全国卷第二道大题 化学平衡 试题分类.docx

全国卷第二道大题 化学平衡 试题分类.docx

《全国卷第二道大题 化学平衡 试题分类.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国卷第二道大题 化学平衡 试题分类.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

全国卷第二道大题化学平衡试题分类

（2016全国新课标1卷）27．（15分）

元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr3+（蓝紫色）、Cr（OH）4−（绿色）、Cr2O72−（橙红色）、CrO42−（黄色）等形式存在，Cr（OH）3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（1）Cr3+与Al3+的化学性质相似，在Cr2（SO4）3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是_________。

（2）CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。

室温下，初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72−）随c（H+）的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。

②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__________。

③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。

当溶液中Cl−恰好完全沉淀（浓度等于1.0×10−5mol·L−1）时，溶液中c（Ag+）为_______mol·L−1，此时溶液中c（CrO42−）等于__________mol·L−1。

（已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10）。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O72−还原成Cr3+，反应的离子方程式为______________。

（2016全国新课标Ⅱ卷）27．（14分）

丙烯腈（CH2＝CHCN）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晴（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：

①C3H6（g）＋NH3（g）＋

O2（g）＝C3H3N（g）＋3H2O（g）ΔH＝−515　kJ·mol−1

②C3H6（g）＋O2（g）＝C3H4O（g）＋H2O（g）ΔH＝−353　kJ·mol−1

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温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。

低于460℃时，丙烯腈的产率　__________　（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡转化率，判断理由是　__________　；高于460℃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　__________　。

进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为　__________　。

（2016全国新课标3卷）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NO的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。

反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

离

子

SO42−

SO32−

NO3−

NO2−

Cl−

c/（mol·L−1）

8.35×10−4

6.87×10−6

1.5×10−4

1.2×10−5

3.4×10−3

①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”、“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______（填“增大”“不变”或

“减小”）。

③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pe如图所示。

①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”）。

②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。

①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_______。

②已知下列反应：

SO2（g）+2OH−（aq）===SO32−（aq）+H2O（l）ΔH1

ClO−（aq）+SO32−（aq）===SO42−（aq）+Cl−（aq）ΔH2

CaSO4（s）===Ca2+（aq）+SO42−（aq）ΔH3

则反应SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO−（aq）+2OH−（aq）===CaSO4（s）+H2O（l）+Cl−（aq）的ΔH=______。

（20XX年全国高考新课标I卷）28.（15分）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：

（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为____________。

（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中

为：

_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17。

（3）已知反应2HI（g）=H2（g）+I2（g）的△H=+11kJ·mol-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：

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：

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）

（2015全国新课标Ⅱ卷）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：

①CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）△H1

②CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）△H2

③CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）△H3

回答下列问题：

化学键

H-H

C-O

C

O

H-O

C-H

E/（kJ.mol-1）

436

343

1076

465

413

（1）已知反应①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①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_____。

【答案】

（1）—99；＋41

（2）

；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变

小；

（3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③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；P3＞P2＞P1；相同温度下，由于反应①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③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

的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以图2中的压强由大到小为P3＞P2＞P1。

考点：

考查反应热计算、盖斯定律应用以及外界条件对平衡状态的影响

（2014全国新课标1卷）28．（15分）

乙酸是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。

回答下列问题：

（1）间接水合法是指现将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C2H5OSO3H），再水解生成乙醇，写出相应反应的化学方程式__________________________________。

（2）已知：

甲醇脱水反应2CH3OH（g）==CH3OCH3（g）+H2O（g）

=

23.9KJ﹒mol-1

甲醇制烯烃反应2CH3OH（g）==C2H4（g）+2H2O（g）

=

29.1KJ﹒mol-1

乙醇异构化反应C2H5OH（g）==CH3OCH3（g）

=+50.7KJ﹒mol-1

则乙烯气相直接水合反应C2H4（g）+H2O（g）==C2H5OH（g）的

=______KJ﹒mol-1。

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乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中

=1:

1）

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

②图中压强（

、

、

、

）的大小顺序为_________，理由是_________。

③气相直接水合法常采用的工艺条件为：

磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃，压强6.9MPa，

=0.6:

1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，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_________、_________。

【答案】

（1）CH2＝CH2＋H2SO4

C2H5OSO3H；C2H5OSO3H＋H2O

CH3CH2OH＋H2SO4

（2）—45.5；减少污染；减少对设备的腐蚀。

（3）①0.07Mpa-1

②P4＞P3＞P2＞P1；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高。

③增大n（H2O）︰n（C2H4）的比值，及时把生成的乙醇液化分离

【解析】

（1）乙烯与硫酸发生加成反应生成硫酸氢乙酯，硫酸氢乙酯再通过取代反应得到乙醇。

CH2＝CH2＋H2SO4

C2H5OSO3H

C2H5OSO3H＋H2O

CH3CH2OH＋H2SO4

（2）通过盖斯定律，—△H2＋△H1－△H3＝—45.5KJ·mol-1

比较两种流程，可看出气相直接水合法减少反应步骤，增大产物的产率，同时减少污染物的排放；不用硫酸作反应物，减少对设备的腐蚀。

（3）①A点乙烯的平衡转化率是20%。

根据反应：

CH2＝CH2＋H2O

C2H5OH

起始1mol1mol0

转化：

0.2mol0.2mol0.2mol

平衡0.8mol0.8mol0.2mol

则平衡时乙烯的分压：

P（C2H4）＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol＝3.4889Mpa

水蒸气的分压：

P（H2O）＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol＝3.4889Mpa

乙醇的分压：

P（C2H5OH）＝7.85Mpa×0.2mol/1.8mol＝0.8722Mpa

则平衡常数Kp＝P（C2H5OH）/P（C2H4）×P（H2O）＝0.8722Mpa/3.4889Mpa×3.4889Mpa＝0.07Mpa-1

②通过反应可以看出压强越大，乙烯的转化率越高，通过在300℃时转化率可得出：

P4＞P3＞P2＞P1。

③可以增大H2O的浓度，及时分离出生成的乙醇。

（2014全国新课标Ⅱ卷）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△H0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。

在0~60s时段，反应速率v（N2O4）为mol·L-1·s-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0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T100℃（填“大于”“小于”），判断理由是。

②列式计算温度T是反应的平衡常数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。

（2013全国新课标1卷）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=－90.1kJ·mol－1

（ii）CO2（g）+3H2（g）==CH3OH（g）+H2O（g）△H=－49.0kJ·mol－1

水煤气变换反应：

（iii）CO（g）+H2O（g）==CO2（g）+H2（g）△H=－41.1kJ·mol－1

二甲醚合成反应：

（iv）2CH3OH（g）==CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=－24.5kJ·mol－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。

工业上从铅土矿制备较高纯度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影响____________________。

（4）有研究者在催化剂（含Cu－Zn－Al－O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如右图所示。

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，其能量密度高于甲醇直接燃料电池（5.93kw·h·kg－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______个电子的电量；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，lkW·h=3.6×106J）。

[2013高考∙全国Ⅱ卷∙28]（14分）在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应：

A（g）

B（g）+C（g）△H＝+85.1kJ∙mol—1

反应时间（t）与容器内气体总压（p）的数据见下表：

时间t/h

0

1

2

4

8

16

20

25

30

总压p/100kPa

4.91

5.58

6.32

7.31

8.54

9.50

9.52

9.53

9.53

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aA（g）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）①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。

②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/h

0

4

8

16

c（A）/（mol∙L—1）

0.10

a

0.026

0.0065

分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（△t）的规律，得出的结论是，由此规律推出反应时间在12h时反应物的浓度c（A）为mol∙L—1。

[2012高考∙全国新课标1卷]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）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为Mno2+4Hcl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制各CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热（△H）分别为－890.3kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0kJ/mol，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=+108kJ/mol。

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浓度变化曲线来示出）：

①计算反应在第8min时的平衡常数K=__________

②比较第2min反应温度T

（2）与第8min反应温度（T8）的高低：

T

（2）____T（8）（填“<”、“>”或“=”）；

③若12min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）=______mol/L；

④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

（2—3）、

（5—6）、

（l2－13）表示]的大小____________；

⑤比较反应物COCl2在5－6min和15－16min时平均反应速率的大小：

（5－6）>

（15－16）（填“<”、“>”或“=”），原因是_______________。

答案：

解析：

此题中挡题，拿满分较难（不过第四问中的①③的答案确实有待商榷，为什么都要保留到小数点后三位，从题目中能看出来吗？

）体现在计算麻烦上，第二问其实出题人完全直接说甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,…这样很多同学在计算反应热的时候更容易错。

因为反应为CH4+CO2=2CO+2H2△H=反应物的燃烧热-产物的燃烧热=247.3KJ/mol，也就是生成2molCO，需要吸热247.3KJ，那么要得到1立方米的CO,放热为（1000/22.4）×247.3/2=5.52×103KJ.第三问要根据电负性分析碳元素化合价的变化，CHCl3碳为+2价，COCl2中碳为+4价，即可写出方程式。

第四问，①根据K计算公式即可求出，但是答案为什么只保留三位小数值得商榷，②同时计算T2时的K值很明显小于T8时的K值，说明是升高温度平衡正向移动的原因。

③题目说了是不同条件下的平衡状态，那么后面温度就不会改变。

根据K值可计算C（COCl2）.④因为5-6分钟，CO浓度在改变所以平均反应速率大于其它的，因为处于平衡状态，根据V的计算公式，2-3、12-13的平均反应速率为0。

⑤因为5-6分钟时浓度改变大于12-13。