至度老高等考试平衡大题汇总含答案解析.docx

至度老高等考试平衡大题汇总含答案解析.docx

《至度老高等考试平衡大题汇总含答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《至度老高等考试平衡大题汇总含答案解析.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

至度老高等考试平衡大题汇总含答案解析

化学平衡（2015、14、13、12、11、09浙江卷）

平衡移动大题汇总（2010年为沉淀溶解平衡）

2015浙江28．乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

化学键

C－H

C－C

C＝C

H－H

键能/kJ·molˉ1

412

348

612

436

计算上述反应的△H＝________kJ·mol－1。

（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。

已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________（用α等符号表示）。

（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9），控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。

在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实________________。

②控制反应温度为600℃的理由是____

____________________________。

（4）某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。

保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：

CO2＋H2＝CO＋H2O，CO2＋C＝2CO。

新工艺的特点有_________（填编号）。

①CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

②不用高温水蒸气，可降低能量消耗③有利于减少积炭

④有利于CO2资源利用

2014浙江27．煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。

采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。

但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。

相关反应的热化学方程式如下：

CaSO4（s）＋CO（g）

CaO（s）＋SO2（g）＋CO2（g），△H1＝218.4kJ·mol－1（反应Ⅰ）

CaSO4（s）＋4CO（g）

CaS（s）＋4CO2（g），△H2＝－175.6kJ·mol－1（反应Ⅱ）

请回答下列问题：

（1）反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是。

（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体

物质的量浓度c（B），则反应Ⅱ的Kp＝（用表达式表示）。

（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率（

）大于反应Ⅱ的速率（

），则下列反应过程能量变化示意图正确的是。

ABCD

（4）通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，

理由是。

（5）图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。

则降低该反应体系中SO2生成量的措施有。

A．向该反应体系中投入石灰石B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度

C．提高CO的初始体积百分数D．提高反应体系的温度

（6）恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且

＞

，请在图2中画出反应体系中c（SO2）随时间t变化的总趋势图。

2013浙江27．捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH3和（NH4）2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：

反应Ⅰ：

2NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）

（NH4）2CO3（aq）△H1

反应Ⅱ：

NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）

（NH4）2HCO3（aq）△H2

反应Ⅲ：

（NH4）2CO3（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）

2（NH4）2HCO3（aq）△H3

请回答下列问题：

（1）△H3与△H1、△H2之间的关系是：

△H3==。

（2）为研究温度对（NH4）2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的（NH4）2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。

然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图（见图1）。

则：

①△H30（填＞、＝或＜）。

②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，

其原因是

。

③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。

当时间到达t1时，将该反应体系温度上升到T2，并维持该温度。

请在图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在（NH4）2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有

（写出2个）。

（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是。

A．NH4ClB．Na2CO3C.HOCH2CH2OHD．HOCH2CH2NH2

2012浙江27．甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。

向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：

反应过程

化学方程式

焓变△H

（kJ/mol）

活化能Ea

（kJ/mol）

甲烷氧化

CH4（g）＋2O2（g）

CO2（g）＋2H2O（g）

－802.6

125.6

CH4（g）＋O2（g）

CO2（g）＋2H2（g）

－322.0

172.5

蒸汽重整

CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）

206.2

240.1

CH4（g）＋2H2O（g）

CO2（g）＋4H2（g）

165.0

243.9

回答下列问题：

（1）反应CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）的△H=kJ/mol。

（2）在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率甲烷氧化的反应速率（填大于、小于或等于）。

（3）对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（PB）代替物质的量浓度（cB）也可以平衡常数（记

作KP），则反应CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）的KP＝；

随着温度的升高，该平衡常数（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）从能量阶段分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于。

（5）在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图：

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是。

A．600℃，0.9MpaB．700℃，0.9MPaC．800℃，1.5MpaD．1000℃，1.5MPa

②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间（从常温进料开始计时）的变化趋势示意图：

（6）如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是:

。

2011浙江27.某研究小组在实验室探究氨基甲酸胺（NH2COONH4）分解反应平衡常熟和水解反应速率的测定。

（1）将一定量纯净的氨基甲酸胺固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器提及不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

可以判断该分解反应已经达到平衡的是___________

A.2v（NH3）=v（CO2）B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解常数：

______________________

③取一定量的氨基酸甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡。

若在恒温下压缩容器体积、氨基甲酸固体的质量___________（填“增加”、“减少”、或“不变”）

氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH_____0（填“＞”“=”或“＜”＝）熵变

______0（填“＞”“=”或“＜”＝）.

（2）已知：

该研究生分别用三种不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应得到

随时间的变化趋势如图所示。

⑤计算25.0℃时，0-6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：

____________________。

⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：

______________________________________________________________________。

2009浙江27.超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。

科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：

2NO+2CO　　　　　2CO2+N2

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间/s

0

1

2

3

4

5

c（NO）/mol·L-1

1.00×10-3

4.50×10-4

2.50×10-4

1.50×10-4

1.00×10-4

1.00×10-4

c（CO）/mol·L-1

3.60×10-3

3.05×10-3

2.85×10-3

2.75×10-3

2.70×10-3

2.70×10-3

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH________0（填写“＞”、“＜”、“＝”）。

（2）前2s内的平均反应速度v（N2）=__________________。

（3）在该温度下，反应的平衡常数K=__________________。

（4）假设在容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。

A.选用更有效的催化剂　　　　B.升高反应体系的温度

C.降低反应体系的温度　　　　D.缩小容器的体积

（5）研究表明：

在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。

为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号

T/℃

NO初始浓度mol·L-1

CO初始浓度mol·L-1

催化剂的比表面积m2·g-1

Ⅰ

280

1.20×10-3

5.80×10-3

82

Ⅱ

124

III

350

124

①请在空格中填入剩余的实验条件数据。

②请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。

答案

2015

②600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。

温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。

高温还可能使催化剂失活，且能耗大

（4）①②③④

2014

27．[14分]

（1）高温

（2）

（3）C

（4）如果气相中SO2和CO2的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时进行

（5）ABC

（6）右图

2013

27．[14分]

（1）2△H2－△H1

（2）①＜；

②T1－T2区间，化学反应未达到平衡状态，温度越高，化学反应速率越快，所以CO2被捕获的量随着温度的升高而提高。

T3－T4区间，化学反应已达到平衡状态，由于正反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2的捕获。

③

（3）降低温度；增大CO2浓度（或分压）。

（4）B、D

2012

【解析】

（1）根据盖斯定律，由蒸汽重整的两个反应不难得出该反应的△H=-41.2kJ/mol

（2）由于甲烷氧化的活化能低于蒸汽重整的活化能，所以蒸汽重整速率小于甲烷氧化速率。

（3）Kp=

由于该反应△H>0，所以升温则平衡常数变大。

（4）由于放热的甲烷氧化产生的热量可以供给吸热的蒸汽重整，提高了能源的利用率。

（5）简单读图，条件B同时符合“H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%”；

作图的关键是找准零时刻起点位置，反应过程中的变化趋势以及平衡以后的终点位置，氢气不是原料气，即开始时刻氢气含量为0，由图中可以读出600℃，0.1Mpa条件下，平衡系统中H2物质的量分数为70%，因此不难作图如下：

（6）甲烷氧化程度过高，氢气会和氧气反应。

2011

2009

27．[14分]

（1）＜；

（2）1.88×10－4

；

（3）5000；（4）C、D；

（5）①Ⅱ：

280、1.20×10－3、5.80×10－3

III：

1.20×10－3、5.80×10－3　

②如图：