化学反应原理综合题 解析版

题型〃以速率、平衡为中心的原理综合题石油化工生产中，利用裂解反应可以获得重要化工原料乙烯、丙烯。一定条件下，正丁烷裂解的主反应如下：反应口。4斗0仗）催化剂CH4（g）+CH3CH===CH2（g）AH】；反应口CqH^g）催化剂C2H6（g）+CH2===CH2（g）AH2；回答下列问题：（1）正丁烷、乙烷和乙烯的燃烧热分别为0kJ・mol-1、Q2kJ・mol-1、Q3kJ・mol-1,反应□的AH2=。（2）一定温度下，向容积为5L的密闭容器中通入正丁烷，反应时间（/）与容器内气体总压强9）数据如下：t/min0a2a3a4ap/MPa57.28.48.88.8MPa・min-1。□该温度下，正丁烷的平衡转化率a=;反应速率可以用单位时间内分压的变化表示，即v=Ap/At，前2MPa・min-1。21□若平衡时甲烷、乙烯的体积分数分别为订、4，则该温度下反应□的压强平衡常数K=MPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压二总压X物质的量分数，保留三位有效数字）。□若反应在恒温、恒压条件进行，平衡后反应容器的体积8.8L（填“>”“<”或“=”）。□实际生产中发现高于640K后，乙烯和丙烯的产率随温度升高增加幅度减小，可能的原因是（任写1条）。⑶一种丁烷燃料电池工作原理如图所示。il汀烷H.O.CO,□A电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。□写出B电极的电极反应式：。解析(l)DC4Hio(g)+6.502(g)===4CC2(g)+5H20(l)AH=—Q]kJ・mol-1□。2也仗)+3・502仗)===282仗)+3日20(1)AH=—Q2kJ・mo1-1CH2===CH,(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(1)AH=—Q3kJ・mo1-1—□—□得:C4HM催化剂C2H6(g)+CH2===CH2(g)AH2TQ2+Q3—Q1)kj・mo1-1；口设该温度下，正丁烷的平衡转化率a平衡时，5(1—a)+5a+5a=8.8,a=0.76；前2amin内压强从5MPa增大到8.4MPa,即前2amin内正丁烷的Ap=3.4MPa,根据匕、=厂(正丁烷)Ap/At=(8.4MPa—5MPa)/2amin=1FaMPa・min—1；□反应口C4H10(g)催化剂CH4(g)+CH3CH===CH^(g)，平衡时，若平衡时甲烷、乙烯的2121体积分数分别为U、4，则丙烯和乙烷的体积分数分别为JJ、4，正丁烷为1—2/11—2/11—1/4228.8x1jx8.8xjj—1/4=3/22,K=3——=2.13；□反应为体积变大的反应，若反应在恒温、恒压条件8-8x22进行，平衡后反应容器的体积变大，故体积大于&8L；□高于640K后，乙烯和丙烯的产率随温度升高增加幅度减小，可能的原因是：催化剂活性降低(或反应物浓度降低等)；(3)A电极上氧气得电子，发生还原反应；B电极上正丁烷被氧化，电极反应式为：C4H10+13O2——26e-===4CO2+5H20。反应反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)反应反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)答案(1)(0+03—01)kJ・mol-1口76%1.7/a口2.13□>□催化剂活性降低(或反应物浓度降低等)口还原^04^0+1302——26e—===4CO2+5H2O(2019・陕西省高三下学期第一次模拟，27)口.硫和氮的氧化物直接排放会引发严重的环境问题，请回答下列问题：下列环境问题主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引发的是。A.全球变暖B.酸雨C.水体富营养化(水华)D.白色污染SO2的排放主要来自于煤的燃烧。常用石灰石脱硫，其产物可以做建筑材料。已知：CaCO3(s)===Cq(g)+CaO(s)AH=+178.2kJ/molSO2(g)+CaO(s)===CaSO3(s)AH=—402kJ/mol2CaSO3(s)+O2(g)===2CaSO4(s)AH=—234.2kJ/mol写出石灰石脱硫的热化学反应方程式。□.NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO,有人提出用活性炭对NO*进行吸附，发生反应如下：反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)AH=—34.0kJ/molAH=—64.2kJ/mol对于反应a,在T1□时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:'时间(min)浓度(mol・LT)、、一、01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.360〜10min内，NO的平均反应速率v(NO)=，当升高反应温度，该反应的平衡常数K(选填“增大”、“减小”或“不变”)。30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是(填字母)。A.加入一定量的活性炭B.通入一定量的NOC适当缩小容器的体积D.加入合适的催化剂某实验室模拟反应b,在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为t2□，如图为不同压强下反应b经过相同时间no2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因在1100kPa时，NO2的体积分数为用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2口、p21.1x106Pa时，该反应的化学平衡常数K=

(计算表达式表示)；已知：气体分压9)=气体总压9”体积分数。分总解析(1)硫氧化物和氮氧化物的排放引发酸雨、光化学烟雾等；A.全球变暖是二氧化碳，A错误；B•硫氧化物和氮氧化物的排放引发硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，B正确；C.水体富营养化(水华)是磷元素过量排放，C错误；D•白色污染是聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品造成，D错误；故合理选项是B；已知：DCaCOs(s)===Cq(g)+CaO(s)AH=+178.2kJ/mol□SO2(g)+CaO(s)===CaSO3(s)AH=—402kJ/mol□2CaSO3(s)+O2(g)===2CaSO4(s)AH=—234.2kJ/mol根据盖斯定律，将(□+D)x2+□，整理可得：得到石灰石脱硫的热化学反应方程式：2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSq(s)+2CO2(g)AH=—681.8kJ/mol；(3)DC(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)AH=—34.0kJ/mol，图表数据得到0〜10min内，NO的平均反应速率v(NO)=A^」00mol/L0J0]8mol/L=0.042mol/(L・min)，由于该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，故化学平衡常数减小；口30min后,只改变某一条件，反应重新达到平衡，C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，依据图表数据分析,平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K=c平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K=c(N2)・c(CO2)

c2(NO)0.36x0.3690.482=16，平衡常数会随温度变化，而平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以可能是减小容器体积后加入一定量一氧化氮；A.加入一定量的活性炭，炭是固体物质，对化学平衡无影响，平衡不移动，A错误；B.通入一定量的NO,新平衡状态下物质平衡浓度增大，B正确；C•适当缩小容器的体积，反应前后体积不变，平衡状态物质浓度增大，C正确；D•加入合适的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不能使化学平衡移动，D错误；故合理选项是BC；(4)1050KPa前反应未达平衡状态，增大压强，物质的浓度增大，反应速率加快，NO2转化率提高，在1100kPa时二氧化氮转化率40%，结合三段法计算列式得到；设通入二氧化氮2mol，

2C(s)+2NO2(g)N2（g）+2CO2(g)起始量200变化量2x40%=0.80.40.8平衡量1.20.40.8NO2的体积分数=]2+04+08灯00%=50%;（5）在1100kPa时二氧化氮转化率40%,结合三段法计算列式得到;设通入二氧化氮1mol.Kp=(0Kp=(0^X1.1X106)2X(°|x1.1x106)(°|x1.1x106)2（0.4°.2、（P）2x1.1x106Pa。2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)起始量100变化量1x40%=0.40.20.4平衡量0.60.20.4气体总物质的量=1.2mol,答案(1)B(2)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSq(s)+2CO2(g)AH=-681.8kJ/mol（3）00.042mol/（L・min）减小DBC（4）1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高50%,0.4.02A.1（1.2）2x1.2亠（3）2x6（5）06X1.1X106或，1——X1.1X106Pa（正）24工业上利用合成气（CO、co2和h2）来生产甲醇，有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。温度/口化学反应平衡常数化学反应500700800

500700800□.2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)人耳K2.50.340.15□.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)AH2K1.01.702.52□.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH3K⑴若合成气为h2和co2，发生反应口。口由H2(g)和co2(g)合成CH3OH(g)的AH3=。(用AH］、些表示)nCHOH□下列措施能使反应□的平衡体系中n醫增大的是(填字母)。将水蒸气从体系中分离出去恒压时充入氦气C•升高温度D.恒容时再充入一定量CO2□500□测得反应□在10min时，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分別为2mol・L-1、1.0mol・L-1、0.6mol・L-1、0.6mol・L-1,则此时v(填“>”“=”或“<”»。从开正逆始到该时刻，用H2表示反应的平均速率为v(H2)=。(2)用合成气H2(2)用合成气H2、CO和CO2生产甲醇。当-nH2CO+nCO2=a时，体系中CO平衡转化率［a(CO)］与温度和压强关系的一些散点如图1所示。520K、压强为p时，a(CO)处于C点。O.ft50.750O.ft50.750一砧"TJ..l/G'r；tM.111111T1•；r1-一幷―JT1-TrrriIlLll|[|+也"5-i1111□若保持温度不变，增大压强，则可能是图中的点(填字母，下同)。0I().2"启<).4H(e0I().2"启<).4H(e_)/.mol图3nCH3OH

nCO2小,故B错误；反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动,nCH3OH

nCO2比值减小，故C错误;□若保持压强不变，升高温度，则可能是图中的点。利用甲醇燃料电池进行电解的装置如图2,其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后断开K,此时A、B两极上生成等物质的量的气体。lOOinL]mol-L1FcUL』和FcCI・.CuSO.,?^液UIOml」昆合液乙丙图2□乙中B电极为(填“阴极”或“阳极”)，该电极上生成的气体在标准状况下的体积为口丙装置溶液中金属阳离子的物质的量(”)与转移电子的物质的量［〃(e-)］变化关系如图3，则图中c线表示的是(填离子符号)的变化。答案(1)DAH]+A鸽DAD□>0.18mol・L-jmin-1DDDI(3)D阴极2.24LDCu2+解析(1)D反应D.2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)AH]，反应D.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)AH2,根据盖斯定律，将反应D+反应□得反应口：3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ah3=ah1+ah2o□结合反应□+□得到反应□,可得500□时，平衡常数K3=K1^K2=2.5x1.0=2.5,700□时平衡常数K3=K］K2=0.34x1.70=0.578,温度升高平衡常数减小，说明反应为放热反应，3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH3VO。将H2O(g)从体系中分离出去，平衡正向移动，nchOH比值增大，故A正确；恒压时充入He(g),平衡逆向移动，于盲比值减nchOH恒容时再充入一定量CO2,平衡正向移动，nCO比值增大，故D正确。□平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，结合反应

□+□得到反应口，500□时，可得平衡常数K3=K1^K2=2.5^1.0=2.5,测得反应□在10min时，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol・L-1、1.0mol・L-1、0.6mol・L-1、0.6mol・L06x06一-1,Qc=23X10=0.045<K=2.5,则此时v正>卩逆；从开始到该时刻，用H2O表示反应的平均亠亠、「亠亠、「0.6mol・L-1速率为v(H2O)=10口迅=0.06mol・L-jmin-1，用H2表示反应的平均速率为v(H2)=3v(H2O)=3x0.06mol・L—jmin—1=0.18mol・L-「min-1。□上述反应□反应前后物质的量不变，口、□反应后物质的量减少，则保持温度不变，增大压强，反应口、□平衡正向移动，导致□的平衡也正向移动，CO平衡转化率M(CO)］增大，可能变成图中的D点。□反应□的K随温度升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动；反应□的K随温度升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动；保持压强不变，升高温度，反应□平衡逆向移动，反应□平衡正向移动，导致CO平衡转化率［a(CO)］减小，可能变成图中的I点。口在燃料电池中通入燃料的为负极，通入氧气的为正极，则B电极为电解池的阴极，铜离子得电子生成铜，电极反应为：Cu2++2e-===Cu,工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，说明铜离子全部放电后溶液中氢离子放电生成氢气，电极反应为2H++2e-===HJ,设生成气体物质的量为x,溶液中铜离子物质的量为0.1mol，电极反应为：Cu2++2e-===Cu，0.1mol0.2mol2H++2e-===HJ,2xxA电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为:4OH-—4e-===2Hp+O2f,4xx根据得失电子守恒，0.2mol+2x=4x,解得x=0.1mol,乙中A极析出的氧气或B极析出的氢气物质的量为0.1mol，在标准状况下的体积为2.24L。□根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知，铜离子从无增多，铁离子物质的量减小，亚铁离子增加，a为Fe3+,b为Fe2+,c为Cu2+。甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的有机原料。□•利用甲醇(CH3OH)制备甲醛脱氢法：CH3OH(g)===HCHO(g)+H2(g)AH]=+92.09kJ・mol-1氧化法：CH3OH(g)+|o2(g)===HCHO(g)+H2O(g)AH2已知：2H2(g)+O2(g)===2H^O(g)AH3=—483.64kJ・mol-1,则AH2=与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为TOC\o"1-5"\h\z(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lgK(K为平衡常数)随温度⑺的变化曲线。曲线(填a”或“b”)对应脱氢法，判断依据为。□•甲醛的用途将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2)，该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为。将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)混合，可用于化学镀镍。若反应过程中有CO2产生，则TOC\o"1-5"\h\z该反应的离子方程式为。□•甲醛的检测室内甲醛超标会危害人体健康，通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图3所示，则b极的电极反应式为，当电路中转移4x10—4mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为mg。答案(1)—149.73kJ・mol-1脱氢法的反应为吸热反应，氧化法的反应为放热反应，放热反应在热力学上趋势较大b脱氢吸热3022Ni2++HCHO+H2O===2Ni+CO2T+4H+O2＋4e—＋4H＋===2H2O3AH+2AH解析(1)根据盖斯定律，—2AH1+2AH2=AH3,则有AH=二丄=—149.73kJ・mol-1。脱氢法的反应为吸热反应，氧化法的反应为放热反应，放热反应在热力学上趋势较大。脱氢法的反应为吸热反应，随着温度升高，平衡向右移动，平衡常数增大，故曲线b对应脱氢法。每个乌洛托品分子中含有6个C原子，4个N原子，根据原子守恒可知，要形成1个乌洛托品分子，需要6个甲醛分子、4个氨气分子，则需要甲醛和氨气的分子个数之比为604，即302。分子数之比等于物质的量之比，所以甲醛与氨的物质的量之比为302。将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)混合，可用于化学镀镍，则甲醛与硫酸镍发生氧化还原反应，析出Ni单质，甲醛被氧化为CO2,Ni元素化合价由+2价降低到0价，甲醛中C元素由0价升高到+4价,NiSO4与HCHO的系数比为201，根据化合价升降守恒配平得离子方程式为：2Ni2++HCHO+H2O===2Ni+CO2f+4H+。

负极的电极反HCHO转化为CO2,C元素由0价升高到+4价，失去电子，被氧化，所以a为电池负负极的电极反极，b为正极。酸性环境下，O2作正极的电极反应为O2+4e-+4H+===2耳0应为HCHO—4e-+H20===CO2f+4H+,每反应1molHCHO转移4mol电子，当电路中转移4x10—4mol电子时，参加反应的HCHO为1x10—4mol，质量=30g・mol-ix1x10—4mol=3x10—3g=3mg。□.已知：mNaHCOs(s)===Na^(aq)+HCO—(aq)AH=+18.81kJ・mo1-1□Na2CO3(s)===2Na^(aq)+CO2—(aq)AH=—16.44kJ・mol—1□2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)AH=+92.34kJ・mol□2NaHCO3(s)请回答:资料显示，NaHCO3固体加热到100□发生分解，但是加热NaHCO3溶液不到80□就有大量CO2气体放出，用反应热角度说明原因NaHCO3溶液中主要存在2种化学平衡：a.HCO—+H2OH2CO3+OH-，b.2HCO—CO2—+H2O+CO2o根据理论计算0.10mol・L-1NaHCO3溶液中2个反应的转化率随温度变化如图1所示(不考虑相互影响):图L反应u10(150.0W1.D4.02.0图L反应u10(150.0W1.D4.02.0hi.I.hi(0,0.15)1LIU镒度代1413s1211mol・L□计算25口0.10mol・L-iNaHCO3溶液中CO2与H2COmol・L□加热烝干NaHCO3溶液最后得到的固体是。□25□时0.10mol・L-1的NaHCO3溶液的pH=8.3,加热到4min时溶液沸腾，后保温到7min。已知常温下Na2CO3溶液浓度和pH的关系如下表(忽略温度对K的影响)：

c/mol・L-1饱和0.200.100.010pH12.111.811.511.10.001010.6请在图2中作出NaHCO3溶液的pH随时间变化的曲线。□•研究得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(口)的关系如图3：17251225A72522fi益度比17251225A72522fi益度比2藏斜+111.3-3-5T]□时，向1L恒容密闭容器中充入0.3molCH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时，c(C2H4)=c(CH4),CH4的平衡转化率为;上述平衡状态某一时刻，若改变温度至T2口，CH4以0.01mol・L-i・s-1的平均速率增多，经ts后再次达到平衡，且平衡时，c(CH4)=2c(C2H4)，则t=s。列式计算反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在图3中A点温度时的平衡常数K=(用平衡分压代替平衡浓度计算，lg0.05=—1.3)。由图3可知，甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成，为提高甲烷制乙炔的转化率，除改变温度外，还可采取的措施有。0-01.02,0耳什4e05SD6.07,0伽in答案口.(1)2曰。0—(aq)===CQ-(aq)+CO2(g)+H0-01.02,0耳什4e05SD6.07,0伽in口1.7x10—3DNa2CO3口□.(1)66.7%5□.(1)66.7%5(2)5.0x104(3)充入适量的乙烯解析□.(l)根据所给热化学方程式结合盖斯定律可得2HCO亍(aq)===CO3-(aq)+CO2(g)+H2O(1)AH=+38.28kJ・mol-1,所以加热NaHCO3溶液需要的能量比固体小。口根据图1可知，25□时，HCO亍的转化率为0.2%，即生成H2CO3的浓度为：0.10mo1・L-ix0.2%=2x10—4mo1・L-1,25□时，反应b中HCO亍的转化率为3.0%,即生成CO2的浓度为：0.10mo1^L-1x3.0%x|=1.5x10-3mo1^L-1，所以25□时0.10mo1・L-1NaHCO3溶液中CO2与H2CO3的总浓度最大可能为：2x10—4mo1・L-1+1.5x10—3mo1・L-1=1.7x10—3mo1・L-1。□加热蒸干NaHCO3溶液，NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和水，所以最后得到的固体是Na2CO3。□根据已知条件，碳酸钠的起始pH应该为&3，所以起点从8.3出发，加热到4min时溶液沸腾，即4min之前已达到平衡,且此时Na2CO3的浓度小于0.10mo1・L-1大于0.01mo1・L-1,所以拐点的pH在11.1至11.5之间，保温到7min，pH变化不大。□.(1)假设达到平衡时，生成n(C2H4)为xmo1，2叫仗)。2也仗)+2日2仗)起始n/mo10.300反应n/mo12x2x平衡n/mo10.3—2x2x由于恒容密闭容器体积不变，所以达到平衡时，c(C2H4)=c(CH4),即n(C2H4)=n(CH4)=x=0.3—=0.3—2兀，计算得兀=0.1,甲烷的转化率为:2x0.1mo10.3mo1x100%~66.7%；假设再次平衡时乙烯转化的物质的量是ymo1，则0.1+2y=2x(0.1—y),解得y=0.025,这说明甲烷的物质的量增0.05mo1・L-1加了0.025mo1x2=0.05mo1，所以时间t==5s。0.01mo1・L-1・s-1(2)根据图3可知，平衡时甲烷、氢气、乙炔的平衡分压分别是103、104、召，所以

A点温度时的平衡常数K=2。A点温度时的平衡常数K=2。2比PP2讯H2=5.0x104。根据方程式可知，增大乙烯的浓度可以增大甲烷的浓度，进而提高乙炔的转化率。(2019-大连模拟)“绿水青山就是金山银山”近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：已知：N2(g)+O2(g)===2NO(g)AH1=+180.5kJ・mol-1C(s)+O2(g)===CO2(g)AH2=—393.5kJ-mol-12C(s)+O2(g)===2CO(g)AH3=—221kJ-mol—1若某反应的平衡常数表达式为k=c;no);2(cco)，则此反应的热化学方程式为4NO2(g)+O2(g),某温度下向恒容密N24NO2(g)+O2(g),某温度下向恒容密闭容器中加入一定量n2o5，测得n2o5浓度随时间的变化如下表:t/min012345c(N2O5)/(mol-L—1)1.000.710.500.350.250.17□反应开始时体系压强为p0，第2min时体系压强为p”则P1Qp0=。2~5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为□一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是。(填字母)a.NO2和O2的浓度比保持不变b.容器中压强不再变化C.2%(NO2)=V逆(比。5)d.气体的密度保持不变Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)，该反应中正反应速率v正二kTOC\o"1-5"\h\z•p(NO2)・p(CO),逆反应速率v=k・p(NO)・p(COJ,其中k、k为速率常数，则Kp为正2逆逆2正逆P(用k、k表示)。正逆'如图是密闭反应器中按^(N2)D^(H2)=1D3投料后，在200口、400口、600口下，合成nh3反应达到平衡时，混合物中nh3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。ZH3ZH3FH诂轸燃蒙□曲线a对应的温度是。□M点对应的H2的转化率是。工业生产中产生的SO2废气可用如图方法获得H2SO4。写出电解的阳极反应式MnSl(mi)MnC)2c(N)・c2(CO)解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为K-c2(NO)•c2(Co)，则其化学方程式为2NO(g)+2CO(g)===N^(g)+2CO2(g)，将题中3个已知热化学方程式依次编号为口、□、口，根据盖斯定律，由—2—口一□，可得：2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)AH=—393.5kJ・mol-一180.5kJ^mol—1—(—221kJ・mol-i)=—746.5kJ・mol-1。(2)口根据题表中数据及三段式法有:2比。2比。5仗)4NO2(g)+O2(g)开始(mol・L-1)1.00转化(mol转化(mol・L-1)0.501.000.252min时(mol・L-1)0.501.000.25该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以p1Dp0=(0.50+1.00+0.25)01.00=7口4。2〜5min内，v(N2O5)=(5—2)min(0.50—0.17)罰―1=0.11mon-1・min-1，v(NO2)=2v(N2O5)=0.22mol^L—1^min—(5—2)min过程中NO2和O2的浓度比始终保持不变，a项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器中压强为变量，容器中压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b项符合题意；v正(NO2)=2v逆(N2O5)时，正、逆反应速率相等,而2v正(NO2)=v逆(N2O5)时，正、逆反应速率不相等,c项不能说明反应已经达到化学平衡状态；反应物和生成物全为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变,d项不能说明反应已经达到化学平衡状态。p(NO)•p(CO)⑶KP=P(NO?)；(CO)，卩正以正P(NO2)・P(CO)，v逆以逆p(NO)・p(CO2)，平衡时正、p(NO)•p(CO)k丄.逆反应速率相等，即k正p(NO/p(CO)=k逆p(NO)・p(CO2)，贝则P(N0(cO)=产,故Kp2p逆k正。k。逆0合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线a、b、c中，在相同条件下曲线a对应NH3的物质的量分数最高,其反应温度最低，所以曲线a对应的温度为2000。0M点NH3的物质的量分数为60%，设NH3为0.6qmol，则N2、H2共为0.4qmol，因为反应器中按”(N2)0”(H2)=103投料，故M点时H2为0.3qmol，结合N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知，转化的H2的物质的量为0.9amol，09a所以M点对应H2的转化率=09a+03ax100%=75%o由题图可知，在电解池的阳极发生Mn2+转化为MnO2的反应，电极反应式为Mn2++2H2O-2e-===MnO2；+4H+。答案：(1)2“0仗)+200仗)===叫仗)+2。02仗)人日=—746.5kJ・mol-i0704(或1.75D1)0.22mol・L-i・min-iDbk产(4)02000075%逆(5)Mn2++2H2O—2e-===MnO2J+4H+(2019・绵阳二诊)研究CO、CO2的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题：二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由CO和H2制备二甲醚的反应原理如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=—90.1kJ・mol-i2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=—24.5kJ・mol-i已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=-4i.0kJ・mol-i，贝V2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的AH=，有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压B.高温高压C.低温低压D.低温高压片K时，将imol二甲醚引入一个抽空的i50L恒容容器中，发生分解反应：CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g)。在不同时间测定容器内的总压，所得数据如表：t/min06.5i3.026.552.6p总5568ii/kPa0.05.05.03.203.825.0□由表中数据计算：0〜6.5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=，反应达平衡时，二甲醚的分解率为，该温度下平衡常数K=。□若升高温度，CH3OCH3的浓度增大，则该反应为(填“放热”或“吸热”)反应，要缩短达到平衡的时间，可采取的措施有、。在T2K、13104kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生反应：CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g)o反应速率v=v正一V逆=k正・p(CO)・p(CH4)—k逆^p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压〃=气体总压p总X体积分数)。用气体V分压表示的平衡常数Kp=4.5x10—5(kPa)-1，则CO的转化率为20%时若=逆解析：(1)已知反应：DCO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=—90.1kJ・mol-1，□2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=—24.5kJ・mol-1，DCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=—41.0kJ・mol-1，根据盖斯定律，由A2+口一A2得：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH=—122.7kJ・mol-i。此反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，A、B项错误；该反应是气体分子数减小的反应，则压强减小平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，C项错误；降低温度和增大压强平衡都正向移动，CO2的平衡转化率增大，D项正确。口根据CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),设0〜6.5min内反应的CH3OCH3为xmol，恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则［一兀+：+%+%=50，解得兀=0.05，v(CH3OCH3)=卅¥|黑五二5.13"0—5mol・L-i・min-1；设达平衡时反应的CH3OCH3为尹mol，则］一尹+：+十=書，解得尹=0-75，则二甲醚的分解率为"7和［100%=75%；K=「0.750.750.75=7.5x10=7.5x10—5。□升高温度，CH3OCH3的浓度增大，说明平衡逆向移动，则该反025T50应为放热反应，要缩短达到平衡的时间，可采取的措施有使用高效催化剂、增大反应物浓度等。口口一段时间后，电解液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)，MoO2-在电极口口一段时间后，电解液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)，MoO2-在电极反应达平衡时，v=v，即k・p(C0)・p(CH4)=k・p(CH3CHO)，贝Vk/k=正逆正4逆3正逆p(CH3CHO)/[p(CO)・p(CH4)]=Kp=4.5xlO—5(kPa)-1，设开始时加入的CO和CH4均为amol,CO的转化率为20%时，CO和CH4的体积分数均为ax(1—20%)/[ax(1—20%)+ax(1—20%)+ax20%]=4/9,CH3CHO的体积分数为ax20%/[ax(1—20%)+a"1—20%)+ax20%]=1/9,v/v3正=k・p(C0)・p(CH4)/[k・p(CH3CHO)]=[4.5x10—5x(4/9)x104x(4/9)x104]/[(1/9)x104]=4/5。逆正4逆3答案：(1)—122.7kJ・mol-1D05.13x10—5mol・L-1・min-175%7.5x10-5□放热改进催化剂增大反应物浓度(或其他合理答案)MoS2(辉钼矿的主要成分)可用于制取钼的化合物润滑添加剂氢化反应和异构化反应的催化剂等。回答下列问题：反应3MoS2+18HNO3+12HCl===3H2[MoO2Cl4]+18NO$+6H2SO4+6H2O中，每溶解1molMoS2，转移电子的物质的量为。已知：MoS2(s)===Mo(s)+S2(g)AHS2(g)+2O2(g)===2SO2(g)AH?2MoS2(s)+7O2(g)===2MoO3(s)+4SO2(g)AH3反应2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s)的AH=(用含AH「AH»AH3的代数式表示)。⑶利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4和Na2SO4溶液(装置如图所示)。惜性水浴0阴极的电极反应式为□S□S2(g)+2O2(g)===2SO2(g)AH?□S□S2(g)+2O2(g)===2SO2(g)AH?(填“A”或“B”)附近生成。□实际生产中，惰性电极A一般不选用石墨，而采用DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+lrO2),理由是。用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)AH。□该反应的AH(填或“<”)0；p]、p2、p3按从小到大的顺序为□在某恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2，一定温度下发生上述反应，下列叙述说明反应已达到平衡状态的是(填标号)。v正(H2)=v逆(CO)气体的密度不再随时间变化c气体的压强不再随时间变化d单位时间内断裂H—H键与断裂H—O键的数目相等□在2L的恒温恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2，在1100K时发生反应，达到平衡时恰好处于下图中A点，则此温度下该反应的平衡常数为解析(1)在反应中，Mo元素的化合价由反应前MoS2中的+2价变为反应后H2[MoO2Cl4]中的+6价，S元素的化合价由反应前MoS2中的一1价变为反应后H2SO4中的+6价，N元素的化合价由反应前硝酸中的+5价变为反应后NO中的+2价，每1molMoS2发生反应，电子转移的物质的量为(6—2)+2x[6—(—1)]mol=18mol；(2)DMoS2(s)===Mo(s)+S2(g)AH1□2MoS2(s)+7O2(g)===2Moq(s)+4SO2(g)AH3根据盖斯定律，将口一2V—2x口，整理可得反应2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s)的AH=AH3-2AH-2AH；口该池为电解池，在阴极上溶液中H2O电离产生的H+获得电子，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-===Hj+2OH-；□由于溶液中H+不断放电，使溶液中c(OH-)>c(H+),所以电解一段时间后，溶液的碱性增强，pH不断增大；溶液中的Cl-在阳极失去电子变为Cl2，Cl2具有氧化性，其与水反应产生的HC10氧化性也非常强，Cl2、HC10将MoS2氧化为MoO4-，因此MoO2-在阳极A附近生成；□在食盐水溶液中含有的阴离子有Cl-、OH-，C1-失去电子产生Cl2，OH-也可能失去电子变为02，生成的O2会与C在高温下反应产生CO2气体而不断消耗石墨，所以阳极一般不选用石墨，而采用DSA惰性阳极；口根据图像可知：在压强不变时，温度升高，H2的平衡转化率增大，说明该反应的正反应为吸热反应，所以AH>0；由于反应MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)的正反应是气体体积增大的反应，在其它条件不变时，增大压强，平衡逆向移动，H2的转化率降低，根据图像可知H2的转化率p1时最大，p3时最小，说明压强p3最大，p1最小，故压强按从小到大的顺序为:p<p<p；aa•由于方程式中h2、co的化学计量数不等，所以V(H2)=v(CO)时反应未达到平衡状态，a错误；b.该反应有固体参加反应，若气体的密正2逆度不再随时间变化，说明气体质量不变，由于容器的容积不变，所以可根据密度不变判断反应处于平衡状态，b正确；c•该反应是反应前后气体体积不等的反应，若气体的压强不再随时间变化，反应处于平衡状态，c正确；d•单位时间内断裂H—H键与断裂H—O键的数目相等，反应正向进行，未处于平衡状态，d错误；故合理选项是bc；口反应MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)在2L容器内进行，向其中加入0.1mol由于在1100□时h2的转MoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2，反应开始时由于在1100□时h2的转化率是50%，所以平衡时，c(H2)=0.1mol/L，根据物质反应的变化关系可知，平衡时n(CO)=0.05mol/L,c(H2O)=0.1mol/L，因此该温度下的反应平衡常数K=。欝；0.1"(mol/L)2=2.5x10-3(mol/L)2。答案(1)18molAH3-2AH2-2AH1□增大A□阳极主要生成Cl2，还会生成02，生成的□增大A□阳极主要生成Cl2，还会生成02，生成的O2会消耗石墨口>p1<p2<p3Dbc□2.5x10—3(mol/L)2请应用化学反应原理的相关知识解决下列问题:已知NaCl的溶解热为3.8kJ・mol-i(吸热)Na(s)—e-===Na^(aq)AH=-240kJ/mol|ci2(g)+e-===Cl-(aq)AH=—167kJ/mol写出钠在氯气中燃烧的热化学方程式一定条件下，在2L恒容密闭容器中充入1.5molCO2和3molH2发生反应：CO2(g)+3钛仗)CH3OH(g)+H2O(g)下图是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。已知在温度为500K的条件下，该反应10min达到平衡；蕃*g'cu60%、蕃*g'cu60%、42%4G4I50053()和卅65Q70075()別JOHWJ温度/K□该反应是(填“吸热”或“放热”)反应。□在0〜10min时段反应速率v(H2)为。□若改充入2molCO2和3molH2，图中的曲线会(填“上移”或“下移”)。根据下表数据回答问题:表125□时浓度为0.1mol/L两种溶液的pH溶质NaClONa2CO3pH9.711.6表225□时两种酸的电离平衡常数K1a1Ka2H2SO31.3x10-26.3x10-8H2CO34.2x10-75.6x10-11□根据表1能不能判断出H2CO3与HC1O酸性强弱？(填“能”或“不能”)。TOC\o"1-5"\h\z0.10mol・L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为。H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的离子方程式为。已知：□时,Ksp(AgC1)=1.5x10—io、Ksp(Ag2Cr04)=2.0x10—i2；AgC1为白色沉淀,Ag2CrO4为砖红色沉淀，t□时，向Cl-和CrO4-浓度均为0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至过量且不断搅拌,实验现象为。解析(1)已知：DNaCl的溶解热为3.8kJ/mol(吸热)，NaCl(s)===Na+(aq)+Cl-(aq)人耳=+3.8kJ/mol,□Na(s)-e-===Na+(aq)AH2=-240kJ/mol,□|d2(g)+e-===Cl-(aq)AH3=一167kJ/mol,Na在氯气中燃烧的方程式为Na(s)+*Cl2(g)===NaCl(s),该反应可由□+□-□得到，根据盖斯定律，该反应的焓变AH=AH2+AH3-AH1=-410.8kJ/mol；(2)口随着温度升高，CO2平衡转化率降低，表明温度升高不利于反应正向进行，所以反应为放热反应；□温度为500K时,CO2的平衡转化率为60%,CO2转化的浓度分别为Ac(CO2)=1^m2L60%=0.45mol/L,根据化学计量数之比等于速率之比，可知H2转化的浓度Ac(H2)=3Ac(CO2)=1.35mol/L,所以其化学反应速率叽尸山J丿丿希豐兀=0.135mol・L-1・min-i；□改充入2molCO2和3molH2，相当于增加了CO2的比例，可使H2的转化率上升，自身转化率下降；所以图中的曲线会下移；口因H2CO3为二元弱酸，第一步电离得到的HCO亍，第二步电离生成CO2-,所以根据NaClO和Na2CO3的pH值只能比较HC1O和HCO亍的酸性强弱，不能比较HC1O和H2CO3的酸性强弱；口0.1mol/LNa2SO3溶液中，SO2-水解使溶液显碱性，溶液中存在SO/-+H2OHSO亍+OH-,HSOr+H2OH2SO3+OH-,H2OH++OH-，综合考虑溶液中离子浓度大小顺序为：c(Na+)>c(SO2-)>c(OH-)>c(HSO-)>c(H+)；□根据电离常数及强酸制弱酸的原理分析，H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强，因此H2SO3与NaHCO3溶液反应生成CO2，所以H2SO3与NaHCO3溶液发生的反应的离子方程式为：H2SO3+HCO-===HSO-+H2O+CO2?；K(AgCl)1.5x10-10开始形成AgCl时，需要的Ag+的浓度c(Ag+尸*(C：)=一07mol/L=1.5x10-9/2.0x10-12mol/L，同理可得开始形成Ag2CrO4时，需要的Ag+的浓度c(Ag+)=口mol/L~4.5x10-6mol/L，显然先生成沉淀AgCl，再生成沉淀Ag2CrO4，向Cl-和CrO4-浓度均为0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至过量且不断搅拌，实验现象为：先生成白色沉淀，后来变成砖红色。答案(1)Na(s)+2ci2(g)===NaCl(s)410.8kJ/mol口放热口0.135mol・L-jmin-1□下移口不能口c(Na+)>c(SO2-)>c(OH-)>c(HSO-)>c(H+)DH2SO3+HCO-===HSO-+h2o+co2t先生成白色沉淀，后来变成砖红色(2019・安徽省A10联盟高三下学期开年考试理综，28)已知NH3、NO、NO2都是有毒气体，必须经过严格处理，否则会污染空气。请回答下列问题：已知如下热化学方程式：□N2(g)+O2(g)===2NO(g)AH、=+akJ/mol；□4NH3(g)+3O2(g)===2^2(g)+6H2O(g)^H=bkJ/mol□2NO(g)+02(g)===2NO2(g)\H3=ckJ/mol；则4NH3(g)+702(g)===4NO2(g)+6H20(g)AH=kJ/mol。工业合成NH3的反应，解决了世界约三分之一的人粮食问题。已知:N2+3H22NH3,13且该反应的v正=k^-c(N2)-c3(H2),V逆=k^-c2(NH3),则反应尹2+尹2NH3的平衡常数K=(用k和k表示)。正逆已知合成氨的反应升高温度平衡常数会减小，则该反应的正反应活化能E］和逆反应活化能e2的相对大小关系为：de2。(填“〉”、“<''或“=”)。从化学反应的角度分析工业合成氨气采取30MPa〜50MPa高压的原因是500□时，向容积为2L的密闭容器中通入1molN2和3molH2，模拟合成氨的反应,容器内的压强随时间的变化如下表所示：时间/min010203040+^压强/MPa20171513.21111□达到平衡时N2的转化率为。□用压强表示该反应的平衡常数Kp=(Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压灯亥物质的物质的量分数)。□随着反应的进行合成氨的正反应速率与nh3的体积分数的关系如下图所示，若升高温度再次达到平衡时，可能的点为(从点“A、B、C、D”中选择)再次达到平衡时，可能的点为解析⑴根据盖斯定律分析，口比仗)+02(g)===2NO(g)^H=+akJ/mol；D4NH3(g)+3O2(g)===2N，(g)+6H2O(g)AH2=bkJ/mol；□2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)AH3=ckJ/mol；将方程式进行口+口^+口^计算，得热化学方程式为4NH3(g)+7O2(g)===4NC2(g)+6H2O(g)

AH=(b+2a+2c)kJ/mol；(2)当正、逆反应速率相等时，反应到平衡，即v=v=k・c(N2)・c3(H2)正逆正2213I=k逆c2(NH3)，贝V反应2N2+》H2NH3的平衡常数K=、』c2(NH3)/c(N2)心(H2)=k正;(3)已知合成氨的反应升高温度平衡常数会减小，则说明升温平衡逆向移动，正反应为逆放热反应，则该反应的正反应活化能E]和逆反应活化能E2的相对大小关系为：E]<E2；(4)工业合成氨的反应为气体分子数减小的反应，所以增大压强可以加快反应速率，同时使平衡正向移动，提高原料气的利用率和产品的产率；(5)假设到平衡时氮气转化浓度为xmol/L,则有N2+3H2起始浓度/mol/L0.51.5改变浓度/mol/L3x平衡浓度/mol/L0.5—兀1.5—3兀根据压强比等于物质的量比分析，有关系式:2NH3，根据压强比等于物质的量比分析，有关系式:02x2x0.5一兀+1.5一3兀+2兀110.5+1.5=20解x=0.45；□达到平衡时N2的转化率为0.45/0.5xl00%=90%；0.9、(订xllMPa)2□用压强表示该反应的平衡常数Kp=0~05035=48MPa-2；-pj-xllMPax(-pj-xllMPa)3□合成氨的反应为放热反应，若升温，则反应速率增大，平衡逆向移动，氨气的体积分数答案(1)b+答案(1)b+2a+2c(2)k正逆<加快反应速率，同时使平衡正向移动，提高原料气的利用率和产品的产率口90%口48MPa-2DA(2019・青岛二中高三下学期期初考试，28)氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。回答下列问题:

有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJ・mol-i、283.0kJ・mol-1,请写出CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式。某科研小组研究臭氧氧化——碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：反应口：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)甲200・9kJ・mol-1岛=3・2kJ^mo1-1反应□:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)AHAH2=—241.6kJ・mo1-1E严58kJ・mo1-1a2已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g)3O2(g)。请回答:其它条件不变，每次向容积为2L的反应器中充入含2.0molNO、2.0molSO2的模拟烟气和4.0molO3,改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：o”卅Ann4onHo”卅Ann4onHIL口由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因。□下列说法正确的是。Q点一定为平衡状态点温度高于200□后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零其它条件不变，若扩大反应器的容积可提高NO和SO2的转化率D•臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2，但后续步骤碱吸收可以有效脱硫

□假设100□时P、Q均为平衡点，此时反应时间为5min，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是mol；SO2的平均反应速率为；反应口在此时的平衡常数为。以连二硫酸根(S2O2-)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示：□ab是/Pi阳根□ab是离子交换膜(填“阳”或“阴”)。阴极区的电极反应式为□若NO吸收转化后的产物为NH扌，通电过程中吸收4.48LNO(标况下)，则阳极可以产生mol气体。解析(1)已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJ・mol-1、283.0kJ・mol-1，贝VS(s)+O2(g)===SC2(g)AH=—296.0kJ・mol-1CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)AH=—283.0kJ・mol-1根据盖斯定律可知A2—□即得到CO还原SO2的热化学方程式2CO(g)+SO2(g)===2CO2(g)+S(s)AH=—270kJ・mol-1。(2)口反应□的活化能小于反应口，相同条件下更易发生反应，因此相同温度下NO的转化率远高于SO2；□A.随着反应的进行，反应物的转化率逐渐增大，因此Q点不一定为平衡状态点，可能是建立平衡过程中的一个点，A错误；B•根据图像，温度高于200□后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零，B正确；C•根据2O3(g)3O2(g)可知其它条件不变，若扩大反应器的容积，压强减小，平衡正向移动，使得臭氧的浓度减小明显，氧气浓度减小不明显，反应□和反应□的平衡逆向移动，NO和SO2的转化率减小，C错误；D.根据图像，臭氧氧化过程中二氧化硫的转化率较低，不能有效地脱除SO2,二氧化硫是酸性氧化物，能够被氢氧化钠溶液吸收，D正确；□假设100□时P、Q均为平衡点，此时反应时间为5min，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，发生分解反应的臭氧为4molxl0%=0.4mol,根据反应□:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g),平衡时NO的转化率为80%，反应的臭氧为2molx80%=1.6mol；反应□:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)，平衡时二氧化硫的转化率为30%,反应的臭氧为2molx30%=0.60mol；最终剩余臭氧4mol—0.4mol—1.60mol—0.60mol=1.42molx30%2Lmol；5min内SO2的平均反应速率==0.06mol/(L・min)；平衡时NO、O3、NO2、25^Qin323O2的物质的量分别为0.4mol、1.4mol、1.6mol、0.4molx^+1.6mol+0.6mol=2.8mol,反应1.62.8□在此时的平衡常数=0414=8；(3)□由图可知，阴极区通入液体主要含SO?-,流出主要含'X22S2O4-，所以阴极区电极反应式为2SO2—+4H++2e-===S2O4-+2H2O,由于阴极需要消耗氢离子，则ab是阳离子交换膜；口4.48LNO(标况下)的物质的量是0.2mol，由于NO吸收转化后的产物为NH+，则电路中转移1mol电子；阳极氢氧根放电产生氧气，产生氧气的物质的量是1mol—4=0.25mol。答案(1)2CO(g)+SO2(g)===2CO2(g)+S(s)AH=—270kJ・mol-1口反应口的活化能小于反应口,相同条件下更易发生反应DBD口1.40.06mol/(L・min)8口阳2SO2-+4H++2e-===S2O2-+2H2O0.25(2019・辽宁五校联考)近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对环境的改善有重大意义。在一定条件下，CH4可与NO*反应除去NO’，已知：CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)AHr=—890.3kJ・mol-iN2(g)+2O2(g)2NO2(g)AH=+67.0kJ・mol-i□H2O(g)===H2O(l)AH=—44.0kJ・mol-1(4)V(4)V贝UCH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)AH=kJ・molt；该反应在(填“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)AH<0，在一定温度下的恒容容器中，能说明上述反应达到平衡状态的是。混合气体的密度不再发生变化混合气体的平均摩尔质量不再发生变化v(SO2)Dv(O2)Dv(SO3)=2D1D2混合气体的总物质的量不再发生变化若在T□下，往一恒容密闭容器中通入SO2和O2［其中^(SO2)D^(O2)=2D1］发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),容器中总压强为0.1MPa,反应过程中测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。0.1110152025303540101520253035404550:/min0.09D.080.07□图中A点时，SO2的转化率为。□在其他条件不变的情况下，测得t2□时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率％(逆)的大小关系为vC(正)(填“>”“<”或“=”)％(逆)。□图中B点的平衡常数Kp=。(Kp为压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分数)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体，恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为。解析：(1)根据盖斯定律，由□—□—A2得CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)

AH=—869.3kJ・mol-1。该反应为AS>0、AH<0的反应，根据AH—TAS<0时反应可自发进行，知该反应在任何温度下均能自发进行。（2）该反应体系中全为气体，气体质量和容器容积不变，则混合气体的密度始终保持不变，不能由此判断反应是否达到平衡状态，A项错误；当混合气体的总物质的量不再发生变化时，混合气体的平均摩尔质量不再发生变化，反应达到平衡状态，B、D项正确；三者速率之比与化学计量数之比相同时，反应不一定达到平衡状态，C项错误。（3）口设起始加入S02、02的物质的量分别为2n和n,转化的SO2和02的物质的量分别为2x和2x和x，根据容器内总压强之比等于总物质的量之比，A点时有(2n—2x)+(n—x)+2x2n+n。器5，解得x=0.45n，则SO2的转化率为2x；fnx100%=45%。□随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，即vB（逆）>vA（逆），由题图可知，B点和C点时，反应均达到平衡状态，则B、C两点正、逆反应速率分别相等，再根据“先拐先平数值大”可判断t2□>t1□，温度越高，反应速率越大，则C点反应速率大于B点反应速率，即vC（逆尸vC（正）>vB（逆）>vA（逆）。□类似□中的计算，若转化的SO2和02的物质的量分别为2尹和”B点时，（2n—2刃尹）+2尹=0.07~0T，解得y=0.90.07~0T，解得y=0.9n，则平衡时p(SO2)=2；n—MPa=2pO.O7MPa,同理可求出p(O2)=芥0.07MPa、^(SO3)=6x0.07MPa,p2(SO3)则Kp=p2(SO2)•p(O2)=243OO(MPa)-1。（4）混合气体发生的反应有NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O、2NO2（4）混合气体发生的反应有2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O、N2O4+2NaOH===NaN03+NaNO2+H2O，由题意可知混合气体完全与NaOH反应生成NaNO3、NaNO2，N元素全部转化为钠盐，全部吸收最少消耗a+b+2cNaOH（a+b+2c）mol，则NaOH溶液物质的量浓度最小为vmol・L-1。答案：（1）—869.3任何温度（2）BD口45%□>口24300(MPa)—1a+a+b+2cmol・L—1(2019・唐山统考)甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中产生的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物，发生的反应有:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH]=—99kJ・mol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2相关物质的化学键键能数据如下：化学键cO(CO2)H—HC—OH—OC—HE/(kJ・mol-1)803436343465413AH2=。关于反应口下列说法正确的是。该反应在任何温度下都能自发进行升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小使用催化剂，不能提高CO的转化率温度不变，增大压强，该反应的化学平衡常数不变在某温度下，将1.0molCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中，发生反应口，在第5min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为0.1。在第10min、20min时分别改变反应条件，甲醇的浓度在不同条件下的变化状况如图所示：c(CHsOH)/<incilL')0i45IO也―喻吋旬min□从反应开始到5min时，生成甲醇的平均速率为□H2的平衡转化率a=%，化学平衡常数K=1min时，v(填“大于”“小于”或“等于”)v。正逆□1min时v(填“大于”“小于”或“等于”)4min时v。正逆□比较甲醇在7〜8min、12〜13min和25〜27min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(7〜8)、v(12〜13)、v(25〜27)表示]的大小。若将钢瓶换成同容积的绝热容器，重复上述实验，平衡时甲醇的物质的量分数(填“大于”“小于”或“等于”)0.1。解析：(1)人笑=[(803x2+436x3)-(413x3+343+465+465x2)]kJ・mol-1=(2914-2977)kJ・mol-1=—63kJ・mol-1。反应□是一个熵减的放热反应，在低温时满足AH—TAS<0,即低温时该反应自发进行，A项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，B项错误；使用催化剂只能缩短达到平衡的时间，不能提高CO的转化率，C项正确；增大压强，平衡正向移动，但温度不变，平衡常数不变，D项正确。口设第5min达平衡时生成甲醇的物质的量为xmol，则平衡时CO为(1.0—x)mol,氢气为(2.0—2x)mol,，/[(1.0-x)+(2.0—2对+兀]=0.1,解得兀=0.25,v(CH3OH)=0.25mol/(2Lx5min)2x=0.025mol・L-i・min-1。口企的平衡转化率为帀％100%=25%，化学平衡常数K=(0.25/2)/[(0.75⑵x(1.5/2)2]=16/27=0.59。口1min时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率。□反应达平衡前的任一时刻的正反应速率大于逆反应速率，又1min时反应物浓度大，反应速率快，故1min时v大于4min时v。□由图可知，7〜8min和25〜27min时反应均处正逆于平衡状态，则平均反应速率为0,12〜13min时，平均反应速率大于0,所以v(12〜13)>v(7〜8)=v(25〜27)。□若将钢瓶换成同容积的绝热容器，重复上述实验，则反应放出的热量不能散发，会使体系温度升高，温度升高，平衡逆向移动，甲醇的体积分数减小。答案：(1)—63kJ・mol-1(2)CD(3)口0.025mol・L-1・min-1口2527或0.59□大于□大于口卩(12〜13)>v(7〜8)=v(25〜27)□小于(2019•福州三模)甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g)CHsOH(g)下表所列数据是各化学键的键能：化学键H—He=<!C—HC—OO—H键能/(kJ・molT)abcde该反应的AH=(用含字母的代数式表示)。某科研小组用Pd/C作催化剂，在450□时，研究了^(H2)D^(CO)分别为2口1、3口1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示^(H2)a^(CO)=3D1的变化曲线为(填“曲线a”或“曲线b”)。某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：反应时间/min0510152025压强/MPa12.610.89.58.78.48.4则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为，该温度下的平衡常数K为。

将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH<0。平衡时CO的体积分数(％)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。1J--TJ-TJij3--TJij1J--TJ-TJij3--TJijtj-J--^L-r■_■■^L-r<_^L-ZMPa3MPaT「t2、t3由大到小的关系是，判断理由是美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图:□石墨2为(填“正”或“负”)极。□石墨1极发生的电极反应式为。解析：(1)由反应热人日=反应物总键能一生成物总键能，可得AH=(2q+b—3c—d—e)kJ・mol-i。(2)对于反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),H2的相对投入量越大，CO的转化率越大，则^(H2)D^(CO)=3D1的变化曲线是平衡转化率高的曲线a。(3)由表知，反应进行到20min时，反应达到平衡，设此时转化的CO的物质的量为xmol，则有2企仗)2企仗)+5)CH3OH(g)起始物质的量/mol转化物质的量/mol2x转化物质的量/mol2xx平衡物质的量/mol2—2x3一2x84由同温同体积条件下，压强比二物质的量之比，有二伍，解得x=0.5,CO的平均反应速率=0.5mol2Lx20min=0.0125mol・L-反应速率=0.5mol2Lx20min=0.0125mol・L-jmin—i反应的平衡常数c(CHOH)K—c2(H2)•c(CO)0.5(if学—4。(4)由反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)AH<0得，图像中由左向右，压强增大,平衡右移，CO体积分数应减小，但实际情况是片、T2、T3对应的CO体积分数逐渐增大，其原因只能是此反应本身为放热反应，温度越高，平衡向左移动的程度越大，导致CO体积分数越大，即温度由大到小的顺序为T3>T2>T1O(5)由图中石墨1进出物质变化CH3OH(g)fCO2(g),C化合价变化为一2^+4,则石墨1为燃料电池的负极(也可以用图中H+的移动方向判断正负极)，石墨2为正极，用H+维持电荷守恒，可得石墨1极的电极反应式为CH3OH—6e-+H2O===COj+6H+。答案：(1)(2a+b—3c—〃一e)kJ・mol-1(2)曲线a0.0125mol・L-jmin-14T3>T2>T1压强越大，CO的体积分数越小，T]、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大，该反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，则T3>T2>T]口正mCH3OH+H2O—6e-===CO2T+6H+(2019・潍坊市第一中学高三2月开学考试，28)C、N、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题：已知：□.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)===2H2SO4(aq)AH1；□•C12□•C12(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq)AH2；□.2HClO(aq)===2HCl(aq)+O2(g)AH3SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)===2HCl(aq)+H2SO4(aq)AH—(用含有AH、、AH2和ah3的代数式表示)。25□时，H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数(8)与溶液pH的变化关系如图所示。

已知25口时，NaHSO3的水溶液pHV7,用图中的数据通过计算解释原因⑶利用“Na—C02”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na—C02”电池,放电以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na+3CO2充电2Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”C02，其工作原理如图所示:沉积物co,厂J、MWCNT岱曲I。四甘醉二甲旌、□放电时，正极的电极反应式为□选用高氯酸钠一四甘醇二甲醚做电解液的优点是(至少写两点)。氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(nh2ci、nhci2和nci3),副产物少于其它水消毒剂。□一氯胺(nh2ci)的电子式为。一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解，生成具有强烈杀菌