2018凤凰台平衡大题汇总

1、2018凤凰台平衡大题汇总20 / 16凤凰台平衡大题1. 根据图像选择反应最佳条件(1) 采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn合金)，利用C仔口H制备二甲醚(DME)。主反应：2CO(g)+4H(g)、CH0CHg)+H20(g)副反应：CO(g)+HO(g) CQg)+H 2(g)CO(g)+2H 2(g) CHOH(g)n(Mn)观察图1回答问题：催化剂中n(Cu)约为时最有利于二甲醚的合成图像分析：分清主次反应，主反应相关曲线先增后减，非常明显的拐点，选 择性和转化率最高最有利于合成，所以答案是2.0。 氨气制取尿素CO(NH)2的合成塔中发生反应：2NH(g)+CQ(g) CO

2、(NH2(I)+H 2O(g)。n(NH3)n(H2O)图2为合成塔中不同氨碳比a n(C°2)和水碳比bn(C°2)时二氧化碳转化率(a。 b宜控制在(填字母)范围内A. 0.60.7B. 11.1a 宜 控 制 在是C. 1.51.64.0 左 右， 理鹤化率选掙性OU60-选择杵4020,CHQH选择性0to 2.0 3.0 4.0Mn)图1图2图像分析：控制变量，作垂直于横轴的一条直线交三条曲线于三点， 转化率 越高越好，所以选择A。选择最佳氨碳比，可看最上面曲线的走势，整体增加， 曲线先陡后平(略上升)，依然选择拐点，当氨碳比大于4.0时，增大氨气的量CO 转化率

3、增加不大，但生产成本提高了；氨碳比太小，CO转化率低。2. 根据图像结合相关原理解释某种现象产生的原因(1) 以二氧化钛表面覆盖CiuAlzQ为催化剂，可以将CO和CH直接转化成乙酸。 在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图 3所示。250300 °C时，温 度升高而乙酸的生成速率降低的原因/X：-0 900 y25 950 97J 1000 1025 10S0O-O-AG-OH5 4 3 2 1 漫洋*££sx'4INI制 ID fiM) mn彌 M EIU-M图3图4图5图像分析：两根曲线注意看清每个曲线对应的条件， 分析两个量之间内在的 联

4、系。这里涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度，弄清影响因素即可。所以250300 C时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过 250 C时, 催化剂的催化效率降低。(2) 已知H2S高温热分解制"的反应为2HS(g)2Hb(g)+S2(g)。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行 HS的分解实验。以HS的起始浓度均 为c mol L-1测定H2S的转化率，结果如图4所示。图中a为HS的平衡转化率与温度 的关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原 因：。图像分析：弄清两根曲线表示的含义，温度低时，

5、H2S转化率相差较大，温度高时，H2S转化率几乎相等。说明温度高时，在该段时间里已经达到平衡，因 而原因可以表示为：温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，故曲 线b向曲线a靠近。（3）6NO（g）+4NH3（g） 5M（g）+6H2O（g） H=-1 807.0 kJ mol-1; N口NH在AgO 催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图 5。随着反应温度的进一步升高，在有氧的条件下NO勺转化率明显下降的可能原 因是。图像分析：可逆反应转化率的变化一般可以从平衡移动的角度去分析，该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行。3. 根据图像推断化学方程式及相关信息（1）为了

6、减少空气中的CO,目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的 作用，捕碳剂常用（NH）2CO，反应为（NF4）2CO（aq）+H2O（l）+CO2（g） 2NHHCOaq）出。为研究温度对（NHCO捕获CO效率的影响，在某温度匚下，将 一定量的（NH4） 2CC3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的 CO气体（用氮气作为稀 释剂），在t时刻，测得容器中CO气体的浓度。然后分别在温度为 T2、T3、T4、T5 下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO气体浓度，其关系如图6,则出（填 >”、=”或<”）0。如 訂 4时间At*inO图6图7图像分析：根据可逆反应的

7、特征，准确确定平衡点。温度越高反应速率越快，达到平衡所需的时间越短，在相等时间内，CG浓度最低的点应该是平衡点。 T3往后，温度升高，CG浓度增大，平衡逆向移动，逆反应吸热，正反应放热。（2）NO直接催化分解（生成N2与G2）也是一种脱硝途径。在不同条件下，NG勺分 解产物不同。在高压下，N（在40 °C下分解生成两种化合物，体系中各组分物质 的量随时间变化曲线如图7所示。写出丫和Z的化学 式: 。图像分析：根据题意结合图像可知，3 mol NG分解后得到1 mol 丫和1 mol Z（Y 和Z均为氮的氧化物），故丫和Z分别为N£和NO。【举题说法】【例题3】（2015新课

8、标U卷节选）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO CO和H）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反 应如下：CO(g)+2H(g)-CHOH(g)AH=-99 kJmol-1 CO(g)+3H2(g)iCHOH(g)+HO(g)AH=-58 kJmol-1CO(g)+H2(g)-CO(g)+HO(g)AH=+41 kJmol-1回答下列问题：（1）反应的化学平衡常数K的表达式为;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由n （出）合成气的组成n（CO C°2）=2.60时体系中CO勺平衡转化率（M与温度和压强的关系如图

9、2所示。acO）随温度升高而（填 增大”或减小”，其原因是。图2中的压强由大到小为 ，其判断理由是 O5W 510 520 5J0 540 5W图2c(CH 3OH )2【答案】a反应正反应为放热反应，平衡常数(1) K= c(CO) c (H2)随温度升高而减小（2）减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，生成 CO勺量增大。总结果，随温 度升高，CO勺转化率降低 P1>P2>P3相同温度下，由于反应为气体分子数减 小的反应，加压有利于提升CO勺转化率；而反应为气体分子数不变的反应， 产 生CO勺量不受压强影响。故增大

10、压强时，有利于 CO勺转化率升高 (2015湖南怀化二模)I . 右图为1 mol NQ(g)和1 mol CO(g)反应生成NO(g)和CQ(g)过程中的 1 1能量变化示意图。已知日=134 kJ mol- , E=368kJ mol- (E1、E2为反应的活化能)。若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，则E、AH的变化分别是、(填“增大”、“减小”或“不变”)。写出该反应的热化学方程式：。 若反应 SG(g)+l 2(g)+2H2O(g) HSO(l)+2HI(g)在 150 C下能自发进行,则出(填字母)0A.大于 B.小于 C. 等于D.大于或小于都可n.以CO为碳源制取低碳有机物

11、成为国际研究焦点，下面为CO加氢制取乙醇的反应：2CO(g)+6H2(g) CHCHOH(g)+3HO(g) AH=Q kJ mol-1 (Q>0)。在密闭容器中，按CG与H的物质的量之比为1 : 3进行投料，在5 MPa下测得完成下列填空：(1) 表示CHCH0F体积分数曲线的是 (填字母)。(2) 在一定温度下反应达到平衡的标志是 (填字母)A. 平衡常数K不再增大B. CO2的转化率不再增大C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变D. 反应物不再转化为生成物(3) 其他条件恒定，达到平衡后，能提高H转化率的措施是 (填字母)。A.升高温度B.充入更多的” C.移去乙醇D. 增大容器

12、体积 图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数为 。【答案】I (1)减小 不变 NO(g)+CO(g) NO(g)+CQg) AH= 234kJ mol-1B3II . (1)b(2)BC(3)AC(4)37.5% (或 0.375 或 8)【解析】I . (1)催化剂能够降低化学反应的活化能，但不能改变化学反应的焓变；由能量关系图可知该反应的热化学方程式为NO(g)+CO(g)11 1NO(g)+CQg) AH=-(E2-E1)=-(368 kJ mol-134 kJ mol- )=-234 kJ mol-。(2)该反 应的气体物质的量减小，AS<0,若使反应自发进行需要AH-TAS

13、vO,所以AH<QI . (1)根据化学方程式可知CHCHOF是生成物，体积分数逐渐增大，并且增 加的幅度要小于水蒸气的增加幅度，所以图中b曲线表示的是CHCHOH勺体积分数。(2) A项，平衡常数只是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，错误；B项，达到平衡状态时，CO的转化率不再变化，正确；C项，该反应是一个气体体积变 化的反应，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时反应达到平衡，正确；D项，反应达到平衡状态后，反应依然在进行，没有停止，错误。(3) A项，该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，氢气转化率增大，正确；B项，充入更多的平衡向正反应方向移动，但氢气的转化率降 低，

14、错误；C项，移去乙醇，减少了生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，氢 气转化率增大，正确；D项，增大容器体积，平衡向逆反应方向移动，氢气的转 化率降低，错误。a曲线代表H2O c曲线代表H2。设起始时充入1 mol CO2和3 mol H2，转化 的H2的物质的量为6n mol，贝U2C0(g)+6H2(g)vCHCH0H(g)+3H0(g)起始/mol :1 300变化/mol :2n6nn3n平衡/mol :1-2 n3-6 n n3n1图中曲线a和c的交点R表示3-6n=3n，解得n=3，所以此时体积分数为3n1-2n +3-6n +n +3n x100%=37.5%【例题2】（2015山

15、东卷）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的 开发中起到重要作用。M（1） 一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如右图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比M 。旦在0/段，氢溶解于 吋形成固溶体MH，随着氢气压强的增大，M逐渐增大； 在AB段, MH与氢气发生氢化反应生成氢化物MH，氢化反应化学方程式为zMH（s）+H2（g） zMH（s） AH（ I ）;在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，M几乎不变。反应（I ）中z=（用含x和y的代数式表示）。温度为时，2g某合金4 min-内吸收氢气240 mL，吸氢速率v=mLg- min。反应的

16、焓变AHi(填 >”、<”或=”)0。(2) n表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，贝u温度为Ti、T2时，n)(填 >”、<”或=”)订2)。当反应(I)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应(I ) 可能处于图中的(填b”、c”或d”点，该贮氢合金可通过 或的方式释放氢气。(3) 贮氢合金ThNi5可催化由CO H合成CH的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为。已知：温度为T时，CH(g)+2H2O(g)CO(g)+4H2(g)AH=+165 kJ mol-1CO(g)+HO(g)CO(g)+H2(g

17、)AH=-41 kJ mol-12【答案】(1) y-x 30 <(2) > c升高温度减小压强(3) CO(g)+3H2(g) CH(g)+H2O(g)-1AH=-206 kJ mol2【解析】(1)根据元素守恒可得z x+2=z y，解得z= y-x ;吸氢速率v=240mL2 g詔min=30 mL g-1 min-1;因为<£，T2时氢气的压强大，说明升温向生成 氢气的方向移动，正反应为放热反应，则AHi<0o (2)根据图像可知，横坐标相同， 即氢原子与金属原子的个数比相同时，T2时氢气的压强大，说明T2时吸氢量少，旦则n)> nT2);处于图

18、中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，M 逐渐增大，温度不变，平衡时氢气压强不变，根据图像可能处于c点；根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强使平衡向左移动，释放氢气。(3)写出化学方程式并注明状态：CO(g)+3H(g) CH(g)+H2O(g)，然后根据盖斯定律可 得该反应的AH=-AH+AH2=-206 kJ mol-1，进而得出热化学方程式。【例题3】(2015新课标I卷节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具 有广泛用途。Bodensteins研究了下列反应：2HI(g) '一 F2(g)+I 2(g)在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(

19、HI)与反应时间t的关系如下表。t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784回答下列问题：(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(I 2)，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=0.0027 mi n1，在 t=40 min 时，v正 =min-1。(3) 由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v®x(H2)的关系如下图所示。当升高到某一温度时，

20、反应重新达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。0.1080.108k正23【答案】(1)K=0.784(2) K 1.95 X10-3 (3)AE【解析】(1)表中第一行由HI分解建立平衡，表中第二行向逆反应进行建 立平衡，由第一行数据可知，平衡时 HI物质的量分数为0.784，则氢气、碘蒸气 总物质的量分数为1-0.784=0.216，而氢气与碘蒸气物质的量分数相等均为 0.108，反应前后气体体积不变，用物质的量分数代替浓度计算平衡常数，则平0.108 0.1082 o 衡常数K= 0.784。到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x (HI)=kx2(HI)k 正时，正反应建立平衡的逆

21、x(H2)x(I 2)，贝咔逆=GXx(H2)x(I 2) = K。在 t=40 minx(HI)=0.85，贝U v 正=k 正 x2(HI)=0.0027min-1 X).852=1.95 X10-3 min-1 。(3)对 于 2HI(g)H(g)+I 2(g)反应建立平衡时：升高温度，正、逆反应速 率均加快，因此排除C点和F点，正反应为吸热反应，升 高温度，平衡正向移动，再次平衡时 HI的物质的量分数 减小，H的物质的量分数增大，故选A点和E点。1、向绝热恒容密闭器中通入SO2和NO2, 定条件下使反应 SO2(g) +NO2 (g) = SO3 (g) +NO (g)达到平衡，正反应

22、速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是( )A .反应在c点达到平衡状态B .反应物浓度：a点小于b点C .反应物的总能量低于生成物的总能量D . t1= t2时，SO2的转化率：a b段小于b c段2、向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y，发生化学反应aX (g) +2Y (s) ? bZ(g)； hv0.如图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线.根据以上信息，下列说法正确的是()A .用X表示010min内该反应的平均速率为 v (X) =0.045mol/L ?minB. 根据上图可求得方程式中a： b=1: 3C. 推测在第7min时曲线变化的原因可能是

23、升温D .推测在第13min时曲线变化的原因可能是降温3、某恒温密闭容器发生可逆反应：Z (?) +W (?) = X (g) +Y (?) H，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t 3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件.下A. Z和W在该条件下至少有一个是为气态B . t 1t 2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量可能相等也可能 不等C .若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c (X)，则t 1t 2时间段与t 3时刻后的X浓度不相等D .若该反应只在某温度 T以上自发进行，则该反应的平衡常数K随温度升高而减小4、（ 14分）煤炭燃烧过程中会释放出大量的

24、SO2,严重破坏生态环境。米用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4的形式固定，从而降低 SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4（s）+CO（g） CaO（s） + SO2（g） + CO2（g） Hi=218.4kJ mol-（反应 I ）-1CaSO4（s）+4CO（g）CaS（s） + 4CO2（g）出=-175.6kJ mol （反应 n ）请回答下列问题：（1）应I能自发进行的条件是 。对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应

25、n的 Kp=（用表达式表示）。假设某温度下，反应I的速率（v1）大于反应n的速率（v2），则下列反应过程能量变化示意图正确的是。通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应I和n是否同时发生，理由图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有。A .向该反应体系中投入石灰石B .在合适的温度区间内控制较低的反应温度C.提高CO的初始体积百分数D .提高反应体系的温度恒温恒容条件下，假设反应I和n同时发生，且v1>v2，则下，请在图 2中画出反应体系中c（SO2）随时间t变化的总趋势图。8初始休料疔馳（

26、% 彈普题圈I第2T题图2化学平衡判断依据5、 已知2SO2 (g) +O2 (g)2SO3 (g)。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入 气体：(甲)2 mol SO2和 1 mol O2；(乙)1 mol SO2和 0.5 mol O2；(丙)2 mol SO3。恒温、 恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是A、容器内压强 p： p甲=p丙2 p乙 B、SO3的质量 m： m甲=m丙2m乙C、c(SO2)与 c(O2)之比 k： k 甲=k 丙k 乙D、 反应放出或吸收的热量的数值Q : Q甲=Q丙Q乙6、关于下列各图的叙述，正确的是()A .甲表示H2与。2发生反应过程中的能量变化，

27、则H2的燃烧热为483.6Kj?mol-1B .乙表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2? N2O4 (g)中，各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态C.丙表示A、B两物质的溶解度随温度变化情况，将A、B饱和溶液分别由t1C升温至t2C时，溶质的质量分数 BAD 丁表示常温下，稀释 HA、HB两种酸的稀溶液时，溶液 pH随加水量的变化，则同浓度 的NaA溶液的pH小于NaB溶液二、化学平衡移动7、在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如题7图所示，下列叙述正确的是()A .该反应进行到

28、M点放出的热量大于进行到W点放出的热量a-bB. T2下，在 0t1 时间内，u (丫)= ° mol/(L min)C. M点的正反应速率 u正大于N点的逆反应速率 u逆D. M点时再加入一定量的 X，平衡后X的转化率减小8、一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4 (s) +CO (g)MgO (s) +CO2 (g) +SO2 (g) H 0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标 x的值，重新达到平衡后， 纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KD

29、MgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率A. AB. BC. CD . D9、反应aM(g) + bN(g) = cP(g)+ dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关 系如图所示.其中 z表示反应开始时 N的物质的量与 M的物质的量之比.下列说法正确的 是 ()201?It:lld.IMPaA 同温同压同z时，加入催化剂，平衡时 Q的体积分数增加B 同压同z时，升高温度，平衡时 Q的体积分数增加C.同温同z时，增加压强，平衡时 Q的体积分数增加D 同温同压时，增加 乙平衡时Q的体积分数增加10、( 14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为:N2 ( g) +

30、3H2 (g) 2NH3 (g) ?H= 92.4kJ?mol 十一种工业合成氨的简易流程图如下：IIIIllE夭然汽脱磧(1) 天然气中的H?S杂质常用常用氨水吸收，产物为 NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液 中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生， 写出再生反应的化学方程式： 。(2) 步骤II中制氯气原理如下：©CH4十氐0 (*)二CM 锐)十了肌 Cs) AH-+206U kj-mcl'1 CO“ +HsO弓( g)-+H；吕)占心4 1.2 kJ 'nol*1对于反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是 。a.升高温度 b.增大水蒸

31、气浓度c.加入催化剂 d.降低压强利用反应，将 CO进一步转化，可提高 H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体 积分数为20% )与出0反应，得到1.18mol CO、CO2和出的混合气体，则CO转化率为。(3) 下左图表示500 C、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数： 。(4 )依据温度对合成氨反应的影响，在下右图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内， 从通入原料气开始，随温度不断升高，NH 3物质的量变化的曲线示意图。2尸(5)上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号),简述本流程中

32、提高合成氨原料总转化率的方法： 。11、二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：-1(i )CO(g) + 2H2(g)=CH 3OH(g)AH1 = - 90.1 kJ mol1(ii )CO2(g) + 3H2(g)=CH 3OH(g) + H2O(g)AH2=- 49.0 kJ mol水煤气变换反应：-1(iii )CO(g) + H2O(g)=CO 2(g) + H2(g) AH3=- 41.1 kJ mol 二甲醚合成反应：1(iv )2CH3OH(g)=CH 3O

33、CH3(g) + H2O(g)AH4=- 24.5 kJ mol回答下列问题：(1) Al 2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al 2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。(2) 分析二甲醚合成反应(V )对于CO转化率的影响(3) 有研究者在催化剂(含CuZnAIO和AI2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接 制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是閱0 70 2B0 29Q310 320tngon-ra-dsd(4) 二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池 (5.93 1kWhkg )。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为 ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生 个 电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E =(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW-h= 3.6 >106 J)。12、捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用.目前NH 3和(NH 4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：反应I: 2NH3 (I) +H2O (I) +CO2