专题16 平衡原理综合应用三年高考化学真题分项版解析原卷版Word格式文档下载.docx

1、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_。3【2017新课标3卷】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。（1）画出砷的原子结构示意图_。（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为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_

2、。该反应需要在加压下进行，原因是_。（3）已知：As（s）+H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s） H1H2（g）+O2（g）=H2O（l） H22As（s）+O2（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：（aq）+I2（aq）+2OH（aq）（aq）+2I（aq）+ H2O（l）。溶液中c（）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

3、变化bv（I）=2v（）cc（）/c（）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_。4【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）（1）反应所加试剂NaOH的电

4、子式为_。BC的反应条件为_，CAl的制备方法称为_。（2）该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）_。a温度 bCl的浓度 c溶液的酸度5【2017江苏卷】（14分）砷（As）是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。 （1）将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有，其原因是_。（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物

5、种浓度之和的分数）与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。以酚酞为指示剂（变色范围pH 8.0 10.0），将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_。H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4+H+的电离常数为Ka1，则pKa1=_（pKa1=lgKa1）。（3）溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH 7.1时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量（吸附达平

6、衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量）如题20图3所示。在pH79之间，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降，其原因是_。在pH47之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为_。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是_。6【2017北京卷】（13分）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/58136181（升华）3161412熔点/6925193304714在TiCl4中的溶解性互溶微溶难溶（1）氯

7、化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。TiO2（s）+2 Cl2（g）= TiCl4（g）+ O2（g） H1=+175.4 kJmol-12C（s）+O2（g）=2CO（g） H2=-220.9 kJ 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的H_0（填“”“”或“=”），判断依据：_。7【2016新课标1卷】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：（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相

8、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_0（填“大于”“小于”或“等于”）。8【2016新课标2卷】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

9、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）+ 3/2O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g） H=-515kJ/molC3H6（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温度的关系曲线，最高产率对应温度为460。低于460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460时，丙烯腈产率降低的可能原因是_（

10、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_。9【2016新课标3卷】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。（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SO42SO32NO3NO2Cl

11、c/（molL1）8.351046.871061.51.21053.4103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”、“不变”或“降低”）。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”）。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。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+2SO3

12、2=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NaClO具有的优点是_。10【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）H1=-53.7kJmol-1ICO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）H2II某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，在相同压强

13、下，经过相同反应时间测得如下实验数据：【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1和-285.8kJH2O（l）H2O（g）H3=44.0kJ请回答（不考虑温度对H的影响）：（1）反应I的平衡常数表达式K=_；（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有。A使用催化剂Cat.1 B使用催化剂Cat.2 C降低反应温度D投料比不变，增加反应物的浓度 E增大CO2和H2的初始投料比（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显

14、著的影响，其原因是。（4）在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程能量”示意图。11【2016海南卷】顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v（正）=k（正）c（顺）和v（逆）=k（逆）c（反），k（正）和k（逆）在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。（1）已知：t1温度下，k（正）=0.006s1，k（逆）=0.002s1，该温度下反应的平衡常数值K1=_；该反应的活化能Ea（正）小于Ea（逆），则H_0（填“小于”“等于”或“大于”）。（2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间

15、变化的曲线是_（填曲线编号），平衡常数值K2=_；温度t2_t1（填“小于”“等于”或“大于”）,判断理由是_。12【2016上海卷】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）已知H2的体积分数随温度升高而增加。若温度从300升至400，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）v正v逆平衡常数K转化率（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如

16、下表：CO2/molL-1H2/molCH4/molH2O/mol平衡abcd平衡mnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_。13【2016四川卷】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5（PO4）3F和CaCO3MgCO3 。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg（OH）2、P4和H2，其简化流程如下：Ca5（PO4）3F在950不分解；4Ca5（PO4）3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题：（6）在一定条件下CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H

17、2（g），当CO与H2O（g）的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5（PO4）3F（相对分子质量为504）的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5（PO4）3F转化为P4，将产生的CO与H2O（g）按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2_kg。14【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。（2）氢气可用于制备H2O2。H2（g）+A（l）=B（l） H1O2（g）+B（l）=A（l）+H2O2（l） H2其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2（g）+ O2（g）= H2O2（l）的

18、H_0（填“”、“”或“=”）。（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx（s）+yH2（g）MHx+2y（s） H0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是_。a容器内气体压强保持不变b吸收y mol H2只需1 mol MHxc若降温，该反应的平衡常数增大d若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）v（吸氢）15【2015北京卷】（3）反应：2H2SO4（l）2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g） H=+550kJ/mol它由两步反应组成：iH2SO4（l）SO3（g）+H2O（g） H=+177kJ/moliiSO3（g）分解。L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，i

19、i中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是 。判断L1、L2的大小关系，并简述理由： 。16【2015新课标1卷】（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。（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/min20406080120x（HI）10.910.850.8150.7950.7840.600.730.7730.780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

20、=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）17【2015新课标2卷】（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） H1CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） H2CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2

21、O（g） H3（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：由此计算H1 kJmol-1，已知H2-58kJmol-1，则H3 kJmol-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（）与温度和压强的关系如图2所示。（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_。18【2015浙江卷】（15分）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、

22、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，则在该温度下反应的平衡常数K_ （用等符号表示）。（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19），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：掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实_。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

23、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：CO2H2COH2O，CO2C2CO。新工艺的特点有_（填编号）。 CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移 不用高温水蒸气，可降低能量消耗 有利于减少积炭 有利于CO2资源利用19【2015重庆卷】（14分）我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是 。A降低了反应的活化能 B增大了反应的速率C降低了反应的焓变 D增大了反应的平衡常数20【201

24、5天津卷】（14分）FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。（3）FeCl3 在溶液中分三步水解：Fe3+H2O Fe（OH）2+H K1Fe（OH）2+H2OFe（OH）2+H K2Fe（OH）+H2OFe（OH）3+H K3以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3+yH2OFex（OH）y（3x-y）+yH+欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号） 。a降温 b加水稀释c加入NH4Cl d加入NaHCO3室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以Fe（mgL-1）表示的最佳范围约为 mgL-1。21【2015上海卷】（本题共12分）白云石的主要成份是CaCO3MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛