高考热点训练化学平衡专题训练.docx
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高考热点训练化学平衡专题训练
高三化学限时训练
征服高考化学计算题之化学平衡一
1.（全国1）.采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题
（2）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O4（g）完全分解）：
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知：
2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）ΔH1=−4.4kJ·mol−1
2NO2（g）＝N2O4（g）ΔH2=−55.3kJ·mol−1
则反应N2O5（g）＝2NO2（g）+
O2（g）的ΔH=_______kJ·mol−1。
②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率
。
t=62min时，测得体系中
pO2=2.9kPa，则此时的
=________kPa，v=_______kPa·min−1。
③若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强
p（35℃）____63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。
④25℃时N2O4（g）
2NO2（g）反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
2.（全国2）.CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题：
（1）CH4-CO2催化重整反应为：
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）。
已知：
C（s）+2H2（g）=CH4（g）ΔH=-75kJ·mol−1
C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-394kJ·mol−1
C（s）+1/2O2（g）=CO（g）ΔH=-111kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH==______kJ·mol−1。
有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。
A．高温低压B．低温高压C．高温高压D．低温低压
某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L−2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应CH4（g）=C（s）+2H2（g）
消碳反应CO2（g）+C（s）=2CO（g）
ΔH/（kJ·mol−1）
75
172
活化能/
（kJ·mol−1）
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣于”），理由是_________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。
升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________填标号）。
A．K积、K消均增加B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p（CH4）·[p（CO2）]-0.5（k为速率常数）。
在p（CH4）一定时，不同p（CO2）下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）从大到小的顺序为________________。
3.（全国3）.三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。
回答下列问题：
（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成（HSiO）2O等，写出该反应的化学方程式__________。
（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3（g）
SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）ΔH1=48kJ·mol−1
3SiH2Cl2（g）
SiH4（g）+2SiHCl3（g）ΔH2=−30kJ·mol−1
则反应4SiHCl3（g）
SiH4（g）+3SiCl4（g）的ΔH=__________kJ·mol−1。
（3）对于反应2SiHCl3（g）
SiH2Cl2（g）+SiCl4（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α=_________%。
平衡常数K343K=__________（保留2位小数）。
②在343K下：
要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是___________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小：
υa________υb（填“大于”“小于”或“等于”）。
反应速率υ=υ正−υ逆=
−
，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处
=__________（保留1位小数）。
4.（18淄博二模）27（14分）．
（1）在一定条件下：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），在两个均为2L的密闭容器中以不同的氢碳比[n（H2O）/n（CO）]充入H2O（g）和CO，CO的平衡转化率α（CO）与温度的关系如下图所示。
①P点平衡常数K=。
②氢碳比X2.0（填“>”或“<”或“=”），判断的理由是。
③下列能提高CO平衡转化率的措施有。
A．使用高效催化剂B．通入He气体使体系的压强增大
C．降低反应温度D．投料比不变，增加反应物的浓度
（2）已知：
反应I：
4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g）△H<0
反应II：
4NH3（g）+3O2（g）
2N2（g）+6H2O（g）△H<0
氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I和Ⅱ。
为分析该催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2，反应关系如右图，该催化剂在高温时选择反应（填“I”或“II”）。
520℃时，4NH3（g）+3O2（g）
2N2（g）+6H2O（g）的平衡常数K=（只需列出数字计算式）。
5.（18烟台模拟）
高三化学限时训练
征服高考化学计算题之化学平衡二
5.（18烟台模拟）
6.（18潍坊模拟）
（2）焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C（s）+2SO2（g）
S2（g）+2CO2（g）。
一定压强下，向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应，测得SO2的生成速率与S2（g）的生成速率随温度变化的关系如图所示：
①A、B、C、D四点对应的状态中，达到平衡状态的有_____________（填字母）。
②该反应的△H_____0（填“>”“<”或“=”）。
③下列措施能够增大SO2平衡转化率的是______________。
A．降低温度B．增加C的量C．减小容器体积D．添加高效催化剂
（3）用氨水吸收SO2。
25℃时2．0mol·L-1的氨水中，NH3·H2O的电离度α=______（
×100％）。
将含SO2的烟气通入该氨水中，当溶液显中性时，溶液中的
=_______。
（已知25℃，Kb（NH3·H2O）=1.8×10-5；Ka1（H2SO3）=1.3×10-2，Ka2（H2SO3）=6.2×10-8）
7.（泰安）．（11分）工厂尾气中常含有毒气体NO，对其转化利用及无害化处理具有重要意义。
I．利用NO与Cl2在通常条件下反应可制得重要化工原料亚硝酸氯（C1NO）：
2NO（g）+C12（g）
2C1NO（g）
（1）在一定温度下，该反应于一恒容密闭容器中达到平衡，继续通入Cl2，逆反应速率（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）已知几种化学键的键能数据如下表（亚硝酸氯的结构为C1—N=O）：
2NO（g）+Cl2（g）
2ClNO（g）△H=一111kJ·mol-1，则a=。
（3）在1L的恒容密闭容器中充入2molNO（g）和1molCl2（g），在不同温度下测得c（C1NO）与时间的关系如图A：
①反应开始到10min时NO的平均反应速率v（NO）=。
②T2时该反应的平衡常数K=。
（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO（g）和Cl2（g），平衡时C1NO的体积分数随n（NO）/n（Cl2）的变化图像如图B，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是点。
当n（NO）/n（Cl2）=1.5时，达到平衡状态C1NO的体积分数可能是D、E、F三点中的点。
8.（省实验）28．（14分）肌红蛋白（Mb）是由肽链和血红索辅基组成的可结合氧的蛋白，广泛存在于肌肉中。
I．肌红蛋白与氧气的反应的转化率（α）与氧分压p（O2）密切相关，存在如下平衡：
Mb（aq）十O2（g）
MbO2（aq）
其中，k1和k2分别是正向和逆向反应的速率常数。
37℃，反应达平衡时测得的一组实验数据如图所示。
据此回答下列有关问题：
（1）该反应的平衡常数可用如下方式来表示：
，结合图示计算37℃下该反应的平衡常数（提示：
注明平衡常数单位）。
（2）用氧分压p（O2）和平衡常数K来表示平衡时肌红蛋白的转化率。
（3）研究发现，正向反应速率v正=k1c（Mb）p（O2）；逆向反应速率v逆=k2c（MbO2）。
已知37℃时k2=60s-1，计算该温度下的速率常数k1=（提示：
注明速率常数单位）。
9.（日照）27．（14分）NO是第一个被发现的生命体系气体信号分子，具有舒张血管的功能，化学性质活泼。
（1）在298K，101kPa时，已知：
C（s）+O2（g）===CO2（g）△H1=－393．5kJ·mol-1
N2（g）+O2（g）===2NO（g）△H2=+179．5kJ·mol-1
①写出此条件下C（s）与NO（g）反应生成CO2（g）和N2（g）的热化学方程式：
____________________________________。
②现有三个起始体积相同的密闭容器I、II、III，按如图所示投料，并在298K时开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是_________________。
（填标号）
a．容器I、II的正反应速率相同
b．容器I、III中，NO的转化率相同
c．容器I、II、III中，混合气体的密度相同
d．容器I、II、III中，平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1=K3>K2
（2）100kPa时，反应2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1所示，反应2NO2（g）
N2O4（g）中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2所示。
①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）达到平衡时NO的转化率，则______点对应的压强最大。
②100kPa、100℃时，反应2NO2（g）
N2O4（g）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，计算结果保留两位有效数字）。
高三化学限时训练
征服高考化学计算题之化学平衡三
10．（13分）新旧动能转换工程之一是新能源新材料的挖掘和应用。
乙二醇是重要的化工原料，煤基合成气（CO、H2）间接制乙二醇具有转化率高、回收率高等优点，是我国一项拥有自主知识产权的世界首创技术，制备过程如下：
（1）请写出煤基合成气[n（CO）：
n（H2）=1：
2]与氧气间接合成乙二醇的总热化学方程式____________________________，已知该反应在较低温条件下能自发进行，则该反应的△H=_____0（填“>”“<”或“=”）。
（2）一定温度下，在2L的密闭容器中投入物质的量均为0．4mol的CO和CH3ONO发生反应Ⅱ，10min达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等。
①下列选项能判断反应已达到化学平衡状态的是________。
a．CO的质量不再变化b．混合气体的密度不再变化
c．单位时间内生成CO和NO的物质的量相等d．CO和CH3ONO的浓度比不再变化
②10min内该反应的速率v（NO）=_______；该温度下化学平衡常数k=_______。
若此时向容器中再通入0.4molNO，一段时间后，达到新平衡时NO的体积分数与原平衡时相比________（填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”）。
③若该反应△H<0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是________（填字母）。
11.（临沂）27．（14分）氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：
CO（g）+NO2（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-akJ·mol-1（a>0）
2CO（g）+2NO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ·mol-1（b>0）
若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为kJ（用含有a和b的代数式表示）。
（2）在373K时，向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2，发生反应：
2NO2（g）
N2O4（g）△H=-57.0kJ·mol-1。
测得NO2的体积分数[
（NO2）]与反应时间（t）的关系如下表：
①0～20min内，v（N2O4）=mol·L-1·min-1。
②上述反应中，v（NO2）=k1·c2（NO2），v（N2O4）=k2·c（N2O4），其中k1、k2为速率常数，则373K时，k1、k2的数学关系式为。
改变温度至T1时k1=k2，则T1373K（填“>”、“<”或“=”）。
（3）连二次硝酸（H2N2O2）是一种二元弱酸。
25℃时，向100mL0.1mol·L-1H2N2O2溶液中加入VmL0.1mol·L-1NaOH溶液。
（已知25℃时，连二次硝酸的Ka1=10-7，Ka2=10-12）
①若V=100，则所得溶液中c（H2N2O2）c（N2O22-（填“>”、“<”或“=”），通过计算解释原因。
②若V=200，则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为。
12.（济宁）
13.（滨州）
14.
15.（济南）
高三化学限时训练
征服高考化学计算题之化学平衡四
16.（衡水3月）氮和碳一样也存在一系列氢化物，如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。
请回答下列问题
（1）上述氮的系列氢化物的通式为______________；N3H5的电子式为_______________。
（2）已知:
①4NH3（g）+5O2（g）==4NO（g）+6H2O（g）△H1=akJ·mol-1K1
②4NH3（g）+3O2（g）==2N2（g）+6H2O（g） △H2=bkJ·mol-1K2
写出N2 与O2反应生成1mol NO气体的热化学方程式:
________________________________；该反应式的平衡常数表达式K=__________（用含有K1、K2的代数式表示）。
（3）已知NH3·H2O为一元弱碱，N2H4·H2O 为二元弱碱，N2H4·H2O在水溶液中的一级电离方程式为N2H4·H2O+H2O
N2H4·H2O++ OH-，则可溶性盐盐酸肼（N2H6Cl2）
第一步水解的离子方程式为_________________________________________________；溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________。
（4）如图所示，隔板I固定不动，活寨II可自由移动，M、N 两个容器中均发生反应:
N2（g）+ 3H2（g）
2NH3（g）。
向M、N 中均通入lmol N2 和2.3 mol H2。
初始时M、N 容积相同，并保持温度不变，则达到平衡时H2 的转化率aM（H2）_____aN（H2）（填“>”“=”“或”）。
达到平衡时测得容器N 的容积为2.0 L，其中含有0.2 mol NH3，则此条件下该反应的平衡常数K=__________。
17.（潍坊二模）
18．（15分）消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。
（1）工业上常用活性炭还原一氧化氮，其反应为：
2NO（g）+C（s）
N2（g）+CO2（g）。
向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO，测得各容器中n（NO）随反应时间t的变化情况如下表所示：
甲容器反应温度T℃______400℃（填“>”“<”或“=”）；乙容器中，0~40min内平均反应速率v（CO2）=_____；丙容器中达平衡后NO的物质的量为_________mol。
（2）活性炭还原NO2的反应为：
2NO2（g）+2C（s）
N2（g）+2CO2（g），在恒温条件下，lmolNO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如右上图所示：
①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是_________点（填“A”或“B”或“C”）。
②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=_______MPa
（Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
19.（潍坊三模）氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、应用等环节。
回答下列问题:
（1）氢气的制备
以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。
其反应过程如右图所示。
反应Ⅱ包含两步反应:
①H2SO4
（1）=SO3（g）+H2O（g） ΔH=177kJ/mol-1
②2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g） △H=196kJ/mol-1
写出反应Ⅱ的热化学反应方程式
（2）氢气的应用
CO2加氢制备甲酸（HCOOH）可用于回收利用CO2。
温度为T1时，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:
CO2（g）+H2（g）
HCOOH（g） △H,化学平衡常数K=1
实验测得:
v正=k正·c（CO2）·c（H2）,v逆=k逆·c（HCOOH）,k正、k逆为速率常数。
①当CO2的转化率为33.3%时，HCOOH的体积分数为（保留整数）。
②T1时，k逆=（用k正表示）。
当升高温度至T2时，k逆=0.9k正，则△H0（填“>”、“<"或“=”）。
20.（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
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ΔH= +11kJ·mol－1，1mol H2（g）、1mol I2（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：
t/min
0
20
40
60
80
120
x（HI）
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x（HI）
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：
___________。
②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=40min时，v正=________min-1
③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）
21.（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。
写出相应的反应的化学方程式 ________________________
（2）已知：
甲醇脱水反应①2CH3OH（g）＝CH3OCH3（g）＋H2O（g）△H1＝－23.9KJ·mol－1
甲醇制烯烃反应②2CH3OH（g）＝C2H4 （g）＋2H2O（g）△H2＝－29.1KJ·mol－1
乙醇异构化反应③CH3CH2OH（g）＝CH3OCH3（g））△H3＝+50.7KJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 （g）＋H2O（g）＝C2H5OH（g）的?
△H＝ 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中乙烯的平衡转化率与温度压强的关系（其中n（H2O）︰n（C2H4）=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K＝ （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P1、P2、P3、P4的大小顺序为：
，理由是：
_______________
______________ _______ __________________
③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6．9MPa，n（H2O）︰n（C2H4）=0．6︰1。
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：
______ 、 。
22.（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） △H
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