2013年高考化學(xué)試題分類解析 -考點(diǎn)07化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
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1、 考點(diǎn)7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 1.(2013上?;瘜W(xué)20)某恒溫密閉容器中,可逆反應(yīng)A(s) B+C(g)-Q達(dá)到平衡??s小容器體積,重新達(dá)到平衡時,C(g)的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是 A.產(chǎn)物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài) B.平衡時,單位時間內(nèi)n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1 C.保持體積不變,向平衡體系中加入B,平衡可能向逆反應(yīng)方向移動 D.若開始時向容器中加入1molB和1molC,達(dá)到平衡時放出熱量Q 【答案】AB 【解析】若B是氣體,平衡常數(shù)K=c(B)c(C),若B是非氣體,平衡常數(shù)K=c(C),由于C(g)的濃度不變,因此B是非氣體,
2、A正確,C錯誤,根據(jù)平衡的v(正)=v(逆)可知B正確(注意,不是濃度消耗相等);由于反應(yīng)是可逆反應(yīng),因此達(dá)到平衡時放出熱量小于Q,D項錯誤。 【考點(diǎn)定位】本題考查化學(xué)平衡、可逆反應(yīng)的含義。 2.(2013北京理綜11)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)不能用平衡移動原理解釋的是 【答案】C 【解析】A、存在平衡 ,升高溫度平衡向生成NO2方向移動,故正確;B、水的電離是可逆過程,升高溫度Kw增大,促進(jìn)水的電離,故B正確;C、催化劑不能影響平衡移動,故C錯誤;D、弱電解質(zhì)電離存在平衡,濃度越稀,電離程度越大,促進(jìn)電離,但離子濃度降低,故氨水的濃度越稀,pH值越小,故D正確。 3.(2013四川
3、理綜化學(xué)6)在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)ks5u X(g)+Y(g) 2Z(g) △H < 0, 一段時間后達(dá)到平衡,反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表: t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列說法正確的是 A.反應(yīng)前2min的平均速率ν(Z)=2.010-3molL-1min-1 B.其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前ν(逆)> ν(正) C.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.44 D. 其他條件不變,再充入0.2molZ,平衡時X的體積分
4、數(shù)增大 6.C 1 / 18 解析:A. Y的反應(yīng)速率為v(Y)=(0.16-0.12)mol/(10L*2mim)=2.010-3mol/L,v(Z)=2v(Y)=4.010-3 mol/L。 B. ΔH<0,放熱反應(yīng),降溫反應(yīng)向正向移動,V(正)>V(逆) C. 由平衡常數(shù)公式可得K=1.44 D. 反應(yīng)前后計量數(shù)不變,達(dá)到等效平衡,X體積分?jǐn)?shù)不變。 ks5u 4.(2013安徽理綜11)一定條件下,通過下列反應(yīng)可以制備特種 陶瓷的原料MgO:MgSO3(s) + CO(g) MgO(s) + CO2(g) +SO2(g) △H>0 該反
5、應(yīng)在恒容的密閉容器中達(dá)到平衡后,若僅改變圖中橫坐標(biāo)x的值,重新達(dá)到平衡后,縱坐標(biāo)y隨x變化趨勢合理的是 選項 x y A 溫度 容器內(nèi)混合氣體的密度 B CO的物質(zhì)的量 CO2與CO的物質(zhì)的量之比 C SO2的濃度 平衡常數(shù)K D MgSO4的質(zhì)量(忽略體積) CO的轉(zhuǎn)化率 11. 【答案】A 【解析】該反應(yīng)為正方向體積增加且吸熱。A、升高溫度,平衡正向移動,氣體的質(zhì)量增加,密度增大,正確;B、增加co的量,平衡正向移動,但壓強(qiáng)增大,轉(zhuǎn)化的量,沒有上一平衡多,故比值減小,錯誤;C、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),錯誤;D因?yàn)楣腆w,增加其量,對的轉(zhuǎn)化率等相關(guān)問題。
6、 5.(2013山東理綜12)CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)△H﹤0,在其他條件不變的情況下 A.加入催化劑,改變了反應(yīng)的途徑,反應(yīng)的△H也隨之改變 B.改變壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動,反應(yīng)放出的熱量不變 C.升高溫度,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)放出的熱量不變 D.若在原電池中進(jìn)行,反應(yīng)放出的熱量不變 解析:催化劑雖然改變了反應(yīng)途徑,但是△H只取決于反應(yīng)物、生成物的狀態(tài),△H不變,A錯;這是一個反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),改變壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動,反應(yīng)放出的熱量也不變,B正確;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,反應(yīng)放出的熱量減小,C錯;若在原電池中進(jìn)行,反應(yīng)不放出熱量
7、,而是轉(zhuǎn)換為電能,D錯。 答案:B 6.(2013重慶理綜13)將E和F加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(g)+F(s)2G(g)。忽略固體體積,平衡時G的體積分?jǐn)?shù)(%)隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下表所示。 壓強(qiáng)/MPa 體積分?jǐn)?shù)/% 溫度/℃ 1.0 2.0 3.0 810 54.0 a b 915 c 75.0 d 1000 e f 83.0 ①b<f ②915℃,2.0MPa時E的轉(zhuǎn)化率為60% ③該反應(yīng)的ΔS>0 ④K(1000℃)>K(810℃) 上述①~④中正確的有
8、( ) A.4個 B.3個 C.2個 D.1個 解析:利用圖表分析考察平衡原理。a與b、c與d、e與f之間是壓強(qiáng)問題,隨著壓強(qiáng)增大,平衡逆向移動,G的體積分?jǐn)?shù)減小,b75%,e>83%;c、e是溫度問題,隨著溫度升高,G的體積分?jǐn)?shù)增大,所以正反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng),所以,K(1000℃)>K(810℃);f的溫度比b的高,壓強(qiáng)比b的小,所以f>b。而②,可以令F為1mol,轉(zhuǎn)化率為α,則有2α/1+α=75%,α=75%,正確。該反應(yīng)是一個氣體分子式增大的反應(yīng),屬于熵增反應(yīng),所以③正確。選擇A。 7.(2013江蘇化學(xué)11)下列有關(guān)說法正
9、確的是 A.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△H<0 B.電解法精煉銅時,以粗銅作陰極,純銅作陽極 C.CH3COOH 溶液加水稀釋后,溶液中 的值減小 D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固體,CO32-水解程度減小,溶液的pH 減小 【參考答案】AC 【解析】本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡單綜合題,著力考查學(xué)生對用熵變焓變判斷反應(yīng)方向,水解反應(yīng)、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。 A.本反應(yīng)前后氣體變固體,熵變小于零,只有在焓變小于零時自發(fā)。內(nèi)容來源于《選修四》P34-P36中化學(xué)方向的判斷。 B
10、.精煉銅時,粗銅銅作陽極,被氧化,純銅作陰極,被還原。內(nèi)容來源于《選修四》P81。 C.越稀越電離,醋酸與醋酸根離子濃度比減小。內(nèi)容來源于《選修四》P41。 D.Na2CO3溶液加少量Ca(OH)2固體,抑制碳酸根離子水解,但pH值隨著Ca(OH)2固體的加入而增大。 8.(2013江蘇化學(xué)15)一定條件下存在反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反應(yīng)放熱?,F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器I、II、III,在I中充入1molCO和1molH2O,在II中充入1molCO2和1mol H2,在III中充入2molCO和2molH2O,700
11、℃條件下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時,下列說法正確的是 A.容器I、II中正反應(yīng)速率相同 B.容器I、III中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同 C.容器I中CO的物質(zhì)的量比容器II中的多 D.容器I中CO的轉(zhuǎn)化率與容器II中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1 【參考答案】CD 【解析】本題屬于基本理論中化學(xué)平衡問題,主要考查學(xué)生對速率概念理解與計算,平衡常數(shù)概念與計算,平衡移動等有關(guān)內(nèi)容理解和掌握程度。高三復(fù)習(xí)要讓學(xué)生深刻理解一些基本概念的內(nèi)涵和外延。ks5u A.在I中充入1molCO和1molH2O,在II中充入1molCO2和1mol H2,剛開始時,容器I、中正反應(yīng)速率最大,容器II中正反應(yīng)速率為零。達(dá)
12、到平衡時,容器I溫度大于700℃,容器 II溫度小于700℃,所以,容器I中正反應(yīng)速率大于容器II中正反應(yīng)速率。 B.容器III可看成容器I體積壓縮一半,各物質(zhì)濃度增加一倍,若溫度恒定,則平衡不移動;但恒容絕熱的情況下,容器III中溫度比容器I高,更有利于平衡向逆反應(yīng)方向移動,故平衡常數(shù)容器III小于容器I。 C.若溫度恒定,容器I、II等效,但兩者溫度不等。達(dá)到平衡時,容器I溫度大于700℃,容器II溫度小于700℃,有利于容器I平衡向逆反應(yīng)方向移動,故容器I中CO的物質(zhì)的量比容器II中的多。 D.若溫度恒定,容器I、II等效,容器I中CO的轉(zhuǎn)化率與容器II中CO2的轉(zhuǎn)化率之
13、和等于1。但兩者溫度不等,達(dá)到平衡時,容器I溫度大于700℃,容器II溫度小于700℃,有利于容器I平衡向逆反應(yīng)方向移動,有利于容器II平衡向正反應(yīng)方向移動,故容器I中CO的轉(zhuǎn)化率相應(yīng)減小,容器II中CO2的轉(zhuǎn)化率同樣會相應(yīng)減小,因此,容器I中CO的轉(zhuǎn)化率與容器II中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1。 9.(2013福建理綜12)NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化,當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出,根據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020molL-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(過量)酸性溶液40.0ml混合,記錄10~55℃
14、間溶液變藍(lán)時間,55℃時未觀察到溶液變藍(lán),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如右圖。據(jù)圖分析,下列判斷不正確的是 A.40℃之前與40℃之后溶液變藍(lán)的時間隨溫度的變化趨勢相反 B.圖中b、c兩點(diǎn)對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等 C.圖中a點(diǎn)對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為5.0 10-5molL-1s-1 D.溫度高于40℃時,淀粉不宜用作該試驗(yàn)的指示劑 【知識點(diǎn)】化學(xué)圖像的分析、化學(xué)反應(yīng)速率的計算以及指示劑的選擇等知識。 【答案】B 【解析】A項,由圖像可知40C 之前變藍(lán)的時間在加快,40C 之后的變藍(lán)時間在減慢; B 項,雖然變藍(lán)時間都是64s,但是二者處在不同的階段,所以反應(yīng)速率不相等,b 點(diǎn)比c
15、點(diǎn)的反應(yīng)速率大;C 項,,t=80s,所以;D 項,當(dāng)溫度高于40C ,變藍(lán)時間 變長以及當(dāng)溫度高于55 C 是不出現(xiàn)藍(lán)色,所以此時淀粉不是合適的指示劑。 10、(2013廣西理綜7)反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g);H<0,達(dá)到平衡時,下列說法正確的是 A.減小容器體積,平衡向右移動 B.加入催化劑,Z的產(chǎn)率增大 C.增大c(X),X的轉(zhuǎn)化率增大 D.降低溫度,Y的轉(zhuǎn)化率增大 【答案】D 【解析】該反應(yīng)為前后體積不變的反應(yīng),因此改變壓強(qiáng)對該反應(yīng)無影響,A項錯誤;催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,增大反應(yīng)速率,但不能改變平衡狀態(tài),產(chǎn)率不變,因此B項錯誤;
16、增大一種反應(yīng)物會增大另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,本身的轉(zhuǎn)化率是下降的,C項錯誤;減低溫度后,平衡向著放熱方向移動,即向右移動,因此Y的轉(zhuǎn)化率增大,D項正確。 11.(2013上?;瘜W(xué)31-34)鎳具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性,是許多領(lǐng)域尤其是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應(yīng)依次為: (1)Ni(S)+4CO(g) Ni(CO)4(g)+Q (2)Ni(CO)4(g) Ni(S)+4CO(g) 完成下列填空: 31.在溫度不變的情況下,要提高反應(yīng)(1)中Ni(CO4)的產(chǎn)率,可采取的措施有 、 。 32.已知在一定條件下的2L密閉容器
17、中制備Ni(CO)4,粗鎳(純度98.5%,所含雜質(zhì)不與CO反應(yīng))剩余質(zhì)量和反應(yīng)時間的關(guān)系如右圖所示。Ni(CO)4在0~10min的平均反應(yīng)速率為 。 33.若反應(yīng)(2)達(dá)到平衡后,保持其他條件不變,降低溫度,重新達(dá)到平衡時 。 a.平衡常數(shù)K增大 b.CO的濃度減小 c.Ni的質(zhì)量減小 d.v逆[Ni(CO)4]增大 34.簡述羰基法提純粗鎳的操作過程。 【答案】31.增大CO濃度,加壓。32.0.05molL-min-.33.bc。34.把粗鎳和CO放于一個水平放置的密閉的玻璃容器中,然后在低溫下反應(yīng),一段時間后在容器的一端加熱
18、。 【解析】31.反應(yīng)(1)是正向氣體體積縮小的放熱反應(yīng),因此,根據(jù)平衡移動原理在溫度不變的情況下采取可增大CO濃度,加壓的方法提高產(chǎn)率;32.根據(jù)題意,反應(yīng)的Ni為1mol,則生成Ni(CO) 4為1mol,反應(yīng)速率為1/(210)=0.05molL-min-;33.反應(yīng)(2)正向氣體體積增大的吸熱反應(yīng),則,降低溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)K、CO的濃度、Ni的質(zhì)量、v逆[Ni(CO)4]減?。桓鶕?jù)反應(yīng)(1)(2)的特點(diǎn)可提純粗鎳。 【考點(diǎn)定位】本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、平衡移動原理的應(yīng)用。 12.(14分)(2013新課標(biāo)卷Ⅱ28) 在1.0 L密閉容器中放入0.10molA(g),
19、在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)應(yīng): A(g)B(g)+C(g) △H=+85.1kJmol-1 反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表: 時間t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 總壓強(qiáng)p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列問題: (1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施為 。 (2)由總壓強(qiáng)P和起始壓強(qiáng)P0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達(dá)式為
20、 。 平衡時A的轉(zhuǎn)化率為_ ,列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K 。 (3)①由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A),n總= mol,n(A)= mol。 ②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù),計算a= 反應(yīng)時間t/h 0 4 8 16 C(A)/(molL-1) 0.10 a 0.026 0.0065 分析該反應(yīng)中反應(yīng)反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(△t)的規(guī)律,得出的結(jié)論是
21、 , 由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時反應(yīng)物的濃度c(A)為 molL-1 解析:考察化學(xué)平衡知識,涉及平衡移動,轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)、平衡計算、反應(yīng)速率、表格 數(shù)據(jù)分析。 (1)根據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng)特征和是氣體分子數(shù)增大的特征,要使A的轉(zhuǎn)化率增大,平衡要正向移動,可以采用升高溫度、降低壓強(qiáng)的方法。 (2)反應(yīng)前氣體總物質(zhì)的量為0.10mol,令A(yù)的轉(zhuǎn)化率為α(A),改變量為0.10α(A) mol,根據(jù)差量法,氣體增加0.10α(A)mol,由阿伏加德羅定律列出關(guān)系:
22、 = α(A)=( -1)100%;α(A)=(-1)100%=94.1% 平衡濃度C(C)=C(B)=0.194.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L, K==1.5ks5u (3)①= n=0.1 ;其中,n(A)=0.1-(0.1-0.1)=0.1(2-) ②n(A)=0.1(2-)=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L 每間隔4小時,A的濃度為原來的一半。 當(dāng)反應(yīng)12小時時,C(A)=0.026/2=0.013mol/L 參考答案: (1)
23、升高溫度、降低壓強(qiáng) (2)α(A)=( -1)100%;94.1%;K==1.5; (3)①0.1;0.1(2-); ②0.051;每間隔4小時,A的濃度為原來的一半。0.013 13.(2013山東理綜29)(15分)化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用 (1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應(yīng) TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)△H﹥0 (I) 反應(yīng)(I)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ,若K=1,向某恒容密閉容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為
24、 (2)如圖所示,反應(yīng)(I)在石英真空管中進(jìn)行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時間后,在溫度為T1的一端得到了純凈的TaS2晶體,則溫度T1 T2(填“﹥”“﹤”或“=”)。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是 。 (3)利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼鐵中的硫轉(zhuǎn)化為H2SO3,然后用一定濃度的I2溶液進(jìn)行滴定,所用指示劑為 ,滴定反應(yīng)的離子方程式為 (4)25℃時,H2SO3 HSO3-+H
25、+的電離常數(shù)Ka=110-2mol/L,則該溫度下NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh= mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將 (填“增大”“減小”或“不變”)。 解析:(1)或,通過三行式法列出平衡濃度,帶入K值可以得出轉(zhuǎn)化率為66.7%。 (2)由所給方程式可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),通過題意溫度T2端利于反應(yīng)正向進(jìn)行,為高溫,溫度T1端利于反應(yīng)向左進(jìn)行,為低溫,所以T1<T2。I2是可以循環(huán)使用的物質(zhì). (3)因?yàn)镮2遇到淀粉會變藍(lán)色,所以可以用淀粉溶液作指示劑.離子反應(yīng):H2SO3+I(xiàn)2+H2O=4H++SO42-+2I-. (
26、4)Ka=,HSO3-+H2OH2SO3+OH-,Kb==1.01021.010-14=1.010-12,當(dāng)加入少量I2時,溶液酸性增強(qiáng),[H+]增大,但是溫度不變,Kb不變,則增大。 答案:(1)或,66.7% (2)<,I2 (3)淀粉溶液,H2SO3+I(xiàn)2+H2O=4H++SO42-+2I- (4)1.010-12,增大ks5u 14.(2013浙江理綜27)(14分)補(bǔ)碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫度氣體排放中既有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)補(bǔ)碳劑,他們與CO2可發(fā)生如下可以反應(yīng): 請回答下列問題: (1)△H3與△H1、△
27、H2之間的關(guān)系是:△H3= 。 (2)為研究溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?,在t時刻,測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其它初始實(shí)驗(yàn)條件不變,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)過相同的時間測得CO2氣體濃度,得到趨勢圖(見圖1)。則: ①△H3 (填>、=或<). ②在T1—T2及T4—T5二個溫度區(qū)間內(nèi),容器中CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢,其原因是
28、 。 ③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T1時,溶液的pH隨時間變化的趨勢曲線圖2所示。當(dāng)時間到達(dá)t1時,將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到T2,并維持該溫度。請在該圖中畫出t1時刻后溶液的pH變化總趨勢曲線。 (3)利用反應(yīng)Ⅲ捕獲CO2,在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下,提高CO2吸收量的措施有 (寫出2個)。 (4)下列物質(zhì)中也可能作為CO2捕獲劑的是 。 A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2 【答案】 (1)2△H2-△H1 (2
29、)①< ②T1—T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2的捕獲量隨溫度升高而提高。T4—T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)移動,所以不利于CO2捕獲。 ③ (3)降低溫度;增加CO2捕獲濃度(或分壓) (4)BD 【解析】 利用蓋斯定律很容易求解。 ①由圖1知,升高溫度二氧化碳濃度增大,說明平衡左移,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng);②由圖像可知T3為反應(yīng)的平衡點(diǎn),T1—T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,剩余的二氧化碳就越少,所以CO2的捕獲量隨溫度升高而提高。T4 —T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到
30、平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)移動,所以不利于CO2捕獲。③溫度升高平衡向逆反應(yīng)移動,CO2會從體系中釋放出來,酸性將會減弱,直至到達(dá)新的平衡,pH趨于不變。 (3)反應(yīng)是放熱的,降低溫度有利于捕獲CO2;增加CO2捕獲濃度(或分壓)有利于平衡右移。 (4)凡顯堿性的即可作為CO2的捕獲劑,B項水解顯堿性,D項含有氨基也顯堿性,而A項水解顯酸性,C項為中性有機(jī)物。 15.(2013海南化學(xué)15)(9分) 反應(yīng)A(g) B(g) +C(g)在容積為1.0L的密閉容器中進(jìn)行,A的初始濃度為0.050mol/L。溫度T1和T2下A的濃度與時間關(guān)系如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
31、 (1)上述反應(yīng)的溫度T1 T2,平衡常數(shù)K(T1) K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”) (2)若溫度T2時,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,A的轉(zhuǎn)化率為70%,則: ①平衡時體系總的物質(zhì)的量為 。 ②反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。 ③反應(yīng)在0~5min區(qū)間的平均反應(yīng)速率v(A)= 。 [答案] (1)小于 小于 (2)①0.085mol ②0.082mol/L ③0.007mol/(Lmin) [解析]:(1)圖中顯示,T2時達(dá)到平衡所用時間少,速率大所以溫度高;而溫度越高c(A)越小,可判斷反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫K將增大
32、。(2)平衡問題的常規(guī)計算,略。 16.(15分)(2013新課標(biāo)卷I28) 二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源,由合成氣(組成為H2、CO、和少量CO2)直接制備二甲醚,其中主要過程包括以下四個反應(yīng): ①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=-90.1 kJmol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0 kJmol-1 水煤氣變換反應(yīng): ③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1 kJmol-1 二甲醚合成反應(yīng): ④2CH3OH(g)
33、=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5 kJmol-1 ⑴Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是 (以化學(xué)方程式表示) ⑵分析二甲醚合成反應(yīng)④對于CO轉(zhuǎn)化率的影響。 ⑶由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為 。 ⑷有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚,結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是____________。 ⑸二甲醚直接燃料電池具有啟動快,效率高等優(yōu)點(diǎn),其能
34、量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池(5.93kWhkg-1),若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_______________。 一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生___________個電子的電量;該電池理論輸出電壓1.20V,能量密度E=_____(列式計算,能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1kWh=3.6105J ) 【答案】(1)Al2O3(鋁土礦)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓; (2)消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)①平衡向右移,CO轉(zhuǎn)化率增大,生成的H2O通過水煤氣反應(yīng)消耗部分CO
35、(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-204.7kJ/mol;該反應(yīng)分子數(shù)減小,壓強(qiáng)升高平衡右移,CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加,壓強(qiáng)升高使CO和H2的濃度增加,反應(yīng)速率增大。 17.(2013海南化學(xué)14)(9分) 溴及其化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、纖維、塑料組燃劑等,回答下列問題: (1)海水提溴過程中,向濃縮的海水中通入 ,將其中的Br-氧化,再用空氣吹出溴;然后用碳酸鈉溶液吸收溴,溴歧化為Br-和BrO3-,其離子方程式為 。 (2)溴與氯
36、能以共價鍵結(jié)合形成BrCl。BrCl分子中, 顯正電性。BrCl與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (3)CuBr2分解的熱化學(xué)方程式為: 2CuBr2(s)=2 CuBr(s)+ Br2(g) △H=+105.4kJ/mol 在密閉容器中將過量CuBr2于487K下加熱分解,平衡時p(Br2)為4.66103Pa。 ①如反應(yīng)體系的體積不變,提高反應(yīng)溫度,則p(Br2)將會 (填“增大”、“不變”或“減小”)。 ②如反應(yīng)溫度不變,將反應(yīng)體系的體積增加一倍,則p(Br2)的變化范圍為 。 [答案] (
37、1)Cl2 3 Br2+6 CO32-+3H2O=5 Br-+ BrO3-+6HCO3- (或3 Br2+3CO32-=5 Br-+ BrO3-+3CO2) (2)Br BrCl+H2O=HCl+ HBrO (3)①增大 ②2.33103Pa< p(Br2)≤4.66103Pa [解析]:(1)溴在碳酸鈉溶液的歧化可把反應(yīng)理解為,溴與水發(fā)生歧化,產(chǎn)生H+的被碳酸鈉吸收。 (2)正電性的原子或原子團(tuán)結(jié)合OH形成分子,則生成HBrO。(3)①升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,因而可提高p(Br2);②體積增大一倍時,p(Br2)降為原來的一半,即2.33103Pa,減壓使平
38、衡向氣體體積數(shù)增大的方向移動,因而會大于2.33103Pa;若反應(yīng)物足量,可平衡恢復(fù)到原有的p(Br2)。 18.(2013福建理綜23)(16分) 利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S廢氣制取氫氣,既廉價又環(huán)保。 (1)工業(yè)上可用組成為K2OM2O32RO2nH2O的無機(jī)材料純化制取的氫氣 ①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,兩種元素原子的質(zhì)量數(shù)之和為27,則R的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_________ ②常溫下,不能與M單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是_________(填序號) a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.濃硫酸 d.NaOH e.Na2CO3固體 (2
39、)利用H2S廢氣制取氫氣來的方法有多種 ①高溫?zé)岱纸夥? 已知:H2S(g)==H2+1/2S2(g) 在恒溫密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實(shí)驗(yàn)。以H2S起始濃度均為c molL-1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果見右圖。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達(dá)到化學(xué)平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。據(jù)圖計算985℃時H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K=________;說明溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:___________ ②電化學(xué)法 該法制氫過程的示意圖如右。反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是___________;反應(yīng)池中發(fā)生
40、反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池,電解總反應(yīng)的離子方程式為_______________________。 【知識點(diǎn)】物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律,元素化合物性質(zhì),化學(xué)平衡常數(shù)以及電化學(xué)反應(yīng)等知識。 【答案】 (1)① ②b、e (2)①溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需的時間縮短(或其他合理條件) ②增大反應(yīng)物接觸面積,使反應(yīng)更充分 【解析】(1)①根據(jù)可知M、R 的化合價分別是+3、+4 價, 再結(jié)合二者的質(zhì)子數(shù)之和為27,可推知X是Al、Y是Si,則Si 的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。 ②Al 和Fe2O3 發(fā)生鋁熱反
41、應(yīng)的條件是高溫,也不和Na2CO3 固體反應(yīng);(2)根據(jù)圖像可知,985℃ 時,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,我們根據(jù)三段式計算出化學(xué)平衡常數(shù): 由圖可知,當(dāng)溫度升高時,達(dá)到平衡的時間縮短了,也就是說升高溫度加快了化學(xué)反應(yīng)速率;②采用氣、液逆流的方式進(jìn)行,其目的是增大了氣、液的接觸面積,增大了化學(xué)反應(yīng)速率,使反應(yīng)更容易進(jìn)行。根據(jù)反應(yīng)池的結(jié)構(gòu),可知:參加反應(yīng)的物質(zhì)是H2S和2FeCl3 ,生成物是S 單質(zhì),說此反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),所以生成的物質(zhì)還有FeCl2,即方程式為從反應(yīng)池流出的溶液中含有Fe2+ ,經(jīng)過電解池也變回了Fe3+ ,同時還有H2 生成,故電解反應(yīng)方程式為 19、(20
42、13天津化學(xué)10)某市對大氣進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5um的懸浮顆粒物)其主要來源為燃煤、機(jī)動車尾氣等。因此,對PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請回答下列問題: (1)對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表: 離子 K+ Na+ NH4+ SO42- NO3- Cl- 濃度/mol.L 4x10-6 6x10-6 2x10-5 4x10-5 3x10-5 2x10-5 根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為——,試樣的PH值=———— (
43、2)為減少SO2的排放,常采取的措施有: ①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知: H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= -241.8KJ/mol C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H= -110.5KJ/mol 寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式——————————————————; ②洗滌含SO2的煙氣,以下物質(zhì)可作洗滌劑的是———— a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3 (3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化為: ①已知?dú)飧字猩蒒O的反應(yīng)為: N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0 若1
44、mol空氣含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃時在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡。測得NO為8x10-4mol.計算該溫度下的平衡常數(shù)K= ___________ 汽車啟動后,氣缸溫度越高,單位時間內(nèi)NO排放量越大,原因是—————————— ②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO: 2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知該反應(yīng)的H>0,簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)———————— ③目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少 CO和NO的污染,其化學(xué)反應(yīng)方程式為——————————— 【解析】該題綜合考察化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識。涉及離子的水解、PH值的計算、
45、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、自由能的應(yīng)用等。 觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH4+水解顯酸性,PM2.5的酸堿性為酸性。試樣的PH值根據(jù)溶液中電荷守恒計算H+離子濃度為10-4,PH值為4. 焦炭與水蒸汽反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ/mol 洗滌含SO2的煙氣,根據(jù)酸性氧化物的性質(zhì)選a.Ca(OH)2 b.Na2CO3。 計算平衡常數(shù)時,先計算物質(zhì)的平衡量N2為0.8-4x10-4, O2為0.2-4x10-4,NO為8x10-4,帶入平衡常數(shù)表達(dá)式即可,得4x10-6. 氣缸溫度越高,單位時間內(nèi)NO排放量越大,原因是溫度升高,反應(yīng)速率加快,平衡右移 2CO(g)=2C(s)+O2(g),該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)。根據(jù)G=H-TS, G>0,不能實(shí)現(xiàn)。 汽車尾氣系統(tǒng)中裝置反應(yīng)的化學(xué)方程式 希望對大家有所幫助,多謝您的瀏覽!
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