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大題精做八 以能量和化學(xué)平衡串聯(lián)反應(yīng)原理 精選大題 1.（2018南昌二中理綜）甲醇可作為燃料電池的原料。工業(yè)上利用CO2和H2在一定條件下反應(yīng)合成甲醇。 （1）已知在常溫常壓下： ①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1275.6kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0kJ/mol ③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0kJ/mol 寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：。 （2）甲醇脫氫可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如下圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題： ①600K時(shí)，Y點(diǎn)甲醇的υ(逆)(正)（填“>”或“<”）。 ②從Y點(diǎn)到X點(diǎn)可采取的措施是____________________________。 ③有同學(xué)計(jì)算得到在t1K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1molL－1。你認(rèn)為正確嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由 。 （3）納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。在相同的密閉容器中，使用不同方法制得的Cu2O（Ⅰ）和（Ⅱ）分別進(jìn)行催化CH3OH的脫氫實(shí)驗(yàn)：CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)；CH3OH的濃度（molL?1）隨時(shí)間t (min)變化如下表： 序號(hào) 溫度 0 10 20 30 40 50 ① T1 0.050 0.0492 0.0486 0.0482 0.0480 0.0480 ② T1 0.050 0.0488 0.0484 0.0480 0.0480 0.0480 ③ T2 0.10 0.094 0.090 0.090 0.090 0.090 可以判斷：實(shí)驗(yàn)①的前20min的平均反應(yīng)速率ν(H2)＝；實(shí)驗(yàn)溫度T1T2（填“>”、“<”）；催化劑的催化效率：實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②（填“>”、“<”）。 【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，(①-②+4③)/2，得甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+ O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH＝﹣442.8kJ∕mol；（2）①由圖可知，600K時(shí)，Y點(diǎn)甲醇的轉(zhuǎn)化率大于平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行，則甲醇的υ(逆)>(正)，②由圖可知，升溫，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明正向是吸熱反應(yīng)，從Y點(diǎn)到X點(diǎn)應(yīng)該讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，所以可采取降溫的措施，又因?yàn)檎蚴求w積增大的反應(yīng)，還可采取增大壓強(qiáng)的措施；③當(dāng)甲醇的起始濃度不一樣時(shí)，轉(zhuǎn)化率就不一定等于90%，所以在t1K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1molL－1是不正確的；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)①的前20min CH3OH的濃度變化了0.0014mol/L，則生成氫氣濃度是0.0014mol/L，ν(H2)＝0.0014/20＝7.010?5molL?1min?1；實(shí)驗(yàn)②③相比，實(shí)驗(yàn)③甲醇的起始濃度是實(shí)驗(yàn)②的2倍，而達(dá)平衡時(shí)的濃度卻小于2倍，說(shuō)明T1到T2平衡向正向移動(dòng)，而反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T2大于T1；實(shí)驗(yàn)①、②值起始濃度相等，但到達(dá)平衡的時(shí)間實(shí)驗(yàn)②小于①，所以催化劑的催化效率：實(shí)驗(yàn)①＜實(shí)驗(yàn)②。 【答案】（1）CH3OH(l)+ O2(g)===CO(g) + 2H2O(l) ΔH＝﹣442.8kJ∕mol （2）①> ②降低溫度和增大壓強(qiáng) ③不正確。因?yàn)楫?dāng)CH3OH的起始濃度不同時(shí)，其轉(zhuǎn)化率就不等于90%。 （3）7.010?5molL?1min?1 << 1.（2019浙江選考模擬）甲醇是一種可再生能源，由CO2制備甲醇的過(guò)程可能涉及的反應(yīng)如下： 反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.58kJmol-1 反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2 反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.77kJmol-1 回答下列問(wèn)題： (1)反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=______________。 (2)反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是__ (填“較低溫度”、“ 較高溫度”或“任何溫度”) (3)恒溫，恒容密閉容器中，對(duì)于反應(yīng)Ⅰ，下列說(shuō)法中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。 A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化 C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1∶3∶1∶1 D.甲醇的百分含量不再變化 (4)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ，不同溫度對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是____。 A.其他條件不變，若不使用催化劑，則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于M1 B.溫度低于250℃時(shí)，隨溫度升高甲醇的產(chǎn)率增大 C.M點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)比N點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)大 D.實(shí)際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行，以提高CO2的轉(zhuǎn)化率 (5)若在1L密閉容器中充入3molH2和1molCO2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，250℃時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________；若要進(jìn)一步提高甲醇體積分?jǐn)?shù)?？刹扇〉拇胧┯衉_______。 【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律：Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ得反應(yīng)②的ΔH2=+41.19kJmol-1；(2)ΔG=ΔH?T?ΔS<0時(shí)，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的ΔS<0、ΔH<0，當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進(jìn)行；(3)A、由于氣體的質(zhì)量、體積不變，則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體的密度都不變化，不能作為判斷是否平衡的依據(jù)，故A錯(cuò)誤；B、反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，可說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不再變化，說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C、平衡常數(shù)未知，CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1∶3∶1∶1，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D、甲醇的百分含量不再變化，可說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；(4)A. 催化劑不能影響平衡移動(dòng)，只能改變反應(yīng)速率，故A錯(cuò)誤；B. 溫度低于250℃時(shí)，隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行甲醇的產(chǎn)率減小，故B錯(cuò)誤；C. 升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減低，則升溫平衡逆向移動(dòng)，所以M化學(xué)平衡常數(shù)大于N，故C正確；D. 為提高CO2的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，但催化劑的活性、反應(yīng)速率減小，故D錯(cuò)誤；故選ABD；(5)若在1L密閉容器中充入3molH2和1molCO2，則圖中M點(diǎn)時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率50%， CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始量(mol) 1300 變化量(mol) 0.51.50.50.5 平衡量(mol) 0.51.50.50.5 K=0.50.50.51.53=0.148，反應(yīng)前后氣體體積減小，若要進(jìn)一步提高甲醇的體積分?jǐn)?shù)，可采取的措施有增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行。 【答案】（1）+41.19kJmol-1 （2） 較低溫度 （3） BD （4） ABD （5）0.148 增大壓強(qiáng)(降低溫度) 2.（2019山東臨沂十九中調(diào)研）鋼鐵行業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)的重要支柱。 （1）已知高爐煉鐵的主要反應(yīng)為： ①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=－25kJmol－1 ②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=－47kJmol－1 ③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJmol－1 寫(xiě)出FeO(s)被CO還原生成Fe(s)和CO2的熱化學(xué)方程式：________________。 （2）恒溫恒容條件下進(jìn)行反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)，下列各項(xiàng)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填寫(xiě)序號(hào)字母)。 a．v(CO)正=v(CO2)逆 b．CO、CO2的濃度之比為1∶1 c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 d．混合氣體的密度保持不變 （3）ToC時(shí)，反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常數(shù)為K=27。在1L的密閉容器中分別按下表所示加入物質(zhì)，維持ToC反應(yīng)一段時(shí)間達(dá)到平衡，甲、乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率之比=_________。 Fe2O3 CO Fe CO2 甲容器 1.0mol 1.0mol 1.0mol 1.0mol 乙容器 1.0mol 2.0mol 1.0mol 1.0mol （4）下列為合成甲醇的有關(guān)化學(xué)方程式： ①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 某溫度下，上述三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值分別為2.5，2.0和K3，則K3值為_(kāi)______。 （5）比亞迪雙模電動(dòng)汽車使用高鐵電池供電。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O，則充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)_________。 （6）煉鐵尾氣中含有CO，經(jīng)過(guò)回收可用于合成甲醇：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=－90.1kJmol?1。ToC，該反應(yīng)的Kp=6.010?3kPa?2（用平衡分壓代替平衡濃度所得平衡常數(shù)，分壓= 總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。該溫度下的某容器中，若起始充入2molH2、1molCO，平衡時(shí)甲醇的平衡分壓p(CH3OH)=24.0kPa，則平衡時(shí)混合氣體中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)約為_(kāi)_______（用百分?jǐn)?shù)表示，小數(shù)點(diǎn)后保留1位）。 【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律可知（①3－②－③2）/6即得到FeO(s)被CO還原生成Fe(s)和CO2的熱化學(xué)方程式為FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=－11kJ/mol。（2）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。則a．v(CO)正＝v(CO2)逆表示反應(yīng)速率的方向相反，且滿足反應(yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；b．CO、CO2的濃度之比為1∶1不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯(cuò)誤；c．反應(yīng)前后體積不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c錯(cuò)誤；d．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中容積始終是不變的，但質(zhì)量是變化的，則混合氣體的密度保持不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d正確。答案選ad；（3）甲容器中 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) 起始濃度（mol/L）1 1 轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）x x 平衡濃度（mol/L）1－x 1+x 乙容器中Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) 起始濃度（mol/L） 2 1 轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） y y 平衡濃度（mol/L） 2－y 1+y 則(1+x)3(1-x)3=27、(1+y)3(2-y)3=27；解得x＝0.5、y＝1.25，即甲中轉(zhuǎn)化為是50%，乙中轉(zhuǎn)化率為62.5%，所以甲、乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率之比50%∶62.5%＝4∶5；（4）已知：①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1；②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K2；③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；①+②即得到反應(yīng)③，則K3＝K1K2＝2.52.0＝5.0；（5）高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O，充電時(shí)氫氧化鐵失去電子轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀，則充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為2Fe(OH)3+10OH?－6e?===2FeO+8H2O。（6）起始時(shí)投入2molH2、1molCO，二者按2∶1反應(yīng)，故平衡時(shí)二者物質(zhì)的量之比為2∶1，二者分壓之比為2∶1，設(shè)平衡時(shí)CO分壓為P，則氫氣分壓為2P，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=6.010?3(kPa)?2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)p(CH3OH)=24.0kPa，則24(2P)2P=0.006，解得P=10kPa，相同條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，故平衡時(shí)H2、CO、CH3OH的物質(zhì)的量之比為20∶10∶24=10∶5∶12，則平衡混合氣體中CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為12/(10+5+12)100%≈44.4%。 【答案】（1）FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=－11kJ/mol （2）ad （3）4∶5 （4）5.0 （5）2Fe(OH)3+10OH?－6e?===2FeO+8H2O （6）44.4% 3.（2019廣西名校聯(lián)考）鉬及其合金在冶金、環(huán)保和航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。 （1）Mo可被發(fā)煙硝酸及氫氟酸氧化為MoO2F2和MoOF4(少量)，硝酸本身被還原為NO2，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)________。 （2）已知：2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s) ΔH1； 2MoS2(s)+7O2(g)===2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH2； MoS2(s)+2O2(g)===Mo(s)+2SO2(g) ΔH3 則ΔH3=_________（用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示） （3）電氧化法提純鉬的原理：將輝鉬礦(MoS2)放入裝有食鹽水的電解槽中，用惰性電極電解，MoS2被氧化為MoO和SO ①輝鉬礦應(yīng)放入電解槽的_________(填“陰極區(qū)”或“陽(yáng)極區(qū)”)。 ②陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________________。 （4）碳酸鈉作固硫劑并用氫還原輝鉬礦的原理為MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g) +2Na2S(s) ΔH，實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)的有關(guān)變化曲線如圖所示。 ①由圖1可知，該反應(yīng)ΔH______(填“>”或“<”)0，p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)開(kāi)______________________。 ②由圖2可知，A點(diǎn)時(shí)H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)___________。 ③B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(MPa)2。 【解析】（1）在反應(yīng)中N的化合價(jià)從+5→+4降低1價(jià)，Mo從0→+6升高6價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降總數(shù)相等，必有6個(gè)硝酸中N降低61=6價(jià)，同時(shí)有1個(gè)Mo升高16=6價(jià)，即6個(gè)硝酸和1個(gè)Mo同時(shí)反應(yīng)，即氧化劑有6摩爾硝酸反應(yīng)時(shí)，就有1摩爾還原劑鉬反應(yīng)，因此氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為6∶1，故答案為6∶1；（2）根據(jù)蓋斯定律2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s)①；2MoS2(s)+7O2(g)===2MoO3(s)+4SO2(g)②；MoS2(s)+2O2(g)===Mo(s)+2SO2(g)③，（②式-①式）2=③式，所以ΔH3=12（ΔH2-ΔH1），故答案為12（ΔH2-ΔH1）；（3）將輝鉬礦（MoS2）放入裝有食鹽水的電解槽中，用惰性電極電解，MoS2被氧化為MoO和SO，所以輝鉬礦應(yīng)放入電解槽的陽(yáng)極，故答案為陽(yáng)極區(qū)；陰極區(qū)放電的陽(yáng)離子為鈉離子和氫離子，放電順序氫離子在鈉離子之前，陰極氫離子放電的電極反應(yīng)為2H++2e?===H2↑(或2H2O+2e?===H2↑+2OH?)，故答案為2H++2e?===H2↑(或2H2O+2e?===H2↑+2OH?)；（4）①由圖1相同壓強(qiáng)下，溫度升高，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動(dòng)，又因?yàn)闇囟壬咂胶庀蛭鼰岱磻?yīng)方向移動(dòng)，所以該反應(yīng)正向吸熱，ΔH>0，故答案為>；根據(jù)反應(yīng)方程式MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積增大的方向，在相同溫度下，壓強(qiáng)越大氫氣的轉(zhuǎn)化率越小，由圖1可知：在相同溫度下p1下氫氣的轉(zhuǎn)化率最大，所以p1壓強(qiáng)最小，p3下氫氣的轉(zhuǎn)化率最小，所以p3壓強(qiáng)最大，所以p3>p2>p1，故答案為p3>p2>p1；②由MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)，設(shè)A混合氣體的總物質(zhì)的量為1mol，則A點(diǎn)時(shí)H2的物質(zhì)的量為0.4mol，H2O的物質(zhì)的量為0.4mol，則變化的H2的物質(zhì)的量為0.4mol，A點(diǎn)時(shí)H2的為平衡轉(zhuǎn)化率為α(H2)=0.4mol0.4mol+0.4mol100%=50%，故答案為50%；③B點(diǎn)時(shí)H2、CO的體積分?jǐn)?shù)均為25%，混合氣體為H2、CO、H2O，則H2O的體積分?jǐn)?shù)為1-25%-25%=50%，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K=p（CO）2p(H2O)4p(H2)4=0.01，故答案為0.01 【答案】（1）6∶1 （2）12（ΔH2-ΔH1） （3）陽(yáng)極區(qū)2H++2e?===H2↑(或2H2O+2e?===H2↑+2OH?) （4）> p3>p2>p1 50% 0.01 4.（2019四川省診斷理綜）研究和深度開(kāi)發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義?；卮鹣铝袉?wèn)題： I.CO可用于高爐煉鐵，已知 Fe3O4(s)+4CO(g)===3Fe(s)+4CO2(g) ΔH1=a kJ/ mol 3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4 (s)+CO2(g) ΔH2=bkJ/mol 則反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH3=_________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示) Ⅱ.一定條件下，CO2和CO可以互相轉(zhuǎn)化。 （1）某溫度下，在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。 甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%。則0~15min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)= _________，此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________。 欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，則ω、x、y、z需滿足的關(guān)系是_________，且_________ (用含y的等式表示)。 （2）研究表明，溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH===CH2(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH”中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率影響如下圖所示： 則ΔH_________0(填“>”“<”或“=”)，壓強(qiáng)p1、p 2、p3從大到小的順序是_________。 （3）CO可被NO2氧化：CO+NO2CO2+NO。當(dāng)溫度高于225℃時(shí)，反應(yīng)速率v正=k正c(CO)c(NO2)、v逆=k逆c(CO2)c(NO)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。在上述溫度范圍內(nèi)，k正、k逆與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為_(kāi)________。 【解析】Ⅰ.根據(jù)蓋斯定律ΔH3=（ΔH1+2ΔH2）/3=（b+2a）/3kJ/mol；Ⅱ.（1）v(H2)=8mol75%/(2L15min)= 0.2mol/(Lmin)。反應(yīng)8mol75%=6mol CO2，則平衡時(shí)n(CO)=n(H2O)=6mol，n(CO2)=8mol-6mol=2mol，n(H2)=16mol-6mol=10mol，K=c(CO)c(H2O)/c(CO2)n(H2)=6mol6mol/(2mol10mol)=l.8；要使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，需滿足(w+y)∶(x+y)=8∶16即x=2w+y且z=y；（2）溫度越高、乙苯的平街轉(zhuǎn)化率越大，表明ΔH>0；該反應(yīng)的△n氣>0，則壓強(qiáng)越大，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故p1>p2>p3；（3）達(dá)平衡時(shí)v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，故k正/k逆=c(CO2)c(NO)/c(CO)c(NO2)=k。 【答案】I.（b+2a）/3 Ⅱ.（1）0.2molL－1min－1 1.8 x=2w+y z=y （2）>p1>p2>p3 （3）k=k正/k逆 5.（2018天成教育研究院理綜）碳元素與人們的日常生活、生活和科學(xué)研究密不可分。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)乙烯具有水果催熟的功效，乙烯的電子式是______________。 (2)Al2O3真空碳熱還原一氯化法是一種新的煉鋁工藝，該法流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，符合目前國(guó)家提倡節(jié)能減排、改造升級(jí)的大環(huán)境。 ①其中冶煉過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)有： (ⅰ)2Al2O3(s)+9C(s)===Al4C3(s)+6CO(g) ΔH1； (ⅱ)Al2O3(s)+Al4C3(s)+3AlCl3(g)===9AlCl(g)+3CO(g) ΔH2； (ⅲ)3AlCl(g)===AlCl3(g)+2Al(l) ΔH3； 則Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g) ΔH4=__________________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。 ②Al4C3是真空碳熱還原一氯化法煉鋁的中間產(chǎn)物，該物質(zhì)與水反應(yīng)生成最簡(jiǎn)單的有機(jī)物。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。 (3)利用活性炭的還原性可處理機(jī)動(dòng)車的尾氣(氮氧化物)，發(fā)生如下反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH＞0，一定條件下，密閉容器中的有關(guān)物質(zhì)的濃度與時(shí)間的變化如下表所示： 時(shí)間/mim 濃度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 2.0 1.16 0.40 0.40 0.6 0.6 N2 0 0.42 a b 1.2 1.2 CO2 0 0.42 a b 1.2 1.2 ①0~20min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=_______molL?1min?1；第一次達(dá)到平衡的平衡常數(shù)K=__________。 ②30min時(shí)只改變某一條件，則改變的條件可能是______________ (填字母編號(hào))。 a．升高溫度 b．降低溫度 c．再通入一定量的NO d．縮小容器的體積 e．加入合適的催化劑f．增大容器休積 (4)煉鋼爐中發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，其中包括反應(yīng)：C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0。將1molCO2與足量的碳充入到一個(gè)恒壓密閉容器中，總壓強(qiáng)為P總。達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖： ①CO2體積分?jǐn)?shù)為86%時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____________%(結(jié)果保留一位小數(shù)，下同)。 ②已知：氣體分壓P分=P總氣體體積分?jǐn)?shù)，達(dá)到平衡時(shí)用氣體的分壓代替氣體濃度所表示的平衡常數(shù)為Kp，則900℃時(shí)，Kp=______________(用含p總的代數(shù)式表示)。 【解析】（1）由乙烯的成鍵特點(diǎn)可得其分子的電子式為：（2）①由蓋斯定律可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式可由13ⅰ+13ⅱ+ⅲ轉(zhuǎn)化而得到，則ΔH4=13ΔH1+13ΔH2+ΔH3，故答案為：ΔH4=13ΔH1+13ΔH2+ΔH3；②Al4C3與水反應(yīng)發(fā)生強(qiáng)烈的水解生成Al(OH)3和CH4，故答案為：Al4C3+l2H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑（3）①0~20min內(nèi)NO的濃度變化2.0mol/L-0.4mol/L=1.6mol/L，則CO2的濃度增加為1.6mol/L2=0.8mol/L，其平均反應(yīng)速率v(CO2)=0.8mol/L20min=0.04molL?1min?1，由反應(yīng)方程式可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(N2)?c(CO2)c2(NO)=0.80.80.42=4，故答案為：0.04molL?1min?1、4；②30min時(shí)改變某一條件后，在第二次達(dá)到平衡后平衡常數(shù)K=1.21.20.62=4，和第一次平衡時(shí)相同，則改變的條件不可能是溫度，且在新平衡下，各物質(zhì)的濃度都變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍，則改變的條件只能在其它條件不變時(shí)將體積壓縮到原來(lái)的23或在其它條件不變時(shí)又充入一定量的NO（為原起始NO物質(zhì)的量的0.5倍），故答案為：cd；（4）①設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為x，則剩余CO2為（1-x）mol，生成CO為2xmol，CO2的體積分?jǐn)?shù)=1-x1-x+2x=0.86，解得x≈0.075，故答案為：7.5%；②由題示信息可得Kp=p2(CO)p(CO2)=0.942 P2總0.06 P2總=14.73p總，故答案為：14.73p總。 【答案】（1） （2）13ΔH1+13ΔH2+ΔH3 Al4C3+l2H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑ （3）0.04molL?1min?1 4 cd （4）7.5% 14.73p總