2023年高考化学一轮复习-化学反应速率和化学平衡-专题06-化学反应速率和化学平衡综合练习

专题06化学反应速率和化学平衡综合练习1．硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。（1）工业采用高温分解H2S制取氢气，2H2S(g)2H2(g)+S2(g)，在膜反应器中分离出H2。在容积为2L的恒容密闭容器中，控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为1mol，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。①反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的ΔH_________（填“>”“<”或“=”）0。②985℃时，反应经过5s达到平衡状态，此时H2S的转化率为40%，则用H2表示的反应速率为v(H2)=___________。③随着H2S分解温度的升高，曲线b向曲线a逐渐靠近，其原因是___________。（2）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如下图所示。①在图示的转化中，化合价不变的元素是____________。②在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有____________。（3）工业上常采用上图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，电解一段时间后，通入H2S加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的S，自身转化为K4[Fe(CN)6]。①电解时，阳极的电极反应式为___________。②当有16gS析出时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为___________。③通入H2S时发生如下反应，补全离子方程式：_________________【答案】>0.04mol/(L·s)温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短Cu、Cl、H增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-11.2L2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓【解析】（1）由图象可知，温度升高，转化率增大，则平衡正移，所以正方向为吸热方向，即△H>0，H2S的物质的量为1mol，体积2L，起始浓度为0.5mol⋅L−1若985℃时，反应经5s达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则参加反应的硫化氢为0.5mol⋅L−1×40%=0.2mol⋅L−1，v=△c/△t=0.04mol⋅L−1⋅s−1;随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近；故答案为：>；0.04mol/(L·s)；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。（2）通过图示可以看出来Fe的化学价由+3变为+2，S的化合价由-2变0价，化合价没有变的元素由Cu、Cl和H三种元素；在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有：增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。故答案为：Cu、Cl、H；增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。（3）①电解时阳极发生失电子的氧化反应，先将[Fe（CN）6]4-转化为Fe（CN）6]3-，化合价升高，所以反应为：Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；②根据2Fe（CN）63-+2CO32-+H2S=2Fe（CN）64-+2HCO3-+S和阴极反应式为2HCO3-+2

e-═H2↑+2CO32-，得到关系式为：H2↑～2CO32-～S，所以析出16gS的时候，生成标况下的氢气体积是11.2L；③根据化合价升降法及元素守可知方程式为2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓。2．乙二酸(H2C2O4（1）在恒温、恒容密闭容器中发生反应：H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g)，下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是____________(填标号)。A．压强不再变化

B．

CO2(g)的体积分数保持不变C．

混合气体密度不再变化

D．混合气体平均摩尔质量保持不变（2）草酸溶液中各离子浓度分数δ(X)随溶液pH变化的关系如图所示：①当溶液中含碳粒子的主要存在形态为C2O42-时，溶液的酸碱性为____________(填标号)。A．强酸性

B．弱酸性

C．中性

D．碱性②25℃时,反应C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常数的对数值1gK=____________。（3）向10

mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液，当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-（4）草酸晶体(H2C2O4·2H2O)为无色，某同学设计实验测定其纯度。实验过程如下：称取m

g草酸晶体于试管中,加水完全溶解用cmol·L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定，则达到滴定终点时的现象是____________;

该过程中发生反应的离子方程式为____________；滴定过程中消耗V

mL

KMnO4【答案】ACBCD3>当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2【解析】（1）在温度、体积不变时，压强和气体的总量成正比，由于反应物为固体，所以当反应向左进行时，气体总量减小，压强变小，当压强不再变化时，说明反应已经达到平衡状态，A正确；由于反应物为固体，生成物为气体，三种气体为固定组成，所以CO2(g)的体积分数保持不变时，不能说明反应已经达到平衡状态，B错误；反应向左进行时，气体总质量减小，容器的体积不变，所以混合气体密度不再发生变化时，说明反应已经达到平衡状态，C正确；由于反应物为固体，生成物为气体，三种气体为固定组成，所以三种气体的平均摩尔质量始终保持不变，不能说明反应已经达到平衡状态，D错误；正确选项AC。（2）①根据图示可知，第一条曲线代表草酸，第二条曲线代表草酸氢根离子，第三条曲线代表草酸根离子，所以当溶液中含碳粒子的主要存在形态为C2O42-时，溶液可能为弱酸性、中性

、碱性；正确答案：BCD。②根据图示可知：当pH=1.2时，c(HC2O4-)=c(H2C2O4)，K1=c(HC2O4-)×c(H+)/c(H2C2O4)=10-1.2；当pH=4.2时，c(HC2O4-)=c(C2O42-)，K2=c(C2O42-)×c(H+)/c(HC2O4-)=10-4.2；反应C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常数K=c2(HC2O4-)/c(C2O42-)×c(HC2O4-)=K1/K2=10-1.2/10-4.2=103，平衡常数的对数值1gK=1g10（3）根据电荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)可知，当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时,c(H+)=c(OH-)，如果V(NaOH)=10mL，和10mL0.1mol·L-1H2C2O4（4）草酸晶体(H2C2O4·2H2O)具有还原性，被酸性KMnO4溶液氧化为二氧化碳，导致KMnO4溶液褪色，当草酸反应完后，KMnO4溶液颜色不再褪色，达到滴定终点，现象为当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变；反应的离子方程式为2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O；根据反应关系可知：2KMnO4--5H2C2O4，反应消耗KMnO4的量为c×V×10-3mol，则H2C2O4的量为2.5c×V×10-3mol，草酸晶体的质量为2.5c×V×10-3×126g=0.315cVg；草酸晶体纯度为0.315cV/m；正确答案：当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变；2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2+3．硫是生物必须的营养元素之一，含硫化合物在自然界中广泛存在，循环关系如下图所示:（1）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），请用化学用语表示ZnS转变为CuS的过程__________。（2）火山喷发产生H2S在大气当中发生如下反应：①2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)△H=﹣442.38kJ/mol②S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣297.04kJ/mol。H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是__________。（3）降低SO2的排放量已经写入2023年政府工作报告，化石燃料燃烧时会产生含SO2的废气进入大气，污染环境，有多种方法可用于SO2的脱除。①NaClO碱性溶液吸收法。工业上可用NaClO碱性溶液吸收SO2。i.反应离子方程式是__________。为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂。在反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力,可加快对SO2的吸收。该催化过程的示意图如下图所示：ii.过程1的离子方程式是__________。iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，原因是__________。②电化学脱硫法。某种电化学脱硫法装置如下图所示，不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得H2SO4。i.在阴极放电的物质是______。ii.在阳极生成SO3的电极反应式是______。【答案】2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1036.46kJ/molZnS(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+CuSClO-+SO2+2OH-===Cl-+SO42-+H2ONi2O3+ClO-===2NiO2+Cl-Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行O2SO2-2e-+SO42-=2SO3【解析】（1）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），ZnS转变为CuS的化学方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+CuS。（2）已知：①2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)△H=﹣442.38kJ/mol；②S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣297.04kJ/mol。根据盖斯定律，由①+②2可得2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)，故△H=(﹣442.38kJ/mol)+(﹣297.04kJ/mol)2=﹣1036.46kJ/mol，所以，H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1036.46kJ/mol。（3）①NaClO碱性溶液吸收法。工业上可用NaClO碱性溶液吸收SO2.NaClO碱性具有强氧化性，可以把SO2氧化为SO42-。i.反应离子方程式是ClO-+SO2+2OH-===Cl-+SO42-+H2O。由催化过程的示意图可知，过程1中，Ni2O3与ClO-反应生成具有强氧化性的NiO2，过程2中，NiO2与ClO-反应生成具有强氧化性的O原子。ii.过程1的离子方程式是Ni2O3+ClO-===2NiO2+Cl-。iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，原因是Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行。②由电化学脱硫法装置示意图可知，该装置为电解池，烟气经催化氧化后，部分二氧化硫被氧化为三氧化硫，所得气体通入该装置，在阴极上，氧气得到电子被还原为硫酸根离子，电极反应式为O2+4e-+2SO3=2SO42-；在阳极上，二氧化硫失去电子被氧化为三氧化硫，电极反应式为2SO2-4e-+2SO42-=4SO3，三氧化硫经氮气导出与水反应生成硫酸，这样，不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得H2SO4。i.在阴极放电的物质是O2。ii.在阳极生成SO3的电极反应式是SO2-2e-+SO42-=2SO3。4．含磷化合物在生产生活中有着重要的应用。（1）磷与氨是同主族元素，下列能说明者非金属性强弱的是_______(填字母)。a.NH3比PH3稳定性强b.常温下，氮气为气体，磷单质为固体c.氮气与氢气化合比磷与氢气化合更困难d.HNO3的酸性比HPO3酸性强（2）工业常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制各磷酸。己知25℃CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+

H2O(l)△H=-271kJ/mol5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)F(s)+5H2O(l)△H=-937kJ/mol则Ca5(PO4)F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为________________。（3）已知PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

△H>0。温度为T时，把一定量的PCl5气体引入一真空瓶内，反应达平衡后PCl5与PCl3的分压之比为1:3(分压一总压×物质的量分数)。①PCl5的分解率a1=_____%。若达到兴衡后体系总压为1.4MPa，用平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数Kp=_________。②温度为T2时，新的平衡体系中PCl5与Cl2分压相同，则PCl5的分解率a1________a2，温度T1___

T2(填“>”“<”或“=”)。③达到平衡后，下列情况使PCl5分解率增大的是___________(填字母)。a.温度、体积不变，充入氩气b.体积不变，对体系加热C.温度、体积不变，充入氯气d.温度不变，增大容器体积（4）氧化水解法产三氯氧磷的废水中主要含有H3PO4、H3PO3等，可先加入适量漂白粉，再加入生石灰调节pH

将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是__________________。②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。处理该厂废水需控制的工艺条件为______。【答案】aCa5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)△H=﹣418kJ·mol-1751.8MPa＞＞bd将废水中的H3PO3氧化成H3PO4【解析】（1）同主族元素从上到下原子序数逐渐增大，元素金属性逐渐增大，非金属性逐渐减小，单质与氢气的化合越来越难，气态氢化物稳定性逐渐减小，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱，所以NH3比PH3稳定性强可以说明非金属性N＞P，a可以；常温下，氮气为气体，磷单质为固体是它们的物理性质，不能说明非金属性N＞P，b不可以；氮气与氢气化合比磷与氢气化合更困难可以说明非金属性P＞N，与元素周期律矛盾，c不可以；HPO3不是磷元素的最高价氧化物对应的水化物，所以HNO3与HPO3酸性强弱不能说明N与P非金属性强弱，d不可以；正确答案是a；（2）根据盖斯定律:将CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+

H2O(l)△H=-271kJ/mol乘以5倍减去5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)F(s)+5H2O(l)△H=-937kJ/mol得到：Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)△H=﹣418kJ·mol-1，所以Ca5(PO4)F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为：Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)△H=﹣418kJ·mol（3）假设一定量的PCl5为amol，压强是P0PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

开始（mol）a

0

0

转化（mol）x

x

x平衡（mol）a-x

x

x根据：分压=总压×物质的量分数，达平衡后P（总）=（a+x）P0/a，P（PCl5）=（a-x）P（总）/(a+x),P（Cl2）=P（PCl3）=xP（总）/(a+x),根据反应达平衡后PCl5与PCl3的分压之比为1:3得出：x=3a/4；①PCl5的分解率a1=x/a=75%,平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数表达式是：Kp=P(Cl2)P(PCl3)/P(PCl5)，将P（总）=1.4MPa代入得：Kp=1.8MPa②根据①的计算数据可知，在原平衡中，P（PCl5）＜P（Cl2）,新平衡中两者相同，说明平衡逆向移动，根据反应方程式：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

△H>0，该反应正反应是吸热反应，平衡逆向移动，说明温度降低，即T2＜T1，新平衡与原平衡相比，PCl5分解率降低了，所以正确答案是：a1＞a2，温度T1＞T2；③PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

△H>0达到平衡后，温度、体积不变，充入氩气，反应物、生成物的浓度都没有改变，平衡不移动，a不能使PCl5分解率增大，a选项错误；体积不变，对体系加热，相当于升高温度，该反应的正反应是吸热反应，平衡正向移动，能使PCl5分解率增大，所以b选项正确；温度、体积不变，充入氯气，平衡逆向移动，PCl5分解率减小，c选项错误；温度不变，增大容器体积，平衡正向移动，能使PCl5分解率增大，d选项正确；所以达到平衡后，使PCl5分解率增大的选项是bd；（4）①氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H3PO4、H3PO3等）废水，在废水中先加入适量漂白粉，使废水中的H3PO3氧化为PO43-，加入生石灰后能完全转化为磷酸的钙盐，达到较高的回收率；②根据题干中的图可确定pH≥10，磷的沉淀回收率较高(90%左右)，反应时间超过30min时磷的沉淀回收率较高（(90%左右），所以处理该厂废水最合适的工艺条件为溶液pH>10，反应时间>30min。5．二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。（1）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－181.6kJ·mol－1；2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－24.5kJ·mol－1。写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。（2）在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝______________________________；KA、KB、KC三者之间的大小关系为______________________________。（3）若2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1在恒温恒压下进行，以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是________(填序号)。A．CO和H2的物质的量浓度之比是1∶2B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍C．容器中混合气体的体积保持不变D．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变E．容器中混合气体的密度保持不变（4）如图P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)，两容器分别发生反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，容器B中CH3OH转化率为________；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。（5）CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数为K1＝4.4×10－7、K2＝4.7×10－11，NH3·H2O的电离平衡常数为K＝1.75×10－5。常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”)；请计算反应NH＋HCO＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝________________________________________________________________________。（6）工业上采用电化学还原CO2是一种使CO2资源化利用的方法，如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)，下列说法正确的是____________。A．Zn与电源的负极相连B．ZnC2O4在交换膜右侧生成C．电解的总反应式为2CO2＋ZnZnC2O4D．通入11.2LCO2，转移0.5mol电子【答案】2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－387.7kJ·mol－10.18mol·L－1·min－1KA＝KC>KBCDE75%1.75a碱性1.3×10－3C【解析】(1)设①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-181.6kJ·mol-1，②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-24.5kJ·mol-1。根据盖斯定律①×2+②可得到CO2(g)和H2(g)反应转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-387.7kJ·mol-1。答案为：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－387.7kJ·mol－1(2)T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，由图象可知，5min后反应达到平衡状态时，二氧化碳转化率为60%，则生成CH3OCH3为6mol×60%×1/2=1.8mol，所以平均反应速率v(CH3OCH3)=Δc/t=(1.8mol/2L)/5min=0.18mol·L-1·min-1；平衡常数仅与温度有关，所以KA=KC，根据图象知，在投料比相同时，T1温度下二氧化碳转化率大于T2温度下的，则KA=KC>KB。答案为：0.18mol·L－1·min－1、KA＝KC>KB(3)选项A，一氧化碳和氢气的物质的量浓度比与反应物的初始量及转化率有关，A错误；选项B，一氧化碳的消耗速率与甲醚的生成速率都属于正反应速率，正反应速率之比等于计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，B错误；选项C，随着反应进行混合气体总物质的量减少，由于压强不变，则气体的体积减小，容器中混合气体的体积保持不变，说明反应达到平衡状态，C正确；选项D，气体的总质量保持不变，气体总物质的量减少，则气体的平均摩尔质量逐渐增大，当容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明反应达到平衡状态，D正确；选项E，气体的总质量保持不变，气体的体积减小，则密度增大，当容器中的混合气体的密度保持不变时，说明反应达到平衡状态，E正确。答案为：CDE(4)B容器的体积变为原来的1.5倍，增加的气体的物质的量为3.6mol×0.5=1.8mol，依据化学方程式可知，当气体的物质的量增加2mol时，反应消耗甲醇1mol，故该反应消耗的甲醇的物质的量为0.9mol，CH3OH的转化率=×100%=75%。打开K时，A、B组成一个等温等压体系，设打开K重新达到平衡后总的体积为xL，根据等效平衡原理得x∶(3+3.6)=1.5a∶3.6，求得x=2.75a，所以B的体积为2.75aL-aL=1.75aL。答案为：75%、1.75a(5)根据盐类水解规律，已知NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5，H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11，碳酸氢根离子的水解程度大于NH4+的水解程度，故NH4HCO3溶液显碱性；反应NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K===10-14/(1.75×10-5×4.4×10-7)=1.3×10-3。答案为：碱性、1.3×10－3(6)A.该装置是电解池，还原反应发生在阴极，则Pb极是阴极，与电源的负极相连，Zn与电源的正极相连，A错误；B.题图中用的是阳离子交换膜，故生成的Zn2+可以移动到左侧，故在左侧生成ZnC2O4，B错误；C.阳极Zn失去电子生成Zn2+，阴极CO2得电子变为C2O42-,所以电解的总反应式为2CO2＋ZnZnC2O4，C正确；D.未指明气体是在标准状况下，D错误。答案选C。6．铁的化合物在生产生活和科学实验中应用广泛：（1）一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO

和H2。已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-27.6

kJ/molCH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(

g)△H=+206.4

kJ/molCO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41.0

kJ/mol①反应Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的△H=________。②若该反应在5

L的密闭容器中进行,5

min后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96g，则该段时间内CO

的平均反应速率为________。③若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是________(

选填序号)。a．c(CH2)=c(CO)

b．固体的总质量不变c．v(CO)与v(H2)的比值不变

d．混合气体的平均相对分子质量不变④该反应的化学平衡常数的负对数pK

随反应温度T的变化曲线如下图。试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律________________。若700℃时测得平衡时,H2

浓度为1.0mol·L-1,则CH4的平衡转化率为_________。（2）菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3

溶液混合制得FeCO3,有关反应的离子方程式为________________________。已知Ksp[FeCO3]=3.2×10-11,H2CO3

的Ka1=4.30×10-7,Ka2=5.61×10-11。试通过以上数据简要计算说明该反应能进行的原因_________________。（3）Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe

为阳极,NaOH

为电解质溶液进行电解制备,写出阳极的电极反应式___________________________。【答案】+714.6kJ/mol0.0024

mol/(L·min)bd该反应为吸热反应,温度越高反应进行的程度越大,K越大,则pK越小50%Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

(或Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2CO3)K=c(H2CO3)/[c(

Fe2+)·c2(

HCO3-)]=Ka2/(Ksp[FeCO3]·Ka1)=4.08×106>105,所以该反应易发生Fe-6e-+8OH-=

FeO42-+4

H2O【解析】(1)①已知：①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-27.6

kJ/mol，②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(

g)△H=+206.4

kJ/mol，③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41.0kJ/mol，根据盖斯定律可知①+3×②-3×③即得Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)△H=+714.6

kJ/mol；②根据反应方程式可知，固体质量减少量即Fe2O3中氧元素的质量，即n(O)=0.06mol，则生成n(CO)=0.06mol，所以υ(CO)==0.0024

mol/(L·min)；③若该反应在恒温恒压容器中进行，a、当c(CH4)=c(CO)

时，只是说明生成的CO浓度等于剩余CH4的浓度，但它们的速率关系如何不确定，故a

不能表明反应已达平衡；b、固体的总质量不变，说明正逆反应速率相等，故b表明反应已达平衡；c、v(CO)与v(H2)的比值始终都不变，但没有指明速率的正逆方向，所以c不能表明反应已达平衡；d、由于反应前后气体的物质的量不相等，气体的质量也在变化，所以气体的质量和物质的量都不再变化时，即平均相对分子质量不变时，表明反应已达平衡，故d正确。因此本题答案是bd；④由于该反应为吸热反应，温度越高反应进行的程度越大，K越大，则pK越小；若700℃时测得平衡时，c平衡(H2)=1.0mol·L-1，则c平衡(CO)=0.5mol·L-1，已知pK=0，即K=1，则有=1，代入即得c平衡(CH4)=0.5mol·L-1，则c起始(CH4)=1.0mol·L-1，所以CH4的平衡转化率为50%。(2)根据叙述可知，要生成FeCO3，HCO3-就要电离出H+，则H+与另一个HCO3-反应生成CO2和H2O，所以反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

(或Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2CO3)；根据反应方程式可得K=c(H2CO3)/[c(

Fe2+)·c2(

HCO3-)]=Ka2/[Ksp(FeCO3)·Ka1)]=4.08×106>105，所以该反应容易发生。(3)阳极为铁，失去电子被氧化，生成

FeO42-，电解质溶液中的OH-移向阳极，所以阳极反应式为Fe-6e-+8OH-=

FeO42-+4

H2O。7．乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体，可以由丁烷裂解制备。裂解的副反应为C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)请回答下列问题（1）化学上，将稳定单质的能量定为0，由元素的单质化合成单一化合物时的反应热叫该化合物的生成热，生成热可表示该物质相对能量。25℃、101kPa

几种有机物的生成热如下表所示:物质甲烷乙烷乙烯丙烯正丁烷异丁烷生成热/kJ·mol-1-75-855220-125-132由正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为_______________________________。（2）一定温度下，在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。①下列情况能说明该反应达到平衡状态的是__________(填标号)A.气体密度保持不变B.c(C2H4)·c(C2H6)/c(C4H10)保持不变C.反应热保持不变D.正丁烷分解速率利乙烷消耗速率相等②为了提高反应速率和反应物的转化率，可采收的措施是______________________________。（3）向密闭容器中充入正丁烷，在一定条件(浓度、催化剂及压强等)

下发生反应，测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是_______________________。（4）在一定温度下向10L

恒容密闭容器中充入2mol

正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min

达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.75

倍。①0~10min

内乙烷的生成速率v(C2H6)=__________mol·L-1·min-1②上述条件下，正丁烷的平衡转化率为______________，该反应的平衡常数K

为____________。(5)

丁烷一空气燃料电池以熔融的K2CO3(

其中不含O2-和HCO3-)为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的正极反应式为26CO2+13O2+52e-=26CO32-，则负极反应式为____________。【答案】C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)△H=+92kJ·mol-1BD升高温度催化剂活性降低，副产物增多0.01575%0.45C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O【解析】（1）反应热=生成物的总能量-反应物的总能量=52-85+125=+92kJ·mol-1，所以正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)△H=+92kJ·mol-1；正确答案：C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)△H=+92kJ·mol-1。（2）①反应前后气体的总质量不变，在恒容密闭容器中，气体的总体积不变，根据ρ=m/V可知，混合气体的密度恒为定值，不能说明该反应达到平衡状态，A错误；K=c(C2H4)·c(C2H6)/c(C4H10)，K不再发生变化，反应达到平衡状态，B正确；反应热与反应进行的程度有关，与反应是否达平衡无关，不能判断反应达到平衡状态，C错误；正丁烷分解速率与乙烷消耗速率相等时，说明正逆反应速率相等，能够判断反应达到平衡状态，D正确；正确选项DB。②为了提高反应速率可以采用增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂等；提高反应物的转化率，使平衡右移，可以采用升高温度，减少生成物浓度等，因此同时满足上述要求是升高温度；正确答案：升高温度。（3）正丁烷制备乙烯的反应为吸热反应，升高温度，平衡右移，乙烯的转化率增大，但是温度高于600℃时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能是温度过高，催化剂活性降低，副产物增多；正确答案：催化剂活性降低，副产物增多。（4）①在一定温度下向10L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.75倍，平衡时气体总物质的量=2×1.75=3.5mol，设生成乙烯的量xmol，2-x+x+x=3.5，x=1.5mol，生成的乙烯为1.5mol，生成乙烷的量为1.5mol；0~10min内的生成乙烷速率v(C2H6)=1.5/10÷10=0.015mol·L-1·min-1；正确答案：0.015。②根据以上分析可知：正丁烷的变化量1.5mol，平衡转化率为1.5/2×100%=75%；上述条件下，反应达到平衡后，c(C4H10)=0.5/10=0.05mol·L-1,c(C2H4)=c(C2H6)=1.5/10=0.15mol·L-1,该反应的平衡常数K为=c(C2H4)×c(C2H6)/c(C4H10)=(0.15)2/0.05=0.45；正确答案：75%；0.45。(5)丁烷一空气燃料电池，在熔融K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质情况下，丁烷在负极上失电子发生氧化反应，极反应为C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O；正确答案：C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O。8．氢能是一种高效清洁、极具发展潜力的能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。已知下列反应：反应I：CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g)△H1反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2反应Ⅲ：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H3反应Ⅳ：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H4（1）反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如图所示。则△H1_________△H2（填“>”、“<”或“=”）；△H3=_________（用△H1、△H2表示）。（2）向2L密闭容器中充入H2和CO2共6mol，改变氢碳比[n（H2）/n（CO2）]在不同温度下发生反应III达到平衡状态，测得的实验数据如下表。分析表中数据回答下列问题：①温度升高，K值__________（填“增大”、“减小”、或“不变”）。②提高氢碳比，K值____（填“增大”、“减小”、或“不变”），对生成乙醇______（填“有利”或“不利”）。③在700K、氢碳比为1.5，若5min反应达到平衡状态，则0～5min用H2表示的速率为__________。（3）反应III在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2制备乙醇的原理如图所示。①阴极的电极反应式为________。②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法为________。（4）在一定条件下发生反应Ⅳ，测得不同温度对CO2的平衡转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法正确的为________（填序号）。①不同条件下反应，N点的速率最大②M点平衡常数比N点平衡常数大③温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大④实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的平衡转化率。【答案】>-(2△H2+△H1)减小不变有利0.144mol·L-1·min-114CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12HCO3-蒸馏②【解析】试题分析：由反应ICH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g)△H1；反应ⅡCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2；反应Ⅲ2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H3；反应Ⅳ6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H4可知，根据盖斯定律，由(Ⅱ+Ⅰ)可得反应Ⅲ，所以，H3=-(2△H2+△H1)。（1）由反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线可知，反应I的平衡常数随温度升高而增大，反应II的平衡常数随温度升高而减小，所以，△H1＞0，△H2＜0，△H1＞△H2；△H3=-(2△H2+△H1)。（2）试题分析：由表中数据可知，在氢碳比一定的条件下，CO2的平衡转化率随温度升高而减小，故该反应是放热反应，其平衡常数随温度升高而减小，平衡常数只与温度有关，温度不变则其值不变。在温度相同的条件下，CO2的平衡转化率随氢碳比的增大而增大。①温度升高，K值减小。②提高氢碳比，K值不变，对生成乙醇有利。③由表中数据可知，在700K、氢碳比为1.5，即起始投入3.6molH2和2.4molCO2，CO2的平衡转化率为20%，则CO2的变化量为0.48mol，H2的变化量为1.44mol，若5min反应达到平衡状态，则0～5min用H2表示的速率为0.144mol·L-1·min-1。（3）由CO2制备乙醇的反应是一个还原反应，故该反应在阴极上发生。①阴极的电极反应式为14CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12HCO3-。②电解后溶液中含有碳酸氢钠和乙醇，可以根据各组分的沸点相差较大分离出乙醇，故从其中分离出乙醇的操作方法为蒸馏。（4）由图可知：①不同条件下反应，M点催化效率最高，故M点的速率最大；②CO2的平衡转化率随温度升高而减小，故M点平衡常数比N点平衡常数大；③温度低于250℃时，CO2的平衡转化率随温度升高而减小，故随温度升高乙烯的产率减小；④实际反应应在250℃左右进行，在此温度下催化剂的催化效率离高、化学反应速率最快、CO2的平衡转化率较高，故生产效率较高。综上所述，有关说法正确的为②。9．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1ii.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2iii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3回答下列问题：（1）已知反应ii中的相关的化学键键能（“CO”表示CO的化学键）数据见表：

化学键H-HC-OCOH-OC-HE/（kJ·mol-1）4363431076465413由此计算△H2=______________。（2）反应i、ii、iii对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为_______________（3）一定条件下，在2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2发生反应i。下图是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。①△H1_____0（填“大于”或“小于”）②当温度为500K时，该反应10min达到平衡。0～10min时间内用CH3OH表示该反应的化学反应速率为_____________________。③若改充入1molCO2和3molH2，则图中的曲线会_________（填“上移”或“下移”）。（4）在3L容积可变的密闭容器中发生反应iii，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是______；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是_______。（5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质b是__________，阳极电极反应为_______________。【答案】-99kJ·mol-1K1=K2·K3小于0.03mol/(L·min)上移加入催化剂将容器的体积（快速）压缩至2L甲醇（或CH3OH）2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+【解析】试题分析：分析i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1、ii.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2、iii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3等3个反应的关系可知，i=ii+iii。（1）反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，所以，△H2=1076+436-413-343-465=-99kJ·mol-1。（2）因为i=ii+iii，所以，由化学平衡常数的表达式可知，反应i、ii、iii对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为K1=K2·K3。

（3）由反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线可知，CO2的平衡转化率随着温度的升高而减小，所以该反应为放热反应，故①△H1

小于0。②当温度为500K时，该反应10min达到平衡。由图中数据可知，500K时CO2的平衡转化率为60%，则CO2的变化量为0.6mol，由该反应的化学方程式可知，CH3OH的变化量为0.6mol，所以，0～10min时间内用CH3OH表示该反应的化学反应速率为0.03mol/(L·min)。2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2发生反应iCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)③若改充入1molCO2和3molH2，由于增大了H2的浓度，CO2的平衡转化率升高，则图中的曲线会上移。（4）在3L容积可变的密闭容器中发生反应iiiCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，该反应是一个气体分子数不变的反应。由图可知，当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，化学反应速率加快，CO的浓度逐渐增大，但是CO的平衡浓度没有改变，故改变的条件是加入催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，化学反应速率加快，CO的浓度由2mol/L突然增大到3mol/L，故改变的条件是将容器的体积（快速）压缩至2L。（5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程。根据实验目的，铝应作阳极，故a是氧气、b是甲醇，阳极上铝被氧化为氧化铝，电极反应为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。10．2023

年采用中国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目投产成功。某地用煤制乙醇的过程表示如下。（1）Cu(NO3)2

是制备“催化剂X”的重要试剂。①气体A

是_________。②实验室中用Cu(

NO3)2

固体配制溶液，常加入少量稀HNO3。运用化学平衡原理简述HNO3

的作用:________。③NaClO溶液吸收气体A

的离子方程式是_________。（2）过程a包括以下3个主要反应:I.CH3COOCH3(g)

+2H2(g)C2H5OH(g)

+CH3OH(g)△H1II.CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+

CH3OH(g)△H2III.CH3COOCH3(g)

+

H2(g)CH3CHO(g)

+CH3OH(g)△H3相同时间内，测得CH3COOCH3转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性(

如乙醇的选择性=)如下图所示。①已知:△H1<

0。随温度降低，反应I化学平衡常数的变化趋势是________。②下列说法不合理的是_______。A.温度可影响反应的选择性B.225℃~235℃，反应I处于平衡状态C.增大H2

的浓度，可以提高CH3COOCH3

的转化率③为防止“反应III”发生，反应温度应控制的范围是____________。④在185℃，上述反应中CH3COOCH3起始物质的量为5mol，生成乙醇的物质的量是____。【答案】NOCu2++2H2O

Cu(OH)2+2H+，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移动，从而抑制Cu(NO3)2的水解2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O增大B<

205℃0.2

mol【解析】（1）①铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，所以气体A

是一氧化氮；正确答案：NO。②硝酸铜为强酸弱碱盐，水解显酸性，离子方程式：Cu2++2H2O

Cu(OH)2+2H+，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移动，从而抑制Cu(NO3)2的水解；正确答案：Cu2++2H2O

Cu(OH)2+2H+，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移动，从而抑制Cu(NO3)2的水解。③NaClO溶液具有强氧化性，能够把一氧化氮氧化为硝酸根离子，NaClO中+1价的氯被还原为氯离子，离子方程式是2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O；正确答案：2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O。（2）①CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)△H1<0，平衡常数K=c(C2H5OH)×c(CH3OH)/c(CH3COOCH3)×c2(H2)，随着温度的降低，平衡右移，生成物浓度增大，反应物浓度减小，反应I化学平衡常数增大；正确答案：增大。②根据图像2可知，不同温度下，发生反应的不同，因此温度可影响反应的选择性，A正确；225℃~235℃，乙酸乙酯的选择性逐渐降低，说明反应仍在进行，反应II仍在进行，反应I就不能处于平衡状态，B错误；根据反应CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)和CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g)可知，增大H2

的浓度，平衡右移，CH3COOCH3的转化率均增大，C正确；正确选项B。③当反应温度控制在205℃时，乙醇和乙酸乙酯的选择性之和为100%.没有反应III发生，温度大于205℃时，乙醇和乙酸乙酯的选择性之和小于100%，反应III已经发生；所以为防止反应III发生，反应温度应控制<205℃范围内；正确答案：<205℃

。④根据图像1可知，在185℃，CH3COOCH3的转化率为20%，CH3COOCH3起始物质的量为5mol，所以参加反应的CH3COOCH3的量为20%×5=1mol，生成的乙醇要有一部分进行反应II，所以根据图像2可知，在185℃，乙醇的选择性为20%，所以上述反应中最终生成乙醇的物质的量是1×20%=0.2mol；正确答案：0.2mol。11．氮元素能够形成多种化合物。请回答下列问题：（1）联氨(N2H4)常温下为液态，在空气中迅速完全燃烧生成N2，同时大量放热，可作导弹、宇宙飞船、火箭的燃料。已知：H2

(g)+1/2

O2(g)=H2O(l)△H1=—285.8kJ/molN2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2=+50.6kJ/mol则N2H4(l)在空气燃烧生成液态水的热化学方程式为_______________________。（2）利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应CH4(g)+NH3

(g)=HCN(g)+3H2(g)

△H>0①一定温度下，向2L恒容容器中充入1mol

CH4(g)和2mol

NH3(g)发生上述反应，4min达到平衡时，测得CH4平衡转化率为66.67%，

0~4min内，用H2表示的该反应速率v

(H2)

=___________。保持温度和容积不变，再向平衡后的容器中充入2mol

NH3和2molH2，此时v正___v逆(选填“>”“<”或“=”)。②平衡体系中HCN的物质的量(n)

随某物理量变化曲线如图所示(图中x、L分别表示温度或压强)。若x为温度，则曲线，____

(选填“L1”或“L2”)能正确表示n

(HCN)

与温度的关系；若x为压强，则曲线____

(选填“L1”或“L2”)能正确表示n

(

HCN)与压强的关系。（3）NH3

能够形成Ag(NH3)2+。已知溶液中存在Ag+

(aq)+2NH3

(aq)==Ag(

NH3)2+(aq

)，常温下该反应平衡常数K1=1.10×107，反应AgCl

(s)+2NH3

(aq)Ag(

NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K2=1.936×10-3，则Ksp(AgCl)=____________。（4）硫氧化物和氮氧化物是常见的大气污染物，利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。①电极A的电极反应式为__________________________________。②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32-生成。该反应离子方程式为________________________________。【答案】N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol0.25mol/(L·min)<L1L21.76×10-10SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+2NO2+8OH—+4S2O42—=N2+8SO32—+4H2【解析】（1）已知：①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2=+50.6kJ/mol，根据盖斯定律，①×2-②得N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol。答案为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol（2）①4min达到平衡时，消耗CH4的物质的量为n(CH4)=1mol×66.7%，由反应方程式可知，生成H2的物质的量为n(H2)=3n(CH4)=1mol×66.7%×3=2mol。0-4min內，用H2表示的该反应速率v(H2)==0.25mol/(L·min)，根据反应方程式及上述计算结果可知，达到平衡时c(CH4)=mol/L、c(NH3)=mol/L、c(HCN)=mol/L、c(H2)=1mol/L，则平衡常数，再向平衡后的容器中充入2mol

NH3和2molH2，，说明v正<v逆，平衡逆向移动。②

该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，HCN的物质的量增大，则L1能正确表示n(HCN)与温度的关系；该反应为气体分子总数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，HCN的物质的量减小，则L2能正确表示n(HCN)与压强的关系。答案为：①0.25mol/(L·min)，<②L1，L2（3）Ksp(AgCl)===1.76×10-10答案为：1.76×10-10（4）①由装置图中信息可知电极A为阳极，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。②阴极排出的溶液中含有S2O42-，被NO2氧化为SO32-，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为2NO2+8OH-+4S2O42-=N2+8SO32-+4H2O。答案为：①SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+②2NO2+8OH-+4S2O42-=N2+8SO32-+4H2O12．纳米级Cu2O既是航母舰艇底部的防腐蚀涂料，也是优良的催化剂。（1）已知：1克碳粉燃烧全部生成CO气体时放出9.2kJ热量，2Cu2O（s）+O2（g）＝4CuO（s）ΔH＝–292kJ•mol-1

，则工业上用碳粉与CuO粉末混合在一定条件下反应制取Cu2O(s)，同时生成CO气体的热化学方程式为________________________________________。（2）用纳米级Cu2O作催化剂可实现甲醇脱氢可制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。①该反应的ΔH___0（填“>”或“<”）；600K时，Y点甲醇的υ(正)____υ(逆)（填“>”或“<”）。②从Y点到X点可采取的措施是___________________________________。③在t1K时，向固定体积为2L的密闭容器中充入1molCH3OH(g)，温度保持不变，9分钟时达到平衡,则0～9min内用CH3OH(g)表示的反应速率v(CH3OH)＝_____________,t1K时，该反应的平衡常数K＝____________。（3）研究表明，纳米级的Cu2O也可作为太阳光分解水的催化剂。①其他条件不变时,若水的分解反应使用Cu2O催化剂与不使用催化剂相比，使用催化剂会使该反应的活化能___________(填“增大”、“减小”或“不变”)，反应热(ΔH)______(填“增大”、“减小”或“不变”)。②如图所示，当关闭K时，向容器A、B中分别充入0.04molH2O(g)，起始时V(A)=V(B)=2L。在一定条件下使水分解(反应过程中温度保持不变，B中活塞可以自由滑动)，达到平衡时，V(B)=2.4L。平衡时，两容器中H2O(g)的分解率A_____________B(填“<”、“=”或“>”)。打开K，过一段时间重新达平衡时，B的体积为____________L。(连通管中气体体积不计)。【答案】2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），ΔH=+35.6kJ•mol-1><缩小体积增大压强0.05mol·L－1·min－14.05mol·L－1减小不变＜2.8【解析】(1)1g

C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ；24gC燃烧生成一氧化碳放热220.8KJ，热化学方程式为：①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220.8kJ•mol-1；②2Cu2O(s)+O2(g)＝4CuO(s)ΔH＝–292kJ•mol-1

，根据盖斯定律，(①-②)得：2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s)，ΔH=×[(-220.8kJ•mol-1)-(–292kJ•mol-1)]=+35.6kJ•mol-1，故答案为：2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s)，ΔH=+35.6kJ•mol-1；(2)①根据图像，升高温度，甲醇的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH＞0；600K时，甲醇的转化率小于Y，则Y点反应逆向进行，υ(正)＜υ(逆)，故答案为：＞；＜；②要减小甲醇的转化率，可以通过缩小体积增大压强使平衡逆向移动，可以实现从Y点到X点，故答案为：缩小体积增大压强；③在t1K时，甲醇的平衡转化率为90%，向固定体积为2L的密闭容器中充入1molCH3OH(g)，温度保持不变，9分钟时达到平衡，平衡时，甲醇的物质的量为0.1mol，则甲醛为0.9mol，氢气为0.9mol，三者浓度分别为0.05mol/L、0.45mol/L、0.45mol/L，则0～9min内用CH3OH(g)表示的反应速率v(CH3OH)＝=0.05mol·L－1·min－1，t1K时，该反应的平衡常数K＝=4.05mol/L，故答案为：0.05mol·L－1·min－1；4.05mol·L－1；(3)①使用催化剂会降低反应的活化能，但不能改变反应热(ΔH)，故答案为：减小；不变；②A为恒温恒容容器，B为恒温恒压容器，随反应进行A容器中压强增大，B容器中为维持恒压，体积增大，平衡正向进行，所以A容器中水的分解率小于B中容器中水的分解率，打开K，过一段时间重新达平衡时，为恒压容器，物质的量之比等于体积之比，平衡后体积为4.8L，B的体积为4.8L-2L=2.8L13．乙二醛(OHC-CHO

)化学性质活泼，是纺织工业中常用的一种有机原料，能增加棉花、尼龙等纤维的防缩性和防皱性。其工业生产方法主要是乙二醇(HOCH2CH2OH

)气相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法。请回答下列相关问题:(1)乙二醇气相催化氧化法以乙二醇、氧气为原料，在催化剂存在的条件下，250℃左右开始缓慢进行，生成乙二醛和副产物乙醇酸[CH2(OH)COOH]的反应方程式:I.HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)

△H1II.HOCH2CH2OH(g)+O2(g)CH2(OH)COOH(g)+H2O(g)

△H2已知反应I中相关化学键键能数据如下:化学键C-HC-OH-OO==OC==OC-CE/kJ·mol-1413343465498728332①△H1=_____kJ/mol，反应I的化学平衡常数表达式为K=________。②欲提高I的平衡产率，可以采取的措施是______

(填标号)。A.升高温度

B.增大压强

C.降低温度

D.减小压强③提高乙二醛反应选择性的关键因素是_________________________。④保持温度和容积不变，下列描述能说明反应I达到平衡状态的是

________

(填标号)。A.v正(O2)

=2v逆(H2O)B.混合气体的压强不再随时间变化而变化C.混合气体的密度不再发生变化D.乙二醇与OHC-CHO

的物质的量之比为1:

1E.混合气体中乙二醛的体积分数不再发生变化(2)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法11.0g40%的乙醛溶液和40%的硝酸，按一定比例投入氧化反应釜内，在Cu(NO3)2催化下，控制温度在38～40℃时，反应10h，再通过萃取等操作除去乙醛、硝酸等，最后经减压浓缩得4.35g40%乙二醛溶液。①用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛时，有N2O产生。其化学方程式为______________________。②利用上面数据，计算乙二醛的产率为___________________________。【答案】－376CD催化剂BE2CH3CHO＋2HNO32OHC—CHO＋N2O↑＋3H2O[Cu（NO3）2写成催化剂也正确]30%【解析】(1)①△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和，△H1=(2×465+4×413+2×343+332+498)kJ/mol-(2×728+332+2×413+4×465)kJ/mol=－376kJ/mol，反应I的化学平衡常数表达式为K=，故答案为：－376；；②反应I为放热反应，欲提高I的平衡产率，需要使平衡正向移动。A.升高温度，平衡逆向移动，错误；B.增大压强，平衡逆向移动，错误；C.降低温度，平衡正向移动，正确；D.减小压强，平衡正向移动，正确；故选CD；③催化剂具有选择性，提高乙二醛反应选择性的关键因素是性质合适的催化剂，故答案为：催化剂；④反应I为HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)

，保持温度和容积不变。A.v正(O2)

=2v逆(H2O)，表示逆反应速率小于正反应速率，不是平衡状态，错误；B.反应前后气体的物质的量发生变化，混合气体的压强不再随时间变化而变化，能够说明达到了平衡状态，正确；C.容器的体积和气体的质量均不变，混合气体的密度始终不变，不是平衡状态，错误；D.乙二醇与OHC-CHO

的物质的量之比为1:

1与平衡状态无关，与反应起始的量和转化率有关，不能表示平衡状态，错误；E.混合气体中乙二醛的体积分数不再发生变化，说明是平衡状态，正确；故选BE；(2)①用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛时，有N2O产生，反应的化学方程式为2CH3CHO＋2HNO32OHC—CHO＋N2O↑＋3H2O，故答案为：2CH3CHO＋2HNO32OHC—CHO＋N2O↑＋3H2O；②4.35g40%乙二醛溶液中含有乙二醛的物质的量==0.03mol；11.0g40%的乙醛溶液中含有乙醛的物质的量==0.4mol，理论上生成0.1mol乙二醛，乙二醛的产率=×100%=30%，故答案为：30%。14．硫酸年产量的高低可衡量一个国家化工生产水平发展的高低，SO2转化为SO3是制备硫酸中的关键性反应，也是一个可逆反应。（1）NO可作为SO2与O2间反应的催化剂，催化机理如下：①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

ΔH1=-113kJ/mol②SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH2总反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH3=-196.6kJ/molΔH2=__________（2）一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molSO2、2mo1O2测得容器中压强的变化如下表所示(SO3为气体)：反应时间/min024681012压强/MPa16.0a14.7a13.7a13.0a12.5a12.4a12.4a①0~10min内，υ(SO2)=_________②该温度下的平衡常数K=__(结果保留一位小数)。③反应达到平衡后，再向容器中同时充入均为0.2mol的三种气体后，υ(正)、υ(逆)的关系是___（3）一定温度下，向某密闭容器中通入一定量的二氧化硫和氧气的混合气体并使之反应，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如下图所示：①A、B、C三条曲线中表示SO2物质的量的变化的是__，若在15~20min、25~30min两个时间段内容器容积不变，则在某一时刻SO3的分解速率较大的时间段是_______。②10~15min内反应速率发生了明显变化，其可以的原因有__________(4)常温下，用NaOH溶液吸收SO2既可消除SO2造成的大气污染，也可获得重要的化工产品，若某吸收液中c(HSO3-):c(SO32-)=1:100，则所得溶液的pH=______(常温下K1(H2SO3)=1.5×10-2、K2(H2SO3)=1×10-7)【答案】-41.8kJ/mol0.09mol/(L·min)147.3υ(正)>υ(逆)A25~30min加压、使用催化剂9【解析】试题分析：本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率和化学平衡常数的计算、化学平衡图