2020-2021高考化学易错题精选-化学反应原理综合考查练习题及答案解析

1、2020-2021高考化学易错题精选-化学反应原理综合考查练习题及答案解析一、化学反应原理综合考查I .研究煤的合理利用及 CQ的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题:II 煤的气化已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有：C(s)+H2O(g) - CO(g)+省g) H=+131kJ- mol-1CO(g)+3H2(g), CH4(g) +H2O(g) H=akJ mol-1查阅资料反应中相关化学键能数据如下表：化学键O OH-HH-CH-OE(kJ mol-1)1072436414465(1)则反应中 a =。(2)煤直接甲烷化反应 C(s) + 2 H (g) =CH4(g)的4 H=为

2、 kJ ? mol-1,该反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。III 合成低碳烯燃在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO2和2 .5 mol H2,发生 反应：2CO2 ( g) + 6 H2(g)=iC2H4(g)+4 H2O(g) H=-128kJ- mol-1,测得温度对催化剂催化效率和CQ平衡转化率的影响如右图所示：才5(3)图中低温时，随着温度升高催化剂的催化效率提高，但CO2的平衡转化率却反而降低，其原因是.(4) 250 c时，该反应的平衡常数K值为。III.合成甲醇在恒温2 L容积不变的密闭容器中，充入1molCO2和3 molH2,发生反应：.CO2(g)+3

3、H2(g)=CH30H(g)+ WO(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表：时间/h123456p后/p前0.900.850.820.810.800.80(5)反应前1小时内的平均反应速率 v(H2)为 mol?L-1h-1 ,该温度下CQ的平衡转化率为。【答案】-206 -75低温 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳 的转化率降低1 0.3 40%【解析】【分析】【详解】(1)始变 H=应物的总键能-生成物的总键能 =a=1072 kJ/mol +3 X436 kJ/mol-4X414 kJ/mol +2 x 465 kJ/mo=-206kJ/mo

4、l,故答案为：-206；(2)由盖斯定律，方程式+得到 C(s) + 2H2 (g)i - CH4(g),则 H=-75 kJ/mol ,反应 H<0, S<0,则低温下能使 H-TAS<0,所以低温能自发进行，故答案为：-75;低温;(3)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则二氧化碳的平衡转化率降低，故答 案为：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳的转化率降低；(4) 250c时，二氧化碳的平衡转化率为50%,可列三段式为：2CQ ( g) + 6 H2(g)'二 C2H4 (g)+4 H2O(g)起始态(mol/L)12.500转化态(m

5、ol/L)0.51.50.251平衡态(mol/L)0.510.251K= 14严5 1,故答案为：1；0.52 16(5)在恒温2L容积不变的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2,发生反应，设1h消耗二氧化碳的物质的量为 x,则有三段式：CO2(g)+3H2(g) :- CHOH(g)+ H2O(g)起始态(mol)1300转化态(mol)x3xxx1h时(mol)1-x3-3xxx4-2x气体压强之比等于气体的物质的量之比，则 42x=0 9 , x=0.2mol,氢气的反应速率4c 3 0.2molv= -= 一2L =0.3mol/(L gh)；1h平衡状态下气体压强之比为0.

6、8,设消耗二氧化碳的物质的量为y,则有三段式：CC2(g)+3H2(g) -CH3OH(g)+ H2O(g)起始态(mol)1300转化态(mol)y3yyy平衡态(mol)1-y3-3yyy422y=0.8 , y=0.4,二氧化碳的平衡转化率 =0.4mol 100%=40% ,故答案为：0.3；41mol40%。2.德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决 世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N2(g)+3H2(g)? 2NH3(g) H=-92.4kJ/mol(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol, N-H的键能为390.8

7、kJ/mol ,则N N的键能约为kJ/mol(2)合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示，则加了催化剂后整个反应的速率由 决定(填 第一步反应”或者 第二 步反应”，)未使用催化剂时逆反应活化能 正反应活化能(填大于“小于”或者等于”)”士 M ft It S反应屈(3)从平衡和速率角度考虑，工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因 (4)一定温度下恒容容器中，以不同的 H2和N2物质的量之比加入，平衡时 NH3体积分数如 图所示，则H2转化率a点 b点(填"大于"小于”或者 等于“ J若起始压强为20MPa,

8、则b点时体系的总压强约为 MPa。(I I 2 J 4 5 63(5)若该反应的正逆反应速率分别表不为v正水正gN2卯 H2 , v逆=K逆？2(NH3),则一定温 度下，该反应 的平衡常数K=(用含K正和K逆的表达式表示)，若K正和K逆都是温度的 函数，且随温度升高而升高，则图中 c和d分别表示 和 随温度变化趋势(填K正或者K逆)。(6)常温下，向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c(NH4+)=【答案】944.4第一步反应 大于 当压强低于20MPa时，反应速率慢，且反应转化率低，压强过大于50MPa时，转化率提升不大

9、，但对设备的要求高，生产成本高小于 19K正 K 正 K 逆 0.1mol/LK逆【解析】【分析】 【详解】(1)根据反应热的计算公式AH=E(反应物的键能)-E(生成物的键能)= Enn 3Eh-h 6En-hEn n 3 436.0kJ/mol 6 390.8kJ/mol 92.4kJ/mol,可得 EN N=944.4kJ/mol ,故答案为：944.4； (2)因为第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，则催化剂后整个反应的速率由第一步反应决定，由图可知未使用催化剂时逆反应活化能大于正反应活化能，故答案为：第一步反应；大于；(3)根据工业上制备氨气的原理可知，当压强低于20MPa时，

10、反应速率慢，且反应转化 率低，压强过大于 50MPa时，转化率提升不大，但对设备的要求高，生产成本高，所以工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨，故答案为：当压强低于 20MPa时，反应速率H2的转化率a点慢，且反应转化率低，压强过大于 50MPa时，转化率提升不大，但对设备的要求高，生产 成本高； (4)当增大氢气的用量时，氮气的转化率升高，氢气的转化率降低，则小于b点；根据图知b点氨气的体积分数为 5%,设氮气与氢气在恒容密闭容器中各投 1mol,转化的氮气为 xmol,则可列三段式为:N2+3H2? 2NH3起始量(mol) 110转化量(mol) x 3x 2x平衡量(mol)

11、 1-x 3-2x 2x则有2=5%, J ni1|2=注=3,由此可得x= L p(平2-2xP(始态)n(始态)2 20MPa21衡)二19MPa,故答案为：小于；19；2c2 NH3(5)平衡时，正反应速率 =逆反应速率，则有 K正gD(N2)53(H2)=K逆gc2 NH3 ,平衡常数K=3- K也；该反应为放热反应，温度升高时，平衡会逆向移动，平衡常c(N2)gc3(H2) K 逆、叱人 j， rr .，一，、+.，、+.KF .数会减小，则 K逆大于KIE , c代表K正，d代表K逆，故答案为：K ； KF； K逆；(6)反应后溶液呈中性，溶液中 c (H+) =c (OH-)且由

12、电荷守恒 c (H+) +c (NH4+) =c (OH-) +c (C-),则 c (NH4+) = c (Cl-) =0.1mol/L,故答案为：0.1mol/L。3. 1799年，英国化学家汉弗莱戴维发现了 N2O气体。在食品行业中，N2O可用作发泡 剂和密封剂。(l) N2是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，NH3与O2在加热和催化剂白作用下生成N2O的化学方程式为。(2)N2O在金粉表面发生热分解反应：2N2O(g) =2N2(g)+O2(g) AHo已知：2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l) H1=-1010KJ/mol4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g

13、)+6H2O(l) H2=-1531KJ/mol H=o(3)N2O和CO是环境污染性气体，研究表明，CO与N2O在Fe+作用下发生反应：N2O(g)+CO(g)脩? CQ(g)十N2(g)的能量变化及反应历程如下图所示，两步反应分别为：反应Fe +N2O降 为FeO+N2；反应 反应我程(填“反应或反应由图可知两步反应均为 (填“放热”或“吸热”)反应，由")决定反应达到平衡所用时间。(4)在固定体积的密闭容器中，发生反应：N2O(g)+CO(g)俺 为CQ(g)+N2(g),改变原料气配比进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定N2O的平衡转化率。部分实验结果如图

14、所示：即N504020104m就: “*!双百猴I、.工(L5 t a L5谓供：加(CO) 如果要将图中C点的平衡状态改变为 B点的平衡状态，应采取的措施是:图中C、D两点对应的实验温度分别为 TC和TD,通过计算判断 Tc “>” “二”或“<”)。.TD(填在某温度下，向1L密闭容器中充入 CO与N2O,发生反应：N2O(g)+CO(g)脩? CQ(g)十时间/min0246810物质的量 分数50.0%40.25%32.0%26.2%24.0%24.0%N2(g),随着反应的进行，容器内CO的物质的量分数变化如下表所示:则该温度下反应的平衡常数K= 。【答案】2NH3+2O

15、2催化剂N2O+3H2O -163kJ/mol FeO+CO用 公CO2+Fe+放热 反应降低温度1.17【解析】 【分析】(2)利用盖斯定律求反应热；(3)根据总反应减去反应得到反应；根据反应物和生成物的相对能量判断反应热；根据 活化能的相对大小判断化学反应速率大小，从而确定决速步；(4)根据不同温度下的平衡常数的大小，判断温度的变化；(5)根据三等式求算平衡常数。【详解】(1)NH3和O2反应得到N2O,根据化合价升降守恒配平，NH3中N的化合价从3升高到N2O中的+ 1,共升高4价；O2中。的化合价从0降低到一2,共降低4价，化合价升降守 恒，则NH3和O2的系数比为1:1,根据原子守恒

16、配平，可得一催化剂 一 一2NH3+2O2N2O+3H2O;(2)已知2NH 3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l) Hi=-1010KJ/mol, 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) H2=-1531KJ/mol;反应X 2-反应 J 可得目标反应，则 33 H=AHiX 2-AH2X -=-1010kJ/mol x 2-(-1531kJ/mol) x 1 =-163kJ/mol ; 3333(3)总反应为N2O(g)+CO(g)脩 分C6(g)十N2(g),实际过程是分2步进行，因此反应和反应相加得到总反应，则反应等于总反应减去反应，可得反应为FeO

17、+CO 脩? CC2+Fe+；根据反应历程图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该两步反应均为放热反 应；根据反应的历程图可知，由Fe+和N2O经过过渡态得到产物 Feo卡和刈，过渡态和反应物Fe+和N2O的能量差为反应的活化能，同理，可知反应的活化能，可知，反应的活 化能大于反应的活化能，活化能越大，化学反应速率越慢，而化学反应速率慢的步骤为 决速步，决定反应达到平衡所用时间，即反应决定反应达到平衡所用时间；(4)根据图像，C点和B点，反应物的投料比相同，但是B点表示的平衡状态，N2O的转化率高于C点，C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，平衡正向移动，N2O的转化率增加；B和C点的反应

18、物投料比相同，因此不是改变反应物的浓度；反应前后的气体体积不 变，因此压强不影响平衡移动，只能是温度，该反应为放热反应，平衡正向移动，因此采 取的措施是降低温度；利用三等式求出 C和D点平衡状态的平衡常数，从而比较温度大小；设定容器体积的体积为VL。C点的平衡状态其反应物的投标比为1,则设N2O和CO的物质的量均为imol,其N2O的转化率为0.50,则根据三等式有NzO(g)+CO(g)幅? CO2(g)+ N2(g)开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量10.50.510.50.500.50.50,则在平衡常数0.50.5c(N2)c(CO2)K0.5V0.5Vc(N 2O)c(CO)

19、0.5 0.5V VD点的平衡状态其反应物的投标比为1.5,则设N2O和CO的物质的量为1.5mol和1mol ,其N2O的转化率为0.40, N2O 反应了 1.5molX0.40=0.6mol ,则根据三等式有N2O(g)+CO(g)S!?CO2(g)+N2(g)开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量1.50.610.600.600.6,则在平衡常数0.90.40.60.6c(N2)c(CO2)K0.6 V0.6Vc(N 2O)c(CO)0.9 0.4V VC点和D点表示的平衡状态的平衡常数相同,则温度相同,(5)根据表格的数据，开始时CO的物质的量分数为 50.0%,1mol,假设到

20、达平衡时，CO转化了 xmol,根据三等式有Tc=Td；则设CO和N2O的物质的量各位NzO(g)+CO(g)幅 N CO2(g)+N2(g)开始的物质的量11开始的物质的量xx,达到平衡时,CO的物质的量平衡的物质的量1 x 1 x分数为24.0%,则有1-X1- x 1- x x x100%24.0% ，解得x=0.52mol,则平衡常数0.52 0.52110.48 0.481.17。c(N2)cg)K =c(N 2O)c(CO)4.甲醛(HCHO)俗称蚁醛，在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。I ,甲醛的制备工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛，己知：CH30H(g)=; HCHQg)+H2

21、(g)AH(1)该反应的能量变化如图甲所示， H=kJNmol-1。(2)为提高CH30H转化率，采取的措施有 、；在温恒容条件下，该反应达到平衡 状态的标志有(填标号)。a.混合气体的密度保持不变b.混合气体的总压强保持不变c. v( CH30H)消耗=v( H2)生成d.甲醛的浓度保持不变(3)选用Ag/SiQZnO作催化剂，在400750c区间进行活性评价，图乙给出了甲醇转 化率与甲醛选择性(选择性越大，表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。制备甲 醛的最佳反应温度为(填标号)，理由是。a. 400 c b. 650 c c. 700 c d. 750 cm 瓠期70时5O如 町和1

22、VQ(4) TC时，在2L恒容密闭容器中充入 1mo1甲醇，发生反应： CH30H(g)HCHQg)+H2(g)。/ ,CQg)+2H2(g)平衡时甲醇为0.2mol,甲醛为0.7mo1。则反应i的平衡常数 K=。II.甲醛的用途(5)将甲醛水溶液与硫酸馍(NiS04)溶液混合，可用于化学镀馍。反应过程中有CC2产生，则该反应的离子方程式为 ：若收集到112mLCQ (标准状况)，理论上转移电子 mol。【答案】+84 升高温度 降低压强 bd c此温度下甲醛的选择性和甲醇的转化率均较高 1.575 HCHC+2Ni2+H2C=2Ni+CC2 T+4H+ 0. 02【解析】【分析】【详解】(1

23、)生成物和反应物之间的能量差为463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol ；(2)该反应是气体分子数增加的、吸热的可逆反应，因此根据勒夏特列原理，我们可以采用升高温度、降低压强的方法来促进平衡正向移动，提高转化率；再来看平衡的标志：a.反应物和生成物都是气体，因此气体的密度是恒定不变的，a项错误；b.该反应前后气体分子数不等，因此当压强保持不变时，说明反应已达到平衡状态，b项正确；c.甲醇和氢气的化学计量数相同，因此无论何时都有v( CKOH)消耗=v( H2)生成，c项错误；d.当甲醛的浓度保持不变，说明其消耗速率和生成速率相同，即此时达到了平衡状态，d项正确；答案选bd;(3

24、)在700c时，甲醛选择性和甲醇转化率均较高，因此700c是最合适的温度，答案选c；(4)平衡时甲醇为 0.2mol,因此有0. 8mol甲醇被消耗，其中甲醛有 0. 7mol,说明有0. 7mol甲醇发生了反应，有 0.1mol甲醇发生了反应，因此氢气一共有0.7mol+0.1mol 2=0.9mol,代入平衡常数的表达式有c(HCHO)c(H 2) _ 0.35mol/L 0.45mol/L K= = 1.575 ,c(CH3OH)0.1mol/L'(5既然是镀馍，则馍被还原为单质，而甲醛被氧化为二氧化碳，因此反应的离子方程式、* _ 9+ . . . - . . . 4-为HCH

25、O+2Ni +H2O=2Ni+CO2 +4H ；甲醛中的碳可以按 0价处理，二氧化碳中的碳为+4价，因此每生成1个二氧化碳分子需要转移4个电子，而112mL二氧化碳的物质的一,0,112L一. ,一重为 =0.005mol ,因此一共要转移 0. 02mol电子。22.4L/mol【点睛】对于任意一个氧化还原反应，总有氧化剂得电子数=还原剂失电子数=转移的总电子数，因此只需求出最好求的那一项，另外两项就迎刃而解了。5.研究NO的性质对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。(1)自然界在闪电时，生成 NO的反应方程式为 。(2)TC时在容积为2L的恒容密闭容器中，充入 NO和O2发生反应：2N

26、O(g)+O2(g)? 2NO2(g),不同时刻测得容器中 n(NO)、n(O2)如表：时间/s012345n(NO)/mol10.60.40.20.20.2n(O2)/mol0.60.40.30.20.20.2在TC下，02s时，该反应的平均反应速率v(NO) =;该温度下反应的平衡常数K=,在TC下，能提高NO的平衡转化率的措施有、O(3)已知NO和O2反应的历程如图，回答下列问题:iF./kJ-rnol E$ Ej2X()(g|+D?iN2。K胤 百位谷1由反应 反应反应3程写出其中反应的热化学方程式也(4H用含物理量E的等式表示)：试分析上述基元反应中，反应和反应的速率较小的是(选填“

27、反应”或“反应”)；已知反应会快速建立平衡状态，反应可近似认为不影响反应的平衡。对该反应体系升高温度，发现总反应速率变慢，其原因可能是闪电【答案】N2+O2=2NO 0.15mol L 1 s 1 160.0Lmol 1增大O2的浓度 增大体系压强2NO(g)? N2O2(g) AH=-(E3-E2)kJmol1反应 因为反应为放热反应，升高温度，反应平衡逆向移动，导致c(N2O2)减小，反应变慢，而反应为慢反应是总反应速率的决速反应【解析】【分析】- c n(2)根据v(NO)=计算化学反应速率；根据t V tc2(NO9),K=(一匚 求算平衡常数; c2 (NO) c(02)(3)根据

28、H=生成物的总能量一反应物的总能量求算(4)一般来说，活化能越大，化学反应速率越慢。【详解】H；闪电在闪电时，N2和02会发生化合反应生成 NO,化学方程式为N2+O22NO;(2)在TC下，02s时，n(NO)从1mol降低到0.4mol,变化了 0.6mol ,容器体积为 2L。根据 v(NO)= c ,带入数据，有 v(NO)= 0.6mo 0.15mol g_-&-1 ； t V t2L 2s根据方程式，从开始到平衡，消耗 n(NO)=1mol 0.2mol=0.8mol ,则生成n(NO2)=0.8mol。平衡时，NO、O2、NO2 的物质的量分别为 0.2mol、0.2mo

29、l、0.8mol ,容器体积为2L,平衡常数 K =2c2(NO2)c2(NO) c(O2),带入数据，有(0.8mol)2K = -3_-=160.0L/mol ；0.2mol 2 0 0.2mol(2L )( 2L )在TC下，提高NO的转化率，需平衡向正反应方向移动，需要注意的是，温度已经限定，不能改变温度。则增大NO的转化率，可以增大 O2的浓度；该反应是气体分子数减小的反应，可以压缩体积，增大压强；(3)根据图像，反应为 NO(g)反应化合生成N2O2(g),根据 H=生成物的能量反应物的 能量，则热化学方程式：2NO(g)? N2O2(g) H= (E3- E2)kJmol 1 ；

30、一般来说，活化能越大，化学反应速率越慢。反应的活化能为E4-E3,反应的活化能为E5-E2,根据图示，反应的活化能大，化学反应速率较小；化学反应速率慢的基元反应是总反应的决速步，反应的活化能大，化学反应速率较小， 是总反应的决速步。从图示看，反应和都是放热反应，升高温度，平衡均逆向移动， 由于反应快速达到平衡，则反应的产物N2O2的浓度会减小，但对于反应来说，C(N2O2)减小，会使得反应的反应速率减小，而反应是总反应的决速步，因此总反应速 率变慢。答案：因为反应为放热反应，升高温度，反应平衡逆向移动，导致C(N2O2)减小，反应变慢，而反应为慢反应是总反应速率的决速反应。6. (1)乙基叔丁

31、基醒(以ETBEt示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以旧表示)在催化剂HZSM- 5催化下合成ETBE反应的化学方程式为：QH50H(g)+IB(g)=ETBE(g) AH。回答下列问题：反应物被催化剂 HZSM 5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示，该反应的HnkJmol-1。反应历程的最优途径是 (填Ci、C2或C3)。7 6 5 4 3 2 mu享过2 £2卜.IH打"反应火标却亮丁晞阿叶吸所c表示是曜附乙一久a丸玉先飞门乔丁嶙, a上市二今(2) 一定条件下，用 Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)+SO(g

32、)2CC2(g)+S(l)H=-270kJ m ol-1其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1, Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是：O某科研小组用 F&O3作催化剂。在 380c时，分别研究了 n(CO)： n(SO2)为1 ： 1、3： 1时SQ转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO) : n(SO2)=3 ： 1的变化曲线为 。Whl *Ml MM iff)/min反应温理图2(3)已知 NO2存在如下平衡：2NO2(g)= N2O4(g) AH<0,在一定条件下 NO2与

33、N2O4的 消耗速率与各自的分压(分压=总压呦质的量分数)有如下关系：v(N02)=ki p2(NO2), V(N2O4)=k2 p(N2O4),相应的速率与其分压关系如图所示。一定温度下，ki、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=_;在图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是_,理由是_。(4)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SC2(g)s 2SO3(g)oDSO3 2 e- 已知：标准平衡常数 Kk “P丁，其中P0为标准压强(1 xiOPa), p(SO3)、p(O2)和PSO22 PO2 e e p pp(SO2)

34、为各组分的平衡分压，如p(SQ)=x(SQ)p, p为平衡总压，x(SQ)为平衡系统中SC3的物质的量分数。SQ和O2起始物质的量之比为 2: 1,反应在恒定温度和标准压强下进行，SO3的平衡产率为5则K0=(用含3的最简式表示)。【答案】-4a C3 Fe2O3作催化剂时，在相对较低的温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源 a K=2k2 Kp BD达到平衡时，N2O4与NO2的消耗速率满足条件 v(NO2)=2v(N2O4)2(3-)(1- )3【解析】【分析】(1)由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，由图给数据可计算H；活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，活化

35、能越小，反应越容易进行；(2)FO2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源；n (CO) : n (SQ) =2： 1 时反应速率界于 n (CO) : n (SO) =3: 1 和 n (CO) : n(SO2)=1： 1之间，反应速率介于二者之间，且二氧化硫的转化率和n (CO) : n (SO2)=3: 1是相等的；(3)当反应达到平衡时，正逆反应速率相等,NO2与N2O4的消耗速率的关系为 v ( NO2)=2v (N2O4),则 ki?p2 (N6)=2k2?p (N2O4)；满足平衡条件 v (NQ) =2v (N2O4)即为平衡点，B、D点的压强

36、之比等于其反应速率之比为1:2;(4)设SQ和O2起始物质的量为 2mol和1mol,由SO3的平衡产率为 的物质的量为23由题意建立三段式计算可得。【详解】(1)由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，则该反应的1) akJ/mol= -4 akJ/mol;活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度,3可知，平衡时SC3 H=一 ( 5一过渡态的活化能都为6akJ/mol,过渡态3的活化能为4akJ/mol,活化能越小，反应越容易进行,过渡态3的活化能最小，反应历程最优，故答案为:-4a; C3；(2) 根据图示内容，对比 260c时不同催化剂作用下 SQ的转化率，可以看出 Cr

37、2O3作催化剂时，反应速率最快，F&O3和NiO作催化剂均能使 SO2的转化率达到最高，但是Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高 为：F&O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源，故答案SO2的转化率,n (CO) : n (SQ) =2： 1 时反应速率界于 n (CO) : n (SQ)(S6) =1： 1之间，反应速率介于二者之间，且二氧化硫的转化率和二3： 1是相等的，Fe2O3作催化剂时，曲线 a符合，故答案为：a；从而节约大量能源；二3： 1 和 n (CO) : nn (CO) : n (SO2)(3)反应的化学平衡常数K

38、p=PWO4)p2(NO2),当反应达到平衡时，正逆反应速率相等,NO2与N2O4的消耗速率的关系为ki=2k2 Kp；满足平衡条件v (NO2) =2v (N2O4),则 k1?p2 (NQ) =2k2?p (N2O4),v (NO2) =2v (N2O4)即为平衡点， 曰D点的压强之比等于其反应速率之比为1： 2,所以B、D为平衡点，故答案为：2k2Kp； BD； (4)设SO2和O2起始物质的量为 2mol和1mol,由SO3的平衡产率为的物质的量为2co,由题意建立如下三段式：3可知，平衡时SO3起(mol) 变(mol) 平(mol)。2 g12+2SO202SO3 g2-2出由三段

39、式可得p(SO3)、p(O2)和p(SO2)分别为23-X p 0、？ x p 0、p0,则标准平衡常rp(SO3),2 e pp (SO2)3H22(3-)c C ( C ) r 2-2 12 r 1- 133332p lO£ 1=(1-) p9,故答案为:2(3-)(1-)3由平衡分压等于平衡总压和物质的量分数之积和k e=-rp(SO3)/ pp(SO2)1J(O2)-可知K 0=rp (SOJ 12 e2 2p_kP(SO2)12 p (O2) - 2-2-2 e e PP是解答关键,也是难点。7.甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用

40、途和应用前景，可以用多种方法合成。I.用CO2生产甲醇、乙醇(1)已知：H2 的燃烧热为-285.8 kJ mol, CH3OH( l)的燃烧热为-725. 8kJ/mol,CH30H(g尸 CH30H(l) AH= - 37.3 kJ mol,则 CQ(g)+3H2( g尸 CH3OH(g)+ H2O( 1) H=kJ/ mol。(2)将CC2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2. 0L的恒容密闭容器中反应生成H2O( g),如图1表示压强为0. 1 MPa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系。a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb,表示，则VaVb(填“大于”、“小于”或“等于

41、”)。列出a点对应的平衡常数表达式 K= 。(3)在1. 0 L恒容密闭容器中投入 1 mol CC2和2.75 mol H2发生反应：CQ(g)+3H2(g)嚼? CH30H ( g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图 2所示，下列说法正确的是 。A.该反应的正反应为放热反应B.压强大小关系为 p1p2Vp3C. M点对应的平衡常数 K的值约为1.04X102D.在p2及512 K时，图中N点U正)V M逆)(4)CQ 催化加氢合成乙醇的反应为：2CO2( g)+ 6H2( g)隔)C2H50H(g) + 3H2O(g) AH；m代表起始时的投料比，即n(

42、H2)n(CO2)图3中投料比相同，温度 T3>T2>T1,则该反应的始变 H 0 (填“>”、“V”)。m=3时，该反应达到平衡状态后p(总)=20a MPa,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为 (填化学式)，T4温度时，反应 达到平衡时物质 d的分压p(d)=。n.甲醇的应用(5)以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。离子交换膜 图5离子交换膜a为 (填“阳膜”、“阴膜”)，阳极的电极反应式为 【答案】-94.3大于c(CH 3OH)c(H 2O)-3c(CO2)c (H2)AC v CC2 2.5a MPa

43、阳膜+t.+2CH3CH+CC- 2e- =( CH3C) 2CC+2H【解析】【分析】【详解】1 一(1) H2( g)+ 02( g)= H2O( l) H=- 285. 8kJ mol,CH30H(g尸 CH3OH(l) + - 37. 3kJ mol ,CH30H(|)+ 3 02( g)= CC2( g)+ 2H20( l) H=- 725. 8kJ/ mol, 2由盖斯定律x 3-；可得 CQ(g)+3H2(g尸 CH30H(g)+H20(1)4H=-94.3kJmol;(2)a、b两点温度相同，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故压强曲线A大于

44、曲线B,压强越大反应速率越快，故反应速率Va大于Vb；a点发生反应： CO2(g)+3H2(g)?CH30H(g)+H2O(g),平衡常数表达式c(CH 30H)c(H 20)K=T-3；c(C02)c (H2)(3)A.由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故 A正确；B.由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇 的物质的量也越大，所以Pi>p2>p3,故B错误；C.由图可知，M点对应的甲醇产量为 0. 25mol,则CO2 g+3H2 g ?CH3OH g+H2O g始(mol/

45、L)12.7500变(mol/L)0.250.750.250.25平(mol/L)0.7520.250.25所以 K=0.25 0.25=1. 04x 10-2；故 C正确；0.75 23D.由图可知，在 p2及512K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)>V(逆),故D错误；答案选AC;(4)由图3可知，相同压强下，温度越高氢气转化率越小，说明升高温度反应向逆向移动，正反应放热， HV0;温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，根据反应计量系数关系，曲线 a代表的物质为 H2, b表示CO2, c为H2O,

46、 d为QH5OH；设开始氢气白投入量是 3nmol ,则二氧化碳是nmol ,二氧化碳的转化量是 x,2CO2 g+6H2 g?C2H5OH g+3H2O g起(mol)n3n00变(mol)x3x0.5x1.5x平(mol)n-x3n-3x0.5x1.5xN点b、d的物质的量分数相同，所以 n-x=0. 5x,解得x=；n,总物质的量是 n-x+3n-3x+0. 5x+1. 5x=8 n,压强之比等于物质的量之比，组分平衡分压=总压X该组分的物质的量32n 0.5分数，d为C2H5OH,达到平衡时乙醇的分压p(乙醇)=3 20a MPa=2. 5aMPa；8一 n3(5)由图分析可知氧气得电

47、子，发生还原反应，与氢离子结合生成水，该电极为阴极，则氢 离子要透过交换膜 a在阴极与氧气结合，则交换膜a为阳离子交换膜；阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO 2e-=(CH3O)2CO+2H+。8.铝及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。(1) Mo可被发烟硝酸及氢氟酸氧化为MOO2F2和MoOF4(少量)，硝酸本身被还原为 NO2,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。(2)已知：2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) Hi;2MoS2(s)+76(g)=2MoO3(s)+4SQ(g) H2;MoS2(s)+2 O2(g)=Mo

48、(s)+2SO2(g) H3则比= (用含 Hi、屋的代数式表示)(3)电氧化法提纯铝的原理：将辉铝矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中，用惰性电极电解，MoS被氧化为MoG2-和SO2-辉铝矿应放入电解槽的 (填“阴极区”或“阳极区”)。阴极的电极反应式为 。(4)碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉铝矿的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4HzO(g)+2Na2s(s) AH,实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。390曲70的3040302010。图1不同压强下温度与 坨平衡转化率的关系切L气体的国中阳630 2510101 000 1 1R 1

49、200 I 300 1 400 1 500 77K3 2 0.1 MPa下温度与平萄纣气体成分的关系由图1可知，该反应 H(填“ >”或“ <”)0 pi、p2、p3由大到小的顺序为 由图2可知，A点时H2的平衡转化率为 。B点对应的平衡常数 K=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分数)(MPa)2。1【答案】6:1 w(4H2-4Hi)阳极区 2H+2e=HT (或 2HzO+2e=H4+2OH) > p3>p2>pi 50% 0.01【解析】【分析】【详解】(1)在反应中N的化合价从+5- +4降低1价，Mo从0一+6升高6价，根据氧化还原反应

50、 中化合价升降总数相等，必有6个硝酸中N降低6X1=6价，同时有1个Mo升高1X6=6价，即6个硝酸和1个Mo同时反应，即氧化剂有 6摩尔硝酸反应时，就有1摩尔还原剂铝反应，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1 ,故答案为6:1 ;(2)根据盖斯定律 2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)；2MoS(s)+7O 2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)；MoS(s)+2 O 2(g尸Mo(s)+2SO 2(g)，(式-式)+ 2电式，所以!3=(H 2- AHi),故答案为1 ( H 2- k)；(3)将辉铝矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中，用惰性电极电解,MoS2被氧化为M

51、oO42-和SC42-,所以辉铝矿应放入电解槽的阳极，故答案为阳极区；阴极区放电的阳离子 为钠离子和氢离子，放电顺序氢离子在钠离子之前，阴极氢离子放电的电极反应为 =HT (或 2H2O+2e=Hj +2OH),故答案为 2H+2e-=H4 (或 2H2O+2e-=H4 +2OH);(4)由图1相同压强下，温度升高，氢气转化率增大，则平衡正向移动，又因为温度升2H+2e高平衡向吸热反应方向移动，所以该反应正向吸热， H>Q故答案为>根据反应方程式MoS(s)+4H 2(g)+2Na 2CO(s)二Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2s(s)可知该反应正向为气体体积增大

52、的方向，在相同温度下，压强越大氢气的转化率越小，由图1可知：在相同温度下Pi下氢气的转化率最大，所以 Pi压强最小，P3下氢气的转化率最小，所以 P3压强最大，所以 P3>P2>P1,故答案为 P3>P2>P1由 MoS(s)+4H 2(g)+2Na 2CO(s)±Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2s(s),设 A 混合气体的总物质的量为1mol,则A点时H2的物质的量为0.4mol , H2O的物质的量为0.4mol ,则变化 的H2的物质的量为0.4mol , A点时代的为平衡转化率为a (H2)=仇4m3.。.0%故答案为50%B点时H、

53、CO的体积分数均为25%混合气体为 H、CO H2O则H2O的体积分数为1-=0.01 ,故答案为0.01P心即4如25%-25%=50% B点对应的平衡常数 K= 4【点睛】在分析图1那种有三个变量的图像时，一般做法是定一议二法，即先找相同压强下氢气平 衡转化率与温度的关系，再定相同温度下氢气平衡转化率与压强的关系。9.丙烯是仅次于乙烯的有机化工原料，可由丙烷脱氢氧化制取。丙烷脱氢氧化工艺包含的 反应有：主反应：C3H8(g)?C3H6(g)+H2(g)AH1= + 124.27 kJ mol1(脱氢反应)1H2(g)+ -O2(g)=H2O(g)AH2 = 241.82 kJmol1(烧氢反应)副反应： C3H8 (g) ? CH4 (g) + C2H4