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文檔簡介
1、2014考前特訓十七:化學基本理論綜合大題板塊一:化學平衡/反應能量基礎題(08海南卷)反應A(g)+B(g) C(g) +D(g)過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題。(1)該反應是_反應(填“吸熱”“放熱”); (2)當反應達到平衡時,升高溫度,A的轉化率_(填“增大”“減小”“不變”),原因是_;(3)反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響?_,原因是_。(4)在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1和E2的變化是:E1_,E2_(填“增大”“減小、”“不變”)。解析:由圖可以知道,由于該反應的反應物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應屬于放熱反應,所
2、以升高溫度,平衡向逆反應進行,所以A的轉化率減小;當在反應體系中加入催化劑,能同倍數改變化學反應速率,因此對化學平衡的移動無影響,即對反應熱也無影響。因為化學反應速率增大,所以E1和E2同時降低。答案:(1)放熱。(2)減小;該反應正反應為放熱反應,升高溫度使平衡向逆反應方向移動。(3)不影響;催化劑不改變平衡的移動。(4)減小、減小。2009·寧夏卷化學28(14分)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3的H=-99kJ·mol-1.請回答下列問題:(1)圖中A、
3、C分別表示 、 ,E的大小對該反應的反應熱有無影響? 。該反應通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點升高還是降低? ,理由是 ;(2)圖中H= KJ·mol-1;(3)V2O5的催化循環機理可能為:V2O5氧化SO2時,自身被還原為四價釩化合物;四價釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環機理的化
4、學方程式 ;(4)如果反應速率(SO2)為0.05 mol·L-1·min-1,則(O2)= mol·L-1·min-1、(SO3)= mol·L-1·min-1;(5)已知單質硫的燃燒熱為296 KJ·mol-1,計算由S(s)生成3 molSO3(g)的H
5、60; (要求計算過程)。答案(1)反應物能量 生成物能量 (2)無 降低 因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低 (3)-198 (4) SO2 +V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5 (4)0.025 0.05 (5) S(s)+O2(g) =2SO2(g)H1=-296 KJ
6、83;mol-1 , SO2(g)+1/2O2(g) =SO3(g) H2=-99 KJ·mol-1 3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) H=3(H1+H2)=-1185 KJ·mol-1 【解析】(1)本小題考查反應物總能量高于生成物總能量為放熱反應,可得到A和C所表示的意義,E為活化能與反應熱無關,但是用催化劑可以降低活化能;(2)圖中表示的是2molSO2的反應,因此H=-99×2KJ·mol-1;(3)依題意即可
7、寫出:SO2 +V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5;(4)依據速率之比等于化學計量數之比(08全國卷)紅磷P(s)和Cl2(g)發生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關系如圖所示(圖中的H表示生成1mol產物的數據)。根據上圖回答下列問題:(1)P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學方程式_,上述分解反應是一個可逆反應,溫度T1時,在密閉容器中加入0.80molPCl5,反應達到平衡時PCl5還剩0.60mol,其分解率1等于_;若反應溫度由T1升高到T2,平衡
8、時PCl5的分解率為2,2_1(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)工業上制備PCl5通常分兩步進行,先將P和Cl2反應生成中間產物PCl3,然后降溫,再和Cl2反應生成PCl5。原因是_。(4)P和Cl2分兩步反應生成1molPCl5的H3_,P和Cl2一步反應生成1molPCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5與足量水充分反應,最終生成兩種酸,其化學方程式是_。解析:(1)由圖可以看出,1molP在Cl2中完全燃燒放出的熱量為306kJ·mol1,所以P與Cl2反應生成PCl3的熱化學反應方程式為P(s)f32Cl2(g)錯誤! 未定義
9、“自動圖文集”詞條。PCl3(g);H306kJ·mol1。 (2)中間產物PCl3和未完全反應的Cl2的總能量高于最終產物PCl5的能量,其H93kJ·mol1,所以PCl5(g)錯誤! 未定義“自動圖文集”詞條。PCl3(g)Cl2(g);H93kJ·mol1;分解率1f0.80mol0.60mol0.80mol×10025,由熱化學反應方程式可知,此反應的正反應為吸熱反應,所以升高溫度,平衡向正反應方向移動,PCl5的分解率增大。即:21。
10、60; (3)由圖可知,P與Cl2反應生成PCl3,PCl3和Cl2進一步反應生成PCl5,都是放熱反應,分兩步進行且第二步降低溫度,有利于PCl5的生成,防止PCl5的分解。 (4)由蓋斯定律可知,一步生成生成PCl5和兩步生成PCl5的總熱效應相等,即H3399kJ·mol1。 (5)PCl5與水反應生成H3PO4和HCl,化學方程式為:PCl54H2O錯誤! 未定義“自動圖文集”詞條。H3PO45HCl。答案:(1)P(s)f32Cl2(g)錯
11、誤! 未定義“自動圖文集”詞條。PCl3(g);H306kJ·mol1。 (2)PCl5(g)錯誤! 未定義“自動圖文集”詞條。PCl3(g)Cl2(g);H93kJ·mol1。25;大于。 (3)兩步反應均為放熱反應,降低溫度有利于提高產率,防止產物分解。 (4)399kJ·mol1;等于。 (5)PCl54H2O
12、錯誤! 未定義“自動圖文集”詞條。H3PO45HCl。(08寧夏卷)已知可逆反應:M(g)N(g) P(g)Q(g);H0,請回答下列問題:(1)在某溫度下,反應物的起始濃度分別為:c(M)= 1 mol·L-1, c(N)=2.4 mol·L-1,達到平衡后,M的轉化率為60,此時N的轉化率為 。(2)若反應溫度升高,M的轉化率
13、; (填“增大”“減小”或“不變”)。(3)若反應溫度不變,反應物的起始濃度分別為:c(M)= 4 mol·L-1,c(N)=amol·L-1;達到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a= 。(4)若反應溫度不變,反應物的起始濃度為:c(M)=c(N)= bmol·L-1,達到平衡后,M的轉化率為
14、0; 。解析:(1)M轉化的物質的量為0.6mol·L-1,則N反應的量也是0.6mol·L-1,所以N的轉化率為:f0.6mol·L-12.4 mol·L-1×10025。 (2)由于該反應的正反應為吸熱反應,所以升高溫度,化學平衡正向移動,M的轉化率增大。 (3) &
15、#160; M(g)N(g) P(g)Q(g) 起始:1 2.4 0 0 平衡:0.4 1.8
16、60; 0.6 0.6起始:4 a 0 0 平衡:2 a2 2 &
17、#160; 2f2×22×(a2)f0.6×0.60.4×1.8 ,a6mol·L-1。 (4) fx×xbx×(bx)f0.6×0.60.4×1.8 ,x0.41b,M的轉化率為41。答案:(1)25。(2)增大。(3)6。(4)41。(2010上海卷)25接觸法制硫酸工藝中,其主反應在450并有催化劑存在下進行:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=-190kJ/mol1)該
18、反應所用的催化劑是 (填寫化合物名稱),該反應450時的平衡常數 500時的平衡常數(填“大于”、“小于”或“等于”)。2)該熱化學反應方程式的意義是 3)下列描述中能說明上
19、述反應已達到平衡的是 。a b容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化c容器中氣體的密度不隨時間而變化 d容器中氣體的分子總數不隨時間而變化4)在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO3,半分鐘后達到平衡,測得容器
20、中含SO30.18mol,則= mol.L-1.min-1:若繼續通入0.20mol SO2和0.10mol O2,則平衡 移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向” 或“不”),再次達到平衡后, mol<n(SO3)<
21、0; mol。答案:1)五氧化二釩(V2O5);大于;2)在450時,2molSO2氣體和1molO2氣體完全反應生成2molSO3氣體時放出的熱量為190kJ;3)bd;4)0.036;向正反應方向;0.36;0.40。解析:此題考查了工業制硫酸、化學平衡常數、熱化學方程式、化學平衡狀態、有關化學平衡的計算等知識。1)工業制硫酸時二氧化硫催化氧化使用的催化劑是五氧化二釩;該反應正向放熱,故溫度越高化學平衡常數越小;2)熱化學方程式表示的是450時,2molSO2氣體和1molO2氣體完全反應生成2molSO3氣
22、體時放出的熱量為190kJ;3)根據化學平衡狀態的特征,容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變化、分子總數不隨時間變化時,說明反應達到平衡狀態;4)當達到平衡時,容器中SO3的物質的量為0.18mol,則v(SO3)=0.072mol.L-1.min-1,則v(O2)=0.036mol.L-1.min-1;再繼續通入0.20molSO2和0.10molO2時,平衡向正反應方向移動,在此達到平衡時,SO3的物質的量介于0.36和0.40之間。(2011上海25)自然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響。地殼內每加深1km,壓強增大約2500030000 kPa。在地殼內SiO2
23、和HF存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+ 2H2O(g) H =-148.9 kJ根據題意完成下列填空:(1)在地殼深處容易有 氣體逸出,在地殼淺處容易有 沉積。(2)
24、如果上述反應的平衡常數K值變大,該反應 (選填編號)。 a一定向正反應方向移動 b在平衡移動時正反應速率先增大后減小 c一定向逆反應方向移動 d在平衡移動時逆反應速率先減小后增大(3)如果上述反應在體積不變的密閉容器中發生,當反應達到平衡時,
25、0; (選填編號)。 a2v正(HF)=v逆(H2O) bv(H2O)=2v(SiF4) cSiO2的質量保持不變 d反應物不再轉化為生成物(4)若反應的容器容積為2.0L,反應時間8.0 min,容器內氣體的密度增大了0.12 g/L,在這段時間內HF的平均反應速率為
26、0; 。解析:本題考察外界條件對化學平衡的影響、化學平衡常數和化學平衡狀態的的理解以及反應速率的有關計算。由于反應吸熱,平衡常數K值變大,說明溫度降低。答案:(1)SiF4 H2O SiO2 (2)ad (3)bc
27、 (4)0.0010mol(L·min)2012·上海卷化學 3134 用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發動機的耐熱部件,能大幅度提高發動機的熱效率。工業上用化學氣相沉積法制備氮化硅,其反應如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) H =Q(Q<0) 完成下列填空:31在一定溫度下進行上述反應,若反應容器的容積為2 L,3 min后達到平衡,測得固體的質量增加了2.8
28、0 g,則H2的平均反應速率_ mol(L·min);該反應的平衡常數表達式K=_32上述反應達到平衡后,下列說法正確的是_。 a其他條件不變,壓強增大,平衡常數K減小 b其他條件不變,溫度升高,平衡常數K減小 c其他條件不變,增大Si3N4物質的量平衡向左移動 d其他條件不變,增大HCl物質的量平衡向左移動33一定條件下,在密閉恒容的容器中,能表示上述反應達到化學平衡狀態的是_。 a3v逆(N2)=v正(H2)
29、0; bv正(HCl)=4v逆(SiCl4) c混合氣體密度保持不變 dc(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:634若平衡時H2和HCl的物質的量之比為,保持其它條件不變,降低溫度后達到新的平衡時,H2和HCl的物質的量之比_(填“>”、“=”或“<”)。2010·全國大綱卷二 27(5分)向2L密閉容器中通入a mol 氣體 A和b mol 氣體B,在一定條件下發生反應:已知:平
30、均反應速率;反應2min 時,A的濃度減少了,B的物質的量減少了mol ,有a mol D生成。回答下列問題:(1)反應2min內,= ,=_(2)化學方程式中, 、 &
31、#160;、 (3)反應平衡時,D為2a mol, 則B的轉化率為 (4)如果只升高反應溫度,其他反應條件不變,平衡時D為 1.5a mol 則該反應的H 0;(填“、或”
32、)(5)如果其他條件不變,將容器的容積變為1L,進行同樣的實驗,則與上述反應比較:反應速率_(填:“增大”“減小或“不變”)。理由是_;平衡時反應物的轉化率 (填:“增大”“減小或“不變”)理由是_;(5)增大 體積減小,反應物的濃度增大, 因而使反應速率增大(2分)減小 體積減小,氣體的壓強增大,平衡向氣體分子數少的方向(即逆反應方向)移動,因而反應物轉換率減小(2分)(08江蘇卷)將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中,550
33、時,在催化劑作用下發生反應:2SO2+O2 2SO3(正反應放熱)。反應達到平衡后,將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28L;再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的體積又減少了5.6L(以上氣體體積均為標準狀況下的體積)。(計算結果保留一位小數)請回答下列問題:(1)判斷該反應達到平衡狀態的標志是 。(填字母)aSO2和
34、SO3濃度相等 bSO2百分含量保持不變c容器中氣體的壓強不變 dSO3的生成速率與SO2的消耗速率相等e容器中混合氣體的密度保持不變(2)欲提高SO2的轉化率,下列措施可行的是
35、60; 。(填字母) a向裝置中再充入N2 b向裝置中再充入O2 c改變反應的催化劑 d升高溫度(3)求該反應達到平衡時SO2的轉化率(用百分
36、數表示)。(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?答案:(1)bc (2)b(3)消耗的O2物質的量: 生成的SO3物質的量: SO2和SO3的
37、物質的量和: 反應前的SO2物質的量: SO2的轉化率:(4)在給定的條件下,溶液呈強酸性,BaSO3不會沉淀。因此BaSO4的質量(09江蘇卷20)(10分)聯氨(N2H4)及其衍生物是一類重要的火箭燃料。N2H4與N2O4反應能放出大量的熱。已知:2NO2(g)N2O4(g) H=-57.20kJ·mol-1。一定
38、溫度下,在密閉容器中反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡。 其他條件不變時,下列措施能提高NO2轉化率的是 (填字母) A減小NO2的濃度 B.降低溫度
39、0;C.增加NO2的濃度 D.升高溫度 (2)25時,1.00gN2H4(l)與足量N2O4(l)完全反應生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的熱量。則反應2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的H= kJ·mol-1 (3)17、1.01×105Pa,密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達到平衡時,c(NO2)=0.0300 mol·L
40、-1、c(N2O4)=0.0120 mol·L-1。計算反應2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數K。 (4)現用一定量的Cu與足量的濃HNO3反應,制得1.00L已達到平衡的N2H4和NO2的混合氣體(17、1.01×105Pa),理論上至少需消耗Cu多少克?答案:(1)BC(2)-1224.96(3)根據題意知平衡時:; K= 答:平衡常數為13.3。(4)由(3)可知,在17、1.01×105Pa達到平衡時,1.00L混合氣
41、體中:則由=可得答:理論上至少需消耗Cu 1.73 g.2010·海南卷化學 14 (8分)高爐煉鐵過程中發生的主要反應為已知該反應在不同溫度下的平衡常數如下:請回答下列問題: (1)該反應的平衡常數表達式K=_,H_0(填“>”、“<”或“=”); (2)在一個容積為10L的密閉容器中,1000時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應經過l0 min后達到平衡。求該時間范圍內反應的平均反應速率(C02)
42、= _、CO的平衡轉化率= _: (3)欲提高(2)中CO的平衡轉化率,可采取的措施是_。 A減少Fe的量 B增加Fe203的量 C移出部分C02 D提高反應溫度 E減小容器的容積 F加入合適的催化劑答案2012·海南化學卷
43、15(9分)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下:|溫度/ 70090083010001200平衡常數1.71.11.00.60.4回答下列問題: (1)該反應的平衡常數表達式K= ,H 0(填“<”“ >”“ =”);
44、; (2)830時,向一個5 L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反應初始6s內A的平均反應速率v(A)=0003 mol·L-1·s-1。,則6s時c(A)= mol·L-1, C的物質的量為 mol;若反應經一段時間后,達到平衡時A的轉化率為 ,如果這時向
45、該密閉容器中再充入1 mol氬氣,平衡時A的轉化率為 ; (3)判斷該反應是否達到平衡的依據為 (填正確選項前的字母): a壓強不隨時間改變 b.氣體的密度不隨時間改變 c. c(A)不隨時問改變
46、 d.單位時間里生成c和D的物質的量相等 (4)1200時反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數的值為 。【答案】(1)fcCcDcAcB <(2)0.022 mol·L-1 0.09mol
47、;80% 80%(3)c(4)2.5【解析】 (1)因反應中的物質都是氣體,據平衡常數的定義可知其K=fcCcDcAcB;由表中數據可知,溫度升高,K值減小,說明升高溫度向吸熱的逆反應方向移動,故正反應為放熱反應,即H<0。(2)(A)=0.003 mol·L-1·s-1 ,則6s后A減少的濃度c(A)= (A)t=0.018 mol·L-1,故剩余的A的濃度為f0.2mol5L-0.018 mol·L-1=0.022 mol
48、3;L-1;A減少的物質的量為0.018 mol·L-1×5L=0.09mol,根據方程式的系數關系,生成的C的物質的量也為0.09mol。設830達平衡時,轉化的A的濃度為x,則: A(g)+B(g)C(g)+D(g)起始濃度(mol·L1) 0.04 0.1600轉化濃度(mol·L1) x x xx平衡濃度(mol·L1) 0.04x0.16x xx有:f
49、x×x 0.04x×0.16x=1, 解得x =0.032,故A的轉化率(A)f0.032 mol·L10.04 mol·L1×100%80%;由于容器的體積是固定的,通入氬氣后各組分的濃度不變,反應速率不改變,平衡不移動。(3)由于該反應是氣體分子數不變的反應,容器中壓強、氣體的密度都永遠不變,故a、b錯;c(A)隨反應的進行要減小,故c可以;不論是否達平衡,單位時間里生成C和D的物質的量永遠相等,故d錯。(4)反應“ C(g)+D(g)A(g)+B(g)”與“A(g)+B(g)C(
50、g)+D(g)”互為逆反應,平衡常數互為倒數關系,故1200時,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K=f10.4=2.5。2008·廣東卷化學 24科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道:在常溫、常壓、學照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發生反應,生成的主要產物為NH3。進一步研究NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數據見下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應時間3 h):T/K303313323353NH3生成量/(10-6mol)48596020相應的熱化學方程式如下:N2(g)+3H2O
51、(1)=2NH3(g)+O2(g) H=+765.2kJ·mol-1回答下列問題:請在答題卡的坐標圖中畫出上述反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖,并進行必要標注。與目前廣泛使用的工業合成氨方法相比,該方法中固氮反應速率慢。請提出可提高其反應速率且增大NH3生成量的建議:。工業合成氨的反應為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。設在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),.反應在一定條件下達到平衡時,NH3的物
52、質的量分數(NH2的物質的量與反應體系中總的物質的量之比)為。計算該條件下N2的平衡轉化率; 該條件下反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數。24.(1)畫圖略,要點:1.催化劑可降低反應的活化能,但對這各反應前后能量變化并不產生任何影響。2.該反應為吸熱反應,所以反應物的總能量要低于生成物的總能量。(2)請提出可提高其反應速率且增大NH3生成量的建議:升高溫度,增大反應物N2的濃度,不斷移出生成物脫離反應體系。解釋:該反應正反應是吸熱反應,升高溫度,使化學平衡向正反應方向移動,從而增大NH3生成量,升高溫度也能提高反應速率;增大反應N2濃度,加
53、快反應速率,并使化學平衡向右移動;不斷移出生成物脫離反應體系,使平衡向右移動,增大NH3生成量。?(3) 該條件下N2的平衡轉化率:66.7%? 該條件下反應2NH3(g) = N2(g) +3H2(g)的平衡常數為0.005解釋:由三行式法計算可知,起始時,c(N2)=0.3mol/l.平衡時,c(N2)=0.1mol/l; c(H2)=0.2mol/l; c(NH3)=0.4mol/l 。所以N2的平衡轉化率=(0.3-0.1)/0.3*100%=66.7%反應2NH3(g) = N2(g)
54、 +3H2(g)的平衡常數K= c(N2)* c(H2)3/ c(NH3)2=0.005(2010天津卷)10(14分)二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業上可利用煤的氣化產物(水煤氣)合成二甲醚。請回答下列問題: 煤的氣化的主要化學反應方程式為:_。 煤的氣化過程中產生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應的化學方程式為:_。 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下: 2H2(g) + CO(g) CH3OH(
55、g);H 90.8 kJ·mol1 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);H 23.5 kJ·mol1 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);H 41.3 kJ·mol1 總反應:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) +
56、0;CO2 (g)的H _;一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的轉化率,可以采取的措施是_(填字母代號)。a高溫高壓 b加入催化劑 c減少CO2的濃度d增加CO的濃度 e分離出二甲醚 已知反應2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某
57、溫度下的平衡常數為400 。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH ,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:物質CH3OHCH3OCH3H2O濃度/(mol·L1)0.440.60.6 比較此時正、逆反應速率的大小:v正 _ v逆 (填“>”、“<”或“”)。 若加入CH3OH后,經10 min反應達到平衡,此時c(CH3OH) _;該時間內反應速率v(CH3OH) _。解析:(1)煤生成水煤氣的反應為C+H2OCO+H2。(2)既然生成兩種酸式鹽,應是N
58、aHCO3和NaHS,故方程式為:Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS。(3)觀察目標方程式,應是×2+,故H=2H1+H2+H3=-246.4kJ· mol -1。正反應是放熱反應,升高溫度平衡左移,CO轉化率減小;加入催化劑,平衡不移動,轉化率不變;減少CO2的濃度、分離出二甲醚,平衡右移,CO轉化率增大;增大CO濃度,平衡右移,但CO轉化率降低;故選c、e。(4)此時的濃度商Q=1.86400,反應未達到平衡狀態,向正反應方向移動,故正逆;設平衡時生成物的濃度為0.6+x,則甲醇的濃度為(0.44-2x)有:400=,解得x=0.2
59、0;mol·L-1,故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1。由表可知,甲醇的起始濃度度為(0.44+1.2) mol·L-1=1.64 mol·L-1,其平衡濃度為0.04 mol·L-1,10min變化的濃度為1.6 mol·L-1,故(CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1。答案:(1) C+H2OCO+H2。(2) Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS(3) -
60、246.4kJ· mol -1 c、e(4) 0.04 mol·L-1 0.16 mol·L-1·min-1命題立意:本題是化學反應原理的綜合性試題,考查了化學方程式的書寫、蓋斯定律的應用、化學平衡移動原理,和利用濃度商和平衡常數的關系判斷平衡移動的方向、平衡常數和速率的計算等。2012·天津理綜化學卷10(14分)金屬鎢用途廣泛,主要用于制造硬質或耐高溫的合金,以及燈
61、泡的燈絲。高溫下,在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢,其總反應為:WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g) 請回答下列問題: 上述反應的化學平衡常數表達式為_。 某溫度下反應達平衡時,H2與水蒸氣的體積比為2:3,則H2的平衡轉化率為_;隨溫度的升高,H2與水蒸氣的體積比減小,則該反應為_反應(填“吸熱”或“放熱”)。 上述總反應過程大致分為三個階段,各階段主要成分與溫度的關系如下表所示:溫度25
62、 550 600 700主要成份WO3 W2O5 WO2 W第一階段反應的化學方程式為_;580時,固體物質的主要成分為_;假設WO3完全轉化為W,則三個階段消耗H2物質的量之比為_。 已知:溫度過高時,WO2 (s)轉變為WO2&
63、#160;(g);WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g);H +66.0 kJ·mol1 WO2 (g) + 2H2 W (s) + 2H2O (g);H 137.9 kJ·mol1 則WO2 (s) WO2 (g) 的
64、H _。 鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發,使燈絲變細,加入I2可延長燈管的使用壽命,其工作原理為:W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列說法正確的有_。a燈管內的I2可循環使用bWI4在燈絲上分解,產生的W又沉積在燈絲上cWI4在燈管壁上分解,使燈管的壽命延長 d溫度升高時,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率減慢該題考查化學平衡常數表達式、化學平衡的移動原理、反應熱的計算、轉化率計算。根據反應方程,注意的是WO3和W都是固體,不寫入平
65、衡常數表達式。所以達平衡時H2與水蒸氣的體積比2:3,消耗的H2體積為3,所以H2的平衡轉化率為3/(2+3)=60%。溫度升高,H2與水蒸氣的體積比減小說明平衡向右移動,正反應吸熱。第一階段的方程:2WO3+H2=W2O5+H2O,第二階段方程:W2O5+H2=2WO2+H2O第三階段方程:WO2+2H2=W+2H2O所以三個階段消耗H2的物質量之比為1:1:4利用蓋斯定律可計算H=+203.9KJ.mol-1.根據可逆反應原理I2可以循環使用,WI4是在燈絲上分解,生成的W沉積在燈絲上,選a、b。2013·天津卷化學 10某市對大氣進行監測,發現該市首要污染物為可吸入顆
66、粒物PM2.5(直徑小于等于2.5um的懸浮顆粒物)其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題:(1)對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:離子K+Na+NH4+SO42-NO3-Cl-濃度/mol.L4x10-66x10-62x10-54x10-53x10-52x10-5根據表中數據判斷PM2.5的酸堿性為,試樣的PH值=(2)為減少SO2的排放,常采取的措施有:將煤轉化為清潔氣體燃料。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= -24
67、1.8KJ/mol C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H= -110.5KJ/mol寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式;洗滌含SO2的煙氣,以下物質可作洗滌劑的是a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉化為:已知氣缸中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H0若1mol空氣含有0.8molN2和
68、0.2molO2,1300時在密閉容器內反應達到平衡。測得NO為8x10-4mol.計算該溫度下的平衡常數K= _汽車啟動后,氣缸溫度越高,單位時間內NO排放量越大,原因是汽車燃油不完全燃燒時產生CO,有人設想按下列反應除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知該反應的H0,簡述該設想能否實現的依據目前,在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染,其化學反應方程式為【解析】該題綜合考察化學反應原理的基礎知識。涉及離子的水解、PH值的計算、蓋斯定律的應用、化學平衡常數的計算、自由能的應用等。觀察表格中發現NH4+水解顯酸性,PM2.5的酸堿性為酸性。試樣的PH值根據溶
69、液中電荷守恒計算H+離子濃度為10-4,PH值為4.焦炭與水蒸汽反應的熱化學方程式:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ/mol洗滌含SO2的煙氣,根據酸性氧化物的性質選a.Ca(OH)2 b.Na2CO3。計算平衡常數時,先計算物質的平衡量N2為0.8-4x10-4, O2為0.2-4x10-4,NO為8x10-4,帶入平衡常數表達式即可,得4x10-6.氣缸溫度越高,單位時間內NO排放量越大,原因是溫度升高,反應速率加快,平衡右移2CO(g)=2C(s)+O2(g),該反應是焓增、熵減的反應。根據G=H-TS,
70、60;G0,不能實現。汽車尾氣系統中裝置反應的化學方程式2013·新課標二卷 28在1.0 L密閉容器中放入0.10molA(g),在一定溫度進行如下反應應: A(g) B(g)C(g) H=+85.1kJ·mol1反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表:時間t/h0124816202530總壓強p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題:(1)欲提高A的平衡轉化率,應采取的措施為
71、160; 。(2)由總壓強P和起始壓強P0計算反應物A的轉化率(A)的表達式為
72、0; 。平衡時A的轉化率為_ ,列式并計算反應的平衡常數K 。(3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A),n總=
73、60; mol,n(A)= mol。下表為反應物A濃度與反應時間的數據,計算a= 反應時間t/h04816C(A)/(mol·L-1)0.10a0.0260.0065分析該反應中反應反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規律,得出的結論是
74、60;
75、60; ,由此規律推出反應在12h時反應物的濃度c(A)為 mol·L-1賞析:考察化學平衡知識,涉及平衡移動,轉化率、平衡常數、平衡計算、反應速率、表格數據分析。(1)根據反應是放熱反應特征和是氣體分子數增大的特征,要使A的轉化率增大,平衡要正向移動,可以采用升高溫度
76、、降低壓強的方法。(2)反應前氣體總物質的量為0.10mol,令A的轉化率為(A),改變量為0.10(A) mol,根據差量法,氣體增加0.10(A)mol,由阿伏加德羅定律列出關系: f0.100.10+0.10A=fpOp (A)=( fppo1)×100%;(A)=(f9.534.911)×100%=94.1% 平衡濃度C(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059
77、mol/L, K=f0.094120.0059=1.5(3)f0.10n=fpOp n=0.1×fppo ;其中,n(A)=0.1(0.1×fppo0.1)=0.1×(2fppo) n(A)=0.1×(2f7.314.91)=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L每間隔4小時,A的濃度為原來的一半。 當反應12小時時,C(A)=0.026/2=0.013mo
78、l/L參考答案:(1)升高溫度、降低壓強(2)(A)=( fppo1)×100%;94.1%;K=f0.094120.0059=1.5;(3)0.1×fppo;0.1×(2fppo);0.051;每間隔4小時,A的濃度為原來的一半。0.013板塊二:化學平衡圖像題2009·上海卷化學 25鐵和鋁是兩種重要的金屬,它們的單質及化合物有著各自的性質。(1)在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發生下列反應: 該反應的平衡常數表達式為:K=
79、 該溫度下,在2L盛有粉末的密閉容器中通入CO氣體,10min后,生成了單質鐵112g。則10min內CO的平均反應速率為
80、 (2)請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應已達到平衡狀態:
81、160; (3)某些金屬氧
82、化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發生鋁熱反應。下列反應速率(v)和溫度(T)的關系示意圖中與鋁熱反應最接近的是 。(4)寫出氫氧化鋁在水中發生酸式電離的電離方程式:
83、160; 欲使上述體系中濃度增加,可加入的物質是 。答案:(1)(2)CO或(CO2)的生成速率與消耗速率相等;CO(或CO2)的質量不再改變(合理即給分)(3) b(4) 鹽酸 (合理即給
84、分)(2010山東卷)28(14分)硫一碘循環分解水制氫主要涉及下列反應: SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI 2HIH2+I2
85、 2H2SO42=2SO2+O2+2H2O(1)分析上述反應,下列判斷正確的是 。 a反應易在常溫下進行b反應中氧化性比HI強c循環過程中需補充H2Od循環過程中產生1mol O2的同時產生1mol H2(2)一定溫度下,向1L密閉容器中加入1mol HI(g),發生反應,H2物質的量隨
86、時間的變化如圖所示。 02 min內的平反應速率v(HI)= 。該溫度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數K= 。相同溫度下,若開始加入HI(g)的物質的量是原來的2倍,則 是原來的2倍。a平衡常數 bHI的平衡濃度
87、 c達到平衡的時間 d平衡時H2的體積分數(3)實驗室用Zn和稀硫酸制取H2,反應時溶液中水的電離平衡 移動(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列試劑中的 ,產生H2的速率將增大。 aNaNO3 bCuSO4
88、; cNa2SO4 dNaHSO3(4)以H2為燃料可制成氫氧燃料電池。 已知 2H2(g)+O2(g)=2H2O(I) H=-5 72KJmol-1 某氫氧燃料電池釋放2288KJ電能時,生成1mol液態水,該電池的能量轉化率為 。解析:(1)H2SO4在常溫下,很穩定不易分解,這是常識,故a錯;反應中SO2是還原劑,HI是還原產物,故還原性SO2HI,則b錯;將和分別乘以2和相加得:2H2O=2H2+O2,故c正確d錯誤。(2) (H2)=0. 1mol/1L
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