专题09 第27题 化学反应原理大综合（强化训练）-2021年高考化学三轮冲刺复习（教师版含解析）

专题09第27题化学反应原理大综合（强化训练）

1.工业上用N2和H2合成NH3"N2+3H2U2NH3+Q”（反应条件略）。请回答下列问题：

（1）在实际化工生产中，为提高NH3的产率，可以采取的措施有（写两个）：,o

（2）氨气与酸反应得到钱盐，某（NHQ2SO4水溶液的pH=5,原因是溶液中存在平衡（用离子方程

式表示），该反应对水的电离平衡起到作用（填“促进”“抑制”或“无影响”）。（NH4）2SO4溶液中的离

子浓度由大到小的顺序为o

（3）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验

结果如图所示：（图中T表示温度，”表示起始时H2物质的量）

①图像中八和八的关系是：72/（填“>”“<”"=”或“无法确定”）。

②在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最大的是（填字母）。

③若容器容积为2L,b点对应的〃=0.15mol,测得平衡时H2、Na的转化率均为60%,则平衡时N2的物质的

量浓度为mol/Lo

+

【答案】增加氮气的投入量将生成的氨气降温液化及时移出NH>H2O^NH3-H2O+H促进

c（NH；）>c（SO：）>c（H+）>c（OH）<c0.01

【分析】

要提高NH.的产率，需要使平衡正向移动，据此分析解答；NH；水解导致硫酸镀溶液显酸性，据此分析解

答；合成氨的反应为放热反应，温度升高,化学平衡向着吸热方向移动，当氮气和氢气的物质的量之比为1:3

时达平衡状态时氨的百分含量最大，判断起始加入N2的物质的量，结合H2、N2的转化率均为60%分析解

答。

【详解】

（1）工业上的合成氨的反应是气体物质的量减小的放热反应，在实际化工生产中，为提高NH3的产率，可以

采取的措施有：增加氮气的投入量；将生成的氨气降温液化及时移出，故答案为：增加氮气的投入量；将

生成的氨气降温液化及时移出：

(2)NH；水解导致硫酸镀溶液显酸性，水解的方程式为NH：+H2O=NH”H2O+H+；盐类的水解促进水的电离;

水解后(NHQ2SO4水溶液的pH=5,溶液中的离子浓度由大到小的顺序为c(NH；)>c(SO：)>c(H+)>c(OH),

故答案为：NH；+H2OUNH3・H2O+H+；促进；c(NH；)>c(SO：)>c(H+)>c(OH)；

(3)①合成氨的反应为放热反应，温度升高，化学平衡向着吸热方向移动，从力到了2反应体系中氨气的百分

数增加，故故答案为：<；

②b点代表平衡状态，c点表示又加入了氢气，平衡向右移动，氮气的转化率增大，因此反应物N2的转化

率最大的是c,故答案为：c；

③当氮气和氢气的物质的量之比为1：3时达平衡状态时氨的百分含量最大，平衡点时产物的产率最大，根

据图示，当起始氧气的物质的量为0.15mol时氨的含量最大，故起始加入N2的物质的量为0.05mol,测得平

衡时H2、N2的转化率均为60%,则平衡时氮气的浓度是竺网史9^^=0.01mol/L,故答案为：0.01。

2L

2.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005

年下降40%〜50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

⑴研究表明CCh和出在催化剂存在下可发生反应生成CH3OHO己知部分反应的热化学方程式如下：

3,

1

CH30H(g)+-O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AWi=akJ«mol

H2(g)+；O2(g)=H2O(l)A42=bkJ«mol-'

H2O(g)=H2O(l)Aft=ckJ«mol-1

则CO2(g)+3H2(g)af珍CH3OH(g)+H2O(g)\H=_kJ・mOL

(2)为研究CCh与CO之间的转化，让一定量的CCh与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：

C(s)+C02(g)峰专2co(g)A”，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数(<p(CO)%)的影响如图所示。

100

<p(CO)/%

80

60

40

20

0

30050070090011001300

温度/t

回答下列问题:

①压强Pl、P2、P3的大小关系是Ka、Kb、Kc为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是一。

②900℃、1.0MPa时，足量碳与amolCCh反应达平衡后,CO2的转化率为—（保留三位有效数字）,该反应

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）。

⑶以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2。4为催化剂，可以将C02和CH4直接转化成乙酸,

CO2（g）+CH4（g）灌为CH3coOH（g）。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250〜

300C时，乙酸的生成速率降低的主要原因是一»

△

乙

酸

的

生

成

速

率

反应温度汽：

【答案】3b-a-cpi<p2<p3Ka=Kb<Kc66.7%3.2MPa催化剂的催化效率降低

【详解】

3

1

(1)已知：①CH30H(g).-O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)A//1=akJ•mol

@H2(g)+—0?(g)=H20(1)A//2=bkJ.mol-1

③H：iO(g)=H2O(l)△H?=ckJ,mol-1

则根据盖斯定律，将②x3-①-②，整理可得：CCh(g)+3H2(g)峰@CHsOH(g)+H2O(g)AH=(3b-a-c)kJ/mol；

(2)①反应C(s)+CO2(g)峰？2co(g)的正反应是气体体积增大的反应，在温度不变时，增大压强，化学平衡

逆向移动，导致CO的体积分数减小.根据图象可知，在压强pi、p?、P3时CO的含量的大小关系是：Pl>

P2>P3»说明压强大小关系为：P1<P2<P3；

对于确定的化学反应，化学平衡常数只与温度有关，而与压强无关。根据图象可知反应温度：a=b<c,a、b

两点温度相同，则K“=心；在压强不变都是p3时，升高温度，CO的含量增大，说明升高温度，化学平衡正

向移动，因此化学平衡常数增大K>Kb,故a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是K产Kb<K；

②根据图象可知：在温度为90()℃,压强为1.0MPa时，CO的含量是80%,足量碳与amolCCh反应，假设

CO2的转化率为x,则达平衡后，CO?的物质的量为〃(CC)2)=a(l-x)mol,〃(CO)=2axmol,则

2ax2

--=80%,解得x=-=66.7%,故达到平衡后CO2的转化率为66.7%；

a(l-x)+2ax3

2174

根据上述计算可知，反应达到平衡后CO2的转化率为—.平衡时n(CO2)=—amol；n(CO)=2x—amol=-amol,

3333

在容器的容积不变时，气体的物质的量的比等于压强之比，则平衡时各种气体的分压

14

p(CO2)--xl.0MPa=0.2MPa；p(CO)=-xl.0MPa=0.8MPa,故该反应的平衡常数

082

Kp=^MPa=3.2MPa：

0.2

(3)温度升高，化学反应速率加快，导致乙酸生成速率加快。在温度为250~300℃时，催化剂的催化效率降

低，所以乙酸的生成速率降低。

3.CCh制甲醇是极具前景的资源化研究领域。CCh制甲醇有多种方法，其中CCh催化加氢的主要反应是：

I.CO2(g)+3H2(g)@il]CH3OH(g)+H2O(g)△//l=-49.4kJ/mol

II.CO2(g)+H2(g)@il]CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ/mol

回答下列问题：

(l)CO(g)+2H2(g)@丽CH30H(g)△%=kJ/mol。

⑵已知反应I的速率方程为vkk,E・x(CO2)"x(H2)]3,y逆=kQx(CH3OH)・x(H2O),k上、k逆均为速率常数且

只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数Kx=(以k正、k逆表示)

⑶控制CCh和H2初始投料比为1：3时;温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示:

MC0

25I5

求

东

将

等

拳20H0<

墀

6

0

-5

'230240250260270280

温度一

①温度升高，co产率上升的原因是。

②在250C以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是»

(4)300℃,在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2,反应I达到平衡状态时，CCh的转

化率为50%,甲醇的选择性为60%(参与反应的CO2中转化为甲醇的百分比)。则300℃时反应I的平衡常数

K=。

(5)电催化还原二氧化碳制甲醇是新的研究热点。

①研究人员曾经用覆盖过渡金属的石墨为阴极，稀硫酸为电解质溶液，在阴极通入CCh制得甲醇。阴极的

电极反应式为：。

②研究人员用表面附着ZnO薄膜的Cu2O为电极，以电催化还原CO2制甲醇获得突破。附着ZnO薄膜的Cu2O

电极的制作方法是：在一定条件下，CsO为阴极，电解Zn(NO3)2溶液，在阴极表面沉积ZnO,电极反应式

为(请补充完整)：Zn2++NO；+2e-=,。

③研究发现：其他条件相同时，电解不同浓度的Zn(NO3)2溶液所得电极用于电催化制备甲醇产量的关系如

图，其中最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓度是mol/Lo

123456

时间一

甲醉产量与锌离子浓度的关系

k正

【答案】-90.6温度升高，反应n的平衡向正反应方向移动，反应I的平衡向逆反应方向移动,

k逆

使c(CC)2)和以比)的浓度增大，进一步促进反应H的平衡向正反应方向移动，CO产率上升25CTC以上,

温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应n的平衡影

+2+

响更大0.60CO2+6H+6e=CH3OH+H2OZn+NO；+2e=ZnO+NO20.05

【详解】

(1)I.CO2(g)+3H2(g)§ilCH3OH(g)+H2O(g)△”i=-49.4kJ/mol

11.CO2(g)+H2(g)@50CO(g)+H2O(g)△42=+41.2kJ/mo1

利用盖斯定律，将反应I-反应II,即得CO(g)+2H2(g)目呢CH.QH(g)△也=-49.4kJ/mo1-41.2kJ/mol=-

90.6kJ/molo答案为：-90.6；

(2)反应I达平衡时,「产v逆，即k,E・x(CO2)[x(H2)]3=kis・x(CH3OH)・x(H2O),其物质的量分数平衡常数

x(CHQH>x(Hq)k正公』k正

X(CO2>[X(H2)]3\逆。口案为.

k逆

(3)①对于两个平衡体系，温度升高，反应I逆向移动，反应n正向移动，则co产率上升的原因是：温度

升高，反应II的平衡向正反应方向移动，反应I的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和C(H2)的浓度增大，

进一步促进反应n的平衡向正反应方向移动，co产率上升。

②在250℃以上，升高温度，反应I逆向移动，则甲醇的产率降低，反应H正向移动，且应占主导地位，所

以CO2的转化率增大，但原因是250℃以上，温度升高，反应1的平衡向逆反应方向移动，反应I【的平衡向

正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大。答案为：温度升高，反应n的平衡向正反应方向移动,

反应I的平衡向逆反应方向移动，使c(co”和c(H2)的浓度增大，进一步促进反应n的平衡向正反应方向移

动，CO产率上升；250℃以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应H的平衡向正反应方向

移动，但温度对反应II的平衡影响更大；

(4)30(TC,在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2,反应I达到平衡状态时，CO2的转

化率为50%,甲醇的选择性为60%,则反应II中CCh的变化量为2moix50%(l-60%)=0.4mol。可建立如下三

段式：

co2+H2CO+H2O(g)

变化量(mol)0.40.40.40.4

co2(g)+3H2(g)CH30H(g)+H2O(g)

起始量(mol)23.200

变化量(mol)0.61.80.60.6

平衡量(mol)2-0.6-0.43.2-1.8-0.40.60.6+0.4

则300c时反应I的平衡常数长="@4=0.60。答案为：0.60；

1.0x1.03

(5)①用覆盖过渡金属的石墨为阴极，稀硫酸为电解质溶液，在阴极通入CO2得电子产物与H+反应制得甲醇

+

等，则阴极的电极反应式为：CO2+6H+6e=CH3OH+H2Oo

②在一定条件下，CU2O为阴极，电解Zn(NO3)2溶液，在阴极表面，ZM+与NO］得电子产物作用生成ZnO,

2+

同时生成NO?,电极反应式为：Zn+NO3+2e=ZnO+NO,„

③从图中可以看出，Zn(NQ；)2溶液的浓度越大，甲醇的产量越高，所以最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓

+2+

度是0.05mol/L。答案为：CO2+6H+6e=CH3OH+H2O；Zn+NO'+2e=ZnO+NO2；0.05。

【点睛】

计算平衡常数时，我们切莫忽视反应II引起的溶液中CO2、H2、H2O(g)浓度的变化。

4.氮氧化物是环境污染物，研究氮氧化物转化有重要的意义。请回答：

⑴催化转化器可使汽车尾气反应而转化：2NO(g)+2CO(g)目加N2(g)+2CO2(g)AH

己知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)AHI=akJ-mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=bkJmol-1

C(s)+O2(g)=CC)2(g)AH3=CkJ-mol-1

则AH=kJ-moH(用含a、b、c的代数式表示)。

(2)T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气催化转化反应，容器中NO物

质的量随时间变化如图所示。

①T七时，该化学反应的平衡常数K=。

②下列事实可判断汽车尾气转化反应达到化学平衡状态的是

A.V(NO)=2V(N2)B.混合气平均相对分子质量不再变化

C.体系中NO和CO的转化率相等D.气体的密度不再变化

③已知汽车尾气转化反应的△H<0.10min后，改变下列示意图横坐标对应的反应条件，纵坐标对应的量变

化关系正确的是。

(3)工业上常用臭氧处理含NO,的废水。03可由电解稀硫酸制得，原理如图。图中阴极为(填“A”

或“B”)，阳极(惰性电极)的电极反应式为o

质

子

交

换

膜

+

【答案】2a-b-c1BCB3H2O-6e-O3+6H

【详解】

(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO®AHi=akJ・moH；②2c(s)+Ch(g)=2C0(g)△H2=bkJ・moH；©C(s)+O2(g)=CO2(g)

△H3=ckJ«mor',盖斯定律计算得①x2■•②-③到2NO(g)+2CO(g)DN2(g)+2CO2(g)AH=(2a-b-c)kbmoH,故答

案为：2a-b-c；

(2)①TC时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应，图中可知NO和

CO起始物质的量2.0mol,NO达到平衡状态下物质的量l.OmoL结合2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CCh(g)三段

式

2NO(g)+2CO(g)DN2(g)+2CO2(g)

起始(mol/L)1.01.000

转化(mol/L)0.5

0.50.250.5

平衡(mol/L)0.50.50.250.5

C(N2>C2(COJ0.52X0.25

平衡常数T故答案为:

K=221；

C2(NO)-C2(CO)0.5X0.5-

②A.NO的消耗速率等于N?消耗速率的2倍，说明同一物质正逆反应速率相同，但v(NO)=2v(N2)始终成立,

即不能说明反应达到平衡状态，故A不选；

B.该反应是气体物质的量减小的反应，又因为气体总质量不变，则反应过程中混合气平均相对分子质量增

大，当混合气平均相对分子质量不再变化时，说明反应达到平衡，故B选；

C.反应过程中NO和CO的转化率始终相等，当体系中NO和CO的转化率相等时不能说明反应达到平衡,

故C不选；

D.气体总质量和容器体积都不变，则反应过程中气体的密度始终不变，当气体的密度不再变化时，不能说

明反应达到平衡，故D不选；

故答案为：B；

③A.平衡常数只与温度有关，压强增大，平衡常数不变，故A错误；

B.该反应正向为放热反应，降低温度有利于反应向正反应方向移动，N2的体积分数增大，故B错误；

C.增大NO的量，反应正向移动，但NO的转化率反而减小，故C正确；

D.该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故D错误：

故答案为：C；

(3)根据已知图，A极出来的是03,B极出来的是H2,说明A极发生的氧化反应为阳极，B极发生还原反应

+

为阴极，阳极(惰性电极)的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+,故答案为：B；3H2O-6e=O3+6H»

5.近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。

相关反应有：

I.c3H8在无氧条件下直接脱氢：c3H8(g)口C3H6(g)+H2(g)AHi=+124kJ-molT

II.逆水煤气变换：CO2(g)+H2(g)nCO(g)+H2O(g)\H2

III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯：C3H8(g)+CCh(g)口C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)Aft

已知:CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJmolT、-285.8kJmoP；

H2O(g)=H2O(l)A//=-44kJ-mol1

请回答：

⑴反应II的△%=kJ-mor1'

(2)下列说法正确的是

A.升高温度反应I的平衡常数增大

B.选择合适的催化剂可以提高丙烷平衡转化率和丙烯选择性

c.反应n能自发,则ASVO

D.恒温恒压下通入水蒸气有利于提高丙烷转化率

(3)在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示，请计算

556℃反应I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，记作弓,如p(B尸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)。

(4)反应I须在高温下进行，但温度过高时易发生副反应，导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面

积炭，导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C.3H8脱氢制取丙烯。请说明原因：。

(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铝的氧化物为催化剂，其反应机理如图所示。该工艺

可以有效消除催化剂表面的积碳，维持催化剂活性，原因是o

【答案】41.2AD0.0125MPaCO2能与H2发生反应H使反应1平衡正移，提高丙烯产率

CO2+C-2CO,可以消除催化剂表面的积炭

【详解】

⑴已知：CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJmoL、-285.8kJmol1,可得①CO(g)+；C)2(g)=CO2(g)△”=-

283.0kJ-mol1

1

②H2(g)+5C)2(g)=H2O⑴△”=-285.8kJ-mol1

③H2O(g)=H2O(l)AW=-44kJmol-'

根据盖斯定律，将②-①-③，整理可得CO2(g)+H2(g)口CO(g)+H2O(g)A//2=+41.2kJ/mol；

(2)A.反应I的正反应是吸热反应，升高温度，反应【的化学平衡正向移动，使其化学平衡常数增大，A正

确；

B.选择合适的催化剂只能改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能提高丙烷平衡转化率，B

错误;

C.根据⑴计算可知反应I［热化学方程式为CO2(g)+H2(g)口CO(g)+H2O(g)A42=+41.2kJ/mol,该反应的正

反应是吸热反应，反应不能自发，C错误；

D.该反应的正反应是气体体积增大的反应，在恒温恒压下通入水蒸气，体系的体积增大，化学平衡正向移

动，因此有利于提高丙烷转化率，D正确；

故合理选项是AD；

(3)对于反应I：C3HKg)口C3H“g)+H2(g)=+124kJmor1,该反应的正反应是气体体积增大的吸热

反应，在温度不变时，增大压强，化学平衡逆向移动，C3H8的转化率降低，C3H6含量降低，所以最上边斜

线表示的是压强为01MPa的C3H8的转化，下边斜线表示的是0.01MPa的C3H8的转化。若压强

在压强为0.1MPa,温度为556℃时，假设丙烷的物质的量是1mol,反应消耗物质的量是x,根据图象可知

丙烷在A点的物质的量分数50%,则平衡时各种气体的物质的量分别是〃(QH8)=(l-x)mol,〃(C3H6)=〃(H2)=x

mol,由于C3H8的含量是50%,则工仁一=50%-解得x=1,气体总物质的量〃(气)=1+2=&,所以

(l-x)+x+x333

\1

g.IMPa?11

此时的平衡常数&=--------------------------=0.0125MPa；

0.1MPa?4

4

3

(4)反应I须在高温下进行，但温度过高时易发生副反应，会导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表

面积炭，导致催化剂迅速失活。工业上常用CO?氧化C3H8脱氢制取丙烯，这是由于CO2能与H2发生反应

II,使反应I平衡正向移动，从而可提高丙烯产率；

(5)⑴反应为3c3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+CnO3；(ii)反应为Cr2Ch+3CO2=2CrO3+3CO,总反应方程式为：

C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳，维持催化剂活性，这是

由于C能够与CO2反应会产生CO,使C脱离催化剂表面，从而可以消除催化剂表面的积炭。

6.N%和联氨(N2H4)是两种重要的氮氢化合物，在科研和生产中应用广泛。

⑴①已知:

共价键键能/kJ-mol-1

H-H436

N三N946

N-H391

注：拆开气态物质中1mol某种共价键需要吸收的能量，就是该共价键的键能。

N2(g)+3H2(g)n2NH3(g)AH=kJ/mol

②联氨(N2H。和N2O4可作为火箭推进剂。

已知：N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)A/7=10.7kJ/mol

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)A//=-543kJ/mol

N2H4(g)和N2O4(g)反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为。

(2)一定温度下，向恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应：N2+3H2口2NH3,测得各组分浓度随时间变

化如图所示。

①表示c(N2)的曲线是。(填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)

②O-to时，V(H2)=mol-L1-min'o

③下列措施不能使该反应速率加快的是。

a.升高温度b.降低压强c.使用催化剂

④下列能说明该反应达到平衡的是。

a.混合气体的压强不再变化b.2c-(H2)=3C(NH3)C.混合气体的质量不再变化

【答案】-922N2H(g)+NO4(g)=3N(g)+4H2O(g)△"=-1096.7kJ/mol曲线A—ba

422%

【详解】

⑴①N2(g)+3H?(g)口2NH3(g)△”=反应物的总键能-生成物的总键能=(946+436x3-391x6)kJ/mol=-92kJ/mol

②N2(g)+2Ch(g)=N2O4(g)AW=10.7kJ/mol①

N2H4(g)+Ch(g)=N2(g)+2H2O(g)AW=-543kJ/mol②

利用盖斯定律，将反应②x2-①得，N2HMg)和N2O"g)反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为

2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)A/7=(-543kJ/mol)x2-10.7kJ/mol=-1096.7kJ/moU答案为：-92；

2N2H4(g)+N?O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)AH=-1096.7kJ/mol；

⑵①从图中可以看出，从0~to,浓度变化分别为：曲线A0.2moi/L,曲线BO.6moi/L,曲线CO.4moi/L,由

浓度的变化量之比等于化学计量数之比，可确定表示c(N?)的曲线是曲线A。

1.0mol/L-0.4mol/L0,6

②O-to时，V(H2)-:=—mol-L'-min10

t0mint0

③a.升高温度，反应混合气的温度升高，分子的能量增大，碰撞的次数增多，反应速率加快；

b.降低压强，容器内混合气体的浓度减小，分子碰撞的次数减少，化学反应速率减慢；

c.使用催化剂，可降低反应的活化能，使活化分子的百分数增多，反应的速率加快’

综合以上分析，b符合题意，故选b。

@a.因为反应前后气体的分子数不等，随反应的不断进行，气体的分子数减小，压强减小，当混合气体的

压强不变时，反应达平衡状态：

b.不管反应是否达到平衡，都存在2c(比)=3C(NH3),所以反应不一定达平衡状态：

c.不管反应进行到什么程度，混合气体的质量始终不变，当质量不再变化时，反应不一定达平衡状态；

综合以上分析，a符合题意，故选a。

答案为：曲线A；y-；b；a»

【点睛】

从反应开始至达到平衡，可逆反应中各物质的变化量之比始终等于化学计量数之比。

7.氮氧化物发生的反应是讨论化学平衡问题的常用体系。回答下列问题：

(1)①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)A//i

②2NH3(g)+2O2(g)=N2O(g)+3H2O(g)Aft

1

③2N2。(g尸N20(g)+-02(g)Aft

上述反应AM、A"、之间的关系式为o

(2)恒压条件下，NO和02的起始浓度一定、催化反应时间相同，测得不同温度下NO转化为NCh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)。

100

80

hl/\..l

0100200300400500600

温度

①图中X点所示条件下，反应___________达到平衡（填“已经”或“未”）。

②2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）0（填“〉”或"v”）。

（3）对于反应2NO+O2U2NO2,有人提出如下反应历程：

第一步2NOUN2O2快速平衡

第二步N2O2+O2T2NO2慢反应

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.u（第一步的逆反应）<v（第二步反应）

B.N2O2是反应的中间产物

C.第二步反应活化能较高

D.第二步中N2O2与02的每一次碰撞均是有效碰撞

（4）已知：N2O4（g）^2NO2（g）A//>0o298K时，将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。

①八时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为25%,则NCh分压为

，（分压=总压x物质的量分数），反应N2O4（g）U2NCh（g）的平衡常数仆=（对于气相反应，

用某组分B的物质的量分数x（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作K）。

②若提高反应温度至315K,且在恒压情况下反应达到平衡，则N2O4气体的平衡转化率25%（填

原因是。

14

【答案】未<BC0.4p—p>温度升高，平衡正向移动；体系分

子数增加，由于压强不变、温度升高，容器体积增大，反应向气体分子数增加的方向移动。

【分析】

根据盖斯定律计算△%；根据图象，图中虚线，表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化，而实线，

随温度升高，NO的转化率先升高后降低，是因为温度较低时，由于反应较慢，一段时间内，反应还未达到

平衡，据此分析解答（2）；根据化学平衡常数的计算表达式，结合温度和压强对平衡的影响分析解答（4）。

【详解】

(l)®4NH3(g)+5O2(g)#4NO(g)+6H2O(g)AWl,②2NH3(g)+2Ch(g)=N2O(g)+3H2O(g)\Hz,@2N2O

(g)=N2O(g)+-O2(g)A”3,根据盖斯定律,③=②-工x①，因此△，3=△H2-L△Hl,故答案为：Att=A//2--A//i；

2222

(2)①根据图象，图中虚线，表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化，而实线，随温度升高，NO

的转化率先升高后降低，是因为温度较低时，由于反应较慢，一段时间内，反应还未达到平衡，因此X点

没有达到平衡状态，故答案为：未；

②图中虚线，表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平

衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理可知该反应为放热反应，则△”<(),故答案为：<；

(3)A.第一步快速达到平衡，说明反应速率快，第二步是慢反应，说明反应速率慢，因此u(第一步的逆反应)

(第二步反应)，故A错误；B.根据总反应2NO+Chu2NO2,N2O2是反应的中间产物，故B正确；C.第

二步是慢反应，说明第二步反应活化能较高，故C正确；D.N2O2与02的碰撞不一定是有效碰撞，需要满

足合适的取向和能量，故D错误；故答案为：BC；

(4)①N2O4(g)U2NCh(g),N2O4气体的平衡转化率为25%,设起始时N2O4的物质的量为x,则平衡时剩余的

05x

N2O4为0.75x,生成的NCh为0.5x,混合气体平衡总压强为p,则Nth分压为px------------=0.4p；N2O4

0.5x+0.75x

2

075x(()41D)44

分压为px--------=0.6p；反应N2O4(g)=2NCh(g)的平衡常数K.='=—p,故答案为:0.4p；—p；

0.5x+0.75x0.6p1515

②N2O4(g)U2NCh(g)A/7>0,为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，体系中分子数增加，由于压强不变、

温度升高，容器的体积增大，反应向气体分子数增加的方向移动，因此N2O4气体的平衡转化率增大，故答

案为：>;温度升高，平衡正向移动，体系分子数增加，由于压强不变、温度升高，容器体积增大，反应

向气体分子数增加的方向移动。

8.国内外目前生产苯乙烯的方法主要是乙苯脱氢法，反应原理如下：

(g)目1］腌物］画(g)+H2(g)AHL

(1)已知：部分化学键的键能数据如下表所示：

共价键C-CC-HC=CH-H

键能/(kJmoH)347.7413.4615436

则AHi=_______

(2)实际生产过程中，通常向乙苯中掺人水蒸气，保持体系总压为常压(lOlkPa)的条件下进行反应。乙苯的平

n（乙本）

］的关系如图1所示。

n(H2O)

①掺入水蒸气的目的是；

②投料比（mi、m2、m3）由大到小的顺序为；

③若投料比m=l：9,反应温度为600C,并保持体系总压为常压的条件下进行反应，下列事实不能作为该

反应达到平衡的依据的是（填选项字母）。

a.V正（乙苯）=丫逆（乙苯）

b.容器内气体密度不再变化

c.容器内气体的平均相对分子质量不再变化

d.苯乙烯的体积分数不再变化。

e.容器内苯乙烯与氏的物质的量之比不再变化

④若m2=l：9,保持体系总压为常压（lOlkPa）,则A点温度下，该反应的平衡常数Kp=kPa（列出计算式

即可，3为用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压x物质的量分数）；若其他条件不变，将A

点对应起始反应物置于某恒容密闭容器中，则乙苯的平衡转化率（填或“=”）60%。

（3）实验测得，乙苯脱氢反应的速率方程为v『k,『P"，k逆为速率常数）。如图2（lgk

表示速率常数的对数；3表示表示温度的倒数）所示，①②③④四条斜线中，Igk逆随器变化关系的是斜线③,

则Igk正随-变化关系的是斜线。

T

IgA:

y(K«)

图2

（4）近年来，用CO2作为温和氧化剂，选择性氧化乙苯制苯乙烯的绿色反应体系不断取得新进展。在coz气

氛下，乙苯脱氢反应可能存在一步法和二步法两种途径，如图3所示。

七

CO2(g)g

途径1/

A/，》

y

CO(g)+H2O(g)

CO(g)JI2O(g)

图g)3

则C02(g)+（g）日岫回曷雕ffl(g)+CO(g)+H2O(g)反应的平衡常数K=（用含Ki、K2的

代数式表示）。

【答案】+123.5kJ/mol保持体系的压强为常压，掺入水蒸气相当于加压，时平衡正向移动，增大乙苯的

IlOlx-3-|x|101x^-|

转化率m3>m2>m|e-------史U------史2<④K,CK2

【详解】

（1）由ZXH=ZE反+ZE生，则

AH=（347.7+5x413.4）kJ/mol-（3x413.4+436）kJ/mol=+123.5kJ/mol,故答案为：+123.5kJ/mol：

（2）①保持体系的压强为常压，掺入水蒸气相当于加压，时平衡正向移动，增大乙苯的转化率，故答案为：

保持体系的压强为常压，掺入水蒸气相当于加压，时平衡正向移动，增大乙苯的转化率；

②参入的水蒸气越多，投料比m越小，乙苯的平衡常数越大，故投料比的大小顺序为：m3>m2>mi,故

答案为：m3>m2>ml；

③

a.1）正（乙苯）=1）逆（乙苯），正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故a不选；

b.达到平衡状态前，容器内气体总质量不