化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用

1.研究SO2、NO,等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。

(1)燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)^2CaS04(s)+2C02(g)

對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理。某溫度下，測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)各物質(zhì)的濃度如下：

時(shí)間/min

01020304050

濃度

1.00.70.60.60.60.6

02

080044

0.40.80.80.80.8

C020

40088

-1-1

①0?10min內(nèi)，平均反應(yīng)速率7(S02)=mol?L,mino

②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷，

改變的條件可能是(填字母)。

A.移除部分CaSOKs)

B.通入一定量的O2

C.加入合適的催化劑

D.適當(dāng)縮小容器的體積

(2)利用活性炭吸附汽車尾氣中的NO：C(s)+2N0(g)==N2(g)+C02(g),實(shí)驗(yàn)

測(cè)得，。正=A正。2川0),-逆=A逆。(N2)C(CO2)(A正、A逆為速率常數(shù)，只與溫度有

關(guān))。在密閉容器中加入足量C(s)和一定量的N0氣體，保持恒壓測(cè)得N0的轉(zhuǎn)化

率隨溫度的變化如圖所示：

①由圖可知：該反應(yīng)的0（填“〉”或“<”）；在1050K前反應(yīng)中

N0的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，其原因?yàn)?/p>

②用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)（記作4）.

在1050K、1.lXl（）6pa時(shí)，計(jì)算該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)［已知：

氣體分壓（夕分）=氣體總壓（夕）X體積分?jǐn)?shù)］。

③達(dá)到平衡后，僅升高溫度，4正增大的倍數(shù)（填或"="）k

逆增大的倍數(shù)，1100K時(shí)，計(jì)算普=________o

K逆

答案（1）①0.044②BD?，①《反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，溫度的升高，反應(yīng)

速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大②4③〈〈（或0.11）

y

AA044mol?L-1

解析⑴①根據(jù)V=/c,C02的化學(xué)反應(yīng)速率小02）=￡==

△tAt10mm

0.044mol-L-1-min-1,根據(jù)方程式可知：物質(zhì)反應(yīng)的速率比等于化學(xué)方程式的

-1-1

化學(xué)計(jì)量數(shù)的比，所以r（SO2）=r（C02）=0.044mol?L?min0

②30min后，氧氣、二氧化碳的濃度都增大，可為加入氧氣或適當(dāng)縮小容器的

體積等。

（2）①由圖像可知，當(dāng)溫度高于1050K時(shí)，隨著溫度升高，N0的轉(zhuǎn)化率降低，

則平衡逆向移動(dòng)，因此該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△出0,1050kPa前，

反應(yīng)b中NO2轉(zhuǎn)化率隨著溫度升高而增大是由于1050kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀

態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，更多的反應(yīng)物變?yōu)樯晌铮虼薔O2轉(zhuǎn)化率

隨溫度的升高而增大。

(3)②由圖像可知，在1050K、LlXl()6pa時(shí)，N0轉(zhuǎn)化率80%,可列平衡三段

式為：

C(s)+2N0(g)^N2(g)+C02(g)

起始/mol200

轉(zhuǎn)化/mol2X80%=1.60.80.8

平衡/mol0.40.80.8

由于容器的容積不變，因此氣體的物質(zhì)的量的之比等于氣體壓強(qiáng)之比，可知平

衡時(shí),(NO)=0.20(總),p(N2)=0.4,(總),p(C02)=0.40(總),則用平衡分壓表

0.4?總)乂0.4女總)

示的化學(xué)平衡常數(shù)4=[0.2氏總)]2=4

③正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向左移動(dòng)，則正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)小于

逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，濃度不變，故A正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)，1

100K時(shí)，N0的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,可列平衡三段式為：

C(s)+2N0(g)0N2(g)+CO2(g)

起始/mol200

轉(zhuǎn)化/mol2X40%=0.80.40.4

平衡/mol1.20.40.4

而w發(fā).用工，班2)?.CO?)04X0.41號(hào)日戶”利班面H?_

則平衡吊數(shù)《一/(N0)—122—9,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡1時(shí)，v正一。逆，

AiE_c(N2)?g(C02)_1

服一C2(N0)一"§

2.2019年12月4日“全球碳計(jì)劃”發(fā)布報(bào)告說，全球CO2排放量增速趨緩。人

們還需要更有力的政策來逐步淘汰化石燃料的使用。CO2的綜合利用是解決溫室

問題的有效途徑。

(D一種途徑是用CO2轉(zhuǎn)化成為有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。如：

C2H4(g)+H20(l)oC2H50H(1)

AQ-44.2kJ?mol-1

2C02(g)+2H20(1)oC2H4(g)+302(g)

△Q+l411.0kJ?mol-1

-

已知2C02(g)+3H20(1)C2H50H(1)+302(g)其正反應(yīng)的活化能為瓦kJ-mol

】，則逆反應(yīng)的活化能為kj-mol^o乙烯與HC1加成生成的氯乙烷在堿

性條件下水解也得到乙醇，反應(yīng)的離子方程式為

________________________________________________________,V=

然(CH3cH2C1)。"(0獷)為速率方程，研究表明,CH3cH2cl濃度減半，反應(yīng)速率減半，

而0H-濃度減半對(duì)反應(yīng)速率沒有影響，則反應(yīng)速率方程式為

(2)利用工業(yè)廢氣中的CO?可以制取甲醇和水蒸氣，一定條件下，往2L恒容密

閉容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I、反應(yīng)II

與反應(yīng)m,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示：

￡

)

*

3

黑

。0

①催化劑效果最佳的反應(yīng)是（填“反應(yīng)I”“反應(yīng)II”或“反應(yīng)ni”）。

②b點(diǎn)％。逆（填或“=”）。

③若此反應(yīng)在a點(diǎn)時(shí)已達(dá)平衡狀態(tài)，a點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率比c點(diǎn)高的原因是

_______________O

④C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=o

（3）中國(guó)科學(xué)家首次用CO?高效合成乙酸，其反應(yīng)路徑如圖所示：

①原料中的CH30H可通過電解法由CO?制取，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，寫出生成

CH30H的電極反應(yīng)式

②根據(jù)圖示，寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式：

________________________________________________________________________________________________________________O

答案(1)^-1366.8CH3CH2C1(aq)+0H-(aq)—>C2H50H(aq)+C1-(aq)r=

^(CH3CH2C1)(2)①反應(yīng)I②)③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向

C2+L

移動(dòng)?0+6e~+6H=CH30H+H20(2)CH30H+C02+H2^=^*

o

CH3COOH+H2O

-1

解析⑴反應(yīng)①C2H4(g)+&0⑴0c2H50H⑴AM=-44.2kJ?mol；反

-1

應(yīng)②2c02(g)+2H2。⑴C2H4(g)+302(g)△屈=+l411.0kJ?mol

應(yīng)用蓋斯定律，反應(yīng)①+反應(yīng)②得到：2C02(g)+3H20(l)C2H50H(1)+302(g),

則該反應(yīng)的故=-44.2kJ.mor'+C+l411.0kJ*mol

T)=+1366.8kJ-mol-1,因?yàn)椤?正反應(yīng)的活化能一逆反應(yīng)的活化能，正

反應(yīng)的活化能為區(qū)kJ?mol，則逆反應(yīng)的活化能為(區(qū)一1366.8)kJ-mol?氯

乙烷在堿性條件下水解得到乙醇和氯化鈉,則反應(yīng)的離子方程式為CH3cH2cl(aq)

+OH-(aq)-fC2H50H(aq)+Cl-(aq)；該反應(yīng)的速率方程為

底"CH3cH2C1)C"(0H)研究表明，CH3cH2cl濃度減半，反應(yīng)速率減半，則可知力

=1,而0H一濃度減半對(duì)反應(yīng)速率沒有影響，則〃=0,故反應(yīng)速率方程式為一

A-C(CH3CH2C1)O

(2)一定條件下，密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH30H(g)+H20(g),

①相同溫度下相同時(shí)間內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率最高的是反應(yīng)I的圖線，故最佳催化劑為反

應(yīng)I。

②圖線中b點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，則〃正>/逆。

③若此反應(yīng)在a點(diǎn)時(shí)已達(dá)平衡狀態(tài)，則繼續(xù)升溫就會(huì)使平衡移動(dòng)，故a點(diǎn)的轉(zhuǎn)

化率比c點(diǎn)高的原因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)。

④該條件下，一開始往2L恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,由圖

9

知，c點(diǎn)時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化了鼻，則

O

CO2(g)+3H2(g)0CH3OH(g)+H20(g)

起始/mol1300

2222

轉(zhuǎn)化/mol1X3X-1X1X

3033

122

平衡/mol1

333

平衡時(shí)2L容器內(nèi)C02(g)、H2(g)>CH30H(g)、乩01)的濃度依次為：mol?L，

o

|mol-L~\!mol-L，1mol-L，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)仁哼黑三票

LtOOqj?/U2Jc（H2J

1X1

33_16

1r=T

6X（2）

(3)①通過電解法由CO2制取CLOH,碳元素化合價(jià)降低，故是二氧化碳得電子被

還原的反應(yīng)，故二氧化碳在陰極反應(yīng)，則生成CH30H的電極反應(yīng)式為C0z+6e-+

+

6H=CH30H+H20；

②根據(jù)圖示，CH3OH>CO2和乩在Lil、Rh*催化作用下生產(chǎn)CH3COOH和慶0,總反

L1

應(yīng)的化學(xué)方程式為CH30H+C02+H2ii^*CH3C00H+H20o

3.(2020?棗莊三中、高密一中、萊西一中高三考試)氮、碳氧化物的排放會(huì)對(duì)

環(huán)境造成污染。多年來化學(xué)工作者對(duì)氮、碳的氧化物做了廣泛深入的研究并取

得一些重要成果。

I.已知2N0(g)+02(g)2N02(g)的反應(yīng)歷程分兩步：

第一步：2N0(g)N2O2(g)(快)A京0；

由正=4正?c(N0)；由逆=Ai逆?C(N2()2)

第二步：N202(g)+02(g)2N02(g)(慢)A^<0；

2

/正=4正?C(N202),c(02)；均逆=4逆?c(N02)

(1)在兩步的反應(yīng)中，哪一步反應(yīng)的活化能更大(填“第一步”或“第二

步”)。

⑵一定溫度下，反應(yīng)2N0(g)+02(g)2N02(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)寫出用人正、

左逆、左正、

左逆表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K=o

n.(1)利用co?和CH,重整不僅可以獲得合成氣(主要成分為co、H2),還可減少

溫室氣體的排放。已知重整過程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

①CH“(g)=C(s)+2H2(g)A

②CO2(g)+H2(g)=C0(g)+40(g)A^>0

③CO(g)+H2(g)=C(s)+H20(g)AAVO

則反應(yīng)CH4(g)+C02(g)=2C0(g)+2H2(g)的AH=(用含△笈、△甚

△A的代數(shù)式表示)，若固定A(CO2)=A(CH4),改變反應(yīng)溫度，CO?和CH4的平衡

轉(zhuǎn)化率見圖甲。

同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，原因是

(2)在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為0.1mol的CK和C02,在一定條件下發(fā)生反

應(yīng)CO2(g)+CH4(g)2C0(g)+2H2(g),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)(單位Pa)

的關(guān)系如圖乙所示。y點(diǎn)：。正(填“大于”“小于”或“等于")K

逆。已知?dú)怏w分壓(。分)=

氣體總壓(夕總)X氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡

常數(shù)的求X點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)4=O

+

IH.根據(jù)2Cr0t+2HCr20t+H20設(shè)計(jì)如圖丙裝置(均為惰性電極)電解

NazCiU溶液制取岫262()7,圖丙中左側(cè)電極連接電源的極，電解制

備過程的總反應(yīng)化學(xué)方程式為。測(cè)定陽(yáng)極液中Na和Cr

的含量，若Na與Cr的物質(zhì)的量之比為a：b,則此時(shí)NazCzU的轉(zhuǎn)化率為

o若選擇用熔融K2c。3作介質(zhì)的甲烷(CH0燃料電池充當(dāng)電源，則負(fù)

極反應(yīng)式為o

答案1.(1)第二步(2)緯

Ki逆出逆

n.(l)AM+△民一AAC02發(fā)生了其他副反應(yīng)(2)大于警

III.負(fù)4Na2Cr04+4H20^^2Na2Cr207+4Na0H-|-2H21+02f(2-令X100%

CH4-8e~+4C0r=5C02+2H20

解析I.(D總反應(yīng)的快慢由反應(yīng)慢的一步?jīng)Q定，慢反應(yīng)所需要的活化能更大。

(2)因?yàn)榉磻?yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以匕正=由逆，/正=弦逆，所以匕正?外正=匕逆?外

逆，

即[4正?1(NO)]X[4正?c(N202)?c(O2)]=[左逆?c(N2O2)]X[在逆?(N02)],則

為熹叱夢(mèng)”n.(1)將已知的三個(gè)反應(yīng)重新組合，反應(yīng)①+②一③，得

c(NO)?4。2)幺逆反逆

到反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2C0(g)+2H2(g),根據(jù)蓋斯定律得

一△A,反應(yīng)方程式中CIL和CO2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1：L投料比也為1：1,

因此二者轉(zhuǎn)化率應(yīng)該相同，但是所給的轉(zhuǎn)化率圖像中，CO2轉(zhuǎn)化率曲線高于C&

轉(zhuǎn)化率曲線，可能是CO?發(fā)生了一些副反應(yīng)造成的。

(2)反應(yīng)CL(g)+C02(g)2co(g)+2Hz(g)是個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)越

大，Qh的轉(zhuǎn)化率越小，由圖可知相同溫度下，R條件下的轉(zhuǎn)化率大于R,則R

小于n，壓強(qiáng)為R時(shí)，在y點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡，則反應(yīng)正向移動(dòng)，所以。正逆，

由圖可知該溫度下x所處條件下的平衡時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為50%,則有：

CH4(g)+C02(g)2C0(g)+2H2(g)

起(mol?L-1)0.10.100

轉(zhuǎn)(mol?L)0.050.050.10.1

Y(mol?L-1)0.050.050.10.1

0.1,0.1

(zRXO.32)X3XO3)22

恤聲一甘紅土一有u4百

總M物質(zhì)的66"星&一0n.30i-ncoil,總M)tHk%為piy其快1吊Kp-

0.050.05'-9°

3X0.3)X(叫R

+

m.2Cr0r+2H=Cr20r+H20,電解NazCiU溶液制取岫2行2。7,應(yīng)在酸性

條件下進(jìn)行，即右側(cè)電極生成H+,則消耗0H,發(fā)生氧化反應(yīng)，右側(cè)為陽(yáng)極，則

左側(cè)為陰極，連接電解電源的負(fù)極，電解制備過程的總反應(yīng)方程式為4Na2Cr(X+

4H20=^2Na2Cr207+4Na0H+2H21+O21,設(shè)力口入反應(yīng)容器內(nèi)的叱血為1mol,

反應(yīng)過程中有xmolNazCrOd轉(zhuǎn)化為岫2行2()7,則陽(yáng)極區(qū)剩余NazCrCh為(1—x)mol,

對(duì)應(yīng)的〃(Na)=2(1—x)mol,/7(Cr)=(1—x)mol,生成的NazCrzCh為］mol,對(duì)應(yīng)

的〃(Na)=xmol,z?(Cr)=^mol,根據(jù)Na與Cr的物質(zhì)的量之比為a：6,解得

2-\

x=2一1則Na2CrO4的轉(zhuǎn)化率為100%=(2—勺X100%。

b1b

若選擇用熔融K2cCh作介質(zhì)的甲烷燃料電池充當(dāng)電源，則負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-

+4C0r=5C02+2H20o

4.(2020?濰坊高三考試)氨是重要的基礎(chǔ)化工原料，可以制備尿素［CO(MO21、

N2H4等多種含氮的化工產(chǎn)品。

(1)以NB與CO?為原料可以合成尿素［CO(NH，］，涉及的化學(xué)反應(yīng)如下：

-1

反應(yīng)I：2NH3(g)+C02(g)^NH2C02NH4(S)A4=—159.5kJ?mol

-1

反應(yīng)n：NH2CO2NH4(S)^C0(NH2)2(s)+H20(g)A^=+116.5kJ-mol

-1

反應(yīng)m：H2O(l)=H2O(g)A^=+44.0kJ?mol

-1

則反應(yīng)：2NH3(g)+C02(g)CO(NH2)2(S)+H20(1)△H=kJ?mol

⑵將氨氣與二氧化碳在有催化劑的反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)0

CO(NH2)2(S)+H20(g),體系中尿素的產(chǎn)率和催化劑的活性與溫度的關(guān)系如圖1所

示：

①a點(diǎn)(填“是”或“不是")處于平衡狀態(tài)，￡之后尿素產(chǎn)率下降的

原因是

②實(shí)際生產(chǎn)中，原料氣帶有水蒸氣，圖2表示CO2的轉(zhuǎn)化率與氨碳比舞、水

仄卬2)

碳比嘿的變化關(guān)系。曲線I、II、m對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是，

測(cè)得b點(diǎn)氨的轉(zhuǎn)化率為30%,則x=o

2

③已知該反應(yīng)的。正=A正?C(NH3),c(C02)，。逆=A逆?C(H20),A正和A逆為速率

常數(shù)，則平衡常數(shù)”與A正、A逆的關(guān)系式是o

答案(1)-87.0(2)①不是升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng)；催化劑活性降低②

I4③仁萼

k逆

解析(1)已知：

-1

反應(yīng)I：2NH3(g)+CO2(g)=NH2cO2NH4S)A^=-159.5kJ?mol

-1

反應(yīng)II：NH2CO2NH4(S)-CO(NH2)2(S)+H20(g)△笈=+116.5kJ?mol

反應(yīng)ID：40⑴=H2O(g)A^=+44.0kJ-mol-1

根據(jù)蓋斯定律i+u—ni得

2NH3(g)+CO2(g)^C0(NH2)2(S)+H20(1),則

bH=_159.5kJ-mol_1+(+116.5kJ?mol_1)一(+44.0kJ?mol_1)=一87.0

kj-mol^o(2)①產(chǎn)率最高之前，未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡

之后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)率下降，且催化劑活性降低；

②氨碳比相同時(shí)曲線m二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大，所以曲線I、II、ID對(duì)應(yīng)的水碳比

最大的為I;由題意可知：

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(S)+上0(g)

起始量x1

變化量2aa

Qoo

即一=0.3,T=0.6,則x=4；

x1

2

③當(dāng)。正=。逆時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，即《正?C(NH3),c(C02)="逆?cGLO),此時(shí)平

衡吊數(shù)長(zhǎng)丁網(wǎng)■々co2廠服。

5.(2020?萊蕪一中高三考試)目前，處理煙氣中S02常采用水煤氣還原法。

-1

已知：@2C0(g)+S02(g)=S(1)+2C02(g)A^=-37.0kJ?mol

-1

(2)2H2(g)+S02(g)=S(1)+2H20(g)△豆=+45.4kJ?mol

③CO的燃燒熱A員=-283kJ?mol-1

(1)表示液態(tài)硫(S)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為O

(2)反應(yīng)②中，正反應(yīng)活化能笈(填“〈”或“=”)AA。

(3)在一定壓強(qiáng)下，發(fā)生反應(yīng)①。平衡時(shí)S02的轉(zhuǎn)化率a(SO。與投料的比值［嚕

=打、溫度7的關(guān)系如圖所示。

比較平衡時(shí)C0的轉(zhuǎn)化率a(CO)：N(填“>”“<”或“="，下同)M,

逆反應(yīng)速率：NPo

(4)某溫度下，向10L恒容密閉容器中充入2mol乩、2molCO和2molS02

發(fā)生反應(yīng)①、②，第5min時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得混合氣體中CO2、乩0(出的物質(zhì)的

量分別為1.6molA1.8molo

①該溫度下，反應(yīng)②的平衡常數(shù)《為o

②其他條件不變，在第7min時(shí)縮小容器體積，SO2的平衡濃度(填

“增大”“減小”或“不變”)o

答案(l)S(l)+02(g)=S02(g)A^=-529kJ-mor1(2)>(3)><(4)

①2700②增大

解析⑴①2co(g)+S02(g)oS(l)+2C02(g)△瓜=一37.0kJ?mol-1,②

1

2H2(g)+S02(g)=S(1)+2H20(g)△笈=+45.4kJ-mor,CO的燃燒熱△后=

-283kJ?mol-1,即③CO(g)+

1

|o2(g)=CO2(g)V283kJ-mor,根據(jù)蓋斯定律③X2一①計(jì)算S⑴+

02(g)=S02(g)的A〃=(-283kJ?mol-1)X2-(-37.0kJ?mol_1)=-529

-1-1

kJ?mol,熱化學(xué)方程式為S(l)+02(g)=S()2(g)A^=-529kJ?molo

(2)反應(yīng)②的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，培變△笈=￡(正反應(yīng)活化能)一反(逆反應(yīng)活化

能)>0,￡=￡+△豆，由于E>0,所以￡>4笈。

⑶反應(yīng)①的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，溫度相同、投料比的比值

［嘿=月越大，S02的轉(zhuǎn)化率。越大、C0的轉(zhuǎn)化率越小，即%>為,投料比相

同時(shí)，溫度越高，S02的轉(zhuǎn)化率a越低，所以N點(diǎn)的投料比小、溫度低，則N點(diǎn)

C0的轉(zhuǎn)化率大于M點(diǎn)C0的轉(zhuǎn)化率；N、P投料比相同，但P點(diǎn)溫度高，所以P

點(diǎn)反應(yīng)速率大于N點(diǎn)，逆反應(yīng)速率：N<PO

⑷①

2C0(g)+S02(g)0s⑴+2C02(g)

開始(mol?L-1)0.20.20

變化(mol?L-1)0.160.080.16

平衡(mol?L)0.040.120.16

2H2(g)+SO2(g)oS(1)+2H20(g)

開始(mol?L-1)0.20.120

變化(mol?L-1)0.180.090.18

平衡(mol?L-1)0.020.030.18

所以反應(yīng)②的化學(xué)平衡常數(shù)Q瑞端扁=2700.②其他條

件不變，在第

7min時(shí)縮小容器體積，即使容器的壓強(qiáng)增大，由于兩個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)都是氣體

體積減小的反應(yīng)，所以縮小體積，容器的壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，二氧化

硫的物質(zhì)的量減小，但由于容器體積減小，所以二氧化硫的平衡濃度仍然會(huì)增

大。

6.為應(yīng)對(duì)石油短缺，一碳化學(xué)研究備受關(guān)注。一碳化學(xué)是指以分子中只含一個(gè)

碳原子的化合物如甲醇、一氧化碳等為原料，制造產(chǎn)品的化學(xué)體系的總稱。

⑴CH30H(g)和NH3(g)在一定條件下反應(yīng)可制得甲胺CH3NH2(g)o

CH30H(g)+NH3(g)0cH3NH2(g)+H20(g)

AQ-12kJ?mol-1

①已知該反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

共價(jià)鍵c—0N—HC—Nc—H

E/(kJ,mol

abcd

T)

則H-0鍵的鍵能為kJ?mol-】(用含有字母的代數(shù)式表示)。

②在某恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，其他條件不變的情況下，分別測(cè)得起始時(shí)

CH30H(g)的物質(zhì)的量和溫度對(duì)平衡時(shí)CH3NH2(g)的體積分?jǐn)?shù)的影響，如圖所示(圖

中方、石表不溫度)：

則￡①(填“V"或"=")；(填“a”“b”或“c”)點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)中反應(yīng)物NH3(g)的轉(zhuǎn)化率最大。b、d兩點(diǎn)的平衡常數(shù)大小關(guān)系

為及&(填或"=”)o

(2)甲醇在工業(yè)上可利用水煤氣來合成：C0(g)+2H2(g)CH30H(g)△水0。

將1molCO和2mol乩通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，在一定溫度和壓強(qiáng)下達(dá)到平

衡時(shí)甲醇的體積分?jǐn)?shù)0(CR0H)變化趨勢(shì)如圖所示：

圖中丫軸表示的外界條件為，判斷的理由是

2

已知。正=左正?夕(C0)?p(H2),。逆=A逆?p(CH3()H),其中左正、4逆分別為正、逆

反應(yīng)速率常數(shù)，夕為各組分的分壓。在M點(diǎn)所處的溫度(7TC)和壓強(qiáng)(RkPa)下,

反應(yīng)在20min達(dá)到平衡時(shí)。(CH30H)=10%,該溫度下反應(yīng)的平常數(shù)及=

kPaT(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

若在15min時(shí)噂潦垃=3.27牘kPa2,此時(shí)至_______(計(jì)算結(jié)果保留兩位

XCH3OH)屐

小數(shù))O

答案(1)①12+a+6—c②>c>(2)溫度反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫

25

度，可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使0GH3OH)減小游3.03

解析⑴①根據(jù)反應(yīng)CH30H(g)+NH3(g)0CH3NH2(g)+慶0(g)斷裂了碳氧鍵、

氮?dú)滏I，形成了碳氮鍵和氧氫鍵，設(shè)H-0鍵的鍵能為M斷鍵吸收的能量為(a

+6)kJ-mol-1,成鍵釋放的能量為(c+x)kJ-molT,則AQ—IZkJ-mol-1

=[(a+Z>)—(c+x)]kj?mol\解得^=12+a+Z>—co

②當(dāng)起始時(shí)CH30H(g)的物質(zhì)的量相同時(shí)，7；溫度下平衡時(shí)CH3NH2(g)的體積分?jǐn)?shù)

小于彩溫度下平衡時(shí)CHsNlUg)的體積分?jǐn)?shù)，因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平

衡逆向移動(dòng)，故方>&起始時(shí)CH30H(g)的物質(zhì)的量越大，平衡正移，NB(g)的

轉(zhuǎn)化率越大，則c點(diǎn)NlUg)的轉(zhuǎn)化率最大；平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，因反應(yīng)為

放熱反應(yīng)，溫度越大，平衡常數(shù)越小，故b的平衡常數(shù)大于d點(diǎn)的。

(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆移，平衡時(shí)甲醇的體積分?jǐn)?shù)減小，故

丫軸表示的外界條件為溫度；相同條件下，氣體的體積分?jǐn)?shù)等于氣體的物質(zhì)的量

分?jǐn)?shù)，設(shè)平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量為xmoL則反應(yīng)生成甲醇為xmol,消耗COx

mol,消耗H22Xmol,平衡時(shí)CO為(1-A)niol,乩為(2—,

升(一)+(2—2尸」解得x=0-25,co平衡分壓為￡鏟=,,H2平

.心T達(dá)2-°。53po田曬中赤.公rr也°。‘5RH芯苗屈°班

衡分壓為2,55,甲醇平衡分壓為2.5^—10，1人n」及—MCO)?力@廠

6

亞為產(chǎn)“翁P"因?yàn)椤?P(CO)①㈤―3),

而x(T)

2

當(dāng)_什hPCCLOH)__25__2皿.AC0),P(H2)2

當(dāng)"正f逆時(shí)'的—MC0)?/祖2廠27.Pa'人」在15mm同佻011)-3.27R

vp2群——二?卯0)?次上)_252?&伍

舊時(shí)，府一.^CH3OH)-274X3-27R?3.03。

7.生產(chǎn)醫(yī)用防護(hù)口罩的原料聚丙烯纖維屬于有機(jī)高分子材料，其單體為丙烯。

丙烯除了合成聚丙烯外，還廣泛用于制備1,2-二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。

請(qǐng)回答下列問題：

I.工業(yè)上用丙烯加成法制備1,2-二氯丙烷，主要副產(chǎn)物為3-氯丙烯，反應(yīng)原

理為：

-1

①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)0cH2cleHCICH3(g)△A=-134kJ?mol

@CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2=CHCH2cl(g)+HC1(g)A^=-102kJ?mol

⑴已知CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2cleHCICMg)的活化能區(qū)(逆)為164

kJ?mor1,則該反應(yīng)的瓦(正)活化能為kJ-mol^o

(2)一定溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH2=CHCL(g)和Cl2(g),

在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)①②，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示。

時(shí)間

060120180240300360

/min

壓強(qiáng)74.69.65.61.57.57.

80

/kPa242666

用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化來表示反應(yīng)速率，即則反應(yīng)①前180min

內(nèi)平均反應(yīng)速率r(CH2ClCHClCH3)=kPa近相］(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。

n.丙烯的制備方法

方法一：丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應(yīng)如下：

-1

C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△Q+124kJ?mol

(3)①某溫度下，在剛性容器中充入C3H8,起始?jí)簭?qiáng)為10kPa,平衡時(shí)總壓為14

kPaCE的平衡轉(zhuǎn)化率為

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

該反應(yīng)的平衡常數(shù)4=kPa(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。

②總壓分別為100kPa.10kPa時(shí)發(fā)生該反應(yīng)，平衡體系中C曲和C3H6的物質(zhì)

的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系如圖所示：

7

%

野

限

副

苓

10

500520540560580

溫度/七

10kPa時(shí)，C3H8和C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線分別是、

____