化学反应原理综合-2022届新高考化学一轮复习非选择题规范解题训练

2022届新高考化学一轮复习非选择题规范解题

训练

(3)化学反应原理综合

1.甲醇(C&OH)用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料•工业上合成甲醇大多采用碳的氧

化物加压催化加氢的方法。

回答下列问题：

(1)某温度下，测得CO(g)、Hz(g)和CH30H(g)的燃烧热(A//)分别为

-283kJ-moE\-285.8kJ-mol-1和-726.1U-mol-1则

CO(g)+2H2®UCH30H(g)AW=kJ.moL。

(2)工业上合成CH30H的同时会产生甲烷、乙醇等副产物，提高CH30H合成反应选择性的关键

条件是使用o

(3)在一个固定容积的密闭容器中加入2m01%和1molCO进行实验，测得CO的平衡转化率与温

度、压强的关系如图所示。

①图中压强0、R由大到小的顺序是，A、B、C三点平衡常数K从大到小

的关系是。

②B点平衡常数勺=用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算。分压总压X

气体的物质的量分数，写出计算式即可)。

③若要提高H2的平衡转化率，可采取的措施有(填标号)

A.压缩体积B.升高温度C.保持体积不变，加入氢气D.及时移出甲醇

(4)科学家利用太阳能将CO直接转化为CHQH(装置如图)，装置的外电路中，电子流向为

(填“AfB”或“B-A”)，B极的电极反应式为

质子交换膜

2.三氯氢硅(SiHOj是制备硅烷、多晶硅的重要原料。问答下列问题：

(1)SiHO,在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)?。等，写出该反应

的化学方程式：。

(2)SiHCl?在催化剂作用下发生反应：

1

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)AH,=48kJ-moP

-1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)AH2=-3OkJ-mol

1

则反应4SiHCh(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的AW为kJgmor。

(3)对于反应2SiHCl，(g)=SiH2cL(g)+SiCL(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K

和343K时SiHCl：的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343K时反应的平衡转化率a=%。平衡常数K343K=(保留2位小数)。

②在343K下：要提高SiHCh转化率，可采取的措施是:要缩短反

应达到平衡的时间，可采取的措施有

③比较〃、人处反应速率大小：匕,(填“大于”“小于”或“等于")%。反应速率

U=U正=左正扁0「々逆XSiHCi5，k正、攵逆分别为正、逆向反应速率常数，X为物质的量分数,

计算a处的拉=____________________(保留1位小数)。

v逆

3.多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：

I.硅粉与HC1在300℃时反应生成1molSiHCl?气体和H『放出225kJ热量，该反应的热化学

方程式为。SiHCh的电子式为o

II.将SiCl&氢化为SiHCl,有三种方法，对应的反应依次为：

①SiCL(g)+H2(g)WSiHCl3(g)+HCl(g)H,>0

©3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)«4SiHCl3(g)H2<0

③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)W3SiHCh(g)H3

(1)氢化过程中所需的高纯度Hz可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H2的电极名称

(填“阳极”或“阴极”)，该电极反应方程式为。

(2)已知体系自由能变VG=V〃-TVS,VG<0时反应自发进行。三个氢化反应的VG与温度的关

系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是:相同温度下，反应②比反应①的

VG小，主要原因是。

80

C

E40

都0

叁

-40

-80

回

2004006(X)800I000I200

温度产C

图1

不同温度下反应②中SiCl,转化率如图2所示。下列叙述正确的是（填序号）。

a.8点：%>%b.上：A点元点c.反应适宜温度：480~520℃

（4）反应③的V43=（用V修，V也表示）。温度升高，反应③的平衡常数

K（填“增大”“减小”或“不变”）。

（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl,、SiHCh和Si外，还有（填分

子式）。

4.CO在工业中的应用十分广泛。

（1）CO可以用来制备二甲醛（CHQCH，。

①CO(g)+2H2(g)=CHQH(g)\H[=-90.1kJgnoL

②2CH,OH(g)=CH,OCH,(g)+H2O(g)\H2=-24.5kJgnol'

写出由CO和H?直接合成二甲醛的热化学方程式：

（2）CO可通过变换反应制备H?。

已知CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)AW<0,830℃时K=l。

科学家研究了467°C、489℃时上述变换反应中CO和H2分压随时间的变化关系，如图所示。催

化剂为氧化铁，实验初始时体系中加入的pH,O和pCO相等、pCO2和pH,相等。

①由图中数据计算曲线b对应物质在30'90min内的平均速率v(b)=kPagjnin1。

②0分钟时，各曲线对应的值：曲线a,4.45；曲线b,2.90；曲线c,2.60；曲线d,0.85„300

分钟时，各曲线对应的值：曲线a,3.65；曲线b,3.90；曲线c,1.60；曲线d,1.65«计算489℃

起始时H2的物质的量分数是(计算结果保留三位有效数字)。

(3)如图是一种以一氧化碳和氢气混合气为燃料的电池的工作原理示意图:

电极A

用电器

•%1

.

■

%V

%I

格

普

修■

£)脱水)

C0]+H,0

A、B均为惰性电极。若通入的燃料气中CO和H2的物质的量比为1：1,则燃料电池的负极的电极

反应为:若用这种电池作电源电解饱和食盐水，当电解池阳极产的气体

在标准状况下的体积为11.2L时，则需消耗标准状况下的CO和Hz的总体积为

5.乙基叔丁基酸主要用作汽油添加剂，具有优良的抗爆性。工业上合成它的原理是：

C2H50H（g）+CH2=C（CH3）（异丁烯）（g）UC2H50c付氏）色）\Ho不同催化剂（分别用

CPC3表示）条件下，该反应过程中的能量变化如图1所示。

能量/(kJ•mol')

%

...............-....................L./

..............................鲁

3

/

CJI&H触/.­•■:S

暨二魄”;;•一••..X3

/竣

』

大

.............XSz

—*-a(32OJ)

CH.OQCHJjW

30(5400

反应过程

图I

回答下列问题：

（1）该反应的47=kJ.mol*«其他条件相同时，催化剂催化效果最好

的是（填“G”"C2»或“C?”）。已知C2H50H（g）、CH2=C（CH3）2（g）

的燃烧热分别为gkJ-mo「、akJ-mor',若要利用盖定律求上述反应的反应热，还需要知道的一

个数据是。

（2）某研究小组将2moic凡OH（g）、2moicH2=C（CH3）2（g）充入2L的恒容密闭容器中，在催化剂

作用下发生上述反应，测得相同时间段内，异丁烯（g）的转化率随温度变化的情况如图2所示。该

条件下最适宜的反应温度是。480K后异丁烯（g）的转化率降低的原因可

能有两种：;。

（3）向某恒容密闭容器中充入乙醇（g）和异丁烯（g）各1mol,控制适当的温度，采用合适的催化

剂使其发生上述反应，反应过程中异丁烯（g）的转化率随时间的变化如图3所示。己知开始时气体

总压为2x106pa。

①该温度下该反应的平衡常数勺=。（勺为以平衡分压表示的平衡常数,

分压=总压X物质的量分数）

②若测得贝正）=代正）•p（CHOH）.p[CHv（逆）=A（逆）•/7[CHOC（CH）J,其中

252=C（CH3）2],253

%（正）、口逆）分别为正、逆反应的速率常数，P为各组分的分压，则M点时

嘿=（保留1位小数）。

（4）乙醇燃料电池具有原料来源丰富、绿色环保等优点，写出用酸作电解质时负极的电极反应

式。

6.城市居民使用的管道气体燃料主要有天然气（主要成分是CHQ和煤气（主要成分是CO和H。,

还含有少量的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等气态嫌）。已知几种姓的性质如表所示。

标准生成热/（kJ・mo「）

名称标准状况下的状态

甲烷气体-75

正丁烷气体-125

丙烯气体20

回答下列问题：

（1）在标准大气压、一定温度下，由各种元素的最稳定单质生成单位物质的量（Imol）某纯物质

的反应热叫该物质的标准生成热，标准生成热可表示该物质相对能量的大小，结合上表中有关数据,

写出由正丁烷（g）裂解生成甲烷（g）和丙烯（g）的热化学方程式。

（2）工业上可由水煤气（主要成分为CO与H2）合成甲醇:：CO（g）+2H2（g）^CH,OH（g）»在一

体积可变的密闭容器中投入2molCO和4molH2,发生上述反应。实验测得平衡时CH30H（g）的

物质的量随温度、压强的变化如图1所示。

rt(CHOH)/mul

3正

反

应

速

率

①该反应在低温下能否自发进行？。（填“能”或“否”）。

②温度为673K,压强为小条件下，反应达平衡时H?的转化率为，压强心

③上述反应达到平衡后，乙时向容器中通入2mol氯气，t2时反应达到新平衡,请在图2中画出4~芍

及质之后正反应速率随时间t的变化关系。

④673K时，若在起始压强为外，体积为2L的恒容密闭容器中进行上述反应（起始投料量保持不

变)，达到平衡后容器压强变为0.75外，则该温度下该反应的平衡常数k=。图

3中B、C、D、E四点中能正确表示该反应的pK(pK=-lgK)与T的关系的点为.

•D

67377K

图3

2

⑤该反应的正、逆反应速率表达式有：viE=A:ll:-c(CO).c(H2),%=%.c(CHQH)(七、k逆为反

应速率常数，与温度有关，与浓度无关)。1889年，瑞典物理化学家阿仑尼乌斯根据实验结果，

提出了速率常数与温度关系的经验公式：k=Ae虎伙为速率常数；A为指前因子，为常数；e为

自然对数的底数：R为理想气体常数；7为热力学温度；耳为活化能］。在相同温度下，活化能

越大，速率常数越____________(填“大”或“小”)。当该反应达到平衡后，升高温度，笑的

k池

值(填“增大”“减小”或“不变”)。

7.H?S在很多领域都有重要应用。请回答下列问题：

(1)H2s与CO)在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)fCOS(g)+H2O(g)AH»

1

已知：i.COS(g)+H2(g)倜H2S(g)+CO(g)AH,=+7kJmoP

1

ii.CO(g)+H,O(g)CO2(g)+H2(g)\H2=-42kJmoP

①AH-kJgnor1。

②在一定温度下，将0.40molH2s与0.10molCO?充入2.0L的密闭容器中，发生上述反应，5s

后反应达到平衡，水蒸气的物质的量分数为2%,则0~5s内H2s的平均反应速率为.

③向10L容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)>1molH?(g)和1molH,O(g),进行i、ii

两个反应(假设该温度下H2s不分解)。其他条件不变时，随着温度升高，反应体系内C0的平衡

体积分数(填“增大”“减小”或“不变”)。若7；℃时，测得平衡时反应

体系中COS的物质的量为0.80mol,CO的平衡体积分数为5%,则该温度下，HQ(g)的平衡转化

率为（保留两位有效数字，下同），反应i的平衡常数为

____________________________________________________O

（2）H2s可用于除去废水中的金属离子。25℃时，0.1moljjiH4溶液的pH为；

25℃时，向含有0.020molj?Mi?+的废水中通入一定量H2s气体（忽略溶液体积变化），当溶

液的pH=5,HS-浓度为1.0xl（T4mol乩-时，Mn?+开始沉淀，则此温度下MnS的溶度积为

。（已知25℃时H2s的电离常数储=10x10",（2=7.0x10-6）

（3）工业上常采用吸收-电解联合法除去天然气中的HH，并将其转化为可回收利用的单质硫，其

装置如图所示。通电前，先通入一段时间含H2s的甲烷，使部分NaOH吸收H2s转化为Na?S；再接

通电源，继续通入含H2s的甲烷，并控制好通气速率。碳棒2上的电极反应式为

；右池中的c（NaOH）/c（Na2S）（填"增大”“基本

8.为更有效处理工业废气中的CO、NO、、SO2等，减少大气污染，科学家不断对相关反应进行研究。

回答下列问题：

（1）已知4co（g）+2NO2（g）u4CC）2（g）+N2（g）A，。

①该反应在低温下能自发进行，则（填“>”或“="）0。

②对于该反应，改变某一反应条件（温度刀>（），下列图象不正确的是（填序号）。

③一定温度下，在体积为3L的恒压密闭容器中，充入4moic0和2molNO?,发生上述反应，经

过一段时间后达到平衡状态，测得CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为。

（2）柴油车尾气中的碳烟（C）和NO,可通过某含钻催化剂催化消除。不同温度下，将模拟尾气

（成分如表所示）以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物（CO?、NrN。）与NO的相关数据

如图所示。

一

些6

弟oo.50

的

会3

加

g4

o.

啊o.|30

都o,20

3

花o.|1<

Co.

32180

。

-E丑-

1

丁

三O

遂

—50200250300350375400450

温度/七

模拟尾气'1体碳烟

NOHe

O2

物质的量/mol0.0250.59.475a

①375℃时，测得排出的气体中含0.45molO,和0.0525molCO,,则Y的化学式为。

②实验过程中采用NO模拟NO*,而不采用NO,的原因是。

（3）烟气中的SO,是主要的大气污染物，某研究小组对SO,的性质进行研究，并脱除烟气中的SO?。

①标准状况下，把SOz通入IL2mL水中制得饱和溶液，测得溶液pH=0.74。已知：标准状况下SO?

在水中的溶解度按体积比为1:67.2［即丫（凡0）:丫e02）=1:67.2］。已知饱和溶液中的SOz有|与

水反应生成H2so3，写出H2sO、的第一步电离方程式,H2sO：的第一步电离平衡常

数（已知IgL8^0.26,忽略第二步电离和溶液体积的变化，结果用科学计数

法表示，保留2位有效数字）。

②CIO?及NaClO2均是性能优良的脱硫剂，CIO,在酸性条件下稳定，在NaOH溶液中可歧化为

NaClO,和NaClO,。用CIO,进行单独脱除SO2实验时，测得SO?的脱除率随溶液pH的变化如图所

示。在溶液pH<7时，随着pH的增大，的稳定性降低，氧化性减弱，SO。的脱除率降低；在

溶液pH大于7.8时，随着pH的增大，SO,脱除率又开始升高，原因是。

99.970

99.965

99.96C

95O

99.

99.945

99.940

99.935

答案以及解析

1.答案：(1)-128.5

(2)合适的催化剂

_4_

(3)①。3>。2>n：Kc>KA>KB②F③AD

Pz

-+

(4)AfB；CO+4e+4H=CH3OH

解析：(1)由CO(g)、％(g)和CH30H(g)的燃烧热AH分别为_283kJ-molT、-285.8kJ-moL和

l1

-726.1kJmor，可得①CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AH,=-283kJ.moP；②

H2(g)+^O2(g)=H2O(1)AH2=-285.8kJ.molt；

3

1

③CH30H(g)+5O2(g)=CC>2(g)+2H2CKl)AW3=-726.1kJmoro根据盖斯定律，①+②X2-③可

得反应CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)的

\H=(-283kJ-mol-1)+2x(-285.8kJ-mol-')-(-726.IkJ-mol_1)=一128.5kJ•mol-1,,

(2)催化剂能够改变反应的活化能，即改变反应速率，故工业生产CH30H过程中，提高CHQH

合成反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(3)①由反应

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)A//=-128.5kJ-mor',可知该反应的正反应是气体分子数减小的反

应，增大压强平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强P3>P2>n；平衡常数只和

温度有关，对于放热反应，温度升高，平衡常数减小，故平衡常数从大到小的关系为Kc>KA>KB。

②根据题意列三段式如下：

CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

起始量/mol120

转化量/mol0.510.5

平衡量/mol0.510.5

③压缩体积，平衡正向移动，氢气平衡转化率增大，A正确；升高温度，平衡逆向移动，氢气的平

衡转化率减小，B错误；保持体积不变，加入氢气，氢气的平衡转化率减小，C错误；及时移出甲

醇，平衡正向移动，氢气的平衡转化率增大，D正确。

(4)观察装置图可知，A极发生氧化反应，氧元素失电子，电子经外电路由A极移向B极，B极

CO得电子发生还原反应生成甲醇，故B极的电极反应式为CO+4e-+4H+-CH3OH。

2.答案：(1)2SiHCl3+3H,O=(HSiO)2O+6HC1

(2)114

(3)①22；0.02②及时移去产物；改进催化剂；提高反应物压强(浓度)③大于；1.3

解析：(1)SiHCl.、遇潮气时发烟生成(HSiO)Q和IIC1,依据原子守恒可得反应的方程式为

2SiHCl3+3H2。=(HSiO)2O+6HC1。

(2)将已知两个反应命名为①②，依据盖斯定律，②+①X3得

AH=-30kJ/mol+3x48kJ/mol=+114kJ/mol

(3)①此反应为吸热反应，温度越高SiHCl：的转化率越高，则上方曲线为343K时的转化率图象,

由图象可得平衡时SiHCl，的转化率为22%,假设加入SiHCl,的浓度为1mol/L,平衡时转化率为22%,

生成SiH2c%的浓度为0.11mol/L,生成SiCL的浓度为0.11mol/L,剩余SiHCl、的浓度为0.78

c(SiCl4)c(SiH2Cl2)_0.11x0.11

mol/L,则平衡常数K*3K=«0.02。

2

c(SiHCl3)0.78x0.78

②在343K下，要提高SiHCh的转化率，可及时移出产物。③温度高反应速率大，a点温度高,

反应速率大；在343K时，反应达到平衡时%=",4]=

也”逆元SiH2c人逆X0.11

詈=0.1仔+0.7GB0.02,由图象可知，。点SiHCl,的转化率为20%,则SiHCI：的物质的量分数为

k逆

0.80,SiH,Cl,的物质的量分数为0.10,SiCl4的物质的量分数为0.10,则维="驾艾=1.3。

v逆0.12

300X：,、，、,

1

3答案:I.Si(s)+3HCl(g)----------SiHCl3(g)+H2(g)VH=-225kJgnoF；

：C1：

：ci：Si：Cl：

・・・•••

H

II.(1)阴极；2H2O+2e-=H2T+2OH或2H*+2e-=H2T

(2)1000℃；V“2导致反应②的VG小

(3)a、c

(4)V//2-VH,；减小

(5)HC1,H2

解析：IL(1)用惰性电极电解KOH溶液可得到氢气，产生氢气的电极反应为水得到电子生成氨气,

所以氢气在阴极上产生。

(2)反应自发进行的条件是VG〈0,由图像可知反应①能自发进行的最低温度是1000°C；反应

V//,>0,反应②V4〈0,由于V“2<VH1导致反应②的VG较小。

(3)反应②为放热反应，由图可推知IB点还没有达到平衡，所以在〉国，a正确；温度越高，反应

速率越大，所以A点的正反应速率小于E点的正反应速率，b错误；根据图像可推知在480~

520℃时，SiCl4的转化率较大，该反应放热，升温使平衡逆向；移动，不利于SiCl4的转化，所以

反应适宜温度为480~520℃,c正确。故选ac。

(4)根据盖斯定律，由反应②-反应①得反应③，所以V〃3=V"2-VH1；因为V，I>0,V42〈0,

所以V%<。，故升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数减小。

(5)在粗硅制备多晶硅过程中，可循环使用的物质有SiC14、SiHCl,,Si,HC1、凡。

4.答案：(1)2co(g)+4H2(g)=CH30cH3(g)+HQ(g)△，=—204.7kJgnoL

(2)①0.0057；(2)42.0%

(3)CO+H,-4e+2CO^=3CO2+H2O；11.2

解析：(1)根据盖斯定律：由①X2+②得

1

2CO(g)+4H2(g)=CH,OCH,(g)+H,O(g)\H=-204.7kJgnoP„

(2)①对应物质在30~90min内的压强变化为3.64kPa-3.30kPa=0.34kPa,

v(b)=—...........=0.0057kPagnin-o结合化学方程式可知，该反应为气体物质的量不变的反应，即

60min

反应前后气体压强不变。②a线(30^90min,压强变化为4.08kPa-3.80kPa=0.28kPa)、d线(30~90

min,压强变化为1.49kPa-1.21kPa=0.28kPa),a、d两线为同一组数据；同理b、c两线为同一

组数据。已知CO(g)+H2O(g)=CC>2(g)+H2(g)AW<0,830℃时K=l,说明温度由467℃升

高830"C时，平衡逆向移动，所以在467℃达平衡时，小的物质的量分数比C0的高，由此可

知a、b是氢气的变化曲线；又由该反应为放热反应，可知温度越低氢气的物质的量分数越高，所

以b是467℃凡的分压曲线，c是467℃C0的分压曲线，a是489℃通的分压曲线，d是489℃

C0的分压曲线。实验初始时体系中加入的?凡。和pCO相等、/02和0也相等，所以489℃起

4.45kPa

始时H。的物质的量分数=42.0%。

(4.45+0.85)x2kPa

(3)因为CO和H?的物质的量比为1：1,燃料电池的正极反应为O2+2CC)2+4e-=2CO：-,故用

总反应：CO+H2+O2=CO,+H2O减正极反应可得负极反应为

CO+H,-4e-+2CO；-=3CO,+H2O；由电子守恒可知：在标准状况下，消耗气体总体积为11.2L。

5.答案:(1)-4a；C,；C?H50c(CH3%(g)的燃烧热

(2)480K；正反应放热，温度升高，平衡向左移动；温度过高导致催化剂催化活性降低，反应速

率降低

(3)©2xlO-5Pa**05.3

+

(4)C2H5OH-12e*+3H2O=2CO2T+12H

解析：(1)由题图1可知，反应物的总能量为5“kJ-moL,生成物的总能量为akJ-mo「，故该

反应的=由题图1知，使用C,作催化剂时，活化能最小，故C,的催化效果最好。

由盖斯定律知，若乙基叔丁基酸(g)的燃烧热己知，则表示CJLPMg)、CH2=C(CH)(g)燃烧

热的热化学方程式之和减去表示乙基叔丁基酸(g)燃烧热的热化学方程式可得题给反应的热化学

方程式。

(2)由题图2知，温度为480K时，在相同时间段内异丁烯(g)的转化率最高，故温度为480K

时最适宜。当温度高于480K后，相同时间段内异丁烯(g)转化率降低了，原因可能是该反应的

正反应放热，温度升高，平衡向左移动，还可能是温度过高导致催化剂催化活性降低，反应速率降

低。

(3)①由题干信息、题图可列式求出平衡时混合气体共1.2mol,同温同体积时，气体的压强之

比等于物质的量之比，则平衡时总压p(平)=1.2xl()6pa

65s

p(C2H5OH)=/?[CH2=C(CH3),]=—xl.2xlOPa=2xlOPa,p[C2H50c(C%),}8x10Pa,

P[C2H5OC(CH3)3]

=2x105Pa-'

p(C2H5OH)p[CH2=C(CH3)2]

②因反应达平衡时v（正）=丫（逆）

A:(jE).p(C2H5OH).p[CH2=C(CH3)2]=A:(B«p[C2H5OC(CH3)3],则

M正)PFC,H5OC(CH,)J

T匕]「二八1=4=2xIO。pa-i。根据题图3可列式求出M点时，

M逆)p(C2H5OH)p[CH2=C(CH3)2]

55

/?(C2H3OH)-p[CH2=C(CH3),]=4xlOPa,/?[C2H5OC(CH3)3]=6x10Pa,

火正)_■正)PCHQH).P[CH2=C(CHJJI6x吁

_rPa_530

两一西P[C2H5OC(CH3),]6^O-

（4）乙醇在负极上放电，用酸作电解质时，C元素转化为CO2,故负极的电极反应式为

+

C2H5OH-12e+3H2O=2CO2T+12H„

6.答案：(1)C4H“)(正丁烷,g)=CH4(g)+C3H6(丙烯,g)A”=+70kJ.mo尸或

CH3-CH2-CH2-C&(g)=CH4(g)+CH3-CH=CH2(g)A/7=+70kJ-moL

(2)①能②40%；>

正

反

应

速

©-率

，t

2时间t

④0.384；C、D⑤小;减小

解析：（1）正丁烷（g）裂解生成甲烷（g）和丙烯的热化学方程式为

C4Ho(正丁烷,g)=CH式g)+GH„(丙烯,g)

AH=-75kJ-mol1+20kJ-mol'-（-125kJ•mol"'）=+70kJ-mol1

（2）①由题图1知，同一压强下，随着温度升高，平衡时“（CHQH）逐渐减小，说明升温使平衡

逆向移动，则该反应为放热反应，A〃<0,又因为该反应为气体分子数减小的反应，A5<0,反

应能自发进行的条件是△GuAH-TTScO,所以该反应在低温下能自发进行。②由题图1知温度

为673K,压强为“条件下，反应达平衡时〃(CHQH)=0.8mol,可列出三段式:

CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

起始量2mol4mol0

转化量0.8mol1.6mol0.8mol

平衡量1.2mol2.4mol0.8mol

反应达平衡时H?的转化率为40%；温度一定时，用条件下，反应达平衡时，“(CHQH)较大，又

该反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，所以③反应达到平衡后A

时向容器中通入2mol氨气，因容器容积可变，相当于反应体系减压，反应速率减慢，平衡逆向移

动，据此作图。④设此条件下，反应达平衡时，参加反应的C0为jimol,可列出三段式：

CO(g)+2凡但)UCHQH(g)

起始量2mol4mol0

转化量jrmol2jrnoljmol

平衡量(2-x)mol(4-2x)molAmol

容器容积不变，则气体的总物质的量和压强呈正比，由此可知解得x=0.75,则

6-2x0.75p2

平衡时CO、HrCH30H(g)三种物质的物质的量分别为1.25mo量2.5mol、0.75mol,此时容器

容积为2L,根据平衡常数表达式，代入数据，可得673K时该反应的平衡常数K=0.384；由上述

分析可知，该反应的AH<0,随着温度的升高，K值减小，则pK增大。⑤温度相同时，在无=Ae急

中，只有且是变量，且越大，上越小；当该反应达到平衡时，叫=",可推出》=K,升高温

k逆

度，平衡逆向移动，K减小，则组的值减小。

k逆

7.答案：(1)①+35；②0.OOlmol^JgiT；③增大；5.0%；0.044

(2)4；1.4x10-6

(3)S2--2e-=S；基本不变

解析：(1)①根据盖斯定律，由-(反应i+反应ii)可得，

H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)A/7=+35kJmo『。②利用"三段式”可求得5s时H2s的

转化量为0.01mol,则0~5s内H2s的平均反应速率为0.01mol+(2.0L)+(5s)=0.001mol乩一$7。

③反应i为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大，反应ii为放热反应，

升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大。综上可知，其他条件不变，升高温度，CO

的平衡体积分数增大。设7；℃下，反应达平衡时，COS(g)转化了xmol,H?O(g)转化了)，mol,

则有：

COS(g)+H2(g)/H2s(g)+CO(g)

起始量/mol1100

转化量/molXXXX

平衡量/mol\-x\-xXX

CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)

起始量/molX10\-x

转化量/molyyyy

平衡量/molx-yl-yyl-x+y

由题给信息可知，1一x=0.80,兰^xl00%=5%,解得x=0.20,y=0.05,故HQ(g)的平衡转

化率为2x100%=5.0%。7；℃下，反应i的平衡常数为螫些=巨。0.044。

I0.80x0.8568

(2)设25℃时0.Imol乩।H2s溶液中氢离子浓度是xmo®T,根据H?S/H++HS-,可知

2

%=1x10-72斤解得x=lxl()T,所以pll=4。根据&2=c(H")gcS-)/c(HS。，可求得pH=5,

c(HS)=1.0xl0-4mol^1H;J-,c(S2-)=7.0xl014mol^1,当&=/时，MnS开始沉淀，所以

K*(MnS)=c(Mn2+)g?(S2-)=0.020x7.0xl0-14=1.4x10'\

(3)碳棒1为阴极，电极反应式为2HQ+2e-=H2T+20氏；碳棒2为阳极，电极反应式为

S2--2e-=S；左池中生成的OH透过阴离子交换膜进入右池