2020年高考试题分类汇编化学平衡

1、2020年高考试题分类汇编化学平衡题1. 2020全国新课标I 28 (14分)SO2的催化氧化:“1八S02(g)+ - O2(g硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是以“化剂SO3（g） ah=-98 kJ m oi-1。回答下列问题:（1）钮催化剂参与反应的能量变化如图（a）所示，V2O5（s）与S02（g）反应生成 V0S04（s）和V2O4（s）的热化学方程式为:IEl|HUV2O4(s>+SO3(g)24kJ * mol 1+so3(g)VAOWfe)A片:-399*1* mo尸.jVOSO4(s)反应过程 "25Mpa400图J4505005

2、50600r/图（2）当SO2（g）、02（g）和N2（g）起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率 “随温度的变化如图（b）所示。反应在 5.0MPa、550c时的 后，判断的依据是 。影响”的因素有 。（3）将组成（物质的量分数）为2m% S02（g）、m% 02（g）和q% N2（g）的气体通入反应器， 在温度t、压弓虽p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为a,则SO3压强为, 平衡常数Kp=（以分压表示，分压=总压X物质的量分数）。（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k（- 1）0.8

3、（1-nc'）式中：k为反应速率常数，随温度 t升高而增大；a为SO2平衡转化率，a'为某时刻SO2 转化率，n为常数。在 40.90时，将一系列温度下的 k、“值代入上述速率方程，得到 vt 曲线，如图（c）所示。10图曲线上v最大值所对应温度称为该a下反应的最适宜温度tm。t<tm时，V逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。原因是【答案】（1） 2V2O5（s）+ 2SO2（g）=2VOSO4（s）+V2O4（s） AH =-351 kJ mol-1(2) 0.975该反应气体分子数减少，增大压强，”提高。5.0MPa>2.5MPa = p2,所以pi=5.0

4、Mpa 温度、压强和反应物的起始浓度(组成)2m(3) p 100 m (1)5(100 m(4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但、0.5p）a降低使V逐渐下降。t<tm时，k增大对V的提高大于a引起的降低；t>tm后，k增大对v的提高小于a引起的降低2. 2020全国新课标H 28 (14分)天然气的主要成分为 CH4, 一般还含有C2H6等煌类，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g尸C2H4(g)+H2(g) AH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:物质C2H6（g）C2H4（g）H2（g）燃烧热 AH/（ kJ mol-1）-1560-141

5、1-286 AH1 =kJ mol -1。提高该反应平衡转化率的方法有 、。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为“。反应的平衡常数 Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压潮勿质的量分数)。(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4同温 C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为：二卜*%也，其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为门，甲烷的转化率为a时的反应速率为r2,则r2= 口。对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是A.增加甲烷浓度，r增大B.增加H2浓度，r增大C.乙烷的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，k减小(3) C

6、H4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转 化，其原理如下图所示：固体电解质(传导。二T阴极上的反应式为 。若生成的乙烯和乙烷的体积比为2 ： 1,则消耗的CH4和CO2体积比为 。3. 2020全国新课标出 28 (14分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1 ) CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H 4): n(H2O)=。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2): n(H2)=1 ： 3,在体系压强为 0.1M

7、Pa,反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。39() 450 510 570 630 690 75()图中，表示C2H 4、CO2变化的曲线分别是、。CO2催化加氢合成 C2H4反应的AH0(填“大于”或“小于”(3)根据图中点A(440K , 0.39),计算该温度时反应的平衡常数(MPa)-3(列出计算式。以分压表示，分压 =总压加质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烧。一定温度和压强条件下， 为了提高反应速率和乙烯选择性,应当【答案】(14分)(1)变大(2)小于(3)4 0.03930.394或

8、0.396 (0.39_4一，等 0.39)2 0.13 3(4)选择合适催化剂等4. 2020 山东卷 18 (12 分)探究CH30H合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH30H的产率。以C02、H2为原料合成CH30H涉及的主要反应如下:I . C02(g)3H 2(g)CH 30H(g)H20(g)Hi一149.5kJ moln. CO(g)2H2(g)=CH30H(g)H2190.4kJ mol 1n.肛E(g) =CO(g)H20(g)H3回答下列问题:(1) H3kJ mol 1。(2) 一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO 2和3 mol H 2发生

9、上述反应，达到平衡时，容器中CH30H(g)为 a mol,CO 为b mol ,此时 H2O(g)的浓度为mol . L-1 (用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应出的平衡常数为(3)不同压强下，按照 n (CO2)： n (H2) =1： 3投料，实验测定 C02的平衡转化率和CH30H的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。n CO2初始CH30H的平衡产率二 n CH 3OH 平衡n CO 2初始100%其中纵坐标表示 C02平衡转化率的是图 (填“甲”或“乙”)；压弓虽pi、P2、P3由大到小的顺序为 ；图乙中 T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因(4)为同时提高 C02的平衡转

10、化率和CH30H的平衡产率，应选择的反应条件为(填标号)。A.低温、高压B.高温、低压 C.低温、低压D.高温、高压【答案】.(1) +40.9；b(a b)V (1 a b)(3 3a b)(3)乙；P1、P2、P3； T1时以反应出为主，反应出前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响(4) A5. 2020江苏卷(14分)CO2/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要 应用。题2。图一1(1) CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-,其离子方程式为 ;其他条件不变,HCO3-转化为HCOO-的转

11、化率随温度的变化如题 20图-1所示。反应温度在 40 c80 c范围内，HCO3-催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是 (2) HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能白装置如题 20图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。HCOOH Ikoh nKHCO一卜/1KQ半透膜l?-2电池负极电极反应式为;放电过程中需补充的物质 A为 (填化学题20图-2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应,将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为。(3) HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如题20图-3所示。HC

12、OOD催化释氢反应除生成 CO2外，还生成 (填化学式)。研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是。【答案】(1) HCO3 H2HCOO H2O温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强(2) HCOO 2OH 2e HCO3 H2OH2SO4 2HCOOH 2OH O2 2HCO3 2H 2。或 2HCOOO2 2HCO 3(3)HD提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度6. 2020 天津卷 16 (14分)利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。回答下列问题：1 .半导体光催化剂浸入水或电解质溶

13、液中，光照时可在其表面得到产物(1)图1为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为。(2)若将该催化剂置于 Na2SO3溶液中，产物之一为 S。一 ,另一产物为。若将该催化剂置于 AgNO3溶液中，产物之一为 02,写出生成另一产物的离子反应式图1图2n.用 “还原CO2可以在一定条件下合成 CH3OH(不考虑副反应)CO 2(g)+3H 2(g) W CH 3OH(g)+H 2O(g)AH <0(3)某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为 a mol L-1和3 a mol L-1,反应平衡时，CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为 。(

14、4)恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1 ： 3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为 。P点甲醇产率高于 T点的原因为 。根据图2,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为 Com.调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放(5) CO2的空间构型为 。已知25c碳酸电离常数为 八 七2,当溶液 pH=12 时，c H2CO3 :c HCO3 :c CO21:。【答案】(共14分)(1)光能转化为化学能(2) H2Ag eAg,、 b2 一2427a2(1 b)4(4

15、)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行，甲醇产率升高210(5)平面(正)三角形1012 Ka1 1024 Ka1 Ka27. 2020浙江卷（10分）研究CO2氧化C2H 6制C2H 4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有:inIVC2 H6(g)C2 H6(g)C2 H6(g)CO2(g)C2H4(g)H2(g)CO2(g) =C2H4(g) H2O(g)2g(g)4CO(g) 3H2(g)H 2(g)= CO(g) H 2O(g)H1 136kJCO(g)H3H4mol 11H2 177kJ mol4

16、1kJ mol 1已知：298K时，相关物质的相对能量（如图L IL©IhlSJj-7Kf>可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的H （ H随温度变化可忽略）。例如:HzO(g)小。(1)H 286kJ mol_ _11242kJ mol 44kJ mol 。请回答:（1）根据相关物质的相对能量计算H3kJ mol 1 o下列描述正确的是A .升高温度反应I的平衡常数增大B.加压有利于反应I、n的平衡正向移动C.反应出有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成D.恒温恒压下通水蒸气，反应IV的平衡逆向移动有研究表明，在催化剂存在下，反应n分两步进行，过程如下:【C2H6（g） CO2（g）】【C2H4（g） H2（g） CO2（g）】【C2H 4（g） CO（g） H 2O（g）,且第二步速率较慢（反应活化能为 _ 1210kJ mol ）。根据相关物质的相对能量，回出反应n分两步进行的能量-反应1过程图”，起点从【C2H6（g） CO2（g）】的能量 477kJ mol ,开始（如图2）。-IM）I CW 一-均）由即（2）CO2和C2H6按物质的量1:1投料，在923K和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对CO2氧化C2H 6制C2H 4”的影响，所得实验数据如下表：催化剂转化率C2H6/%转化率CO2 / %产率C2H4 /%催化剂X19.037.