2024湖南化学高考复习十一 化学反应速率与化学平衡 (一)

专题十一化学反应速率与化学平衡

五年高考

A组本地区高考题

考点1化学反应速率

（2022湖南,14,4分）（双选）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反

应:2X（g）+Y（g）=Z（g）AH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如

图所示。下列说法正确的是（）

A.AH>0

B.气体的总物质的量:na<nc

C.a点平衡常数:K>12

D.反应速率:Va正<Vb正

答案BC

考点2化学平衡化学反应的方向

1.（2021湖南,11,4分）（双选）已知:A（g）+2B（g）L3c（g）AH<0,向T亘温恒容的密闭容器中充入1molA和

3molB发生反应,置时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态II,正反应速率随时

间的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A.容器内压强不变，表明反应达到平衡

B.t2时改变的条件:向容器中加入C

c.平衡时A的体积分数（p：（p（n）><p（I）

D.平衡常数

答案BC

2.（2021湖南,16,14分）氨气中氢含量局），是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方

法由氨气得到氨气。

方法I.氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键N=NH—HN—H

键能E/

946436.0390.8

(kj-mol1)

在一定温度下，利用催化剂将分解为用和回答下列问题:

NH3H2O

⑴反应2N%(g)=Nz(g)+3H2(g)AH=kJ-moH;

⑵已知该反应的AS=198.9rmol-LKH在下列哪些温度下反应能自发进行?（填标号）；

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

⑶某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密

闭容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

①若保持容器体积不变,ti时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0〜t】时间内的反应速率v（Hz）=

mo卜L-Lmin-i（用含ti的代数式表示）;

②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线

是（用图中a、b、c、d表示），理由是_

___>

③在该温度下，反应的标准平衡常数K«=［已知:分压=总压x该组分物质的量分数，对于反应

h

dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g)祖=?)2,其中pe=100kPa,pc、PH、PD、PE为各组分的平衡分

倒•陶

压］。

方法n.氨电解法制氢气

利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。

KOH溶液KOH溶液

(4)电解过程中0H•的移动方向为(填"从左往右"或"从右往左")；

(5)阳极的电极反应式为。

答案⑴+90.8(2)CD(3)①带②b体积压缩一半瞬间,N2压强变大(为80kPa)该反应为气体

分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,N2的分压随着平衡逆向移动而变小(3)0.48(4)从右往左

!

(5)2NH3-6e-+6OH--N2+6H2O

3.(2020课标1.28,14分)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化

钿催化剂__

氧化:$。2闾+/2闾-------*SO3(g)AH=-98kJ-moH。回答下列问题：

⑴钢催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5⑸与SO2(g)反应生成V0S04⑸和V2CU(s)的热化学

方程式为。

V2O4(s)+SO,(g)

-FfA%=-24kJ-niol'1

号

+SO3(g)lV：O5(s)+SO2(g)2.5MPa

A〃产一399kJ,mol-1

对

Foso0.8001--------------------------

反应过程’400450500550600

t/V.

(2)当S02(g)、02(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa

和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率a随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的

a=，判断的依据是

影响a的因素有

⑶将组成(物质的量分数)为2m%S02(g)、m%O2回和q%N2(g)的气体通入反应器,在温度t、压强p

条件下进行反应。平衡时，若S02转化率为a,则S03压强为，平衡常数

(以分压表示，分压=总压x物质的量分数)。

(4)研究表明,S02催化氧化的反应速率方程为：

ct

v=k(—

式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;a为S02平衡转化率为某时刻S02转化率,n为常数。在

a'=0.90时，将一系列温度下的k、a值代入上述速率方程得到v〜t曲线，如图(c)所示。

图©

曲线上V最大值所对应温度称为该“下反应的最适宜温度tmot<tm时,V逐渐提高;t>tm后,V逐渐下降。

原因o

答案(l)2V2O5(s)+2SO2(g)===2VOSO4(S)+V2O4(S)AH=-351kj-moli

(2)0.975该反应气体分子数减少，增大压强,a提高。5.0MPa>2.5MPa=p&所以pi=5.0MPa温度、

压强和反应物的起始浓度(组成)

1P(La)】“瀛而p严

(4)升高温度,k增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。t<tm时,k增大对v的提高大于a引起的降

低;t>tm后,k增大对v的提高小于a引起的降低

4.(2019课标1,28,14分)水煤气变换［CO(g)+H2O(g)——CC)2(g)+H2(g)］是重要的化工过程,主要用于合成

氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

(l)Shibata曾做过下列实验:①使纯出缓慢地通过处于7210c下的过量氧化钻CoO(s),氧化钻部分被还

原为金属钻Co(s),平衡后气体中以的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s),平

衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO填"大于"或"小于")。

(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和以0他)混合,采用适当的催化剂进行反应，则平衡时

体系中巴的物质的量分数为(填标号)。

A.<0.25B.0.25C.0.25-0.50

D.0.50E.>0.50

(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其

中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

(

A

J2

后1用u'

嘏!\/\

玄O

R一'，'送'议:经

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过

((3,过.®

『

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EO0

渡

0渡OOH

OZZ+=

态

XH态+

Z+X+

X+3

+.—.2Z0

0'H+H

3J++x

OIH・XX+

+O3+

U.+C

O每

・OA

0H3

3OU)0

+3

C

J:

可知水煤气变换的AH0（填"大于""等于"或"小于"）。该历程中最大能垒（活化能）£正=_

eV,写出该步骤的化学方程式。

（4）Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和比分压随时间变化关系（如下图所示）,催化剂

为氧化铁,实验初始时体系中的P&0和Pco相等、Pc。?和Ph相等。

计算曲线a的反应在30-90min内的平均速率讥a）=kPa-min1,467℃时和Pco随时间变

化关系的曲线分别是、。489℃时pH?和Pco随时间变化关系的曲线分别

是、。

答案⑴大于(2)C(3)小于2.02COOH-+H*+H2O*^=COOH*+2H*+OH*(或H20*=^H*+OH*)

(4)0.0047bcad

考点3化学平衡常数及其相关计算

1.（2023湖南,13,3分）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的比0,发生反应:CH/gHHzOlgJui

CO（g）+3H2（g）。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=^]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错

误的是（）

A.XI<X2

B.反应速率:VbIE<Vc正

C.点a、b、c对应的平衡常数:凡<网=(

D.反应温度为『，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

答案B

2.(2023湖南,16,14分)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。

I.苯乙烯的制备

(1)已知下列反应的热化学方程式：

①C6H5c2H5(g)+?O2(g)—8CO2(g)+5H2O(g)AH1=-4386.9kj-mol-i

②C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)^8CO2(g)+4H2O(g)AH2=-4263.1kj-moli

==1

@H2（g）+102（g）^H2O（g）AH3=-241.8kj-mol

计算反应④C6H5c2H5（g）=C6H5CH=CH2（g）+H2（g）的AH4=kjmol-i;

(2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%,欲将平衡

转化率提高至75%,需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；

(3)在913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气、Fe2()3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下

两个副反应：

⑤C6Hse2H5(g)=C6H6(g)+CH2=CH2(g)

⑥C6H5c2H5(g)+Hz(g)LC6H5cH3(g)+CH"g)

转化为目的产物所消耗乙苯的量

以上反应体系中,芳香煌产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性s(s=：,X100%)随乙苯

已转化的乙苯总量

转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是，理由

是；

(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是;

A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构

B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率

C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能

D.改变Fe2(h颗粒大小不影响反应速率

H.苯乙烯的聚合

苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(I)的配合物促进C6H5cH2X(引发剂,X表示卤

素)生成自由基C6H5cH2,实现苯乙烯可控聚合。

(5)引发剂C6H5cH2d、C6H5cHzBr、C6H5cH中活性最高的是;

(6)室温下，①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数

为Kspo由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数

关系均为最简整数比)。

答案(1)+118(2)5(3)甲苯随着反应④进行,(出)增大,导致反应⑥速率加快，甲苯的选择性提高

(4)BD(5)C6H5cH2l(6)K-Ksp

3.(2022湖南,16,13分)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:

(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C⑸和1mol以0值),起始压强为0.2MPa时，发

生下列反应生成水煤气：

:±1

I.C(s)+H2O(g)^CO(g)+H2(g)AHi=+131.4kj-mol

II.COCgJ+HzOfg)^^CO2(g)+H2(g)AH2=-41.1kJ-moH

①下列说法正确的是；

A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C.平衡时七的体积分数可能大于,

D.将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时,以0也)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol0此时，整个体系(填"吸收"或

"放出")热量kJ,反应I的平衡常数Kp=(以分压表示，分压=总压x物质的量分数)。

(2)一种脱除和利用水煤气中C02方法的示意图如下:

溶液

吸收塔再生塔

水蒸气

电极m玻赢1就

质子交换膜

①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的C02后,c(CO幻:c(HCO3)=12则该溶液的pH=

(该温度下H2c03的(『4.6x10-7,(2=5.OxlO-11);

②再生塔中产生C02的离子方程式为;

③利用电化学原理，将C02电催化还原为C2H4,阴极反应式为.

答案⑴①BD②吸收31.20.02

（2）①1002HCO3-CO1-+CO2T+H2O

③2co2+12e+12H+===C2H4+4H2O

4.（2018课标1,28,15分）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到

广泛应用。回答下列问题：

（1）1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银彳导到N2O5,该反应的氧化产物是一种气体，其分子式

为.

（2）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时用。5值）分解反应：

2N2O5（g）-*4NO2（g）+O2（g）

2N2O4(g)

［

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示t=8

时,N2O5（g）完全分解］:

t/min040801602601300170000

p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

①已知：2M。5@^=2N2O4(g)+O2(g)

AHi=-4.4kj-mol1

2NO2(g)~N2O4(g)

AH2=-55.3kj-mol-i

:

则反应N2O5(g)==2NOz(g)+gO2(g)的AH=kj-mol-io

②研究表明,N2O5®分解的反应速率v=2xl0-3xpN2O5（kPa・min-i）。t=62min时测得体系中p02=2.9

kPa厕此时的「电05=kPa,v=kPa-min1.

③若提高反应温度至35℃,则N2O5®完全分解后体系压强P8（35℃）63.1kPa（填"大

于“"等于”或"小于”），原因是O

@25C时W0心）一2N（Mg）反应的平衡常数Kp=kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果

保留1位小数）。

（3）对于反应2N2O5（g）—>4NO2（g）+O2（g）,R.A.Ogg提出如下反应历程:

第一步N2O5—NO2+NO3快速平衡

第二步NO2+NO3—>NO+NO2+O2慢反应

第三步快反应

NO+NOs--2NO2

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是（填标号）。

A.v（第一步的逆反应）＞v（第二步反应）

B.反应的中间产物只有N03

C.第二步中NO?与N03的碰撞仅部分有效

D.第三步反应活化能较高

答案⑴。2（2）①53.1②30.06.0x10-2③大于温度提高，体积不变,总压强提高;NO?二聚为放

热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高④13.4（3）AC

5.（2016课标1.27,15分）元素铭（Cr）在溶液中主要以前3+（蓝紫色）、Cr（0H）4（绿色）、C0O打橙红色）、

CrO式黄色）等形式存在。Cr（OH）3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题：

（l）Cr3+与AR+的化学性质相似。在Cr2（SO4）3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象

是0

⑵CrO浮口SO歹在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol-L-1的NazCrO,溶液中4必。幻随

c（H+）的变化如图所示。

1.02.03.04.05.06.0

c(H*)/(10-7mol-L-1)

①用离子方程式表示NazCrCU溶液中的转化反应

②由图可知，溶液酸性增大,CrO孑的平衡转化率(填"增大""减小"或"不变")。根据A

点数据，计算出该转化反应的平衡常数为。

③升高温度,溶液中CrO孑的平衡转化率减小，则该反应的AH0(填"大于""小于"或"等

于")。

(3)在化学分析中采用KzCrO,为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中6,利用Ag+与CrO亍生成砖红色

沉淀指示到达滴定终点。当溶液中C1-恰好沉淀完全(浓度等于1.0x10-5mo卜L-i)时,溶液中c(Ag+)为_

moll」,此时溶液中c(CrO力等于mo卜口(已知Ag2CrO4sAgCl的Kp分别为2.0xl(H2和

2.0x10-1。)。

(4)+6价铝的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的C^O歹还原成CM,该反应的离子方程式

为O

答案(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液

(2)①2CrO孑+2^^="Cr2O^+H2O②增大l.OxlO^③小于

(3)2.0x10-55.0x10-3

+；

(4)Cr2O^+3HSO3+5H==2Cr3++3SO彳+4%0

6.(2015课标1,28,15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：

(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnOz和HzSO%即可得至！］5该反应的还

原产物为。

(2)上述浓缩液中主要含有卜、C1等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀

时，溶液中需为o已知Ksp(AgCl)=1.8xlOio,Ksp(AgI)=8.5xlO17。

(3)已知反应2HI(g)—H2(g)+Iz(g)的AH=+11kJ-molMmol以但)、1molL(g)分子中化学键断裂时

分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molH1(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。

(4)Bodensteins研究了下列反应：

2Hl(g)=H2(g)+L(g)

在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

t/min020406080120

x(HI)10.910.850.8150.7950.784

x(HI)00.600.730.7730.7800.784

①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为。

②上述反应中，正反应速率为V正=1＜正x2(HI),逆反应速率为v逆=1＜逆x(H2)x02),其中k正、k逆为速率常

数则k逆为(以K和k正表示)。若k正=0.0027min」,在t=40min时,v正=min1.,

③由上述实验数据计算得到vIE~X(H1)和v逆〜X(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应

重新达到平衡，相应的点分别为(填字母)。

答案(l)MnSC)4(或MM+)(2)4.7x10。(3)299

8

⑷①”:黑；°②卜正"1.95x10-3③A、E

7.(2014课标1,28,15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下

歹U问题：

(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H50so3用,再水解生成乙醇。写出相应反

应的化学方程式________________

⑵已知：

甲醇脱水反应2cH30H(g)—CH30cH3(g)+H2O(g)AHi=-23.9kj-mol-i

甲醇制烯煌反应2cH30H(g)—C2H/g)+2H2O(g)AH2-29.1kj-mol-i

乙醇异构化反应C2H50H(g)—CH30cH3(g)AH3=+50.7kj-mol-i

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)—C2HsOH(g)的AH=kj-mol」。与间接水合法相

比，气相直接水合法的优点是。

(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中如20：八2%=1：1)。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数）。

②图中压强（Pl、P2、P3、P4）的大小顺序为，理由

是o

③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃、压强6.9

MPa,nH2o=nc2H4=0.6：l.乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度

和压强外,还可以采取的措施有、O

答案（1）C2H4+H2s04^C2H50so3H、

C2H50so3H+H2O_C2H5OH+H2sO,

（2J-45.5污染小、腐蚀性小等

20%np

⑶①对（?’5,二）=2n-20%/=20X1807°07（MPa尸

J<>2J

Ip（C2H4）p（H2O）（80%”）280x7.85MPa'

\2n-2Q%n）

②P1<P2<P3<P4反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高

③将产物乙醇液化移去增加葭“：叫H,比

B组其他地区高考题

考点1化学反应速率

1.（2021浙江6月选考,20,2分）一定温度下，在N205的四氯化碳溶液（100mL）中发生分解反应：2用051

4NO2+O2。在不同时刻测量放出的02体积,换算成N2O5浓度如下表：

t/s06001200171022202820X

C(NO5)/

21.400.960.660.480.350.240.12

(mol-L1)

下列说法正确的是（）

A.600-1200s,生成NO2的平均速率为5.0x10-4mol-L-i-s-i

B.反应2220s时,放出的体积为11.8L（标准状况）

C.反应达到平衡时,V正（N2（）5）=2V逆（NO2）

D.推测上表中的x为3930

答案D

2.（2020海南,16,10分）作为一种绿色消毒剂,H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应:七。2。）

—H2O（l）+jO2（g）AH=-98kj-mol-iK=2.88xlQ2o

回答下列问题：

（1）%02的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用出。2对传染病房喷洒消毒

时，地板上有气泡冒出，该气体是o

（2）纯出。2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口粕网催化下,比。2剧烈分解:

出。他）+第2闾,放出大量气体，驱动火箭升空。每消耗34gH2。2,理论上（填"放出"或"吸

收"）热量98kJ（填"大于""小于"或"等于"）。

（3）纯H2O2相对稳定，实验表明在54°C下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,原因是H2O2分解反应的—

（填编号）。

a.AH比较小b.K不够大

c.速率比较小d.活化能比较大

（4）向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液，即有气泡快速逸出，反应中MM+起作用。某组实

验数据如下：

t/min01020304050

C(HO2)/

20.700.490.350.250.170.12

mol-L1

0-30minH2O2反应的平均速率v=mol-Lnmin1

0（）

0一s-o

（5用2。2的一种衍生物K2s2。8,阴离子结构式为（°-0其中性溶液加热至沸后，溶液pH降

低，用离子方程式表明原因:

答案（1）02（或氧气）（2）放出小于（3）cd（4）催化剂0.015（5）2S2O1-+2H2O—

4H++4so彳+。21

考点2化学平衡化学反应的方向

1.（2023山东,14,4分）（双选）一定条件下化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:

/）UZOOCCF3

N°0

0+灯火。人工山迫6—>

ETFAAF

（）ZCOCF30、

+AA

O-CF3CO2HUCF3

CHTFAA

已知反应初始E的浓度为0.10mol-L-i,TFAA的浓度为0.08molLL部分物种的浓度随时间的变化关系

如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是（）

A.ti时刻，体系中有E存在

B.t2时刻，体系中无F存在

C.E和TFAA反应生成F的活化能很小

D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol-L-i

答案AC

2.（2021辽宁,11,3分）某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X（s）-Y⑸+Z（g）,一段时间后

达到平衡。下列说法错误的是（）

A.升高温度若c（Z）增大，则AH>0

B.加入一定量Z,达新平衡后m（Y）减小

C,加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c（Z）增大

D.加入一定量氮气，平衡不移动

答案C

3.（2021江苏,14,3分）NH3与。2作用分别生成N2、N0、用0的反应均为放热反应。工业尾气中NH3可通

过催化氧化为此除去。将一定比例N%、。2和用的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应

24t成（明）

管,NH3的转化率、用的选择性［一^^xlOO%］与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（）

n总转化3典）

S

3

N

一

友

三

二

三

A.其他条件不变，升高温度,NH3的平衡转化率增大

B.其他条件不变，在175〜300℃范围，随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大

C.催化氧化除去尾气中的N%应选择反应温度高于250℃

D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和用选择性高的催化剂

答案D

4.(2020天津,12,3分)已知[Co(HzO)6]2+呈粉红色[CoChp-呈蓝色,[ZnCkp-为无色。现将CoCk溶于水加入

浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：

2+i2

[Co(H20)6]+4Cl^=[CoC14]-+6H20AH

用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：

，①置于冰水浴中--------

|蓝色溶液得②加水稀释粉红色

③加少量ZnCU固体溶液

以下结论和解释正确的是()

A.等物质的量的网(比0)沪和[CoClJ中。键数之比为3：2

B.由实验①可推知AH<0

C.实验②是由于c(HzO)增大，导致平衡逆向移动

D由实验③可知配离子的稳定性[ZnCkPKCoCkP

答案D

5.(2023浙江1月选考,19,10分)"碳达峰碳中和"是我国社会发展重大战略之一,CH4还原C02是实现"双

碳"经济的有效途径之一,相关的主要反应有：

i

I:CH4(g)+CO2(g)^=2co(g)+2Hz(g)AHi=+247kJ-mol-i.Ki

±

H:CO2(g)+H2(g)^=CO(g)+H2O(g)AH2=+41kJmol-i,K2

请回答：

(1)有利于提高C02平衡转化率的条件是o

A低温低压

B.低温高压

C.高温低压

(2)反应CH4(g)+3CO2(g)i4co闾+2比0(。的AH=kJ-mol-i,K=(用KR表示)。

(3)恒压、750°C时,C6和C02按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现C02

高效转化。

CO+He

①下列说法正确的是O

A.Fe3CU可循环利用,CaO不可循环利用

B.过程ii,CaO吸收C02可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移

C.过程ii产生的H20最终未被CaO吸收,在过程皿被排出

D.相比于反应I，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多

②过程ii平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程皿,结合平衡移动原理，解释CO物

质的量上升的原因O

（4JCH4还原能力（R）可衡量C02转化效率1^=阿（：02）/阿（：144）侗一时段内C02与CH,的物质的量变化

量之比）。

①常压下CH4和C02按物质的量之比1：3投料，某一时段内CH,和CO2的转化率随温度变化如图L请

在图2中画出400~1000℃之间R的变化趋势,并标明1000℃时R值。

•(400.2.1)

400600800I000

温度/七图1温度/弋图2

②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:

期/℃480500520550

CH”转化率/%7.911.520.234.8

R2.62.42.11.8

下列说法不乏碉的是O

A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应II的速率

B.温度越低，含氢产物中H20占比越高

C.温度升高,CH4转化率增加,C02转化率降低,R值减小

D.改变催化剂提高CHU转化率,R值不一定增大

答案（1）C（2）+329KrM

（3）①BC②通入He,CaCO3分解平衡正移，导致喘增大，促进Fe还原C02平衡正移

(4)①

②C

考点3化学平衡常数及其相关计算

1.（2019江苏单科15.4分）（双选）在恒压、NO和。2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温

度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变

化）。下列说法正确的是（）

温度/%

A.反应ZNOIgHOz®:==2NO2(g)的AH>0

B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C图中Y点所示条件下，增加02的浓度不能提高NO转化率

D.380℃下,c起始（02）=5.0X1（Hmol-L^NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000

答案BD

2.（2023新课标,29,15分）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:

⑴根据图1数据计算反应例2（8）+1142®=NH3（g）的AH=kj-mol1.

(I)Nz(g)+*LNz*

i

N(g)+3II(g)(ii)N2*+*=F=2N-

76(

1E(Hi)Hzg+=H2.

旨ENH(g)+2H(g)

•(IV)H2'+<=?="2H"

区N(g)+匏(g)

NH2(g)+H(g)i,

淄(V)N'+H"*=NH+,

B

29

/2新在2回?

N%(g)

（…）NHJ=NH3（g）+，

图1能量转换关系图2反应机理

（2）研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行（，表示催化剂表面吸附位,电表示被吸

附于催化剂表面的NJ判断上述反应机理中，速率控制步骤（即速率最慢步骤）为（填步骤前的标

号）,理由是0

（3）合成氨催化剂前驱体（主要成分为Fe3。。使用前经上还原，生成a-Fe包裹的Fe304o已知a-Fe属于

立方晶系，晶胞参数a=287pm,密度为7.8g-cm，则a-Fe晶胞中含有Fe的原子数为（列出计

算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。

（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。其中

一种进料组成为孙广075、孙广。25另一种为税=0,675、xN2=0.225.xAr=0.10o（物质i的摩尔分

数:Xi=ni/n总)

①图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是。

②进料组成中含有惰性气体Ar的图是。

③图3中，当pz=20MPa、XNH3=0.20时，氮气的转化率a=。该温度时反应

NH3（g）的平衡常数Kp=MPa」（化为最简式）。

答案（1）-45

（2）ii1个N2*分子变为2个N，的能垒最大，反应最慢，为速率控制步骤（由分子中2N键能大，解离为N原子所需能量最

多）

(3)7.8X(287X101°)3XNA

56

(4)①Pl、P2、P3/PI<P2Vp3正反应是气体分子数减小的反应,同温下，压强越大平衡转化率越大/NH3越大②图4

cV3

③33.3%—

30

3.(2022全国乙,28,14分)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以

利用。回答下列问题：

(1)已知下列反应的热化学方程式：

①2H2s(g)+3C)2(g)-2SO2(g)+2H2O(g)AHi=-l036kj-moli

②4H2s（g）+2SO2（g）-3S2（g）+4H2O（g）AH2=94kj-moli

③2H2（g）+O2（g）^2H20（g）AH3=-484kj-mol-i

计算H2S热分解反应④2H2s(g)—S2(g)+2H2(g)的AH4=kJ-moH。

(2)较普遍采用的H2s处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应

④高温热分解H2SO相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是，缺点

是O

⑶在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)：n(Ar)=l：4的混合气进行H2s热分解反应。平衡时混合

气中H2s与H2的分压相等,H2S平衡转化率为，平衡常数Kp=kPa。

(4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H2S)：n(Ar)分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的HzS-Ar混

合气，热分解反应过程中H2s转化率随时间的变化如下图所示。

①n(H2S)：n(Ar)越小,H2s平衡转化率_，理由是。

@n(H2S)：n(Ar)=l：9对应图中曲线，计算其在0〜01s之间,H2s分压的平均变化率为

kPa-s4o

答案(1)+170(2)高温热分解能够获得HzHz可作燃料，且副产物少能耗高(3)50%4.76

(4)①越高(或越大)H2s的热分解反应为气体分子数增大的反应，恒压条件下，不断充入Ar,导致H2s的

分压降低，相当于减压，平衡正向移动,H2s的平衡转化率升高②d24.9

4.（2021湖北,19,14分）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制

备。

反应I（直接脱氢）:c3H8（g）—C3H6（g）+H2（g）AH1=+125kJ-moH

反应II（氧化脱氢）:C3H8（g）+取2（g）=C3H6（g）+H2O（g）AH2=-118kj-mol-i

⑴已知键能:E（C—H）=416kJmol-i,E（H—H）=436由此计算生成1mol碳碳n键放出的能量为一

kJ。

（2）对于反应I,总压恒定为100kPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体（用不参与反应），从平衡

移动的角度判断，达到平衡后"通入用"的作用是；在温度为Ti

时,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示，计算「时反应I的平衡常

数K>=_______kPa（以分压表示，分压=总压x物质的量分数，保留一位小数）。