高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理綜合考查-經(jīng)典壓軸題含答案

1、高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理綜合考查-經(jīng)典壓軸題含答案一、化學(xué)反應(yīng)原理綜合考查1 .水蒸汽催化重整生物油是未來(lái)工業(yè)化制氫的可行方案。以乙酸為模型物進(jìn)行研究，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：I .CH3COOH (g) +2H2O (g) ? 2CQ (g) +4H2 (g) Hin.CRCOOH (g) ? 2CO (g) +2H2 (g) AH2n.CC2 (g) +H2 (g) ? CO (g) +H2O (g) AHa回答下列問(wèn)題：(1)用 Hi、板表示， H3=。(2)重整反應(yīng)的含碳產(chǎn)物產(chǎn)率、H2產(chǎn)率隨溫度、水與乙酸投料比( S/C)的變化關(guān)系如圖(a)、( b)所示。r£*工史 IMIMfwM

2、 r "40s-Hk聚L博依¥»也£相號(hào)位聚<«料H2- H12，故答案為:H2- H12由圖(a)可知，制備 H2最佳的溫度約為 一。由圖(b)可知，H2產(chǎn)率隨S/C增大而(填“增大”或“減小”)。(3)向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH3COOH和H2O混合氣體，若僅發(fā)生反應(yīng)I至平衡狀態(tài)，測(cè)得 H2的體積分?jǐn)?shù)為50%,則CH3COOH的平衡轉(zhuǎn)化率為 。(4)反應(yīng)體系常生成積碳。當(dāng)溫度一定時(shí)，隨著 S/C增加，積碳量逐漸減小，其原因用化 學(xué)方程式表示為。VHo-VH.【答案】一一1 800 c 增大 40% C(s)+HO(g)=CO

3、(g)+H2(g)【解析】【分析】【詳解】1(1)根據(jù)題干信息分析，反應(yīng)出 =一(反應(yīng)n -反應(yīng)I),由蓋斯定律可得H 32(2)由圖(a)可知，制備H2在800c時(shí)，達(dá)到最高轉(zhuǎn)化率，則制備氫氣最佳的溫度約為800 C ,故答案為：800 C ；由圖(b)可知，S/C增大時(shí)，反應(yīng)I平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)III平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使體系中的 H2的量增大，故答案為：增大；（3）設(shè)CH3COOH和H2O的物質(zhì)的量均為1mol ,平衡時(shí)，反應(yīng)了 CH3COOH x mol,列三段式 有：CH3COOH g+2H2O g?2CO2 g+ 4H2 g起始mol1100轉(zhuǎn)化molx2x2x4x平衡m

4、ol1-x1-2x2x4x4x1測(cè)得H2的體積分?jǐn)?shù)為 50%,則 -,計(jì)算得x=0.4mol ,醋酸的轉(zhuǎn)1 x 1 2x 2x 4x 2化率為： "'mol 100%=40%,即CH3COOH平衡轉(zhuǎn)化率為 40%,故答案為：40%；1mol（4）當(dāng)溫度一定時(shí)，隨著 S/C增加，積碳量逐漸減小，是由于積碳與水蒸氣反應(yīng)生成了CO和H2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C（s）+H2O（g）= CO（g）+H2（g）,故答案為：C（s）+限O（g） = CO（g）+H2（g）；2 .丙烯睛（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=CHCH

5、Q和乙睛（C偉CN）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睛（C3H3N）和副產(chǎn)物丙烯醛（C3H4。）的熱化學(xué)方程式如下： C 3H6（g）+NH3（g）+, O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g） H=-515kJ/molC 3H6（g）+O2（g）=C3H4O（g）+H2O（g） H=-353kJ/mol兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是 ;有利于提高丙烯睛平衡產(chǎn)率的反應(yīng) 條件是;提高丙烯睛反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是 。（2）圖（a）為丙烯睛產(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460C。低于460c時(shí)，丙烯睛的產(chǎn)率 （填“是”或者“不是”）對(duì)應(yīng)

6、溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是;高于460c時(shí)，丙烯睛產(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）丙烯睛和丙烯醛的產(chǎn)率與 n （氨）/n （氨）In （丙烯）約為1理由是（丙烯）的關(guān)系如圖（b）所示。由圖可知，最佳 。進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為o【答案】?jī)蓚€(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 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 1該比例下丙烯睛產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低1： 75 1【解析】【分析】(1)依據(jù)熱化學(xué)方程式方向可知，兩個(gè)反應(yīng)均放熱量大，即反應(yīng)物和生成物的能量差大，因 此

7、熱力學(xué)趨勢(shì)大；有利于提高丙烯睛平衡產(chǎn)率需要改變條件使平衡正向進(jìn)行，提高丙烯睛 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，即低于 460c時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度下 的平衡轉(zhuǎn)化率曲線應(yīng)該是下降的，但實(shí)際曲線是上升的，因此判斷低于460c時(shí)，丙烯睛的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率；產(chǎn)率降低主要從產(chǎn)率的影響因素進(jìn)行考慮；(3)根據(jù)圖像可知，當(dāng)n (氨)/n (丙烯)約為1時(shí)，該比例下丙烯睛產(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)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)，依據(jù)氧氣在空氣中約占20%計(jì)算條件比?！驹斀狻?1)兩個(gè)反應(yīng)在熱

8、力學(xué)上趨勢(shì)均很大，兩個(gè)反應(yīng)均放熱量大，即反應(yīng)物和生成物的能量差 大，因此熱力學(xué)趨勢(shì)大；該反應(yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有 利于提高丙烯睛的平衡產(chǎn)率，提高丙烯睛反應(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，即低于 460c時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度下 的平衡轉(zhuǎn)化率曲線應(yīng)該是下降的，但實(shí)際曲線是上升的，因此判斷低于460c時(shí)，丙烯睛的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率.高于460。C時(shí)，丙烯睛產(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，A正確；B.該反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)變小，B錯(cuò)誤；C.根據(jù)題意，副產(chǎn)物有丙烯

9、醛，催化劑活性降低，副反應(yīng)增多，導(dǎo)致產(chǎn)率下降，C正確;D.反應(yīng)活化能的大小不影響平衡，D錯(cuò)誤；綜上AC符合題意；(3)根據(jù)圖象可知，當(dāng)n (氨)/n (丙烯)約為1時(shí)，該比例下丙烯睛產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物 丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+3O2(g尸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 :口包：1=1: 7.5: 1。20%3.研究煤的合理利用及 CQ的綜合應(yīng)用有著重要的意義。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：I .煤的氣化已知煤的氣化過(guò)程涉及的基本化學(xué)反應(yīng)有：C(s

10、)+H2O(g) '-CO(g)+H2(g) H=+131kJ- mol-1CO(g)+3H2(g)° CH4(g) +H2O(g) H=akJ mol-1查閱資料反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵能數(shù)據(jù)如下表:化學(xué)鍵O OH-HH-CH-OE(kJ mol-1)1072436414465(1)則反應(yīng)中 a =。(2)煤直接甲烷化反應(yīng) C(s) + 2 H2 (g) =CH4(g)的4 卡為 kJ ? mol-1,該反應(yīng)在 (填“高溫”或“低溫”)下自發(fā)進(jìn)行。II .合成低碳烯燃在體積為1 L的密閉容器中，充入1mol CO2和2 .5 mol H2,發(fā)生 反應(yīng)：2CC2 ( g) + 6H2

11、(g)=OH4(g)+4 H2C(g) H=-128kJ- mol-1,測(cè)得溫度對(duì)催化劑催化效率和CC2平衡轉(zhuǎn)化率的影響如右圖所示：但CC2的平衡轉(zhuǎn)化率卻反而降(3)圖中低溫時(shí)，隨著溫度升高催化劑的催化效率提高,低，其原因是.(4) 250 c時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為。III.合成甲醇在恒溫2 L容積不變的密閉容器中，充入 1molCC2和3 molH2,發(fā)生反應(yīng)：.CC2(g)+3H2(g)=CHsCH(g)+ H2O(g),測(cè)得不同時(shí)刻反應(yīng)前后容器內(nèi)壓強(qiáng)變化(p后/p前)如下表：時(shí)間/h123456p后/p前0.900.850.820.810.800.80(5)反應(yīng)前1小時(shí)內(nèi)的平均反應(yīng)速

12、率 v(H2)為 mol?L-1h-1 ,該溫度下CC2的平衡轉(zhuǎn)化率為?！敬鸢浮?206 -75低溫 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低1 0.3 40%【解析】【分析】【詳解】(1)始變 H=應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能 =a=1072 kJ/mol +3 X436 kJ/mol-4X414kJ/mol +2 x 465 kJ/mo=-206kJ/mol,故答案為:-206;(2)由蓋斯定律，方程式+得到 C(s) + 2H2 (g)=±CH4(g),則 H=-75 kJ/mol ,反應(yīng) H<0, S<0,則低溫下能使 H-TA S<

13、;0,所以低溫能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：-75;低溫;(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，則二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故答案為：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低;(4) 250c時(shí)，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,可列三段式為：2CQ ( g) + 6 H2(g)，- C2H4(g)+4 H2O(g) 起始態(tài)(mol/L)12.500轉(zhuǎn)化態(tài)(mol/L)0.51.50.251平衡態(tài)(mol/L)0.510.251K= 1一?25 1,故答案為：1;0.52 161molc。2和3molH2,發(fā)生反應(yīng)，設(shè)1h消耗(5)在恒溫2L容積不變的密閉容器中，充入

14、二氧化碳的物質(zhì)的量為x,則有三段式：CQ(g)+3H2(g)，CH30H(g)+ H2O(g) 起始態(tài)(mol)1300轉(zhuǎn)化態(tài)(mol)x3xxx1h時(shí)(mol)1-x3-3xxx氣體壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，則4-2x.=0.9 , x=0.2mol,氫氣的反應(yīng)速率4c 3 0.2molv= -= -2l=0.3mol/(L gh)；1h平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)之比為0.8,設(shè)消耗二氧化碳的物質(zhì)的量為y,則有三段式:CQ(g)+3H2(g) 二 CH30H(g)+ H2O(g)起始態(tài)(mol)1300轉(zhuǎn)化態(tài)(mol)y3yyy平衡態(tài)(mol)1-y3-3yyy42y=0.8, y=0.4,二

15、氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率 =0.4mol 100%=40% ,故答案為：0.3； 41mol40%。4 .氫氣是一種清潔高效的新型能源，如何經(jīng)濟(jì)實(shí)用的制取氫氣成為重要課題。(1)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如下:太陽(yáng)能 F&Q 太陽(yáng)能已知：反應(yīng) I： SQ(g) + I2(g) + 2H2O(l) = 2HI(aq) + H2SO4(aq)1 六213 kJ mol反應(yīng) II: H2SQ(aq) = SO2(g) + H2O(l) +1/2O2(g)2 = +327 kJmol-1反應(yīng) III： 2HI(aq) = H2(g) + b(g)3 = +172 kJmol力

16、H貝U反應(yīng) 2H2O(l) = 2H2 (g)+O2(g)= (2)H2s可用于高效制取氫氣，發(fā)生的反應(yīng)為2H2s(g)? S2(g)+2H2(g)。I .若起始時(shí)容器中只有 H2S,平衡時(shí)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量與裂解溫度的關(guān)系如圖:1 幺皿裂解孤度*圖中曲線1表示的物質(zhì)是 (填化學(xué)式)。A點(diǎn)時(shí)H2s的轉(zhuǎn)化率為。C點(diǎn)時(shí)，設(shè)容器內(nèi)的總壓為pPa,則平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓呦質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。II.若在兩個(gè)等體積的恒容容器中分別加入2.0mol H2s 1.0mol H2S,測(cè)得不同溫度下 H2s的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示：10001200 MOO16M 盤度/X?M點(diǎn)和。點(diǎn)的逆反

17、應(yīng)速率 v(M)v(O)(填“>”典""=；'下同)；M、N兩點(diǎn)容器內(nèi)的壓強(qiáng) 2P(M)P(N),平衡常數(shù) K(M)K(N)?！敬鸢浮? 572kJmol1 Q 50% p Pa < < <【解析】【分析】(1)利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng) 2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)出的計(jì)算；(2)1 .由反應(yīng)方程式2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)可知，若起始時(shí)容器中只有H2S,平衡時(shí)金的1物質(zhì)的量為H2的一，則曲線l表木的物質(zhì)是 3,曲線m表示的物質(zhì)是 H2S,曲線n表示的 2物質(zhì)是H2,據(jù)此分析解答；n .反應(yīng)2H2s(g)后S2(g)

18、+2H2(g)中，H2s的物質(zhì)的量增加，其平衡轉(zhuǎn)化率反而減小，即 M點(diǎn)和。點(diǎn)分別所在的曲線代表H2s的起始量為0.1mol和0.2mol,據(jù)此解答；【詳解】(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)(I +n +m) X可得到反應(yīng)2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g),其AH=2(蜀+山2+山3)=2 X (172+327-213)=+572imol-1, 故答案為：+572kJmol-1;(2)1 .由反應(yīng)方程式2H2s(g)=Q(g)+2H2(g)可知，若起始時(shí)容器中只有H2S,平衡時(shí)81的物質(zhì)的量為H2的一，則曲線l表木的物質(zhì)是故答案為：白；2根據(jù)圖像，A點(diǎn)時(shí)，硫化氫和氫氣的物質(zhì)的量相等，根據(jù)2H2

19、s(g尸-S2(g)+2H2(g),說(shuō)明反應(yīng)的硫化氫與剩余的硫化氫相等，H2s的轉(zhuǎn)化率為50%,故答案為：50%;根據(jù)A點(diǎn)可知，起始時(shí)硫化氫為20mol, B點(diǎn)時(shí)，硫化氫與 S2的物質(zhì)的量相等，設(shè)分解H2S mol, S2 mol,33的硫化氫為x,則20-x=,解得x=40 mol容器中含有 2340H2mol,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為3121(-P Pa) (-P Pa)Kp= -4=p Pa,故答案為：p Pa；(：P Pa)24n .反應(yīng)2H2s(g)S?(g)+2H2(g)中，H2s的物質(zhì)的量增加，其平衡轉(zhuǎn)化率反而減小，即M點(diǎn)和。點(diǎn)分別所在的曲線代表H2s的起始量為0.1mol和0.2mo

20、l ,恒容容器中，M點(diǎn)的濃度小于。點(diǎn)，則逆反應(yīng)速率 v(M)< v(O),故答案為：<由圖像可知，H2s的轉(zhuǎn)化率均為45%,可列二段式有2H2s g脩?？S2 g+2出g起始mol200轉(zhuǎn)化mol0.90.450.9平衡mol1.10.450.9n(總)N=1.1+0.45+0.9=2.45mol2H2s g脩?？S2 g+2% g起始mol100轉(zhuǎn)化mol0.450.2250.45平衡mol0.550.2250.45n(總)M=0.55+0.45+0.225=1.225mol2n(總)M=n(總)m,又圖像可知 Tm<Tn,由 PV=nRT可得，2P(M)<P(N),

21、 220.450.2250.90.45V V 0.151 V VVT 0.301,K M =2 , K N =2 ,則 K(M)<K(N),故0.55 2 VU 2 VVV答案為：<<。【點(diǎn)睛】本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡圖象的分析應(yīng)用，掌握蓋斯定律的使用方法和圖象題的分析方法是解題的關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)是(2)1 ,注意理解平衡常數(shù) Kp的含義和計(jì)算方法。5 .甲醇是一種可再生能源，由CO制備甲醇的過(guò)程可能涉及的反應(yīng)如下：反應(yīng)I :CO(g)+3H2(g)CHOH(g)+H2O(g)AH 1=-49.58kJ - mol -1反應(yīng) n : CO(g)+H 2(g)CO(

22、g)+H2O(g)AH 2反應(yīng)出：CO(g)+2H2(g) CHOH(g)AH 3=-90.77kJ - mol-1回答下列問(wèn)題：(1)反應(yīng) n 的! 2=。(2)反應(yīng)出能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是 (填“較低溫度”、“較高溫度”或“任 何溫度”)(3)恒溫，恒容密閉容器中，對(duì)于反應(yīng)I,下列說(shuō)法中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 OA.混合氣體的密度不再變化B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化C. CO、H2、CHOH H2O的物質(zhì)的量之比為 1: 3: 1: 1D.甲醇的百分含量不再變化(4)對(duì)于反應(yīng)I ,不同溫度對(duì) CO的轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法 不正確的是。仃分的看IZ

23、IM 2W 1*0 JW 3S0 U 度七A.其他條件不變，若不使用催化劑，則250c時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于M1B.溫度低于250 C時(shí)，隨溫度升高甲醇的產(chǎn)率增大C. M點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)比 N點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)大D.實(shí)際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低白溫度下進(jìn)行，以提高 CO的轉(zhuǎn)化率(5)若在1L密閉容器中充入 3molH2和1molCQ發(fā)生反應(yīng)I , 250c時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;若要進(jìn)一步提高甲醇體積分?jǐn)?shù)?？刹扇〉拇胧┯?。(6)下圖是電解 N&CO溶液的裝置圖。陰極的電極反應(yīng)式為【答案】+41.19kJ mol -1 較低溫度 BD ABD 0.148(或者4)增大壓強(qiáng)(降低溫度) 272H+ +

24、2e-=H2 T 或 2H2O+2e=H2 T +2OH【解析】【分析】本題考查蓋斯定律，熱化學(xué)反應(yīng)與過(guò)程無(wú)關(guān)，只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，AH2=AH- H3=+41.19kJ/mol ; AG=AH TAS, T為溫度， G<Q 可自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)出： H<0, S<0,較低溫度可自發(fā)進(jìn)行；平衡狀態(tài)的判斷，同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，本題中km/V,質(zhì)量與體積均不變，密度自始至終不變，不可做為判斷依據(jù)；M=m/"質(zhì)量不變，物質(zhì)的量減少，可做判斷依據(jù)；反應(yīng)物與生成物平衡時(shí)的比例不一定為1: 3: 1: 1,不可以；只要平衡則甲醇的百分含量不再變化，可以；化學(xué)反應(yīng)條件的選擇，

25、既要考慮反應(yīng)時(shí)c(C H3OH) MO)的廣量，又要考慮反應(yīng)的速率；K 3, 250c時(shí)轉(zhuǎn)化率為 50%;電c(CO2) c(H2)解池中陽(yáng)極失電子，溶液中為水提供的氫氧根離子失電子，產(chǎn)生的氫離子和鈉離子向陰極 區(qū)域移動(dòng)，而陰極附近的水提供的氫離子得電子，生成氫氣?！驹斀狻?1)本題考查蓋斯定律，熱化學(xué)反應(yīng)與過(guò)程無(wú)關(guān)，只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，AH2=AH1- H3=+41.19kJ/mol ; (2) AG=AH TAS, T 為溫度， G<Q 可自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)出： H<0, AS<0,較低溫度可自發(fā)進(jìn)行；(3)平衡狀態(tài)的判斷，同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，本題中p=m/V,質(zhì)量與

26、體積均不變，密度自始至終不變，不可做為判斷依據(jù)；M=m/"質(zhì)量不變，物質(zhì)的量減少，可做判斷依據(jù)；反應(yīng)物與生成物平衡時(shí)的比例不一定為1: 3:1:1,不可以；只要平衡則甲醇的百分含量不再變化，可以；答案為:BQ (4)A.催化劑對(duì)反應(yīng)速率有影響，對(duì)平衡的限度無(wú)影響，A錯(cuò)誤；B.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，產(chǎn)率提高，B正確；C.升高溫度平衡向左移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)變小，C錯(cuò)誤；D.實(shí)際反應(yīng)應(yīng)盡可能在催化效率最高時(shí)，D錯(cuò)誤；答案為 ABD;(5) CO2 + 3H 2= CHOH + H 2。250 C 時(shí)轉(zhuǎn)化率為 50% 初始量：13反應(yīng)量：0.5 1.50.50.5平衡： 0

27、.5 1.50.50.5C(CH3OH) c(H2O)K 一卷1一3-rn，K=0.148；提高甲醇的體積分?jǐn)?shù)為：增大壓強(qiáng)(降低溫度)；C(CO?) c ( H2)(6)電解池中陽(yáng)極失電子，溶液中為水提供的氫氧根離子失電子，產(chǎn)生的氫離子和鈉離子向 陰極區(qū)域移動(dòng)，而陰極附近的水提供的氫離子得電子，生成氫氣，2H+2e=H4或2HO+2e=HJ +2OH【點(diǎn)睛】判斷化學(xué)平衡的依據(jù)：同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，還可以為延伸出的依據(jù)，需要具體 分析，本題中p=m/V,質(zhì)量與體積均不變，密度自始至終不變，不可做為判斷依據(jù)； M=m/"質(zhì)量不變，物質(zhì)的量減少，可做判斷依據(jù)；反應(yīng)物與生成物平衡時(shí)的

28、比例不一定為 1: 3: 1: 1;甲醇的百分含量不再變化則可以。6.合成氨對(duì)人類生存具有重大意義，反應(yīng)為：N2 (g) +3H2 (g) " 2NH3 (g) H(1)科學(xué)家研究在催化劑表面合成氨的反應(yīng)機(jī)理，反應(yīng)步驟與能量的關(guān)系如圖所示(吸附 在催化劑表面的微粒用*標(biāo)注，省略了反應(yīng)過(guò)程中部分微粒)。NH3的電子式是決定反應(yīng)速率的-一步是 （填字母a、b、c、）。由圖象可知合成氨反應(yīng)的 H 0 （填"、2"或“=。（2）傳統(tǒng)合成氨工藝是將 N2和H2在高溫、高壓條件下發(fā)生反應(yīng)。若向容積為1.0L的反應(yīng)容器中投入5molN2、15molH2,在不同溫度下分別達(dá)平衡時(shí)

29、，混合氣中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示：的晨分和事溫度Tl、T2、T3大小關(guān)系是一。M點(diǎn)的平衡常數(shù)K= （可用分?jǐn)?shù)表示）。（3）目前科學(xué)家利用生物燃料電池原理（電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子），研究室溫下合成氨并取得初步成果，示意圖如圖：所之代輜導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向是 。固氮酶區(qū)域發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是一。相比傳統(tǒng)工業(yè)合成氨，該方法的優(yōu)點(diǎn)有一?！敬鸢浮縝 < T3>T2>Ti 7.32x10-3 a - b N2+6H+6MV+=2NH3+6MV2+ 條件 溫和、生成氨的同時(shí)釋放電能【解析】【分析】(1)從分子中每個(gè)原子都形成了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的角度分析；

30、反應(yīng)需要的能量最高的反應(yīng)決定總反應(yīng)速率；根據(jù)能量圖，反應(yīng)物的總能量高于產(chǎn)物的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)；(2)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，相同壓強(qiáng)下，溫度越高，對(duì)應(yīng)NH3的含量越??；根據(jù)反應(yīng)三段式進(jìn)行計(jì)算；(3)根據(jù)裝置電極b上MV2+轉(zhuǎn)化為MV+判斷正負(fù)極，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線 流向正極；固氮酶區(qū)域中 N2轉(zhuǎn)化為NH3, MV+轉(zhuǎn)化為MV2+;該電化學(xué)裝置工作時(shí)，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)利用生物酶在室溫下合成氨，不需 要高溫條件、反應(yīng)條件溫和?！驹斀狻?1)NH3分子中一個(gè) N原子與三個(gè) H原子形成3對(duì)共用電子對(duì)，N原子還有1對(duì)孤電子 對(duì)，NH3電子式為：1v ;根據(jù)合成氨的反應(yīng)機(jī)理與各步

31、能量的關(guān)系圖可知，反應(yīng)b需要的能量最大，反應(yīng)需要的能量越高，反應(yīng)速率越慢，需要能量最高的反應(yīng)決定總反應(yīng)速率，所以決定反應(yīng)速率的一 步是b;根據(jù)能量圖，反應(yīng)物的總能量高于產(chǎn)物的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)， Hv0;(2)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，相同壓強(qiáng)下，溫度越高，對(duì)應(yīng)NH3的含量越小，所以圖中溫度T1、T2、T3 大小關(guān)系是 T3>T2>T1；設(shè)M點(diǎn)N2反應(yīng)的物質(zhì)的量為 xmol,反應(yīng)三段式為：N2(g) + 3H2(g) ?2NH3(g)起始量(mol)5150變化量(mol)x3x2x平衡量(mol)5-x15-3x2xM點(diǎn)平衡時(shí)NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%,即34x28 5 2 15=4

32、0%,可得x=2,則平衡時(shí)42c(N2)=3mol/L , c(H2)=9mol/L , c(NH3)=4mol/L ,平衡常數(shù)為 K= =7.32 X 1303 93(3)根據(jù)裝置電極b上MV2+轉(zhuǎn)化為MV+可知，b電極為正極、a電極為負(fù)極，原電池工作 時(shí)，電子從負(fù)極 a電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向正極 b電極，即a-b;固氮酶區(qū)域中 N2轉(zhuǎn)化為NH3, MV+轉(zhuǎn)化為MV2+,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守 恒，所以發(fā)生的反應(yīng)為：N2+6H+6MV +=2NH3+6MV2+;該電化學(xué)裝置工作時(shí)，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)利用生物酶在室溫下合成氨，不需 要高溫條件、反應(yīng)條件溫和，所以與傳統(tǒng)化工工藝相比

33、，該工藝的優(yōu)點(diǎn)為：條件溫和、生 成氨的同時(shí)釋放電能。【點(diǎn)睛】本題注意決定化學(xué)反應(yīng)速率的步驟是反應(yīng)需要能量最高的一步，原電池裝置中根據(jù)電極上 物質(zhì)轉(zhuǎn)化的化合價(jià)的變化判斷正負(fù)極。7. CQ是地球上取之不盡用之不竭的碳源，將CO2應(yīng)用于生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)其綜合利用是目前的研究熱點(diǎn)。(1)由CO2轉(zhuǎn)化為竣酸是CO2資源化利用的重要方法。I .在催化作用下由 CQ和CH轉(zhuǎn)化為CH3COOH的反應(yīng)歷程示意圖如圖。在合成CH3COOH的反應(yīng)歷程中，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 。(填字母) a.該催化劑使反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 b.CHtf CH3COOH過(guò)程中，有C H鍵發(fā)生斷裂c.由X-Y過(guò)程中放出能量并形成了 CC鍵該條

34、件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化學(xué)方程式為 II .電解法轉(zhuǎn)化 CO2制HCOOH的原理如圖。電源寫出陰極CO2還原為HCOO的電極反應(yīng)式： 。電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)的KHCQ溶液濃度降低，其原因是 。CQ 和 H2(2)由CO2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。研究表明在催化劑作用下可發(fā)生反應(yīng)： CO2(g)+3H2(g) = CH30H(g)+H2O(g)H A有利于提高合成 CH30H反應(yīng)中CQ的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。(填字母)a.使用催化劑 b.加壓c.曾大初始投料比n(CO2)n(H2)研究溫度對(duì)于甲醇產(chǎn)率的影響。在210 C290c保持原料氣中 CQ和H2的投料比不變,

35、力I 0 (填多”或之”)，其依得到甲醇的實(shí)際產(chǎn)率、平衡產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖所示。據(jù)是平痼產(chǎn)率-實(shí)際產(chǎn)率1I,210 230 250 270 290 溫度/七【答案】bc CH+CQ 吆卜 CH3COOH 2CO+HCO3-+2e-=HCO0+CO2-陽(yáng)極產(chǎn)生 O2, c(H+)增大，c (HCQ-)降低；K+部分進(jìn)入陰極b 溫度升高，甲醇的平衡產(chǎn)率降低【解析】【分析】(1)1 .根據(jù)合成示意圖進(jìn)行判斷；由圖示寫出由 CQ和CH4合成CH3COOH的化學(xué)方程式；n .根據(jù)圖示分析，陰極 CO2得電子，寫出CO2還原為HCOO的電極反應(yīng)式；根據(jù)電解池反應(yīng)原理分析；(2)根據(jù)平衡轉(zhuǎn)化率影響因素方面

36、分析；根據(jù)圖像得甲醇的平衡產(chǎn)率隨著溫度的升高的變化趨勢(shì)?！驹斀狻?1)1 .a.催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的平衡常數(shù)，故 a錯(cuò)誤；b.由圖中變化可知甲烷在催化劑作用下選擇性活化，甲烷分子中碳原子會(huì)與催化劑形成新的共價(jià)鍵，必有 C-H鍵發(fā)生斷裂，故b正確；c. X-Y的始值降低，說(shuō)明為放熱過(guò)程，由CH-CHCOOH有C-C鍵形成，故c正確；故答案選bc；由圖示可知，由 CQ和CH4合成CH3COOH的化學(xué)方程式為 CH4+CO2號(hào)元丸1CH3COOH;n.陰極得電子，CO2還原為HCOO的電極反應(yīng)式為：2CQ+HCO3-+2e-=HCOO+CO32-;陽(yáng)極H2O失電子產(chǎn)生O2, c

37、(H+)增大，碳酸氫根離子與氫離子反應(yīng)，所以c(HCQ-)降低，K+部分進(jìn)入陰極，導(dǎo)致陽(yáng)極區(qū)的KHCQ溶液濃度降低；(2)a.使用催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡，也就不影響CQ的平衡轉(zhuǎn)化率；b.該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，加壓能使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，能夠提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率；c.增大CO2和H2的初始投料比，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低； 故答案選b;根據(jù)圖像可知，甲醇的平衡產(chǎn)率隨著溫度的升高而降低，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即AH<0o8. I.據(jù)報(bào)道，我國(guó)在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰(甲烷的水合物)試采獲得成功。甲烷是一種重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重

38、要方式，除部分氧化外還有以下兩種：水蒸氣重整： CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+ 3H2(g) AHi=+ 205.9 kJmol 1 CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g) A®=- 41.2 kJmol 1 二氧化碳重整： CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g) AH3 則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 , AH3=kJ mol 1 °n .氮的固定一直是科學(xué)家研究的重要課題，合成氨則是人工固氮比較成熟的技術(shù)，其原理為 N2 (g)+ 3H2 (g)2NH3(g)。(2)在不同溫度、壓強(qiáng)和相同催化劑條件下，初始N2、H2分別為0.1 mo

39、l、0.3 mol時(shí)，平衡后混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)(。如下圖所示。,該反應(yīng)A H0(填“>”或<”匚”。)若分別用va(N2)和vb(N2)表示從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)平衡狀態(tài)A、B時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率，則VA(N2)VB(N2)(填”>或 <=。)若在250 C、pi為105 Pa條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為1L,則該條件下B點(diǎn)N2的分壓p(N2)為Pa (分壓=總壓xW質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，保留一位小數(shù))°NO,裝置如圖氣體出口一!廣股卻陶Pi朋校、出.以連二硫酸根(S2O42-)為媒介，使用間接電化學(xué)法也可處理燃煤煙氣中的 所示：申)1曳收柱一破槐解液(3)陰極區(qū)的電極反應(yīng)

40、式為NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+,若通電時(shí)電路中轉(zhuǎn)移了0.3 mol e ,則此通電過(guò)程中 理論上吸收的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 mLoM (4)常溫下，將a mol L-1的醋酸與b mol L-1Ba(OH)2溶液等體積混合，充分反應(yīng)后，溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO),則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=(用含a和b的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮扛邷?+247.1 P1>p2>p3 < < 8.33 2SC32-104H+ + 2e =&O42- + 2H2O 1344_-72b 10a-2bI. ( 1)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 H-TAS<

41、;0,水蒸氣重整：CH4 (g) +H2O (g) ? CO (g) +3H2 (g) AH1=+205.9kJ?mol-1 CO (g) +H2O (g) ? CQ (g) +H2 (g) AH2=-41.2kJ?mol-1 二氧化碳重整： CH4 (g) +CO2 (g) ? 2CO (g) +2H2 (g) AH3 蓋斯定律計(jì)算-得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；n. (2)由方程式 N2+3H2? 2NH3可知，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，氨的體積分?jǐn)?shù)越溫度越大，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大；N2 +3H2?2NH3開(kāi)始(mol)0.10.30轉(zhuǎn)化(mol)X3x2x平衡(mol)0.1-x0.3-3x2

42、x2x=0.667, x=0.08。平衡分壓用三段式解，設(shè)轉(zhuǎn)化的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為=總壓X體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);0.1-X+0.3-3X+2X(3)陰極區(qū)失去電子生成$。42-;結(jié)合 NONH4+5 e-計(jì)算。X：IV. (4)溶液等體積混合溶質(zhì)濃度減少一半，醋酸電離平衡常數(shù)與濃度無(wú)關(guān)，結(jié)合概念計(jì)算.【詳解】I .(1)水蒸氣重整： CH4(g) + H2O(g)CO(g)+ 3H2(g) AHi = + 205.9 kJ mol 1 ,AH>0,S>0,滿足H-T4S<0,則需要高溫。水蒸氣重整 CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+ 3H2(g) AHi=+ 205.9 kJ

43、mol 1 CO(g)+ H2O(g)CQ(g)+H2(g) AK=- 41.2 kJmol 1 二氧化碳重整：CH4(g) + CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 由蓋斯定律計(jì)算-得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CH4(g)+CQ(g)? 2CO(g)+2H2(g)AH3=+247.1KJ/mol,故答案為：高溫；+247.1；II .(2)由N2+3H2? 2NH3可知，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，由圖象可知在相同溫度下，平衡后混合物中氨的體積分?jǐn)?shù) (。為P1>P2>P3,因此壓強(qiáng)關(guān)系是 P1>P2>P3,壓強(qiáng)相同時(shí)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，故溫度越高平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)越

44、小，故反應(yīng)熱小于零，故答案為：P1>p2>p3； <；溫度越，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，P1>P2,由圖可知，B對(duì)應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)大，則反應(yīng)速率大，故答案為：<用三段式解，設(shè)轉(zhuǎn)化的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為X：N2 +3H2?2NH開(kāi)始(mol)0.10.30轉(zhuǎn)化(mol)X3x2x平衡(mol)0.1-x0.3-3x2x2X =0.667, x=0.08o 0.1-x+0.3-3x+2x若在250C、pi為105Pa條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為1L,則該條件下B點(diǎn)N2的5分壓 p(N2)=10-Pa一0.1-0.08 =8.3 X 300.4-2 0.08故答案為：8.

45、3 xf0III .(3)由圖可知，陰極區(qū)通入液體主要含SO32",流出液主要含 S2O42-,所以陰極區(qū)電極反應(yīng)式為 SO32-+4H + + 2e =S>Q42- + 2H2Q,故答案為：SQ2-+ 4H+ 2e =S2Q42-+2H2Q；由于NQ吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+, NQH4+ye-,若電路中轉(zhuǎn)移 0.3mole-,消耗NQ0.06mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為 =0.06mol X 22.4L/mol=1.344L=1344m,L 故答案為：1344。IV .(4)反應(yīng)平衡時(shí)，2c(Ba2+尸c(CH3CQO)=bmo|/L ,據(jù)電荷守恒，溶液中K=c(H+尸c(

46、QH)=10-7mol/L,溶液呈中性，醋酸電離平衡常數(shù)依據(jù)電離方程式寫出c(CH3CQQ-)c(H + ) b-°2 2b 10-7 =a =;CH3CQQH -b a-2b2b 10-7用含a和b的代數(shù)式表不該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為2b 10 ,a-2b_-7故答案為:2b 10a-2b9.氮氧化物是大氣主要污染物，主要來(lái)自于工業(yè)廢氣及汽車尾氣的排放，工業(yè)廢氣中NQ是主要成分之一。(1)乙烯作為還原劑的脫硝 (NQ),其反應(yīng)機(jī)理示意圖如圖所示.寫出解吸過(guò)程的化學(xué)方程C，H & CO；。八 /NO、H>0NO)吸網(wǎng)催化武解吸(2) FeSQ-Na2SQ復(fù)合吸收劑吸

47、收煙氣中的NQ,該方法利用Fe2+易與NQ發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的特性，原理如下 NQ+FeSQ； Fe(NQ)SQ如圖是一段時(shí)間內(nèi)不同吸收劑對(duì) NQ脫除率對(duì)比，加入 Na2SQ溶液后，吸收效率增強(qiáng)， 除了 Na2S。也能吸收部分NQ外，還能防氧化從而增大 Fe2+的含量，寫出此原理的離子方 程式 O模擬實(shí)驗(yàn)表明，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低NQ的脫除率，其原因是(3)采用無(wú)隔膜法電解食鹽水脫氮可將氮氧化物轉(zhuǎn)化成NO3-,原理如圖無(wú)隔膜條件下電解食鹽水后溶液呈弱堿性，原因是 寫出 NO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。根據(jù)下圖所示，脫 NO過(guò)程中控制溶液pH在 范圍內(nèi)更合理。u 246 S 10 pH電解液中氧的存在形

48、式與pH的美系100SO604020L液度%【答案】2QH4+6NO2 催生劑 4CQ+3N2+4H2O 2F3+SQ2 +H2O=2Fe3+SQ2 +2H+ 溫度過(guò)低，反應(yīng)速率緩慢；溫度過(guò)高，NO的溶解度降低，都會(huì)造成脫除率下降CIO+H2OHClO+OH 2NO+3C1O +2OH 2NO3 +3Cl +2H2O 56【解析】【分析】反應(yīng)機(jī)理示意圖如圖所示，解吸過(guò)程反應(yīng)物為 C2H4, NO2生成物為CC2、N2、H2O,寫出 對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式；(2)Na2SO3具有還原性，F(xiàn)e3+具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能防Fe2+氧化從而增大Fe2+的含量；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率緩慢，溫度過(guò)高，N

49、O的溶解度降低；電解食鹽水，陽(yáng)極失去電子，反生為2cl-2e-=C2T,陰極得到電子，反生的反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH+H2 T，總反應(yīng)方程式為 Cl-+ H2O= CIO+H2 T , CO會(huì)水解；ClO-作氧化劑，NO為還原劑，在堿性條件下的反應(yīng)為2NO+3C1O +2OH2NO3 +3C1+2H2O;根據(jù)圖分析，當(dāng) pH介于5-6時(shí)，Cl元素以HC1O存在，此時(shí)氧化性最強(qiáng)?！驹斀狻?1)反應(yīng)機(jī)理示意圖如圖所示，解吸過(guò)程反應(yīng)物為 C2H4, NO2生成物為CQ、N2、H2O,化學(xué) 方程式為2c2H4+6NO2- 4CO2+3N2+4H2O,故答案為：2C2H4+6NO2 * :4CQ+

50、3N2+4H2O；(2)Na2S。具有還原性，F(xiàn)e3+具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能防Fe2+氧化從而增大 Fe2+的含量，離子方程式為 2Fe3+SC32 +H2O=2Fe3+SOi2 +2H+,故答案為：2Fe3+SC32+H2O=2Fe3+SQ2 +2H+；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率緩慢，溫度過(guò)高，NC的溶解度降低，故答案為：溫度過(guò)低，反應(yīng)速率緩慢；溫度過(guò)高，NC的溶解度降低，都會(huì)造成脫除率下降；電解食鹽水，陽(yáng)極失去電子，反生為2c-2e-=CbT,陰極得到電子，反生的反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH+H2 T ,總反應(yīng)方程式為 C+ H2C= CIO+H2 T , CIO會(huì)發(fā)生水解，方程式為 CIC +H2O HCIO+OH ,故答案為：CIO +H2O HCIO+OH ；CO作氧化劑，NO為還原劑，在堿性條件下的反應(yīng)為2NO+3CIO +2OH2NO3 +3CI+2H2O,故答案為：2NO+3CIO +20H -2NO3