2023屆高考化學(xué)專項(xiàng)小練化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡1

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CO2)【解析】(1)已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·mol?1②C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol?1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol?1根據(jù)蓋斯定律可知③×2－②－①即得到該催化重整反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=＋247kJ·mol?1。正反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng)，所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓，故選A；某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，根據(jù)方程式可知CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)起始濃度(mol/L)10.500轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.250.250.50.5平衡濃度(mol/L)0.750.250.50.5所以其平衡常數(shù)為mol2·L?2。(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對(duì)于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小；而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，消碳反應(yīng)速率大，所以催化劑X劣于Y。A．正反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此K積、K消均增加，A正確；B．升高溫度反應(yīng)速率均增大，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)A中分析可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．積碳量達(dá)到最大值以后再升高溫度積碳量降低，這說(shuō)明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大，D正確。故選AD。②根據(jù)反應(yīng)速率方程式可知在p(CH4)一定時(shí)，生成速率隨p(CO2)的升高而降低，所以根據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)閜c(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。5.三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。①343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=_________%。平衡常數(shù)K343K=__________(保留2位小數(shù))。②在343K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是___________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有____________、___________。③比較A項(xiàng)，b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v=v正?v逆=?，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處=__________(保留1位小數(shù))?！敬鸢浮?3)①220.02②及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)③大于1.3【解析】(3)①由圖示，溫度越高反應(yīng)越快，達(dá)到平衡用得時(shí)間就越少，所以曲線a代表343K的反應(yīng)。從圖中讀出，平衡以后反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為1mol/L，得到：2SiHCl3SiH2Cl2+SiCl4起始：100反應(yīng)：0.220.110.11(轉(zhuǎn)化率為22%)平衡：0.780.110.11所以平衡常數(shù)K=0.112÷0.782=0.02。②溫度不變，提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分離(兩邊物質(zhì)的量相等，壓強(qiáng)不影響平衡)?？s短達(dá)到平衡的時(shí)間，就是加快反應(yīng)速率，所以可以采取的措施是增大壓強(qiáng)(增大反應(yīng)物濃度)、加入更高效的催化劑(改進(jìn)催化劑)。③A項(xiàng)，b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率相等，可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對(duì)應(yīng)相等，而a點(diǎn)的溫度更高，所以速率更快，即Va＞Vb。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，＝，所以=K，所以0.02。a點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)化率為20%，所以計(jì)算出：2SiHCl3SiH2Cl2+SiCl4起始：100反應(yīng)：0.20.10.1(轉(zhuǎn)化率為20%)平衡：0.80.10.1所以=0.8；==0.1；所以6.近年來(lái)，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過(guò)程如下：(2)對(duì)反應(yīng)Ⅱ，在某一投料比時(shí)，兩種壓強(qiáng)下，H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。p2_______p1(填“＞”或“＜”)，得出該結(jié)論的理由是________________。(3)I－可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，可能的催化過(guò)程如下。將ii補(bǔ)充完整。i．SO2+4I－+4H+=S↓+2I2+2H2Oii．I2+2H2O+_________=_________+_______+2I－(4)探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)如下：分別將18mLSO2飽和溶液加入到2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序號(hào)ABCD試劑組成0.4

mol·L－1

KIa

mol·L－1

KI0.2

mol·L－1

H2SO40.2

mol·L－1

H2SO40.2

mol·L－1

KI0.0002

mol

I2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液變黃，一段時(shí)間后出現(xiàn)渾濁溶液變黃，出現(xiàn)渾濁較A快無(wú)明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很快褪色，變成黃色，出現(xiàn)渾濁較A快①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，則a=__________。②比較A項(xiàng)，B項(xiàng)，C，可得出的結(jié)論是______________________。③實(shí)驗(yàn)表明，SO2的歧化反應(yīng)速率D＞A，結(jié)合i、ii反應(yīng)速率解釋原因：________________?！敬鸢浮?2)>反應(yīng)Ⅱ是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)使反應(yīng)正向移動(dòng)，H2SO4的物質(zhì)的量增大，體系總物質(zhì)的量減小，H2SO4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大(3)SO2SO42?4H+(4)0.4I?是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H+單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H+可以加快歧化反應(yīng)速率反應(yīng)ii比i快；D中由反應(yīng)ii產(chǎn)生的H+使反應(yīng)i加快【解析】(2)在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)，作縱坐標(biāo)的平行線，可見(jiàn)溫度相同時(shí)，p2時(shí)H2SO4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于p1時(shí)；反應(yīng)II是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H2SO4物質(zhì)的量增加，體系總物質(zhì)的量減小，H2SO4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大；則p2p1。(3)反應(yīng)II的總反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S，I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，(總反應(yīng)-反應(yīng)i)2得，反應(yīng)ii的離子方程式為I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。(4)①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用控制變量法，B比A多加了0.2mol/LH2SO4，A與B中KI濃度應(yīng)相等，則a=0.4；②對(duì)比A與B，加入H+可以加快SO2歧化反應(yīng)的速率；對(duì)比B與C，單獨(dú)H+不能催化SO2的歧化反應(yīng)；比較A項(xiàng)，B項(xiàng)，C，可得出的結(jié)論是：I?是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H+單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H+可以加快歧化反應(yīng)速率；③對(duì)比D和A，D中加入KI的濃度小于A，D中多加了I2，反應(yīng)i消耗H+和I-，反應(yīng)ii中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，變成黃色，出現(xiàn)渾濁較A快”，反應(yīng)速率DA，由此可見(jiàn)，反應(yīng)ii比反應(yīng)i速率快，反應(yīng)ii產(chǎn)生H+使c(H+)增大，從而反應(yīng)i加快。7.CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—HC=OH—HCO(CO)鍵能/kJ·mol?14137454361075分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______(填“A”或“B”)。②按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是________?！敬鸢浮竣貰②900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低。【解析】(2)①化學(xué)反應(yīng)的焓變應(yīng)該等于反應(yīng)物鍵能減去生成物的鍵能，所以焓變?yōu)?4×413+2×745)－(2×1075+2×436)=+120kJ·mol-1。初始時(shí)容器A項(xiàng)，B的壓強(qiáng)相等，A容器恒容，隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)逐漸增大(氣體物質(zhì)的量增加)；B容器恒壓，壓強(qiáng)不變；所以達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)一定是A中大，B中小，此反應(yīng)壓強(qiáng)減小平衡正向移動(dòng)，所以B的反應(yīng)平衡更靠右，反應(yīng)的更多，吸熱也更多。②根據(jù)圖3得到，900℃時(shí)反應(yīng)產(chǎn)率已經(jīng)比較高，溫度再升高，反應(yīng)產(chǎn)率的增大并不明顯，而生產(chǎn)中的能耗和成本明顯增大，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)下降，所以選擇900℃為反應(yīng)最佳溫度。8.NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。(4)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如題20圖?2所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是____________________________；當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________?！敬鸢浮?4)②迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大催化劑活性下降;NH3與O2反應(yīng)生成了NO【解析】(4)①NH3與NO2的反應(yīng)為8NH3+6NO27N2+12H2O，該反應(yīng)中NH3中-3價(jià)的N升至0價(jià)，NO2中+4價(jià)的N降至0價(jià)，生成7molN2轉(zhuǎn)移24mol電子。生成1molN2時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為24/7mol。②因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間相同，所以低溫時(shí)主要考慮溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；高溫時(shí)NH3與O2發(fā)生催化氧化反應(yīng)。在50~250℃范圍內(nèi)，NOx的去除率迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑活性下降。反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是NH3與O2反應(yīng)生成了NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。9.近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=_______%，反應(yīng)平衡常數(shù)K=________。②在620K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率_____，該反應(yīng)的H_____0。(填“>”“<”或“=”)③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標(biāo)號(hào))A．H2SB．CO2C．COSD．N2【答案】(3)①2.5 2.8×10–3 ②>> ③B【解析】(3)①H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)開(kāi)始0.40mol0.10mol00反應(yīng)xxxx平衡(0.40–x)mol(0.10–x)molxx，解得x=0.01mol，所以H2S的轉(zhuǎn)化率是；由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以在該條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)；②根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知溫度由610K升高到620K時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)由0.02變?yōu)?.03，所以H2S的轉(zhuǎn)化率增大。α2>α1；根據(jù)題意可知：升高溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故△H>0；③A．增大H2S的濃度，平衡正向移動(dòng)，但加入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡移動(dòng)轉(zhuǎn)化消耗量，所以H2S轉(zhuǎn)化率降低，A錯(cuò)誤；B．增大CO2的濃度，平衡正向移動(dòng)，使更多的H2S反應(yīng)，所以H2S轉(zhuǎn)化率增大，B正確；C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動(dòng)，H2S轉(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)誤；D．N2是與反應(yīng)體系無(wú)關(guān)的氣體，充入N2，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，所以對(duì)H2S轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，D錯(cuò)誤。故選B。10.丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=?119kJ·mol?1③H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH3=?242kJ·mol?1反應(yīng)①的ΔH1為_(kāi)_______kJ·mol?1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是__________(填標(biāo)號(hào))。A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng)(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是___________。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________?！敬鸢浮?1)+123小于AD(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行溫度升高反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短鏈烴類【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3=-119kJ/mol+242kJ/mol=+123kJ/mol。由a圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1MPa變化到xMPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以x的壓強(qiáng)更小，x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯(cuò)誤。反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯(cuò)誤，D正確。正確答案：+43kJ·mol－1、小于、AD。(2)一方面H2可以活化催化劑，同時(shí)作為反應(yīng)①的產(chǎn)物，他也會(huì)促使平衡逆向移動(dòng)，從而減少平衡體系中的丁烯的含量。正確答案：原料中過(guò)量H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)590℃之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過(guò)590℃時(shí)，由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)①的丁烷也就相應(yīng)減少。正確答案：590℃前升高溫度，反應(yīng)①平衡正向移動(dòng)、升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多、更高溫度則有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低。11.砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行，原因是________________________。(4)298K時(shí)，將20mL3xmol·L?1Na3AsO3、20mL3xmol·L?1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是__________(填標(biāo)號(hào))。a．溶液的pH不再變化b．v(I?)=2v(AsOeq\o\al(3－,3))c．c(AsOeq\o\al(3－,4))/c(AsOeq\o\al(3－,3))不再變化d．c(I?)=ymol·L?1②tm時(shí)，v正_____v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm時(shí)v逆_____tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____________。④若平衡時(shí)溶液的pH=14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_(kāi)__________?！敬鸢浮?2)2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S增加反應(yīng)物O2的濃度，提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率(4)①ac ②大于 ③小于 tm時(shí)生成物濃度較低④【解析】(2)原已知可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3總共升高10價(jià)，得失電子配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考慮質(zhì)量守恒，反應(yīng)前少12H、6O，所以反應(yīng)原理為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。該反應(yīng)加壓時(shí)，增加反應(yīng)物O2的濃度，平衡正向移動(dòng)，能夠有效提高As2S3的轉(zhuǎn)化率；(4)①a．溶液pH不變時(shí)，則c(OH-)也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；b．根據(jù)速率關(guān)系，v(I-)/2=v(AsO33-)，則v(I?)=2v(AsO33－)始終成立，v(I?)=2v(AsO33－)時(shí)反應(yīng)不一定處于平衡狀態(tài)；c．由于提供的Na3AsO3總量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再變化時(shí)，c(AsO43-)與c(AsO33-)也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；d．平衡時(shí)c(I?)=2c(AsO33－)=2×ymol/L=2ymol/L時(shí)，即c(I-)=ymol/L時(shí)反應(yīng)不是平衡狀態(tài)。②反應(yīng)從正反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行，tm時(shí)反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行，v正>v逆。③tm時(shí)比tn時(shí)AsO43-濃度小，所以逆反應(yīng)速率：tm<tn。④反應(yīng)前，三種溶液混合后，Na3AsO3濃度為3xmol/L×20/(20+20+20)=xmol/L，同理I2濃度為xmol/L，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成c(AsO43-)為ymol/L，則反應(yīng)生成I-濃度c(I-)=2ymol/L，消耗AsO33-、I2濃度均為ymol/L，平衡時(shí)c(AsO33-)為(x-y)mol/L，c(I2)為(x-y)mol/L，溶液中c(OH-)=1mol/L，K=(mol·L－1)－1。12.某混合物漿液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4，?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置，使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用?；卮稷窈廷蛑械膯?wèn)題。(2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合，不加熱，無(wú)變化，加熱有Cl2生成，當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時(shí)滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))___________。a．溫度b．Cl?的濃度c．溶液的酸度【答案】(2)ac【解析】(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案可知，D與濃鹽酸混合，不加熱，無(wú)變化；加熱有Cl2生成，可知溫度對(duì)該反應(yīng)有影響；當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時(shí)滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl2。說(shuō)明加入H+能繼續(xù)產(chǎn)生Cl2，可知溶液的酸度對(duì)該反應(yīng)有影響，綜上所述，影響該反應(yīng)的因素有溫度和溶液的酸度，故選ac。13.TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物，制備純TiCl4的流程示意圖如下：(1)氯化過(guò)程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=+175.4kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-220.9kJ·mol-1②氯化過(guò)程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)如圖判斷：CO2生成CO反應(yīng)的ΔH_____0(填“＞”“＜”或“=”)，判斷依據(jù)：_______________?！敬鸢浮?1)②>隨溫度升高，CO含量增大，說(shuō)明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)【解析】(1)②根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，CO的濃度增加，CO2濃度降低，說(shuō)明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H>0。正確答案：>、溫度越高，CO的物質(zhì)的量越多(或CO2的物質(zhì)的量越少)，說(shuō)明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以△H>0。14.元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)4?(綠色)、Cr2O72?(橙紅色)、CrO42?(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問(wèn)題：(2)CrO42?和Cr2O72?在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0molL?1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72?)隨c(H+)的變化如圖所示。②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_________。③升高溫度，溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】(2)①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O；②增大；1.0×1014；③小于；【解析】(2)①隨著H+濃度的增大，CrO42-與溶液中的H+發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cr2O72-的離子反應(yīng)式為：2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。②根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，溶液酸性增大，c(H+)增大，化學(xué)平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O向正反應(yīng)方向進(jìn)行，導(dǎo)致CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率增大；根據(jù)圖像可知，在A點(diǎn)時(shí)，c(Cr2O72-)=0.25mol/L，由于開(kāi)始時(shí)c(CrO42?)=1.0mol/L，根據(jù)Cr元素守恒可知A點(diǎn)的溶液中CrO42-的濃度c(CrO42?)=0.5mol/L；H+濃度為1.0×10-7mol/L；此時(shí)該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為；③由于升高溫度，溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故該反應(yīng)的ΔH＜0；15.丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等，回答下列問(wèn)題：(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：①C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515kJ/mol①C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=-353kJ/mol兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是________；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是________。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)溫度為460℃。低于460℃時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或者“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是________；高于460℃時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選，填標(biāo)號(hào))A．催化劑活性降低B．平衡常數(shù)變大C．副反應(yīng)增多D．反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為，理由是_______________。進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為_(kāi)_______?！敬鸢浮?1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低1：7.5：1【解析】(1)因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)，所以熱力學(xué)趨勢(shì)大；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑。(2)因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低，反應(yīng)剛開(kāi)始進(jìn)行，尚未達(dá)到平衡狀態(tài)，460℃以前是建立平衡的過(guò)程，所以低于460℃時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460℃時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低，A．催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性較高，若溫度過(guò)高，活性降低，正確；B．平衡常數(shù)變大，對(duì)產(chǎn)率的影響是提高產(chǎn)率才對(duì)，錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意，副產(chǎn)物有丙烯醛，副反應(yīng)增多導(dǎo)致產(chǎn)率下降，正確；D．反應(yīng)活化能的大小不影響平衡，錯(cuò)誤；故選AC。(3)根據(jù)圖像可知，當(dāng)n(氨)/n(丙烯)約為1時(shí)，該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨氣、氧氣、丙烯按1：1.5：1的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占20%，所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為1：7.5：1。16.煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323K，NaClO2溶液濃度為5×10?3mol·L?1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol·L?1)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3①寫出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式__________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率______(填“提高”、“不變”或“降低”)。③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是___________。(3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________(填“增大”、“不變”或“減小”)。②反應(yīng)ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?的平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)__________。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。①?gòu)幕瘜W(xué)平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是_______。【答案】(1)亞氯酸鈉(2)①4OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O提高②減?、鄞笥贜O溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高(3)①減小②(4)①形成CaSO4沉淀，反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，SO2轉(zhuǎn)化率提高【解析】(1)NaClO2的化學(xué)名稱為亞氯酸鈉。(2)①亞氯酸鈉具有氧化性，分析題給數(shù)據(jù)知NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要生產(chǎn)硝酸根和氯離子，利用化合價(jià)升降法結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式為4OH-+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+2H2O；該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的，則增加壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高；②根據(jù)反應(yīng)的方程式2H2O+ClO2-+2SO2=2SO42-+Cl-+4H+、2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H＋，可知隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行氫離子濃度增大，吸收劑溶液的pH逐漸減小；③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高或SO2的溶解度大于NO或二氧化硫的還原性強(qiáng)，易被氧化；(3)①由圖像知，隨著溫度的升高，O2和NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)逐漸減小，O2和NO的平衡分壓逐漸增大，平衡逆向移動(dòng)，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均減??；②根據(jù)反應(yīng)ClO2?+2SO32?=2SO42-+Cl-寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)K表達(dá)式為；(4)①形成CaSO4沉淀，反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，SO2轉(zhuǎn)化率提高，所以Ca(ClO)2效果好。17.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1ICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2II某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2，在相同壓強(qiáng)下，經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒；Cat.2:Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知：①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1②H2O(l)=H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響)：(1)反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________；(2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。A．使用催化劑Cat.1B．使用催化劑Cat.2C．降低反應(yīng)溫度D．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度E．增大CO2和H2的初始投料比(3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是。(4)在圖中分別畫出反應(yīng)I在無(wú)催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過(guò)程～能量”示意圖?！敬鸢浮?1)+41.2(2)CD(3)表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。(4)【解析】(1)反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K=；由①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ?mol-1和-285.8kJ?mol-1以及②H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ?mol-1，由蓋斯定律可得反應(yīng)II的△H2=-285.8kJ?mol-1-(-283.0kJ?mol-1)+44.0kJ?mol-1=+41.2kJ?mol-1。(2)因?yàn)镃O2轉(zhuǎn)化為CH3OH的反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，所以降溫或加壓可以使該反應(yīng)的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有降低反應(yīng)溫度或在投料比不變的條件下增加反應(yīng)物的濃度(即增大壓強(qiáng))，選CD。(3)從表格數(shù)據(jù)分析，在相同的溫度下，不同的催化劑，相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，其二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不同，說(shuō)明不同的催化劑的催化能力不同；相同催化劑不同的溫度，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不同，且溫度高的轉(zhuǎn)化率大，因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明表中數(shù)據(jù)是未到平衡數(shù)據(jù)。所以答案為：表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。(4)從表中數(shù)據(jù)分析，在催化劑Cat.2的作用下，甲醇的選擇性更大，說(shuō)明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化效果更好，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，說(shuō)明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過(guò)程中活化能更低，故圖為。18.順-1，2-二甲基環(huán)丙烷和反-1，2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為：v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù)，分別稱作正，逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)已知：t1溫度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1=_____；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則△H________0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是_______(填曲線編號(hào))，平衡常數(shù)值K2=_____；溫度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是______?！敬鸢浮?1)3小于(2)B7/3大于放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)【解析】(1)根據(jù)v(正)=k(正)c(順)、k(正)=0.006s－1，則v(正)=0.006c(順)，v(逆)=k(逆)c(反)，k(逆)=0.002s－1，v(逆)=0.002c(反)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)=0.002c(反)，K1=c(反)/c(順)=0.006÷0.002=3；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說(shuō)明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則小于零。(2)隨著時(shí)間的推移，順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少，則符合條件的曲線是B，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為1，則平衡時(shí)，順式異構(gòu)體為0.3x，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)值K2==7/3，因?yàn)镵1>K/r