高考化学 备考百强校大题狂练系列 专题32 化学平衡图像.docx

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高考化学备考百强校大题狂练系列专题32化学平衡图像

专题32化学平衡图像

（满分60分时间30分钟）

姓名：

_______________班级：

_______________得分：

_______________

1．硫单质及其化合物在工农生产中有着重要的应用，请回答下列问题：

（1）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，相关的热化学方程式如下：

①CaSO4（s）+CO（g）=CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H=+210.5kJ·mol-1

②1/4CaSO4（s）+CO（g）=1/4CaS（s）+CO2（g）△H=-47.3kJ·mol-1

反应：

CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）=CaS（s）+3CO2（g）△H=_____________kJ·mol-1

（2）下图为密闭容器中H2S气体分解生产H2和S2（g）的平衡转化率与温度、压强的关系。

该反应平衡常数的大小关系为K（T1）____K（T2）（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____。

用各物质的平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数，记为Kp，计算该反应在T1温度下的Kp=_________（用p1表示）。

（3）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）△H＜0。

据下图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是________________（用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是________（填写编号）。

a.加了催化剂b.缩小容器体积

c.降低温度d.增加SO2的物质的量

（4）烟气中SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c（Na+）=__________________（用含硫微粒浓度的代数式表示）。

【答案】-399.7<在同一压强下，T2温度下H2S的转化率更大，说明升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大0.2p1或1/5p1增大氧气的浓度（或充入氧气）ab2c（SO32-）+c（HSO3-）

【解析】

试题分析：

本题考查盖斯定律的应用，化学平衡图像的分析，化学平衡常数的计算，外界条件对化学平衡

加入催化剂可加快反应速率，a项可能；b，缩小容器体积可加快反应速率，b项可能；c，降低温度减慢反应速率，c项不可能；d，增加SO2物质的量，SO2物质的量应突然增大，d项不可能；答案选ab。

（4）Na2SO3和NaHSO3混合溶液中的电荷守恒为c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HSO3-）+2c（SO32-），溶液呈中性c（H+）=c（OH-），则c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）。

2．“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。

（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol。

相关数据如下：

容器

甲

乙

反应物投入量

1molCO2（g）和3molH2（g）

1molCH3OH（g）和1molH2O（g）

平衡时c（CH3OH）

c1

c2

平衡时能量变化

放出29.4kJ

吸收akJ

请回答：

①c1_____c2（填“>”、“<”或“＝”）；a=__________。

②若甲中反应10s时达到平衡，则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是__________mol/（L·s）。

（2）压强为P1时，向体积为1L的密闭容器中充入bmolCO和2bmolH2，CO和氢气发生反应CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）。

平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

请回答：

①该反应属于__________（填“吸”或“放”）热反应；P1__________P2（填“>”、“<”或“＝”）。

②100℃时，该反应的平衡常数K=__________（用含b的代数式表示）。

（3）治理汽车尾气的反应是2NO（g）+2CO（g）

2CO2（g）+N2（g）△H<0。

在恒温恒容的密闭容器中通入n（NO）:

n（CO）=1:

2的混合气体，发生上述反应。

下列图像正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是__________（选填字母）。

【答案】＝19.60.03放＜1/b2cd

【解析】

【详解】

（3）a、平衡常数与温度有关，温度不变，则平衡常数始终不变，所以平衡常数不能判断是否达到平衡状态，故a错误；

b、为物质的量随时间的变化，一氧化氮与二氧化碳物质的量相等时，各组分的量仍然继续变化，说明没有达到平衡状态，故b错误；

c、起始通入n（NO）：

n（CO）=1：

2，二者反应按1：

1进行，随反应进行比例关系发生变化，从t1时刻起n（CO）：

n（NO）不再变化，说明到达平衡，故c正确；

d、反应物的转化率不变，说明达平衡状态，故d正确；

答案选cd。

【点睛】

等效平衡的应用是解答的难点，明确等效平衡的含义是解答的关键，所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。

注意等效平衡的判断及处理一般步骤是：

进行等效转化，即—边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较即可。

3．碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛（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，此反应的化学方程式为_______________。

该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点____________。

（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法

已知：

2H2（g）+O2（g）

2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO（g）+2H2（g）

HOCH2CH2OH（g）ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）

OHC-CHO（g）+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______（用含K1、K2的代数式表示）。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C（s）+CO2（g）

2CO（g）。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______（填字母）。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C．550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e.T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3（g）+CO2（g）

CO（NH2）2（s）+H2O（g），右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。

a为{n（NH3）/n（CO2）}，b为水碳比{n（H2O）/n（CO2）}。

则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

【答案】CH2CH2OH+2HNO3

OHC-CHO+2NO↑+3H2O硝酸会腐蚀设备，生成的NO会污染空气-406kJ/molK1/K2abec氨碳比a<4.0时CO2转化率较小；氨碳比a>4.0时CO2转化率增加不明显且浪费原料

【解析】试题分析：

本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、化学平衡常数。

应用盖斯定律，①式-②式得HOCH2CH2OH（g）+O2（g）

OHC-CHO（g）+2H2O（g）ΔH=（-484kJ/mol）-（-78kJ/mol）=-406kJ/mol。

根据化学平衡常数的含义，K1=

，K2=

，反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）

OHC-CHO（g）+2H2O（g）的化学平衡常数K=

=

。

4．

（一）已知2A2（g）＋B2（g）

2C3（g）；△H＝－akJ/mol（a＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2，在500℃时充分反应达平衡时放出热量bkJ。

（1）比较a___b（填“＞、＝、＜”）

（2）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。

A．及时分离出C3气体B．适当升高温度

C．增大B2的浓度D．选择高效的催化剂

（3）下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图。

根据下图判断，在t1和t4时刻改变的外界条件分别是_______________和_____________。

（二）在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）；△H＜0。

反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如右图所示，请回答下列问题：

（1）根据上图，该反应达到平衡时H2的转化率等于__________。

（2）第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，达新平衡后NH3的物质的量浓度不可能为_________。

（填序号）。

a0.20mol·L-1b0.12mol·L-1c0.10mol·L-1d0.08mol·L-1

（3）若在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25mol·L-1），请在上图中画出第5分钟到9分钟NH3浓度的变化曲线。

____________

【答案】＞C升高温度降低压强50%a、c

【解析】

【详解】

（一）

（1）热化学方程式表达的意义为：

当2molA2和1molB2完全反应时，放出热量为akJ，而加入2molA2和1molB2达到平衡时，没有完全反应，即释放的热量小于完全反应释放的热量，即a＞b，故答案为：

＞；

（2）A、及时分离出C3气体，平衡正向移动，但反应速率减小，故错误； B、适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动，故错误；C、增大B2的浓度，平衡正向移动且反应速率增大，故正确； D、选择高效的催化剂，反应速率增大但平衡不移动，故错误；故选C；

浓度的变化曲线图像为：

，故答案为：

。