《2021届高考化学考点突破：化学反应速率和化学平衡(解析版).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高考化学考点突破：化学反应速率和化学平衡(解析版).pdf（38页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、化学反应速率和化学平衡1.一定温度下，在 3 个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中反应2H2(g)+C0(g)CH30H(g)达到平衡。下列说法正确的是()容器温度K物质的起始浓度molL”物质的平衡浓度m ol匚|(H,)dCO)C(CH3OH)n i,温度：I 皿，即升高温度平衡逆向移动，该反应正向为放热反应，A 正确；B 项，II相当于将容器I 的体积缩小二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，达到平衡时，容器I 中反应物转化率比容器n 中的小，b 错误；c 项，I和n 对比，n 相当于将容器I 的体积缩小二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强
2、平衡正向移动，则n 中氢气的浓度小于I 中氢气浓度的21倍，in和i对比，平衡逆向移动，氢气浓度增大，故达到平衡时，容器n中C(H，小于容器n i中c o u的两倍，c错误；D项，温度：m I,当其他条件不变时,升高温度反应速率加快，故达到平衡时，容器m中的正反应速率比容器I中的大,d正确。故选AD。2.一定条件下，CH 4 与 HzO(g)发生反应：CH4(g)+H20(g)=CO(g)+3H2(g),(H2O)设起始，(CH4)=Z,在恒压下，平衡时0(CH)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的婚变AH0 B.图中Z的大小为a3b峭O)C.图中X点对应
3、的平衡混合物中心工)=3D.温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后0(CH。减小【答案】A【解析】A项，从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故A正确；B项，瞿 答 的比值越大,则甲烷的体积分数越小，故a V 3 V b,故B错误；C项，起始加入量的比值为3,但随着反应的进行甲烷和水是按等物质的量反应，所以到平衡时比值不是3,故2C 错误；D项，温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，故 D错误。3.采用为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题(2)F.D a n i e l s等曾利用测
4、压法在刚性反应器中研究了 2 5 时即。5(或分解反应：2N2O5(g)-4NO2(g)+O2(g)1 12N2O4(g)其中N O 2 二聚为弗。4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(夕8时，N 2()5(g)完全分解)：t/m i n 04080160260130017000 0夕/k P a 35.840.342.5.45.949.261.262.363.1已知：2 N205(g)=2 N204(g)+02(g)的一4.4 k J m o l-12 N O2(g)=N204(g)A 2=-5 5.3 k J m o l-1则反应 N2O5(g)=2 N 02
5、(g)+l/2 02(g)的 A H=k J-m o V。研究表明，N z C U g)分解的反应速率 2 X 1 0 3X P 3(k P a m i n-1),t=62 m i n时，测得体系中 p ,=2.9 k P a,则此时的 PN,O,=k P a,v=k P a m i n-13 若 提 高 反 应 温 度 至 3 5 ,则 N z C U g）完 全 分 解 后 体 系 压 强 人（3 5）6 3.1 k P a（填“大于”“等于”或“小于”）,原因是 o 2 5 时 N2O4（g）2 N 02（g）反应的平衡常数 於 k P a （凡为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1 位
6、小数）。（3）对于反应2N 2（）5（g）f 4 N 0 2（g）+0 2（g）,R.A.Og g 提出如下反应历程：第一步 N205=N O2+N O3 快速平衡第二步 N O2+N O3 N O+N O2+O2 慢反应第三步 N O+N O3-2N O2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是（填标号）。A.。（第一步的逆反应）。（第二步反应）B.反应的中间产物只有N O3C.第二步中N O?与 N O3 的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高【答案】（1）。2 （2）5 3.1 3 0.0 6.0 X1 0-2大于 温度提高，体积不变，总压强提高；N O?二
7、聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总 压 强 提 高 1 3.4(3)A C4【解析】(2)根据盖斯定律可知i +2 五即得到N 20 5(g)=2N 0 2(g)+l/20 2(g)H.=+5 3.Ik J/m o l；根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是 1:2,又因为压强之比是物质的量之比，所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9 k Pa X2=5.8 k Pa,则此时五氧化二氮的压强是 3 5.8 k Pa _ 5.8 k Pa=3 0.Ok Pa,因此此时反应速率v=2.OX 1 0 7 x 3 0=6.OX IO_ 2(k Pa m i n-1)；由于
8、温度升高，容器容积不变，总压强提高，且二氧化氮二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至3 5 C,则 N z C U g)完全分解后体系压强网(3 5)大于6 3.1 k Pa0根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是6 3.Ik Pa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是 3 5.8 k Pa X2=7 1.6 k Pa,氧气是 3 5.8 k Pa-?2=1 7.9 k Pa,总压强应该是 7 1.6k Pa+1 7.9 k Pa=8 9.5 k Pa,平衡后压强减少了 8 9.5 k Pa-6 3.l k Pa=26.4 k
9、 Pa,所以根据方程式2N 02(g)n N z O K g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4 k Pa,二氧化氮对应的压强是7 1.6 k Pa-26.4 k Pa X2=1 8.8 k Pa,则反应的18 8平衡常数二为匠 4k p”(3)A项，第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率，A正确；B项，根据第二步和第三步可知中间产物还有 N O,B错误；C项，根据第二步反应生成物中有N 0 2可知N 0 2与 N 0 3 的碰撞仅部分有效，C正确；D项，第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D 错误。故选A C o4.C H C 0 2催化重整不仅可以得到合成气
10、(C O和 H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)C H C()2催化重整反应为：C H 4(g)+C 02(g)=2C 0(g)+2H2(g)。5已知：C (s)+2H2(g)=C H4(g)A 年-7 5 k J m o F1C (s)+02(g)=C 02(g)A 层-3 9 4 k J m o F1C(s)+l/2O2(g)=C O(g)A牛-111 k J m o l-1该催化重整反应的A庐=k J-m o l：有利于提高C H,平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 m o l
11、 C Ih、1 m o l C O?以及催化剂进行重整反应，达到平衡时C O2的转化率是5 0%,其平衡常数为 m o l2-L-2O(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:积 碳 反 应C H4(g)=C(s)+2H2(g)消 碳 反 应C 02(g)+C(s)=2C 0(g)A /(k J m o l-1)7 517 2活化能/(k J m o l-1)催化剂X339 1催化剂437 26 由 上 表 判 断，催 化 剂X Y（填“优 于”或“劣 于”）,理由是Yo在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的
12、变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（力和速率（力的叙述正确的是 填标号）。(:国港出o I-1500 550 600 650 700温度先A.积、消均增加 B.。积减小，V消增加C.“减小，隔增加 D.。消增加的倍数比。积增加的倍数大 在 一 定 温 度 下，测 得 某 催 化 剂 上 沉 积 碳 的 生 成 速 率 方 程 为尸A夕（CH。p（C02）5（A为速率常数）。在夕（CH。一定时，不同夕（CO?）下积碳量随时间的变化趋势如图所示，贝！I R（C0D、”（CO。、A（COJ从大到小的顺序为反底时间/min7【答案】(1)247 A 1/3(2)劣于 相
13、对于催化剂X,催化剂Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大AD Pc(CO2)(CO2),pa(CO2)【解析】(1)已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)A 4 7 5 kJ*mol-1(2)C(s)+02(g)=C02(g)A 层-394 kJ mol-1C(s)+l/202(g)=C0(g)层 一 111 kJ mol-1根据盖斯定律可知X 2 一即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的 年+247 kJ-mol。正反应是体积增大的吸热反应，所以有利于提高CH,平衡转化率的条件是高温低压，故选A；某温度下，
14、在体积为2 L 的容器中加入2 mol CH4.1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%,根据方程式可知CH4(g)+C02(g)=2C0(g)+2H2(g)起始浓度(mol/L)1 0.5 0 0转化浓度(mol/L)0.25 0.25 0.5 0.5平衡浓度(mol/L)0.75 0.25 0.5 0.5所以其平衡常数 为 空 壁 二 m。?L。0.75x0.25 3(2)根据表中数据可知相对于催化剂X,催化剂Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X8劣于Y。A.正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应
15、方向进行，因此 积、消均增加，A正确；B.升高温度反应速率均增大，B 错误；C.根据A中分析可知选项C 错误；D.积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明v 消增加的倍数比。积增加的倍数大，D正确。故选A D。根据反应速率方程式可知在(C H。一定时，生成速率随p(C 02)的升高而降低，所以根据图像可知pa(C 02).A(c o2)P c(C 02)从大到小的顺序为2(C O 2)、A(C O2)pa(C O2)o5.三氯氢硅(S i HC L)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：(3)对于反应2S i HC l3(g)=S i H2C l2(g)+S i C l4(g),
16、采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 3 2 3 K 和 3 4 3 K 时 SiH C L 的转化率随时间变化的结果如图所示。文好与件二-=，3 4 3 K 时反应的平衡转化率a =%o 平衡常数K343K=(保留2 位小数)。在3 4 3 K 下：要提高SiH C L 转化率，可采取的 措 施 是；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有、o比较A项，b 处反应速率大小：7a 咤(填“大于”“小于”或“等于 )o反应速率片/正一/逆=。讯 6-%逆 为的F,，k正、A逆分别为正、逆向反应9速率常数，X为物质的量分数，计 算a处 生=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _（保 留1位小数）
17、。U逆【答案】（3）2 2 0.0 2 及 时 移 去 产 物 改 进 催 化 剂 提 高 反 应 物 压 强（浓度）大 于L 3【解析】（3）由图示，温度越高反应越快，达到平衡用得时间就越少，所以曲线a代 表3 4 3 K的反应。从图中读出，平衡以后反应转化率为2 2%o设初始加入的三氯氢硅的浓度为l m o l/L,得到：2 SiH C l3-SiH2C l2+SiC l4起始：100反应：0.2 20.1 10.1 1 （转化率为2 2%）平衡：0.7 80.1 10.1 1所以平衡常数K=0.l l2-0.7 82=0.02O温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离（两
18、边物质的量相等，压强不影响平衡）。缩短达到平衡的时间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是增大压强（增大反应物浓度）、加入更高效的催化剂（改进催化剂）。A项，b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即V a V b。当k _ _ x疚 区 小 叼4反应达平衡时“正 二 J正=及 正4年=卜 咫x阳a/x浅 二q,所以k咫 x短 塔卜 正 二=K,所以 0.0 2 o a点时，转化率为2 0乐 所以计算出：102 SiH C l3=-SiH2C l2 t 卜 SiC l4起始:100反应：0.20.10.1 （转化率为2 0%）平衡：0.80.10.1
19、i i k X 0 炉所以心啊=0.8；X q属 6=*及$=0.1；所以卢=渣乂-=0.0 2 x-y =1.3%ke x 3 即0.16.近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：电能对反应n,在某一投料比时，两种压强下，H2 s o 在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。热会勺妥与光g-OS三R（填“或“A,结 合 i、i i 反应速率解释原因:12【答案】（2）反应n是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H 2 s 的物质的量分数增大（3）S02 S042-4 H+（4）
20、0.4 是 SO?歧化反应的催化剂，U 单独存在时不具有催化作用，但IT可以加快歧化反应速率 反应i i 比 i 快；D中由反应i i 产生的IT使反应i加快【解析】（2）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，P2 时 H 2 s O,物质的量分数大于0时；反应H 是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H 2 s（X 物质的量增加，体系总物质的量减小，H 2 s O4 物质的量分数增大；则 P2 Pi。（3）反应H 的总反应为3 s o 2+2 H 2 O2 H 2 s O4+S,可以作为水溶液中SO2 歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，（总
21、反应-反应i）+2 得，反应i i 的离子方程式为l 2+2 H 2 0+S0 2=4 H+S（V-+2。（4）B是 A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了 0.2 m o l/L H2S04,A与 B中K I浓度应相等，则 a=0.4；对比A与B,加入H*可以加快SO2 歧化反应的速率；对比B与 C,单独H*不能催化SO2 的歧化反应；比较A项，B项，C,可得出的结论是：是 SO?歧化反应的催化剂，H*单独存在时不具有催化作用，但 IT可以加快歧化反应速率；对比D和 A,D中加入K I 的浓度小于A,D中多加了 L,反应i消耗H*和 ，反应i i 中消耗1 2,D中”溶液由棕褐色很快褪色
22、，变成黄色，出13现浑浊较A快”，反应速率D A,由此可见，反应i i 比反应i 速率快，反应ii产生T使 c 3）增 大,从而反应i 加快。7.CO Z是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：催化剂（2）C02与CH,经催化重整,制得合成气:CH4（g）+C02（g）0 2C0（g）+2H2（g）已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键CHc=oH HCO(CO)键能/k Jmol-14137454361075分别在VL恒温密闭容器A （恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入 CH4和 C02各 1 m o l的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是（填
23、“A”或 B”）。按一定体积比加入CH4和 C02,在恒压下发生反应，温度对CO和&产率的影响如图3 所示。此反应优选温度为900的原因是。图3【答案】B900 时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，能耗升高，经济效益降低。14【解析】(2)化学反应的焰变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以婚变为(4X 41 3+2 X 745)-(2 X 1 0 75+2 X 43 6)=+1 2 0 k J m o l。初始时容器 A项，B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向
24、移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。根据图3得到，90 0 时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择90 0 为反应最佳温度。8.N0,(主要指N0 和 N02)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的N0,是环境保护的重要课题。(4)在有氧条件下，新型催化剂M 能催化阳3 与N0,反应生成N2O将一定比例的。2、N B 和 N0*的混合气体，匀速通入装有催化剂M 的反应器中反应。反应相同时间N0,的去除率随反应温度的变化曲线如题2 0 图-2 所示,在5 02 5 0 C 范围内随着温度的升高，N0,的去
25、除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是;当反应温度高于3 80 时，NO,的去除率迅速下降的原因可能是。15IOO|oooo86420。、*拿yf&cN0 l e d;_ _,_ _ _ i_._i_ _ i_L_LI_._I()l(X)2 0()3 0 0 3 X 0 5 B【解析】H2S(g)+C O2(g)C O S(g)+H20(g)开始 0.40m ol 0.l O m ol 0 0反应 X X X X平衡(0.40-JOHIOI(0.10-x)m ol x x4 H 2。）双总）（Of+go一x）+x+”2,解得x=0.01m 所以牍的转化率是%=嬴嬴=由于该反应是反应前后气体体积相
26、等的反应,所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数K_ c(C O S).C(H2O)_ (C O S)-(H2O)_ 0.01x 0.01-C(H2S)C(CO2)一 (H2S)(C O2)一 (0.40-0.01)(0.10-0.01)=2.8 x 10-3；根据题目提17供的数据可知温度由6 10K 升高到6 20K 时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2s 的转化率增大。2 明；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故殳0；A.增大H2s 的浓度，平衡正向移
27、动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2s 转化率降低，A 错误；B.增大C O 2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2s 反应，所以H2s转化率增大，B 正确；C.C 0S 是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2s转化率降低，C 错误；D.M 是与反应体系无关的气体，充入弗，不能使化学平衡发生移动，所以对H2s 转化率无影响，D 错误。故选B。10.丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C H。)脱氢制一丁烯(C 4H8)的热化学方程式如下：C J U g A C 4H8(g)+H2(g)卜风已知：(2)C4H10(g)+2 02(g)=C
28、4H8(g)+H20(g)A =-119 kJ m ol-1Hz(g)+2O2(g)=H2O(g)AZ 5=-242 kJ m ol-1反应的 K为 kJ -m ol：图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x.0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应 采 取 的 措 施 是(填 标 号)。A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压18强1()(8(6(4(2(10300400 500 600 700温度化图50505050443322111 2 3 4 5 6（氢气）/n（丁烷）国（b）(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的
29、作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中H氢气)/刀(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是 O(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链炫类化合物。丁烯产率在5 90 之前随温度升高而增大的原因可能是、;5 90 c之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是【答案】(1)+1 2 3 小于 A D(2)氢气是产物之一，随着A(氢气)/加丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链短类【解析】(D 根据盖斯定律，用式-式可得式，因此尸乩
30、-也=-1 1 9k j/m o l +2 4 2 k j/m o l =+1 2 3 k J/m o l o 由 a 图可以看出，温度相同时，由 0.I M Pa19变化到xMPa,丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所 以 x 的压强更小，x RAsO等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：(2)工业上常将含碑废渣(主要成分为As2sJ制成浆状，通 入 氧 化，生成HaAsO,和单质硫。写出发生反应的化学方程式 o 该反应需要在加压下进行，原因是 O(4)298 K 时，将 20 mL 3x mol L-1 Na3AsO3 20 mL 3x mol L-1 I2和 20 mLNaOH 溶液混
31、合，发生反应：AsOt(aq)+I2(aq)+20H-(aq)=AsO厂(aq)+2(aq)+HzO。溶液中C(ASOT)与反应时间(方)的关系如图所示。20 下 列 可 判 断 反 应 达 到 平 衡 的 是（填标号）。a.溶液的p H 不再变化b.y（D=2 r（A s ODc.c（A s O）/c（A s O 3 不再变化d.c（r）=y m o l ,L&时，。正 v 逆（填“大于”“小于”或“等于”）。4 时。逆 森时。逆（填 大于小于 或 等于），理由是 o若平衡时溶液的PH=1 4,则该反应的平衡常数K 为 o【答案】（2）2 As 2 s 3+5 O 2+6 H 2 3 4 H
32、 3 AS O 4+6 S增加反应物。2的浓度，提高A s 2 s 3的转化速率（4）a c 大于 小于 髭时生成物浓度较低（x-y）【解析】（2）原已知可以得到As 2 s 3+（）2-H 3 AS O 4+S,As 2 s 3 总共升高1 0 价，得失21电子配平得2As2s3+502f 4 HSAS()4+6 S,再考虑质量守恒，反应前少12H、60,所以反应原理为2As2s3+5O2+6H2O4H3ASO4+6S。该反应加压时，增加反应物的浓度，平衡正向移动，能够有效提高As2s3的转化率；(4)a.溶液pH不变时，则c(0H)也保持不变，反应处于平衡状态；b.根据速率关系，Mn/2=
33、MAs03。，则MI-)=2 M AS0 3”)始终成立，M)=2MAs(V-)时反应不一定处于平衡状态；c.由于提供的NasAsOs总量一定，所以c(A sO 3/c(A sO 3不再变化时,C(ASO3与C(ASO 3”)也保持不变，反应处于平衡状态；d.平 衡 时c(r)=2c(AsO33-)=2X y mol/L=2ym ol/L时，即c(1)=y m ol/L时反应不是平衡状态。反应从正反应开始进行，时反应继续正向进行，。正 R 逆。，时比图 时AsO/浓度小，所以逆反应速率：京森。反应前，三种溶液混合后，NasAsCh浓度为3xm ol/LX20/(20+20+20)=xm o l
34、/L,同理I2浓度为x m o l/L,反应达到平衡时，生成。(AsOj)为y m o l/L,则反应生成 浓度c(1)=2ym ol/L,消耗A sO jL浓度均为ym ol/L,平衡时c(As(V-)为(小力 mol/L,c(12)为(小力mol/L,溶液中 c(0H)=l mol/L,K=y(2y)2 _ 4 寸(x-j).(x-7)x l2(mol L-l)-1o12.某混合物浆液含有Al(OH)3、MrA和少量Na2CrO4,0考虑到胶体的吸附作用 使NazCrO,不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含格元素溶液，并回收利用。回答I和II中的问
35、题。固体混合物分离利用的流程图22(2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有C L 生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生C h。由此判断 影 响 该 反 应 有 效 进 行 的 因 素 有(填 序 号)。a.温度 b.C 的浓度 c.溶液的酸度【答案】(2)a c【解析】(2)根据实验方案可知，D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有 C b 生成，可知温度对该反应有影响；当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸,又产生C L。说明加入田能继续产生C l2,可知溶液的酸度对该反应有影响，综上所述，影响该反应的因素有温度和溶液的酸度，故选a c。1 3.T
36、 iCL是由钛精矿(主要成分为T i O z)制备钛(T i)的重要中间产物，制备纯T i CL的流程示意图如下：(1)氯化过程：T i O z 与 C L 难以直接反应，加碳生成CO 和 CO?可使反应得以进行。已知：T i O2(s)+2 Cl2(g)=T i Cl4(g)+02(g)A 直=+1 7 5.4 k J m o K12 C(s)+O 2 (g)=2 C0 (g)A 4=一 2 2 0.9 k J m o l-1氯化过程中CO 和 CO 2 可以相互转化，根据如图判断：CO Z生成CO 反应的0(填“V 或“=”),判断依据：o23OEW8COi400 600 B O O 10
37、00 120077c【答案】(D 随温度升高，c o 含量增大，说明生成c o 的反应是吸热反应【解析】(1)根据图像，随着温度的升高，c o 的浓度增加，C0 2 浓度降低,说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即H。正确答案：、温度越高，C0 的物质的量越多(或C02的物质的量越少)，说明C()2 生成c o 的反应是吸热反应,所以H0。1 4.元素铭(Cr)在溶液中主要以Cr”(蓝紫色)、Cr(O H)(绿色)、Co CV X 橙红色)、Cr CV X 黄色)等形式存在,Cr(0 H)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：(2)Cr(V-和COCP-在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为
38、1.0 r no l-L-1的Naz Cr O,溶液中c (Cr2072-)随 c (H+)的变化如图所示。1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0c(H*)/(10-7mo!L*)由图可知，溶液酸性增大，Cr(V-的平衡转化率(填“增大”“减24小”或“不变”)。根据A 点数据，计算出该转化反应的平衡常数为 o升高温度,溶液中Cr(V-的平衡转化率减小,则该反应的A H 0 (填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】(2)Z C a+Z H+a C W+H zO；增大；1.0 X 1 01 4；小于；【解析】(2)随着M 浓度的增大，Cr CV 一与溶液中的H+发生反应，反应转化为 C
39、e CV 一的离子反应式为:2 Cr O42+2 H+=根据化学平衡移动原理，溶液酸性增大，c(H+)增大，化学平衡ZCr Ce+ZH+aCo CV +ILO 向正反应方向进行,导致Cr(V-的平衡转化率增大;根据图像可知，在 A 点时,c (Cr2072)=0.2 5 m o l/L,由于开始时c(Cr(V)=L 0 m o l/L,根据Cr 元素守恒可知A 点的溶液中Cr(V-的浓度 c(Cr(V-)=0.5 m o l/L；If 浓度为1.O X IO-7 m o l/L；此时该转化反应的平衡常数4=吟0 广)=0.2 5 =1 0 乂 1 0”为 c2(Cr O42-)?(H+)0.5
40、2X(.0X10-7)2.由于升高温度，溶液中 CN-的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中Cr(V-的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的A H V 0；1 5.丙烯懵(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCH0)和乙晴(CACN)等，回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯晴(C3HM和副产物丙烯醛(C3H40)的热化学方程式如下：C3H6 (g)+NH3(g)+3/2。2 (g
41、)X 3H3N(g)+3H20 (g)A H=-5 1 5 k J/m o l25 C3H6 (g)+02(g)=C3H40 (g)+H20 (g)A H=-35 3k J/m o l两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是；有利于提高丙烯晴平衡 产 率 的 反 应 条 件 是;提高丙烯晴反应选择性的关键因素是 o（2）图（a）为丙烯晴产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为46 0 o低于46 0 C 时，丙 烯 懵 的 产 率（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是；高 于 46 0 C 时，丙烯庸产率降低的可能原因是（双选，填标号）A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大C
42、.副反应增多 D.反应活化能增大tP国(a)n（氯（丙烯）国（b）（3）丙烯晴和丙烯醛的产率与n （氨）/n （丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知,最 佳 n（氨）/n（丙烯）约为，理由是 o 进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 o【答案】（1）两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂（2）不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低A C（3）1 该比例下丙烯庸产率最高，而副产物丙烯醛产率最低1：7.5：126【解析】(1)因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大；该反应为气体分子数增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯晴的平衡产率；提高丙烯糖反应选择性的关
43、键因素是催化剂。(2)因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,反应刚开始进行，尚未达到平衡状态,46 0 以前是建立平衡的过程，所以低于46 0 时，丙烯晴的产率不是对应温度下的平衡产率；高于46 0 时，丙烯晴产率降低，A.催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B.平衡常数变大，对产率的影响是提高产率才对，错误；C.根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D.反应活化能的大小不影响平衡，错误；故选A C。(3)根据图像可知，当n (氨)/n (丙烯)约为1 时，该比例下丙烯盾产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C 此(g)+N B(g
44、)+3/2 0 2(g)=C 3H 3N 5)+340(g),氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1 的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占2 0%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：lo1 6.煤燃烧排放的烟气含有S O 2 和 N O、，形成酸雨、污染大气，采用N a C l O z 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：(2)在鼓泡反应器中通入含有S O 2 和 N 0 的烟气，反应温度为32 3 K,N a C 1 02溶液浓度为5 X I O、。1 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子S O 产S 032-N O3-N O?-crc/(
45、m ol ,LT)8.35 X1 0-46.8 7 X1 0-61.5 X1 0-41.2 X1 0-53.4X1 0-327写出N a C l O z 溶 液 脱 硝 过 程 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式。增加压强,N O 的 转 化 率(填“提高”、“不变”或“降低)(.由实验结果可知，脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于“)。原因是除了 S O?和 N O 在烟气中的初始浓度不同，还可能是 o(3)在不同温度下，N aClO z 溶液脱硫、脱硝的反应中，S O?和 N O 的平衡分压Pe如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱 硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大”
46、、“不变”或“减小”)o反应C1 O 2-+2 S O 3 2-=2 S(V-+C 的平衡常数K 表达式为 o(4)如果采用N aClO、Ca(C1 0)2 替代N aC1 0 2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(C1 0)2 相比N aClO 具 有 的 优 点 是。【答案】(1)亚氯酸钠(2)4 0 1 r+3 C1(V +4 N O =4 N O 3-+3 C1-+2 H2。提高减小 大于 N 0溶解度较低或脱硝反应活化能较高28K_ C(C1-).C2(SQ42-)(3)减小-c(ao2-).?(s o3a-)(4)形成CaS(h 沉淀，反应平衡向产物方向移动，S
47、 O 2 转化率提高【解析】(DN aClO z 的化学名称为亚氯酸钠。(2)亚氯酸钠具有氧化性，分析题给数据知N aClO z 溶液脱硝过程中主要生产硝酸根和氯离子,利用化合价升降法结合原子守恒和电荷守恒配平，该反应的离子方程式为4 0 H+3 C1 02+4 N 0=4 N 0 f+3 Cr+2 H20;该反应正反应是气体体积减小的，则增加压强，平衡正向移动，N O 的转化率提高；根据反应的方程式2 H20+C1 02+2 S 02=2 S 042+Cr+4 H 2 H2O+3 C1 O；+4 N O=4 N O3+3 CF+4 H+,可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的p
48、H逐渐减小；由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了 S O?和 N O 在烟气中的初始浓度不同，还可能是N O 溶解度较低或脱硝反应活化能较高或S O 2 的溶解度大于N O 或二氧化硫的还原性强，易被氧化；(3)由图像知，随着温度的升高，和 N O 的平衡分压的负对数逐渐减小，和 N O的平衡分压逐渐增大，平衡逆向移动，脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小；根据反应C1 O 2-+2 S O 3 2-=2 S(V-+C 写出反应的平衡常数十表达式为C(C/-C2(SO42-)(4)形成CaS(X 沉淀，反应平衡向产物方向移动，S O 2
49、转化率提高，所以Ca(C1 0)2 效果好。1 7.催化还原CO?是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/Z n O 催化剂存在下，CO?和庆可发生两个平行反应，分别生成CH3 0 H和 CO。反应的热化学方程式如下：29C02(g)+3 H2(g)CH3O H(g)+H2O(g)A H-53.7 k J m o l11C02(g)+H2(g)C0(g)+H20(g)A H2II某实验室控制CO 2 和乂初始投料比为1:2.2,在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)543Cat A12.342.3543Cat.210.
50、972.7553Cat.l15.339.1553Cat.212.071.6【备注】C a t.l:C u/Z n O纳米棒；C a t.2:C u/Z n O纳米片；甲醇选择性：转化的C O2 中生成甲醇的百分比已知：C O和 H2的标准燃烧热分别为-2 8 3.Ok Jm o L 和-2 8 5.8 k Jm o K1 H20(l)=H20(g)A H3=4 4.Ok J-m o K1请回答(不考虑温度对AH 的影响)：(1)反应I 的平衡常数表达式K=；(2)有利于提高C O2 转化为C H3 0 H平衡转化率的措施有。A.使用催化剂C a t.1 B.使用催化剂C a t.2 C.降低反