2020届高三专题化学复习(考点11-13)

1、2020届高三专题化学复习考点11化学反应原理综合考点12工艺流程题考点13化学实验综合题考点11化学反应原理综合1.(湖南省永州市2020届高三一模)中科院大连化学物理研究所设计了一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了 CO2直接加氢制取高辛烷值汽油，该研究成果被评价为“COt化转化领域的突破性进展”。(1)已知：2H 2(g)+O 2(g)=2H 20(1) A H=- 571.6kJ mol-1C8H18(1)+ 25 O2(g)=8CO 2(g)+9H 2O(l) A H=- 5518kJ mol-1 2则 8CO2(g)+25H 2(g)=C8H18(l)

2、+16H 2O(l) A H=kJ mol-1。(2)氨硼烷(NH3BH3)是储氢量最高的材料之一，氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图1所示。氨硼烷电池工作时正极的电极反应式为 。NH31L成于交换谀图】NH.BO： 稀油液负载(3)常见含硼的化合物有 NaBH4、NaBO2,已知NaBH4溶于水生成NaBO2、H2,写出其化学方程式 .”为NaBH4反应的半衰期(反应一半所需要的时间，单位为min)。lgti/2随pH和温度的变化如图 2所示,2则Ti T2 (填“或“明NO,在活化后的V2O5催化作用下，氨气将 NO还原成N2的一种反应历(4)燃油汽车尾气含有大量的程如图3所示。HHZ

3、XHI! I。ODO+NH快逵-O-V-O-V-O- ' l。 -OV-o_VO_1A(反应I)|,匚一、"+NO (反应 2)根据图写出总反应的化学方程式 。【答案】(1) -1627(2) 2H+H2O2+2e-=2H2O(3) NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2 T<(4) 4NO+4NH 3+。2、2：4N2+6H2O【解析】【分析】(1)根据盖斯定律，将已知的热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式，即得反应热；(2)氨硼烷(NH3?BH3)电池工作时的总反应为： NH3?BH3+3H2O2 NHBO2+4H2O,左侧NH3?BH3为负极、 失电子、

4、发生氧化反应，电极反应式为 NH3?BH3+2H2O-6e-=NH4+BO2-+6H + ,右侧H2O2得到电子、发生 还原反应，所在电极为正极，电极反应式为 3H2O2+6H+6e-=6H2O,据此解答；(3) NaBH4溶于水生成NaBO2、H2,结合溶液的pH与半衰期的关系判断温度的高低；(4)用V2O5作催化剂，NH3可将NO还原成N2,结合反应历程图可知反应物还有氧气，生成物为N2和H2O,配平即得反应方程式。【详解】(1) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) A H=-571.6kJmol-1A H=- 5518kJ mol-1C8H 18(1)+ 25O2(g)=8CO 2

5、(g)+9H 2O(l)225根据盖斯te律 X-，整理可得：8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H 2O(l) AH=(-571.6 kJ/mol )225x-(-5518kJ/mol)=-1627kJ/mol ;（2）氨硼烷（NH3?BH3）电池工作时的总反应为：NH3?BH3+3H2O2 NH4BO2+4H2O,右侧 H2O2得至I电子、发生还原反应，所在电极为正极，电极反应式为3H2O2+6H+6e-=6H2O；（3） NaBH4可水解放出氢气，反应方程式为： NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2在酸性条件下，NaBH4不能 稳定性存在，NaBH4和酸反应生成硼酸

6、和氢气，反应的离子方程式为：BH4-+H+3H2O=H3BO3+4H2T。水解反应为吸热反应，升温促进水解，使半衰期缩短，故 <丁2；（4）用V2O5作催化剂，NH3可将NO还原成N2,结合反应历程图可知反应物还有氧气，生成物为N2和H2O,配平即得反应方程式为 4NO+4NH 3+O2&24N2+6H2O。2.（荆门市2020届高三元月调研）研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。（1）升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO（g） + O2（g12NO2（g）的速率却随温度的升高而减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO（g） + O2（

7、g）一 2NO2（g）的反应历程分两步：i ： 2NO（g）*2。2g）（快）,vi 正=ki 正c2（NO） vi 逆=七逆 c（N2O2） AHi< 0ii : N2O2（g）+ 02（g）. 2NO2（g）（慢）,丫2正=k2 正 C（N2O2）C（O2） V2 逆=卜2 逆 c2（NO2） AH2<0请回答下列问题：一定温度下，反应2NO（g） + O2（g）2NO2（g）达到衡状态，请写出用ki正、ki逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式 K =由实验数据得到 V2正C（02）的关系可用如图表示。当 X点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 （填字母）。

8、（2） 100c时，若将0.i00 mol N2O4气体放入i L密闭容器中，发生反应 N2O4（g） L2NO2（g）A：# + 24.4 kJ mol。c（N2O4）随时间的变化如表所示。回答下列问题:时间阻02Q40SO80IOC01000.0700.0500.0400.0400.040在040 s时段，化学反应速率 v（NO2）为 mol L1 s下列能说明该反应达到平衡状态的是(填选项字母)。A. 2v(N2O4)=v(NO2)B.体系的颜色不再改变C.混合气体的密度不再改变D.混合气体的压强不再改变该反应达到平衡后，若只改变一个条件，达到新平衡时，下列能使NO2的体积分数增大的是(

9、填选项字母)。A.充入一定量的 NO2B.增大容器的容积C.分离出一定量的 NO2D.充入一定量的 N2100c时，若将9.2 g NO2和N2O4气体放入1 L密闭容器中，发生反应 N2O4(g)一 2NO2(g)。某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为50,则此时v正(N2O4)V逆(N2O4)(填 >"上”或之" J上述反应中，正反应速率v正=卜正p(N2O4),逆反应速率 v逆=卜逆p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数，若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压弓虽100 kPa),已知该条件下k正= 4.8M04s-1,当 N2O

10、4分解 10%时，丫正=kPa6。,K正笈正a【答案】(1) -a(2) 0.0025 BD BC <3.9 106k1逆k2逆【解析】(1)2NO g ? N2O2 g ；N2O2 g +O2 g ? 2NO2 g ；目标反应2NO g +O2 g ? 2NO2 g ,由反应达平衡状态，所以 Vi正Vi逆、v2正v2逆，所以,22Vi正V2正Vi逆V2逆，k1 正c NOk2正c N2O2 c O2 k1 逆c N2O2k2逆cNO2，则2c2 NO2c N2O2 c O2k1正k2正k1逆k2逆k1正k2正，故答案为：丁丁；k1逆k2逆2NO g +O2 g ? 2NO2 g的速率随

11、温度的升高而减小，因为决定该反应速率的是反应，故升高到温度时V2正减小，且平衡逆向移动，氧气的浓度增大，所以反应重新达到平衡，则变为相应的点为 a,故答案为：a；(2)由表可知，040s时间内N2O4的浓度由0.10mol/L减小为0.050mol/L ,则其反应速率为V N2O4 =-C= 0.10mol/L-0.05mol/L =0.00125mol/(Lgs)，由反应速率之比等于化学计量数之比，则NO?的t40s反应速率为 V NO 2 =0.00125mol/ Lgs 2=0.0025mol/ Lgs ,故答案为：0.0025;A.未体现正逆反应速率的关系，A错误；B.体系的颜色不再改

12、变，说明二氧化氮的浓度不变，B正确；C.无论是否反应，体系的混合气体的总质量不变，体积不变，故密度不变，C错误；D.该反应正反应为体积增大的反应，混合气体的压强不再改变，说明气体的物质的量不变，达到平衡状态，D正确；故答案为：BD；A.充入一定量的NO2,相当于加压，达新平衡时，则NO2的体积分数减小，故 A错误；B.增大容器的容积，减压，平衡向体积增大的方向移动，即正向移动，NO2的体积分数增大，故 B正确；C.分离出一定量的NO2,相当于减压，使 NO?的体积分数增大，故 C正确；D.充入一定量的N2,总压增大，气体分压不变，不会引起化学平衡的移动，二氧化氮浓度不变，故D错误；故答案为：B

13、C; 100c 时，将 0.100mol N2O4气体放入 1L 密闭容器中，平衡时，n N2O4 =0.040mol , n NO2 =0.12mol ,平均分子量=气体总质量气体总的物质的量=0.1mol 92g/mo1 =57.5g/moi将9.2g NO2和N2O4气体放0.04mol 0.12mol入1L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为50,说明反应需向体积缩小的方向进行，即v正N 2O4 <v逆N 2O4 ,故答案为：<当N2O4分解10%时，设投入的N2O4为1mol,转化的N2O4为0.1mol,则：N2O4 g ?2NO2 g物质的量增大Vn1

14、2-1,故此时 p N2O41mol 0.1mol 100kPa 100kPa,则1mol 0.1mol110.10.1v正 4.8 104s 1 100kPa 3.9 106kPa s1 ,故答案为：3.9X06。 113.(绵阳市2020届高三第二次诊断性考试)甲硅烷广泛用于电子工业、汽车领域，三氯氢硅(SiHCl 3)是制备甲硅烷的重要原料。回答下列问题：(1)工业上以硅粉和氯化氢气体为原料生产SiHCl 3时伴随发生的反应有：Si(s) + 4HCl(g尸 SiCl 4(g) + 2H2(g)?H = -241 kJ/molSiHCl 3(g) + HCl(g尸SiCl 4(g) +

15、H2(g) ?H = -31 kJ/mol以硅粉和氯化氢气体生产SiHCl 3的热化学方程式是 。(2)工业上可用四氯化硅和氢化铝锂(LiAlH 4)制甲硅烷，反应后得甲硅烷及两种盐。该反应的化学方程式为 O0100200刈 i4M/ /min(3)三氯氢硅歧化也可制得甲硅烷。反应 2SiHCl3(g)陶/? SiH2cl2(g)+SiCl4(g)为歧化制甲硅烷过程的关键步骤，此反应采用一定量的 PA100催化剂，在不同反应温度下测得 SiHCl3的转化率随时间的变化关系如图所示。353.15 K时，平衡转化率为,反应的平衡常数K =(保留3位小数)。该反应是反应(填放热"吸热”)。

16、323.15 K时，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有比较a、b处反应速率的大小：Va vb (填 4"T"或 =")。已知反应速率 v正=Kx'h外 , v逆=k2xsiH2ci2Xsicj , ki、k2分别是正、逆反应的速率常数，与反应温度有关，x为物质的量分数，则在353.15 K,kii c 时一= (保留3位小数)。k2【答案】（1） Si（s）+3HCl（g尸SiHCl 3（g）+H2（g） ?H = -210 kJ/mol（2） SiCl4+ LiAlH 4=SiH4+LiCl + AlCl 3(3)24%0.025 吸热改进催化剂增

17、大压强或提高反应物浓度0.025【解析】(1)由盖斯定律，-得硅粉和氯化氢气体生产SiHCl 3的热化学方程式：Si(s) + 3HCl(g尸SiHCl 3(g)+ H 2(g) ?H = -210 kJ/mol ；(2)题目信息：四氯化硅和氢化铝锂(LiAlH 4)反应后得甲硅烷及两种盐，氢化铝锂中有两种金属元素,刚好成两种盐 LiCl、AlCl 3 ,方程式为：SiCl4 +LiAlH 4=SiH 4+LiCl + AlCl 3；(3) 由图可知353.15K时，最大转化率 24%,则平衡转化率为 24%;反应的平衡常数计算：设起始 SiHCl 3浓度为1mol/L,根据三段式找到达到平衡

18、各物质浓度,2SiHCl3 gSiH2cl2 g+SiCl4起始浓度(mol/L)100转化浓度(mol/L)0.240.240.24平衡浓度(mol/L)0.760.240.24仁02。25；由图可知：温度升高，该平衡转化率增大，升温平衡正向移动，则正向是吸热反应。323.15 K时，要缩短反应达到平衡的时间即加快反应速率，可采取的措施有改进催化剂、增大压强或提高反应物浓度；(4) a、b两处转化率相同，说明消耗的SiHCl3等量的，但a的时间比b的短，a的反应速率快，故va>vb；22已知反应速率 v 正=k1x SiHCl3 , V 逆=k2XsiH2cl2XSiCl4，达到平衡时

19、 vv 逆，即 k1X SiHCl 3 = k2xSiH2Cl2 XSiCl4 ,k1 XSiH2Cl2XSiCl4k1变形得 =2= K，由图可知353.15K时，平衡转化率为 24%,则在353.15K时=K = 24%。k2 X SiHCl 3k2【点睛】(2)此题图像题：横轴是时间，纵轴是不同反应温度下测得不同时间的SiHCl3的转化率，图形体现白是SiHCl 3的转化率随时间的变化关系图。任选一条图像从图形走势来看，转化率随时间变化即反应的进行不断增大，直至最大值即达平衡。故 353.15K时，最大转化率 24%,即平衡转化率为 24%,然 后设起始SiHCl 3浓度为1mol/L,

20、根据三段式找到达到平衡各物质浓度。(4)题关键在于对ab两点纵坐标的值相等的理解，说明转化的反应物浓度即 奉相等，反应速率v=且， 及时间长则速率小。4.(南充市2020届第一次高考适应性考试)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。(1)化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程，示意如下图：下列说法正确的是 (选填字母)。A.表示N2、H2分子中均是单键B.一需要吸收能量C.该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成(2)氨气分解反应的热化学方程式如下：2NH3 (g) n N2 (g) +3H2 (g)

21、AH,若N三N键、H一 H键和N H键的键能分别记作 a、b和c (单位：kJ mol l),则上述反应的 AH =kJ mol 1 o卜表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分(3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。解生成氢气的初始速率(m mol. min -1)催化剂RuRhNiPtPdFe初始速率一 “4.03.0工工0.5不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是(填写催化剂的化学式)。温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入 2 molNH3,此时压强为Po,用Ru催化氨气分解，若平衡 时氨气分解的转化率为 50%,则该温度下反应 2NH3 (g) 1r-» N

22、2 (g)十3H2 (g)用平衡分压代替平 衡浓度表示的化学平衡常数 Kp=。己知：气体分压(p分)=气体总压(p总)x体积分数(4)关于合成氨工艺的理解，下列正确的是。A .合成氨工业常采用的反应温度为500 C左右，可用勒夏特列原理解释B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时 NH3的产量C.合成氨工业采用 10 MPa 30 MPa,是因常压下 N2和H2的转化率不高D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化(5)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数 (NH3)。还二25若分别用Va (N

23、H3)和vb (NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率， 则va (NH3)vb (NH3)(填 >"、之"或 J”)。在250 C、1.0M04kPa下，H2的转化率为 % (计算结果保留小数点后 1位)。(6) N2和H2在铁作催化剂作用下从145c就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于900c后，单位时间内 NH3产率逐渐下降的原因 。【答案】(1) BC(2) 6c-a-3b27 _2(3) FeP；(4) BC64(5) <66.7(6)高于900c后，产率受平衡移动影响为主，温度升高，平衡向左移动，NH3产率

24、下降【解析】(1) A.N 2分子中是三键不是单键，故 A错误；B正确;B.一的过程是分子中价键断裂为原子，价键断裂是吸收能量的，故需要吸收能量，故C正确;C.化学变化的本质就是旧化学键的断裂，新化学键的生成，所以氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成，故 故答案为：BC。(2)H反应物化学键断裂吸收的能量-生成物化学键生成放出的能量，NH3含有三个N-H键，根据反应方程式2NH3(g)? N2(g)+3H2(g)可得 H 6c a 3bkJgmol 1,故答案为:6c a 3b ；(3)Fe作催化剂时，氢气的初始生成速率最小，根据碰撞理论的解

25、释，催化剂的催化原理实质上是降低反应的活化能，活化能越低，则活化分子百分数越高，反应速率越大，所以上述金属比较，铁作催化剂时，氨分解的活化能最大，故答案为:Fe；2NH式曲+3H式 g).初始2mol0(k变化Imol0.5 mol1.5ni01平衡Iniol0.5 mol体积分数等于物质的量分数所以1NH 3的体积分数为-3 1 1N2的体积分数为一、H 2的体积分数为一62根据同温同体积下，压强之比等于物质的量之比得总压强P= 3 Po化学平衡常数2KP(P 1)2316P2 带入 P= 3 F0 ,得 Kp2(4)A.反应为放热反应，按勒夏特列原理，应选择较低温度,此反应主要是考虑到催化

26、剂的活化温度,故A错误;B.催化剂的作用是增大反应速率，使反应尽快到到平衡，但不影响反应限度，故使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时 NH3的产量，故B正确;C. N2(g)+3H 2(g) ? 2NH 3(g)反应是体积减小的反应，增大压强反应向右进行，所以合成氨工业压强采用10 MPa 30 MPa,可以大大增加转化率，故 C正确;D错误;D.氨气的沸点比水低，采用冷水降温的方法不能将合成后混合气体中的氨液化，故故答案为BC;(5)压强大，速率快，温度高，速率快，B的温度比A的高，B的压强比A的大，所以B的速率大于A的速率，故答案为：V;初始时氮气、氢气的体积比为1： 3时，假

27、设N2为1mol、H 2为3mol,设平衡时，N2消耗xmolK + A 2NH5 十初始壮态13W变化量 x.3咒2xi1平衡状态1-x 3-3x加由图可知在250C、1.0M04kPa下，平衡混合物中氨的体积分数为50%,列式2x2 3x50% 100%，解得x , H2的转化率为 100% 66.7% ,故答案为：1 x 3 3x 2x3366.7%;(6)合成氨的反应是放热反应，当温度高于 900c后，产率受平衡移动影响为主，温度升高，平衡向左 移动，NH3产率下降，故答案为：高于 900c后，产率受平衡移动影响为主，温度升高，平衡向左移动， NH3产率下降。5.(成都市2020届高三

28、第一次诊断性检测)随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用CO2已经成为世界各国特别关注的问题。已知：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)+CO2(g) 怔"：-，2CO(g) + 2H2(g) AH(1)降低温度，该反应速率会 (填 增大”或 减小”)；一定压强下，由最稳定单质生1 mol 化合物的烙变为该物质的摩尔生成崎。 已知CO2 ( g)、CH4 (g)、CO (g)的摩尔生成始分别为-395 kJ/mol、 -74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。则上述重整反应的 AH=kJ/mol。(2) T1C时，在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2

29、分压土匀为20 kPa,加入催化剂Ni/a-Al 2。3并分别在TiC和T2c进行反应，测得 CH4转化率随时间变化如图 I所示。A点处v正B点处(填研究表明CO的生成速率v生成(CO) =1.3M0-2p(CH4) p(CO2) mol g-1 s-1, A点处v生成(CO)=mol g-1 s-1°(3)上述反应达到平衡后， 若改变某一条件，下列变化能说明平衡一定正向移动的是 (填代号)。A .正反应速率增大B.生成物的百分含量增大C.平衡常数K增大(4)其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图H , C点 (填 何能"、

30、定”或一定未")达到平衡状态，理由是;CH4的转化率 b点高于a点的可能原因是 。图I【答案】(1)减小 +249.1(2) >1.872(3) C(4) 一定未 催化剂不会改变平衡转化率，乙催化剂 c点未与甲催化剂同样温度的点相交，转化率不 相等，说明c点不是平衡转化率b和a两点反应都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高(或其它合理答案)【解析】(1)降低温度，降低反应混合物中分子所具有的能量，该反应速率会减小；CH 4(g)与 CO 2(g)反应生成 CO (g)和 H 2 (g)的方程式：CH4(g)+CO2(g)+2CO( g)+2H2(g), CO2

31、(g)、CH4 (g)、CO (g)的摩尔生成始分别为 -395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。根 据此定义，稳定单质的摩尔生成始为 0,反应始变AH=2X (-110.4KJ mol 1)-(-395KJ mol 1)-+ (-74.9KJ mol 1)=+249.1kJ moF 1,反应的热化学方程式为：CH4(g)+CO2(g)*2CO (g)+2H2( g) AH=+249.1kJ mol 一1。(2)根据图I , T1的温度高于T2, A点处v AB点处；由图，A点甲烷的转化率为 40%,结合方程式CH4(g) +CO2 (g)>2CO (

32、g) +2H2 (g), p (CH4) =20KPaX (1-40%) =12kPa=p (CO2), CO 的生成速率 v 生成 9。)=1.3M0-2p(CH4)p (CO2) mol g-1 s-1, A 点处 v生成(CO) =1.3 xi0-2x12XI2mol g-1 s-1=1.872mol g-1 s-1。(3) A.正反应速率增大，如逆速率同等程度地增加，平衡不移动，故 A不符；B.向反应体系中投入某生成物，生成物的百分含量增大，但平衡逆向移动，故B不符；C.平衡常数K增大，平衡正向进行的程度增大，故 C符合；故选Co(4)其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时

33、间内测得CH4转化率与温度变化关系如图n , C点一定未达到平衡状态，理由是催化剂不会改变平衡转化率，乙催化剂c点未与甲催化剂同样温度的点相交，转化率不相等，说明c点不是平衡转化率；CH4的转化率b点高于a点的可能原因是：b和a两点反应都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同 时间内转化率高(或其它合理答案)。6.(四省八校2020届高三第一次教学质量检测)氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是：CH2(g)+2H2O* ：三 CO2(g) + 4H2(g) AH = +165

34、.0kJ mol 1已知反应器中存在如下反应过程：I .CH4(g)+H2O(g) ? CO(g) + 3H2(g)AHi=+206.4kJ mol 1II .CO(g) + H2O(g) ? CO2(g) + H2(g)AH2化学建H T0 IIc-nc = o436姐591076根据上述信息计算：a=、AH2=。(2)某温度下，4molH2O和lmolCH4在体积为2L的刚性容器内同时发生I、II反应，达平衡时，体系中n(CO) = bmol、n(CO2)= dmol,则该温度下反应I的平衡常数K值为(用字母表示)。(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。A.

35、适当增大反应物投料比武n(H2O)： n(CH4)B.提高压强C.分离出CO2(4) H2用于工业合成氨：N2+3H2超三"2NH3。将n(N2)： n(H2)=1： 3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器反应， 反应器温度变化与从反应器排出气体中NH 3的体积分数4 (NH3)关系如图，反应器温度升高NH3的体积分数。(NH3)先增大后减小的原因是。混合_L气体 -Tr一”(N国某温度下，n（N2）： n（H2）=1： 3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2M07Pa,平衡时总压为开始的90%,则H2的转化率为，气体分压（p七9 =气体总压（P总）肺积分数，用某物质的

36、平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）,此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=（分压列计算式、不化简）。【答案】（1） 415.1-41.4kJmol 1b 3b 4d4 1 b d 4 b 2d（3） AC（4）温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大；高于T0时反应达平衡由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH 3的体积分数减小20%2 1 06 22rPa-6 一 7 34 101.2 10【解析】(1)反应 CH4(g)+H2O(g)? CO(g) + 3H2(g) AH = =4a kJ mol 1+2 >465 kJ mo

37、l 1-(1076 kJ mol 1+3X436 kJ mol 1)= +206.4kJ mol1,解得 a=415.1 kJ mol 1; m CH2(g) + 2H2O(g).CO2(g) + 4H2(g)H = +165.0kJ mol 1, I.CH4(g) +H2O(g) ? CO(g) + 3H2(g)AHI=+206.4kJ mol 1,根据盖斯定律可知II= m- I,所以 AH2=AH-AH1=+165.0kJ mol 1-206.4kJ mol 1=-41.4kJ mol 1,故答案为:415.1; -41.4kJ mol 1;(2)由 n(CO2)= dmol 可知反应

38、II 生成的 n(H2)= dmol ,同时消耗的 n(CO)=dmol ,消耗的 n(H2O)=dmol , 则在反应I中生成的n(CO)=(b+d)mol ,消耗的n(CH 4)= (b+d)mol ,消耗的n(H2O)= (b+d)mol ,生成的 n(H2)=(3b+3d)mol ,则平衡时体系内：n(CH4)=(1-b-d)mol、n(H2O)=(4-b-2d)mol、n(CO)=bmol、n(H2)=(3b+4d)mol ,容器体积为2L,故平衡常数3b 2 3b 4d 2b 3b 4dK -：:-=，1 b d 24 b 2d 24 1 b d 4 b 2d故答案为:b 3b 4

39、d4 1 b d 4 b 2d(3)A.适当增大反应物投料比武 n(H2O)： n(CH4),增大水的量促进甲烷转化成CO,促进CO转化成CO2,故A正确;B.提高压强，反应I平衡左移，故B错误;C.分离出CO2可使平衡右移，故 C正确;故答案为：AC ;(4)温度低于To时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大；高于T0时反应达平衡，由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小,NH 3的体积分数减小;设初始加入的 N2为1 mol、H2为3 mol ,温度、体积一定时气体物质的量之比等于压强之比，气体物质N2 +3H2 ?2NH起始130反应0.20.60.4平衡0.82.4

40、0.4平衡分压048P024 P0*Pi的量减少4M0 % =0.4 mol0其中 Po=2M07Pa3 An 气；=20.4H2的转化率为0.6/3=20%;Kp NH3平衡常数Kp= p3-Kp M Kp 乩2 10667 34 101.2 10Pa2NH3的体积分数减小；20%；6 22 10。3 34 106 1.2 1072Pa2。故答案为：温度低于 To时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH 3的体积分数增大；高于To时反应达平衡，由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小,【点睛】本题重点考察了平衡常数的计算，第(2)题为难点，对于一个体系有多个连续能与，表示谋一反应平衡常数是

41、，可用逆推法求得平衡体系中各物质的浓度。7.(湖南省郴州市 2020届高三第一次教学质量监测)CCuS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化，产生经济效益。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：反应 I: CO2(g) + 3H2(g) ICH30H(g) + H2O(g) AHi= 49.8kJmol 1 反应 II : CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH30H(g)AH2= + 23.4kJmol 1反应 III ： 2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) AH3(1) AH 3=kJ mol 1(2)恒温恒容

42、条件下，在密闭容器中通人等物质的量的CO2和H2,发生反应I。下列描述能说明反应I达到平衡状态的是(填序号)。A.容器内的混合气体的密度保持不变B.反应体系总压强保持不变C. CH3OH和CO2的浓度之比保持不变D.断裂3Na个H-O键同时断裂2Na个C=O键(3)反应II在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下，在密闭容器中加人等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分浓度如下：物质CH 3OCH 3(g)H2O(g)CH30H(g)浓度/mol L 11.61.60.8此时 生 比(填“>7 "<或"=),当反应达到平衡状态时，混

43、合气体中CH30H体积分数V(CH 3OH)%=%。(4)在某压强下，反应III在不同温度、不同投料比时，C02的平衡转化率如图所示。Ti温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入3 L的密闭容器中，10 min后反应达到平衡状态，则 0-10 min内的平均反应速率 V(CH 3OCH3)=。力.投科比；峭hr圈(5)恒压下将CO2和氏按体积比1 : 3混合，在 不同催化剂作用下发生反应I和反应III,在相同的时间段内CH30H的选择性和产率随温度的变化如下图。CH 30H的物质的量其中：CH3OH的选择性=反应的CO2的物质的量M00%Of ML* I"温度高于230

44、C, CH30H产率随温度升高而下降的原因是 。在上述条件下合成甲醇的工业条件是 。A. 230c B. 210c C.催化剂 CZT D.催化剂 CZ(Zr-1)T【答案】(1) -123.0(2) BCD(3) =20(4) 0.06molg_-1gmin-1(5)反应H<0,温度升高，使 C02转化为甲醇的平衡转化率下降AD【解析】(1)由反应 I: C02(g)+3H2(g)CH30H(g) + H20(g) AHi= 49.8kJ mol 1 ；反应 II : CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH30H(g) AH2= + 23.4kJmol1可知反应 m=I >2

45、-II ,所以H3= 49.8kJ mol 1 X2-23.4kJ mol 1=-123.0 kJ mol 1;(2) A,容器内的气体体积不变，质量不变，故密度一直不变，故 A错误；B.平衡正向移动时气体体积减小，压强减小，所以压强不变时说明反应达到平衡，故B正确；C.平衡移动时 CH30H和CO2的浓度变化不一致，所以当比值不变时，说明反应平衡，故 C正确；D,断裂3Na个H-O键，有1molCH 30H和1mol H2O参加反应，同时断裂 2Na个C=O键，有1mol CO 2参加反应，正反应速率等于逆反应速率，故 D正确；c CH3OH0.82ue = % ；体积分数等(3)浓度商 Q

46、=0.25=K,故此时达到平衡,c H20 c CH30cH3 1.6 1.6于物质的量分数，同一容器中可用浓度代替，故V(CH 3OH)%=0.8+(0.8+1.6+1.6)=20% ,(4)根据图表可知 Ti温度下投料比为2时，C02转化率为60%,容器体积为3L,初始浓度c(CO2)=6mol -3L=2mol/L , c(H2)=12mol 3_=4 mol/L , CO2转化率为 60%,即反应了 1.2 mol/L ,贝U生成0.6 mol/L CH30CH ,反应速率 v= = °.6m°"L =0.06mol gL 1gmin 1, t 10min

47、(5)生成甲醇的反应为放热反应，温度升高平衡左移，故答案为：反应I AH<0,温度升高，使 CO2转化为甲醇的平衡转化率下降;温度不能太低，温度太低反应速率慢，温度也不能过高，过高产率降低，合适温度为230c ；从图表分析催化剂 CZ(Zr-1)T的效果更好，故答案为 AD。【点睛】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：正反应速率和逆反应速率相等。反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质

48、的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。8.(云南省大理、丽江、怒江2020届高三统一检测)绿色”和生态文明”是未来的发展主题，而 CO2的有效利用可以缓解温室效应，解决能源短缺问题。(1) CO2 与 CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)誉士也 2CO(g)+2H 2(g) AH已知：反应 1 CH4(g) C(s)+2H(g) AHi= +75kJ/mol反应 2 2CO(gLC(s)+CO2(g) AH2=172kJ/mol则该催化重整反应的 Hn kJ?mol-1。(2)有科学家提出可利用 FeO吸收CO2： 6FeO(s)+CO2(g)= 2Fe3O4(s)+

49、C(s),对该反应的描述正确的是°A.增大FeO的投入量，利于平衡正向移动B.压缩容器体积，可增大 CO2的转化率，c(CO2)减小C.恒温恒容下，气体的密度不变可作为平衡的标志D.恒温恒压下，气体摩尔质量不变可作为平衡的标志E.若该反应的 m<0,则达到化学平衡后升高温度，CO2的物质的量会增加(3)为研究CO2与CO之间的转化，让一定量的 CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)一"2CO(g) ?H ,测得压强、温度对 CO的体积分数。(CO)%的影响如图所示，回答下列问题：图中Pi、p2、p3的大小关系是 ，图中a、b、c三点对应的平衡

50、常数 Ka、Kb、Kc的大小关系是 。 900C、1.013MPa时，1molCO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为VL , CO2的转化率为(保留一位小数)，该反应的平衡常数 K=。将中平衡体系温度降至640C,压强降至0.1013MPa,重新达到平衡后 CO2的体积分数为50%。条件改变时，正反应速率 逆反应速率(填"乂 "或“=”。)(4)在NaOH溶液中通入一定量的 CO2气体，所得溶液中c(HCO3-)： c(CO32-)=4 : 1 ,此时溶液pH=。 (已知:室温下，H2CO3的 k1=4X10-7, k2=5M0-11。lg2=0.3) 【答案】(1) +2

51、47(2) CE(3) p1<p2Vp3Ka=Kb<Kc66.7% 也 <3V(4) 9.7【解析】(1) CH4(g) C(s)+22(g) AH1= +75kJ/mol 2CO(g)C(s)+CO 2(g) AH 2= 172kJ/mol根据盖斯定律，将热化学方程式-，整理可得：CH4(g)+CO2(g)，B丝I 2CO(g)+2H2(g)H=+(75+172)kJ/mol=+247kJ/mol ；(2) A.FeO是固体，增大FeO的投入量，不能使化学平衡发生移动，A错误；B.该反应的正反应是气体体积减小的反应，压缩容器体积，即增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方

52、向移动，最终达到平衡时CO2的转化率增大，但平衡移动的趋势是微弱的，不能抵消。又由于压缩体积导致的物质的浓度增大，因此平衡时c(CO2)增大，B错误；C.恒温恒容时，气体的质量是变量，容器的容积不变，气体的密度也为变量，若气体密度不变，则反应达到平衡状态，因此可作为平衡的标志，C正确；D.反应混合物中只有 CO2为气体，恒温恒压下，气体摩尔质量始终不变，因此不可作为平衡的标志，D错误；E.若该反应的Z»<0,则达到化学平衡后，若升高温度，化学平衡逆向移动，最终达到平衡时CO2的物质的量会增加，E正确；故合理选项是 CE;(3)反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)是气体体积增

53、大的反应，随着反应进行，体系压强增大。减小压强 有助于化学平衡正向移动，表明压强低时对应着的 CO体积分数较高，则p1、p2、p3的大小关系是：p1<p2Vp3; 化学平衡常数只随温度的改变而改变，在压强不变时，升高温度，CO含量增大，说明升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，因此a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是：Ka=Kb<Kc；900C、1.013MPa时，设反应转化的 CO2的物质的量为xmol,则平衡时n(CO)=2x , n(CO2)=1-x ,根据图象可知平衡时CO的体积分数为80%,则2x1 x-xioo%=80% ,解得x=-mol ,所以CO2的转化

54、 2x3立二 一 mol率为： 3X100%=66.7%;平衡时各种气体的浓度，c(CO)二空 ,c(C0 2)=L_xV 3VV1一，一、一，人，所以根据化学平衡常数的含义，可得3Vc2 CO此时反应的化学平衡常数K=C CO2163V ；反应C(s)+CO2(g) = 2CO(g)的正反应是气体分子数增大的吸热反应，降低压强，升高温度均有利于反应正向进行，所以将中平衡体系温度降至640C ,压强降至0.1013 MPa,降低温度减小压强，使正、逆反应速率均减小，重新达到平衡后CO2的体积分数为50%,设反应转化的CO2的物质的量为ymol,1 y.一 12则平衡时n(CO2)=1-y, n(CO)=2y ,则：y2y' =50% ,解得y= - mol< mol,可见重新达到平衡时,体系中CO含量降低，CO2含量升高，即化学平衡向逆反应方向移动，所以v(正)<v(逆)；c CO3 n c H c H(4)所得溶液 c(HCO3-)：c(CO32)=4:1,由于 K2= =5X10-11,则 c(H+)=2.0