2010-2017年度全国卷化学平衡高考题.doc

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1、.（2017全国I）28.近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_（填标号）。A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10 molL1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统（）和系统（）制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量H2所需能量较少的是_。（3）H2S与CO2在

2、高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g) =COS(g) +H2O(g)。在610 k时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率1=_%，反应平衡常数K=_。在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率2_1，该反应的H_0。（填“”“ B（2017全国II）27.（14分）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) H1=+123 k

3、Jmol-1已知：C4H10(g)+ 1/2O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJmol-1H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(g) H3-242kJmol-1反应的H1为_ kJmol-1。图（a）是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_（填标号）。A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现

4、先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。（1）+123 小于 AD（2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行、温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类（2017全国III）28砷（As）是第四周期A族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：（2）工业上常将含砷废渣（主要成

5、分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_。该反应需要在加压下进行，原因是_。（3）已知：As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) H1H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) H22As(s)+5/2O2(g) =As2O5(s) H3则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的H =_。（4）298 K时，将20 mL 3x molL1 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33- (aq)+I2(aq)+2OH(aq)= AsO43

6、- (aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间（t）的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是_（填标号）。a溶液的pH不再变化 bv(I)=2v(AsO33-)cc(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化 dc(I)=y molL1tm时，v正_ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。tm时v逆_ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_。若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为_。（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率 （3）2H1-3H2-H3 （4）ac大于小于

7、tm时生成物浓度较低 （2016全国I）27. (2)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)随c(H+)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_ _。由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率_(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，则该反应的H_(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)2CrO42-+2HCr2O72-+H2O； 增大；1.01014 ；小于；（2016全国II）27丙烯腈（CH2=C

8、HCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下： C3H6(g)+NH3(g)+ 1.5O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) H=-515kJ/mol C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) H=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是 ；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。（2）图（a）为丙烯腈产率与反应

9、温度的关系曲线，最高产率对应温度为460OC低于460OC时，丙烯腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高于460OC时，丙烯腈产率降低的可能原因是 （双选，填标号）A催化剂活性降低 B平衡常数变大 C副反应增多 D反应活化能增大（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为 ，理由是。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 。（1）两个反应均为放热量大的反应；降低温度、降低压强；催化剂；（2）不是；该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 ；AC（3）1 ； 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率

10、最低； 1:7.5:1（2016全国III）27.（15分）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：（1） NaClO2的化学名称为_。（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5103molL1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表离子SO42SO32NO3NO2Clc/（molL1）8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_ _。 增加压强，NO的转化率_（填“提高”“

11、不变”或“降低”）。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐_ （填“提高”“不变”或“降低”）。由实验结果可知，脱硫反应速率_脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是_。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_（填“增大”“不变”或“减小”）。反应ClO2+2SO32=2SO42+Cl的平衡常数K表达式为_。（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比

12、NaClO具有的有点是_ _。已知下列反应：SO2(g)+2OH (aq) =SO32 (aq)+H2O(l) H1ClO (aq)+SO32 (aq) =SO42 (aq)+Cl (aq) H2CaSO4(s) =Ca2+（aq）+SO42（aq） H3则反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO (aq) +2OH (aq) = CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的H=_。（1）亚氯酸钠；（2）2OH-3ClO24NO4NO33Cl2H2O；提高 减小；大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 （3）减小； （4）生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方

13、向进行H1H2H3（2016全国III）28.（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_性（填“酸”“碱”“中”）。（2015全国I）28碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。回答下列问题：（3）已知反应2HI（g）=H2(g) + I2(g)的H=+11kJmol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。（4）Bodensteins研究了下列反应：

14、2HI（g）=H2（g）+I2（g）在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120X(HI)10.910.850.8150.7950.784X(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：_。上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1，在t=40,min时，v正=_min-1由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可

15、用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_（填字母）（3）299 (4)K=0.1082/0.7842；k正/K；1.9510-3A点、E点（2015全国II）27（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) H1=-99 kJ.mol-1 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH（g）+H2O(g) H2=-58kJ.mol-1 CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H3=+41kJ.mol-1回答下列问题：化学键H-HC-

16、OC OH-OC-HE/（kJ.mol-1）4363431076465413（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：由此计算H1= kJ.mol-1，已知H2=-58kJ.mol-1，则H3= kJ.mol-1（2）反应的化学平衡常数K的表达式为 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由是 。（3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。（1）99；41 （2）；a；反应为

17、放热反应，平衡常数应随温度升高变小；（3）减小；升高温度时，反应为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；P3P2P1；相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高（2014全国I）28 (15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反

18、应的化学方程式 ；（2）已知：甲醇脱水反应 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)DH123.9KJmol1甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)C2H4 (g)2H2O(g)D H229.1KJmol1乙醇异构化反应 CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g)D H3+50.7KJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)的DH KJmol1与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是： 。（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)n(C2H4)=11列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K (用平衡分压代替

19、平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为： ，理由是： 气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ，压强69MPa，n(H2O)n(C2H4)=061。乙烯的转化率为5。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有： 、 。（1）C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4;(2) -45.5污染小，腐蚀性小等；（3）K=0.07(MPa)-1; P1 P2 P3 P4;反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高； 将产物乙醇液

20、化转移去，增加n(H2O):n(C2H4)的比。（2014全国II）26（13分）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)= 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：（1）反应的H 0（填“大于”或“小于”）；100时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060s时段，反应速率v(N2O4)为 molL-1s-1；反应的平衡常数K1为 。（2）100时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。a：T 100（填“大于”或“小于”），判断理由是 。b：列式计算温度T时

21、反应的平衡常数K2 。（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是 。(1)大于0.001 00.36 molL1(2)大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL110 s20.160 molL1c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1K21.28 molL1(3)逆反应将反应容器的容积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动（2013全国I

22、）28（15分）二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) H1 = -90.1kJmol-1（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H2 = -49.0kJmol-1水煤气变换反应：（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) H3 = -41.1kJmol-1二甲醚合成反应：（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H

23、4 = -24.5kJmol-1回答下列问题：（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 （以化学方程式表示）。（2）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响 。（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为 。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的响 。（4）有研究者在催化剂（含CuZnAlO和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密

24、度等于甲醇直接燃料电池（5.93kWhkg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为 ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生 个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E = （列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kWh = 3.6106J）。（1）Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2NaAl(OH)4NaAl(OH)4+ CO2= Al(OH)3 + NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3+ 3H2O（2）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（i）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（iii）消耗部分CO。（3）2CO(g)

25、+ 4H2(g) = CH3OCH3+ H2O(g) H= -204.7kJmol-1该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大。（4）反应放热，温度升高，平衡左移。（5）CH3OCH3+ 3H2O = 2CO2+ 12H+ 12e- 12=8.39kWhkg-1（2013全国II）28（14分）在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应应:A（g） B（g）+C（g） H=+85.1kJmol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h01248162025

26、30总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题:（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为 。（2）由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率(A)的表达式为 。平衡时A的转化率为 ，列式并计算反应的平衡常数K 。（3）由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），n总= mol，n（A）= mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a= 反应时间t/h04816C（A）/（molL-1）0.10a0.0260.0065分析该反应中反应反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（t）的规律，得出

27、的结论是 ，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为 molL-1。（1）升高温度、降低压强 （2）(A)=(1)100%；94.1%；K=1.5；（3）0.1；0.1（2）；0.051；每间隔4小时，A的浓度为原来的一半。0.013（2012全国I）27.(15分)光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。（1）实验室常用来制备氯气的化学方程式为 ；（2）工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2、和CO的燃烧热（H）分别为-890.3kJmol-1、-285.8kJ.mol-1和-

28、283.0kJ.mol-1，则生成1m3（标准状况）CO所需热量为 ；（3）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为 ；（4）COCl2的分解反应为COCl2（g）=Cl2（g）+CO（g） H=+108kJmol-1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：计算反应在第8min时的平衡常数K= ；比较第2min反应温度T（2）与第8min反应温度T（8）的高低：T（2） T（8）（填“”或“=”），若12min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）= m

29、olL-1；比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率（平均反应速率分别以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13）的大小 ；比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小：v（5-6） v（15-16）（填“”或“=”），原因是 。（1）MnO24HCl（浓）MnCl2Cl22H2O（2）5.52103 KJ （3）CHCl3H2O2COCl2H2O+HCl（4）0.234 molL-10.031molL-1v(5-6) v(2-3)v(12-13) 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大（2011全国）科学家利用太阳能分

30、解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知：H2(g)、CO(g)和CH3OH（1）的燃烧热H分别为-285.8 kJmol -1、一283.0 kJmol -1和一726.5 kJmol -1。请回答下列问题：（1）用太阳能分解10mol H2O(1)消耗的能量是_kJ.（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：_.（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300）：下列说法正确的是_（填序号）温度为T1时，从反应开始到反应达到

31、平衡，生成甲醇的平均速率为：该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 该反应为放热反应处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时增大（4）在T1温度时，将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为a，则此时容器内的压强与起始压强之比为_。（5）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_;正极的反应式为_.理想状态下，该燃料电池消耗lmol甲醇所能产生的最大电能为701.8kJ，则该燃料电池的理论效率为_（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）。（1）2 858（2）CH3OH

32、（1）O2(g)=CO(g)2H2O（1）H443.5 kJ/mol（3） （4） 1-/2（5） CH3OH+H2O=CO2+6H+6e- O2+6H+6e-=3H2O96.6%（2010全国）26（14分）物质AG有下图所示转化关系（部分反应物、生成物未列出）。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。请回答下列问题：（1）写出下列物质的化学式：B 、E 、G ；（2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是 ，阴极物质是 ，电解质溶液是 ；（3）反应的化学方程式是 。（4）将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol D，则反应的平衡常数K= 。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则B的平衡浓度 （填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率 （填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数 （填“增大”、“不变”或“减小”）。（1）SO2 H2SO4 Cu2O （2） 粗铜 精铜 CuSO4溶液（3）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O （4）23.8mol-1L 减小 降低 减小