高考热点训练化学平衡专题训练Word格式.docx
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2.(全国2).CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:
C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·
该催化重整反应的ΔH==______kJ·
有利于提高CH4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2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·
L−2。
(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CH4(g)=C(s)+2H2(g)
消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH/(kJ·
mol−1)
75
172
活化能/
(kJ·
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。
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(K)和速率(v)的叙述正确的是________填标号)。
A.K积、K消均增加B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·
p(CH4)·
[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。
在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。
3.(全国3).三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式__________。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·
3SiH2Cl2(g)
SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=−30kJ·
则反应4SiHCl3(g)
SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·
(3)对于反应2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α=_________%。
平衡常数K343K=__________(保留2位小数)。
②在343K下:
要提高SiHCl3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____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小:
υa________υb(填“大于”“小于”或“等于”)。
反应速率υ=υ正−υ逆=
−
,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处
=__________(保留1位小数)。
4.(18淄博二模)27(14分).
(1)在一定条件下:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),在两个均为2L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2O)/n(CO)]充入H2O(g)和CO,CO的平衡转化率α(CO)与温度的关系如下图所示。
①P点平衡常数K=。
②氢碳比X2.0(填“>
”或“<
”或“=”),判断的理由是。
③下列能提高CO平衡转化率的措施有。
A.使用高效催化剂B.通入He气体使体系的压强增大
C.降低反应温度D.投料比不变,增加反应物的浓度
(2)已知:
反应I:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)△H<
反应II:
4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)△H<
氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I和Ⅱ。
为分析该催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,反应关系如右图,该催化剂在高温时选择反应(填“I”或“II”)。
520℃时,4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=(只需列出数字计算式)。
5.(18烟台模拟)
征服高考化学计算题之化学平衡二
6.(18潍坊模拟)
(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g)
S2(g)+2CO2(g)。
一定压强下,向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应,测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变化的关系如图所示:
①A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有_____________(填字母)。
②该反应的△H_____0(填“>
”“<
”或“=”)。
③下列措施能够增大SO2平衡转化率的是______________。
A.降低温度B.增加C的量C.减小容器体积D.添加高效催化剂
(3)用氨水吸收SO2。
25℃时2.0mol·
L-1的氨水中,NH3·
H2O的电离度α=______(
×
100%)。
将含SO2的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中的
=_______。
(已知25℃,Kb(NH3·
H2O)=1.8×
10-5;
Ka1(H2SO3)=1.3×
10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×
10-8)
7.(泰安).(11分)工厂尾气中常含有毒气体NO,对其转化利用及无害化处理具有重要意义。
I.利用NO与Cl2在通常条件下反应可制得重要化工原料亚硝酸氯(C1NO):
2NO(g)+C12(g)
2C1NO(g)
(1)在一定温度下,该反应于一恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2,逆反应速率(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酸氯的结构为C1—N=O):
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)△H=一111kJ·
mol-1,则a=。
(3)在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g),在不同温度下测得c(C1NO)与时间的关系如图A:
①反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)=。
②T2时该反应的平衡常数K=。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时C1NO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是点。
当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,达到平衡状态C1NO的体积分数可能是D、E、F三点中的点。
8.(省实验)28.(14分)肌红蛋白(Mb)是由肽链和血红索辅基组成的可结合氧的蛋白,广泛存在于肌肉中。
I.肌红蛋白与氧气的反应的转化率(α)与氧分压p(O2)密切相关,存在如下平衡:
Mb(aq)十O2(g)
MbO2(aq)
其中,k1和k2分别是正向和逆向反应的速率常数。
37℃,反应达平衡时测得的一组实验数据如图所示。
据此回答下列有关问题:
(1)该反应的平衡常数可用如下方式来表示:
,结合图示计算37℃下该反应的平衡常数(提示:
注明平衡常数单位)。
(2)用氧分压p(O2)和平衡常数K来表示平衡时肌红蛋白的转化率。
(3)研究发现,正向反应速率v正=k1c(Mb)p(O2);
逆向反应速率v逆=k2c(MbO2)。
已知37℃时k2=60s-1,计算该温度下的速率常数k1=(提示:
注明速率常数单位)。
9.(日照)27.(14分)NO是第一个被发现的生命体系气体信号分子,具有舒张血管的功能,化学性质活泼。
(1)在298K,101kPa时,已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g)△H1=-393.5kJ·
mol-1
N2(g)+O2(g)===2NO(g)△H2=+179.5kJ·
①写出此条件下C(s)与NO(g)反应生成CO2(g)和N2(g)的热化学方程式:
____________________________________。
②现有三个起始体积相同的密闭容器I、II、III,按如图所示投料,并在298K时开始反应,达到平衡时,下列说法正确的是_________________。
(填标号)
a.容器I、II的正反应速率相同
b.容器I、III中,NO的转化率相同
c.容器I、II、III中,混合气体的密度相同
d.容器I、II、III中,平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1=K3>
K2
(2)100kPa时,反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1所示,反应2NO2(g)
N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2所示。
①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)达到平衡时NO的转化率,则______点对应的压强最大。
②100kPa、100℃时,反应2NO2(g)
N2O4(g)的平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×
物质的量分数,计算结果保留两位有效数字)。
征服高考化学计算题之化学平衡三
10.(13分)新旧动能转换工程之一是新能源新材料的挖掘和应用。
乙二醇是重要的化工原料,煤基合成气(CO、H2)间接制乙二醇具有转化率高、回收率高等优点,是我国一项拥有自主知识产权的世界首创技术,制备过程如下:
(1)请写出煤基合成气[n(CO):
n(H2)=1:
2]与氧气间接合成乙二醇的总热化学方程式____________________________,已知该反应在较低温条件下能自发进行,则该反应的△H=_____0(填“>
(2)一定温度下,在2L的密闭容器中投入物质的量均为0.4mol的CO和CH3ONO发生反应Ⅱ,10min达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等。
①下列选项能判断反应已达到化学平衡状态的是________。
a.CO的质量不再变化b.混合气体的密度不再变化
c.单位时间内生成CO和NO的物质的量相等d.CO和CH3ONO的浓度比不再变化
②10min内该反应的速率v(NO)=_______;
该温度下化学平衡常数k=_______。
若此时向容器中再通入0.4molNO,一段时间后,达到新平衡时NO的体积分数与原平衡时相比________(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。
③若该反应△H<
0,在恒容的密闭容器中,反应达平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是________(填字母)。
11.(临沂)27.(14分)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·
mol-1(a>
0)
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ·
mol-1(b>
若用CO还原NO2至N2,当消耗标准状况下3.36LCO时,放出的热量为kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(2)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g)△H=-57.0kJ·
mol-1。
测得NO2的体积分数[
(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
①0~20min内,v(N2O4)=mol·
L-1·
min-1。
②上述反应中,v(NO2)=k1·
c2(NO2),v(N2O4)=k2·
c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为。
改变温度至T1时k1=k2,则T1373K(填“>
”、“<
(3)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元弱酸。
25℃时,向100mL0.1mol·
L-1H2N2O2溶液中加入VmL0.1mol·
L-1NaOH溶液。
(已知25℃时,连二次硝酸的Ka1=10-7,Ka2=10-12)
①若V=100,则所得溶液中c(H2N2O2)c(N2O22-(填“>
”或“=”),通过计算解释原因。
②若V=200,则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为。
12.(济宁)
13.(滨州)
14.
15.(济南)
征服高考化学计算题之化学平衡四
16.(衡水3月)氮和碳一样也存在一系列氢化物,如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。
请回答下列问题
(1)上述氮的系列氢化物的通式为______________;
N3H5的电子式为_______________。
(2)已知:
①4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)△H1=akJ·
mol-1K1
②4NH3(g)+3O2(g)==2N2(g)+6H2O(g)
△H2=bkJ·
mol-1K2
写出N2
与O2反应生成1mol
NO气体的热化学方程式:
________________________________;
该反应式的平衡常数表达式K=__________(用含有K1、K2的代数式表示)。
(3)已知NH3·
H2O为一元弱碱,N2H4·
H2O
为二元弱碱,N2H4·
H2O在水溶液中的一级电离方程式为N2H4·
H2O+H2O
N2H4·
H2O++
OH-,则可溶性盐盐酸肼(N2H6Cl2)
第一步水解的离子方程式为_________________________________________________;
溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________。
(4)如图所示,隔板I固定不动,活寨II可自由移动,M、N
两个容器中均发生反应:
N2(g)+
3H2(g)
2NH3(g)。
向M、N
中均通入lmol
N2
和2.3
mol
H2。
初始时M、N
容积相同,并保持温度不变,则达到平衡时H2
的转化率aM(H2)_____aN(H2)(填“>
”“=”“或”)。
达到平衡时测得容器N
的容积为2.0
L,其中含有0.2
NH3,则此条件下该反应的平衡常数K=__________。
17.(潍坊二模)
18.(15分)消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。
(1)工业上常用活性炭还原一氧化氮,其反应为:
2NO(g)+C(s)
N2(g)+CO2(g)。
向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
甲容器反应温度T℃______400℃(填“>
”或“=”);
乙容器中,0~40min内平均反应速率v(CO2)=_____;
丙容器中达平衡后NO的物质的量为_________mol。
(2)活性炭还原NO2的反应为:
2NO2(g)+2C(s)
N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,lmolNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如右上图所示:
①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是_________点(填“A”或“B”或“C”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=_______MPa
(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×
物质的量分数)。
19.(潍坊三模)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、应用等环节。
回答下列问题:
(1)氢气的制备
以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。
其反应过程如右图所示。
反应Ⅱ包含两步反应:
①H2SO4
(1)=SO3(g)+H2O(g)
ΔH=177kJ/mol-1
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)
△H=196kJ/mol-1
写出反应Ⅱ的热化学反应方程式
(2)氢气的应用
CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可用于回收利用CO2。
温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:
CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g)
△H,化学平衡常数K=1
实验测得:
v正=k正·
c(CO2)·
c(H2),v逆=k逆·
c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当CO2的转化率为33.3%时,HCOOH的体积分数为(保留整数)。
②T1时,k逆=(用k正表示)。
当升高温度至T2时,k逆=0.9k正,则△H0(填“>
"
或“=”)。
20.(15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为____________。
(2)上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中
为:
_____________,已知Ksp(AgCl)=1.8×
10-10,Ksp(AgI)=8.5×
10-17。
(3)已知反应2HI(g)
===H2(g)
+
I2(g)的ΔH=
+11kJ·
mol-1,1mol
H2(g)、1mol
I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_____kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应:
2HI(g)
H2(g)
I2(g)
在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
20
60
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
0.60
0.73
0.773
0.780
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:
___________。
②上述反应中,正反应速率为v正=
k正·
x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·
x(H2)·
x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。
若k正
=
0.0027min-1,在t=40min时,v正=________min-1
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。
当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)
21.(15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。
再水解生成乙醇。
写出相应的反应的化学方程式
________________________
甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·
mol-1
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4
(g)+2H2O(g)△H2=-29.1KJ·
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g))△H3=+50.7KJ·
则乙烯气相直接水合反应C2H4
(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?
△H=
KJ·
与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:
_______________
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K=
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×
物质的量分数)
②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:
,理由是:
______________
_______
__________________
③气相直接水合法党采用的工艺条件为:
磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。
乙烯的转化率为5℅。
若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:
______
、
22.(14分)甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。
利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
△H
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