2020届高三化学选修四——化学反应原理大题周练(压强平衡常数)

1、2020 届高三化学选修四化学反应原理大题周练(压强平衡常数)1. H2 是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题：(1) 某科研团队利用透氧膜获得 N2、H2的工作原理如图甲所示 (空气中 N2与 O2的物 质的量之比按 4：1 计)。上述过程中，膜 I 侧所得气体的物质的量之比 n(H 2)：n(N2) = 3：1，则 CH4、H2O与O2反应的化学方程式为 。(2) 用H2和 CO 合成甲醇的热化学方程式为 CO(g) + 2H2(g)CH3 OH (g) H1。已知：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H2 = -49.0kJ

2、/molCO(g) + H2O(g) = CO2 (g) + H2(g) H3 = -41.1k J/mol 。 则 H1 = k J/mol 。(3) 向容积可变的密闭容器中充入 1 mol CO和 2.2 mol H2，在恒温恒压条件下发生反 应CO(g) + 2H 2(g)CH3OH(g) ，平衡时， CO的转化率 (CO)随 温度、压强的变化情况如图乙所示。 压强： p1 p2 (填“ > ”、“ <”或“ =”)。 M点时， H2的转化率为 (计算结果精确到 0.1%) ，该反应的平衡常数Kp = (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压= 总压 ×物质的量分数 )。

3、 不同温度下，该反应的平衡常数的对数值 (lgK) 如图丙所示，其中， A 点为 506K 时平衡常数的对数值， 则 B、C、D、E四点中能正确表示该反应的 lgK 与温度 (T)的 关系的是 。(4) H 2 还原 NO 的反应为 2NO(g) + 2H 2 (g)N2(g) + 2H2 O(l) ，实验测得反应速率的表达式为 v = kc m (NO) ·cn (H 2 )(k 是速率常数，只与温度有关 ) 某温度下，反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。编号c(H 2)/(mol/L)c(NO)/(mol/L) /mol/(L ·min)10.100.100.41

4、4k20.100.201.656k30.500.102.070k由表中数据可知， m = ，n = 。 上述反应分两步进行： i. 2NO(g) + H2 (g) = N2 (g) + H2 O2(l)( 慢反应 ) ；ii. H2O2(l) + H2(g) = 2H 2O(l)( 快反应)。下列叙述正确的是 (填字母)A.H2O2是该反应的催化剂B.反应 i 的活化能较高C.总反应速率由反应 ii 的速率决定D.反应 i 中 NO 和 H2 的碰撞仅部分有效2. 氮和氮的化合物在国防建设、 工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。 请回答下 列与氮元素有关的问题：(1) NaCN 广泛用于电镀

5、工业上，实验测得浓度相同的NaCN 溶液和 NaHCO3 溶液，前者的 pH 大，则酸性： HCN H2CO3(填“强于”或“弱于” )。(2) 亚硝酸氯 (结构式为 Cl- N= O)是有机合成中的重要试剂。 它可由Cl2和 NO在通 常条件下反应制得， 反应方程式为： 2NO(g) + Cl2 (g)2ClNO(g) 。已知几种化学键的键能数据如下表：化学键Cl - ClCl - NN = ON O(NO)键能 (kJ/mol)243200607630当Cl2与 NO 反应生成 ClNO 的过程中转移了 5mol 电子，理论上热量变化为 kJ。(3) 在一个恒容密闭容器中充入 2molNO

6、(g) 和1molCl 2(g)发生 (2)中反应，在温度分 别为T1、T2时测得 NO的物质的量 (单位： mol) 与时间的关系如下表所示：t/min温度/05813T121.51.31.0T221.151.01.0T1T2(填“>”、“<”或“=”)，理由是 。 若容器容积为 1L ，温度为 T1时，反应开始到 5min 时， Cl2 的平均反应速率为 温度为 T2 时，在相同容器中，充入1molNO(g) 和0.5molCl 2(g) ，则 NO 的平衡转化率 50%( 填“大于”、“等于”或“小于”)。 温度为 T2时，起始时容器内的压强为 p0 ，则该反应的平衡常数 K

7、p = (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 = 总压×物质的量分数 )。(4) 近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu 和依(Ir) 的催化作用下，密闭容器中的 H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮 (NO-3 )，其工 作原理如图所示： Ir 表面发生反应的方程式为 。 若导电基体上的 Pt 颗粒增多，造成的结果是 。3. 乙醚是一种重要的医用麻醉剂， 研究乙醇在催化剂 A 存在的条件下的脱水反应， 对 乙醚和酒精的工业生产都有重要意义，乙醇脱水涉及下列两个反应之间的竞争： 脱水制乙烯 ：C2H5OH(g) ? C2H4(g) + H2 O(g) H1 K

8、1 脱水制乙醚 ： 2C2H5OH(g) ? C2H5OC2H5(g) + H2O(g) H2 K2 研究所得相关信息如下： 压强平衡常数与温度之间的关系如图 1 不同温度下乙醇的转化率及选择性反应温度 (K)乙醇转化率 (%)乙烯选择性 (%)乙醚选择性 (%)副产物选择性 (%)37325.224.3894.521.1042354.2552.2446.711.0552395.2096.872.150.98根据上述信息回答下列问题：(1) 若反应： 2C2 H4 (g) + H2O(g) ? C2H5OC2H5(g) 的焓变为 H3，平衡常数为 K3， 则H3 = (用含有H1、 H2的式子

9、表达 )；K3 =(用含有K1、K2的式子表达 ) 。(2) H1 0( 填“ > ”、“ <”或“ = ” ) ；乙醚的选择性是指用于生成乙醚的乙醇占反应消耗总乙醇量的百分比，表中数据表明：随着温度升高，乙醚选择性降 低，简述理由： 。(3) 除了改变温度外，请再提供一种提高乙醚产率的可行方法 。(4) 为研究乙烯水合法合成乙醇， T时，可以认为只有反应 ，向体积为 1L 的密 闭容器 中投入 0.6mol 水和 1mol 乙烯， 5min 后恰好达到平衡。平衡后则得乙烯的 转化率为 5% ，容器内的总压为 7.75 MPa，则 5min 内乙醇的生成速率为 ；计算反应的压强平衡

10、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 ) 。(5) 向(4) 中的容器中再加入 0.6mol 水和 1mol 乙烯，平衡后， 乙烯的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变” ) 。(6) 工业上电解 NO 制备NH4NO3，其工作原理如图 2所示 (图中电极均为石墨电极 )。 阴极的电极反应式为 ；总反应方程式为 ；其中可循环使用的物质是。4. 将二氧化碳还原转化为有用的化学产品是目前研究的热点之一。回答下列问题：(1) 已知：CH4、CO、H2的燃烧热分别为 890.3 kJ ·mol -1 、283.0 kJ·mol -1

11、 、 285.8kJ·mol-1，则反应2CH4(g)+O2(g)= 2CO(g) + 4H2(g) H = kJ·mol -1 。 CO2 和 H2以物质的量之比为 1 3通入某密闭容器中，只发生反应CO2(g) +3H2 (g) ? CH3OH(g) + H2O(g) ，CO2的平衡转化率与温度、气体的总压强的关系如 图 1 所示。图1P2P1(填“大于”、“小于”或“等于” )；图中 a 点H2的平衡分压p(H 2) = MPa 。(2) 利用电化学技术可将 CO2转化为甲烷 (如图 2 所示) ，阴极的电极反应式为(3) 氢气可将 CO2 还原为甲烷，反应为CO2(

12、g) + 4H2(g) ? CH4(g) + 2H2O(g) 。 Shyam Kattel 等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO 2 催化剂表面上 CO2与H2的反应历程，前三步历程如图 3所示，其中吸附在 Pt/SiO 2催化剂表面上的物 种用“ ·”标注， Ts 表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会( 填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒 (活化能 )步骤的 化学方程式为 。图3 CO2、CO分别与H2反应生成 CH4的lgKp与T的关系如图 4所示，在恒温条件下 容器中只发生反应 时，a点： v(正) v(逆)(填“大于”“小于”或“等

13、于” ) ；900°C时；容器中同时发生反应 和反应，则CO(g) + H2O(g) ? CO2(g) +图45. 研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。工业上处理氮的氧化物途径有多种：.催化氧化法： 城市中 NO和 CO 污染主要来源于汽车尾气， 可以利用化学方法将其转化为无毒无害的物质。-1(1) 已知：N2(g) + O2(g) ? 2NO(g) H= +180 kJ ·mol2CO(g) + O2(g) ? 2CO2 (g) H= -564kJ ·mol-1请写出把汽车尾气转化为无毒无害的物质的热化学

14、方程式：(2) 为研究汽车尾气转化为无毒无害的物质有关反应，在密闭容器中充入 10molCO 和 8molNO 。一定条件下发生反应，平衡时， NO 的体积分数与温度、压强的变化 曲线如下图。 压强为 10 MPa、温度为 T1下，若反应进行到 20 min 达到平衡状态，容器的体积 为4L，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率 v(CO2) = ，该温度下平衡常数Kp = (用平衡分压代替平衡浓度计算， 分压= 总压×物质的量分数； 保留两位有效数字 ) 。 若在 D 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状 态可能是图中 A G点中的 点。(3) 在有氧条件

15、下， 新型催化剂 M 能催化 NOx 与NH3反应生成 N2。将一定比例的 O2、 NH3和NOx 的混合气体， 匀速通入装有催化剂的反应器中反应。 反应相同时间 NOx的 去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在 50 - 380 范围内随着温度的升高，NOx 的去除率先迅速上升后缓慢上升的主要原因是 .碱吸法：(4) 利用纯碱溶液吸收 NO、 NO2，发生的反应只生成一种盐，假设三者完全反应， 生成的 CO2 全部移除， 请写出有关氧化还原反应的方程式 ，所得溶液中离子浓度的大小顺序为： 。6. 煤的气化用于生产各种气体燃料， 有利于提高煤的利用效率和环境保护； 煤的液化 产品将替代目前的

16、石油，对优化终端能源结构具有重要的战略意义。(1) 煤气化制合成气 (CO和H2)C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) H1 = +131.3 kJ ·mol -1C(s) + 2H 2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) H2 = +90 kJ ·mol -1则 CO 与水蒸气反应生成 CO2和 H2的热化学方程式是(2) 由合成气制甲醇以合成气为原料合成甲醇： CO(g) + 2H2 (g) ? CH3OH(g) ，反应过程中的能量变化 如图(a) 。在体积均为 2 L的三个恒容密闭容器 、中分别都充入 1mol CO和 2 mol H2，

17、三个容器的反应温度分别为 T1 、T2、T3，且恒定不变。图 (b) 为三个容器 中的反应均进行到 5 min 时H2的体积分数示意图。0 5 min 时间内容器中用 CH3OH表示的化学反应速率为 三个容器中一定达到平衡状态的是容器 ( 填写容器代号 )，反应开始至达到平衡过程中的能量变化 (绝对值 )(填“ > ”“ < ”或“ = ”)91 kJ。能说明该反应达到平衡状态的是 。a.n(CO) = n(CH 3OH) b.气体的密度不变c.容器内气体的压强不变d.混合气体的平均相对分子质量不变 请在图 (c) 中画出平衡时甲醇的百分含量 (纵坐标 )与温度 ( 横坐标 )、压

18、强关系变化 的曲线，其中 p1 < p2。 如果将容器改为恒温 T、恒压 p = 3 MPa 的容器，反应物加入量不变，达到平衡 时H2的转化率为 75% ，该温度下 H2的平衡分压为 MPa ，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 )；向容器中再加入 1 mol H2，待反应重新达到平衡后， H2的平衡分压 ( 填“> ”“ < ”或“ = ”)前一次平衡分压。7. (1) 严重雾霾天气的产生与汽车排放的 NO2(N 2O4)、CO、 NO 等气体有关。回答下 列问题：用活性炭处理尾气时还可发生反应： C(s) + 2NO(g

19、) ? N2 (g) + CO2(g) H= -34.0 kJ ·mol -1 ，借助传感器在 T1测得不同时间点上 NO和N2的浓 度如下：时间 /min浓度 /mol ·L-10510152025NO1.200.740.560.560.630.63N200.230.320.320.360.3615 min 后，只改变某一条件， 反应重新达到平衡； 根据上表数据判断改变的条件可 能是 ( 填字母 )。a.适当缩小容器的体积b.加入适量的活性炭c.通入适量的 N2d.适当升高温度(2) 750K 下，在恒容密闭容器中，充入一定量的甲醇，发生反应CH3OH(g) ?HCHO(

20、g) + H2(g) ，若起始压强为 101kPa，达到平衡转化率为 50.0% ，则反应的平 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， 忽略其它反应 ) 。(3) 某温度，将 2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为 2 L的密闭容器中，在催 化剂的作用下发生反应： CO(g) + 2H 2(g) ? CH3OH(g) 。经过5 min后，反应达到平 衡，此时转移电子 6 mol 。 若保持体积不变， 再充入 2 mol CO和1.5 mol CH3 OH，此时v(正) v(逆)( 填“> ”“ < ”或“ = ”)

21、。在其他条件不变的情况下，再增加 2 mol CO与5 mol H2， 达到新平衡时， CO的转化率 (填“增大”“减小”或“不变” )。 下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 。a.CH3OH的质量不变b.混合气体的平均相对分子质量不再改变c.v逆 (CO) = 2v正(H2) d.混合气体的密度不再发生改变8. 随着低碳钢等洁净钢技术的发展， Al2O3 - C耐火材料和钢水之间的相互作用已成 为当前的一个研究重点。请回答下列问题：(1) 日常生活中铝用品比铁器件更耐腐蚀，原因是 。(2) 在埋炭实验条件下，不同碳素材料的 Al2O3 - C耐火材料与铁液之间的可能反应 如下： 2Al2O

22、3(s) ? 4Al(s) + 3O2(g) H1= +3351kJ ?mol -1 ； C(s) + O2(g) = CO2 (g) H2 = -393.51kJ ?mol -1 ； C(s) + CO2(g) ? 2CO(g) H3 = +172.51kJ ?mol -1 ；则3C(s) + Al2O3(s) ? 2Al(s) + 3CO(g)的H = kJ ?mol -1(3) 实验温度下， (Al 2O3 - C)/Fe 系统中存在着相互反应，如 Al2O3融入铁液中，导 致铁液中平衡的铝的百分含量的对数 (lgAl) 和平衡氧 (O2) 的百分含量的对数(lgO 2 )关系如 1所示

23、，图中温度 T11973K( 填“>“或“<“)。(4) 在埋炭情况下，碳过剩时，碳的氧化反应主要考虑：C(s) + CO2(g) ? 2CO(g) ，在实验室研究该反应， 一定温度下， 向某体积可变的恒压密闭容器 ( 总压强为 p总)加 入足量的碳和 1mol CO2，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2 所示： 650 时，该反应达到平衡后吸收的热量是 ，消耗碳的质量为 T时，若向平衡体系中再充入一定量以 V(CO2)：V(CO) = 5：4 的混合气体，平 衡 (填“向正反应方向“向逆反应方向“或“不“) 移动。 925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp

24、 = 用含p总的代数式表示，气体分压 (p 分) = 气体总压 (p 总 ) ×体积分数 。(5) CO 可作某熔融盐电池的燃料，电解质为 Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物，空气与 CO2 的混合气为助燃气，电池在 650 下工作时，负极的电极反应式为 答案和解析1. 【答案】 (1)14CH 4 + 8H2O+ 3O2 = 14CO+ 36H2；(2) - 90.1 ；(3) > ； 54.5% ； ；B点和 E 点；(4) 2； 1； BD 。【解析】 【分析】 本题考查化学平衡及原电池，化学平衡图像计算，平衡常数等，题目难度略难，明确分 压常数的计算为解答关键，试

25、题培养了学生的分析能力及综合应用能力。【解答】(1) 空气中N2与O2的物质的量之比为 4: 1 ，膜侧所得气体中 n(H 2): n(N 2) = 3: 1，氮气 在反应前后不变，设氮气为 4mol ，则生成氢气为 12mol ，由膜 I 侧反应可知 8molH 2O得 到电子、3molO 2得到电子，膜I上发生8H 2 O + 16e - =8H2+8O2-、3O2+12e- = 6O2- ， 膜 II上14molCH 4中C失去 84mol电子、 H得到 56mol电子时，膜 II发生： 14CH4 + 14O2- - 28e- = 14CO+ 28H 2，总反应遵循电子守恒， 则反应为

26、 14CH4 + 8H2O+ 3O2 =14CO+ 36H2，故答案为：14CH4 + 8H2O+ 3O2= 14CO+ 36H2；(2) CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2 O(g) H2= -49.0kJ ·mol -1 ， CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) H3 = -41.1 kJ ·mol -1 ， 根据盖斯定律 + 可得 CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g) H1 = H2 + H3 = -49.0kJ ·mol -1 - 41.1 kJ·mol -1 = -90.1kJ

27、 ·mol -1 ， 故答案为： -90.1 ；(3) 增大压强，平衡正向移动， CO 的转化率增大，所以 p1 > p2， 故答案为： > ；M点时，转化的 CO 的物质的量为CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g)0.6mol ，则：初始12.20转化0.61.20.6平衡0.410.6H2的转化率为1.22.2 ×100 = 54.5 ，该反应的平衡常数故答案为： 54.5% ； ；lgK 也减小，所以能正确表示该反应 该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，的 lgK 与温度 (T) 的关系的是 B 点和 E 点， 故答案为： B 点和 E

28、点；(4) 2与1相比， NO的浓度加倍，速率变为原来的 4倍，则m= 2；3与1相比，氢气 的浓度变为原来的 5 倍，速率也变为 5 倍，所以 n = 1 ，故答案为： 2； 1； A. H2O2是该反应的中间产物，故 A 错误；B. 反应 i 的速率慢，活化能较高，故 B 正确；C. 总反应速率由反应 i的速率决定，故 C 错误；D. 反应 i 中NO 和H 2的碰撞仅部分有效，故 D正确； 故答案为： BD 。2. 【答案】 (1) 弱于(2) 277.5(3) < ； T2温度下，先达到平衡，速率快，故T2 > T1 0.05mol/(L ·min) 小于6p0(

29、4) H2 + N2O N2 + H2O 不利于降低溶液中的含氮量 【解析】 【分析】 本题考查化学反应原理有关知识，涉及反应热与焓变、盐类水解、化学平衡的影响因素 以及平衡的有关计算，很好的考查了学生的分析能力逻辑推理能力，难度中等。【解答】(1) 实验测得浓度相同的 NaCN 溶液和 NaHCO3溶液，前者的 pH 大，依据越弱越水解可 知 HCN 的酸性比 H2CO3的酸性弱，故 HCN 弱于 H2CO3，故答案为：弱于；(2) 反应方程式为： 2NO(g) + Cl2(g)2ClNO(g) 的焓变为： H= 630kJ/mol ×2 +243kJ/mol - (607kJ/m

30、ol + 200kJ/mol) ×2 = -111kJ/mol ，当 Cl2与 NO 反应生成 ClNO 的过程中转移了 5mol 电子时参与反应的氯气为： 2.5mol ，理论上热量变化为： 111kJ/mol ×2.5mol = 277.5kJ ，故答案为： 277.5 ；(3) 依据 2NO(g) + Cl2(g)2ClNO(g) H= -111kJ/mol ，T2 温度下，先达到平衡，速率快，故 T2> T1，故答案为： < ；T2温度下，先达到平衡，速率快，故 T2 > T1； 若容器容积为 1L ，温度为 T1时，反应开始到 5min 时，氯气

31、系数是一氧化氮的一半，2mol-1.5mol故 Cl2的平均反应速率为： 1 × 1L = 0.05mol ·L-1 ·min -1 ，故答案为：0.05mol/(L2 5minmin) ； 温度为 T2时，若容器体积为原体积的一半时，充入1molNO(g) 和0.5molCl 2(g) ，则NO 的平衡转化率等于 50% ，而在相同容器中，相当于增大体积减小压强，故平衡向气 体分子数增多的逆反应方向移动，转化率降低，故小于50% ，故答案为：小于； 温度为 T2 时，起始时容器内的压强为 p0，起始量(mol)转化量(mol)平衡量(mol)2NO(g) + C

32、l2(g)2ClNO(g)0.50.52+11+0.5+1p0p，p=2.53p0，故 K?p =(2.5p 0(32.53p0×21.5)21 2 2.5p 0p60，故答案为：6；p0；H2 + N2 O(4) 在 Ir 表面氢气和氧化二氮反应生成氮气和水，故发生反应的方程式为：N2 + H2O，故答案为： H2 + N2O N2 + H2O； 若导电基体上的 Pt 颗粒增多， 会吸附过多的含氮微粒， 不利于降低溶液中的含氮量， 故答案为：不利于降低溶液中的含氮量。K23. 【答案】 (1) H2 - 2 H1；K221； (2) > ；因为 H1 > 0，而 H2

33、< 0，升温推动 平衡右移，而 平衡左移，有利于乙 烯的生成而不利于乙醚的生成，故乙醚的选择性降低；(3) 分离出乙醚或使用选择性更好的催化剂等；(4) 0.01mol ?L-1 ?min -1 ； 52.25MPa ；(5) 增大；(6) NO + 5e- + 6H+= NH4+ + H2O；8NO+ 7H2O3NH 4NO3 + 2HNO 3 ；NH 4NO3【解析】 【分析】本题考查影响平衡的因素、 热化学方程式书写、 化学平衡常数的含义、 电极反应式书写， 难度适中，读懂表中数据是解题的关键。【解答】(1) 已知 ：C2H5OH(g) ? C2H4(g) + H2O(g) H1，

34、 ：2C2H5OH(g) ? C2H5OC2H5(g) + H2O(g) H2，根据盖斯定律 - ×2得 2C2H4(g) + H2 O(g) ? C2H5OC2H5(g) H3 =H2 - 2 H1；已知 K1 =c(C2H4) × c(H2O)c(C2H5OH)c(C2H5OC2H5) × c(H2O)c2(C2H5OH)K3 =c(C2H5OC2H5) ， c2(C2H4) × c(H2O) ，则K3= K12，K2故答案为： H2 - 2 H1； K22；(2) 反应 压强平衡常数随温度升高而增大，结合反应方程式C2H5OH(g) ? C2H4(

35、g) +H2O(g) ，所以正反应吸热 H1 > 0；根据压强平衡常数与温度之间的关系，H1 > 0，而H2<0，升温推动平衡右移，而 平衡左移，有利于乙烯的生成而不利于乙醚的 生成，故乙醚的选择性降低，故答案为：> ；因为 H1 > 0，而 H2 < 0，升温推动 平衡右移，而 平衡左移，有利于乙烯的生成而不利于乙醚的生成，故乙醚的选择性降低；(3) 反应 正向移动可以提高乙醚产率，分离出乙醚能使反应 正向移动，或者使用选 择性更好的催化剂使乙醇进行脱水反应主要为 ，所以提高乙醚产率的可行方法是分离 出乙醚或使用选择性更好的催化剂等，故答案为：分离出乙醚或

36、使用选择性更好的催化剂等；起始浓度 (mol/L)010.6变化浓度 (mol/L)0.050.050.05平衡浓度 (mol/L)0.050.950.55(4)C2H5OH(g) ? C2H4(g) + H2O(g)则 5min 内乙醇的生成速率为0.05mol/L5min0.55 0.95= 0.01mol ?L-1 ?min -1 ； Kp1.55 ×7.75 ×1.55×7.750.051.55×7.7552.25MPa ，故答案为： 0.01mol ?L-1 ?min -1 ； 52.25MPa ；(5) 根据等效平衡原理，向 (4) 中的容器

37、中再加入 0.6mol 水和 1mol 乙烯，相当于加压， 增大压强， C2H5OH(g) ? C2H4(g) + H2 O(g) 反应逆向移动，乙烯转化率增大， 故答案为：增大；(6) 电解 NO制备NH4NO3，阳极反应为： NO - 3e- +2H2O= NO-3 + 4H+，阴极反应为：NO + 5e- + 6H+ = NH4+ + H2O，总反应方程式为： 8NO + 7H2O3NH4NO3 + 2HNO 3 ，可循环利用的物质为 NH4NO3 ，故答案为：NO + 5e- + 6H+ = NH4+ + H2O； 8NO + 7H2O3NH 4NO3 + 2HNO3；NH4NO3。4

38、. 【答案】 (1) - 71.4kJ/mol 小于； 1.33(2) CO 2 + 8H+ + 8e-? = CH4 + 2H2O(3) 吸收热量； ·CO+ ·OH +·H + 3H2(g) = ·CO + 3H2(g) + H2O(g) 或·OH +·H = H2O(g) 小于； 0 【解析】 【分析】 本题主要考查化学反应原理，涉及盖斯定律的应用、电解池电极方程式的书写、压强和 温度对化学平衡的影响、 化学平衡的计算等， 熟练掌握化学反应原理的理解能力和综合 运用理论是解题的关键，难度中等。【解答】(1) CH4、CO 、H2

39、的燃烧热分别为 890.3kJ/mol 、283.0kJ/mol 、285.8kJ/mol ，它们的 热化学反应方程式分别为： CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H 2O(l) H = -890.3kJ/ mol ；1 CO(g) + 2 O2(g) = CO2(g) H = -283kJ/mol 的物质的量分别为 xmol 、3xmol ，a点时二氧化碳平衡转化率为 20% ，故平衡时 CH3 OH的 物质的量为 0.2xmol 。CO2(g) + 3H 2(g) ? CH3OH(g) + H2O(g)平衡 n/molx - 0.2x 3x - 0.6x0.2x0.2x

40、n(平衡)总 = 3.6xmol ，p(H 2 ) =2.4x3.6x×2MPa 1.33(MPa) ；故答案为：小于； 1.33 ；(2) 利用微生物燃料电池技术可将 CO2 转化为甲烷， 微生物所起的作用是催化剂， 催化有 机废水被氧化为二氧化碳或催化二氧化碳被还原为甲烷；阴极的电极反应式为CO2 +8H + + 8e-? = CH4 + 2H2O；故答案为： CO2 + 8H + + 8e-? = CH4 + 2H2O；(3) 物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会吸收热量；由图像可知第三步反应 所需的活化能最小，故 ·CO+·OH +·H +

41、3H2 (g) =·CO+ 3H2 (g) + H2 O(g) ，也可写作OH +·H = H2O(g) ； 故答案为：吸收热量； ·CO +·OH +·H + 3H2(g) =·CO+ 3H2(g) + H2O(g) 或·OH +·H =则v(正)小于 v(逆) ；Kp()=H2O(g) ；a点向 b 点移动时， lgK p 减小，平衡需向逆反应方向移动，p(CH 4 ) ·2p(H 2O)，?p(CO2) ·4p(H 2) ，= p(CH 4) ·p(H2O)，= ?p(CO) &

42、#183;3p(H 2 ) ，900时， Kp() = Kp( ) ，则p?(pC(HCO4)2)··p(4pH(H22O) =p?(Cp(HCO4)··3pp(H(H22O)，化简得?pp(CCOO)2)··pp(2H(HO2)= 1，即反应CO(g) +H2O(g) ? CO2(g) +H2(g) 的K p =1，lgK p = 0； 故答案为：小于； 0。5. 【答案】 (1)2NO(g) + 2CO(g) = 2CO2(g) + N2(g) H= -744 kJ ·mol -1 ；(2) 0.05mol/(L .mi

43、n) ； 0.089MPa -1 ；G；(3) 迅速上升是催化剂活性随温度升高而增强，使除去速率迅速增大，上升缓慢主要是 温度升高造成催化剂活性降低；(4) NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2； c(Na + ) > c(NO -2 ) > c(OH- ) > c(H+ )。【解析】 【分析】 本题主要考查化学原理知识，包含热化学方程式书写和盖斯定律、化学平衡的移动、离 子浓度大小比较、 化学平衡常数的计算和简单应用， 涉及的知识点较多， 考查综合能力， 题目难度一般。【解答】(1) N 2(g) + O2(g) ? 2NO(g) H= +180

44、 kJ ·mol -1 2CO(g) + O2(g) ? 2CO2(g) H= -564 kJ·mol -1 ， 根据盖斯定律，将 - 即可得出 2NO(g) + 2CO(g) = 2CO2 (g) + N2(g) H= -744 kJ ·mol -1 ，故答案为： 2NO(g) + 2CO(g) = 2CO2 (g) + N2 (g) H= -744 kJ ·mol -1 ；(2) 压强为 10 MPa、温度为 T1下，若反应进行到 20 min 达到平衡状态， 对应图像 E点， 利用“三段式”来计算2NO(g) + 2CO(g) ? 2CO2(g)

45、+ N2(g)1000xx0.5x10 - xx0.5x初始时物质的量 /mol 8变化的物质的量 /mol x平衡时物质的量 /mol 8 - xNO 的体积分数为 25% ，根据阿伏加德罗定律及推论，体积分数等于物质的量分数，8-x8-x+10-x+x+0.5x25%P总，PCO= 37.5%P总，PCO2= 25%P总，PN212.5%P 总，Kp =P2 CO2 ×PN 2P2 CO ×P2 NO= 25% ，解得 x = 4，v(CO2) = 4L×4m2o0lmin = 0.05mol/(L .min) ， PNO =(P 总×25)2

46、15;P总×12.5 = 0.089MPa -1(P 总×37.5)2×(P总×25)2 = 0.089MPa故答案为： 0.05mol/(L .min) ； 0.089MPa -1 ； 此反应是体积减小的放热反应，在D 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，平衡向正反应方向移动， NO 的体积分数降低，对应图像的 G 点， 故答案为： G；(3) 在一定温度范围内催化剂活性较大， 超过其温度范围， 催化剂活性降低， 根据图知， 在50 - 380范围内随着温度的升高， NOx的去除率先迅速上升后缓慢上升，迅速上升 主要原因是催化剂活性随温度升高

47、而增强， 使除去速率迅速增大， 上升缓慢主要是温度 升高造成催化剂活性降低， 故答案为：迅速上升是催化剂活性随温度升高而增强，使除去速率迅速增大，上升缓慢 主要是温度升高造成催化剂活性降低；(4) 二氧化氮、一氧化氮与碳酸钠反应生成NaNO2、CO2，反应方程式为 NO+ NO2 +Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2，NaNO2溶液中 NO-2 水解生成 OH- ，溶液显碱性，溶液中离子 浓度的大小顺序为 c(Na + ) > c(NO -2 ) > 故答案为：6.答案】c(OH- ) > c(H +)，NO+ NO2+ Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2；c

48、(Na +) > c(NO -2 ) > c(OH- ) > c(H+)。 (1)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) H= -41.3kJ ·mol -1(2) 0.0875mol/(L ·min)【解析】 【分析】本题考查盖斯定律的应用， 化学平衡和化学反应速率受外界条件的影响因素， 平衡常数 的计算，平衡的标志等，综合性强，难度较大。【解答】(1) C(s)+ H2O(g) = CO(g) + H2(g) H1 = +131.3kJ ·mol -1 ，C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H 2(g

49、) H2 = +90kJ ·mol -1 ，根据盖斯定律， - 得 CO(g) + H 2 O(g) =CO2(g) + H2(g) ， H= -41.3kJ ·mol -1 ，故答案为： CO(g) + H2 O(g) = CO2(g) + H2(g) H= -41.3kJ ·mol -1 ；(2) CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g) ， 起始： 1mol2mol0mol转化 : xmol2xmolxmol5min: (1 - x)mol(2 - 2x)mol xmol2-2x 7 0.875mol1-x+22-22xx+x = 0.2，则x =

50、 87，v(CH 3 OH) = 20.L8×755mmoiln = 0.0875mol/(L ·min) ， 故答案为： 0.0875mol/(L ·min); CO(g) + 2H2 (g) ? CH3OH(g) 为放热反应，温度升高，平衡左移，氢气的体积分数增 大，但 中氢气的体积分数小于 ，说明已达平衡；最终达到平衡状态，物质转化率低 于 100 ，则实际放出的热量小于 91kJ，a. 当n(CO) = n(CH 3OH)时，不能说明反应达平衡，故a错误；b. 反应前后气体总质量不变，容器体积不变，气体的密度恒定不变，故b 错误；c. 反应前后气体体积改变

51、，容器内气体的压强不变，说明反应达平衡，故c 正确；d. 混合气体的总质量不变，当平均相对分子质量不变时，说明气体物质的量不变，可说 明达到平衡，故 d 正确；故选 cd；故答案为： ；< ； cd； 正反应放热，压强不变时，升温平衡左移，甲醇百分含量降低，相同温度时，增大 故答案为： 1 ； 3MPa-2 ； > 。转化 : 0.75mol 1.5mol 0.75mol平衡： 0.25mol 0.5mol0.75mol则H2的平衡分压为0.50.25+0.5+0.75×3MPa = 1MPa ，1 1 1平衡混合物中 CO 占16， H2占13，甲醇占 21，则 Kp

52、=112× 3MPa1116× 3MPa×(31× 3MPa)2= 3MPa -2 ；向容器中再加入 1molH 2，氢气的物质的量分数增大，总压不变，故H?2的平衡分压 > 前一次平衡分压，7.【答案】 (1)a(2)50.5KPa(3) > ；增大 cd【解析】 【分析】 本题考查了化学平衡，涉及三段式的解题方法，影响化学平衡的因素，化学平衡状态的 判断，化学平衡常数的应用等，题目难度中等，掌握化学平衡的相关原理是关键。【解答】(1) 由图中数据可知， 15 min后，只改变某一条件， 反应重新达到平衡， NO 和N2的浓度 均增大，a.

53、 该反应是气体体积不变的反应，适当缩小容器的体积，平衡不移动，但NO 和 N2的浓度均增大，故 a 正确；b. 加入适量的活性炭，固体不改变平衡，容器体积不变，NO 和N2的浓度不变，故 b 错误；c. 通入适量的 N2，平衡逆向移动， 重新达到平衡后， NO 的浓度均增大但 N2 不一定增大， 故 c 错误；d. 适当升高温度，平衡逆向移动， NO 的浓度增大， N2的浓度减小，故 d 错误；故答案为： a；(2) 起始压强为 101kPa，达到平衡转化率为 三段式：50.0% ，设起始甲醇的物质的量为 1mol，列n 起始：CH3OH(g) ?1HCHO(g)0H2(g)0n 转化：0.5

54、0.50.5n 平衡：0.50.50.5恒温恒容，压强之比等于其物质的量之比，有101kPa 1p 平 = 1.5，解得 p 平 = 151.5kPa ，则各组分气体的分压为p(CH 3OH) = p(HCHO) = p(H2) = 31p平 =50.5kPa ，则Kp =p (HCHO )·p(H2)p(CH3OH)= 50.5kPa ；故答案为： 50.5Kpa ；(3) 温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为 2 L的密闭容器中，经过 5 min 后，反应达到平衡，根据反应： CO(g) + 2H2 (g) ? CH3OH(g) ，消耗 1molCO 时

55、转移电 子为 4mol ，此时转移电子 6 mol，则消耗 CO 的物质的量为 1.5mol ，列三段式：CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g)n 起始： 250n 转化： 1.531.5n 平衡： 0.521.51.5mol则平衡常数 K =20.5mol×2L(2m2Lol )22L= 3，若保持体积不变，再充入 2 mol CO 和1.5 mol CH3OH，此时 Qc= 2.5mol 2L2mol 2 = 2L ×(2L )1.2 < K，则反应正向进行， v(正) > v(逆)； 在其他条件不变的情况下， 再增加 2 mol CO 与 5

56、mol H2 ，同等程度改变反应物的用量， 新平衡与原平衡相比， 相当于增大压强， 该反应气体体积减小， 增大压强平衡正向移动， 故达到新平衡时， CO 的转化率增大； 故答案为： > ；增大； a. CH3 OH的质量不变，说明反应达到平衡，故a 正确；b. 根据 M = mn ，混合气体的总质量不变，该反应前后气体的物质的量发生变化，混合气 体的平均相对分子质量不再改变，说明各组分含量保持不变，达到平衡，故b 正确；c. 2v 逆(CO) = v正(H 2)，反应达到平衡，故 c错误；d. 根据 = mV ，混合气体的总质量不变，恒容V 不变，混合气体的密度始终不变，故 d错误； 故答案为