专项2 化学平衡-2023届高考化学二轮复习知识清单与专项练习（新高考专用）（原卷版）

专项02化学平衡

该专题分为两个板块

[11知识清单

一、化学反应速率的计算

1.用单位时间内浓度的该变量求速率

2.用单位时间内物质的量的改变量求速率

3.用单位时间内物质分压的该变量求速率

4.用速率常数表示化学速率

二、平衡的判定

1.利用速率判定是否达平衡

(1)同一对象：v(iE)=v(a)达平衡

(2)不同对象：方向相反，速率为系数比。uJE(A)/D逆(B)=a/b

2.利用变到不变判定

(1)P总、V总、n&

(2)物质的量分数、体积分数

(3)气体平均相对分子质量

(4)气体密度

三、K值计算

1.K值的计算及用途

2.Kp

3.速率常数问题

[2]专项练习

(11知识清单

一.化学反应速率的计算

1.用单位时间内浓度的该变量求速率

注意事项1：给定数据对象与求解对象是否一致。如果一致则直接求解；如果不一致则通过速率之比等于系

数之比转化求解

例1.在一定温度下,向1L密闭容器中加入ImolHI(g),发生反应:2Hl(g)=-H2(g)+E(g)，2s时生成

0.1molH2,则以HI表示该时段的化学反应速率是.

注意事项2：注意在表格左侧或者坐标上方有数据的变换，以防掉入陷阱。

练习1.可逆反应X(g)+3Y(g)=+2Z(g)AH<0,Ti℃时在容积为4L的恒容密闭容器中通入2molX和

6moiY发生反应。5min时反应达到平衡状态，气体总物质的量为6.4mol求：达平衡时Y(g)的转化率为

(用百分数表示)，0-5min内该反应中X(g)的平均速率u(x)=mol-L'min-1

2.用单位时间内物质的量的改变量求速率

例2.在新型RuCh催化剂作用下，使HC1转化为Cl2的反应2HCl(g)+1o2(g)^=^H2O(g)+C12(g)具有更好的

催化活性。一定条件下测得反应过程中W(C12)的数据如下:

r/min02468

-3

n（Cl2）/10mol01.83.75.47.2

计算2〜6min内以HC1的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。

|

练习2.甲烷水蒸气重整制氢：CH4(g)+H2O(g)-CO(g)+3+(g)△H1=+216kJ«mol-o甲烷水蒸气

重整过程中，温度1000K,原料气以57.6Kg-h」通入容积为1L银基催化反应器中，2-5s甲烷质量分数由7.32%

变为5.32%,用甲烷表示2-5s的反应速率为mohmin_1

3.用单位时间内物质分压的该变量求速率

解题思路1：恒压装置——意味总压不会发生改变

恒容装置——意味总压可能会随着反应的进行发生改变

可以根据Pv=nRT,阿伏伽德罗推论：在相同温度和相同体积下，物质的量与压强成正比，求

解变化后的总压强。

例3.工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SCh(g)是关键的一步，550℃时，在1L的恒温容器中，反应过程

中部分数据见下表：

反应时间/minSO2（g）/molO2（g）/molSO3（g）/mol

0420

51.5

102

151

若在起始时总压为p<>kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压=总压x气态物质的物

质的量分数，则10min内SC)2(g)的反应速率v(SC>2)=kPamin'()

练习3.反应I可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应II发生。

主反应I：CO2(g)+4H2(g)^=^CH4(g)+2H2O(g)AHi=-270kJmol-l

副反应H：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2

为了进一步研究上述两个反应，某小组在三个容积相同的刚性容器中，分别充入ImolCO2和4moiH2,在

三种不同实验条件(如表)下进行两个反应，反应体系的总压强(p)随时间变化的情况如图所示:

实验编号abc

TiTi

温度/KT2

催化剂的比表面积/(m2gi)80120120

①TiT2(填”或“=")，曲线ni对应的实验编号是。

②若在曲线II的条件下，lOmin达到平衡时生成L2molH2O,则lOmin内反应的平均速率u(H2O)=

kPa-min-1

4.用速率常数表示化学速率

例4.N2O4为重要的火箭推进剂之一、N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2C)4(g)2NO2(g)△从上述

反应中，正反应速率v片々wp(N2O4),逆反应速率v圻左偿p2(NCh)，其中上店、上谜为速率常数。若将定量

N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强llOkPa),已知该条件下女声5xl()2当N2O4

分解10%时，vinf=kPa-s'1o

练习4.工业上利用CHM混有CO和比)与水蒸气在一定条件下制取出，原理为CH4(g)+H2O(g)^=^CO(g)

+3H2(g),该反应的逆反应速率表达式为^=kc(CO)/(H2),%为速率常数，在某温度下测得实验数据如表

所示：

CO浓度/(molL-1)H2浓度/(molL-i)逆反应速率/(mol.L-Lmin「)

0.1Ci8.0

C2Cl16.0

(-20.156.75

由上述数据可得该温度下，Q=，该反应的逆反应速率常数％=L3mor3-min'o

练习5.300℃时，2NO(g)+CL(g)=^2ClNO(g)的正反应速率表达式为丫止=k4€：用0),测得速率和浓度

的关系如下表:

序号c(C!NO)/(mol-L')v/(molL-,-s",)

①0.303.60x10-9

②0.601.44x108

③0.903.24x10-8

n=；k=。

二、平衡的判定

1.利用速率判定是否达平衡

(1)同一对象：V(jE)=V(iS)达平衡

(2)不同对象：方向相反,速率为系数比。I)MA)/U逆(B)=a/b

例5：2so2(g)+Ch(g)三二2SO3(g),判断一下描述是否达到平衡状态？

①V(SC)2)=2U(C)2)

②VI：(S02)=y迪(S03)

③消耗1mol02的同时，生成2moiS03

④单位时间内消耗S03的量是消耗Ch量的2倍

练习6.对于CO2(g)+3H2(g)k^CH30H(g)+H20(g),下列说法能判断该反应达到平衡状态的是()

A.3V(CO2)=U(H2)B.3u逆(H2)=u正(氏0)

C.u正(H2)=3D逆(C02)D.断裂3moiH-H键的同时，形成2moi0-H键

E.断裂3moiH-H键的同时，断裂3moi0-H键

2.利用变到不变判定

(1)P总、V总、n总

N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)2HI(g)H2(g)+I2(g)

n愿不变达平衡

恒容：p总不变达平衡

恒压：V总不变达平衡

(2)物质的量分数、体积分数

A(g)+B(g)^^2C(g)A(g)+B(g)▼-C(g)C(s-—A(g)+B(g)

仰不变达平衡

*n(B)/n,3

易错点：当总物质的量和B的物质的量都在发生改变时，那么可以利用极值法求解，B的物质的量分数是

否发生改变。

(3)气体平均相对分子质量

判断：而不变达平衡可否判断达平衡

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

H2(g)+[2(g)02HI(g)

2c(g)=2A(g)+B(s)

NH2COONH4(S)^=—2NH3(g)+CO2(g)

M=m匕气体质量/na气体物质的量

(4)气体密度

p不变达平衡可否判断达平衡

恒容：2SO2(g)+O2(g)—2SO3(g)

恒容：2A(g)+B(s)=-2C(g)

恒压：2so2(g)+C)2(g)=—2SO3(g)

恒压：2A(g)+B(s)=-2C(g)

P=01，,气体的质艰，\

练习7：甲醇气相脱水制甲醛的反应可表示为：2cH30H(g)=CH30cH3(g)+H2O(g),一定温度下，在恒

容密闭容器中充入一定量的CH30H(g)发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是一。

A.CH30cHMg)和H?O(g)的浓度比保持不变

B.v正(CH3OH)=2V逆(CH30cH3)

C.容器内压强不再变化

D.混合气体的平均相对分子质量不再变化

练习8.工业合成氨气，在恒温恒容装置中，下列能说明该反应已达到平衡状态的是

A.3VM氏)=2%以NH3)B.容器内气体压强不变

C.混合气体的密度不变D.混合气的温度保持不变

三、K值计算

LK值的计算和用途

（1）K值的计算

例6.TC时，在恒温恒容的密闭条件下发生反应：N2（g）+3HKg）2NH3（g）,反应过程中各物质浓度的变

化曲线如图所示：

6

s

5

S

G

J4

.

OOS.

E3

后

。

底2

。1

0.0

051015202530354045

时间/min

在该条件下反应的平衡常数为moHL'保留两位有效数字）。

练习9.CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和Hz）,还对温室气体的减排具有重要意义，CH4-CO2

催化重整反应为:CH4（g）+CC）2（g）2co（g）+2HMg）。某温度下，体积为2L的容器中加入2molCH4,lmolCO2

以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为

改编：CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2）,还对温室气体的减排具有重要意义，CH4-CO2

催化重整反应为：CH4（g）+CO2（g）^^2CO（g）+2H2（g）

某温度下，初始体积为2L的容器中加入2moicImolCCh以及催化剂进行重整反应，保持恒压状态，达

到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为

【答案】

（2）K值的应用

①用于判定平衡的移动方向（本质判定&正和u逆的相对大小关系）

例7.在恒温恒压条件下，N2（g）+3H2（g）=^2NH3（g）,达到平衡时各物质的量均为Imol,再充入3molN?,

平衡移动。（填“正向”、“逆向”或“不”）

②用于判定一个气体参与反应的方程，其转化率/浓度/压强问题

例&恒温恒容条件下，CaO（s）+CO2（g）=^CaCCh（s）,容器中含足量CaO和CaCO3固体，达到平衡后再充

入CO2,达到新平衡时，容器内压强。（填“变大”、“变小”或“不变”）

2.Kp计算

例9.亚硝酰氯可由NO与Cl2反应制得,反应原理为2NO(g)+Cl(g)2ClNO(g).按投料比n(NO):n(Cl2)=2:1

把NO和C12充入一恒压得密闭容器中发生上述反应，NO得平衡转化率与温度T的关系如图所示：

①该反应的AH(填，少，或“=”)

②M点时容器内NO的体积分数为•

③若反应一直保持在P压强条件下进行，则M点的平衡常数Kp=(用含p的表达式表示)

*

60

50

世

*星40

O30

N

40050060077K

练习9用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染，其反应原理为：NO(g)

+NO2(g)+2NH3(g)^^2N2(g)+3H20(g)o一定温度下，在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、

NO2和NH3,达到平衡状态后，容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amoLn(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且

Nz(g)的体积分数为1/3,请计算此时的平衡常数Kp=.(用只含P的式子表示，且化至最

简式)。【备注：对于有气体参加的反应，可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数，记作KP。

如p(NC>2)为NO2的平衡分压，p(NO2)=x(NO2)p,p为平衡总压，x(NCh)为平衡体系中NO2的物质的量分数。1

3.速率常数问题

例10.焦炭催化还原SO2生成S2的反应为2cG)+2SO2(g)=^S2(g)+2CO2(g)。实验测得：U||；=1<正©2($02),

u逆=卜逆•C(S2)•c2(C()2)(“正、〃逆分别为正、逆反应的速率常数，只与温度有关。)某温度下，在体积为

2L的恒容密闭容器中充入ImolSCh，并加入足量焦炭，当反应到达平衡时，SO2的转化率为80%,则：

①人正：&逆=_______________

②平衡时体系压强为PkPa,Kp为用分压表示的平衡常数(分压=总压x物质的量分数)，则平衡常数Kp=

(用含p的式子表示)

练习10、对于反应2SiHCb(g)=^SiH2cb(g)+SiC14(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K

和343K时SiHCL转化率随时间变化的结果如图所示。

0too200300400

/min

①343K时反应的平衡转化率a=%,平衡常数K,343K）=________（保留2位小数）

②比较a、b处反应速率大小：v（填'‘大于""小于''或"等于"）

反应速率U=u正一u逆nkj/siHCb-k逆XsiHzCizXsicijk正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的

量分数，计算a处的工=（保留1为小数）

。逆

4.方程式之间K值的关系处理

例11、甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或C02来生产燃料甲醇。己知

制备甲醉的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

'温度广c

化学反应平衡常数

500800

①2H2(g)+C0(g)=^CH30H(g)Ki2.50.15

②H2(g)+CCh(g)=HO(g)+CO(g)

2K21.02.50

③3H2(g)+CCh(g)=^CH30H(g)+H2(D(g)KJ

⑴据反应①与②可推导出K、抬与南之间的关系，则&=（用"、於表示）。

⑵反应③的0（填“〉”或

（3）500℃时测得反应③在某时刻H?（g）、CO2（g）、CH30H（g）、比0值）的浓度（molLf）分别为0.8、0.1、0.3、

0.15,则此时v":丫虱填或

练习11、化学平衡状态I、0、III的相关数据如下表:

平衡温度

编号化学方程式

常数

979K1173K

IFe(s)+CO2(g)xFeO(s)+CO(g)Ki1.472.15

IICO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)心1.62b

in

Fe(s)+H2O(g)^^FeO(s)+H2(g)K3a1.68

根据以上信息判断，下列结论错误的是A.a>b

B.增大压强，平衡状态n不移动

c.升高温度平衡状态III向正反应方向移动

D.反应II、III均为放热反应

5.同一容器中进行多个反应，求常数问题。

例12.将固体NHH置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：

①NH4l(s)^^NH3(g)+HI(g)

②2HI(g)=^H2(g)+I2(g)

当达到平衡时，C(H2)=lmol/L,C(HI)=4mol/L,则此温度下反应①的平衡常数为

练习12、C02经催化加氢可以生成低碳烧，主要有以下两个竞争反应：

反应I：CO2(g)+4H2(g)^=^CH4(g)+2H2O(g)

反应H：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)

为分析催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molCO2和2molH2,测得有关物质的物质的量随

温度变化如图所示：

该催化剂在较低温度时主要选择(填“反应I”或“反应H”)。520℃时，反应I的平衡常数K=

(只列算式不计算)。

[2]专项练习

1.(2022・山东日照•高三期中)将CO2转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳的排放。在催化剂作用下

CO2甲烷化的总反应为：!cO2(g)+2H2(gX|CH4(g)+H2O(g)AH,eKP.e,该反应分两步完成，反应过

程如下：

i.CO2(g)+H2(g)<eCO(g)+H2O(g)△HiKPi

ii.C0(g)+H2(g)峰”^CO2(g)+1cH4(g)△H2KP2

回答下列问题：

(1)催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生

成CE选择性随温度的变化如图所示。

100100

c8oC8o

oF

。6o6o

探

雷

云

4o女4o

树*

、/

％2O%2O

00

200240280320360200240280320360

温度『C温度FC

对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是一，使用的合适温度为—0

（2）为研究反应过程的热效应，一定温度范围内对上述反应的平衡常数Kp进行计算，得IgKp-T的线性关系

①对于反应ii,图中v正Av正B（填“或"="）。反应i中，正反应的活化能E,i:（填“>”“<，或，="）

逆反应的活化能E逆。

②在Ti温度下Kpi=,在该温度下，向恒容容器中充入7moicCh和12moi比，初始压强为19kPa,反应

经7min达到平衡，此时p（H2O）=5kPa,则v（H?）=kPa・minL达到平衡后，若保持温度不变压缩容器的

体积，CE的物质的量（填“增加”“减小”或“不变”），反应i的平衡将（填“正向”“逆向”或“不”）移动。

2.（2022•山西运城・高三期中）在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，减少C0?排放实现C0?的有效转化成为

科研工作者的研究热点。根据以下几种常见的CO?利用方法，回答下列问题。

I.以作催化剂，采用“C0?催化加氢制甲想”方法将其资源化利用。反应历程如下：

氧化

i.催化剂活化：孙。3（无活性）.孙。3.、（有活性）;

还原

ii.co,与H2在活化的催化剂表面同时发生如下反应：

①主反应：CO2（g）+3H2（g）.CH,OH（g）+H2O（g）AH,,

②副反应：CO2（g）+H2（g）.CO（g）+H2O（g）AH2O

（1）某温度下，在恒容反应器中，能说明反应①达到平衡状态的是（填序号）。

A.分别用H?和CHjOH表示的速率之比为3：1

B.混合气体的平均摩尔质量不变

C.混合气体的密度不变

D.CH30H(g)和HQ(g)的分压之比不变

(2)a.CH30H选择性随气体流速增大而升高的原因可能是。(已知：CHQH选择性

二发生CHQH所消耗C0,的物质的量

--发生转化的C0?的麻质的量-X0)

b.某温度下，CO2与H2的混合气体以不同流速通过恒容反应器。气体流速增大可减少产物中Hq(g)的积累,

从而减少催化剂的失活，请用化学方程式表示催化剂失活的原因：。

(3)反应①、②的JnK(K代表化学平衡常数)随温度的倒数)的变化如图所示。

升高温度，反应8伍)+2凡仅).CHQH(g)的化学平衡常数(填"增大域“减小”或“不变”)。

(4)恒温恒压密闭容器中，加入2moice)2和4m只发生反应①和反应②，初始压强为P。。

a.在230C以上，升高温度C02的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是o

b.在300C发生反应，反应达平衡时，CO2的转化率为50%,容器体积减小20%。则反应②用平衡分压表示

的平衡常数Kp=(保留两位有效数字)。

H.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为

通过如下步骤来实现：

i.CH4(g)C(ads)+2H2(g)

ii.C(ads)+CO2(g)-2C0(g)

上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图1所示：

（5）CH,—CO?干重整反应的速率由决定（填“反应i”或“反应ii"），CH.—CO?干重整反应的热化方程

式为o（选取图1中片、£、&表示反应热）。

3.（2022•重庆八中高三阶段练习）碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。

co和H,的混合气体是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应：

I.C（s）+H2O（g）CO（g）+H,（g）TH|=+130.3kJ/mol

II.CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）AH2

⑴反应I在_____________下能自发进行（填“任何温度”“高温”或“低温”）。已知C（s）、H?（g）、8（g）的燃烧

热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mok283.0kJ/mol,则HzCXghH?。。）A%=。

（2）若在绝热恒容容器中仅发生反应II,则下列事实能说明反应达到平衡状态的是—（填序号）。

A.容器内温度不变B.n（CO）:n（COj比值不变

C.容器内气体的密度不再改变D.容器内气体的平均相对分子质量不变

⑶已知反应n的正反应速率V/k正中（03）1（也0）,逆反应速率v逆=%.p（CC>2）・p（H2）,k正、k也分别为

正、逆反应速率常数，lgk（k表示“或kQ与温度*的关系如图所示。A点对应的温度下，反应的平衡常数

Kj；升高温度，反应II的平衡常数K（填“变大”“变小”或“不变”），其中直线b表

示随温度的变化（填“k正”或“嗫

（4）在图A点对应的温度下，向某恒温刚性密闭容器中加入足量焦炭和4mol水蒸气，同时发生反应I和反应

II,已知起始时容器内压强为80kPa,lOmin后体系达到平衡状态，容器内压强变为lOOkPa。

①提高水蒸气平衡转化率的方法有(写两种不同的方法)。

②平衡时CO的分压P(CO)=kPa,平衡时水蒸气的转化率为%。

4.(2022•江西吉安・高三阶段练习)乙烯、丙烯是极为重要的石油化工原料，中国石化集团于2021年11月

17日宣布，我国已经实现“轻质原油裂解制乙烯、丙烯”工业化生产，此技术或大幅缩短生产流程、降低生

产成本、减排二氧化碳。

(1)已知裂解过程存在两个反应：

i.C3H8(g).CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)AH,=+156.6kJ-mor'

1

ii.C3Hs(g);­C3H6(g)+H2(g)AH2=+124.2kJmor

则C3H6(g).-C2H2(g)+CH4(g)AH=；下列措施最有可能提高丙烯产率的是(填标号)。

A.减小压强B.分离出H?

C.升高温度D.使用对丙烯高选择性的催化剂

(2)一定条件下，向某密闭容器中通入4moi的丁烷，控制适当条件使其发生如下反应：

C4H10(g).-C2H4(g)+C2H6(g)AH,测得丁烷的平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示：

U

f

a

」

①X表示(填“温度”或“压强”)，Y,丫式填，或，＜”),该反应为烙(填"增”或"减”)反应。

②A点对应的压强为以/%,若反应从开始到恰好达到平衡状态所用时间为5min,则

V(C4H10)=kPa-min此温度下平衡常数Kp=,A、B、C三点对应的平衡常数

Kp(A)、K"B)、K/C)的大小关系为。(J为用分压表示的平衡常数，分压=总压x物质的量分数)

5.(2022,湖北•高三阶段练习)为消除燃煤烟气中含有的SO?、NO,研究者提出若干烟气“脱硫”"脱硝'’的方

法。

【方法一】以NaClO作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”，将烟气中的SO?、NO转化为SO；、NO；。

(l)3(X)mL1.0mol-L-'NaClO溶液理论上最多能吸收标准状况下NO的体积为L。

(2)实验室利用模拟烟气(模拟烟气中SOZ和NO的物质的量之比为1:2)探究该方法“脱硫”“脱硝”的效果，一

定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图所示。

温度/(

①此方法“脱硫”"脱硝'’探究实验的最佳温度为;so2的脱除率高于NO,其原因除SO2的还原性比

NO强外，还可能是o

②50C时，吸收液中烟气转化生成的NO；和Cr的物质的量之比为。

(方法二】SCR技术(选择性催化还原氮氧化物)

研究表明，铁基催化剂在260~300℃范围内实现SCR技术的过程如图所示。

H*

NH,-»NH；

反应i

L-..AN0,（NH；）,U?2AN,、H,O、H'

O2反应1112、4,2反应iv22

NO»NO,

铁基催化剂

反应ii

(3)根据上述机理，H+在反应过程中的作用为；等物质的量的NH»NO在有氧条件下转化为N2的

总反应化学方程式为；

(4)若使用锯基催化剂(活性物质为MnOj代替铁基催化剂，烟气中含有的SO?会使催化剂失效而降低NO脱

除率，用化学方程式表示催化剂失效的原因：o

(5)向反应体系中添加NH4NO,可显著提高NO脱除率，原因是NO；与NO反应生成NO?和阴离子M；阴离子

M再与NH；发生反应转化为N,,则阴离子M为。

6.(2022•江苏南通•高三期中)H2s是石油化工行业尾气，是重要的氢源和硫源，工业上可以采取多种方式

处理。

⑴电化学循环法将H2s转化为H2s04和H2,其原理如图1所示。

①电极a上发生反应的电极反应式为o

②氧化过程中硫酸参与的反应为H2S+H2sO4=SO2f+Sj+2H20。不考虑物质和能量的损失，每处理1mol

H2S,理论上可制得H2的物质的量为。

(2)30℃时，T.F菌在酸性环境中处理天然气中的H2s的过程如图2所示。

图2

①该脱硫的过程可描述为。

②30℃时，T.F菌作用下，不同pH下Fe2+的氧化速率与pH的关系如图3所示。工业上选择pH在2.1进

行反应，其氧化速率最快，可能的原因是

(

I

f

L

a

稹

第

z

面

+

逆

(3)热解H2s获取氢源，原理是将H2s和CH4的混合气体导入石英管反应器热解，发生如下反应:

反应I.2H2s(g)2H2(g)+S2(g)；AH=+170kJ-mol'o

l

反应H.CH4(g)+S2(g).•CS2(g)+2H2(g)；AH=+64kJmol<,

V(H,S)

投料按体积之比率=2：I,并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H?和CSa体积分

数如下表:

温度/℃9501000105011001150

H2体积分数(％)0.51.53.65.58.5

CS2体积分数(％)0.00.00.10.41.8

V(HS)V(HS)

①在1000°C、常压下，若保持通入的H2s体积分数［2］不变，提高投料比2

V(H2S)+V(CH4)+V(N2)V(CH4)

H2s的转化率（填“增大”“减小”或“不变”）。

②实验测定，在950〜1150℃范围内（其他条件不变），S2（g）的体积分数随温度升高先增大而后减小，其原

因可能是o

7.（2022.河南.新安县第一高级中学高三开学考试）甲醛常温下为气态，易液化，极易溶于水，是一种重要

的化工原料。生产甲醛的原料是甲醇或甲烷。

(1)已知：i.CH30H(g).HCHO(g)+H2(g)AH=+85.7kJ/mol；

ii.H2(g)+102(g)=H2O(g)AH=-241.83kJ/molo

则CH30H(g)+102(g).HCHO(g)+H2Q(g)AH=kJ/mol。

（2）甲烷氧化制备甲醛的反应为CH4（g）+O2（g）.HCHO（g）+H2O（g）AH<0,该反应的速率方程可表示为：

v=kpm（CH4）pn（O2）,一定条件下测得甲烷和氧气分压对反应速率的影响如图甲、乙所示，贝I］m=

（3）甲烷氧化制备甲醛的副产物主要有CO、CO2,反应过程包含6部反应，如下图所示。

+0、____

一•"CH.W-〜HCHO

反应过程中并未检测到甲醵的存在，说明决定主反应速率的关键步骤是第步。

（4）在一定容积的密闭容器中加入某催化剂，按物质的量之比1：I投入甲烷和氧气，分别于不同温度下反应

相同时间，测得甲醛、CO的选择性及甲烷的转化率随温度的变化情况如下图所示。

甲霞的逃忏件

5506006MT/C

①低于650C时，随着温度的升高，甲烷的转化率增大的原因是。

②假定650℃时恰好为平衡状态，容器内总压强为pkpa,容器内含碳微粒只有CH4、CO、CO2、HCHO,则

该温度下甲醛的平衡产率为:CH4（g）+O2（g）=HCHO（g）+H2O（g）的平衡常数Kp=（用平衡分压

表示）。

③提出一条能提高甲醛产率的措施：o

8.（2022・湖南・雅礼中学高三阶段练习）“绿水青山就是金山银山”，研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡、

打造宜居环境有重要意义。

L氮氧化物可用氨催化吸收法除去，某同学采用以下装置或步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。

（1）实验室制备氨气的发生装置，可以选择下图装置中的（填标号）。

ABCD

（2）将上述收集到的NH,充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NON两端用夹子（、4

夹好）。在一定温度下按下图装置进行实验。

Z

①Z中盛有（填名称）；打开％,关闭储，NO?能够被N&还原，预期观察到Y装置中的现象是

②氨气与NO,反应的化学方程式为

II.原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于氮氧化物的脱除，过程中涉及的反应如下:

1

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH,=-114kJmoF

C(s)+O2(g)=CO2(g)△也=-393.5kJ-mor'

N2(g)+O2(g)=2NO(g)A%=+181kJ.moP'

C(N)-C2(CO)

若某反应的平衡常数表达式为K=22,请写出此反应的热化学方程式：一。

(3)2

C(NO2)

(4)rc时;存在如下平衡：N2O4(g).2NO2(g)o该反应正、逆反应速率与N2o,、NO?的浓度关系为

2NO

%=%正c(NqJ,va=v(2)(^^%是速率常数)，且ig%~igc(NqJ与电也~怆。302)的关系

如图所示：

一

假

安

M

一

44-2

②T七时，往刚性容器中充入一定量NO-平衡后测得c(NOj为0.01mol/L,则平衡时NO?的物质的量分

数为。平衡后喋=(用含a的表达式表示)。

9.(2022•山东省中学高三期中)研究氮、碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题:

w(NHJ或MHJ'mol

(1)已知氢气还原氮气合成氨低温下自发发生。若将Z.OmolN2和6.0molH2通入体积为1L的密闭容器中，分

别在T,和T2温度下进行反应。曲线A表示T?温度下n()的变化，曲线B表示工温度下n(NH?)的变化，T?

温度下反应到a点恰好达到平衡。

①温度工(填“或"=”下同)T2O1温度下恰好平衡时，曲线B上的点为b(m,n),则m⑵

n2；

②T?温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正)(填“或"=")v(逆)。

(2)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：

I.C(s)+H2O(g)；CO(g)+H2(g)A/7,=+131.3kJmor'K,

II.C(s)+2H2O(g).CO,(g)+2H2(g)AW2=+90.3kJmor'K2

1

III.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A//,=-41.0kJmorK,

三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示，则表示&、K,的曲线依次是、。

温度/(IO2C)

(3)CC>2在Cu-ZnO催化下，同时发生以下反应，是解决能源短缺的重要手段。

I.CO2(g)+3H2(g)CH,OH(g)+H2O(g)AH,<0

II.CO2(g)+H2(g)Wi>CO(g)+H2O(g)AH2>0

在容积不变的密闭容器中，保持温度不变，充入一定量的co?和H.起始及达平衡时，容器内各气体的物

质的量及总压强如下表所示：

CO2H2CH3OHcoH2O总压强/kPa

起始

/mol0.50.9000Po

平衡/mol0.3p

若容器内反应I、II均达到平衡时，P°=L4p,反应①的平衡常数(kPafo(用含p的式子表示,

分压=总压x气体物质的量分数)

10.(2022・湖南•宁乡一中高三期中)碳达峰和碳中和离不开千千万万化学工作者的工作。如果你也想为祖

国尽一份力，如下问题你应该能够解决：

(1)有研究指出，海洋是CO?吸收的最大贡献者，而全球温度升高使得cc)2大量从海水中解析出来，从而形

成恶性循环，因此有科学家指出，可以将CC>2通过管道运输到海底，关于这一举措，你认为下列相关说法

不正确的是。

A.C0?释放的位置越深，溶解得越多

B.C0?溶于海水的过程有化学键的变化

C.从平衡移动原理看，CO?不应该通在鲸落(海底鲸鱼尸体)附近

D.为了减少CO?排放，应该大力推广使用新能源，禁止使用化石能源

(2)以金属钉作催化剂，可以从空气中捕获C0?直接转化为甲醇，这是实现碳中和的一种技术，其转化原理

如图所示。

H

根据流程图，在该反应中，高