2019高考化學 難點剖析 專題36 化學平衡狀態(tài)的判斷練習.doc

專題36 化學平衡狀態(tài)的判斷1（2019屆山西省大同市第一中學高三8月開學檢測）定溫度下，將2molSO2和lmolO2充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) H=-196 kJmol-1，5min時達到平衡，測得反應放熱166.6 kJ。下列說法錯誤的是A 05 min內(nèi)，用O2表示的平均反應速率v(O2)=0.017 molL-1 min-1B n(O2)n(SO3) 的值不變時，該反應達到平衡狀態(tài)C 若增大O2的濃度，SO2的轉(zhuǎn)化率增大D 條件不變，起始向容器中充入4 mol SO2和 2 mol O2，平衡時放熱小于333.2 kJ【答案】D2（2018屆江蘇省鹽城市高三第三次模擬考試）下列說法正確的是（ ）A 反應2N2O(g)=2N2 (g)+O2(g)的H<0，S<0B 電解法精煉粗銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極C 反應KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O,每消耗1molKIO3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為66.021023D 恒溫恒容閉密容器中進行的反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，當壓強不再發(fā)生變化時，表明反應已達到平衡狀態(tài)【答案】B【解析】A. 反應2N2O(g)=2N2 (g)+O2(g)為氣體增多的反應，S>0，選項A錯誤；B、電解法精煉粗銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為含銅離子的溶液，選項B正確；C、反應KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O，碘由+5價變?yōu)?價和由-1價變?yōu)?，每消耗1molKIO3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為56.021023，選項C錯誤；D、恒溫恒容密閉容器中進行的反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，反應為氣體體積不變的反應，壓強始終不變，故當壓強不再發(fā)生變化不能說明已達到平衡狀態(tài)，選項D錯誤。3（2018屆四川省樂山市第二次調(diào)查研究考試）甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下:I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/molIII.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=-49.53kJ/mol某些物質(zhì)的標準生成熱物質(zhì)COCO2H2CH3OH(g)標準生成熱(kJ/mol)-110.52-393.510-201.25回答下列問題:(1)物質(zhì)的標準生成熱是常用的化學熱力學數(shù)據(jù)，可以用來計算化學反應熱?；瘜W反應熱:H=生成物標準生成熱總和一反應物標準生成熱總和。計算 H1=_kJ/mol。(2)在一容積可變的密團容器中，1molCO與2molH2發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1，CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與壓強的關(guān)系如圖所示。a、b兩點的反應速率:v(a)_v(b)(填“>”、“<”或“=”)T1_T2(填“>”、“<"或“=”)，原因是_。在c點條件下，下列敘述能說明上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是_(填代號)。a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的體積分數(shù)不再改變C混合氣體的密度不再改變 d.CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變計算圖中a點的平衡常數(shù)Kp_(kPa)-2(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù))。(3)合成甲醇尾氣中CO的濃度常用電化學氣敏傳感器進行測量，其中CO傳感器可用下圖簡單表示，則陽極發(fā)生的電極反應為_?！敬鸢浮?0.73CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故T1<T2bc1.610-7(kPa)-2CO+H2O-2e-=CO2+2H+CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始量（mol/L） 1 2 0變化量（mol/L） 0.5 1 0.5平衡量（mol/L） 0.5 1 0.5用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù)，平衡常數(shù)Kp=p(CH3OH)pCOp2(H2)=0.51060.50.5+1+0.50.51060.50.5+1+0.5(0.51060.50.5+1+0.5)2=1.610-11(kPa)-2；（3）陽極是失電子發(fā)生氧化反應的物質(zhì)，結(jié)合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳同時生成氫離子，電極反應為：CO+H2O-2e-=CO2+2H+。4（2018屆山東省七校聯(lián)合體高三第二次聯(lián)考）（1）2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能符合催化劑，成功實現(xiàn)了CO2直接加氫制取辛烷值汽油，該研究成果被評價為“CO2催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的突破性進展”。已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H1 =aKJ/molC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H2=bKJ/mol試寫出25、101kPa條件下，CO2與H2反應生成汽油（以C8H18表示）的熱化學方程式_。（2）利用CO2及H2為原料，在合適的催化劑（如Cu/ZnO催化劑）作用下，也可合成CH3OH，涉及的反應有：甲：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H= 53.7kJmol-1 平衡常數(shù)K1乙：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H= + 41.2kJmol-1 平衡常數(shù)K2CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=_(用含K1、K2的表達式表示)，該反應H_0（填“大于”或“小于”）。提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_（填寫兩項）。催化劑和反應體系的關(guān)系就像鎖和鑰匙的關(guān)系一樣，具有高度的選擇性。下列四組實驗，控制CO2和H2初始投料比均為1：2.2，經(jīng)過相同反應時間（t1min）。溫度（K）催化劑CO2轉(zhuǎn)化率（%）甲醇選擇性（%）綜合選項543Cu/ZnO納米棒材料12.342.3A543Cu/ZnO納米片材料11.972.7B553Cu/ZnO納米棒材料15.339.1C553Cu/ZnO納米片材料12.070.6D由表格中的數(shù)據(jù)可知，相同溫度下不同的催化劑對CO2的轉(zhuǎn)化為CH3OH的選擇性有顯著影響，根據(jù)上表所給數(shù)據(jù)結(jié)合反應原理，所得最優(yōu)選項為_（填字母符號）。（3）以CO、H2為原料合成甲醇的反應為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在體積均為2L的三個恒容密閉容器、中，分別都充入1molCO和2molH2，三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變。下圖為三個容器中的反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)示意圖，其中有一個容器反應一定達到平衡狀態(tài)。05min時間內(nèi)容器中用CH3OH表示的化學反應速率為_。三個容器中一定達到平衡狀態(tài)的是容器_（填寫容器代號）?！敬鸢浮?8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1)+16H2O(1) H=（25a-b）KJ/mol K=K1K2 小于 降低溫度、減小產(chǎn)物濃度 B 0.0875mol/(Lmin) 【解析】 (1)已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H1 =aKJ/mol；C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H2=bKJ/mol根據(jù)蓋斯定律，由25-得反應方程式：8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1) +16H2O(1) H=25H1-H2=H=（25a-b）KJ/mol； (3) CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)開始時的物質(zhì)的量：1 2 0轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量： a 2a a平衡時的物質(zhì)的量：1-a 2-2a a容器中05 min內(nèi)H2含量是20%，a=，v(CH3OH)= 0.0875mol/(Lmin)；中溫度高氫氣含量高，說明達到平衡升高溫度平衡逆向移動，氫氣含量增加。5（2019屆安徽省合肥市高三上學期調(diào)研性檢測）氨作為重要化工原料，被大量應用于工業(yè)生產(chǎn)。氨在不同催化劑條件下可發(fā)生下列兩個反應:反應I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) H=-905.0 kJmol1反應 II：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) H=-1266.6kJmol1(1)寫出NO分解生成N2與O2的熱化學方程式：_。(2)反應I在容積固定的密閉容器中進行，容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表：時間 濃度c(NH3)/mol/Llc(O2)/mol/Lc(NO)/ mol/L第 0 min0.81.60第 2 min0.30.9750.5第 3 niin0.30.9750.5第4 min0.71.4750.1反應從開始到第2min時，v(H2O)=_。在第3min時，改變的反應條件可能是_(填選項字母)。A使用催化劑 B臧小壓強 C升高溫度 D增加O2的濃度該反應達到平衡狀態(tài)的標志是_(填選項字母)。A在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度不再變化B單位時間內(nèi)消耗nmolNO的同時消耗nmolNH3C百分含量w(NH3)=w(NO)D反應速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6(3)若在容積為2L的密閉容器中充入8molNH3(g)和6molO2(g),發(fā)生反應II。保持其他條件不變，在相同時間內(nèi)測得c(N2)與溫度的關(guān)系如圖所示。則T1下，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為_。圖中a、c兩點對應的容器內(nèi)部壓強Pa_Pc(填“>”、“<”或“=”)(4)氨氣可用于生成硝酸銨化肥。25時，已知NH3H2O的電離常數(shù)Kb=1.810-5，則硝酸銨在此溫度下發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)Kh=_?！敬鸢浮?2NO(g) N2(g)+O2(g) H=-180.8kJ/mol 0.375mol/(Lmin) C B 60% > (5/9)10-9(或5.610-10)【解析】(1)已知：反應I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) H=-905.0 kJmol1，反應 II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) H=-1266.6kJmol1，根據(jù)蓋斯定律可知（ II-I）2可得2NO(g) =O2+N2(g) ，H=(-1266.6 kJmol-1)-(-905.0 kJmol-1)2 = H= -180.8 kJmol-1，NO分解生成N2與O2的熱化學方程式為2NO(g) N2(g) +O2(g) H= -180.8 kJmol-1；(2) 反應從開始到第2min時，v(H2O)=32 v(NO)=320.5mol/L2min=0.375mol/(Lmin)；在第3min后到4min，根據(jù)數(shù)據(jù)可知反應按比例向逆方向移動，所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標志，選項C錯誤；D、用NH3、O2、NO、H2O的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為4:5:4:6的狀態(tài)，不一定是平衡狀態(tài)，所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標志，選項D錯誤；答案選B；(3)T1下，c(N2)=1.2mol/L，則生成的氮氣為1.2mol/L2L=2.4mol，根據(jù)反應4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g)可知消耗的氨氣為4.8mol，故轉(zhuǎn)化率為4.8mol8mol100%=60%；c點溫度較高平衡逆向移動，氣體的總物質(zhì)的量減少，壓強減小，故圖中a、c兩點對應的容器內(nèi)部壓強Pa>Pc；(4) 25時，已知NH3H2O的電離常數(shù)Kb=1.810-5，則NH4+H2ONH3H2O+H+，Kh=cNH3H2Oc(H+)c(NH4+)=cNH3H2Oc(H+)c(OH-)c(NH4+)c(OH-)=KwKb=1.010-141.810-5=5910-9。6（2019屆四川省成都經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗中學校高三上學期入學考試）無色氣體N2O4是一種強氧化劑，為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學方程式為N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。（1）將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說明反應達到平衡的是 _。av正(N2O4)2v逆(NO2) b體系顏色不變c氣體平均相對分子質(zhì)量不變 d氣體密度不變達到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達平衡時，混合氣體顏色 _(填 “變深”“變淺”或“不變”)，判斷理由_。（2）平衡常數(shù)K可用反應體系中氣體物質(zhì)分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓總壓物質(zhì)的量分數(shù)例如：p(NO2)p總x(NO2)。寫出上述反應平衡常數(shù)Kp表達式 _(用p總、各氣體物質(zhì)的量分數(shù)x表示)；影響Kp的因素_。（3）上述反應中，正反應速率v正k正p(N2O4)，逆反應速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強100 kPa)，已知該條件下k正4.8104 s1，當N2O4分解10%時，v正_kPas1。（4）真空密閉容器中放入一定量N2O4，維持總壓強p0恒定，在溫度為T時，平衡時N2O4分解百分率為。保持溫度不變，向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達式為_?！敬鸢浮縝c變深正反應是吸熱反應，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，c(NO2)增加，顏色加深p總x2(NO2)x(N2O4)溫度K正K逆3.9106a22-a2 (2)由題目信息可知，用某組分(B)的平衡壓強(PB)表示平衡常數(shù)為：生成物分壓的系數(shù)次冪乘積與反應物分壓系數(shù)次冪乘積的比，N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=p總x(NO2)2p總x(N2O4)=p總x2(NO2)x(N2O4)，平衡常數(shù)只受溫度溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；(3)平衡時正逆速率相等，由v正=k正p(N2O4)，v逆=k逆p2(NO2)，聯(lián)立可得Kp=K正K逆，當N2O4分解10%時，設投入的N2O4為1mol，轉(zhuǎn)化的N2O4為0.1mol，則：N2O4(g)2NO2(g) 物質(zhì)的量增大n1 2-1=10.1mol 0.1mol故此時p(N2O4)=1mol-0.1mol1mol+0.1mol100kPa=911100kPa，則v正=4.8l04s-1911100kPa=3.9106 kPas-1； (4)在溫度為T時，平衡時N2O4分解百分率為a，設投入的N2O4為1mol，轉(zhuǎn)化的N2O4為amol，則： N2O4(g)2NO2(g) 起始量(mol)：1 0變化量(mol)：a 2a平衡量(mol)：1-a 2a故x(N2O4)=1-a1+a，x(NO2)=2a1+a，則平衡常數(shù)Kp=p總x(NO2)2p總x(N2O4)= p總x2(NO2)x(N2O4)=p0（2a1+a）21-a1+a，保持溫度不變，平衡常數(shù)不變，令N2O4的平衡分解率為y，則：p0（2a1+a）21-a1+a=2p0（2y1+y）21-y1+y，解得y=a22-a2。7（2018屆貴州省遵義航天高級中學高三第十一次模擬考試）硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上采用氨的催化氧化法制備硝酸。(1) 已知反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)為放熱反應，在恒容容器中能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是（_）A容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:2:3 B v正(N2)=v逆(H2)C容器內(nèi)壓強保持不變 D混合氣體的密度保持不變(2)理論上,為了增大平衡時的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_(要求答出兩點)合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,合成氨反應的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下表，則400時,測得某時刻氮氣、氫氣、氨氣的物質(zhì)的量濃度分別為1 molL-1、2 molL-1、3 molL-1時,此時刻該反應正反應速率_ 逆反應速率(填“大于”、“小于”或“等于”） 溫度/200300400K1.00.860.5(4)消除硝酸工廠尾氣的一種方法是用甲烷催化還原氮氧化物，已知： CH4 (g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol-1 N2(g)2O2(g)2NO2(g) H67.0 kJmol-1 則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學方程式為_(5)在25 下，向濃度均為0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化學式)，當兩種沉淀共存時,溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_(已知25 時KspMg(OH)2=1.810-11，KspCu(OH)2=2.210-20)【答案】 C 降溫、加壓、分離氨氣 小于 CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol Cu(OH)2 8.2108 或9109 / 11 (3)QC=32122=2.25>K=0.5，說明反應向逆反應方向進行，因此v正(N2)=v逆(N2)，因此，本題正確答案是: 小于；（4） CH4 (g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol-1 N2(g)2O2(g)2NO2(g) H67.0 kJmol-1 根據(jù)蓋斯定律：-得：CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol，因此，本題正確答案是: CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g)+CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol；（5）由于KspCu(OH)2<KspMg(OH)2，所以先生成Cu(OH)2沉淀；當兩種沉淀共存時，溶液是Cu(OH)2、Mg(OH)2的飽和溶液，溶液中OH-離子濃度相同，根據(jù)溶度積常數(shù)計算，溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=KspMgOH2KspCuOH2 =1.810-112.210-20=8.2108，故答案為：8.2108 或9109 / 11。8（2018屆甘肅省靖遠縣高三第四次聯(lián)考）碳熱還原法廣泛用于合金及材料的制備?；卮鹣铝袉栴}：(1)一種制備氮氧化鋁的反應原理為23Al2O3+15C+5N2=2Al23O27N5+15CO，產(chǎn)物Al23O27N5中氮的化合價為_。(2)真空碳熱冶鋁法包含很多反應，其中的三個反應如下：Al2O3 (s)+3C(s)=Al2OC(s)+2CO(g)H12Al2OC(s)+3C(s)=Al4C3(s)+2CO(g)H22Al2O3 (s)+9C(s)= Al4C3 (s)+6CO(g)H3H3=_(用H1、H2表示)。Al4C3可與足量鹽酸反應制備一種最簡單的烴，該反應的化學方程式為_。(3)下列是碳熱還原制錳合金的三個反應，CO與CO2平衡分壓比的自然對數(shù)值(1nK=2.303lgK)與溫度的關(guān)系如圖所示(已知Kp是用平衡分壓代替濃度計算所得的平衡常數(shù)。分壓=總壓氣體的物質(zhì)的量分數(shù))。I.Mn3C(s)+4CO2(g) 3MnO(s)+5CO(g)Kp(I)II.Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g) Kp(II)III.Mn3C(s)+CO2(g) 3Mn(s)+2CO(g)Kp(III)H>0的反應是_(填“I”“II”或“I”)。1200K時，在一體積為2L的恒容密閉容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2，只發(fā)生反應I，5min后達到平衡，此時CO的濃度為0.125mol/L，則05min內(nèi)V(CO2)=_。在一體積可變的密閉容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，只發(fā)生反應II，下列能說明反應II達到平衡的是_(填字母)。A容器的體積不再改變 B固體的質(zhì)量不再改變 C氣體的總質(zhì)量不再改變向恒容密閉容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2，若只發(fā)生反應III，則在A點反應達到平衡。當容器的總壓為akPa時，CO2的轉(zhuǎn)化率為_；A點對應溫度下的Kp(III)=_?！敬鸢浮? 2H1+H2 Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4 III 0.02molL-1min-1 BC 33.3% 0.5akPa (3)由圖中信息可知，反應III升高溫度，1nK增大，則K增大，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，H>0；05min內(nèi)V(CO2)=4/50.1255=0.02molL-1min-1 ； 反應II: Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g)為氣體體積不變的放熱反應，根據(jù)變量不變達平衡進行判斷；A.反應為氣體不變的反應，反應中容器的體積不是變量，不能作為平衡狀態(tài)的依據(jù)，A錯誤；反應為固體質(zhì)量增大的反應，固體的質(zhì)量為變量，當固體的質(zhì)量不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)，B正確；反應是一個氣體質(zhì)量減小的反應，氣體的總質(zhì)量為變量，當氣體的總質(zhì)量不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)，C正確；正確選項BC 。 向恒容密閉容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2，若只發(fā)生反應III，則在A點反應達到平衡，則c(CO)=1/2c(CO2),當容器的總壓為akPa時，CO2的轉(zhuǎn)化率為0.5/(1+0.5)100%=33.3% , A點對應溫度下的Kp(III)=P(CO)/p(CO2)=0.5akPa。9（2018屆山西省太原市第五中學高三第二次模擬考試）乙烯是合成食品外包裝材料聚乙烯的單體，可以由丁烷裂解制備。主反應：C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g) H1副反應：C4H10 (g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g) H2回答下列問題：（1）化學上，將穩(wěn)定單質(zhì)的能量定為0，生成穩(wěn)定化合物時釋放或吸收的能量叫做生成熱，生成熱可表示該物質(zhì)相對能量。下表為25、101kPa下幾種有機物的生成熱：物質(zhì)曱烷乙烷乙烯丙烯正丁烷異丁烷生成熱/kJmol-1-75-855220-125-132書寫熱化學方程式時，要標明“同分異構(gòu)體名稱”，其理由是_。上述反應中，H1=_kJ/mol。（2）一定溫度下，在恒容密閉容器中投入一定量正丁烷發(fā)生反應生成乙烯。下列情況表明該反應達到平衡狀態(tài)的是_（填代號）。A氣體密度保持不變 Bc(C2H4)c(C2H6)/ c(C4H10)保持不變C反應熱不變 D正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等為了同時提高反應速率和轉(zhuǎn)化率，可采用的措施是_。（3）向密閉容器中充入丁烷，在一定條件（濃度、催化劑及壓強等)下發(fā)生反應，測得乙烯產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖所示。溫度高于600時，隨若溫度升高，乙烯產(chǎn)率降低，可能的原因是_（填代號)。A平衡常數(shù)降低 B活化能降低 C催化劑活性降低 D副產(chǎn)物增多（4）在一定溫度下向1L恒容密閉容器中充入2mol正丁烷，反應生成乙烯和乙烷，經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài)，測得平衡時氣體壓強是原來的1.75倍。010min內(nèi)乙烯的生成速率v(C2H4)為_molL-1min-1。上述條件下，該反應的平衡常數(shù)K為_。（5）丁烷-空氣燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池的負極反應式為_。（6）K2CO3可由二氧化碳和氫氧化鉀溶液反應制得。常溫下,向1 L pH=10的KOH溶液中持續(xù)通入CO2,通入CO2的體積(V)與溶液中水電離出的OH-濃度的關(guān)系如圖所示。C點溶液中各離子濃度大小關(guān)系為_?！敬鸢浮?同分異構(gòu)體的能量不相等 +92 BD 升高溫度 CD 0.15 4.5 C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O c(K+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)（2）A氣體的質(zhì)量和體積均不變，故氣體密度保持不變； Bc(C2H4)c(C2H6)/ c(C4H10)保持不變時就是該反應的化學平衡常數(shù)；C反應熱與平衡狀態(tài)無關(guān)； D正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等，表明正反應速率和逆反應速率相等。綜上所述，表明該反應達到平衡狀態(tài)的是BD。由于該反應是一個吸熱反應，故升高溫度可以同時提高反應速率和轉(zhuǎn)化率。010min內(nèi)乙烯的生成速率v(C2H4)=1.5mol1L10min=0.15molL-1min-1。上述條件下，該反應的平衡常數(shù)K=1.51.52-1.5=4.5。（5）丁烷-空氣燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極，該燃料電池的負極上丁烷被氧化，電極反應式為C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O。（6）由圖可知，C點溶液中水電離出的OH-濃度最大，則C點對應的溶液為K2CO3溶液，因碳酸根離子可以發(fā)生水解而使溶液呈堿性，故其離子濃度大小關(guān)系為c(K+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)。10（2018屆遼寧省沈陽市東北育才學校高三第八次模擬考試）CO、CO2是化石燃料燃燒的主要產(chǎn)物。（1）將含0.02 molCO2和0.01molCO的混合氣體通入有足量Na2O2 固體的密閉容器中，同時不斷地用電火花點燃，充分反應后，固體質(zhì)量增加_g。（2）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566.0 kJmol-1，鍵能Eo=o為499.0kJmol-1。反應：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的H=_kJmol-1。已知1500時，在密閉容器中發(fā)生反應：CO2(g)CO(g)+O(g)。反應過程中O(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖1 所示，則02 min 內(nèi)，CO2 的平均反應速率 (CO2)=_。 （3）在某密閉容器中發(fā)生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，1molCO2 在不同溫度下的平衡分解量如圖2 所示。恒溫恒容條件下，能表示該可逆反應達到平衡狀態(tài)的有_ (填字母)。 ACO 的體積分數(shù)保持不變 B容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 C容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D單位時間內(nèi)，消耗CO 的濃度等于生成CO2 的濃度 分析圖2，若1500時反應達到平衡狀態(tài)，且容器體積為1L，則此時反應的平衡常數(shù) K=_(計算結(jié)果保留1 位小數(shù))。 向恒容密閉容器中充入2molCO2(g)，發(fā)生反應：2CO2(g)2CO(g) +O2(g)，測得溫度為T時，容器內(nèi)O2的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如曲線II 所示。圖中曲線I 是相對于曲線II僅改變一種反應條件后c(O2)隨時間的變化，則改變的條件是_；a、 b兩點用CO濃度變化表示的凈反應速率關(guān)系為a(CO)_(填“>”“<”或“=”) b( CO)?！敬鸢浮?0.84g -33.5 310-7molL-1min-1 AC 3.210-8molL-1 升溫 <根據(jù)圖像（O）=c（O）t=0.610-6mol/L2min=310-7mol/（Lmin），根據(jù)同一反應中不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學計量數(shù)之比，則（CO2）=（O）=310-7mol/（Lmin）。（3）A項，CO的體積分數(shù)保持不變能說明反應達到平衡狀態(tài)；B項，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，容器中混合氣體的質(zhì)量始終不變，該容器為恒容容器，混合氣體的密度始終不變，混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)；C項，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，容器中混合氣體的質(zhì)量始終不變，該反應的正反應為氣體分子數(shù)增加的反應，建立平衡的過程中，氣體分子物質(zhì)的量增加，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，達到平衡時氣體分子物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變能說明反應達到平衡狀態(tài)；D項，單位時間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CO2的濃度僅表示逆反應速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)；能表明反應達到平衡狀態(tài)的是AC，答案選AC。根據(jù)圖像1500，反應達到平衡時O2的體積分數(shù)為0.2%，設平衡時O2濃度為xmol/L，用三段式2CO2（g）2CO（g）+O2（g）c（起始）（mol/L） 1 0 0c（轉(zhuǎn)化）（mol/L） 2x 2x xc（平衡）（mol/L）1-2x 2x x則x1-2x+2x+x=0.2%，解得x=0.002，平衡時CO2、CO、O2的濃度依次為0.996mol/L、0.004mol/L、0.002mol/L，反應的平衡常數(shù)K=（0.004mol/L）20.002mol/L（0.996mol/L）2=3.210-8mol/L。該反應的正反應是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應；曲線I相對于曲線II先出現(xiàn)拐點，曲線I的反應速率比曲線II快；曲線I達到平衡時O2的濃度比曲線II平衡時大；即改變的條件既能加快反應速率又能使平衡向正反應方向移動，曲線I 是相對于曲線II改變的條件為升高溫度。a點處于曲線II上，b點處于曲線I上，b點溫度高于a點，溫度越高化學反應速率越快，則a（CO）<b（CO）。11（2018屆湖北省武漢市高中畢業(yè)生五月訓練）乙二酸(H2C2O4)俗稱草酸，是二元弱酸?；卮鹣铝袉栴}：（1）在恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應：H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g)，下列描述能說明反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_(填標號)。A壓強不再變化 BCO2(g)的體積分數(shù)保持不變C混合氣體密度不再變化 D混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變（2）草酸溶液中各離子濃度分數(shù)(X)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示：當溶液中含碳粒子的主要存在形態(tài)為C2O42-時，溶液的酸堿性為_(填標號)。A強酸性 B弱酸性 C中性 D堿性25時,反應C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常數(shù)的對數(shù)值1gK=_。（3）向10mL0.1molL-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1molL-1NaOH溶液，當溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)時,加入V(NaOH)_10mL(填“>”“=”或“<”)。（4）草酸晶體(H2C2O42H2O)為無色，某同學設計實驗測定其純度。實驗過程如下：稱取mg草酸晶體于試管中,加水完全溶解用cmolL-1酸性KMnO4標準溶液進行滴定，則達到滴定終點時的現(xiàn)象是_;該過程中發(fā)生反應的離子方程式為_；滴定過程中消耗VmLKMnO4標準溶液，草酸晶體純度為_?！敬鸢浮?AC BCD 3 > 當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r，溶液由無色變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O 0.315cV/m（2）根據(jù)圖示可知，第一條曲線代表草酸，第二條曲線代表草酸氫根離子，第三條曲線代表草酸根離子，所以當溶液中含碳粒子的主要存在形態(tài)為C2O42-時，溶液可能為弱酸性、中性、堿性；正確答案： BCD。根據(jù)圖示可知：當pH=1.2時，c(HC2O4-)= c(H2C2O4)，K1= c(HC2O4-)c(H+)/ c(H2C2O4)=10-1.2；當pH=4.2時，c(HC2O4-)= c(C2O42-)，K2= c(C2O42-)c(H+)/ c(HC2O4-) =10-4.2；反應C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常數(shù)K= c2(HC2O4-)/c(C2O42-)c(HC2O4-)= K1/ K2=10-1.2/10-4.2=103，平衡常數(shù)的對數(shù)值1gK=1g103=3，正確答案：3。（3）根據(jù)電荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)可知，當溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)時, c(H+)= c(OH-)，如果V(NaOH)=10mL，和10mL0.1molL-1H2C2O4溶液反應生成草酸氫鈉溶液，由圖示可知，草酸氫鈉溶液顯酸性，要想保持溶液為中性，氫氧化鈉溶液適當過量，因此V(NaOH) >10mL；正確答案：>。（4）草酸晶體(H2C2O42H2O)具有還原性，被酸性KMnO4溶液氧化為二氧化碳，導致KMnO4溶液褪色，當草酸反應完后，KMnO4溶液顏色不再褪色，達到滴定終點，現(xiàn)象為當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r，溶液由無色變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變；反應的離子方程式為2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O； 根據(jù)反應關(guān)系可知：2KMnO4-5H2C2O4，反應消耗KMnO4的量為cV10-3mol，則H2C2O4的量為2.5cV10-3mol，草酸晶體的質(zhì)量為2.5cV10-3126g=0.315cV g；草酸晶體純度為 0.315cV/m；正確答案：當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r，溶液由無色變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變；2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O； 0.315cV/m。12（2018屆山東省濱州市高三下學期第二次模擬）碳的化合物在生產(chǎn)生活和環(huán)境保護中應用廣泛。.碳氧化合物的綜合利用（1）利用CO可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NO 排放。 已知：反應：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746 kJmol-1反應：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H=-1200kJmol-1則反應NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的H=_kJmol-1。 在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_。 a.體系壓強保持不變 b.容器中氣體密度保持不變 c.混合氣體顏色保持不變 d.NO2 與CO的體積比保持不變（2）工業(yè)上利用CO 與Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反應方程式為： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) H<0。某研究小組在恒溫條件下，向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2，10min時達到平衡，測得10min 內(nèi)v(COCl2)=7.510-3molL-1min-1，則平衡時n(Cl2)=_ mol，設此時CO的轉(zhuǎn)化率為a1，若其它條件不變，上述反應在恒壓條件下進行，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a2，則a1_a2 (填“>”“=”或“<”)（3）利用“組合轉(zhuǎn)化技術(shù)”可將CO2 轉(zhuǎn)化成乙烯，反應方程式為：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。實驗測得溫度對CO2 平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑催化效率的影響如圖a所示。下列說法正確的是_a.N點正反應速率一定大于M 點正反應速率b.250時，催化劑的催化效率最大c.M點平衡常數(shù)比N點平衡常數(shù)大d.隨著溫度升高，乙烯的產(chǎn)率增大.碳氫化合物的綜合利用利用甲烷的裂解可以制得多種化工原料，甲烷裂解時發(fā)生的反應有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。實驗測得平衡時氣體分壓(Pa)與溫度()之間的關(guān)系如圖b所示(氣體分壓=總壓氣體的物質(zhì)的量分數(shù))。（4）1725 時，向1L恒容密閉容器中充入0.3 molCH4達到平衡，則反應2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)KP=_(用平衡分壓代替平衡濃度)，CH4生成C2H2 的平衡轉(zhuǎn)化率為_。【答案】 -227 ac 0.05 < bc 1.0107Pa 62.5%（2）根據(jù)反應： CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) 在恒溫條件下反應起始濃度 0.1 0.1 0反應濃度 0.075 0.075 0.075平衡濃度 0.025 0.025 0.075則平衡時n(Cl2)=0.025mol/L2L=0.05mol；設此時CO的轉(zhuǎn)化率為a1，若其它條件不變，上述反應在恒壓條件下進行， 由于該反應是氣體分子數(shù)減小的反應，起始壓強最大，若恒壓條件下進行反應，相當于在反應過程中加壓，平衡正向移動，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a2，則a1< a2；（3）根據(jù)圖像，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高逐漸下降，。a.N點溫度高于M點，但催化效率低，故N點正反應速率不一定大于M點正反應速率，故a錯誤；b. 催化劑催化效率在M點時最大，即250時，催化劑的催化效率最大，故b正確；c.M點CO2平衡轉(zhuǎn)化率大于N點，M點相對于N點平衡正向移動，故M點平衡常數(shù)比N點平衡常數(shù)大，故c正確；d.隨著溫度升高，平衡逆向移動，乙烯的產(chǎn)率減小，故d錯誤；故選bc；（4）由圖可知，在1725時，CH4的lg p =2，C2H4的lg p =1，C2H2的lg p =2，H2的lg p =5，故CH4的分壓 p為100Pa，C2H4的分壓 p為10Pa，C2H2的分壓 p為100Pa，H2的分壓 p為105Pa，故反應2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)KP=10（105）21002=1.0107；在同溫同體積的條件下，氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，故CH4 、C2H2、C2H4、的物質(zhì)的量之比為10：10：1，根據(jù)C守恒，CH4生成C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率為10210+102+12100%=62.5%。13（2018屆四川省內(nèi)江市高三第三次模擬考試）鐵的化合物在生產(chǎn)生活和科學實驗中應用廣泛：（1）一定條件下Fe2O3與甲烷反應制取納米級鐵,同時生成CO和H2。已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=-27.6kJ/molCH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+206.4kJ/molCO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.0kJ/mol反應Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的H=_。若該反應在5L的密閉容器中進行,5min后達到平衡,測得體系中固體質(zhì)量減少0.96g，則該段時間內(nèi)CO的平均反應速率為_。若該反應在恒溫恒壓容器中進行,能表明該反應達到平衡狀態(tài)的是_(選填序號)。ac(CH2)=c(CO) b固體的總質(zhì)量不變cv(CO)與v(H2)的比值不變 d混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變該反應的化學平衡常數(shù)的負對數(shù)pK隨反應溫度T的變化曲線如下圖。試用平衡移動原理解釋該曲線的變化規(guī)律_。若700時測得平衡時,H2濃度為1.0molL-1,則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為_。（2）菱鐵礦的主要成分是FeCO3,實驗室中可以通過FeSO4與足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,有關(guān)反應的離子方程式為_。已知KspFeCO3=3.210-11,H2CO3的Ka1=4.3010-7,Ka2=5.6110-11。試通過以上數(shù)據(jù)簡要計算說明該反應能進行的原因_。（3）Na2FeO4是一種高效凈水劑,工業(yè)上以Fe為陽極,NaOH為電解質(zhì)溶液進行電解制備,寫出陽極的電極反應式_?！敬鸢浮?+714.6kJ/mol 0.0024mol/(Lmin) bd 該反應為吸熱反應,溫度越高反應進行的程度越大,K越大,則pK越小 50% Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O(或Fe2+2HCO3-=FeCO3+H2CO3) K=c(H2CO3)/c(Fe2+)c2(HCO3-)=Ka2/(KspFeCO3Ka1)=4.08106>105,所以該反應易發(fā)生 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O只是說明生成的CO濃度等于剩余CH4的濃度，但它們的速率關(guān)系如何不確定，故a不能表明反應已達平衡；b、固體的總質(zhì)量不變，說明正逆反應速率相等，故b表明反應已達平衡；c、v(CO)與v(H2)的比值始終都不變，但沒有指明速率的正逆方向，所以c不能表明反應已達平衡；d、由于反應前后氣體的物質(zhì)的量不相等，氣體的質(zhì)量也在變化，所以氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量都不再變化時，即平均相對分子質(zhì)量不變時，表明反應已達平衡，故d正確。因此本題答案是bd；由于該反應為吸熱反應，溫度越高反應進行的程度越大，K越大，則pK越??；若700時測得平衡時，c平衡(H2)=1.0molL-1，則c平衡 (CO)= 0.5molL-1，已知pK=0，即K=1，則有c3(CO)c6(H2)c3(CH4) =1，代入即得c平衡(CH4)=0.5molL-1，則c起始(CH4)=1.0molL-1，所以CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%。(2)根據(jù)敘述可知，要生成FeCO3，HCO3-就要電離出H+，則H+與另一個HCO3-反應生成CO2和H2O，所以反應的離子方程式為Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O(或Fe2+2HCO3-=FeCO3+H2CO3)； 根據(jù)反應方程式可得K=c(H2CO3)/c(Fe2+)c2(HCO3-)= Ka2/Ksp(FeCO3)Ka1)=4.08106>105，所以該反應容易發(fā)生。(3)陽極為鐵，失去電子被氧化，生成FeO42-，電解質(zhì)溶液中的OH-移向陽極，所以陽極反應式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。14（2018屆湖南省岳陽市第一中學高三第一次模擬考試）氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應用。霧霾天氣嚴重影響人們的生活，其中氮氧化物(NOx)是形成霧霾天氣的重要因素。（1）已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+181.5 kJmol-1