2019年高考化學(xué) 備考百強校大題狂練系列 專題32 化學(xué)平衡圖像.doc

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專題32 化學(xué)平衡圖像 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，請回答下列問題： （1）一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來，但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下： ①CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJmol-1 ②1/4CaSO4(s)+CO(g)=1/4CaS(s)+CO2(g) △H=-47.3kJmol-1 反應(yīng)：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)=CaS(s)+3CO2(g) △H=_____________kJmol-1 （2）下圖為密閉容器中H2S氣體分解生產(chǎn)H2和S2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系。 該反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K(T1) ____K(T2)（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____。用各物質(zhì)的平衡分壓代替平衡濃度表示反應(yīng)的平衡常數(shù)，記為Kp，計算該反應(yīng)在T1溫度下的Kp=_________（用p1表示）。 （3）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)△H＜0。據(jù)下圖判斷，反應(yīng)進行至20min時，曲線發(fā)生變化的原因是________________（用文字表達）；10min到15min的曲線變化的原因可能是________（填寫編號）。 a.加了催化劑 b.縮小容器體積 c.降低溫度 d.增加SO2的物質(zhì)的量 （4）煙氣中SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，該溶液中c(Na+)=__________________（用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示）。 【答案】-399.7 < 在同一壓強下，T2溫度下H2S的轉(zhuǎn)化率更大，說明升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大 0.2p1或1/5p1 增大氧氣的濃度（或充入氧氣） ab 2c（SO32-）+c（HSO3-） 【解析】 試題分析：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡圖像的分析，化學(xué)平衡常數(shù)的計算，外界條件對化學(xué)平衡加入催化劑可加快反應(yīng)速率，a項可能；b，縮小容器體積可加快反應(yīng)速率，b項可能；c，降低溫度減慢反應(yīng)速率，c項不可能；d，增加SO2物質(zhì)的量，SO2物質(zhì)的量應(yīng)突然增大，d項不可能；答案選ab。 （4）Na2SO3和NaHSO3混合溶液中的電荷守恒為c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HSO3-）+2c（SO32-），溶液呈中性c（H+）=c（OH-），則c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）。 2．“C1化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個碳原子的物質(zhì)（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝，對開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義。 （1）一定溫度下，在兩個容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 容器 甲 乙 反應(yīng)物投入量 1mol CO2(g)和3mol H2(g) 1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g) 平衡時c(CH3OH) c1 c2 平衡時能量變化 放出29.4kJ 吸收akJ 請回答： ①c1_____c2（填“>”、“<”或“＝”）；a=__________。 ②若甲中反應(yīng)10s時達到平衡，則用CO2來表示甲中反應(yīng)從開始到平衡過程中的平均反應(yīng)速率是__________mol/(Ls)。 （2）壓強為P1時，向體積為1L的密閉容器中充入bmol CO和2bmol H2，CO和氫氣發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。請回答： ①該反應(yīng)屬于__________（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)；P1__________P2（填“>”、“<”或“＝”）。 ②100℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________（用含b的代數(shù)式表示）。 （3）治理汽車尾氣的反應(yīng)是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0。在恒溫恒容的密閉容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合氣體，發(fā)生上述反應(yīng)。下列圖像正確且能說明反應(yīng)在進行到t1時刻一定達到平衡狀態(tài)的是__________（選填字母）。 【答案】＝19.60.03放＜1/b2cd 【解析】 【詳解】 （3）a、平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度不變，則平衡常數(shù)始終不變，所以平衡常數(shù)不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤； b、為物質(zhì)的量隨時間的變化，一氧化氮與二氧化碳物質(zhì)的量相等時，各組分的量仍然繼續(xù)變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故b錯誤； c、起始通入n（NO）：n（CO）=1：2，二者反應(yīng)按1：1進行，隨反應(yīng)進行比例關(guān)系發(fā)生變化，從t1時刻起n（CO）：n（NO）不再變化，說明到達平衡，故c正確； d、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，說明達平衡狀態(tài)，故d正確； 答案選cd。 【點睛】 等效平衡的應(yīng)用是解答的難點，明確等效平衡的含義是解答的關(guān)鍵，所謂等效平衡是指外界條件相同時，同一可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，都可以達到相同的平衡狀態(tài)。注意等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進行等效轉(zhuǎn)化，即—邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較即可。 3．碳及其化合物在有機合成、能源開發(fā)等工農(nóng)業(yè)方面具有十分廣泛的應(yīng)用。 I.工業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品乙二醛(OHC-CHO) （1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。該法具有原料易得、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點，但也存在比較明顯的缺點____________。 （2）乙二醇(HOCH2CH2OH)氣相氧化法 已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g）ΔH=-484kJ/mol，化學(xué)平衡常數(shù)為K1 OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78kJ/mol，化學(xué)平衡常數(shù)為K2 則乙二醇?xì)庀嘌趸磻?yīng)HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=______(用含K1、K2的代數(shù)式表示)。 Ⅱ.CO2的綜合利用 （3）一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中發(fā)生反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示，則下列說法正確的是______(填字母)。 a.反應(yīng)達平衡狀態(tài)時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變 b.A點的正反應(yīng)速率比B點正反應(yīng)速率小 C．550℃時，若充入氦氣，則V正、V逆均減小，平衡不移動 d.T℃時，反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為66.7% e. T℃時，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移動 （4）氨氣、CO2在一定條件下可合成尿素，其反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右圖表示合成塔中氨碳比a與CO2轉(zhuǎn)化率ω的關(guān)系。a為{n(NH3)/n(CO2)}，b為水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。則 ①b應(yīng)控制在______ a.1.5-1.6b.1-1.1c.0.6-0.7 ②a應(yīng)控制在4.0的理由是_________ 【答案】 CH2CH2OH+2HNO3OHC-CHO+2NO↑+3H2O 硝酸會腐蝕設(shè)備，生成的NO會污染空氣 -406kJ/mol K1/K2 abe c 氨碳比a<4.0時CO2轉(zhuǎn)化率較?。话碧急萢>4.0時CO2轉(zhuǎn)化率增加不明顯且浪費原料 【解析】試題分析：本題考查化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡圖像的分析、化學(xué)平衡常數(shù)。 應(yīng)用蓋斯定律，①式-②式得HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC-CHO（g）+2H2O（g）ΔH=（-484kJ/mol）-（-78kJ/mol）=-406kJ/mol。根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義，K1=，K2=，反應(yīng)HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC-CHO（g）+2H2O（g）的化學(xué)平衡常數(shù)K==。 4．（一）已知2A2（g）＋B2（g）2C3（g）；△H ＝－a kJ/mol（a＞0），在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2 mol A2和1 mol B2，在500 ℃時充分反應(yīng)達平衡時放出熱量b kJ。 （1）比較a___b（填“＞、＝、＜”） （2）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是__________。 A．及時分離出C3氣體 B．適當(dāng)升高溫度 C．增大B2的濃度 D．選擇高效的催化劑 （3）下圖表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時間t的關(guān)系圖。根據(jù)下圖判斷，在t1和t4時刻改變的外界條件分別是_______________和 _____________ 。 （二）在一容積為2L的密閉容器中，加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；△H＜0。反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如右圖所示，請回答下列問題： （1）根據(jù)上圖，該反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率等于__________。 （2）第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應(yīng)溫度，達新平衡后NH3的物質(zhì)的量濃度不可能為_________。（填序號）。 a 0.20molL-1 b 0.12 molL-1 c 0. 10 molL-1 d 0.08 molL-1 （3）若在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，在第8分鐘達到新的平衡（此時NH3的濃度約為0.25 molL-1 ），請在上圖中畫出第5分鐘到9分鐘NH3濃度的變化曲線。____________ 【答案】＞C升高溫度降低壓強50%a、c 【解析】 【詳解】 (一)(1)熱化學(xué)方程式表達的意義為：當(dāng)2mol A2和1mol B2完全反應(yīng)時，放出熱量為akJ，而加入2mol A2和1mol B2達到平衡時，沒有完全反應(yīng)，即釋放的熱量小于完全反應(yīng)釋放的熱量，即a＞b，故答案為：＞； (2)A、及時分離出C3氣體，平衡正向移動，但反應(yīng)速率減小，故錯誤；B、適當(dāng)升高溫度反應(yīng)速率增大但平衡逆向移動，故錯誤；C、增大B2的濃度，平衡正向移動且反應(yīng)速率增大，故正確；D、選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率增大但平衡不移動，故錯誤；故選C； 濃度的變化曲線圖像為：，故答案為：。