2019-2020年高考化学大一轮复习 真题汇编 G单元 化学反应速率和化学平衡 苏教版.doc
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2019-2020年高考化学大一轮复习 真题汇编 G单元 化学反应速率和化学平衡 苏教版 G1 化学反应速率 8．G1[xx北京卷] 下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是( ) A．抗氧化剂 B．调味剂 C．着色剂 D．增稠剂 8．A [解析] 食品添加剂中添加抗氧化剂，目的是减慢食品被氧化的速率，A项正确；调味剂的主要作用是补充、增强或增加食品的味道，与反应速率无关，B项错误；着色剂是以食品着色为主要目的，与反应速率无关，C项错误；增稠剂在食品中主要目的是将液体、浆状食品形成特定形态，与反应速率无关，D项错误。 3．F1、F3、G1、G2、H5[xx天津卷] 下列叙述正确的是( ) A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH) B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关 C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生 D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小 3．D [解析] 催化剂只能改变反应速率而不能改变化学反应的反应热，故A项错误；金属发生吸氧腐蚀的速率与氧气的浓度有关，浓度越大，被腐蚀的速率越大，故B项错误；原电池反应达平衡时，该电池就没有电流产生了，故C项错误；在同浓度的盐酸中，氢离子的浓度相同，CuS不溶而ZnS可溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小，D项正确。 8．C1、C2、G1、J1、A3[xx浙江卷] 下列叙述不正确的是( ) A．钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火 B．探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高 C．蒸馏完毕后，应先停止加热，待装置冷却后，停止通水，再拆卸蒸馏装置 D．为准确配制一定物质的量浓度的溶液，定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时，改用滴管滴加蒸馏水至刻度线 8．B [解析] K、Na、Mg均能与水和二氧化碳发生反应，A项正确；探究温度对反应速率的对比实验中，先将硫代硫酸钠与稀硫酸加热到一定温度(初温相同)，混合后与对照组比较，观察变浑浊的快慢，B项错误；C项正确；定容过程中向容量瓶加蒸馏水至刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加，D项正确。 27．G1、G2、G5、A4、A2[xx全国卷Ⅱ] 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： ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝－353 kJmol－1 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，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“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________(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 图0－0 (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________________________________________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________________________。 27．(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂 (2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC (3)1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1 [解析] (1)由题意可知，反应①、②都是放热反应，反应①、②分别放出515 kJmol－1和353 kJmol－1热量，两反应均符合化学反应自发进行的焓判据；反应①的正反应是气体体积增大的放热反应，由勒夏特列原理可知，降温、减压均能使反应①的化学平衡向正反应方向移动，提高丙烯腈平衡产率；催化剂具有高度的专一性，因此提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂，而非温度、压强。(2)反应①的正反应是放热反应，如果已经达到化学平衡状态，当投料、压强、浓度等变量不变时，升温能使平衡左移，丙烯腈的产率逐渐减小，读图可知，低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。温度高于460 ℃时，催化剂活性可能降低，导致丙烯腈产率降低，A项正确；反应①的正反应是放热反应，升温使平衡逆向移动，平衡常数逐渐变小，B项错误；温度高于460 ℃时，副反应进行程度可能增多，反应①进行程度减少，导致丙烯腈产率降低，C项正确；反应活化能与催化剂有关，与温度、压强、浓度等无关，升高温度，不能使反应活化能改变，D项错误。(3)读图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为1，因为该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低。由反应①的热化学方程式可知，进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为1∶1.5∶1，空气中氧气的体积分数约为1/5(氮气约占4/5)，则进料气中氨、空气、丙烯的理论体积比约为1∶∶1＝1∶7.5∶1。 五、[xx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： 29．G2 G1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 已知H2的体积分数随温度的升高而增加。 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α 29. v正 v逆 平衡常数K 转化率α 增大 增大 减小 减小 [解析] 根据题意，温度升高，H2的体积分数增加，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0。故温度从300 ℃升高到400 ℃，正、逆反应速率都增大，但平衡常数K和平衡转化率α均减小。 G2 化学平衡及勒夏特列原理化学反应进行的方向（课标中必须有） 3．F1、F3、G1、G2、H5[xx天津卷] 下列叙述正确的是( ) A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH) B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关 C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生 D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小 3．D [解析] 催化剂只能改变反应速率而不能改变化学反应的反应热，故A项错误；金属发生吸氧腐蚀的速率与氧气的浓度有关，浓度越大，被腐蚀的速率越大，故B项错误；原电池反应达平衡时，该电池就没有电流产生了，故C项错误；在同浓度的盐酸中，氢离子的浓度相同，CuS不溶而ZnS可溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小，D项正确。 10．G2 L2[xx北京卷] K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黄色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液进行下列实验： 图0－0 结合实验，下列说法不正确的是( ) A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中Cr2O被C2H5OH还原 C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色 10．D [解析] 滴加70%的硫酸，增大了H＋的浓度，使平衡 Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黄色)＋2H＋向左移动，滴加30%的NaOH溶液，中和了H＋，H＋浓度降低，使上述平衡向右移动，因此①中溶液橙色加深，③中溶液变黄，A项正确；②中Cr2O在酸性条件下具有强氧化性，被C2H5OH还原，所以颜色变为绿色，B项正确；根据实验①、②可知，在酸性条件下，K2Cr2O7将C2H5OH氧化，根据实验③、④可知，在碱性条件下，Cr2O和C2H5OH没有反应，C项正确；若向④中加入70% H2SO4溶液至过量，Cr2O的氧化性增强， Cr2O被C2H5OH还原，故溶液变为绿色，D项错误。 10．F1 G2[xx上海卷] 一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。 图0 关于此反应说法错误的是( ) A．一定属于吸热反应 B．一定属于可逆反应 C．一定属于氧化还原反应 D．一定属于分解反应 10．A [解析] 根据题意，反应前后有剩余，该反应为可逆反应，B项正确；反应的方程式为22＋，该反应为有单质生成的分解反应，必定属于氧化还原反应，C、D项正确；从图中并不能判断反应的热效应，A项错误。 18．G2 J3 D2 D3[xx上海卷] (双选)一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是( ) A．过量的氢气与氮气 B．过量的浓盐酸与二氧化锰 C．过量的铜与浓硫酸 D．过量的锌与18 mol/L硫酸 18．AC [解析] 氢气与氮气合成氨气的反应是可逆反应，氢气过量，N2仍不能完全反应，A项正确；铜与浓硫酸才能反应，随着反应的进行，硫酸的浓度不断变稀，反应停止，硫酸不能反应完全，C项正确。 32．H1 G2[xx上海卷]人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H＋＋HCOH2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。 ________________________________________________________________________ 32．当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H＋浓度变化较小，血液的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H＋浓度变化较小，血液的pH基本不变(合理即给分) 六、[xx上海卷] 乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。 a b 图0 完成下列填空： 33．I2 G2 J4实验时，通常加入过量的乙醇，原因是______________________________________________________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是________________________________________；浓硫酸用量又不能过多，原因是________________________________________。 33．增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率(合理即给分) 浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率 浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率 [解析] 乙酸乙酯的制备是一个可逆反应，加入廉价的过量乙醇可以促进平衡正向移动，提高乙酸的转化率和乙酸乙酯的产率；浓硫酸在该反应中，作为催化剂同时还作为吸水剂，促进平衡正向移动，故实际用量较多；若浓硫酸过多，则由于浓硫酸具有强氧化性和脱水性，容易导致有机物脱水碳化，使产率降低。 28．B1、B3、C3、G2、J2[xx全国卷Ⅱ] 某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是________________________。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 molL－1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________________________，生成沉淀的原因是________________________________________(用平衡移动原理解释)。 28．(1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 [解析] (1)FeCl2容易被空气中的O2氧化为FeCl3，由Fe＋2FeCl3===3FeCl2可知，配制亚铁盐溶液时加入少量铁屑能防止Fe2＋被氧化。(2)氯气有强氧化性，能将FeCl2氧化为FeCl3，即2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油不溶于水且密度比水小，浮在FeCl2溶液上面的煤油能隔绝空气，排除氧气对实验的影响。(4)Fe2＋与黄色的铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀，即3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，则实验②检验的离子是Fe2＋；由实验①推断，KI与FeCl3溶液发生氧化还原反应，生成物含有I2，实验③说明I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋；由上述现象推断，Fe3＋没有完全还原为Fe2＋，即KI与FeCl3的氧化还原反应是可逆反应。(5)H2O2是强氧化剂，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，则有2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；一段时间后，Fe3＋能将H2O2氧化成O2，离子方程式为2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋，上述两步反应的总反应方程式为2H2O2===O2↑＋2H2O，Fe3＋是该反应的催化剂，因而有气泡出现，且溶液变为棕黄色；由于上述反应放热，温度升高，H2O2反应生成水，起到了稀释作用，增大了溶液的pH，这些因素都能使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移动，因此能生成红褐色沉淀。 27．D3 D4 F2 G2[xx全国卷Ⅲ] 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，回答下列问题： (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510－3molL－1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。 离子 SO SO NO c/(molL－1) 8.3510－4 6.8710－6 1.510－4 离子 NO Cl－ c/(molL－1) 1.210－5 3.410－3 ①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”)。 ②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”)。 ③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pc如图0－0所示。 图0－0 ①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”)。 ②反应ClO＋2SO===2SO＋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。 ①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是________________________________________。 ②已知下列反应： SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l) ΔH1 ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq) ΔH2 CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq) ΔH3 则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________。 27．(1)亚氯酸钠 (2)①4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－ 提高 ②减小 ③大于 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 (3)①减小 ② (4)①形成CaSO4沉淀，促使平衡向产物方向移动，SO2的转化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3 [解析] (1)NaClO2中Cl为＋3价，其酸根对应含氧酸HClO2为亚氯酸，故其名称为亚氯酸钠。(2)①NaClO2溶液脱硝过程，ClO转化为Cl－，NO主要转化为NO，则有4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－。增加压强，反应正向进行，NO的转化率提高。②根据脱硫、脱硝反应，随着吸收反应的进行，吸收剂溶液由NaClO2溶液转化为NaCl、NaNO3、Na2SO4的混合溶液，pH减小。③由实验结果可知，SO浓度大于NO浓度，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)①由图可知，反应温度升高，SO2和NO的－lgpc都减小，则pc增大，说明平衡向逆反应方向进行，故平衡常数减小。②反应ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常数K＝。(4)①Ca(ClO)2替代NaClO2进行烟气脱硫，Ca(ClO)2与SO2反应，生成CaSO4沉淀，平衡向产物方向移动，SO2转化率提高。②根据盖斯定律，由第一个反应＋第二反应－第三个反应，可得SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 10．F2、F3、F4、F5、G2[xx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。回答下列问题： (1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：________________________________。 (2)氢气可用于制备H2O2。 已知：H2(g)＋A(l)===B(l) ΔH1 O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l) ΔH2 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ΔH________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) ΔH<0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 MHx c．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) (4)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为__________________。 (5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。 图0－0 ①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为________________________________________。 ③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________。 10．(1)污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高(任写其中2个) H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)＜ (3)ac (4)光能转化为化学能 (5)①阳极室 ②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢 N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低 [解析] (1)氢气相对于汽油等化石能源，其优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等。 (2)由反应方程式可看出两反应的ΔS均小于0，又因为两个反应均为自发反应，所以两个反应的焓变ΔH1、ΔH2均小于0，由盖斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH<0。 (3)该反应达到平衡状态时气体的量不变(只有氢气为气体)，故压强不变，a正确；由于该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，要吸收y mol氢气，需要的MHx的物质的量要大于1 mol，故b错误；平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，降温，平衡右移，平衡常数增大，故c正确；向平衡体系中通入氢气，平衡右移，则v(吸氢)>v(放氢)，故d错误。 (4)利用太阳能分解水制得氢气和氧气，其能量转化形式是光能转化为化学能。 (5)依据装置及电解原理，其阳极的电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，阴极的电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，故c(OH－)在阳极区减小，在阴极区增大；由已知条件可知，若不及时排出H2，H2会还原FeO使其浓度减小，产率降低。 28．F1、F2、F3、G2、G4[xx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) ΔH1＝－53.7 kJmol－1 Ⅰ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 Ⅱ 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据： T(K) 催化剂 CO2转化率(%) 甲醇选择性(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【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中生成甲醛的百分比 已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0 kJmol－1和－285.8 kJmol－1 ②H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝44.0 kJmol－1 请回答(不考虑温度对ΔH的影响)： (1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K＝__________________；反应Ⅱ的ΔH2＝________kJmol－1。 (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。 图0－0 (5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在________极，该电极反应式是______________________________。 28．(1) ＋41.2 (2)CD (3)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响 (4) (5)阴 CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O [解析] (1)根据反应方程式可写出平衡常数的表达式；根据CO、H2的标准燃烧热可得热化学方程式为Ⅲ： CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1； Ⅳ：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1；若设H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJmol－1为反应Ⅴ，将反应Ⅳ＋Ⅴ－Ⅲ可得反应Ⅱ，故ΔH2＝－285.8 kJmol－1＋44 kJmol－1－(－283 kJmol－1)＝＋41.2 kJmol－1。(2)根据反应Ⅰ，要提高CO2的转化率，需使得平衡正向移动，而催化剂只能改变反应速率，A、B项错误；该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，C项正确；该反应的正反应为气体体积减小的反应，反应物浓度同时增大时，相当于增大压强，平衡正向移动，D项正确；增大CO2和H2的投料比时，相当于增大了CO2 的用量，CO2的转化率降低，E项错误。(4)催化剂对平衡移动无影响，故三条曲线的起点和终点相同，但是使用催化剂后能降低反应的活化能，由表格中的数据可知，Cat.2的催化效果更好，即在图像上表现为Cat.2对应曲线在Cat.1的下方。(5)CO2中C的化合价为＋4价，CH3OH中C的化合价为－2价，CO2得电子后生成CH3OH，发生还原反应，为阴极，电解质溶液为酸性，所以电极反应式为CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。 27．G1、G2、G5、A4、A2[xx全国卷Ⅱ] 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： ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝－353 kJmol－1 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，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“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________(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 图0－0 (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________________________________________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________________________。 27．(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂 (2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC (3)1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1 [解析] (1)由题意可知，反应①、②都是放热反应，反应①、②分别放出515 kJmol－1和353 kJmol－1热量，两反应均符合化学反应自发进行的焓判据；反应①的正反应是气体体积增大的放热反应，由勒夏特列原理可知，降温、减压均能使反应①的化学平衡向正反应方向移动，提高丙烯腈平衡产率；催化剂具有高度的专一性，因此提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂，而非温度、压强。(2)反应①的正反应是放热反应，如果已经达到化学平衡状态，当投料、压强、浓度等变量不变时，升温能使平衡左移，丙烯腈的产率逐渐减小，读图可知，低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。温度高于460 ℃时，催化剂活性可能降低，导致丙烯腈产率降低，A项正确；反应①的正反应是放热反应，升温使平衡逆向移动，平衡常数逐渐变小，B项错误；温度高于460 ℃时，副反应进行程度可能增多，反应①进行程度减少，导致丙烯腈产率降低，C项正确；反应活化能与催化剂有关，与温度、压强、浓度等无关，升高温度，不能使反应活化能改变，D项错误。(3)读图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为1，因为该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低。由反应①的热化学方程式可知，进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为1∶1.5∶1，空气中氧气的体积分数约为1/5(氮气约占4/5)，则进料气中氨、空气、丙烯的理论体积比约为1∶∶1＝1∶7.5∶1。 五、[xx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： 29．G2 G1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 已知H2的体积分数随温度的升高而增加。 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α 29. v正 v逆 平衡常数K 转化率α 增大 增大 减小 减小 [解析] 根据题意，温度升高，H2的体积分数增加，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0。故温度从300 ℃升高到400 ℃，正、逆反应速率都增大，但平衡常数K和平衡转化率α均减小。 G3 速率、平衡图像 10．F1 G3 H1 H2[xx江苏卷] 下列图示与对应的叙述不相符合的是( ) 图0－0 A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变化 B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 C．图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程 D．图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线 10．A [解析] 燃烧反应一定是放热反应，图甲中生成物的能量大于反应物的能量，表示的是吸热反应，与叙述不符；酶在特定温度下的催化效果最好，如果温度过高，酶会失去活性，反应速率反而减小，图示与叙述相符；弱电解质电离时，开始时分子变成离子速率最大，而离子变成分子速率最小，当二者速率相等时，则建立了电离平衡，图示与叙述相符；在强酸中滴入强碱，pH不断增大，当接近滴定终点时，溶液的pH会发生突变，图示与叙述相符。 6．G3 G5[xx四川卷] 一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是( ) 图0－0 A．该反应的焓变ΔH>0 B．图中Z的大小为a>3>b C．图中X点对应的平衡混合物中＝3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 6．A [解析] 从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，A项正确；的比值越大，则甲烷的体积分数越小，则a<3
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