,一定可以提高平衡体系中 H2 的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应②,将 CO 进一步转化,可提高 H2 的产量。若 1 mol CO 和 H2 的混合气体(CO 的体积分数为 20%) 与 H2O 反应,得到 1.18 mol CO、CO2 和 H2 的混合气体,则 CO 的转化率为____________。 (3)图(a)表示 500 ℃、60.0 MPa 条件下,原料气投料比与平衡时 NH3 体积分数的关系。根据图中 a 点数据计 算 N2 的平衡体积分数:____________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始, 随温度不断升高,NH3 物质的量变化的曲线示意图。

(a)

(b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合 成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 10.(1)2NH4HS+O2 ===== 2NH3· H2O+2S↓
一定条件

(2)a 90% (3)14.5%

(4) (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的 N2、H2 循环使用

[解析] (1)由题意可知为空气中的 O2 将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应① 为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d 错;催化剂不能改变反应限度,即 不能改变 H2 的百分含量,c 错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物 H2 的百分含量却减 小,b 错;升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2 的百分含量增大,a 对。CO 与 H2 的混合气体与水蒸气 的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而 1 molCO 与 H2 的混合气体参加反应生成 1.18 mol 混合气,说 0.18 mol 明有 0.18 mol 水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的 CO 也为 0.18 mol,则其转化率为 1 mol× 20% × 100%=90%。 (3)由图中看出当 N2 与 H2 物质的量比为 1∶3 时,NH3 的平衡体积分数最大,为 42%。设平衡时转化的 N2 的物质的量为 x mol,由三段式: N2+3H2 起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x 2x × 100%=42%,则 x=0.59 (1-x)+(3-3x)+2x (1-x) 则平衡时 N2 的体积分数为 × 100%=14.5%。(4)作图时要注意开始时 NH3 物质的量 (1-x)+(3-3x)+2x 不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向 移动,NH3 的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却, 能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;此外,循环利用可反复利用 原料,提高原料利用率。 2NH3

28.

(15 分)[2014· 新课标全国卷Ⅰ] 乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产或间接水

合法生产。回答下列问题: (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的 化学方程式:________________________________________。

(2)已知: 甲醇的脱水反应 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ· mol 甲醇制烯烃的反应 2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ· mol
-1 -1

乙醇的异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ· mol
-1

则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的 ΔH________kJ· mol 1。与间接水合法相比,气相


直接水合法的优点是____________________________________。 (3)如图所示为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中 n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中 A 点的平衡常数 Kp=____________________(用平衡分压代替平衡浓 度计算,分压=总压× 物质的量分数)。 ②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为____,理由是___________________。 ③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度 290 ℃、压强 6.9 MPa,n(H2O)∶ n(C2H4)=0.6∶1。乙烯的转化率为 5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还 可采取的措施有________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 28.(1)C2H4+H2SO4―→C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O―→C2H5OH+H2SO4 (2)-45.5 污染小、腐蚀性 20%np 2 n -20%n p(C2H5OH) (3)① = = p(C2H4)· p(H2O) ? 80%np ?2 ?2n-20%n?

小等

20× 180 - =0.07(MPa) 1 ②p1<p2<p3<p4 反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高 802× 7.85MPa ③将产物乙醇液化移去 增加 n(H2O)∶n(C2H4)比 [解析] (1)根据题中信息可写出由乙烯与浓硫酸间接水合法制乙醇的反应为 C2H4+H2SO4―→C2H5OSO3H 和 C2H5OSO3H+H2O―→C2H5OH+H2SO4。(2)根据盖斯定律①-②-③得:C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=

-45.5 kJ· mol 1。间接水合法中用到浓硫酸等强腐蚀性物质,与其相比直接水合法具有污染小、腐蚀性小等优点。


(3)①设起始时 C2H4 和 H2O(g)的物质的量均为 n,根据 C2H4 的转化率为 20%,则平衡时 C2H4、H2O(g)和 C2H5OH 20%np 2n-20%n p(C2H5OH) 20× 180 的物质的量分别为 80%n、 80%n 和 20%n, 则 Kp= = = 2 =0.07(MPa) 7.85MPa p(C2H4)· p(H2O) ? 80%np ?2 80 × ?2n-20%n?
-1

。②增大压强,平衡将正向移动,能提高 C2H4 的转化率,即压强 p1<p2<p3<p4。③为了使平衡正向移动,还

可以将乙醇液化及时分离,或增大 n (H2O):n (C2H4) 之比等措施。 26. [2014· 新课标全国卷Ⅱ] 在容积为 1.00 L 的容器中,通入一定量的 N2O4,发生反应 N2O4(g) 的颜色变深。 回答下列问题: (1)反应的 ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 0~60 s 时段,反应速率 v(N2O4)为________mol· L 1· s 1;反应的平衡常数 K1 为________。
- -

2NO2(g),随温度升高,混合气体

(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为 T,c(N2O4)以 0.002 0 mol· L 1· s 1 的平均速率降低,经 10 s 又达
- -

到平衡。 ①T________100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________________。 ②列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)温度 T 时反应达平衡后, 将反应容器的容积减少一半, 平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动, 判断理由是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.(1)大于 0.001 0 0.36 mol· L
-1

(2)①大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高 ②平衡时,c(NO2)=0.120 mol· L 1+0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s× 2=0.16 mol· L
- - - -1

c(N2O4)=0.040 mol· L 1-0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s=0.020 mol· L
- - -

-1

(0.16 mol· L 1)2 - K2= =1.3 mol· L 1 - 0.020 mol· L 1


(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 [解析] (1)依题意知,温度升高,混合气体的颜色加深,说明平衡向生成 NO2 的正反应方向移动,即正反应 Δc - 是吸热反应;根据图像 0~60 s 时段,NO2 的物质的量浓度变化为 0.060 mol· L 1,根据公式 v= 即可计算出速 Δt c2(NO2) 率;根据图像可知 NO2 的平衡浓度为 0.120 mol· L ,N2O4 的平衡浓度为 0.040 mol· L ,根据 K= 可 c(N2O4)
-1 -1

计算出平衡常数 K1。(2)①根据题意知,改变反应温度为 T 后,反应速率降低,故为降低温度,即 T 小于 100 ℃; ②根据题意知,再次达到平衡后 N2O4 的浓度减小,Δc=v·Δt=0.002 0 mol· L· s 1× 10 s=0.02 mol· L 1,则 NO2 的
- -

浓度增加 0.040 mol· L 1,即达到新平衡时 N2O4 的浓度为 0.020 mol· L 1,NO2 的浓度为 0.160 mol· L 1,据 K=
- - -

c2(NO2) 可计算出平衡常数 K2。(3)温度为 T 时,反应达到平衡,将反应容器减小一半,即增大压强。其他条件 c(N2O4) 不变时,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向逆反应方向移动。 26. [2014· 北京卷] (14 分) NH3 经一系列反应可以得到 HNO3 和 NH4NO3,如下图所示。

(1)Ⅰ中,NH3 和 O2 在催化剂作用下反应,其化学方程式是_________________________。 (2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他条件相

同时,分别测得 NO 的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。

①比较 p1、p2 的大小关系:________。 ②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是________。 (3)Ⅲ中,降低温度,将 NO2(g)转化为 N2O4(l),再制备浓硝酸。 ①已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH1 2NO2(g) N2O4(l) ΔH2

下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)________。

A

B

C

②N2O4 与 O2、H2O 化合的化学方程式是________________________________________。 (4)Ⅳ中,电解 NO 制备 NH4NO3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为 NH4NO3,需补充 A。A 是________,说明理由:________________________________________。

26.(1)4NH3+5O2===== 4NO+6H2O △ (2)①p1<p2 ②减小 (3)①A ②2N2O4+O2+2H2O===4HNO3 (4)NH3 根据反应:8NO+7H2O=====3NH4NO3+2HNO3,电解产生的 HNO3 多 [解析] (1)氨的催化氧化的反应方程式为 4NH3+5O2===== 4NO+6H2O。 △ (2)①由 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)可知该反应为气体体积减小的反应,温度相同,增大压强,平衡正向移
催化剂 电解

催化剂

动,NO 的平衡转化率增大,根据图示和坐标含义,判断 p1<p2;②再看同一压强线,温度升高,NO 的平衡转化 率降低,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小。 (3)①降低温度,NO2(g)转变为 N2O4(l),则 ΔH2<0,反应物能量高于生成物能量,C 错误; N2O4(g)转变为 N2O4(l)需要放出热量,所以 NO2(g)转变为 N2O4(g)比 NO2(g)转变为 N2O4(l)放出的热量少,B 错误,所以正确的 图示为 A;②N2O4、O2 和 H2O 反应生成硝酸的反应方程式为 2N2O4+ O2+2H2O===4HNO3。 (4)根据工作原理装置图,可以确定阳极为 NO 失去电子转变为 NO3 ,阴极 NO 转变为 NH4 ,根据电极反应 书写电极反应式为: 阳极:NO-3e +2H2O===NO3 +4H
- + + - - + - +

阴极:NO+5e + 6H ===NH4 + H2O 然后根据得失电子守恒,硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多,所以需要向溶液中加入的物质为 NH3(即 8NO+7H2O=====3NH4NO3+2HNO3)。 12. [2014· 福建卷] 在一定条件下,N2O 分解的部分实验数据如下:
电解

反应时间 0 /min c(N2O) (mol· L 1)


10

20

30

40

50

0.100

0.090

0.080

0.070

0.060

0.050

反应时间 60 /min c(N2O) (mol· L 1)


70

80

90

100

0.040

0.030 )

0.020

0.010

0.000

下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(

(注:图中半衰期指任一浓度 N2O 消耗一半时所需的相应时间,c1、c2 均表示 N2O 初始浓度且 c1<c2)

12.A [解析] 从题给数据可观察到,相等的时间段内(10 min)反应消耗的 N2O 相等,即 N2O 浓度对反应速 率无影响,A 项正确;N2O 的分解反应不是可逆反应,没有平衡状态,B 项错误;根据半衰期概念,结合反应速 率与浓度无关,可知浓度越大半衰期越长 ( 若取浓度变化 0.100→0.050 ,半衰期为 50 min ,若取浓度变化 0.080→0.040,半衰期为 40 min,即浓度越大半衰期越长),C 项错误;若取 10 min 为时间段,0~10 min 时 NO2 的转化率为 10%,10~20 min 时 NO2 的转化率为 11.1%,即浓度越大转化率越小,D 项错误。 33. [2014· 广东卷] H2O2 是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。 (1)某小组拟在同浓度 Fe3 的催化下, 探究 H2O2 浓度对 H2O2 分解反应速率的影响。 限选试剂与仪器: 30%H2O2


溶液、0.1 mol· L 1Fe2(SO4)3 溶液、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、


注射器。 ①写出本实验 H2O2 分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:______________________________。 ②设计实验方案:在不同 H2O2 浓度下,测定________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。

③设计实验装置,完成图中的装置示意图。

④参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的 数据;数据用字母表示)。 物理量 实验序号 1 2 V[0.1 mol· L
-1

…… …… ……

Fe2(SO4)3]/mL a a

(2)利用图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通的 A、B 瓶中已充有 NO2 气体)进行实验。可观察到 B 瓶中气 体颜色比 A 瓶中的__________(填“深”或“浅”),其原因是____________________________。

(a)

(b)

(c) 图 21

33.(1)① ②相同时间内收集到的 O2 的体积

③ ④ 物理量 时间 实验序号 1 2 b b c d 0 e m c=d+e n N2O4(g)的平衡逆向移动,NO2 (2)深 H2O2 分解放热,使得 B 瓶中温度高,升高温度, 反应 2NO2(g) 浓度增大 30%H2O2 溶液的体积 蒸馏水 的体积 O2 的 体积 备注

[解析] (1)①H2O2 分解生成 H2O 和 O2,反应方程式及电子转移情况为

;②由于不同浓度的

H2O2 的分解速率不同,故相同时间内,分解速率越大,相同时间内收集到的 O2 就越多,故需要测定相同时间内 收集到的 O2 的体积;③根据 O2 难溶于水这一性质,可用倒置于水槽中的装满水的量筒收集 O2,即通过排水法 收集 O2,通过量筒的刻度读出收集到的气体的体积;④本实验中需测定的数据有:用秒表测定相同的时间,通 过量筒测出生成 O2 的体积,用量筒测出第一次所需 30%H2O2 溶液的体积,第二次所需 30%H2O2 溶液的体积以 及蒸馏水的体积(保证两次溶液总体积相同,从而保证 H2O2 溶液浓度不同)。 1 (2)由图(a)可得热化学方程式 H2O2(l)===H2O(l)+ O2(g) ΔH<0,2NO2(g) 2 N2O4(g) ΔH<0。由于 H2O2

的分解反应为放热反应[注意 Fe2(SO4)3 作催化剂],故右边烧杯中液体温度高于左边烧杯中液体温度,则 B 瓶中 气体的温度高于 A 瓶中气体的温度,升高温度,2NO2(g) 体颜色加深。 N2O4(g) 的平衡逆向移动,c(NO2)增大,混合气

28. [2014· 全国卷] 化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题: (1)已知 AX3 的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和 76 ℃,AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与气体 X2 反应生 成 1 mol AX5,放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为____________________________________________。 (2)反应 AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3 和 X2 均为 0.2 mol。反应

在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)=______________________。 ②图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号); 与 实 验 a 相 比 , 其 他 两 组 改 变 的 实 验 条 件 及 判 断 依 据 是 :

b________________________________________________,c____________________________________________。 ③用 p0 表示开始时总压强, p 表示平衡时总压强, α 表示 AX3 的平衡转化率, 则 α 的表达式为______________; 实验 a 和 c 的平衡转化率:αa 为________,αc 为________。 0.10 mol - - - 28.(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol (2)① =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min 120 kPa n 解:开始时 n0=0.4 mol,总压强为 160 kPa,平衡时总压强为 120 kPa,则 n 为 = , 160 kPa 0.40 mol 120 kPa n=0.40 mol× =0.30 mol, 160 kPa AX3(g)+X2(g) 起始时 n0/mol:0.20 0.20 AX5(g) 0

平衡时 n/mol:0.20-x 0.20-x x (0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30 x=0.10 0.10 mol - - - v(AX5)= =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min ②bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方

p 向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大) ③α=2(1- ) 50% 40% p0 [解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下 AX3 呈液态,AX5 呈固态。(2)②由图像知,达到平衡所需时间: a>c>b,所以反应速率 v(AX5)由大到小的顺序为 b>c>a;与实验 a 相比,实验 b 先达到平衡,化学反应速率 快,但平衡点没有变化,说明实验 b 加入了催化剂;反应为放热反应,与实验 a 相比,实验 c 平衡向逆反应方向 移动,且反应速率加快,说明实验 c 改变的条件是升高温度。 AX3(g) 起始量(mol) 0.2 0.2 0 变化量(mol) x x x + X2(g) AX5(g)

平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x 0.4-x p 0.4(p0-p) 0.4(p0-p) p 则有 = ,解得 x= ,则 AX3 的转化率为 =2(1- );分别将实验 a、c 的 p、 0.4 p0 p0 0.2× p0 p0 p0 的数据代入上式,得 aa、ac 分别为 50%、40%。 20. [2014· 江苏卷] (14 分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多 种方法。 (1)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应: S2 -2e ===S
- -

(n-1)S+S2 ===S2 n




①写出电解时阴极的电极反应式:________________。 ②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成__________________________。 (2)将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3、FeCl2、CuCl2 的混合溶液中反应回收 S,其物质转化如图所示。

①在图示的转化中,化合价不变的元素是________。 ②反应中当有 1 mol H2S 转化为硫单质时,保持溶液中 Fe3 的物质的量不变,需消耗 O2 的物质的量为


________。 ③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含 CuS,可 采取的措施有________________。 (3)H2S 在高温下分解生成硫蒸气和 H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如 图所示,H2S 在高温下分解反应的化学方程式为__________________________________。

20.(1)①2H2O+2e ===H2↑+2OH





②S2 n +2H ===(n-1)S↓+H2S↑
- +

(2)①Cu、H、Cl(或铜、氢、氯) ②0.5 mol ③提高混合气体中空气的比例 (3)2H2S
高温

2H2+S2
+ -

[解析] (1)①电解池的阴极发生还原反应, 溶液中 H2O 电离出的 H 被还原为 H2, 即 2H2O+2e ===H2↑+2OH


2 ;②在酸性条件下,S2 与 H 结合生成 H2S,故 S2 n 与酸发生反应:Sn +2H ===(n-1)S↓+H2S↑。(2)①由图示
- + - - +

可知,最终产物为 CuS、HCl、S 和 FeCl3,因而 Cu、H、Cl 三种元素的化合价未变。②根据电子守恒,1 mol H2S 转化为 S,失去 2 mol 电子,而 1 mol O2 消耗 4 mol 电子,故 1 mol H2S 消耗 0.5 mol O2。③为了把 CuS 转化为 S, 应加入氧化剂,在溶液的量不增加的前提下,只能增加 O2 的量,即增加空气的量。(3)结合图像可知,体系中有 3 种组分,说明 H2S 未完全分解,即属于可逆反应。选取某温度下各组分的体积分数,如选取 1300 ℃下各组分 的体积分数,结合 S 原子守恒,推出硫蒸气的组成为 S2,可得反应为 2H2S
高温

2H2+S2。

27. [2014· 浙江卷] 煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以 把硫元素以 CaSO4 的形式固定,从而降低 SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO4 发生化学 反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g) CaSO4(s)+4CO(g) 请回答下列问题: (1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。 (2)对于气体参与的反应, 表示平衡常数 Kp 时用气体组分(B)的平衡压强 p(B)代替该气体物质的量的浓度 c(B), 则反应Ⅱ的 Kp=________(用表达式表示)。 (3) 假设某温度下,反应Ⅰ的速率 (v1 )大于反应Ⅱ的速率 (v2 ) ,则下列反应过程能量变化示意图正确的是 ________。 (4) 通 过 监 测 反 应 体 系 中 气 体 浓 度 的 变 化 可 判 断 反 应 Ⅰ 和 Ⅱ 是 否 同 时 发 生 , 理 由 是 ____________________________________________________________________。 CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ· mol 1(反应Ⅰ)


CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ· mol 1(反应Ⅱ)


A

B

C

D

(5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中 CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中 CaS 质量百分数的关系 曲线。则降低该反应体系中 SO2 生成量的措施有________。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间控制较低的反应温度 C.提高 CO 的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且 v1>v2,请在图(b)画出反应体系中 c(SO2)随时间 t 变化的 总趋势图。

(a) 27.(1)高温 (2
p 4 (CO 2 ) p 4 (CO)

(b) (3)C

(4)如果气相中 SO2 和 CO2 两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生 (5)A、B、C

(6) [解析] (1)反应Ⅰ是一个熵增焓增的反应,由 ΔG=ΔH -TΔS 知,只有在高温下反应Ⅰ的 ΔG 才有可能小于 0,反应才具有自发性。(3)由于反应Ⅰ是吸热反应,故反应Ⅰ生成物所具有的能量高于反应物,A、D 项排除;

反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),说明反应Ⅰ的活化分子百分数比较大、活化能低于反应Ⅱ,反应Ⅰ的中 间产物所具有的能量低,B 排除。(4)因反应Ⅱ中没有 SO2 生成,故若监测过程中,SO2、CO2 浓度比保持不变, 说明只发生反应Ⅰ,若发生变化,则说明反应Ⅰ、Ⅱ同时进行。(5)加入的石灰石分解可生成 CO2,这有利于两 个反应的平衡向左进行,从而可减少 SO2 的生成,A 项可行;由图像知,初始的 CO 浓度越大、温度低些时,CaS 的含量越高,依硫守恒知,此条件下生成的 SO2 较少,B、C 项可行,D 项不可行。(6)因反应Ⅰ的速率大于反应 Ⅱ的速率,故开始时体系内 c(SO2)是快速增大的,随着第Ⅱ个反应中生成的 CO2 的增加,SO2 的百分含量又会降 低,当达到平衡时其百分含量会保持不变,由此可绘制出相应的图像。 7. [2014· 重庆卷] 在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应:2X(g) 浓度 c(X)随时间 t 变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( ) Y(g),温度 T1、T2 下 X 的物质的量

A.该反应进行到 M 点放出的热量大于进行到 W 点放出的热量 a-b - - B.T2 下,在 0~t1 时间内,v(Y)= mol· L 1· min 1 t1 C.M 点的正反应速率 v 正大于 N 点的逆反应速率 v 逆 D.M 点时再加入一定量 X,平衡后 X 的转化率减小 7.C [解析] 根据图像可知,T1<T2,ΔH<0,因此该反应是放热反应,故 c(X)变化越大,放出热量越多, a-b 1 - 故 M 点放出的热量小于 W 点放出的热量, A 项错误; T2 温度下, 在 0~t1 时间内, v(Y)= v(X)= mol· L 1· min 2 2t1
-1

,B 项错误;因 T1>T2,vM 正=vM 逆>vW 逆,又因 vN 逆<vW 逆,所以 vN 逆<vW 正,C 正确;由于反应前后均只有一种

物质,因此 M 点时再增加一定量的 X,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,X 的转化率升高,D 项错 误。

11. [2014· 重庆卷] 氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。 (1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为________。 (2)NaBH4 是一种重要的储氢载体,能与水反应得到 NaBO2,且反应前后 B 的化合价不变,该反应的化学方 程式为__________________________________________,反应消耗 1 mol NaBH4 时转移的电子数目为________。 (3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:

(g)

PtSn/Al2O3 高温

(g)+3H2(g)。
- -

在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为 a mol· L 1,平衡时苯的浓度为 b mol· L 1,该反 应的平衡常数 K=________。 (4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①导线中电子移动方向为________。(用 A、D 表示) ②生成目标产物的电极反应式为__________________。 生成目标产物消耗的电子数 ③该储氢装置的电流效率 η=____________________。(η= × 100%,计算结果保 转移的电子总数 留小数点后 1 位) 11.[答案] (1)H2O (2)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 4NA 或 2.408× 1024 27b4 - (3) mol3· L 3 a-b (4)①A→D ②C6H6+6H +6e ===C6H12
+ -

③64.3%[解析] (2)B 元素反应前后化合价不变,则依反应生成物

是 NaBO2 可知,反应前 NaBH4 中 B 的化合价也是+3 价,则 H 为-1 价,水中氢元素化合价为+1 价,发生归 中反应生成氢气;根据氢元素化合价可确定失去电子数。(3)根据化学方程式可知,生成 H2 为 3b mol/L,消耗环 戊烷 b mol/L,则平衡时环戊烷为(a-b) mol/L,进而列式确定平衡常数。(4)①苯生成环戊烷是得氢反应,为还原 反应,即电极 D 是阴极,电极 E 是阳极,导线中电子移动方向 A→D;②目标产物是环戊烷,氢离子通过质子交 换膜向阴极移动,则电极反应式为 C6H6+6H +6e ===C6H12;③阳极生成 2.8 mol 气体,该气体是 OH 在阳极 放电产生的氧气,转移电子 11.2 mol;设阴极消耗苯的物质的量是 x mol,同时生成 x mol 环戊烷,依电极反应式 可知转移的电子为 6x mol,则根据电子守恒知,同时生成氢气是(11.2 mol-6x mol)÷ 2=5.6 mol-3x mol;依据混 合气体成分可列式 2.4-x 6 ? 1.2 =10%,解得 x=1.2,因此储氢装置的电流效率为 =64.3%。 10+5.6-3x 11.2
+ - -

27. [2014· 浙江卷] 煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把 硫元素以 CaSO4 的形式固定,从而降低 SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO4 发生化学反 应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:

CaSO4(s)+CO(g) CaSO4(s)+4CO(g) 请回答下列问题:

CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ· mol 1(反应Ⅰ)


CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ· mol 1(反应Ⅱ)


(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。 (2)对于气体参与的反应, 表示平衡常数 Kp 时用气体组分(B)的平衡压强 p(B)代替该气体物质的量的浓度 c(B), 则反应Ⅱ的 Kp=________(用表达式表示)。 (3) 假设某温度下,反应Ⅰ的速率 (v1 )大于反应Ⅱ的速率 (v2 ) ,则下列反应过程能量变化示意图正确的是 ________。 (4) 通 过 监 测 反 应 体 系 中 气 体 浓 度 的 变 化 可 判 断 反 应 Ⅰ 和 Ⅱ 是 否 同 时 发 生 , 理 由 是 ____________________________________________________________________。

A

B

C

D

(5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中 CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中 CaS 质量百分数的关系 曲线。则降低该反应体系中 SO2 生成量的措施有________。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间控制较低的反应温度 C.提高 CO 的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且 v1>v2,请在图(b)画出反应体系中 c(SO2)随时间 t 变化的 总趋势图。

(a)

(b)

27.(1)高温 (2

p 4 (CO 2 ) p 4 (CO)

(3)C

(4)如果气相中 SO2 和 CO2 两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生 (5)A、B、C

(6) [解析] (1)反应Ⅰ是一个熵增焓增的反应,由 ΔG=ΔH -TΔS 知,只有在高温下反应Ⅰ的 ΔG 才有可能小于 0,反应才具有自发性。(3)由于反应Ⅰ是吸热反应,故反应Ⅰ生成物所具有的能量高于反应物,A、D 项排除; 反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),说明反应Ⅰ的活化分子百分数比较大、活化能低于反应Ⅱ,反应Ⅰ的中 间产物所具有的能量低,B 排除。(4)因反应Ⅱ中没有 SO2 生成,故若监测过程中,SO2、CO2 浓度比保持不变, 说明只发生反应Ⅰ,若发生变化,则说明反应Ⅰ、Ⅱ同时进行。(5)加入的石灰石分解可生成 CO2,这有利于两 个反应的平衡向左进行,从而可减少 SO2 的生成,A 项可行;由图像知,初始的 CO 浓度越大、温度低些时,CaS 的含量越高,依硫守恒知,此条件下生成的 SO2 较少,B、C 项可行,D 项不可行。(6)因反应Ⅰ的速率大于反应 Ⅱ的速率,故开始时体系内 c(SO2)是快速增大的,随着第Ⅱ个反应中生成的 CO2 的增加,SO2 的百分含量又会降 低,当达到平衡时其百分含量会保持不变,由此可绘制出相应的图像。 10.[2014· 天津卷] 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol 1。


一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收,产物为 NH4HS。一定条件下向 NH4HS 溶液中通入空气,得到单质 硫 并 使 吸 收 液 再 生 , 写 出 再 生 反 应 的 化 学 方 程 式 :

________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下: ①CH4(g)+H2O(g) ΔH=+206.4 kJ· mol ②CO(g)+H2O(g)
-1

CO(g)+3H2(g)

CO2(g)+H2(g)

ΔH=-41.2 kJ· mol

-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中 H2 的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应②,将 CO 进一步转化,可提高 H2 的产量。若 1 mol CO 和 H2 的混合气体(CO 的体积分数为 20%) 与 H2O 反应,得到 1.18 mol CO、CO2 和 H2 的混合气体,则 CO 的转化率为____________。 (3)图(a)表示 500 ℃、60.0 MPa 条件下,原料气投料比与平衡时 NH3 体积分数的关系。根据图中 a 点数据计 算 N2 的平衡体积分数:____________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始, 随温度不断升高,NH3 物质的量变化的曲线示意图。

(a)

(b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合 成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 10.(1)2NH4HS+O2 ===== 2NH3· H2O+2S↓ (2)a 90% (3)14.5%
一定条件

(4) (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的 N2、H2 循环使用

[解析] (1)由题意可知为空气中的 O2 将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应① 为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d 错;催化剂不能改变反应限度,即 不能改变 H2 的百分含量,c 错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物 H2 的百分含量却减 小,b 错;升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2 的百分含量增大,a 对。CO 与 H2 的混合气体与水蒸气 的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而 1 molCO 与 H2 的混合气体参加反应生成 1.18 mol 混合气,说 0.18 mol 明有 0.18 mol 水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的 CO 也为 0.18 mol,则其转化率为 1 mol× 20%

× 100%=90%。 (3)由图中看出当 N2 与 H2 物质的量比为 1∶3 时,NH3 的平衡体积分数最大,为 42%。设平衡时转化的 N2 的物质的量为 x mol,由三段式: N2+3H2 起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x 2x × 100%=42%,则 x=0.59 (1-x)+(3-3x)+2x (1-x) 则平衡时 N2 的体积分数为 × 100%=14.5%。(4)作图时要注意开始时 NH3 物质的量 (1-x)+(3-3x)+2x 不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向 移动,NH3 的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却, 能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;此外,循环利用可反复利用 原料,提高原料利用率。 2NH3

7. [2014· 四川卷] 在 10 L 恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g),发生反应 X(g)+Y(g) 实验数据如下表: 实验 温度/℃ 编号 ① ② ③ ④ 700 800 800 900 n(X) 0.40 0.10 0.20 0.10 n(Y) 0.10 0.40 0.30 0.15 n(M) 0.090 0.080 a b 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol

M(g)+N(g),所得

下列说法正确的是(

)

A. 实验①中, 若 5 min 时测得 n(M)=0.050 mol, 则 0 至 5 min 时间内, 用 N 表示的平均反应速率 v(N)=1.0× 10
-2

mol· L 1· min


-1

B.实验②中,该反应的平衡常数 K=2.0 C.实验③中,达到平衡时,X 的转化率为 60% D.实验④中,达到平衡时,b>0.060 7 .C [解析] 根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比, v(N)=v(M)= 0.05 mol - =1.0× 10 10 L× 5 min

3

mol· L 1· min 1,A 项错误;
- -

实验②中


X(g)+Y(g)

M(g)+ N(g)

c 起始(mol· L 1) 0.01 0.04 0 0 c 转化(mol· L 1) 0.008 0.008 0.008 0.008


c 平衡(mol· L 1) 0.002 0.032 0.008 0.008


c(M)· c(N) 0.008× 0.008 求得:K= = =1.0,B 项错误; 0.032 c(X)· c(Y) 0.002× 根据温度相同,则 K 相等, X(g)+ Y(g) c 起始(mol· L 1) 0.02


M(g)+ N(g)

0.03 0 0

c 转化(mol· L 1) a
- -

a a a 0.03-a a a

c 平衡(mol· L 1) 0.02-a K=

c(M)· c(N) a2 0.012 = =1.0, 求得 a=0.012, 则 X 的转化率= × 100%=60%, 0.02 c(X)· c(Y) (0.02-a)× (0.03-a)

C 项正确;根据上述三段式求得,在 700 ℃,K≈2.6,则温度升高,K 减小,该反应为放热反应,若④的温度为 800 ℃,此时与③为等效平衡,b=0.060,但④的温度为 900 ℃,则平衡逆向移动,b<0.060,则 D 项错误。 28. [2014· 全国卷] 化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题: (1)已知 AX3 的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和 76 ℃,AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与气体 X2 反应生 成 1 mol AX5,放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为____________________________________________。 (2)反应 AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3 和 X2 均为 0.2 mol。反应

在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)=______________________。 ②图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号); 与 实 验 a 相 比 , 其 他 两 组 改 变 的 实 验 条 件 及 判 断 依 据 是 :

b________________________________________________,c____________________________________________。 ③用 p0 表示开始时总压强, p 表示平衡时总压强, α 表示 AX3 的平衡转化率, 则 α 的表达式为______________; 实验 a 和 c 的平衡转化率:αa 为________,αc 为________。

0.10 mol - - - 28.(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol (2)① =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min 120 kPa n 解:开始时 n0=0.4 mol,总压强为 160 kPa,平衡时总压强为 120 kPa,则 n 为 = , 160 kPa 0.40 mol 120 kPa n=0.40 mol× =0.30 mol, 160 kPa AX3(g)+X2(g) 起始时 n0/mol:0.20 0.20 AX5(g) 0

平衡时 n/mol:0.20-x 0.20-x x (0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30 x=0.10 0.10 mol - - - v(AX5)= =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min ②bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方

p 向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大) ③α=2(1- ) 50% 40% p0 [解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下 AX3 呈液态,AX5 呈固态。(2)②由图像知,达到平衡所需时间: a>c>b,所以反应速率 v(AX5)由大到小的顺序为 b>c>a;与实验 a 相比,实验 b 先达到平衡,化学反应速率 快,但平衡点没有变化,说明实验 b 加入了催化剂;反应为放热反应,与实验 a 相比,实验 c 平衡向逆反应方向 移动,且反应速率加快,说明实验 c 改变的条件是升高温度。 AX3(g) 起始量(mol) 0.2 0.2 0 变化量(mol) x x x 平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x 0.4-x p 0.4(p0-p) 0.4(p0-p) p 则有 = ,解得 x= ,则 AX3 的转化率为 =2(1- );分别将实验 a、c 的 p、 0.4 p0 p0 0.2× p0 p0 p0 的数据代入上式,得 aa、ac 分别为 50%、40%。 24. [2014· 福建卷] 铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①该电化腐蚀称为________。 ②图中 A、B、C、D 四个区域,生成铁锈最多的是________(填字母)。 + X2(g) AX5(g)

(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:

①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为______________________________。 ②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3· nH2O+8HNO3,反应产生的 HNO3 又将废铁 皮中的铁转化为 Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为____________________________。 ③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是______(任写一项)。 (3)已知 t ℃时,反应 FeO(s)+CO(g)??Fe(s)+CO2(g)的平衡常数 K=0.25。 ①t ℃时,反应达到平衡时 n(CO)∶n(CO2)=________。 ②若在 1 L 密闭容器中加入 0.02 mol FeO(s),并通入 x mol CO, t ℃时反应达到平衡。此时 FeO(s)转化率为 50%,则 x=________。 24.(1)①吸氧腐蚀 ②B (2)①4HNO3=====4NO2↑+O2↑+ 2H2O 少(或其他合理答案) (3)①4∶1 ②0.05 [解析] (1)①若为析氢腐蚀则 B、C、D 的腐蚀程度相同,则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀。②氧气的浓度越大, 吸氧腐蚀越严重,则 B 区域产生铁锈最多。(2)①硝酸的受热分解产生 NO2、O2、H2O ,则根据氧化还原的化合 价升降法配平其化学方程式为 4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O。②根据图示和信息可知:该生产流程中生成了 NH4NO3,则硝酸与废铁皮反应的化学方程式为 4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+ NH4NO3+3H2O。 c(CO2) n(CO2) n(CO) (3)①在 t ℃时,K= = =0.25,则 =4。 c(CO) n(CO) n(CO2) ② FeO(s)+ CO(g) x 0.01 x-0.01 Fe(s)+CO2(g) 0 0.01 0.01 0 0.01 0.01
△ △

②4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O

③氮氧化物排放

n 起始/mol 0.02 n 转化/mol 0.01 n 平衡/mol 0.01

根据 t ℃时,K=

c(CO2) n(CO2) 0.01 = = =0.25 ,求得 x=0.05。 c(CO) n(CO) x-0.01

29. [2014· 山东卷] 研究氨氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s) 2NO(g)+Cl2(g) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0(Ⅰ) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数 K=________(用 K1、K2 表示)。

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)

(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响, 在恒温条件下, 向 2 L 恒容密闭容器中加入 0.2 mol NO 和 0.1 mol Cl2, 10 min 时反应(Ⅱ)达到平衡。测得 10 min 内 v(ClNO)=7.5× 10
-3

mol· L 1· min 1,则平衡后 n(Cl2)=________mol,
- -

NO 的转化率 α1=________。 其他条件保持不变, 反应(Ⅱ)在恒压条件下进行, 平衡时 NO 的转化率 α2________α1(填 “>”“<”或“=”),平衡常数 K2______(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使 K2 减小,可采取的措施是________。 (3)实验室可用 NaOH 溶液吸收 NO2,反应为 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。含 0.2 mol NaOH 的 水溶液与 0.2 mol NO2 恰好完全反应得 1 L 溶液 A, 溶液 B 为 0.1 mol· L 1 的 CH3COONa 溶液, 则两溶液中 c(NO3 )、
- -

c(NO2 )和 c(CH3COO )由大到小的顺序为____________________________________________。 (已知 HNO2 电离常 数 Ka=7.1× 10
-4





mol· L 1,CH3COOH 的电离常数 Ka=1.7× 10


-5

mol· L 1)


可使溶液 A 和溶液 B 的 pH 相等的方法是________。 a.向溶液 A 中加适量水 b.向溶液 A 中加适量 NaOH c.向溶液 B 中加适量水 d.向溶液 B 中加适量 NaOH K2 1 29.(1) K2 (2)2.5× 10
- -2

75% > 不变


升高温度


(3)c(NO3 )>c(NO2 )>c(CH3COO ) b、c [解析] (1)反应(Ⅰ)× 2-反应(Ⅱ)即得到反应:4NO2(g)+2NaCl(s)??2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),利用平衡 K2 1 - - - 常数定义可知该反应平衡常数 K= 。 (2)平衡时容器中 n(ClNO)=7.5× 10 3mol· L 1· min 1× 10 min× 2 L=0.15 mol, K2 1 0.15 mol 则平衡后 n(Cl2)=0.1 mol- × 0.15 mol=0.025 mol;NO 的转化率= × 100%=75%;若恒压下达到平衡态 2 0.2 mol 相当于将原平衡加压,平衡正向移动,NO 的转化率增大;平衡常数只与温度有关,恒压下达到平衡的平衡常数 与原平衡常数相等;因该反应为放热反应,升高温度,反应逆向进行,反应平衡常数减小 。(3)反应后得到溶液 A 为物质的量浓度均为 0.1 mol/L 的 NaNO2 与 NaNO3 的混合溶液,利用已知电离常数可知 CH3COO 水解程度大 于 NO2 ,NO3 不发生水解,两溶液中 c(NO3 )>c(NO2 )>c(CH3COO );利用 CH3COO 水解程度大于 NO2 可知溶 液 B 的碱性强于溶液 A,为使溶液 A、B 的 pH 相等,可采取的措施有向溶液 A 中加适量 NaOH 或向 B 溶液中 加入适量水稀释或向 B 溶液中加入适量稀醋酸等。
- - - - - - - -

14. [2014· 海南卷] 硝基苯甲酸乙酯在 OH 存在下发生水解反应: O2NC6H4COOC2H5+OH




O2NC6H4COO +C2H5OH




两种反应物的初始浓度均为 0.050 mol· L 1, 15 ℃时测得 O2NC6H4COOC2H5 的转化率 α 随时间变化的数据如 表所示。回答下列问题: t/s α/% 0 0 120 33.0 180 41.8 240 48.8 330 58.0 530 69.0 600 70.4 700 71.0 800 71.0

(1)列式计算该反应在 120~180 s 与 180~240 s 区间的平均反应速率________、________;比较两者大小可 得出的结论是____________________。 (2)列式计算 15 ℃时该反应的平衡常数________。 (3)为提高 O2NC6H4COOC2H5 的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可采取的措施有________(要求写 出两条)。 0.050 mol· L 1× (41.8%-33.0%) 14.(1)v= = (180-120)s


7.3× 10

-5

mol· L 1· s
- -

-1

0.050 mol· L 1× (48.8%-41.8%) v= = (240-180)s 5.8× 10 5mol· L 1· s
- - -1

随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢 (0.050 mol· L 1× 71.0%)2 (71.0%)2 (2)K= =6.0 -1 2=6.0 或 K= [0.050 mol· L × (1-71.0%)] (1-71.0%)2


(3)增加 OH 的浓度、移去产物 [解析] (1)反应过程中硝基苯甲酸乙酯浓度的变化量等于其起始浓度与转化率的乘积, 再利用求反应速率的计 算公式可求出两个时间段内的平均反应速率分别为 7.3× 10
-5



mol· L 1· s 1、5.8× 10
- -

-5

mol· L 1· s 1,由此可得出的结
- -

论是随着反应的进行,反应物浓度减小导致反应速率降低。(2)反应时间达到 700 s 时,硝基苯甲酸乙酯的转化率 不再随时间的变化而发生变化,即反应在 700 s 时达到平衡。此时体系内两种产物浓度为 0.05 mol/L× 71%,反应 物浓度为 0.05 mol/L× 29%,由此可求出该反应的平衡常数。(3)根据可逆反应的特点可知增加 OH 的浓度、及时 地移去产物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的转化率。


11. [2014· 江苏卷] 下列有关说法正确的是(

)

A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 B.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的 ΔH>0 C.加热 0.1 mol· L 1Na2CO3 溶液,CO2 3 的水解程度和溶液的 pH 均增大
- -

D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大

11.C

[解析] 海轮的外壳是钢铁,因铁比铜活泼,海轮外壳上附着铜块后形成原电池,铁作负极,会加速

海轮外壳的腐蚀,A 项错误;B 反应为气体体积减小的反应,反应 ΔS<0,若反应能自发进行,则 ΔH-TΔS<0, 故反应的 ΔH<0,B 项错误;由于盐类的水解反应为吸热反应,升高温度能增大 CO2 3 的水解程度,溶液中 c(OH
- -

)增大,溶液 pH 增大,C 项正确;浓硫酸是酯化反应的催化剂,加入少量浓硫酸使反应速率增大,该反应为放

热反应,一段时间后混合体系温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,D 项错误。 28. [2014· 全国卷] 化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题: (1)已知 AX3 的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和 76 ℃,AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与气体 X2 反应生 成 1 mol AX5,放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为____________________________________________。 (2)反应 AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3 和 X2 均为 0.2 mol。反应

在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)=______________________。 ②图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号); 与 实 验 a 相 比 , 其 他 两 组 改 变 的 实 验 条 件 及 判 断 依 据 是 :

b________________________________________________,c____________________________________________。 ③用 p0 表示开始时总压强, p 表示平衡时总压强, α 表示 AX3 的平衡转化率, 则 α 的表达式为______________; 实验 a 和 c 的平衡转化率:αa 为________,αc 为________。 0.10 mol - - - 28.(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol (2)① =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min 120 kPa n 解:开始时 n0=0.4 mol,总压强为 160 kPa,平衡时总压强为 120 kPa,则 n 为 = , 160 kPa 0.40 mol 120 kPa n=0.40 mol× =0.30 mol, 160 kPa AX3(g)+X2(g) 起始时 n0/mol:0.20 0.20 AX5(g) 0

平衡时 n/mol:0.20-x 0.20-x x (0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30 x=0.10 0.10 mol - - - v(AX5)= =1.7× 10 4 mol· L 1· min 1 10 L× 60 min

②bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变

温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方

p 向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大) ③α=2(1- ) 50% 40% p0 [解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下 AX3 呈液态,AX5 呈固态。(2)②由图像知,达到平衡所需时间: a>c>b,所以反应速率 v(AX5)由大到小的顺序为 b>c>a;与实验 a 相比,实验 b 先达到平衡,化学反应速率 快,但平衡点没有变化,说明实验 b 加入了催化剂;反应为放热反应,与实验 a 相比,实验 c 平衡向逆反应方向 移动,且反应速率加快,说明实验 c 改变的条件是升高温度。 AX3(g) 起始量(mol) 0.2 0.2 0 变化量(mol) x x x 平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x 0.4-x p 0.4(p0-p) 0.4(p0-p) p 则有 = ,解得 x= ,则 AX3 的转化率为 =2(1- );分别将实验 a、c 的 p、 0.4 p0 p0 0.2× p0 p0 p0 的数据代入上式,得 aa、ac 分别为 50%、40%。 31. [2014· 广东卷] 用 CaSO4 代替 O2 与燃料 CO 反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯 CO2,是一种高 效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应,反应②和③为副反应。 1 ① CaSO4(s)+CO(g) 4 ΔH1=-47.3 kJ· mol ②CaSO4(s)+CO(g) ③CO(g)
-1



X2(g)

AX5(g)

1 CaS(s)+CO2(g) 4

CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ· mol

-1

1 1 - C(s)+ CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ· mol 1 2 2 CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g) +C(s)+SO2(g)的 ΔH=________(用 ΔH1、ΔH2

(1)反应 2CaSO4(s)+7CO(g) 和 ΔH3 表示)。

(2)反应①~③的平衡常数的对数 lg K 随反应温度 T 的变化曲线如图所示。结合各反应的 ΔH,归纳 lg K~T 曲线变化规律: a.________; b.________。
- -

(3)向盛有 CaSO4 的真空恒容密闭容器中充入 CO,反应①于 900 ℃达到平衡,c 平衡(CO)=8.0× 10 5mol· L 1, 计算 CO 的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字)。

(4)为减少副产物,获得更纯净的 CO2,可在初始燃料中适量加入________。 (5)以反应①中生成的 CaS 为原料,在一定条件下经原子利用率 100%的高温反应,可再生 CaSO4,该反应的 化学方程式为______________________________________,在一定条件下,CO2 可与对二甲苯反应,在其苯环上 引入一个羧基,产物的结构简式为________。 31.(1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3 (2)a.放热反应, lg K 随 T 增大而减小;吸热反应, lg K 随 T 增大而增大 b.焓变越大,lgK 随 T 的 变化程度越大 (3)99% (4)Ca(ClO)2(或 KClO3、KMnO4 等氧化性物质) (5)CaS+2O2 ===== CaSO4
一定条件

[解析] (1)将给定的三个热化学方程式按照①× 4+②+③× 2 相加可得目标方程式,故 ΔH=4ΔH1+ΔH2+ 2ΔH3。 (2)反应①为放热反应,由图可看出,随着温度的升高,放热反应的平衡常数的对数在减小,故曲线Ⅰ表示 反应③,曲线Ⅱ表示反应②。 (3)设开始时 c(CO)=a, 转化的 c(CO)=x, 则 a-x=8.0× 10
-5

mol· L 1。 根据方程式可知, 生成的 c(CO2)= x,


c(CO2) x x 平衡常数 K= = = 。由图示可知,在 900 ℃时,lg K=2,K=100,则 x=8.0× 10 - - c(CO) a-x 8.0× 10 5 mol· L 1
-3

8.0× 10 3 - mol· L 1,故 CO 的转化率= -3 - ×100%≈99%。 8.0× 10 +8.0× 10 5


(4)由于 CO2 气体中主要含有 SO2 气体,该气体具有比较强的还原性,故可加入具有氧化性的物质来除去, 该氧化性的物质有 Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4 等。(5)由于要求原子利用率为 100%,故反应类型属于化合反应, 可将 CaS 在高温下与 O2 反应制取 CaSO4,反应的方程式为 CaS+2O2 ===== CaSO4;对二甲苯的结构简式为
一定条件

苯环上只有一类氢原子,故在苯环上引入 1 个羧基,产物仅有 1 种,

其结构为

12. [2014· 福建卷] 在一定条件下,N2O 分解的部分实验数据如下:

反应时间 0 /min c(N2O) (mol· L 1)


10

20

30

40

50

0.100

0.090

0.080

0.070

0.060

0.050

反应时间 60 /min c(N2O) (mol· L 1)


70

80

90

100

0.040

0.030 )

0.020

0.010

0.000

下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(

(注:图中半衰期指任一浓度 N2O 消耗一半时所需的相应时间,c1、c2 均表示 N2O 初始浓度且 c1<c2)

12.A [解析] 从题给数据可观察到,相等的时间段内(10 min)反应消耗的 N2O 相等,即 N2O 浓度对反应速 率无影响,A 项正确;N2O 的分解反应不是可逆反应,没有平衡状态,B 项错误;根据半衰期概念,结合反应速 率与浓度无关,可知浓度越大半衰期越长 ( 若取浓度变化 0.100→0.050 ,半衰期为 50 min ,若取浓度变化 0.080→0.040,半衰期为 40 min,即浓度越大半衰期越长),C 项错误;若取 10 min 为时间段,0~10 min 时 NO2 的转化率为 10%,10~20 min 时 NO2 的转化率为 11.1%,即浓度越大转化率越小,D 项错误。 15. [2014· 江苏卷] 一定温度下,在三个体积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中发生反应:( 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) )

容器

温度(℃)

编号 起始物质的量(mol) CH3OH(g) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 下列说法正确的是( ) 平衡物质的量(mol) CH3OCH3(g) 387 387 207 H2O(g) 0.20 0.40 0.20 0.090 0.090 0.080 0.080

A.该反应的正反应为放热反应 B.达到平衡时,容器Ⅰ中的 CH3OH 体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D.若起始时向容器Ⅰ中充入 CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol 和 H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向 进行 15.AD [解析] 比较Ⅰ、Ⅲ数据可知:温度越低,平衡时 CH3OCH3 含量越高,则降温时平衡正向移动,

正反应为放热反应,A 项正确;由于Ⅰ和Ⅱ温度相同,且该反应前后气体分子数不变,故虽然Ⅱ中甲醇的起始量 为Ⅰ的两倍,压强不同,但 CH3OH 的分解率不变,达到平衡时两容器中 CH3OH 的体积分数相同,B 项错误; 温度越高反应速率越快,达平衡用的时间越短,故容器Ⅰ中反应达平衡的时间比容器Ⅲ中短,C 项错误;由容器 0.080× 0.080 0.15× 0.10 2 Ⅰ中的数据可求得 387 ℃时的 K= =4,根据 D 项所给的数据可知此时 Q= = <K,故反 0.042 0.152 3 应正向进行,D 项正确。 26. [2014· 新课标全国卷Ⅱ]

在容积为 1.00 L 的容器中,通入一定量的 N2O4,发生反应 N2O4(g)??2NO2(g),随温度升高,混合气体的 颜色变深。 回答下列问题: (1)反应的 ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 0~60 s 时段,反应速率 v(N2O4)为________mol· L 1· s 1;反应的平衡常数 K1 为________。
- -

(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为 T,c(N2O4)以 0.002 0 mol· L 1· s 1 的平均速率降低,经 10 s 又达
- -

到平衡。 ①T________100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________________。 ②列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)温度 T 时反应达平衡后, 将反应容器的容积减少一半, 平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动, 判断理由是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.(1)大于 0.001 0 0.36 mol· L
-1

(2)①大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高 ②平衡时,c(NO2)=0.120 mol· L 1+0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s× 2=0.16 mol· L
- - - -1

c(N2O4)=0.040 mol· L 1-0.002 0 mol· L 1· s 1× 10 s=0.020 mol· L
- - -

-1

(0.16 mol· L 1)2 - K2= =1.3 mol· L 1 - 0.020 mol· L 1


(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 [解析] (1)依题意知,温度升高,混合气体的颜色加深,说明平衡向生成 NO2 的正反应方向移动,即正反应 Δc - 是吸热反应;根据图像 0~60 s 时段,NO2 的物质的量浓度变化为 0.060 mol· L 1,根据公式 v= 即可计算出速 Δt c2(NO2) - - 率;根据图像可知 NO2 的平衡浓度为 0.120 mol· L 1,N2O4 的平衡浓度为 0.040 mol· L 1,根据 K= 可 c(N2O4) 计算出平衡常数 K1。(2)①根据题意知,改变反应温度为 T 后,反应速率降低,故为降低温度,即 T 小于 100 ℃; ②根据题意知,再次达到平衡后 N2O4 的浓度减小,Δc=v·Δt=0.002 0 mol· L· s 1× 10 s=0.02 mol· L 1,则 NO2 的
- -

浓度增加 0.040 mol· L 1,即达到新平衡时 N2O4 的浓度为 0.020 mol· L 1,NO2 的浓度为 0.160 mol· L 1,据 K=
- - -

c2(NO2) 可计算出平衡常数 K2。(3)温度为 T 时,反应达到平衡,将反应容器减小一半,即增大压强。其他条件 c(N2O4) 不变时,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向逆反应方向移动。 28. (15 分)[2014· 新课标全国卷Ⅰ] 乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产或间接水

合法生产。回答下列问题: (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的 化学方程式:________________________________________。 (2)已知: 甲醇的脱水反应 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ· mol 甲醇制烯烃的反应
-1

2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ· mol
-1

乙醇的异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ· mol
-1

则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的 ΔH________kJ· mol 1。与间接水合法相比,气相


直接水合法的优点是____________________________________。 (3)如图所示为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中 n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中 A 点的平衡常数 Kp=____________________(用平衡分压代替平衡浓 度计算,分压=总压× 物质的量分数)。 ②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为____,理由是___________________。 ③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度 290 ℃、压强 6.9 MPa,n(H2O)∶ n(C2H4)=0.6∶1。乙烯的转化率为 5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还 可采取的措施有________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 28.(1)C2H4+H2SO4―→C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O―→C2H5OH+H2SO4 (2)-45.5 污染小、腐蚀性 20%np 2n-20%n p(C2H5OH) (3)① = = p(C2H4)· p(H2O) ? 80%np ?2 ?2n-20%n?

小等

20× 180 - =0.07(MPa) 1 ②p1<p2<p3<p4 反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高 802× 7.85MPa ③将产物乙醇液化移去 增加 n(H2O)∶n(C2H4)比 [解析] (1)根据题中信息可写出由乙烯与浓硫酸间接水合法制乙醇的反应为 C2H4+H2SO4―→C2H5OSO3H 和 C2H5OSO3H+H2O―→C2H5OH+H2SO4。(2)根据盖斯定律①-②-③得:C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH= -45.5 kJ· mol 1。间接水合法中用到浓硫酸等强腐蚀性物质,与其相比直接水合法具有污染小、腐蚀性小等优点。


(3)①设起始时 C2H4 和 H2O(g)的物质的量均为 n,根据 C2H4 的转化率为 20%,则平衡时 C2H4、H2O(g)和 C2H5OH 20%np 2n-20%n p(C2H5OH) 20× 180 的物质的量分别为 80%n、 80%n 和 20%n, 则 Kp= = = 2 =0.07(MPa) 7.85MPa p(C2H4)· p(H2O) ? 80%np ?2 80 × ?2n-20%n?
-1

。②增大压强,平衡将正向移动,能提高 C2H4 的转化率,即压强 p1<p2<p3<p4。③为了使平衡正向移动,还

可以将乙醇液化及时分离,或增大 n (H2O):n (C2H4) 之比等措施。

(2013 福建卷)11.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将 H2O、CO2 转变成 H2、CO。其过程如下:

下列说法不正确的是( ) A.该过程中 CeO2 没有消耗 B.该过程实现了太阳能向化学能的转化 C.右图中△H1=△H2+△H3 D.以 CO 和 O2 构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O 【答案】C (2013 海南卷)5.已知下列反应的热化学方程式: 6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △ H1 2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) △ H2 C(s)+ O2(g)=CO2(g) △ H3 则反应 4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的△ H 为 A.12△ H3+5△ H2-2△ H1 B.2△ H1-5△ H2-12△ H3 C.12△ H3-5△ H2 -2△ H1 D.△ H1-5△ H2-12△ H3 [答案]A [2013 高考?重庆卷?6]已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g) △H=a kJ?mol—1 P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g) △H=b kJ?mol—1 P4 具有正四面体结构,PCl5 中 P-Cl 键的键能为 c kJ?mol—1,PCl3 中 P-Cl 键的键能为 1.2c kJ?mol—1。 下列叙述正确的是 A.P-P 键的键能大于 P-Cl 键的键能 B.可求 Cl2(g)+ PCl3(g)=4PCl5(g)的反应热△H C.Cl-Cl 键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJ?mol—1 D.P-P 键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJ?mol—1 答案:C (2013 上海卷)9.将盛有 NH4HCO3 粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反 应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见 A. NH4HCO3 和盐酸的反应是放热反应 B.该反应中,热能转化为产物内部的能量 C.反应物的总能量高于生成物的总能量 D.反应的热化学方程式为:NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q 答案:B (2013 山东卷)12.CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)△ H﹤0,在其他条件不变的情况下 A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△ H 也随之改变 B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变 C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变 D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变 答案:B

(2013 新课标卷 2)12.在 1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应

3 H2S(g)+ 2 O2(g)=SO2(g)+H2O(g)

△ H1

2H2S(g)+SO2(g)= S2(g)+2H2O(g)

△ H2

H2S(g)+ O2(g)=S(g)+H2O(g) 2S(g) =S2(g) 则△ H4 的正确表达式为

△ H3 △ H4

3 A.△ H4= 2 (△ H1+△ H2-3△ H3) 3 C.△ H4= 2 (△ H1+△ H2+3△ H3)

3 B.△ H4= 2 (3△ H3-△ H1-△ H2) 3 D.△ H4= 2 (△ H1-△ H2-3△ H3)

答案:A (2013 北京卷)6.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是

【答案】D (2013 全国新课标卷 1)28.二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为 H2、 CO、和少量 CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: ①CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) △ H1=-90.1 kJ· mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △ H2=-49.0 kJ· mol-1 水煤气变换反应: ③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △ H3=-41.1 kJ· mol-1 二甲醚合成反应: ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △ H4=-24.5 kJ· mol-1 ⑴Al2O3 是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度 Al2O3 的主要工 艺流程是 (以化学方程式表示) 。 ⑵分析二甲醚合成反应④对于 CO 转化率的影响 。 ⑶由 H2 和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。 ⑷有研究者在催化剂(含 Cu-Zn-Al-O 和 Al2O3) ,压强为 5.0MPa 的条件下由 H2 和 CO 直接制备二甲醚,结果 如下图所示。其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是____________。

⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池(5.93kW· h· kg-1) , 若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______________。 一个二甲醚分子经过电化学氧化, 可以产生_______个电子的电量; 该电池理论输出电压 1.20V, 能量密度 E=_____ (列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW· h=3.6× 105J ) 答案: ( 1 ) Al2O3 ( 铝土 矿 ) +2NaOH+3H2O = 2NaAl(OH)4 ; NaAlO2+CO2+2H2O = NaHCO3+Al(OH)3 ↓;


2Al(OH)3

Al2O3+3H2O

(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应①平衡向右移,CO 转化率增大;生成的 H2O,通过水煤气变换反应③消耗部分 CO。 (3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ/mol;该反应分子数减小,压强升高使平衡右移, CO 和 H2 的转化率增大,CH3OCH3 产率增加。压强升高使 CO 和 H2 的浓度增加,反应速率增大。 (4)反应放热,温度升高,平衡左移 (5)CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;12

1.20V ?

1000 g ?12? 96500 C / mol 46g / m ol ? (3.6 ?106 J ? kW ?1 ? h -1)=8.39kW ? h ? kg-1 1kg 。

。 (2013 北京卷)26.(14 分) NOx 是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1) NOx 能形成酸雨,写出 NO2 转化为 HNO3 的化学方程式:_ (2)汽车发动机工作时会引发 N2 和 02 反应,其能量变化示意图如下:

.

①写出该反应的热化学方程式: _ 。 ②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_ 。 (3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低 NOX 的排放。 ①当尾气中空气不足时, NOX 在催化转化器中被还原成 N2 排出。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式: _ 。 ② 当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收 NOX 生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO <2oCaO

<38SrO<56BaO。原因是 ,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对 NOX 的吸收能力逐渐增强。 通过 NOx 传感器可监测 NOx 的含量,其工作原理示意图如下:

①Pt 电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出 NiO 电极的电极反应式: 。 【答案】 (1)3NO2+2H2O=2HNO3+NO; (2)①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183KJ/mol; ②增大;
催化剂

(3)①2NO+2CO

N2+2CO2

②由 Mg、Ca、Sr、Ba 的质子数,得知它们均为第ⅡA 族。同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增 大; (4)①还原; ②NO+O2--2e-=NO2; 2012 年高考化学试题 1. (2012 江苏?10)下列有关说法正确的是 A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△ H<0 B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △ H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率V(H2)和氢气的平衡转化率均增大 D.水的离子积常数 Kw 随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应 答案:B 2. (2012 安徽?7)科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法,其原理可表示为: 储氢 NaHCO3+H2 释氢 HCOONa+H2O 下列有关说法正确的是 A.储氢、释氢过程均无能量变化 B.NaHCO3、HCOONa 均含有离子键和共价键 C.储氢过程中,NaHCO3 被氧化 D.释氢过程中,每消耗 0.1molH2O 放出 2.24L 的 H2 答案:B 3. (2012 江苏?4)某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中 E1 表示正反应的活化能,E2 表示逆反应的活 化能)。下列有关叙述正确的是 A.该反应为放热反应 B.催化剂能改变反应的焓变 C.催化剂能降低反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 答案:C 4. (2012 浙江?12)下列说法正确的是: A. 在 100 ℃、 101 kPa 条件下, 液态水的气化热为 40.69 kJ· mol-1, 则 H2O(g) H2O(l) 的 ΔH = 40.69 kJ·mol-1 B.已知 MgCO3 的 Ksp = 6.82 × 10-6,则所有含有固体 MgCO3 的溶液中,都有 c(Mg2+) = c(CO32-),且 c(Mg2+) ·c(CO32-) = 6.82 × 10-6 C.已知: 共价键 C-C C=C C-H H-H

键能/ kJ· mol-1
CH3 (g) + 3 H2 (g) CH3

348

610

413

436

(g)

则可以计算出反应

的 ΔH 为-384 kJ· mol-1

D.常温下,在 0.10 mol· L-1 的 NH3· H2O 溶液中加入少量 NH4Cl 晶体,能使 NH3· H2O 的电离度降低,溶液的 pH 减小 答案:D 12.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如题 12 所示,已知断裂 1mol 化学键所需的能量 (kJ) :N=N 为 942、O=O 为 500、N?N 为 154,则断裂 1molN?H 键所需的能量(KJ)是 能量 假想中 间物质 的总能 量 反应物 2N(g)+4H(g)+2O( g)

△ △ H2= - H3 2752KJ/mol N2H4(g)+O2( 的总能 生 △ H1= - 量 成 物 g) 的 总 能 534KJ/mol N2(g)+2H2O( 量 g) B.391 A.194 C.516 D.658 答案:B 5. (2012 安徽?12)氢氟酸是一种弱酸,可用来刻蚀玻璃。已知 25℃时 ①HF(aq)+OH—(aq)=F—(aq)+H2O(l) △H=—67.7KJ· mol—1 ②H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l) △H=—57.3KJ· mol—1 在 20mL0.1· molL—1 氢氟酸中加入 VmL0.1mol· L—1NaOH 溶液,下列有关说法正确的是 A.氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为: HF(aq)=H+(aq) +F?(aq) △H=+10.4KJ· mol—1 B.当 V=20 时,溶液中:c(OH—)=c(HF) +c(H+) C.当 V=20 时,溶液中:c(F—)<c(Na+)=0.1mol· L—1 D.当 V>0 时,溶液中一定存在:c(Na+)>c(F—)>c(OH—)>c(H+) 答案:B 6. (2012 大纲?9)反应 A+B→C(△H<0)分两步进行:①A+B→X(△H>0),②X→C(△H<0)。下列示意图中,能 正确表示总反应过程中能量变化的是

能 量 A+B

C X

能 量 A+B

X

C

能 量 A+B

X C

能 量 X A+B

C

反应过程 A 答案:D B

反应过程 C

反应过程 D

反应过程

7.(2012 北京?26)用 Cl2 生产某些含氯有机物时会产生副产物 HC1。利用反应 A,可实现氯的循环利用。反应 A: CuO/CuCl2 4HCl+O2400℃ 2Cl2+2H2O (1)已知:Ⅰ反应 A 中, 4mol HCI 被氧化,放出 115.6kJ 的热量。

O O

498KJ/mol 键断裂 243KJ/mol 键断裂

O

O

Cl Cl Ⅱ

Cl

Cl

H2O 的电子式是_______________. ②反应 A 的热化学方程式是_______________。 ③断开 1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________KJ,H2O 中 H—O 键比 HCl 中 H— Cl 键(填“强”或“若” )_______________。 (2)对于反应 A,下图是 4 种投料比[n(HCl):n(O2),分别为 1:1、2:1、4:1、6:1、]下,反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。

100 HCl 的平衡转化率/% 90 80 d c b a 360 380 400 420 反应温度/℃ 440 460

70 60

①曲线 b 对应的投料比是______________. ②当曲线 b, c, d 对应的投料比达到相同的 HCl 平衡转化率时,对应的反应温度与投 料比的关系是_________________. ③投料比为 2:1、温度为 400℃时,平衡混合气中 Cl2 的物质的量分数是_______________. CuO/CuCl2 答案:(1) 4HCl+O2400℃ 2Cl2+2H2O △H=-115.6kJ·mol-1;32;强 (2) 4:1;投料比越小时对应的温度越低;30.8% 8. (2012 海南?13)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题: (1)氮元素原子的 L 层电子数为 ; (2) NH3 与 NaClO 反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ; (3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂 N2O4 反应生成 N2 和水蒸气。 已知:①N2(g)+2O2(g) = N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ?mol-1 ②N2H4(l) + O2 (g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2 =-534.2 kJ· mol-1 写出肼和 N2O4 反应的热化学方程式 ; (4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。 答案:(1) 5 (2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O (3)2N2H4(l)+ N2O4(l)=3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH=?1048.9kJ·mol-1 (4) N2H4 + 4OH-? 4e- = 4H2O +N2↑ 9. (2012 天津?10)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下密闭容器中用 H2 还原 WO3 可得到金属钨,其总反应为: WO3(s)+3H2(g) 请回答下列问题:
高温

W (s) +3H2O (g)

⑴上述反应的化学平衡常数表达式为 。 ⑵某温度下反应达到平衡时,H2 与水蒸气的体积比为 2:3,则 H2 的平衡转化率为 H2 与水蒸气的体积比减小,则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 ⑶上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示: 温度 主要成分 25 ℃~550 ℃~600 ℃~700 ℃ WO3 W2O5 WO2 W

;随着温度的升高,

第一阶段反应的化学方程式为 ;580 ℃时,固体物质的主要成分 为 ;假设 WO3 完全转化为 W,则三个阶段消耗 H2 物质的量之比为 。 ⑷已知:温度过高时,WO2(s)转变为 WO2(g): WO2(s)+2H2(g) W(s)+2H2O (g) ?H=+66.0 kJ/mol WO2(g)+2H2(g) W(s)+2H2O (g) ?H=-137.9 kJ/mol 则 WO2(s) WO2(g)的?H= 。 ⑸钨丝灯管中的 W 在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入 I2 可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+
1400℃

2 I2 (g)

约3000℃

WI4 (g)。下列说法正确的有



a.灯管内的 I2 可循环使用 b.WI4 在灯丝上分解,产生的 W 又沉积在灯丝上 c.WI4 在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长 d.温度升高时,WI4 的分解速率加快,W 和 I2 的化合速率减慢 答案: ⑴k= c3(H2O) 3 ⑵ =60%。正反应吸热。 c3(H2) (2+3)

⑶第一阶段的方程:2WO3+H2=W2O5+H2O,第二阶段方程:W2O5+H2=2WO2+H2O 第三阶段方程:WO2+2H2=W+2H2O 所以三个阶段消耗 H2 的物质量之比为 1:1:4 ⑷△ H=+203.9KJ.mol-1. ⑸a、b。 10. (2012 新课标?27)光气( COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下 CO 与 C12 在 活性炭催化下合成。 (1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 ; (2)工业上利用天然气 (主要成分为 CH4) 与 CO2 进行高温重整制备 CO, 已知 CH4、 H2 和 CO 的燃烧热(△ H) 分别为 ?890.3kJ?mol?1 、 ?285. 8 kJ?mol?1 和 ?283.0 kJ?mol?1 ,则生 成 1m3 ( 标准状况) CO 所需热 量 为 : (3)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 ; (4)COCl2 的分解反应为 COCl2(g) Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1 。反应体

系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第 10min 到 14min 的 COCl2 浓度变化曲线未示出) : 0.14 0.12 c/mol·L?1 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0 2 4 6 8 t/min 10 12 14 16 18 Cl2 CO COCl2

①计算反应在第 8 min 时的平衡常数 K= ; ②比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8min 反应温度 T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<” 、 “>”或“=” ) ; ③若 12min 时反应于温度 T(8)下重新达到平衡,则此时 c (COCl2)= mol· L-1; ④比教产物 CO 在 2?3 min、5?6 min 和 12?13 min 时平均反应速率[平均反应速率分别以 v(2?3)、v(5?6)、 v(12?13)表示]的大小 ; ⑤比较反应物 COCl2 在 5?6min 和 15?16 min 时平均反应速率的大小: v(5?6) v(15?16)(填“<” 、 “>”或“=” ) ,原因是 。 答案:(1)MnO2+4HCl(浓) ⑵5.52× 103kJ ⑶CHCl3+H2O2 HCl+H2O+COCl2 MnCl2+Cl2↑+2H2O

⑷①0.234mol· L-1 ②< ③0.031 ④v(5-6)>v(2-3)=v(12-13) ⑤> 在相同温度时,该反应的反应 物浓度越高,反应速率越大 11. (2012 浙江?27)物质(t-BuNO)2 在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。 (1)当(t-BuNO)2 的起始浓度(c0)为 0.50 mol· L-1 时,实验测得 20℃时的平衡转化率(α)是 65 %。列式计算 20℃时上述反应的平衡常数 K = 。 (2)一定温度下,随着(t-BuNO)2 的起始浓度增大,其平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”) 。 已知 20℃时该反应在 CCl4 溶剂中的平衡常数为 1.9,若将反应溶剂正庚烷改成 CCl4,并保持(t-BuNO)2 起始浓 度相同,则它在 CCl4 溶剂中的平衡转化率 (填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。 (3)实验测得该反应的 ΔH = 50.5 kJ·mol-1,活化能 Ea = 90.4 kJ· mol-1。下列能量关系图合理的是 。

(4)该反应的 ΔS 0(填“>”、“<”或“=”) 。在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 (5)随着该反应的进行,溶液的颜色不断变化,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析) , 可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器 是 。 A.pH 计 B.元素分析仪 C.分光光度计 D.原子吸收光谱仪 (6)通过比色分析得到 30℃时(t-BuNO)2 浓度随时间的变化关系如下图所示,请在同一图中绘出 t-BuNO 浓度随 时间的变化曲线。

K?

答案: (1) (3)D (4)>

?2c0? ?2 4 ? 0.5 ? 0.65? 0.65 ? mol? L?1 ? 2.4 mol? L-1 c0 ?1 ? ? ? 1 ? 0.65
较高 (5)C (6)

(2)减小

小于

(2011·浙江卷)下列说法不正确 的是 ... A.已知冰的熔化热为 6.0 kJ/mol,冰中氢键键能为 20 kJ/mol,假设 1 mol 冰中有 2 mol 氢键,且熔化热 完全用于破坏冰的氢键,则最多只能破坏冰中 15%的氢键 B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为 c,电离度为α , K a ? 则 CH3COOH CH3COO +H 向左移动,α 减小,Ka 变小
- +

(c? )2 。若加入少量醋酸钠固体, c(1 ? ? )

C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol 和-3265 kJ/mol,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键 D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)
1 CO(g)+ O2(g) 2

2Fe(s)+3CO(g),△H=+489.0 kJ/mol。

CO2(g),△H=-283.0 kJ/mol。 CO2(g),△H=-393.5 kJ/mol。 2Fe2O3(s),△H=-1641.0 kJ/mol

C(石墨)+O2(g) 则 4Fe(s)+3O2(g)

【解析】A.正确,熔化热只相当于 0.3 mol 氢键;B.错误。Ka 只与温度有关,与浓度无关; C.正确。 环己烯(l)与环己烷(l)相比, 形成一个双键, 能量降低 169kJ/mol, 苯(l)与环己烷(l)相比, 能量降低 691kJ/mol, 远大于 169×3,说明苯环有特殊稳定结构;D.正确。热方程式①=(③-②)×3-④÷2,△H 也成立。

【评析】本题为大综合题,主要考察了物质的键能分析应用,化学反应能量变化的盖斯定律的应用,以及弱 电解质溶液的电离平衡分析。 【答案】B

(2011·北京卷)25℃、101kPa 下:①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s) ②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) 下列说法正确的是 A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等 B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同 △H2=-511KJ/mol

△H1=-414KJ/mol

C.常温下 Na 与足量 O2 反应生成 Na2O,随温度升高生成 Na2O 的速率逐渐加快 D.25℃、101kPa 下,Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s) △H=-317kJ/mol 【解析】Na2O 是由 Na 和 O 构成的,二者的个数比是 2:1。Na2O2 是由 Na 和 O2 构成的,二者的个数比也 是 2:1,选项 A 不正确;由化合价变化可知生成 1molNa2O 转移 2mol 电子,而生成 1molNa2O2 也转移 2mol 电子, 因此选项 B 不正确;常温下 Na 与 O2 反应生成 Na2O,在加热时生成 Na2O2,所以当温度升高到一定程度时就不在生 成 Na2O,所以选项 C 也不正确;由盖斯定律知①×2-②即得到反应 Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s) △H=-317kJ/mol,因此选项 D 正确。 【答案】D
+ 2- + 2-

(2011·重庆卷) SF6 是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在 S-F 键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸 收能量 280kJ,断裂 1molF-F 、S-F 键需吸收的能量分别为 160kJ、330kJ。则 S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H 为 A. -1780kJ/mol C.-450 kJ/mol B. -1220 kJ/mol D. +430 kJ/mol

【解析】本题考察反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热,而形成新的化学键需要放热。由题意的 1mol S(s)和 3molF2(g)形成 S 原子和 F 原子共需要吸收能量是 280kJ+3×160kJ=760 kJ。而生成 1mol SF6(g)时 需形成 6molS-F 键,共放出 6×330kJ=1980 kJ,因此该反应共放出的热量为 1980 kJ-760 kJ=1220kJ,所以该 反应的反应热△H=-1220 kJ/mol,选项 B 正确。 【答案】B

(2011·海南卷)已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) 2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)

△H=-701.0kJ·mol
-1

-1

△H=-181.6kJ·mol

则反应 Zn(s)+ HgO(s)=ZnO(s)+ Hg(l)的△H 为 A. +519.4kJ·mol
-1

B. +259.7 kJ·mol D. -519.4kJ·mol

-1

C. -259.7 kJ·mol 【答案】C

-1

-1

【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。即(△H1-△H2)/2=-259.7 kJ·mol 。误区警示:本题中两负数相

-1

减易出错,此外系数除以 2 时,焓值也要除 2。

(2011·海南卷)某反应的△H=+100kJ·mol ,下列有关该反应的叙述正确的是 A.正反应活化能小于 100kJ·mol
-1

-1

B.逆反应活化能一定小于 100kJ·mol C.正反应活化能不小于 100kJ·mol
-1

-1

D.正反应活化能比逆反应活化能大 100kJ·mol 【答案】CD

-1

【解析】在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种,焓与活化能的关系是△H=Σ

(反应物)



(生成物)

。题

中焓为正值,过程如图

所以 CD 正确

技巧点拨:关于这类题,比较数值间的相互关系,可先作图再作答,以防出错。

(2011·上海卷)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示 意图正确的是

【解析】分解水属于吸热反应,催化剂可以降低活化能。 【答案】B

(2011·上海卷)根据碘与氢气反应的热化学方程式 (i) I2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g) 2HI(g) - 26.48 kJ

下列判断正确的是 A.254g I2(g)中通入 2gH2(g),反应放热 9.48 kJ B.1 mol 固态碘与 1 mol 气态碘所含的能量相差 17.00 kJ C.反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定 D.反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低 【解析】反应是可逆反应,反应物不能完全转化;利用盖斯定律可得出 1 mol 固态碘与 1 mol 气态碘所含的 能量相差 35.96 kJ;同一种物质的能量在相同条件下,能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项 D 正确。 【答案】D

(2011·江苏卷)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) 2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)

△H=+206.2kJ·mol-1 △H=-247.4 kJ·mol-1 △H=+169.8 kJ·mol-1

(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。 CH4(g)与 H2O(g)反应生成 CO2(g)和 H2(g)的热化学方程 式为 。

(2)H2S 热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分 H2S 燃烧,其目的是 。燃烧生成的 SO2 与 H2S 进一步反应,生成物在常温下均非气 体,写出该反应的化学方程式: 。

(3)H2O 的热分解也可得到 H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图 11 所示。图中 A、 B 表示的物质依次是 。

(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图 12(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均 为惰性电极) 。电解时,阳极的电极反应式为 。

(5)Mg2Cu 是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu 与 H2 反应,生成 MgCu2 和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的 质量分数为 0.077) 。Mg2Cu 与 H2 反应的化学方程式为 。

【解析】本题以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综 合题,是以化学知识具体运用的典型试题。 (1)利用盖斯定律即可得出; (2)H2S 热分解制氢属于吸热反应,需要提供能量; (3)在很高的温度下,氢 气和氧气会分解生成氢原子和氧原子; (4)阳极失去电子,在碱性溶液中碳原子变成 CO3 。 【备考提示】高三复习一定要关注生活,适度加强综合训练与提升。 【答案】(1)CH4(g)+2H2O(g) =CO2(g) +4H2(g) △H=165.0 kJ·mol
-1 2-

(2)为 H2S 热分解反应提供热量 2H2S+SO2 =2H2O+3S (或 4H2S+2SO2=4H2O+3S2) (3)H、O(或氢原子、氧原子) (4)CO(NH2)2+8OH -6e =CO3 +N2↑+6H2O (5)2Mg2Cu+3H2 MgCu2+3MgH2
- - 2-

(2010·山东卷)10 下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A 生成物能量一定低于反应物总能量 B 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

C 英语盖斯定律,可计算某些难以直接侧脸房的反应焓变 D 同温同压下, H2 ( g ) ? Cl2 ( g ) ? 2HCl ( g ) 在光照和点燃条件的 ?H 不同 【解析】生成物的总能量低于反应总能量的反应,是放热反应,若是吸热反应则相反,故 A 错;反映速率与反应 是吸热还是放热没有必然的联系,故 B 错;C 是盖斯定律的重要应用,正确;根据 ?H =生成物的焓-反应物的焓 可知,焓变与反应条件无关,故 D 错。 【答案】C

(2010·重庆卷)12.已知 H2 ? g ? ? Br2 ? l ? ? 2HBr ? g ? ; ?H ? ?72kJ/mol. 蒸发 1mol Br2(l)需要吸收的能量 为 30kJ,其它相关数据如下表:

则表中 a 为 A.404 【答案】D 【解析】本题考查盖斯定律的计算。由已知得:Br2(l)=Br2(g) ? H=+30KJ/mol,则 H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g); ? H= -102KJ/mol。436+a-2×369=-102;a=―200KJ,D 项正确。 B.260 C.230 D.200

(2010·天津卷)6.下列各表述与示意图一致的是

A.图①表示 25℃时,用 0.1 mol·L 盐酸滴定 20 mL 0.1 mol·L 变化 B.图②中曲线表示反应 2S O 2 (g) + O 2 (g) C.图③表示 10 mL 0.01 mol·L 时间的变化
-1

-1

-1

NaOH 溶液,溶液的 pH 随加入酸体积的

2S O 3 (g);Δ H < 0 正、逆反应的平衡常数 K 随温度的变化
-1

K M n O 4 酸性溶液与过量的 0.1 mol·L

H 2 C 2 O 4 溶液混合时,n(Mn ) 随

2+

D.图④中 a、b 曲线分别表示反应 CH2=CH2 (g) + H 2 (g) ?? ? C H 3 C H 3 (g);Δ H< 0 使用和未使用催化剂时, 反应过程中的能量变化 【解析】酸碱中和在接近终点时,pH 会发生突变,曲线的斜率会很大,故 A 错;正逆反应的平衡常数互为 倒数关系,故 B 正确;反应是放热反应,且反应生成的 Mn 对该反应有催化作用,故反应速率越来越快,C 错; 反应是放热反应,但图像描述是吸热反应,故 D 错。命题立意:综合考查了有关图像问题,有酸碱中和滴定图像、 正逆反应的平衡常数图像,反应速率图像和能量变化图像。
2+

【答案】B

(2010·广东卷)在 298K、100kPa 时,已知:2 H 2O( g ) ? O2 (g) ? 2H 2 ( g )

⊿ H1

Cl2 (g) ? H2 (g) ? 2HCl(g)

⊿ H2 ⊿ H3

2Cl2 (g) ? 2H2O(g) ? 4HCl(g) ? O2 (g)
则⊿ H 3 与⊿ H1 和⊿ H 2 间的关系正确的是 A .⊿ H 3 =⊿ H1 +2⊿ H 2 C. ⊿ H 3 =⊿ H1 -2⊿ H 2 B ⊿ H 3 =⊿ H1 +⊿ H 2 D. ⊿ H 3 =⊿ H1 - ⊿ H 2

【解析】第三个方程式可由第二个方程式乘以 2 与第一个方程式相加,有盖斯定律可知 H3 ? ?H1 ? 2?H 2 【答案】A

(2010·浙江卷)12. 下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是: A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol ,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol
-1 -1

B. 500℃、30MPa 下,将 0.5mol N2 和 1.5molH2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g),放热 19.3kJ,其热 化学方程式为:
催化剂 ????? ? 2MH 3 ( g ) N2 ( g ) ? 3H 2 ( g ) ????? ? 500℃、 30MPa

△H=-38.6kJ·mol

-1

C. 氯化镁溶液与氨水反应: Mg 2? ? 2OH ? ? Mg (OH )2 ? D. 氧化铝溶于 NaOH 溶液: Al2O3 ? 2OH ? ?3H2O ? 2 Al (OH ) 【解析】本题考查热化学方程式与离子方程式的书写。A、标准燃烧热的定义,1mol 可燃物完全燃烧生成稳 定氧化物时方出的热量(标准指 298K,1atm)。水液态稳定,方程式系数就是物质的量,故 A 错。B、根据热化学

????? ? 2MH 3 ( g ) 对应的热量是 1mol 氮气完全反应时的热量,但次反 方程式的含义, 与 N 2 ( g ) ? 3H 2 ( g ) ????? ?
催化剂 500℃、 30MPa

应为可逆反应故,投入 0.5mol 的氮气,最终参加反应的氮气一定小于 0.5mol。所以△H 的值大于 38.6。B 错。D、 氢氧化铝沉淀没有沉淀符号。 【答案】C 教与学提示:化学用语的教学是化学学科技术规范,强调准确性,强调正确理解与应用。特别重视热化学方 程式的系数与反应热的对应关系。重视离子方程式的拆与不拆的问题。热化学方程式的书写问题由:聚集状态、 系数、系数与反应热数值对应、反应热单位、可逆反应的反应热等内容构成。离子方程式的书写问题由:强弱电 解质、最简整数比、定组成规律、离子方程

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