高考化学真题分项汇编34

电题分城江娜/

专观42化学女夜速率与平衡弥合冏题

1.(2021•全国乙卷真题)一氯化碘(IC1)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作

有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(2)氯钳酸领(BaPtCL)固体加热时部分分解为BaCU、Pt和Cl”376.8℃时平衡常数E.OxlO,Pa?-,在

一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCk，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8C,

碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa,贝!]p©=kPa,反应

2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=(列出计算式即可)。

(3)McMorris测定和计算了在136〜180℃范围内下列反应的平衡常数Kp%

得到lgK「：和坨与〜(均为线性关系，如下图所示：

①由图可知，NOC1分解为NO和Cl?反应的AH0(填“大于”或“小于”)

②反应21cl(g)=C"(g)+1*)的K=(用Kp/、L表示)：该反应的AH0(填“大于”或“小

于")，写出推理过程

【答案】■

100X(20X103-12.4X103)

(2)24.8

(24.8xl03)2

(3)①大于②KpjKp?大于设T'>T，即由图可知:

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T')-lgKpl(T)|-lgKp(T)-lgKpl(T>J：

lg[Kp2(T').Kpl(T')]>1g[Kp2(T)-Kpl(T)；即k(T)>k(T),因此该反应正反应为吸热反应，即AH大于0

【解析】•

(2)由题意玻376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应：BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g),

C12(g)+b(g)021cl(g)。BaPtJ⑸WBaC12(s)+Pt-⑸+2C12(g)的平衡常数Kp=1.0xl04pa2，则平衡时

p2(C12尸1.0xl()4pa2,平衡时p(Cb尸lOOPa,设到达平衡时b(g)的分压减小pkPa,则

Cl2(g)+I2(g)^2ICl(g)

开始/(kPa)20.00

十八"、c,376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa,贝|0.1+20.0+p=32.5,

变化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

解得p=12.4,则平衡时P©=2pkPa=2xl2.4kPa=24.8kPa；则平衡时，L(g)的分压为

333

(20.0-p)kPa=(20x10-12.4x10)Pa,pICi=24.8kPa=24.8xl0Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反应

100X(20X103-12.4X103

2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=——>----------*——

(24.8X103)

(3)①结合图可知，温度越高，3越小，IgKpz越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡

2NOCl(g)U2NO(g)+CU(g)正向移动，则NOC1分解为NO和Cl?反应的大于0；

②1.2NO(g)+2ICl(g)U2NOCl(g)+I2(g)Kpl-

II.2NOCl(g)U2NO(g)+Cl2(g)Kp2.

I+lM*ICl(g)=CU(g)+l2(g),则21cl(g)=CU(g)+l2(g皿K=J「Kp2；该反应的AH大于0；推理过程如

下：设T'>「，即由图可知：炮鼻(巧一炮写(。>悔。(巧一场仁曰)|=映仁]。一/1<*巧则：

1

lg[Kp2(T)-Kpl(T')]>lg[Kp2(T)-Kpl(T)；即k(T»k(T),因此该反应正反应为吸热反应，即AH大于0；

2.(2021•全国甲卷真题)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：

(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CC»2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为

X(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3(DH)〜p、在p=5xl()5pa下的x(CH3()H)〜t如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=；

②图中对应等压过程的曲线是,判断的理由是_______；

③当x(CH30H)=0.10时，CO?的平衡转化率a=,反应条件可能为_或

【答案】■

MHzObMCHQH)

(2)①②b总反应AHO,升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变

"(fQpg)

小③33.3%5xl()5pa,210℃9xl05Pa,250℃

【解析】•

(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO?(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g).,因此利用各物质的平衡分

压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=〃\\J,故答案为：:口、0；、。

P(H2),p(CC)2)P(H2),p(CO2)

②该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3(DH)将减小，因此图中对应等压过程的

曲线是b,故答案为：b；总反应A//<0,升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小。

3H2(g)+CO2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)

…起始(mol)3100

③设起始〃(CO2尸Imol,尸3mol,则任人/.，当平衡时

枝K4moiJ3xxxx

平衡(mol)3-3x1-xxx

x(CH30H)=0.10时，(3_3x)+(i_x)+x+x=°」'解得x=gmol,平衡时CO2的转化率

11

a=§m°i=33.3%；由图可知，满足平衡时x(CH30H)=0.10的条件有：5xlO5Pa,210℃或9xl()5pa,

X1Uv/0

Imol

250℃,故答案为：33.3%；5xlO5Pa,210℃；9xlO5Pa,250℃»

3.(20216浙江真题)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：•

(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO?•:

Cu(s)+2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-moL。判断该反应的自发性并说明理由

1

(2)已知2sO2(g)+C>2(g)^^2SO3(g)AH=-198kJmoro850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量

的SO?和GJ?，当反应达到平衡后测得SO?、。②和SO3的浓度分别为6.0x10-3moll-、S.OxlO^mol.U1

和4.4xlO-2mol-L-1»

①该温度下反应的平衡常数为。•

②平衡时SO?.的转化率为。

(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。•

①下列说法正确的是

A.须采用高温高压的反应条件使SO?,氧化为SC>3

B.进入接触室之前的气流无需净化处理，

C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO?•的转化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1〜4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是

A.a[一>b]B.b1—>a2C.a,—>b2D.b2—>a3E.a3—>b3F.b3—>a4G.a4—>b4

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画

出反应2s0式8）+。25）=2$048）的转化率与最适宜温度（曲线1）、平衡转化率与温度（曲线II）的

关系曲线示意图（标明曲线I、II）-

（4）一定条件下，在Na?S-H2sO,-凡。?,溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体

系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其

中的2个离子方程式。

I.S2-+H+=HS^

II.®;-

-

III.HS+H2O2+H+=SJ+2H2O；

IV.②…

【答案】•

（1）不同温度下都能自发，是因为AH<0,AS>0

（2）①6.7x103moL1988%

100r--------------------------------------------------1

转

①②③化

(3)CBDF率

%

温度

++

（4）HS+4H2O2=SO4+4H2O+H-S+3H2O2=SOt+2H2O+2H

【解析】•

（1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO?,的反应为

1

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO,(g)+2H,O(1)AH=-1l^kJ-moP,由于该反应AH<0、A5>0,

因此该反应在任何温度下都能自发进行。

(2)①根据题中所给的数据可以求出该温度下2sO2(g)+C>2(g)W2s。3(4•的平衡常数为

_C2(SO)________(4.4xlO-2mol-V1)2

K331

216.7xl0mor-L.

C(SO2)C(O2)(6.0xl0^mol-L'Jx8.0xl0^mol.E

________4.4xl()—2mol-LT

x100%=88%；

②平衡时s。2的转化率为,即黑京产°°%=6.0xlO-3mol-L-1+4.4x102mol-L1

(3)①A.在常压下SO?催化氧化为SO3的反应中，SO2的转化率已经很高，工业上有采用高压的反应条

件，A说法不正确；

B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒，B说法不正确;

C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡

2SO2(g)+O2(g)^2SO3(g)•向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SO?的转化率；

D.S&与水反应放出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收St2，反应放出的热量会使硫酸形成酸

雾从而影响5。3被水吸收导致S&的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收5。3，

D说法不正确。

综上所述，相关说法正确的是C；■

②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂接触，化学反

应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO?的转化率基本不变，因此，图2所示进程中表

小热交换过程的是43电、久一色、t>3-a4,因此选BDF；

③对于放热的可逆反应2so2(g)+O2(g)=2sO3(g),该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应

的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO?的转化率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催

化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反

应速率逐渐减小，SO?•的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升高，SO2的平衡

转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学

平衡状态，故在相应温度下SO2的转化率低于其平衡转化率。因此，反应2so2能)+。2能)02503他)的

转化率与最适宜温度(曲线I)、平衡转化率与温度(曲线H)的关系曲线示意图可表示如下:

(4)由pH-时间振荡曲线可知，在Na?S-H2sO4-H2O2溶液体系中，溶液的pH呈先增大后减小的周期性

变化，同时观察到体系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化，硫化钠与硫酸反应生成HS1S2-+H+=HS-,

+

HS-+4H2O=SO^+4H2O+H,该过程溶液的pH基本不变，溶液保持澄清；溶液变浑浊时HS.

被H?C>2氧化为S、即发生HS-+H2O2+H+=SJ+2H2。，该过程溶液的pH增大；溶液又变澄清时S又

被HQ2氧化为SOj,发生S+3H+2H2O+2H+,该过程溶液的pH在减小。因此可以推测该

过程中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2+H+=HS-、

++

HS+4H2O2=SO^+4H2O+H\HS-+H2O2+H=S^+2H2O、S+3H2O2=SOj+2H2O+2H。

4.(2020•山东高考真题)探究CH30H合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH30H的产率。以CCh、

H2为原料合成CH30H涉及的主要反应如下：

I.CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)AH1=—49.5kJ.moL

II.CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)AH2=-90.4kJ-mor'

HI.CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)-AH3

回答下列问题：

1

(1)AH3=kJ-moro

(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时,

容器中CH30H(g)为amol,CO为bmol,此时H2()(g)的浓度为mol-L」(用含a、b、V的代

数式表示，下同)，反应III的平衡常数为

(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2尸1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH30H的平衡产率随温

度的变化关系如下图所示。,

〃(co,)F柏一〃(co2)近隔

已知：C02的平衡转化率=——牛「——"X100%.

〃(也)初始

77(CH3OH)

CHOH的平衡产率=-、+.X100%-

3〃(C5)初始

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图(填“甲”或"乙”)；压强Pl、P2、P3由大到小的顺序为

；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是

(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH30H的平衡产率，应选择的反应条件为(填标号)。,

A.低温、高压B.高温、低压C.低温、低压D.高温、高压，

a+bb(a+b)

【答案】(1)+40.9(2)---二；不(3)乙pi、p2、3Ti时以反应III为主，反应III

V(l-a-b)(3-3a-b)P

前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响(4)A

【解析】■

(1).根据反应1-11=111,则3V△Hi-A%-49.5kJ-molT-(-90.4kJ-moH)=+40.9kJ-mol'h■

(2).假设反应II中，CO反应了xmol,则II生成的CH30H为xmol,I生成的CH30H为(a-x)mol,III生

,用旭后CO(g)+3H(g)-CHOH(g)+HO(g)

成CO为(b+x)mol,根据反应I：2232,反应II：

a-x3(a-x)a-xa-x

8©+2H式g)UCHQH(g),反应皿：82©+4@=8@+凡。口,所以平衡时水的物质

x2xxb+xb+xb+xb+x

的量为(a-x)mol+(b+x)mol=(a+b)mob浓度为:®=汇也mol工”;平衡时CO?的物质的量为

VLV

1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol,H2的物质的量为3mo1-3(a-x)mol-2x-(b+x)mo1=(3-3a-b)mol,CO的

物质的量为bmol,水的物质的量为(a+b)moL则反应HI的平衡常数为：

_b_X/_a+b

VV_bx(a+b)

1-a-b3-3a-b(l-a-b)x(3-3a-b)

x

VV

(3).反应I和II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH30H的平衡产率减少，所以图甲表示CH30H

的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应I和n为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C02

的平衡转化率降低，反应HI为吸热反应，升高温度反应ni向正反应方向移动，升高一定温度后以反

应ni为主，CO2的平衡转化率又升高，所以图乙表示CO2的平衡转化率；压强增大，反应I和n是气

体体积减小的反应，反应I和II平衡正向移动，反应III气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大CH30H

的平衡产率增大，根据图所以压强关系为：pi>p2>P3；温度升高，反应I和II平衡逆向移动，反应ni

向正反应方向移动，所以Ti温度时，三条曲线交与一点的原因为：Ti时以反应ni为主，反应ni前后

分子数相等，压强改变对平衡没有影响；•

(4).根据图示可知，温度越低，C02的平衡转化率越大，CH30H的平衡产率越大，压强越大，CO2的平衡

转化率越大，CH30H的平衡产率越大，所以选择低温和高压，答案选A。•

5.(2020•全国高考真题)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：

(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比"(C2H4)"(H2。尸o当反应达

到平衡时，若增大压强，则"(C2H4)(填“变大”“变小”或“不变”)。,

(2)理论计算表明，原料初始组成“(C02)：〃32)=1：3,在体系压强为O.IMPa,反应达到平衡时，四种组

分的物质的量分数x随温度7的变化如图所示。

图中，表示C2H4、C02变化的曲线分别是、=C02催化加氢合成C2H4反应的AH0(填“大

于”或“小于”)。•

(3)根据图中点A(440K,0.39),计算该温度时反应的平衡常数&=(MPa)-3(列出计算式。以分

压表示，分压=总压x物质的量分数)。-

(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烧。一定温度和压

强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当

4

g0.39

【答案】(1)1：4变大(2)dc小于(3)--------r或--------晨—等(4)选择合

40-0393o.S^xC0^39)20-1

3

适催化剂等

【解析】•

(1)CO2催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2co2+6H2UCH2=CH2+4H2O,因此，该

反应中产物的物质的量之比”(C2H4)：〃(H2O)=1：4O由于该反应是气体分子数减少的反应，当反应达

到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，"(C2H4)变大…

(2)由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和

a所表示的物质的物质的量分数之比为1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4,则结合化学

计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d,表示二氧化碳变化曲线的是c。由图中曲线的变化趋

势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应,

AH小于Oo

（3）原料初始组成〃（C02）：〃（H2）=1：3,在体系压强为O.IMpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，

039

氢气和水的物质的量分数均为0.39,则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即一，二氧化碳的物

4

039

质的量分数为氢气的三分之一，即二一,，因此，该温度下反应的平衡常数

3

0.394X—

K_4*191

（4）工业上通常通过选择合适的催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少

副反应的发生。因此，一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化

剂。•

6.（2020•全国高考真题）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

氧化：S02（g）+；O2（g）机催化剂>S03（g）AH=-98kJ.moL。回答下列问题：

（1）机催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2C）5（S）与S02（g）反应生成V0S04（S）和丫2。心）的热化学方程

式为：______

（2）当S02（g）、O2®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随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的a=,

判断的依据是o影响a的因素有

（3）将组成（物质的量分数）为2m%SO2（g）、m%O2（g）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SO2转化率为a,则SO3压强为,平衡常数Kp=（以

分压表示，分压=总压x物质的量分数）。•

（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k（4-l）08（l-na'）o式中：k为反应速率常数，随温度

a

t升高而增大；a为SO2平衡转化率，a为某时刻SO2转化率，n为常数。在棺=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，如图所示。

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

因是…

【答案】（1）2V2O5（s）+2SO2（g）U2VOSO4（s）+V2O4（s）AH=-351kJ-mol-1（2）0.975该反应气体分子数

减少，增大压强，a提高。所以，该反应在550℃、压强为5.0MPa>2.5MPa=a的，所以？i=5.0MPa反

a

2map

应物(N2和02)的起始浓度(组成)、温度、压强(3)I05（4）升

100-ma（1-a）15mp

10Q-ma

高温度，左增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。当k增大对v的提高大于a引起的降低;

当简，左增大对v的提高小于a引起的降低

【解析】

(1)由题中信息可知：•

①SO2（g）+gO2（g）US03（g）\H=-98kJmoE

1

②V2O4（s）+SO3（g）^V2O5（s）+S02（g）AZ/2=^kJmol-

③V2O4（s）+2s03（g）U2Vos04（s）AHi=-399kJmol1

根据盖斯定律可知，③-②/2得2V2O5(S)+2s02(g)U2VOSO4(S)+V2O心)，则

11x1

AHI-2AH2=(-399kJmol)-(-24kJ-mol)2=-SSlkJ-mol,所以该反应的热化学方程式为：2V2O5⑸+

1

2so2(g)U2VOSO4(S)+V2O4(S)NH=-351kJ-mol-；-

(2)S02(g)+—O2(g)^SO3(g),该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以使化学平衡向

正反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越大，所以，该反应在550℃、

压强为5.0MPa条件下，SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5MPa的，因止匕，p=5.0MPa,

由图中数据可知，a=0.975。影响a的因素就是影响化学平衡移动的因素，主要有反应物(冲和。2)的

浓度、温度、压强等。

(3)假设原气体的物质的量为100mo1,则SO2、。2和N2的物质的量分别为2mmol、mmol和qmoL

2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡转化率为a,则有下列关系：•

平衡时气体的总物质的量为n(总)=2m(l-a)+m(l-a)+2mamol+qmol,贝ljSO3的物质的量分数为

n(SO)2mcrmol.....2ma.._.

,.3x1°%=-—―rzr—~-x1004=——xlOO/no/该反应在

n(总)2m—+—+2mamol+qmol100-mcr0

恒压容器中进行，因此，SO3的分压p(SO3)=2nl叼,〃(SO2)=2m(l-a)J双(工尸,

100-ma100-ma100-ma

在该条件下，SO2(g)+1o2(g)^2SO3(g)的

2map

.(SO?)=________100-ma__________________%________

，(SO2)xp°，(Q)2m(l-tz)p.mp『0

100-m(z、100一ma,1100-ma)

(4)由于该反应是放热反应，温度升高后a降低。由题中信息可知，v=k-〃a),升高温度,

发增大使V逐渐提高，但a降低使V逐渐下降。当k增大对V的提高大于a引起的降低；当Afm,

先增大对v的提高小于a引起的降低。

7.(2020•浙江高考真题)研究N(X之间的转化具有重要意义。

(1)已知：N2O4(g)2NO2(g)AH>0将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为Tio

①下列可以作为反应达到平衡的判据是

A.气体的压强不变B.VI(N2O4)=2VS(NO2)C.K不变D.容器内气体的密

度不变E.容器内颜色不变・

②ti时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)

U2NO2(g)的平衡常数Kp=(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量

浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp,如p(B)=p-x(B),p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的

物质的量分数)。

③反应温度T1时，C(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0〜t2时段，C(NO2)随t变化曲线。保持其它条

件不变，改变反应温度为T2(T2>T1),再次画出0〜t2时段，C(N02)随t变化趋势的曲线O

(2)NO氧化反应：2NO(g)+O2(g尸2NC)2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。

I2NO(g)=N2O2(g)AHi

IIN2O2(g)+O2(g)^2NO2(g)AH2

①决定NO氧化反应速率的步骤是(填“I”或“II")。・

②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和02气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和

T4(T4>T3),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO,在温度(填叮/或"TL)

下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因。・

GO

T0.1

O

EQo8

&O6

③0.

【答案】(1)①AEo4(2)①n②T4AH1<O,温

o2

O1

hh

度升局，反应I平衡逆移，C(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应II速率的影响

【解析】•

(1)①A、该反应是一个气体体积减小的反应，气体的压强不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学

平衡状态，故正确；

B、V正(N2O4)=2v逆(NO2)说明正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，故错误；•

C、温度不变，化学平衡常数K不变，则K不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；•

D、由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变，则密度不变不

能说明反应达到化学平衡状态，故错误；•

E、容器内颜色不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确；•

AE正确，故答案为：AE；-

②设起始N2O4的物质的量为Imol,由题给数据建立如下三段式：

由三段式数据可知N2O4的平衡分压为"㈣xp=«，NO2的平衡分压为:$“血冲=生,则平衡常数

U5mol7U5mol7

(%

一—胆，故36p

£77

7

③由图可知，ti时反应消耗N2O4的浓度为(0.04—0.01)mol/L,由方程式可得反应生成NO2的浓度为0.03

mol/Lx2=0.06mol/L；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，NCh的浓度增大，贝！I0〜

t2时段，NC>2的浓度C(N02)随t变化趋势的曲线为故答案为:

0hb

(2)①由图可知，反应I的活化能小于反应II的活化能，活化能越大，反应速率越慢，则化学反应速率反

应I快于反应II，化学反应取决于反应速率较慢的一步，则决定NO氧化反应速率的步骤是反应II,

故答案为：II；•

②由图可知，转化相同量的NO,在温度T4下消耗的时间较长，原因是反应I为放热反应，温度升高，反

应I平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应n速率的影响，导致转化相同量的NO,

在温度较高的T4下消耗的时间较长，故答案为：T*反应I为放热反应，温度升高，反应I平衡逆移,

C(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应H速率的影响；,

8.(2019•全国高考真题)水煤气变换［CO(g)+H2O(g)=CO2(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：

(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钻CoO(s),氧化钻部分被还

原为金属钻(Co),平衡后气体中H2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0.0192o

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是COH2(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H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡

时体系中H2的物质的量分数为(填标号)。•

A.<0.25B.0.25C.0.25~0.50D.0.50E.>0.50

(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2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PH2O和Pco相等、尸82和尸H2相等。"

计算曲线a的反应在30-90min内的平均速率；(a)=kPamin'o467℃时尸H2和尸co随时间变化

关系的曲线分别是、。489℃时PH2和尸co随时间变化关系的曲线分别是

、O

【答案】(1)大于(2)C(4)0,0047bead

【解析】•

(1)也还原氧化钻的方程式为：H2(g)+CoO(s)=00(8)+H2O(g)；CO还原氧化钻的方程式为：CO(g)+

n(H2)

CoO(s)：Co(s)+CO2(g),平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数(高于CO

n(H2)+n(H2O)

n(CO)

还原体系中co的物质的量分数),故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2；

n(CO)+n(CO2)

(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，可设其物质的量为Imol,则・

n(HJxmolx

则平衡时体系中Hz的物质的量分数=昔2=[。一x)+(l-x)+x+x]m°l=5'因该反应为可逆反应'故x<L

可假设二者的还原倾向相等，则x=0.5,由(1)可知CO的还原倾向大于H2,所以CO更易转化为H2,

故x>0.5,由此可判断最终平衡时体系中H2的物质的量分数介于0.25〜0.50,故答案为C；

(4)由图可知，30-90min内a曲线对应物质的分压变化量Ap=()kPa=0.28kPa,故曲线a的反应在30〜90

min内的平均速率G(a尸丝丝曳=0.0047kPaminl由(2)中分析得出H2的物质的量分数介于

60min

0.25-0.5,CO的物质的量分数介于0-0.25,即H2的分压始终高于CO的分压，据此可将图分成两部分:

由此可知，a、b表示的是H2的分压，c、d表示的是CO的分压，该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆

向移动，CO分压增加，比分压降低，故467℃时尸H2和尸co随时间变化关系的曲线分别是b、c；489℃

时PH2和Pco随时间变化关系的曲线分别是a、do-

9.(2016•上海高考真题)随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重

点。，

完成下列填空：,

(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：

CO(g)+4H(g)-」包一KCH4(g)+2HO(g)

2252

已知H2的体积分数随温度升高而增加。•

若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不

变，，).

V正V逆平衡常数K转化率a

(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表:

1-111

[CO2]/molL[H2]/molL[CH^/mol-L-^OJ/mol-L

平衡Iabcd

平衡nmnXy

a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。-

（3）碳酸：H2co3,K“=4.3xl0-7,Ki2=5.6xl0-n

草酸：H2c2O4,Kn=5.9xl0-2,Ki2=6.4xl0-5

0.1mol/LNa2cCh溶液的pH0.1mol/LNa2c2O4溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于"）■

等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是。・

若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是。（选填编

号）•

a.[H+]>[HC2O4-]>[HCOr]>[CO32-]

22

B.[HCO3]>[HC2O4]>[C2O4]>[CO3]

c.[H+]>[HC2O4]>[C2O42]>[CO32]

D.[H2CO3]>[HCO3]>[HC2O4]>[CO32]

+

（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+HCOv-——H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血

液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。

【答案】（1）-

平衡常数

v正V逆转化率a

K

增大增大减小减小

cd~_xy2

(2)

ab14mn4

（3）大于；草酸；ac-

（4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变；当少量碱性

物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。（合理即给分）•

【解析】-

（1）H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升

高温度正逆反应速率均增大，平衡逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。

cd"xv2

(2)相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为不=一%

abmn

(3