高考沖刺資源提升練09 化學(xué)反應(yīng)原理綜合(含答案解析)_第1頁(yè)
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高考沖刺資源提升練09 化學(xué)反應(yīng)原理綜合(含答案解析)_第3頁(yè)
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提升練09化學(xué)反應(yīng)原理綜合目錄01挑戰(zhàn)題型·查能力漏洞【題型一】 熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算【題型二】 有關(guān)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、速率常數(shù)的計(jì)算【題型三】 分壓平衡常數(shù)(Kp)計(jì)算【題型四】 平衡圖像曲線受溫度、壓強(qiáng)影響的原因分析【題型五】 平衡圖像中最佳反應(yīng)條件選擇的原因分析【題型六】 平衡圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化的原因分析【題型七】電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算【題型八】 溶度積(Ksp)的相關(guān)計(jì)算【題型九】電極方程式書寫02攻克重難·補(bǔ)能力漏洞03知識(shí)通關(guān)·限時(shí)演練【題型一】熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算1.(2024·上海寶山·二模)Ⅰ.氨氣中氫含量高,是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體,且安全、易儲(chǔ)運(yùn)。通過氨熱分解法制取氫氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:(1)根據(jù)下表數(shù)據(jù),寫出氨熱分解法的熱化學(xué)方程式。相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵N≡NH-HN-H鍵能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8(2)已知該反應(yīng)的?S=198.9×10-3kJ·mol-1·K-1,判斷在300℃時(shí)反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行(填“是”或“否”),理由是。2.(2024·廣西柳州·三模)將二氧化碳資源化是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要手段?;卮鹣铝袉栴}:(1)利用和重整技術(shù)可獲得合成氣(主要成分為CO和),反應(yīng)如下:I:

Ⅱ:

反應(yīng)的,該反應(yīng)活化能(正)(逆)(填“>”“<”或“=”)?!绢}型二】有關(guān)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、速率常數(shù)的計(jì)算3.(2024·上海金山·二模)Ⅰ.隨著碳中和目標(biāo)的提出,CO2回收技術(shù)已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)問題,其中逆水煤氣變換反應(yīng)引起了廣泛關(guān)注。該反應(yīng)是將CO2加氫轉(zhuǎn)化為CH3OH等高附加值化學(xué)品的關(guān)鍵步驟。在催化劑作用下,逆水煤氣變換體系中存在以下反應(yīng):①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);?H1=?49.5kJ?mol-1;K1②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);?H2=41.2kJ?mol-1;K2③CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g);?H3=?90.7kJ?mol-1;K3(1)K1=(用K2、K3表示)。Ⅱ.將6molCO2和8molH2充入容積為2L的密閉容器中,分別在T1、T2溫度下發(fā)生反應(yīng)①,H2的物質(zhì)的量變化如表所示:物質(zhì)的量/molT1/℃T2/℃05min10min15min20min25min30minH28.03.52.02.01.71.51.5(2)T1溫度下,5~10min內(nèi)以CO2表示該反應(yīng)速率v(CO2)=。該溫度下,若各物質(zhì)的起始量n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol,則v(正)v(逆)。A.>

B.=

C.<(3)下列說(shuō)法正確的是___________。A.T1<T2B.混合氣體的密度保持不變時(shí),反應(yīng)已達(dá)到平衡C.平衡后向容器中充入稀有氣體,平衡不發(fā)生移動(dòng)D.加入合適的催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,?H減?、?一定條件下,將原料氣n(CO2)∶n(H2)=1∶3進(jìn)行投料,在恒容密閉容器中模擬上述三個(gè)反應(yīng),CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物(CH3OH和CO)中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示(4)CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先減小后增大的原因是。曲線代表CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。A.m

B.n(5)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有___________。A.使用催化性能好的催化劑 B.降低反應(yīng)溫度C.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度 D.增大CO2和H2的初始投料比4.(2024·湖南邵陽(yáng)·二模)碳和氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。低碳烴類(甲烷、乙烯、丙烯等)作為重要的基本化工原料,在現(xiàn)代石油和化學(xué)工業(yè)中具有舉足輕重的作用。Ⅲ.一定條件下,碘甲烷熱裂解制低碳烯烴的主要反應(yīng)有:反應(yīng)①:反應(yīng)②:反應(yīng)①和②在不同溫度下的分壓平衡常數(shù)如下表,回答下列問題:反應(yīng)①2.80反應(yīng)②(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)推出反應(yīng)①的活化能(正)(填“”或“”)(逆);(5)反應(yīng)②的正、逆反應(yīng)速率表達(dá)式有:,(、為反應(yīng)速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。1889年,瑞典物理化學(xué)家阿侖尼烏斯根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出了速率常數(shù)與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式:[k為速率常數(shù);A為常數(shù);e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)]。在相同溫度下,活化能越大,速率常數(shù)越(填“大”或“小”)。當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡后,升高溫度,的值(填“增大”“減小”或“不變”);【題型三】分壓平衡常數(shù)(Kp)計(jì)算5.(2024·廣東·一模)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破,選擇高效催化劑實(shí)現(xiàn)降能提效是目前研究的重點(diǎn)。回答下列問題:(1)合成氨反應(yīng)為,理論上(填“高”或“低”,下同)溫有利于提高反應(yīng)速率,溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。(2)合成氨反應(yīng)在催化作用的化學(xué)吸附及初步表面反應(yīng)歷程如下:注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目、微粒的相對(duì)總能量(括號(hào)里的數(shù)字單位:eV),TS表示過渡態(tài),*表示吸附態(tài)。①寫出參與化學(xué)吸附的反應(yīng)方程式:。②以上歷程須克服的最大能壘為eV。(3)在t℃、壓強(qiáng)為0.9MPa的條件下,向一恒壓密閉容器中通入氫氮比為3的混合氣體,體系中氣體的含量與時(shí)間變化關(guān)系如圖所示:①反應(yīng)20min達(dá)到平衡,試求0~20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率,該反應(yīng)的(用數(shù)字表達(dá)式表示,為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。②下列敘述能說(shuō)明該條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號(hào))。a.氨氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變

b.容器中氫氮比保持不變c.和的平均反應(yīng)速率之比為1∶2

d.氣體密度保持不變③若起始條件相同,在恒容容器中發(fā)生反應(yīng),則達(dá)到平衡時(shí)H2的含量符合圖中(填“d”“e”“f”或“g”)點(diǎn)。【題型四】平衡圖像曲線受溫度、壓強(qiáng)影響的原因分析6.(2024·北京·一模)黃鐵礦[主要成分為二硫化亞鐵(FeS2)]、焦炭和適量空氣混合加熱發(fā)生如下反應(yīng):i.3FeS2+2C+3O2=3S2+Fe3O4+2CO(1)反應(yīng)i生成1molS2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。(2)反應(yīng)i所得氣體經(jīng)冷凝回收S2后,尾氣中還含有CO和SO2。將尾氣通過催化劑進(jìn)行處理,發(fā)生反應(yīng)ii,同時(shí)發(fā)生副反應(yīng)iii。ii.2SO2(g)+4CO(g)S2(g)+4CO2(g)ΔH<0iii.SO2(g)+3CO(g)COS(g)+2CO2(g)ΔH<0理論分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,600~1000K范圍內(nèi),SO2平衡轉(zhuǎn)化率接近100%。其他條件相同,不同溫度下,S2、COS平衡產(chǎn)率和10min時(shí)S2實(shí)際產(chǎn)率如圖。①?gòu)馁Y源和能源利用的角度說(shuō)明用反應(yīng)ii處理尾氣的好處:。②隨溫度升高,S2平衡產(chǎn)率上升,推測(cè)其原因是。③900K,在10min后繼續(xù)反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間,推測(cè)S2實(shí)際產(chǎn)率的變化趨勢(shì)可能為。7.(2024·北京西城·一模)煙氣脫硝技術(shù)是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室模擬將煙氣中的深度氧化為,并進(jìn)一步將轉(zhuǎn)化獲得含氮產(chǎn)品,流程示意圖如下。深度氧化器中發(fā)生的反應(yīng):i.

ii.

iii.

(1)被深度氧化,補(bǔ)全熱化學(xué)方程式:

(2)一定條件下,不同溫度時(shí),的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。①(填“>”或“<”)。②8s時(shí),的濃度不同的原因是。(3)一定條件下,NO的初始濃度為時(shí),不同反應(yīng)時(shí)間,深度氧化器中的濃度隨的變化如圖所示。反應(yīng)過程中的濃度極低。①時(shí),深度氧化器中發(fā)生的反應(yīng)主要是(填“i”“ii”或“iii”)。②時(shí),的濃度隨變化的原因是。(4)且恒壓的條件下進(jìn)行煙氣處理,煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)所需深度氧化的時(shí)間仍較長(zhǎng)。結(jié)合(3),保持上述條件不變,解決這一問題可采取的措施及目的分別是。(5)深度氧化后的煙氣通過吸收器完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽產(chǎn)品,產(chǎn)品濃度的測(cè)定方法如下。已知的還原產(chǎn)物分別是。產(chǎn)品中的物質(zhì)的量濃度為。【題型五】平衡圖像中最佳反應(yīng)條件選擇的原因分析8.(2024·寧夏石嘴山·一模)空間站處理的一種重要方法是對(duì)進(jìn)行收集和再生處理,重新生成可供人體呼吸的氧氣。其技術(shù)路線可分為以下三步:Ⅰ.固態(tài)胺吸收與濃縮在水蒸氣存在下固態(tài)胺吸收反應(yīng)生成酸式碳酸鹽(該反應(yīng)是放熱反應(yīng)),再解吸出的簡(jiǎn)單方法是加熱。Ⅱ.的加氫甲烷化還原制的部分反應(yīng)如下:i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ii.CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)

(1)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的。(2)向恒容絕熱的密閉容器中充入amolCO與2amolH2,進(jìn)行反應(yīng)ii,下列能判斷反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是;a.容器中混合氣體密度不變

b.混合氣體中與之比不變c.

d.容器內(nèi)溫度不變Ⅲ.和合成甲烷也是資源化利用的重要方法。對(duì)于上述(1)的反應(yīng),催化劑的選擇是甲烷化技術(shù)的核心。在兩種不同催化劑條件下反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得轉(zhuǎn)化率和生成選擇性隨溫度變化的影響如下圖所示:(3)高于320℃后,以Ni為催化劑,轉(zhuǎn)化率仍在上升,其原因是。(4)對(duì)比上述兩種催化劑的催化性能,工業(yè)上應(yīng)選擇的催化劑是,使用的合適溫度為。(5)控制起始時(shí),P=1atm,恒容條件下,若只發(fā)生反應(yīng)i、ii,平衡時(shí)各物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示:①隨投料比增大,CO2的轉(zhuǎn)化率如何變化(填增大,減小或者不變)。②圖中代表的曲線是(填“a”、“b”或“c”);溫度低于500℃時(shí),CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為0,說(shuō)明此條件下,反應(yīng)(填“i”或“ii”)化學(xué)平衡常數(shù)大,反應(yīng)完全。③反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常數(shù)(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?!绢}型六】平衡圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化的原因分析9.(23-24高三上·陜西安康·階段練習(xí))碳酸二甲酯(DMC)是一種綠色化學(xué)品,具有優(yōu)良的化學(xué)反應(yīng)性能和廣泛的應(yīng)用前景。回答下列問題:(1)工業(yè)上可采用CO低壓氣相法合成DMC。已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:①2NO(g)+O2(g)N2O3(g)

K1

△H1=akJ/mol②2CH3OH(g)+N2O3(g)2CH3ONO(g)+H2O(g)

K2

△H2=bkJ/mol③CO(g)+2CH3ONO(g)(CH3O)2CO(g)+2NO(g)

K3△H=ckJ/mol合成反應(yīng)2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)(CH3O)2CO(g)+H2O(g)的△H=kJ/mol,其平衡常數(shù)K=(用K1、K2、K3表示)。(2)甲醇?xì)庀嘌趸驶ê铣蒁MC的總反應(yīng)為:2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)(CH3O)2CO(g)+H2O(g)。在3.2MPa下,將物質(zhì)的量之比為4∶2∶1的反應(yīng)物CH3OH、CO、O2混合,按一定流速通過裝有催化劑的容器,測(cè)得甲醇的轉(zhuǎn)化率、DMC的產(chǎn)率受溫度影響的曲線如圖所示(該工藝的副產(chǎn)物主要是二甲醚和甲酸甲酯):①溫度在90~105℃之間,隨溫度升高甲醇的轉(zhuǎn)化率和DMC的產(chǎn)率均增大的主要原因是。②結(jié)合上圖判斷,下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(填標(biāo)號(hào))。a.壓強(qiáng)增大平衡正向移動(dòng)

b.平衡常數(shù)隨溫度升高而增大c.溫度升高平衡正向移動(dòng)

d.110~130℃之間,隨溫度升高副反應(yīng)增多③在一定條件下,物質(zhì)的量之比為4:2:1的反應(yīng)物CH3OH、CO、O2充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,甲醇的轉(zhuǎn)化率為24%,生成DMC的選擇性為90%。假設(shè)副產(chǎn)物只有二甲醚(2CH3OH→CH3OCH3+H2O),則平衡混合氣中DMC與H2O的物質(zhì)的量之比為,DMC的體積分?jǐn)?shù)是(保留兩位有效數(shù)字)。(3)研究表明,在堿式氯化銅催化劑表面上,甲醇氧化羰基化反應(yīng)的機(jī)理為:(CH3OH)※→CH3O…H…Cl+*

①CH3O…H…Cl+*→CH3O*+HCl

②CH3O*+CO→CH3OCO*

③CH3O*+CH3OCO*→CH3OCOOCH3+**

④……※、*代表催化劑活性中心,且*為※失去Cl的活性中心;CH3O*代表活化狀態(tài)。上述四步反應(yīng)中第②步速率最小,說(shuō)明該反應(yīng)的活化能(填“最大”或“最小”),其原因是?!绢}型七】電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算10.(23-24高三上·浙江舟山·階段練習(xí))研究海洋中珊瑚礁(主要成分CaCO3)的形成機(jī)制及其影響具有重要意義,相關(guān)主要反應(yīng)有:反應(yīng)Ⅰ:CO2(aq)+H2O(l)(aq)+H+(aq)

K1=4.5×10-7反應(yīng)Ⅱ:(aq)(aq)+H+(aq)

K2=4.7×10-11反應(yīng)Ⅲ:CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq)

K3=3.4×10-9請(qǐng)回答:(1)珊瑚礁形成的總反應(yīng)可表示為Ca2+(aq)+2(aq)=CaCO3(s)+CO2(aq)+H2O(l)。有利于珊瑚礁形成的環(huán)境是(填“溫暖海域”或“冰冷海域”),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2、K3表示)。(2)海水的pH為8.0~8.3,下列有關(guān)珊瑚礁形成過程的敘述中正確的是_______。A.海水中最主要的含碳微粒為B.海水中的c(Ca2+)>c()+c()C.、的水解反應(yīng)是海水呈弱堿性的主要原因D.珊瑚礁形成的反應(yīng)阻礙了的電離(3)溫室氣體CO2的濃度上升,會(huì)導(dǎo)致海水酸化,促使珊瑚礁的溶解??茖W(xué)家模擬海洋環(huán)境探究不同溫度下海水中CO2濃度與濃度間的關(guān)系。已知T1℃下測(cè)得c(CO2)與c()的關(guān)系如圖,請(qǐng)畫出T2℃(T2>T1)時(shí)c()隨c(CO2)的變化趨勢(shì)。(4)工業(yè)上可用(NH4)2CO3溶液捕獲CO2以減少其排放:(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)

△H。不同溫度下,在同一密閉容器中充入同濃度的CO2,加入同濃度同體積的(NH4)2CO3溶液,經(jīng)相同時(shí)間,測(cè)得CO2濃度如圖,則△H0(填“>”“<”或“=”);隨溫度的升高,容器中CO2的濃度在T3溫度下出現(xiàn)最低值的原因是?!绢}型八】溶度積(Ksp)的相關(guān)計(jì)算11.(23-24高三下·上?!るA段練習(xí))已知時(shí),部分電解質(zhì)的電離常數(shù)如下表所示:電解質(zhì)電離常數(shù)電解質(zhì)電離常數(shù)(1)根據(jù)在時(shí),用蒸餾水稀釋的醋酸溶液至,隨著溶液的稀釋,下列各項(xiàng)中始終保持增大趨勢(shì)的是_____。(單選)A. B.C. D.(2)常溫下,同濃度的下列物質(zhì)的水溶液最小的是_____。(單選)A. B. C. D.(3)常溫下,下列操作(忽略過程中溫度變化)可以使亞硫酸稀溶液中的增大的是_____。(單選)A.通入氣體 B.通入氣體 C.加入固體 D.加入固體(4)下列關(guān)于溶液中微粒關(guān)系錯(cuò)誤的是_____。(不定項(xiàng))A.B.C.D.(5)向溶液中通入少量,寫出反應(yīng)的離子方程式。(6)含鎘廢水是危害嚴(yán)重的重金屬離子廢水,處理含鎘廢水常采用化學(xué)沉淀法。常溫下,、。若用處理實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化,寫出反應(yīng)的離子方程式:,此時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為?!绢}型九】電極方程式書寫12.(23-24高三下·上?!ら_學(xué)考試)回答下列問題。(1)Fujta等學(xué)者開展了在Cu催化劑上進(jìn)行合成甲醇機(jī)理的研究。機(jī)理如下:過程3的化學(xué)方程式為。(2)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種新的可循環(huán)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)溫室氣體的零排放,同時(shí)也回避了的難儲(chǔ)存問題,裝置如下:①系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化形式有。②b電極上的電極反應(yīng)式為,如果將電解質(zhì)溶液換為KOH溶液,對(duì)合成甲醇造成的不良后果是。(3)常溫下,向NaOH溶液中逐漸通入氣體,溶液中由水電離的隨著通入體積的變化曲線如圖所示:①寫出c點(diǎn)的電荷守恒式:。②比較pH:bd(填“>”“<”或“=”)。③向a、b、c、d四點(diǎn)溶液中加入少量等質(zhì)量的固體后,溶液漂白性最強(qiáng)的點(diǎn)是。(4)向含有、、、四種離子的溶液中加入少量固體后,這四種離子中離子數(shù)目肯定增加的是。1.書寫熱化學(xué)方程式的“五環(huán)節(jié)”一寫方程式寫出配平的化學(xué)方程式二標(biāo)狀態(tài)用s、l、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)三定條件確定反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)并在ΔH后注明(101kPa、25℃時(shí)可不標(biāo)注)四標(biāo)ΔH在方程式后寫出ΔH,并根據(jù)信息注明ΔH的“+”或“-”五標(biāo)數(shù)值根據(jù)化學(xué)計(jì)量系數(shù)寫出ΔH的值2.ΔH的三種計(jì)算式(1)ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=H(生成物)-H(反應(yīng)物)(2)ΔH=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目物質(zhì)CO2(C=O)CH4(C-H)P4(P-P)SiO2(Si-O)石墨金剛石SiS8(S-S)鍵數(shù)24641.5228(3)ΔH=E1-E2,E1為正反應(yīng)的活化能,E2為逆反應(yīng)的活化能3.化學(xué)平衡計(jì)算中常用公式對(duì)于可逆反應(yīng):對(duì)以下反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b,達(dá)到平衡后,A的消耗量為mxmol,容器容積為VLmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/molab00變化/molmx

nxpxqx平衡/mola-mx

b-nxpxqx平衡常數(shù):K=eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)=eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a-mx,V)m·\f(b-nx,V)n)(固體和純液體的濃度為常數(shù),不計(jì)入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中)反應(yīng)物(A)的轉(zhuǎn)化率:α(A)=eq\f(n(轉(zhuǎn)化),n(起始))×100%=eq\f(c(轉(zhuǎn)化),c(起始))×100%=eq\f(mx,a)×100%4.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及應(yīng)用(1)速率常數(shù)含義:反應(yīng)速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下,反應(yīng)物濃度皆為1mol·L-1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下,可用反應(yīng)速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率(2)速率常數(shù)的影響因素:與濃度無(wú)關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響,但溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的,速率常數(shù)是溫度的函數(shù),同一反應(yīng),溫度不同,速率常數(shù)將有不同的值,一般溫度越高,反應(yīng)速率常數(shù)越大。通常反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)(3)速率方程①定義:一定溫度下,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比②表達(dá)式:對(duì)于反應(yīng):aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),則v正=k正·ca(A)·cb(B)(其中k正為正反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)),v逆=k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆為逆反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù))如:反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g),v正=k正·c2(NO2),v逆=k逆·c2(NO)·c(O2)。(4)速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系①K與k正、k逆的關(guān)系對(duì)于反應(yīng):aA(g)+bB(g)pC(g)+qD(g),則:v正=k正·ca(A)·cb(B)(k正為正反應(yīng)速率常數(shù))v逆=k逆·cp(C)·cq(D)(k逆為逆反應(yīng)速率常數(shù))反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆,此時(shí):k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D),即:②Kp與k正、k逆的關(guān)系以2NO2N2O4為例,v正=k正·p2(NO2),v逆=k逆·p(N2O4)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆,此時(shí):k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)eq\f(k正,k逆)=eq\f(pN2O4,p2NO2)=Kp,即:Kp=eq\f(k正,k逆)5.Kp計(jì)算的兩種方法:方法1.根據(jù)“某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))”計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù)第一步根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度第二步計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。第三步根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓,某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))第四步根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp=eq\f(p2(NH3),p(N2)·p3(H2))方法2.直接根據(jù)分壓強(qiáng)計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)p(始):p03p00Δp:p3p2pp(平):p0-p3p0-3p2pKp=6.掌握三類平衡移動(dòng)圖像:反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0(1)速率—時(shí)間圖【注意斷點(diǎn)】t1時(shí)增大反應(yīng)物的濃度,正反應(yīng)速率瞬間增大,然后逐漸減小,而逆反應(yīng)速率逐漸增大;t2時(shí)升高溫度,對(duì)任何反應(yīng),正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大,吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快;t3時(shí)減小壓強(qiáng),容器容積增大,濃度變小,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減??;t4時(shí)使用催化劑,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大(2)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時(shí)間圖【先拐先平】甲表示壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于氣體反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;乙表示溫度對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于吸熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;丙表示催化劑對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(3恒壓(溫)線【定一議二】分析時(shí)可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線,即:為等壓線或等溫線,然后分析另一條件變化對(duì)該反應(yīng)的影響7.電離常數(shù)與水解常數(shù)的關(guān)系(1)電離常數(shù)表達(dá)式=1\*GB3①一元弱酸(HA):HAH++A-=2\*GB3②二元弱酸(H2A):H2AH++HA-HA—H++A2-=3\*GB3③一元弱堿(BOH):BOHB++OH-8.計(jì)算電離常數(shù)的常見類型(1)起點(diǎn)時(shí)刻:巧用三段式例1.HR是一元酸。室溫時(shí),用0.250mol·L-1NaOH溶液滴定25.0mLHR溶液時(shí),溶液的pH變化情況如圖所示。其中,b點(diǎn)表示兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)。計(jì)算的電離常數(shù)Ka=5×10-6方法探究:此題根據(jù)縱坐標(biāo)所給的數(shù)據(jù),起點(diǎn)時(shí)刻pH=3,HR中和一半時(shí)的pH=4.7,可以優(yōu)先考慮起點(diǎn)時(shí)刻計(jì)算電離常數(shù),常用方法:三段式解析:根據(jù)題意,b點(diǎn)時(shí)酸堿恰好完全反應(yīng),則c(HR)=0.250mol·L-1×0.02L÷0.025L=0.2mol·L-1,即0.2mol·L-1的HR溶液的pH=3HRH++R—起始:0.200轉(zhuǎn)化:10-310-310-3平衡:0.2-10-310-310-3HR的電離常數(shù)Ka==eq\f(10-3×10-3,0.2-10-3)=5×10-6(2)遇中性時(shí)刻:電荷守恒配合物料守恒兩步搞定例2.在25℃下,amol·L-1的氨水與0.01mol·L-1的鹽酸以體積比3:4混合,此時(shí)溶液中c(NHeq\o\al(+,4))=c(Cl-),則溶液顯中性(填“酸”、“堿”或“中”);用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=方法探究:中性時(shí)刻采取電荷守恒和物料守恒,解題時(shí)建議用物質(zhì)的量守恒去寫,因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中體積已經(jīng)發(fā)生了變化解析:根據(jù)電荷守恒得c(H+)+c(NHeq\o\al(+,4))=c(Cl-)+c(OH-),因?yàn)閏(NHeq\o\al(+,4))=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),故溶液顯中性。電荷守恒得:n(H+)+n(NHeq\o\al(+,4))=n(Cl-)+n(OH-),則:n(NHeq\o\al(+,4))=n(Cl-)=0.01×4=0.04mol物料守恒得:3a=n(NHeq\o\al(+,4))+n(NH3·H2O),則:n(NH3·H2O)=(3a—0.04)molKb=(3)恰好完全反應(yīng)時(shí)刻:水解三段式法或利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系例3、25℃時(shí),0.1mol·L-1的HCOONa溶液的pH=10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=10-7方法探究:方法=1\*ROMANI、直接列水解三段式求解方法=2\*ROMANII、先求出水解常數(shù),再利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算方法=1\*ROMANI、直接列水解三段式求解HCOO—+H2OHCOOH+OH-起始:0.100轉(zhuǎn)化:10-410-410-4平衡:0.1-10-410-410-4Ka==方法=2\*ROMANII、先求出水解常數(shù),再利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算利用左邊的三段式,先求出HCOO—的水解常數(shù)Kh==Ka=8.溶度積(Ksp)的相關(guān)計(jì)算類型一、由溶度積求飽和溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度——比較溶解度的大小計(jì)算技巧飽和溶液時(shí)的物質(zhì)的量濃度與Ksp的關(guān)系1:1型1:2型或2:1型1:3型或3:1型類型二、已知溶度積、溶液中某離子的濃度,求溶液中的另一種離子的濃度計(jì)算技巧某溫度下AgCl的Ksp=a,在0.1mol·L-1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體,達(dá)到平衡后c(Ag+)==10amol·L-1類型三、判斷沉淀的生成或沉淀是否完全計(jì)算技巧①把離子濃度數(shù)據(jù)代入Ksp表達(dá)式得Qc,若Qc>Ksp,則有沉淀生成;若Qc<Ksp,無(wú)沉淀生成②利用Ksp的數(shù)值計(jì)算某一離子濃度,若該離子濃度小于10-5mol·L-1,則該離子沉淀完全類型四、常溫下,計(jì)算氫氧化物沉淀開始和沉淀完全時(shí)的pH計(jì)算技巧①根據(jù)氫氧化物的Ksp,先計(jì)算初始濃度溶液中c(OH-),再求得溶液的pH②金屬陽(yáng)離子沉淀完全時(shí)的離子濃度為10-5mol·L-1,依據(jù)Ksp可計(jì)算金屬陽(yáng)離子沉淀完全時(shí)溶液中的c(OH-),進(jìn)而求得pH類型五、計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù),并判斷沉淀轉(zhuǎn)化的程度計(jì)算技巧依據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)和Ksp,計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù),K值越大,轉(zhuǎn)化反應(yīng)越易進(jìn)行,轉(zhuǎn)化程度越大(若計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化的平衡常數(shù)K<10-5,則沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)不能進(jìn)行;若10-5<K<105,則沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為可逆反應(yīng),若K>105,則認(rèn)為沉淀完全轉(zhuǎn)化)已知常溫下,ZnS和CuS的Ksp分別為1.6×10-24和6.4×10-36,判斷常溫下反應(yīng):ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)能否進(jìn)行該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=eq\f(c(Zn2+),c(Cu2+))=eq\f(c(Zn2+)·c(S2-),c(Cu2+)·c(S2-))=eq\f(Ksp(ZnS),Ksp(CuS))=eq\f(1.6×10-24,6.4×10-36)=2.5×1011>105,故反應(yīng)能完全轉(zhuǎn)化類型六、溶度積常數(shù)(Ksp)與水解常數(shù)(Kh)的關(guān)系——強(qiáng)酸多元弱堿鹽:Kh=計(jì)算技巧Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(aq),平衡常數(shù)類型七、溶度積與溶解度的相互計(jì)算計(jì)算技巧①由飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c(mol·L-1)飽和溶液的溶解度S(g)以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)為例,飽和溶液的物質(zhì)的濃度c=1.34×10-5mol·L-1即:1L溶液中含有1.34×10-5mol的AgCl溶質(zhì),也就是(1.34×10-5×143.5)g=1.92×10-3g即:1L溶液中溶解的AgCl為1.92×10-3g,由于溶液極稀,其溶液近似等于水的密度,ρ=1g/cm3即:1000g溶液中溶解了1.92×10-3g的AgCl,100g水中溶解了1.92×10-4g的AgCl即:AgCl的溶解度S(AgCl)=1.92×10-4g②飽和溶液的溶解度S(g)由飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c(mol/L)KSP20℃時(shí),S(AgCl)=1.5×10-4g,即:100g水中溶解了AgCl的質(zhì)量為1.5×10-4g,由于溶液極稀,其溶液近似等于水的密度,ρ=1g/cm3,也即是:0.1L水中溶解了AgCl的質(zhì)量為1.5×10-4g,也即是:0.1L溶液中溶解了AgCl的質(zhì)量為1.5×10-4g,此時(shí)n(AgCl)=,,c(AgCl)=1.05×10-5mol·L-1,KSP=c(Ag+)·c(Cl-)=1.05×10-5×1.05×10-5=1.1×10-101.(2024·山西太原·一模)深入研究含碳、氨元素物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有著重要的實(shí)際意義。Ⅰ.合成尿素:如圖所示是合成尿素反應(yīng)的機(jī)理及能量變化(單位:),表示過渡態(tài)。(1)若,則總反應(yīng)

。(2)若向某恒溫恒容的密閉容器中加入等物質(zhì)的量的和發(fā)生上述反應(yīng)。結(jié)合以上機(jī)理,下列敘述能說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號(hào))。a.的體積分?jǐn)?shù)不再變化

b.平衡常數(shù)K不再變化c.

d.?dāng)嗔焰I的同時(shí)斷裂鍵(3)圖為使用不同催化劑①、②、③時(shí),反應(yīng)至相同時(shí)間,容器中尿素的物質(zhì)的量隨溫度變化的曲線,A點(diǎn)(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài),以上下降的原因可能是(答出一點(diǎn)即可,不考慮物質(zhì)的穩(wěn)定性)。Ⅱ.處理大氣污染物(4)①、在催化劑的表面進(jìn)行兩步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的氣體,第一步為;則第二步為。②已知:的速率方程為,k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān)。為提高反應(yīng)速率,可采取的措施是(填標(biāo)號(hào))。A.升溫

B.恒容時(shí),再充入

C.恒容時(shí),再充入

D.恒壓時(shí),再充入(5)在總壓為的恒容密閉容器中,充入一定量的和發(fā)生上述反應(yīng),在不同條件下達(dá)到平衡時(shí),溫度時(shí)的轉(zhuǎn)化率隨變化的曲線,以及在時(shí)的轉(zhuǎn)化率隨變化的曲線如圖所示:①表示的轉(zhuǎn)化率隨變化的曲線為曲線(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);上述反應(yīng)的0(填“>”或“<”)。②在時(shí),用平衡分壓代替其平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位小數(shù))[已知:氣體分壓()=氣體總壓()×該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]。2.(2024·河北保定·一模)化石燃料燃燒、硫酸工業(yè)等都會(huì)釋放出大量的二氧化硫,針對(duì)二氧化硫排放量大的問題,我國(guó)已經(jīng)采取了一系列的治理措施,減少二氧化硫排放,保障環(huán)境的穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展?;卮鹣铝袉栴}:(1)“鈣基固硫”是燃煤時(shí)加入或CaO可減少二氧化硫的排放,涉及的反應(yīng)有:①

。(2)硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了二氧化硫的處理,主要反應(yīng):?!鏁r(shí),向1L密閉容器中加入等物質(zhì)的量的和,達(dá)到平衡時(shí)NO和的濃度之比為:,該溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為,溫度升高,平衡常數(shù)(填“增大”“減小”或“不變”)。保持溫度不變,向1L密閉容器中同時(shí)充入、、、NO各1mol(填“>”“<”或“=”),達(dá)到平衡時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為。(3)模仿工業(yè)上用反應(yīng):以得到硫酸,除去工業(yè)廢氣中的?,F(xiàn)在一容積固定為1L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),測(cè)得如下數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)平衡所需時(shí)間/min15502110265014①分析第1組和第2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出有關(guān)反應(yīng)速率的結(jié)論是。②已知,反應(yīng)中,,,、為速率常數(shù),只與溫度有關(guān)。若實(shí)驗(yàn)組2,1min時(shí),,則,。3.(2024·黑龍江·二模)丙烯是一種重要的化工原料,但丙烯的產(chǎn)量?jī)H通過石油的催化裂解反應(yīng)無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。工業(yè)上以WO3/SiO2為催化劑,利用丁烯和乙烯的催化歧化反應(yīng)制丙烯:

。請(qǐng)回答下列問題:(1)相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示:物質(zhì)燃燒熱-1411-2049-2539催化歧化反應(yīng)的;(2)利用丁烯和乙烯的催化歧化反應(yīng)制備丙烯時(shí),僅發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)?。悍磻?yīng)ⅱ:一定條件下,經(jīng)相同反應(yīng)時(shí)間,丙烯的產(chǎn)率、丁烯的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示:①丁烯的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大可能的原因是,500~550℃丙烯產(chǎn)率下降的原因?yàn)椤"谀硿囟认?,保持體系總壓強(qiáng)為1.0MPa,按投料,達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),C4H8、C2H4的轉(zhuǎn)化率分別為96%、32%,則平衡時(shí);反應(yīng)ⅰ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)(保留三位有效數(shù)字)。(3)反應(yīng)ⅱ中,WO3/SiO2催化機(jī)理如圖,關(guān)于該過程中的說(shuō)法錯(cuò)誤的是___________(填字母)。A.有加成反應(yīng)發(fā)生 B.能將2-丁烯轉(zhuǎn)化為1-丁烯C.W元素的成鍵數(shù)目一直未發(fā)生變化 D.存在碳碳單鍵的斷裂和形成(4)為了增強(qiáng)WO3/SiO2催化劑的活性和吸附能力,其他條件一定時(shí),可向WO3/SiO2催化劑中添加催化劑助劑。下圖為不同催化劑助劑的加入對(duì)丁烯的轉(zhuǎn)化率、丙烯的選擇性(產(chǎn)率轉(zhuǎn)化率選擇性)的影響,選擇作催化劑助劑為優(yōu)選方案(填化學(xué)式)。4.(2024·河北·一模)近年來(lái),以清潔的氫氣選擇性催化還原引起研究者的青睞,某研究以貴金屬Pt為主要催化劑,催化還原主要發(fā)生在金屬(Pt)表面、金屬與載體界面(Pt-HY)和載體(HY)表面,反應(yīng)機(jī)理如下:(1)在金屬Pt表面,NO被還原為,NO在空氣中容易和氧氣發(fā)生反應(yīng),結(jié)合下表數(shù)據(jù),請(qǐng)寫出NO與反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。物質(zhì)1mol物質(zhì)中化學(xué)鍵斷裂所需要的能量/kJ631498937(2)研究表明,當(dāng)催化劑表面有Pt活性位且有相鄰的氧空位時(shí),與Pt活性位直接吸附NO相比,更有利于的生成。下圖是和改良后的催化劑的活性比較,請(qǐng)結(jié)合題干信息說(shuō)明改良后的催化劑活性明顯高于的原因。(3)研究表明,新型催化劑(Pt/SSZ-13)的使用溫度對(duì)的脫除率和反應(yīng)機(jī)理的關(guān)系圖如下,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是_______。(填標(biāo)號(hào))A.在低溫區(qū),NO與催化劑表面的吸附O結(jié)合為,最終轉(zhuǎn)化為B.高溫區(qū),NO先被還原為,再轉(zhuǎn)化為,最終轉(zhuǎn)化為C.適當(dāng)增大的用量,有利于在催化劑表面形成吸附O,在一定范圍內(nèi)提高的脫除率D.在恒溫恒容密閉容器中,通入惰性氣體以增加體系壓強(qiáng),有利于提升的脫除率(4)理論上和也可以作為還原劑進(jìn)行的脫除,下圖為和在1200℃下、過量空氣系數(shù)(直接反映為氧氣濃度)為0~1.2時(shí)NO還原率的變化。隨著過量空氣系數(shù)的增加,對(duì)NO的脫除率趨勢(shì)為;請(qǐng)結(jié)合所學(xué)及題干信息,推測(cè)趨勢(shì)呈現(xiàn)的原因:。(5)對(duì)比、、及CO作為還原劑,在相同條件不同溫度下進(jìn)行的脫除,脫除率如下圖:①以上四種還原劑中在相對(duì)較低溫度下可以實(shí)現(xiàn)NO脫除的還原劑為(填化學(xué)式)。②在還原NO時(shí),一般在有氧環(huán)境下進(jìn)行,主要存在以下兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:實(shí)驗(yàn)室利用計(jì)算機(jī)在10L的容器中模擬1350℃時(shí)還原NO,原始投料:的物質(zhì)的量為10mol,NO的物質(zhì)的量為5mol,的物質(zhì)的量為16mol,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),NO脫除率為64%,轉(zhuǎn)化率為80%,則此反應(yīng)條件下反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K:。5.(2024·新疆塔城·二模)CO在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中有著重要應(yīng)用。(1)CO催化脫氮:在一定溫度下,向2L的恒容密閉容器中充入和4.0molCO,在催化制作用下發(fā)生反應(yīng):,測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下:時(shí)間/min051015202.01.71.561.51.500.150.220.250.25①其他條件不變,若不使用催化劑,則0~5min內(nèi)的轉(zhuǎn)化率將。(填“變大”、“變小”或“不變”)②下列表述能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是。(填序號(hào))A.CO的消耗反應(yīng)速率為消耗反應(yīng)速率的4倍B.氣體的顏色不再變化C.化學(xué)平衡常數(shù)K不再變化D.混合氣體的密度不再變化③有利于提高該反應(yīng)中平衡轉(zhuǎn)化率的條件是。(填序號(hào))A.高溫低壓

B.低溫高壓

C.高溫高壓

D.低溫低壓(2)CO與Ni發(fā)生羰化反應(yīng)形成的絡(luò)合物可作為催化烯烴反應(yīng)的催化劑,Ni的羰化反應(yīng)為:。溫度下,將足量的Ni粉和3.7molCO加入到剛性密閉容器中,10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得體系的壓強(qiáng)為原來(lái)的。則:①0~10min內(nèi)平均反應(yīng)速率g/min。②研究表明,正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率(和分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),計(jì)算溫度下的。(3)已知:Ⅰ.Ⅱ.由合成的熱化學(xué)方程式為。如果在不同壓強(qiáng)下,和的起始物質(zhì)的量比仍為1:3,測(cè)定的平衡轉(zhuǎn)化率和的平衡產(chǎn)率隨溫度升高的變化關(guān)系,如圖所示:已知:的平衡轉(zhuǎn)化率,的平衡產(chǎn)率。①壓強(qiáng)(填“>”或“<”),原因。②其中圖中縱坐標(biāo)表示平衡轉(zhuǎn)化率的是圖(填“甲”或“乙”)。③圖乙中溫度時(shí),兩條曲線幾乎交于一點(diǎn),分析原因。6.(2023·北京豐臺(tái)·二模)化學(xué)平衡常數(shù)在定性分析與定量分析中應(yīng)用廣泛。(1)一定溫度下,在密閉容器中反應(yīng):,測(cè)得如下數(shù)據(jù)。開始濃度10s20s30s0.500.220.110.110.500.220.110.110.000.560.780.78①該溫度下,的平衡轉(zhuǎn)化率為。②該溫度下,當(dāng)初始投入濃度為,,時(shí),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”)。(2)已知:25℃時(shí),、、、的電離平衡常數(shù)。物質(zhì)電離平衡常數(shù)①25℃時(shí),相同物質(zhì)的量濃度的、、、溶液,由大到小的順序?yàn)椤"?5℃時(shí),向溶液中加入溶液達(dá)到滴定終點(diǎn),再向溶液中加入溶液,使溶液中,溶液中。③結(jié)合電離平衡常數(shù)分析與溶液反應(yīng)的產(chǎn)物。④將足量通入溶液中,迅速反應(yīng)得到無(wú)色溶液和白色沉淀()。放置一段時(shí)間,有和生成。先產(chǎn)生白色沉淀,后生成和的可能原因是。7.(2022·天津·高考真題)天津地處環(huán)渤海灣,海水資源豐富。科研人員把鐵的配合物(L為配體)溶于弱堿性的海水中,制成吸收液,將氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,改進(jìn)了濕法脫硫工藝。該工藝包含兩個(gè)階段:①的吸收氧化;②的再生。反應(yīng)原理如下:①

回答下列問題:(1)該工藝的總反應(yīng)方程式為。1mol發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為,在總反應(yīng)中的作用是。(2)研究不同配體與所形成的配合物(A、B、C)對(duì)吸收轉(zhuǎn)化率的影響。將配合物A、B、C分別溶于海水中,配成相同物質(zhì)的量濃度的吸收液,在相同反應(yīng)條件下,分別向三份吸收液持續(xù)通入,測(cè)得單位體積吸收液中吸收轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線如圖1所示。以由100%降至80%所持續(xù)的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)鐵配合物的脫硫效率,結(jié)果最好的是(填“A”、“B”或“C”)。(3)的電離方程式為。25℃時(shí),溶液中、、在含硫粒子總濃度中所占分?jǐn)?shù)隨溶液pH的變化關(guān)系如圖2,由圖2計(jì)算,的,。再生反應(yīng)在常溫下進(jìn)行,解離出的易與溶液中的形成沉淀。若溶液中的,,為避免有FeS沉淀生成,應(yīng)控制溶液pH不大于(已知25℃時(shí),F(xiàn)eS的為)。8.(2024·上海青浦·二模)Ⅰ.檸檬酸是一種重要的工業(yè)原料,化學(xué)式可表示為H3Cit,屬于三元弱酸。25℃時(shí),檸檬酸的電離常數(shù)如下:Ka1=7.4×10-4、Ka2=1.7×10-5、Ka3=4.0×10-7。(1)25℃時(shí),不同pH范圍內(nèi),H3Cit、H2Cit-、HCit2-和Cit3-所占的比例(該微粒濃度與四種微粒濃度之和的比值)如下圖所示,則其中代表HCit2-的是___________。A.X B.Y C.Z D.M(2)25℃時(shí),0.1mol?L-1下列溶液中微粒的濃度關(guān)系正確的是___________。A.Na3Cit溶液中,[Na+]+[H+]=[OH-]+[H2Cit-]+[HCit2-]+[Cit3-]B.Na3Cit溶液中,[OH-]>[H+]C.NaH2Cit溶液中,[Na+]=[H3Cit]+[H2Cit-]+[HCit2-]+[Cit3-]D.Na2HCit溶液中,[OH-]>[H+](3)已知25℃時(shí),碳酸的電離常數(shù)為:Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液,請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。Ⅱ.電子元器件經(jīng)處理后可得貴金屬溶液。在適宜條件下,檸檬酸亞鐵中的Fe2+可將貴金屬溶液中的AuCl還原為金顆粒沉淀。(4)請(qǐng)寫出離子反應(yīng)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。。Ⅲ.檸檬酸亞鐵是一種高效補(bǔ)鐵劑。利用硫鐵礦燒渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量CaO、Al2O3)制備檸檬酸亞鐵的工藝流程如圖。已知常溫下:Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,Kb[NH3?H2O]=1.8×10-5。(5)基態(tài)Fe原子價(jià)電子排布式為。(6)濾渣1為。(填化學(xué)式)(7)“沉鋁”過程中,為了使鋁充分沉淀的同時(shí)減少鐵的損失,需要精確控制氨水的加入量。已知溶液中[Al3+]≤10-5mol?L-1,認(rèn)為已經(jīng)沉淀完全。請(qǐng)計(jì)算:(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),Al3+恰好沉淀完全時(shí),溶液中[OH-]=。(8)“沉鐵”過程需控制溫度在35℃以下,可能原因是。(9)“合成”過程中,需加入少量的抗氧化劑,下列試劑合適的是___________。A.FeSO4 B.Fe C.Cu D.H2O2

提升練09化學(xué)反應(yīng)原理綜合目錄01挑戰(zhàn)題型·查能力漏洞【題型一】 熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算【題型二】 有關(guān)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、速率常數(shù)的計(jì)算【題型三】 分壓平衡常數(shù)(Kp)計(jì)算【題型四】 平衡圖像曲線受溫度、壓強(qiáng)影響的原因分析【題型五】 平衡圖像中最佳反應(yīng)條件選擇的原因分析【題型六】 平衡圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化的原因分析【題型七】電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算【題型八】 溶度積(Ksp)的相關(guān)計(jì)算【題型九】電極方程式書寫02攻克重難·補(bǔ)能力漏洞03知識(shí)通關(guān)·限時(shí)演練【題型一】熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算1.(2024·上海寶山·二模)Ⅰ.氨氣中氫含量高,是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體,且安全、易儲(chǔ)運(yùn)。通過氨熱分解法制取氫氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:(1)根據(jù)下表數(shù)據(jù),寫出氨熱分解法的熱化學(xué)方程式。相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵N≡NH-HN-H鍵能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8(2)已知該反應(yīng)的?S=198.9×10-3kJ·mol-1·K-1,判斷在300℃時(shí)反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行(填“是”或“否”),理由是?!敬鸢浮?1)2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)

?H=+90.8kJ·mol-1(2)是?H-T?S=90.8-573×198.9×10-3=-23.17<0,所以該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行【解析】(1)則根據(jù)H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能有,熱化學(xué)方程式為:;(2)該反應(yīng)的吉布斯自由能變?yōu)椋瑒t該反應(yīng)在300℃下都能自發(fā)發(fā)生。2.(2024·廣西柳州·三模)將二氧化碳資源化是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要手段?;卮鹣铝袉栴}:(1)利用和重整技術(shù)可獲得合成氣(主要成分為CO和),反應(yīng)如下:I:

Ⅱ:

反應(yīng)的,該反應(yīng)活化能(正)(逆)(填“>”“<”或“=”)?!敬鸢浮?1)+329>【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)I+2×反應(yīng)Ⅱ可得反應(yīng)的247+2×41=+329,由(正)-(逆)>0,則(正)>(逆);【題型二】有關(guān)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、速率常數(shù)的計(jì)算3.(2024·上海金山·二模)Ⅰ.隨著碳中和目標(biāo)的提出,CO2回收技術(shù)已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)問題,其中逆水煤氣變換反應(yīng)引起了廣泛關(guān)注。該反應(yīng)是將CO2加氫轉(zhuǎn)化為CH3OH等高附加值化學(xué)品的關(guān)鍵步驟。在催化劑作用下,逆水煤氣變換體系中存在以下反應(yīng):①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);?H1=?49.5kJ?mol-1;K1②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);?H2=41.2kJ?mol-1;K2③CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g);?H3=?90.7kJ?mol-1;K3(1)K1=(用K2、K3表示)。Ⅱ.將6molCO2和8molH2充入容積為2L的密閉容器中,分別在T1、T2溫度下發(fā)生反應(yīng)①,H2的物質(zhì)的量變化如表所示:物質(zhì)的量/molT1/℃T2/℃05min10min15min20min25min30minH28.03.52.02.01.71.51.5(2)T1溫度下,5~10min內(nèi)以CO2表示該反應(yīng)速率v(CO2)=。該溫度下,若各物質(zhì)的起始量n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol,則v(正)v(逆)。A.>

B.=

C.<(3)下列說(shuō)法正確的是___________。A.T1<T2B.混合氣體的密度保持不變時(shí),反應(yīng)已達(dá)到平衡C.平衡后向容器中充入稀有氣體,平衡不發(fā)生移動(dòng)D.加入合適的催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,?H減?、?一定條件下,將原料氣n(CO2)∶n(H2)=1∶3進(jìn)行投料,在恒容密閉容器中模擬上述三個(gè)反應(yīng),CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物(CH3OH和CO)中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示(4)CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先減小后增大的原因是。曲線代表CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。A.m

B.n(5)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有___________。A.使用催化性能好的催化劑 B.降低反應(yīng)溫度C.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度 D.增大CO2和H2的初始投料比【答案】(1)K2?K3(2)0.05mol?L-1?min-1C(3)C(4)反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)。開始(溫度低于250℃)升溫,對(duì)反應(yīng)①的影響程度大于反應(yīng)②,CO2平衡轉(zhuǎn)化率減??;后來(lái)(溫度高于250℃)升溫,對(duì)反應(yīng)②的影響程度大于反應(yīng)①,CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大A(5)BC【解析】(1)根據(jù)題中所給反應(yīng),反應(yīng)②+反應(yīng)③=反應(yīng)①,故K1=K2?K3;(2)5~10min內(nèi)氫氣物質(zhì)的量變化了1.5mol,根據(jù)反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,二氧化碳物質(zhì)的量變化為0.5mol,則以CO2表示該反應(yīng)速率v(CO2)=;根據(jù)表中數(shù)據(jù),T1溫度下,達(dá)到平衡時(shí),列出三段式,平衡常數(shù)K=,若各物質(zhì)的起始量n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol,即濃度均為1mol/L,Q=>K,反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,則v(正)<v(逆);(3)A.T2溫度平衡時(shí)氫氣的量更少,說(shuō)明平衡正向程度更大,反應(yīng)是正向放熱反應(yīng),溫度低有利于正向反應(yīng),故T1

>T2,A錯(cuò)誤;B.容器容積不變,反應(yīng)滿足氣體質(zhì)量守恒,混合氣體密度一定不變,無(wú)法判斷反應(yīng)是否到達(dá)平衡,B錯(cuò)誤;C.平衡后向容器中充入稀有氣體,各物質(zhì)分壓不變,平衡不發(fā)生移動(dòng),C正確;D.加入合適的催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,但?H不變,D錯(cuò)誤;故選C;(4)反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)。開始(溫度低于250℃)升溫,對(duì)反應(yīng)①的影響程度大于反應(yīng)②,CO2平衡轉(zhuǎn)化率減??;后來(lái)(溫度高于250℃)升溫,對(duì)反應(yīng)②的影響程度大于反應(yīng)①,CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先減小后增大,反應(yīng)①CO2轉(zhuǎn)化率減小,故乙醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,m代表CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);(5)提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率要使反應(yīng)①的平衡轉(zhuǎn)化率增大:A.使用催化劑能加快反應(yīng)速率,但是不能提高平衡轉(zhuǎn)化率,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動(dòng),有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率,B正確;C.反應(yīng)①生成物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和小于反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和,投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度有利于正向進(jìn)行,可以提高平衡轉(zhuǎn)化率,C正確;D.增大CO2和H2的初始投料比,會(huì)使二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低,D錯(cuò)誤;故選BC;4.(2024·湖南邵陽(yáng)·二模)碳和氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。低碳烴類(甲烷、乙烯、丙烯等)作為重要的基本化工原料,在現(xiàn)代石油和化學(xué)工業(yè)中具有舉足輕重的作用。Ⅲ.一定條件下,碘甲烷熱裂解制低碳烯烴的主要反應(yīng)有:反應(yīng)①:反應(yīng)②:反應(yīng)①和②在不同溫度下的分壓平衡常數(shù)如下表,回答下列問題:反應(yīng)①2.80反應(yīng)②(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)推出反應(yīng)①的活化能(正)(填“”或“”)(逆);(5)反應(yīng)②的正、逆反應(yīng)速率表達(dá)式有:,(、為反應(yīng)速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。1889年,瑞典物理化學(xué)家阿侖尼烏斯根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出了速率常數(shù)與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式:[k為速率常數(shù);A為常數(shù);e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)]。在相同溫度下,活化能越大,速率常數(shù)越(填“大”或“小”)。當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡后,升高溫度,的值(填“增大”“減小”或“不變”);【答案】(4)>(5)小減小【解析】(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可知升高溫度,K值變大,平衡正向移動(dòng),則為吸熱反應(yīng),則推出反應(yīng)①的活化能(正)>(逆);(5)在相同溫度下,活化能越大,反應(yīng)進(jìn)行越困難,則速率常數(shù)越小。當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡后,正逆反應(yīng)速率相等,則=,,結(jié)合圖表可知,升高溫度,的值變??;【題型三】分壓平衡常數(shù)(Kp)計(jì)算5.(2024·廣東·一模)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破,選擇高效催化劑實(shí)現(xiàn)降能提效是目前研究的重點(diǎn)。回答下列問題:(1)合成氨反應(yīng)為,理論上(填“高”或“低”,下同)溫有利于提高反應(yīng)速率,溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。(2)合成氨反應(yīng)在催化作用的化學(xué)吸附及初步表面反應(yīng)歷程如下:注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目、微粒的相對(duì)總能量(括號(hào)里的數(shù)字單位:eV),TS表示過渡態(tài),*表示吸附態(tài)。①寫出參與化學(xué)吸附的反應(yīng)方程式:。②以上歷程須克服的最大能壘為eV。(3)在t℃、壓強(qiáng)為0.9MPa的條件下,向一恒壓密閉容器中通入氫氮比為3的混合氣體,體系中氣體的含量與時(shí)間變化關(guān)系如圖所示:①反應(yīng)20min達(dá)到平衡,試求0~20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率,該反應(yīng)的(用數(shù)字表達(dá)式表示,為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。②下列敘述能說(shuō)明該條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號(hào))。a.氨氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變

b.容器中氫氮比保持不變c.和的平均反應(yīng)速率之比為1∶2

d.氣體密度保持不變③若起始條件相同,在恒容容器中發(fā)生反應(yīng),則達(dá)到平衡時(shí)H2的含量符合圖中(填“d”“e”“f”或“g”)點(diǎn)?!敬鸢浮?1)高低(2)[或]1.47(3)0.005adg【解析】(1)溫度越高,反應(yīng)速率越快,故理論上高溫有利于提高反應(yīng)速率;但是該反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),,平衡轉(zhuǎn)化率降低,故低溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率;(2)①由圖知,第一步表示化學(xué)吸附,反應(yīng)方程式為[或];②第二步克服的能壘為最大能壘,最大能壘為0.01-(-1.46)=1.47eV;(3)①反應(yīng)20min達(dá)到平衡時(shí),氮?dú)?、氫氣、氨氣的分壓分別為、、,則0~20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為;反應(yīng)的平衡常數(shù)為;②a.氨氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡,a符合題意;b.由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)中容器中的氫氮比始終保持不變,則容器中氫氮比保持不變不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡,b不符合題意;c.氮?dú)夂桶睔馄骄磻?yīng)速率之比為1:2不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡,c不符合題意;d.由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等,該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),在恒壓密閉容器中反應(yīng)時(shí),混合氣體的密度是變量,則混合氣體的密度保持不變說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡,d符合題意;故選ad;③該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),若起始|條件相同,恒壓密閉容器相當(dāng)于恒容容器增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡的時(shí)間減少,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氫氣的百分含量減小,則若起始條件相同,在恒容容器中發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡所需時(shí)間大于恒壓密閉容器,氫氣的百分含量高于恒壓密閉容器,故達(dá)到平衡時(shí)H2的含量符合圖中g(shù)點(diǎn)?!绢}型四】平衡圖像曲線受溫度、壓強(qiáng)影響的原因分析6.(2024·北京·一模)黃鐵礦[主要成分為二硫化亞鐵(FeS2)]、焦炭和適量空氣混合加熱發(fā)生如下反應(yīng):i.3FeS2+2C+3O2=3S2+Fe3O4+2CO(1)反應(yīng)i生成1molS2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。(2)反應(yīng)i所得氣體經(jīng)冷凝回收S2后,尾氣中還含有CO和SO2。將尾氣通過催化劑進(jìn)行處理,發(fā)生反應(yīng)ii,同時(shí)發(fā)生副反應(yīng)iii。ii.2SO2(g)+4CO(g)S2(g)+4CO2(g)ΔH<0iii.SO2(g)+3CO(g)COS(g)+2CO2(g)ΔH<0理論分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,600~1000K范圍內(nèi),SO2平衡轉(zhuǎn)化率接近100%。其他條件相同,不同溫度下,S2、COS平衡產(chǎn)率和10min時(shí)S2實(shí)際產(chǎn)率如圖。①?gòu)馁Y源和能源利用的角度說(shuō)明用反應(yīng)ii處理尾氣的好處:。②隨溫度升高,S2平衡產(chǎn)率上升,推測(cè)其原因是。③900K,在10min后繼續(xù)反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間,推測(cè)S2實(shí)際產(chǎn)率的變化趨勢(shì)可能為。【答案】(1)4(2)回收單質(zhì)硫,處理尾氣不需要另加氧化劑或還原劑;利用反應(yīng)ii放熱為反應(yīng)i提供能量溫度升高,反應(yīng)iii平衡逆向移動(dòng),使c(SO2)、c(CO)增大;對(duì)于反應(yīng)ii,濃度改變對(duì)平衡的影響超過溫度改變的影響,平衡正向移動(dòng)先增大后減小至900K時(shí)S2的平衡產(chǎn)率后保持不變或:減小至900K時(shí)S2的平衡產(chǎn)率后保持不變【分析】原電池中,葡萄糖轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,碳的化合價(jià)在升高,作負(fù)極,Na2SO3中硫的化合價(jià)在降低,則正極電極反應(yīng)為:,據(jù)此回答?!窘馕觥浚?)根據(jù)題目所給反應(yīng)方程式可知,每當(dāng)生成3molS2,理論上轉(zhuǎn)移12mol電子,則生成1molS2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol;(2)①反應(yīng)ii處理尾氣的好處有:回收單質(zhì)硫,處理尾氣不需要另加氧化劑或還原劑,利用反應(yīng)ii放熱為反應(yīng)i提供能量;②隨溫度升高,S2平衡產(chǎn)率上升,其原因是:溫度升高,反應(yīng)iii平衡逆向移動(dòng),使c(SO2)、c(CO)增大,對(duì)于反應(yīng)ii,濃度改變對(duì)平衡的影響超過溫度改變的影響,平衡正向移動(dòng);③通過觀察圖像可知,10min時(shí)S2的實(shí)際產(chǎn)率大于平衡產(chǎn)率,所以最終要減小到與900K時(shí)產(chǎn)率相等,則900K,在10min后繼續(xù)反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間,S2實(shí)際產(chǎn)率的變化趨勢(shì)可能為:先增大后減小至900K時(shí)S2的平衡產(chǎn)率后保持不變,或:減小至900K時(shí)S2的平衡產(chǎn)率后保持不變;7.(2024·北京西城·一模)煙氣脫硝技術(shù)是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室模擬將煙氣中的深度氧化為,并進(jìn)一步將轉(zhuǎn)化獲得含氮產(chǎn)品,流程示意圖如下。深度氧化器中發(fā)生的反應(yīng):i.

ii.

iii.

(1)被深度氧化,補(bǔ)全熱化學(xué)方程式:

(2)一定條件下,不同溫度時(shí),的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。①(填“>”或“<”)。②8s時(shí),的濃度不同的原因是。(3)一定條件下,NO的初始濃度為時(shí),不同反應(yīng)時(shí)間,深度氧化器中的濃度隨的變化如圖所示。反應(yīng)過程中的濃度極低。①時(shí),深度氧化器中發(fā)生的反應(yīng)主要是(填“i”“ii”或“iii”)。②時(shí),的濃度隨變化的原因是。(4)且恒壓的條件下進(jìn)行煙氣處理,煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)所需深度氧化的時(shí)間仍較長(zhǎng)。結(jié)合(3),保持上述條件不變,解決這一問題可采取的措施及目的分別是。(5)深度氧化后的煙氣通過吸收器完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽產(chǎn)品,產(chǎn)品濃度的測(cè)定方法如下。已知的還原產(chǎn)物分別是。產(chǎn)品中的物質(zhì)的量濃度為?!敬鸢浮?1)(2)<8s時(shí)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),將深度氧化為是放熱反應(yīng),溫度越高,越不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,生成的濃度越低(3)i0.9s、n(O3)∶n(NO)>1.0時(shí),n(O3)∶n(NO)增大,使vⅱ增大、vⅲ增大,從而使的濃度減小(4)使用適宜的催化劑,以增大ⅱ的反應(yīng)速率(5)【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律知:i2+ii+iii可得,;(2)由圖知,T2溫度下,反應(yīng)速率快,首先到達(dá)平衡,因此<;由圖知,8s時(shí)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),將深度氧化為是放熱反應(yīng),溫度越高,平衡逆向移動(dòng),越不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,生成的濃度越低,所以答案為:8s時(shí)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),將深度氧化為是放熱反應(yīng),溫度越高,越不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,生成的濃度越低;(3)當(dāng)時(shí),NO主要轉(zhuǎn)化為NO2,所以深度氧化器中發(fā)生的反應(yīng)主要是i;由圖知,時(shí),的濃度隨著增大而減小的原因是:n(O3)∶n(NO)增大,使vⅱ增大、vⅲ增大,從而使NO2的濃度減??;(4)由(3)知反應(yīng)過程中NO3的濃度極低,說(shuō)明反應(yīng)ⅲ比反應(yīng)ⅱ快,因?yàn)闊煔膺_(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)所需深度氧化的時(shí)間仍較長(zhǎng),所以為了加快反應(yīng)速率,采取的措施及目的分別是:使用適宜的催化劑,以增大ⅱ的反應(yīng)速率;(5)溶液X中的與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)后,剩余的亞鐵離子與發(fā)生氧化還原反應(yīng),,則與發(fā)生氧化還原反應(yīng)的Fe2+為n2=,則與反應(yīng)的Fe2+為n1=,,則物質(zhì)的量,則的物質(zhì)的量濃度為?!绢}型五】平衡圖像中最佳反應(yīng)條件選擇的原因分析8.(2024·寧夏石嘴山·一模)空間站處理的一種重要方法是對(duì)進(jìn)行收集和再生處理,重新生成可供人體呼吸的氧氣。其技術(shù)路線可分為以下三步:Ⅰ.固態(tài)胺吸收與濃縮在水蒸氣存在下固態(tài)胺吸收反應(yīng)生成酸式碳酸鹽(該反應(yīng)是放熱反應(yīng)),再解吸出的簡(jiǎn)單方法是加熱。Ⅱ.的加氫甲烷化還原制的部分反應(yīng)如下:i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ii.CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)

(1)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的。(2)向恒容絕熱的密閉容器中充入amolCO與2amolH2,進(jìn)行反應(yīng)ii,下列能判斷反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是;a.容器中混合氣體密度不變

b.混合氣體中與之比不變c.

d.容器內(nèi)溫度不變Ⅲ.和合成甲烷也是資源化利用的重要方法。對(duì)于上述(1)的反應(yīng),催化劑的選擇是甲烷化技術(shù)的核心。在兩種不同催化劑條件下反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得轉(zhuǎn)化率和生成選擇性隨溫度變化的影響如下圖所示:(3)高于320℃后,以Ni為催化劑,轉(zhuǎn)化率仍在上升,其原因是。(4)對(duì)比上述兩種催化劑的催化性能,工業(yè)上應(yīng)選擇的催化劑是,使用的合適溫度為。(5)控制起始時(shí),P=1atm,恒容條件下,若只發(fā)生反應(yīng)i、ii,平衡時(shí)各物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示:①隨投料比增大,CO2的轉(zhuǎn)化率如何變化(填增大,減小或者不變)。②圖中代表的曲線是(填“a”、“b”或“c”);溫度低于500℃時(shí),CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為0,說(shuō)明此條件下,反應(yīng)(填“i”或“ii”)化學(xué)平衡常數(shù)大,反應(yīng)完全。③反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常數(shù)(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?!敬鸢浮?1)-205(2)cd(3)以Ni為催化劑,CO2甲烷化速率較慢,升高溫度加快反應(yīng)速率,相同的時(shí)間內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率提高(4)Ni-CeO2320℃(5)增大bⅱ625【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)i+ⅱ可得反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的41+(-246)=-205kJ/mol;(2)達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷方法是“正逆反應(yīng)速率相等”,“變量不變”;a.容器中混合氣體密度是定值,密度不變不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),故a錯(cuò)誤;b.混合氣體中c(CH4)與c(H2O)之比是定值,始終是1:1,不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),故b錯(cuò)誤;c.v正(H2)=3v逆(H2O)符合正逆反應(yīng)速率相等,能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),故c正確;d.恒容絕熱的密閉容器中溫度是變量,溫度不變說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),故d正確;故選cd;(3)高于320℃后,以Ni為催化劑,CO2轉(zhuǎn)化率仍在上升,其原因是以Ni為催化劑,CO2甲烷化速率較慢,升高溫度加快反應(yīng)速率,相同的時(shí)間內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率提高;(4)對(duì)比上述兩種催化劑,Ni-CeO2作為催化劑時(shí)甲烷的選擇性高,工業(yè)上應(yīng)選擇的催化劑是Ni-CeO2,320℃時(shí)轉(zhuǎn)化率高選擇性大,使用的合適溫度為320℃;(5)①隨投料比增大,氫氣過量,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大;②對(duì)于反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)

ΔH=-205kJ?mol-1,升高溫度,反應(yīng)逆向移動(dòng),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,CH4和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,且CH4和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:2,故圖中a、b、c代表的物質(zhì)分別為H2O、CH4、H2;溫度低于500℃時(shí),CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為0,說(shuō)明CO幾乎完全反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)越大,反應(yīng)越完全,則反應(yīng)ii的化學(xué)平衡常數(shù)大;③起始時(shí),設(shè)CO2的起始量為a?mol,變化量為x?mol,則H2的起始量為4amol,列三段式計(jì)算如下:,M點(diǎn)時(shí),,即4a-4x=x,整理得x=0.8a,則平衡時(shí)CO2、H2、CH4、H2O的物質(zhì)的量分別為0.2amol、0.8amol、0.8amol、1.6amol,各氣體的總物質(zhì)的量為(0.2a+0.8a+0.8a+1.6a)mol=3.4amol,在恒溫恒容下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則,平衡時(shí),平衡分壓,,,,?!绢}型六】平衡圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化的原因分析9.(23-24高三上·陜西安康·階段練習(xí))碳酸二甲酯(DMC)是一種綠色化學(xué)品,具有優(yōu)良的化學(xué)反應(yīng)性能和廣泛的應(yīng)用前景?;卮鹣铝袉栴}:(1)工業(yè)上可采用CO低壓氣相法合成DMC。已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:①2NO(g)+O2(g)N2O3(g)

K1

△H1=akJ/mol②2CH3OH(g)+N2O3(g)2CH

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