2017年高考化學高考題和高考模擬題分項版匯編（打包25套）新人教版.zip

2017年高考化學高考題和高考模擬題分項版匯編（打包25套）新人教版.zip,2017,年高,化學,考題,高考,模擬,題分項版,匯編,打包,25,新人 專題14 化學反應原理綜合 1．【2017新課標1卷】（14分） 近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調節(jié)神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}： （1）下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是_________（填標號）。 A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應，而亞硫酸可以 B．氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸 C．0.10 mol·L?1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1 D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸 （2）下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。 通過計算，可知系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）制氫的熱化學方程式分別為________________、______________，制得等量H2所需能量較少的是_____________。 （3）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數(shù)為0.02。 ①H2S的平衡轉化率=_______%，反應平衡常數(shù)K=________。 ②在620 K重復試驗，平衡后水的物質的量分數(shù)為0.03，H2S的轉化率_____，該反應的H_____0。（填“>”“<”或“=”） ③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是________（填標號） A．H2S B．CO2 C．COS D．N2 【答案】（1）D （2）H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系統(tǒng)（II） （3）①2.5 2.8×10–3 ②> > ③B 與其電離產生氫離子的濃度大小無關，因此不能證明二者的酸性強弱，D正確。答案選D。 （2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=＋327 kJ/mol ②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/mol ③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/mol ④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/mol ①+②+③，整理可得系統(tǒng)（I）的熱化學方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) △H=+286 kJ/mol； ②+③+④，整理可得系統(tǒng)（II）的熱化學方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。 根據(jù)系統(tǒng)I、系統(tǒng)II的熱化學方程式可知：每反應產生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H2所需能量較少的是系統(tǒng)II。 （3）① H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g) 開始 0.40mol 0.10mol 0 0 反應 x x x x 平衡 (0.40–x)mol (0.10–x)mol x x 解得x=0.01mol，所以H2S的轉化率是 由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，所以在該條件下反應達到平衡時化學平衡常數(shù)； ②根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知溫度由610K升高到620K時，化學反應達到平衡，水的物質的量分數(shù)由0.02變?yōu)?.03，所以H2S的轉化率增大。α2>α1；根據(jù)題意可知：升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，所以該反應的正反應為吸熱反應，故△H>0；③A．增大H2S的濃度，平衡正向移動，但加入量遠遠大于平衡移動轉化消耗量，所以H2S轉化率降低，A錯誤；B．增大CO2的濃度，平衡正向移動，使更多的H2S反應，所以H2S轉化率增大，B正確；C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動，H2S轉化率降低，C錯誤；D．N2是與反應體系無關的氣體，充入N2，不能使化學平衡發(fā)生移動，所以對H2S轉化率無影響，D錯誤。答案選B。 【名師點睛】本題是化學反應原理的綜合考查，易錯點是壓強對平衡狀態(tài)的影響，尤其是惰性氣體的影響，“惰性氣體”對化學平衡的影響：①恒溫、恒容條件：原平衡體系體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。②恒溫、恒壓條件：原平衡體系容器容積增大，各反應氣體的分壓減小→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減?。ǖ刃в跍p壓），平衡向氣體體積增大的方向移動。 2．【2017新課標2卷】（14分） 丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題： （1）正丁烷（C4H10）脫氫制1-丁烯（C4H8）的熱化學方程式如下： ①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1 已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=?119 kJ·mol?1 ③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=?242 kJ·mol?1 反應①的ΔH1為________kJ·mol?1。圖（a）是反應①平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡產率提高，應采取的措施是__________（填標號）。 A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強 D．降低壓強 （2）丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器（氫氣的作用是活化催化劑），出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖（b）為丁烯產率與進料氣中n（氫氣）/n（丁烷）的關系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是___________。 （3）圖（c）為反應產率和反應溫度的關系曲線，副產物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯產率快速降低的主要原因可能是_____________。 【答案】（1）+123 小于 AD （2）氫氣是產物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應速率增大 （3）升高溫度有利于反應向吸熱方向進行 溫度升高反應速率加快 丁烯高溫裂解生成短鏈烴類 丁烯轉化率增大，故A正確；B、降低溫度，平衡向逆反應方向移動，丁烯的轉化率降低，故B錯誤；C、反應前氣體系數(shù)之和小于反應后氣體系數(shù)之和，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，丁烯的轉化率降低，故C錯誤；D、根據(jù)C選項分析，降低壓強，平衡向正反應方向移動，丁烯轉化率提高，故D正確。 （2）因為通入丁烷和氫氣，發(fā)生①，氫氣是生成物，隨著n(H2)/n(C4H10)增大，相當于增大氫氣的量，反應向逆反應方向進行，逆反應速率增加。 （3）根據(jù)圖(c)，590℃之前，溫度升高時反應速率加快，生成的丁烯會更多，同時由于反應①是吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590℃時，由于丁烷高溫會裂解生成短鏈烴類，所以參加反應①的丁烷也就相應減少。 【名師點睛】本題考查了化學反應原理的綜合運用，此類題目往往涉及熱化學反應方程式的計算、化學反應速率的計算、化學平衡的計算、化學反應條件的控制等等，綜合性較強，本題難點是化學反應條件的控制，這部分知識往往以圖像的形式給出，運用影響化學反應速率和化學平衡移動的因素進行考慮，需要平時復習時，多注意分析，強化訓練，就可以解決，本題難度較大。 3．【2017新課標3卷】（14分） 砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途。回答下列問題： （1）畫出砷的原子結構示意圖____________。 （2）工業(yè)上常將含砷廢渣（主要成分為As2S3）制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質硫。寫出發(fā)生反應的化學方程式________。該反應需要在加壓下進行，原因是________________________。 （3）已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2 2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3 則反應As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。 （4）298 K時，將20 mL 3x mol·L?1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L?1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應：(aq)+I2(aq)+2OH?(aq)(aq)+2I?(aq)+ H2O(l)。溶液中c()與反應時間（t）的關系如圖所示。 ①下列可判斷反應達到平衡的是__________（填標號）。 a．溶液的pH不再變化 b．v(I?)=2v() c．c()/c()不再變化 d．c(I?)=y mol·L?1 ②tm時，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。 ③tm時v逆_____ tn時v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。 ④若平衡時溶液的pH=14，則該反應的平衡常數(shù)K為___________。 【答案】（1） （2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反應物O2的濃度，提高As2S3的轉化速率 （3）2△H1-3△H2-△H3 （4）①ac ②大于 ③小于 tm時生成物濃度較低 ④ 【解析】（1）砷是33號元素，原子核外K、L、M電子層均已經排滿，故其原子結構示意圖為。 （3）根據(jù)蓋斯定律，熱化學反應As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反應①×2－反應②×3－反應③轉化得到，則2△H1-3△H2-△H3。 （4）①a．溶液pH不變時，則c(OH-)也保持不變，反應處于平衡狀態(tài)；b．根據(jù)速率關系，v（I-）/2=v(AsO33-)，則v(I?)=2v()始終成立，v(I?)=2v()時反應不一定處于平衡狀態(tài)；c．由于提供的Na3AsO3總量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再變化時，c(AsO43-)與c(AsO33-)也保持不變，反應處于平衡狀態(tài)；d．平衡時c(I?)=2c()=2×y =2y 時，即c(I-)=y 時反應不是平衡狀態(tài)。②反應從正反應開始進行，tm時反應繼續(xù)正向進行，v正>v逆。③tm時比tn時AsO43-濃度小，所以逆反應速率：tm 7.1時帶負電荷，pH越高，表面所帶負電荷越多；pH<7.1時帶正電荷，pH越低，表面所帶正電荷越多。pH不同時吸附劑X對三價砷和五價砷的平衡吸附量(吸附達平衡時單位質量吸附劑X吸附砷的質量)如題20圖?3所示。 ①在pH7~9之間，吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降，其原因是_____________。 ②在pH4~7之間，吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠比五價砷的弱，這是因為___________。 提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是____________________________________。 【答案】（1）堿性溶液吸收了空氣中的CO2 （2）①OH? + H3AsO3H2AsO3? + H2O ②2.2 （3）①在pH7~9之間，隨pH升高H2AsO4?轉變?yōu)镠AsO42?，吸附劑X表面所帶負電荷增多，靜電斥力增加 ②在pH4~7之間，吸附劑X表面帶正電，五價砷主要以H2AsO4?和HAsO42?陰離子存在，靜電引力較大；而三價砷主要以H3AsO3分子存在，與吸附劑X表面產生的靜電引力小 加入氧化劑，將三價砷轉化為五價砷 ?2讀出：=，=10?2.2mol/L，Ka1==10?2.2mol/L，pKa1=?lgKa1=?lg10?2.2=2.2；（3）①在pH7~9之間，隨pH升高H2AsO4?轉變?yōu)镠AsO42?，吸附劑X表面所帶負電荷增多，靜電斥力增加，吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降。②在pH4~7之間，吸附劑X表面帶正電，五價砷主要以H2AsO4?和HAsO42?陰離子存在，靜電引力較大；而三價砷主要以H3AsO3分子存在，與吸附劑X表面產生的靜電引力小。提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是：加入氧化劑，將三價砷轉化為五價砷。 【名師點睛】本題以化學反應原理中電解質的電離、中和反應過程中各粒子的分布圖，電解質溶液中粒子間的相互作用為載體，考查學生對電離平衡、電離平衡常數(shù)的計算，引導學生從更深層次去認識電解質溶液，（3）②經過分析提出問題：在pH4~7之間，吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠比五價砷的弱，要學生去分析問題，找出原因；最后提出問題的解決方案，考查學生分析問題，解決問題的能力。與往年20題考查電解電極反應式書寫、氧化還原反應中電子的轉移計算、平衡中反應物轉化率提高措施及有關特定條件下方程式書寫等內容相比，更注重考查學生的知識的應用遷移能力，考查了應用所學知識進行必要的分析、類推、解決一些具體的化學問題的能力和創(chuàng)新思維。 6．【四川省大教育聯(lián)盟2017屆第三次診斷】對溫室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關注的重點。 I．在催化劑存在下用H2還原CO2是解決溫室效應的重要手段之一，相關反應如下： 主反應：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1① 副反應：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol 已知H2和CH4的燃燒熱分別為-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1 H2O(l)=H2O(g) △H=＋44 kJ·mol-1 （1）△H1=______kJ·mo l-1。 （2）有利于提高CH4平衡產率的反應條件是（至少寫兩條）_________。工業(yè)上提高甲烷反應選擇性的關鍵因素是_____________。 （3）T℃時，若在體積恒為2L的密閉容器中同時發(fā)生上述反應，將物質的量之和為5mol的H2和CO2以不同的投料比進行反應，結果如圖所示。若a、b表示反應物的轉化率，則表示H2轉化率的是______，c、d分別表示CH4(g)和CO(g)的體積分數(shù)，由圖可知=______時，甲烷產率最高。若該條件下CO的產率趨于0，則T℃時①的平衡常數(shù)K=________。 II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。在海洋中，通過如下左圖鈣化作用實現(xiàn)碳自凈。 （4）寫出寫出鈣化作用的離子方程式____________。 （5）電解完成后，a室的pH值______（“變大”、“變小”或“幾乎不變”)；其間b室發(fā)生反應的離子方程式為____________。 【答案】 -164.0 降低溫度，增大壓強 催化劑 b 4 100 2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O 幾乎不變 H++ HCO3-= CO2↑+H2O 根據(jù)蓋斯定律，由①=③×2-④+⑤×2，則CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1 =2△H3-△H4+2△H5=-164.0 kJ·mol-1；（2）反應CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)是正方向為氣體體積縮小的放熱反應，降低溫度和增大壓強都有利于反應正向移動，提高CH4平衡產率；工業(yè)上提高甲烷反應選擇性的關鍵因素是催化劑；（3）隨著比值的增大，氫氣的轉化率降低，則表示H2轉化率的是b；隨著比值的增大，氫氣的量增多，一氧化碳的量減少，甲烷的量增加，故c為CH4(g) 的體積分數(shù)，由圖可知=4時，甲烷產率最高。若該條件下CO的產率趨于0，則=4，開始物質的量之和為5mol的H2和CO2分別為4mol和1mol，平衡轉化率為80%，則平衡時各物質的量濃度為： CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) 開始時濃度/mol/L 0.5 2 0 0 改變的濃度/mol/L 0.4 1.6 0.4 0.8 平衡時濃度/mol/L 0.1 0.4 0.4 0.8 K==100； II．（4）根據(jù)圖中信息可知，鈣化作用是碳酸氫鈣轉化為碳酸鈣、二氧化碳和水，其反應的離子方程式為：2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O；（5）電解完成后，a室氫氧根離子得電子產生氧氣，而氫離子進入b室，pH值幾乎不變；其間b室發(fā)生反應的離子方程式為：H++ HCO3-= CO2↑+H2O。 7．【太原市2017屆第三次模擬】減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內容之一． （1）己知：N2 (g) +O2 (g) =2NO (g)△H=+180.5kJ·mol-1 C (s) +O2 (g) =CO2 (g)△H=-393.5 kJ·mol-1 2C (s) +O2(g) =2CO (g)△H=-221 kJ·mol-1 若某反應的平衡常數(shù)表達式為： 請寫出此反應的熱化學方程式___________________。 （2）用CH4催化還原NOx可以消除污染，若將反應CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2設計為原電池，電池內部是摻雜氧化釔的氧化鋯晶體，可以傳導O2-，則電池的正極反應式為_______。 （3）利用H2和CO2在一定條件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)己知不同溫度對CO2的轉化率及催化劑的效率影響如圖所示，下列有關說法不正確的是_______（填序號）。 ①不同條件下反應，N點的速率最大 ②M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大 ③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產率增大 ④實際反應應盡可能在較低的溫度下進行，以提高CO2的轉化率 （4）在密閉容器中充入5mol CO和4mol NO，發(fā)生上述（1）中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。 回答下列問題： ①溫度：T1______ T2（填“<”或“>”）。 ②某溫度下，若反應進行到10分鐘達到平衡狀態(tài)D點時，容器的體積為2L，則此時的平衡常數(shù)K=______（結果精確到兩位小數(shù)）；用CO的濃度變化表示的平均反應速率V(CO)=________。 ③若在D慮對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A～G點中的_______點。 【答案】 2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol 2NO2 + 8e- =N2 + 4O2- ①③④ > 0.022 0.1 mol/（L?min） A 【解析】試題分析：若某反應的平衡常數(shù)表達式為： ，則方程式為2NO（g）+2CO（g） ②隨溫度升高，二氧化碳的平衡轉化率減小，M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大，故②正確；③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產率減小，故③錯誤； ④實際反應應盡可能在250℃下進行，提高單位時間的產量，故④錯誤。 （2）在密閉容器中充入5mol CO和4mol NO，發(fā)生上述（1）中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。 回答下列問題： ①2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol,升高溫度平衡逆向移動,NO體積分數(shù)增大，所以T1>T2。 ② ,x=0.5 0.022 ；根據(jù) , 用CO的濃度變化表示的平均反應速率V(CO)= 0.1 mol/（L?min）。 ③若在D處對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，平衡逆向移動，NO體積分數(shù)增大,故選 A點。 點睛：原電池中負極失電子發(fā)生氧化反應，正極得電子發(fā)生還原反應，所以題中原電池負極反應為CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，正極反應為2NO2 + 8e- =N2 + 4O2-。 8．【濟南市2017屆二模】釩的化合物常用于制作催化劑和新型電池?；卮鹣铝袉栴}： （1）金屬釩可由鋁熱反應制得。已知25℃、101 kPa時， 4A1(s)+3O2(g)=2Al2O3 (s) △H1=a kJ·mol-1 4V(s) +5O2 (g)=2V2O5(s) △H2=b kJ·mol-1 則用鋁熱反應冶煉金屬V(s)的熱化學方程式為_____________________。 （2）V2O5為橙黃至磚紅色固體，無味、有毒，微溶于水，是許多有機和無機反應的催化劑。下圖表示的是25℃時，部分含釩微粒的存在形式、濃度和存在的pH范圍(其余可溶性微粒均未標出），圖中“”表示含釩微粒的濃度，虛線表示或pH的范圍尚未準確確定。 ①V2O5溶于足量2mol ? L-1NaOH溶液中，發(fā)生反應的離子方程式為_________________，向反應后的溶液中，滴加硫酸溶液至過量(pH<1)的過程中，開始溶液保持澄淸，滴加一段時間后，觀察到有橙黃色沉淀產生，繼續(xù)滴加硫酸溶液，沉淀又消失。則沉淀消失過程中發(fā)生反應的化學方程式為______。 ②上述滴加硫酸溶液的過程中，先后發(fā)生如下反應： 則“X所示區(qū)域溶液中的離子”不可能是___________(填序號)； A．V3O93- B．V4O103- c．V4O124- （3）V2O5是反應2SO2+O22SO3的催化劑。其他條件不變，加入V2O5后，該反應的速率加快的原因是_______________；恒溫恒壓下，加人V2O5，該反應的平衡常數(shù)________________ (填“增大”、 “減小”或“不變”)； （4）下圖所示為可充電的全釩液流電池構造示意圖，該電池中的隔膜只允許H+通過。電池放電時，負極區(qū)溶液的pH將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)，電池充電時，陽極的電極反應式為___。 【答案】 10Al(s)+3V2O5(s)═5Al2O3(s)+6V(s) ΔH=(2.5a－l.5b)kJ·mol-1 V2O5+6OH-═2VO43-+3H2O V2O5+H2SO4═(VO2)2SO4+H2O b 加入V2O5后，反應路徑發(fā)生改變，反應的活化能降低，反應速率加快 不變 增大 VO2+-e-+H2O═VO2++2H+ ⑵①由圖可知，在堿性條件下，以VO43-形式存在，V2O5溶于足量2mol ? L-1NaOH溶液中，發(fā)生反應的離子方程式為V2O5+6OH-═2VO43-+3H2O；沉淀消失過程中發(fā)生反應的化學方程式為V2O5+H2SO4═(VO2)2SO4+H2O；②H2VO4―?縮水后，V的化合價不變，所以不可能的是V4O102― ；（3）加入V2O5后，該反應的速率加快的原因是反應路徑發(fā)生改變，反應的活化能降低，反應速率加快。反應溫度不變，平衡常數(shù)不變；（4）原電池中H＋ 帶正電，移向正極，故負極區(qū)溶液的pH將增大；電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為VO2+-e-+H2O═VO2++2H+。 9．【廣西2017屆5月份考前模擬】二氧化碳是常見的溫室氣體，其回收利用是環(huán)保領域研究的熱點課題?；卮鹣铝袉栴}： （1）Li4SiO4可用于富集CO2，原理是在500℃ ，低濃度CO2與Li4SiO4接觸后反應生成兩種鋰鹽；平衡后加熱至700℃，反應逆向進行，放出高濃度CO2，Li4SiO4再生，700℃時反應的化學方程式為________。 （2）CO2加氫合成低碳烯烴的技術在節(jié)能減排等方面具有重要意義。以合成C2H4為例，該轉化分為兩步進行： 第一步：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41.3kJ·mol-1 第二步，2COg(g)＋4H2(g)=C2H4(g)+ 2H2O(g) △H=-210.5kJ·mol-1 ①CO2氫合成乙烯的熱化學方程式為_________。 ②－定條件下的密閉容器中，總反應達到平衡，要提高CO2的轉化率．可以采取的措施是______（填字母）。 A．減小壓強 B．增大H2的濃度 C．加入適當催化劑 D．分離出H2O(g) （3）由CO2和H2合成CH3OH 的反應如下：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H，在10L的恒容密閉容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同條件下發(fā)生上述反應，測得平衡時甲醇的物質的量隨溫度、壓強的變化如圖所示。 ①上述反應的△H______（填“> “或“<”），判斷理由是______。 ②圖中壓強p1______（城“>”或“<”）p2。 ③經測定知Q點時容器的壓強是反應前壓強的9/10，若反應從開始到平衡所需的時間為5min，則0～5min內H2的反應速率v(H2)=_____________。 ④N點時，該反應的平衡常數(shù)K=_______（計算結果保留2位小數(shù)）。 【答案】 Li2CO3+Li2SiO3CO2↑+Li4SiO4 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=-127.9kJ/mol BD < CH3OH的物質的量隨溫度的升高而減少，故正反應為放熱反應 > 1.125×10-2mol/(L·min) 1.04 Ⅱ．2COg(g)＋4H2(g)=C2H4(g)+ 2H2O(g) △H=-210.5kJ·mol-1 根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=-127.9kJ/mol； ②A．正反應為氣體體積減小的反應，低壓有利于逆向減小，CO2的轉化率減小，A錯誤；．增大H2濃度，平衡正向移動，CO2的轉化率增大，B正確；C．加入適當催化劑，可以加快反應速率，但不影響平衡移動，CO2的轉化率不變，C錯誤；D．分離出水，生成物濃度減小，平衡正向移動，CO2的轉化率增大，D正確，答案選BD；（3）①由圖可知，壓強一定時，溫度越高，CH3OH的物質的量越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應；②正反應為氣體體積減小的反應，溫度一定時，增大壓強，平衡向正反應方向移動，甲醇的物質的量增大，故壓強P1＞P2；③根據(jù)反應 CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 起始（mol/L） 0.1 0.275 0 0 轉化（mol/L）x 3x x x 平衡（mol/L）0.1-x 0.275-3x x x 根據(jù)壓強為反應前的9/10可以列出表達式(0.1?x+0.275?3x+x+x)/(0.1+0.275)=9/10，可以計算出x=0.01875，V（H2）=△c(H2)/△t=3×0.01875mol/L/5min=1.125×10-2mol/（L?min）；④溫度不變平衡常數(shù)不變，圖中M點時，容器體積為10L，結合M點的坐標可知，M點的CH3OH的物質的量為0.25mol，根據(jù)反應 CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 起始（mol/L） 0.1 0.275 0 0 轉化（mol/L）0.025 0.075 0.025 0.025 平衡（mol/L）0.075 0.2 0.025 0.025 K=c(H2O)?c(CH3OH)/c3(H2)?c(CO2)=0.025×0.025/0.23×0.075=1.04。 點睛：該題的難點是圖像分析，注意從以下幾個角度分析：（1）緊扣特征，弄清可逆反應的正反應是吸熱還是放熱，體積增大、減小還是不變，有無固體、純液體物質參與反應等。（2）先拐先平，在含量(轉化率)—時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡，說明該曲線反應速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。（3）定一議二，當圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。（4）三步分析法，一看反應速率是增大還是減??；二看v正、v逆的相對大??；三看化學平衡移動的方向。 % 10．【邵陽市2017屆第三次聯(lián)考】N2H4（肼）可作用制藥的原料，也可作火箭的燃料。 （1）肼能與酸反應。N2H6C12溶液呈弱酸性，在水中存在如下反應： ①N2H62+＋H2ON2H5+＋H3O+平衡常數(shù)K1 ②N2H5+＋H2ON2H4＋H3O+平衡常數(shù)K2 相同溫度下，K1>K2，其主要原因有兩個： ①電荷因素，N2H5+水解程度小于N2H62+； ② ___________________________________________； （2）工業(yè)上，可用次氯酸鈉與氨反應制備肼，副產物對環(huán)境友好，該反應化學方程式是_________。 （3）氣態(tài)肼在催化劑作用下分解只產生兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色。在 密閉容器中發(fā)生上述反應，平衡體系中肼的體積分數(shù)與溫度關系如圖所示。 ①P2 _____P1（填：＜、＞或＝，下同）。 ②反應I：N2H4(g)N2(g)＋4NH3(g) ΔH1； 反應II：N2(g)＋3H2(g)Δ2NH3(g) ΔH2。 ΔH1________ΔH2 7N2H4(g)8NH3(g)＋3N2(g)＋2H2(g) ΔH ΔH＝____________（用ΔH1、ΔH2表示）。 ③向1L恒容密閉容器中充入0.1 mol N2H4，在30℃、Ni－Pt催化劑作用下發(fā)生反應N2H4(g)N2(g)＋2H2(g)，測得混合物體系中（只含N2、H2、N2H4），n(N2)＋n(H2)/n(N2H4)(用y表示)與時間的關系如圖所示。 4分鐘時反應到達平衡，0～4.0 min時間內H2的平均生成速率v(H2)=____ ___。 （4）肼還可以制備肼—堿性燃料電池，氧化產物為穩(wěn)定的對環(huán)境友好的物質。該電池負極的電極反應式為______________；若以肼—氧氣堿性燃料電池為電源，以NiSO4溶液為電鍍液，在金屬器具上鍍鎳，開始兩極質量相等，當兩極質量之差為1.174g時，燃料電池中內電路至少有_________mol OH-遷移通過陰離子交換膜。 【答案】 第一步水解生成H3O+對第二步水解有抑制作用 2 NH3+NaClO=N2H4+NaCl+ H2O ＜ ＞ 7△H1 +4△H2 0.025mol·L-1·min-1 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 0.02 （3）肼在催化劑作用下分解只產生兩種氣體，其中一種氣體能使紅色石蕊試紙變藍色，則方程式為：3N2H44NH3+N2，增大壓強，平衡向左移動，N2H4體積分數(shù)增大，故P1大于P2； （4）①反應I是吸熱反應，△H1＞0，反應II是放熱反應，△H2＜0，則△H1＞△H2； ②反應I：N2H4(g)?N2(g)+2H2(g)△H1 反應II：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H2 反應III：7N2H4(g)?8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g)△H 根據(jù)蓋斯定律知，反應I×7+反應II×4=反應III，△H=7△H1+4△H2； ③設平衡時n(N2)=a，n(H2)=2a， n(N2H4)=0.1 mol-a，則：3a=3.0×(0.1 mol-a)，a=0.05 mol． υ(H2)= =0.025mol/(L?min)； （5）N2H4/空氣在堿溶液中構成電池，N2H4在負極上發(fā)生氧化反應，O2在正極上發(fā)生還原反應，負極的電極反應式為N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；鍍鎳時陰極的反應式為Ni2++2e-=Ni，鎳的相對原子質量為59，陽極為純鎳，陽極的電極反應式為Ni-2e-=Ni2+，設至少消耗N2H4的物質的量為n，由電子守恒知，陰極質量與陽極質量之差為×59g/m/ol=1.174g，n=0.005mol，則轉移電子數(shù)為0.005mol×4=0.02mol，燃料電池中內電路至少有0.02mol OH-遷移通過陰離子交換膜。 23