2019高考化學(xué) 難點剖析 專題36 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷練習(xí).doc

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專題36 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 1．（2019屆山西省大同市第一中學(xué)高三8月開學(xué)檢測）—定溫度下，將2molSO2和lmolO2充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng) 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) △H=-196 kJ?mol-1，5min時達到平衡，測得反應(yīng)放熱166.6 kJ。下列說法錯誤的是 A． 0?5 min內(nèi)，用O2表示的平均反應(yīng)速率v(O2)=0.017 mol?L-1 min-1 B． n(O2)n(SO3) 的值不變時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài) C． 若增大O2的濃度，SO2的轉(zhuǎn)化率增大 D． 條件不變，起始向容器中充入4 mol SO2和 2 mol O2，平衡時放熱小于333.2 kJ 【答案】D 2．（2018屆江蘇省鹽城市高三第三次模擬考試）下列說法正確的是（ ） A． 反應(yīng)2N2O(g)=2N2 (g)+O2(g)的△H<0，△S<0 B． 電解法精煉粗銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極 C． 反應(yīng)KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O,每消耗1molKIO3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為66.021023 D． 恒溫恒容閉密容器中進行的反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，當(dāng)壓強不再發(fā)生變化時，表明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) 【答案】B 【解析】A. 反應(yīng)2N2O(g)=2N2 (g)+O2(g)為氣體增多的反應(yīng)，△S>0，選項A錯誤；B、電解法精煉粗銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為含銅離子的溶液，選項B正確；C、反應(yīng)KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O，碘由+5價變?yōu)?價和由-1價變?yōu)?，每消耗1molKIO3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為56.021023，選項C錯誤；D、恒溫恒容密閉容器中進行的反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，壓強始終不變，故當(dāng)壓強不再發(fā)生變化不能說明已達到平衡狀態(tài)，選項D錯誤。 3．（2018屆四川省樂山市第二次調(diào)查研究考試）甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下: I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1 II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-49.53kJ/mol 某些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱 物質(zhì) CO CO2 H2 CH3OH(g) 標(biāo)準(zhǔn)生成熱(kJ/mol) -110.52 -393.51 0 -201.25 回答下列問題: (1)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱是常用的化學(xué)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，可以用來計算化學(xué)反應(yīng)熱?；瘜W(xué)反應(yīng)熱:ΔH=生成物標(biāo)準(zhǔn)生成熱總和一反應(yīng)物標(biāo)準(zhǔn)生成熱總和。計算 △H1=_____kJ/mol。 (2)在一容積可變的密團容器中，1molCO與2molH2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1，CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與壓強的關(guān)系如圖所示。 ①a、b兩點的反應(yīng)速率:v(a)___v(b)(填“>”、“<”或“=”) ②T1____T2(填“>”、“<"或“=”)，原因是___________________________。 ③在c點條件下，下列敘述能說明上述反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____(填代號)。 a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變 C．混合氣體的密度不再改變 d.CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變 ④計算圖中a點的平衡常數(shù)Kp____(kPa)-2(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 (3)合成甲醇尾氣中CO的濃度常用電化學(xué)氣敏傳感器進行測量，其中CO傳感器可用下圖簡單表示，則陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為_________。 【答案】－90.73＜＜CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故T1”、“<”或“=”) (4)氨氣可用于生成硝酸銨化肥。25℃時，已知NH3H2O的電離常數(shù)Kb=1.810-5，則硝酸銨在此溫度下發(fā)生水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh=___________。 【答案】 2NO(g) N2(g)+O2(g) △H=-180.8kJ/mol 0.375mol/(Lmin) C B 60% > (5/9)10-9(或5.610-10) 【解析】(1)已知：反應(yīng)I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJmolˉ1，反應(yīng) II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6kJmolˉ1，根據(jù)蓋斯定律可知（ II-I）2可得2NO(g) =O2+N2(g) ，△H=[(-1266.6 kJmol-1)-(-905.0 kJmol-1)]2 = △H= -180.8 kJmol-1，NO分解生成N2與O2的熱化學(xué)方程式為2NO(g) N2(g) +O2(g) △H= -180.8 kJmol-1；(2) ①反應(yīng)從開始到第2min時，v(H2O)=32 v(NO)=320.5mol/L2min=0.375mol/(Lmin)；②在第3min后到4min，根據(jù)數(shù)據(jù)可知反應(yīng)按比例向逆方向移動，所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，選項C錯誤；D、用NH3、O2、NO、H2O的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為4:5:4:6的狀態(tài)，不一定是平衡狀態(tài)，所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，選項D錯誤；答案選B；(3)①T1℃下，c(N2)=1.2mol/L，則生成的氮氣為1.2mol/L2L=2.4mol，根據(jù)反應(yīng) 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g)可知消耗的氨氣為4.8mol，故轉(zhuǎn)化率為4.8mol8mol100%=60%；②c點溫度較高平衡逆向移動，氣體的總物質(zhì)的量減少，壓強減小，故圖中a、c兩點對應(yīng)的容器內(nèi)部壓強Pa>Pc；(4) 25℃時，已知NH3H2O的電離常數(shù)Kb=1.810-5，則NH4++H2ONH3H2O+H+，Kh=cNH3?H2Oc(H+)c(NH4+)=cNH3?H2Oc(H+)c(OH-)c(NH4+)c(OH-)=KwKb=1.010-141.810-5=5910-9。 6．（2019屆四川省成都經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗中學(xué)校高三上學(xué)期入學(xué)考試）無色氣體N2O4是一種強氧化劑，為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ/mol。 （1）將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說明反應(yīng)達到平衡的是 _________。 a．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) b．體系顏色不變 c．氣體平均相對分子質(zhì)量不變 d．氣體密度不變 達到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達平衡時，混合氣體顏色 _______(填 “變深”“變淺”或“不變”)，判斷理由_______。 （2）平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[例如：p(NO2)＝p總x(NO2)]。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù)Kp表達式 _______________________(用p總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示)；影響Kp的因素_________________。 （3）上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_______________(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強100 kPa)，已知該條件下k正＝4.8104 s－1，當(dāng)N2O4分解10%時，v正＝______________kPas－1。 （4）真空密閉容器中放入一定量N2O4，維持總壓強p0恒定，在溫度為T時，平衡時N2O4分解百分率為α。保持溫度不變，向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達式為__________________________。 【答案】bc變深正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動，c(NO2)增加，顏色加深p總x2(NO2)x(N2O4)溫度K正K逆3.9106a22-a2 (2)由題目信息可知，用某組分(B)的平衡壓強(PB)表示平衡常數(shù)為：生成物分壓的系數(shù)次冪乘積與反應(yīng)物分壓系數(shù)次冪乘積的比，N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=[p總x(NO2)]2p總x(N2O4)=p總x2(NO2)x(N2O4)，平衡常數(shù)只受溫度溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變； (3)平衡時正逆速率相等，由v正=k正．p(N2O4)，v逆=k逆．p2(NO2)，聯(lián)立可得Kp=K正K逆， 當(dāng)N2O4分解10%時，設(shè)投入的N2O4為1mol，轉(zhuǎn)化的N2O4為0.1mol，則： N2O4(g)?2NO2(g) 物質(zhì)的量增大△n 1 2-1=1 0.1mol 0.1mol 故此時p(N2O4)=1mol-0.1mol1mol+0.1mol100kPa=911100kPa，則v正=4.8l04s-1911100kPa=3.9106 kPa?s-1； (4)在溫度為T時，平衡時N2O4分解百分率為a，設(shè)投入的N2O4為1mol，轉(zhuǎn)化的N2O4為amol，則： N2O4(g)?2NO2(g) 起始量(mol)：1 0 變化量(mol)：a 2a 平衡量(mol)：1-a 2a 故x(N2O4)=1-a1+a，x(NO2)=2a1+a，則平衡常數(shù)Kp=[p總x(NO2)]2p總x(N2O4)= p總x2(NO2)x(N2O4)=p0（2a1+a）21-a1+a，保持溫度不變，平衡常數(shù)不變，令N2O4的平衡分解率為y，則：p0（2a1+a）21-a1+a=2p0（2y1+y）21-y1+y，解得y=a22-a2。 7．（2018屆貴州省遵義航天高級中學(xué)高三第十一次模擬考試）硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上采用氨的催化氧化法制備硝酸。 (1) 已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g) ? 2NH3(g)為放熱反應(yīng)，在恒容容器中能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是（_______） A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:2:3 B． v正(N2)=v逆(H2) C．容器內(nèi)壓強保持不變 D．混合氣體的密度保持不變 (2)理論上,為了增大平衡時的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_____________(要求答出兩點) ⑶合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下表，則400℃時,測得某時刻氮氣、氫氣、氨氣的物質(zhì)的量濃度分別為1 molL-1、2 molL-1、3 molL-1時,此時刻該反應(yīng)正反應(yīng)速率_____ 逆反應(yīng)速率(填“大于”、“小于”或“等于”） 溫度/℃ 200 300 400 K 1.0 0.86 0.5 (4)消除硝酸工廠尾氣的一種方法是用甲烷催化還原氮氧化物，已知： ① CH4 (g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △ H＝－890.3 kJmol-1 ② N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) △ H＝－67.0 kJmol-1 則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式為___________________________________________ (5)在25 ℃下，向濃度均為0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成____沉淀(填化學(xué)式)，當(dāng)兩種沉淀共存時,溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_________(已知25 ℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.810-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20) 【答案】 C 降溫、加壓、分離氨氣 小于 CH4(g)+2NO2(g) ? 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol Cu(OH)2 8.2108 或9109 / 11 (3)QC=32122=2.25>K=0.5，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，因此v正(N2)=v逆(N2)，因此，本題正確答案是: 小于； （4）① CH4 (g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △ H＝－890.3 kJmol-1 ② N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) △ H＝－67.0 kJmol-1 根據(jù)蓋斯定律：①-②得：CH4(g)+2NO2(g) ? 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol， 因此，本題正確答案是: CH4(g)+2NO2(g) ? 2N2 (g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol； （5）由于Ksp[Cu(OH)2]0的反應(yīng)是__________________(填“I”“II”或“I”)。 ②1200K時，在一體積為2L的恒容密閉容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2，只發(fā)生反應(yīng)I，5min后達到平衡，此時CO的濃度為0.125mol/L，則0~5min內(nèi)V(CO2)=____________。 ③在一體積可變的密閉容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，只發(fā)生反應(yīng)II，下列能說明反應(yīng)II達到平衡的是____________(填字母)。 A．容器的體積不再改變 B．固體的質(zhì)量不再改變 C．氣體的總質(zhì)量不再改變 ④向恒容密閉容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2，若只發(fā)生反應(yīng)III，則在A點反應(yīng)達到平衡。當(dāng)容器的總壓為akPa時，CO2的轉(zhuǎn)化率為______________；A點對應(yīng)溫度下的Kp(III)=____________。 【答案】－3 2△H1+△H2 Al4C3+12HCl==4AlCl3+3CH4↑ III 0.02molL-1min-1 BC 33.3% 0.5akPa (3)①由圖中信息可知，反應(yīng)III升高溫度，1nK增大，則K增大，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H>0；②0~5min內(nèi)V(CO2)=4/50.1255=0.02molL-1min-1 ； ③反應(yīng)II: Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g)為氣體體積不變的放熱反應(yīng)，根據(jù)變量不變達平衡進行判斷；A.反應(yīng)為氣體不變的反應(yīng)，反應(yīng)中容器的體積不是變量，不能作為平衡狀態(tài)的依據(jù)，A錯誤；反應(yīng)為固體質(zhì)量增大的反應(yīng)，固體的質(zhì)量為變量，當(dāng)固體的質(zhì)量不再改變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，B正確；反應(yīng)是一個氣體質(zhì)量減小的反應(yīng)，氣體的總質(zhì)量為變量，當(dāng)氣體的總質(zhì)量不再改變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C正確；正確選項BC 。 ④向恒容密閉容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2，若只發(fā)生反應(yīng)III，則在A點反應(yīng)達到平衡，，則c(CO)=1/2c(CO2),當(dāng)容器的總壓為akPa時，CO2的轉(zhuǎn)化率為0.5/(1+0.5)100%=33.3% , A點對應(yīng)溫度下的Kp(III)=P(CO)/p(CO2)=0.5akPa。 9．（2018屆山西省太原市第五中學(xué)高三第二次模擬考試）乙烯是合成食品外包裝材料聚乙烯的單體，可以由丁烷裂解制備。 主反應(yīng)：C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g) △H1 副反應(yīng)：C4H10 (g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g) △H2 回答下列問題： （1）化學(xué)上，將穩(wěn)定單質(zhì)的能量定為0，生成穩(wěn)定化合物時釋放或吸收的能量叫做生成熱，生成熱可表示該物質(zhì)相對能量。下表為25℃、101kPa下幾種有機物的生成熱： 物質(zhì) 曱烷 乙烷 乙烯 丙烯 正丁烷 異丁烷 生成熱/kJmol-1 -75 -85 52 20 -125 -132 ①書寫熱化學(xué)方程式時，要標(biāo)明“同分異構(gòu)體名稱”，其理由是_______________________。 ②上述反應(yīng)中，△H1=______kJ/mol。 （2）一定溫度下，在恒容密閉容器中投入一定量正丁烷發(fā)生反應(yīng)生成乙烯。 ①下列情況表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______（填代號）。 A．氣體密度保持不變 B．[c(C2H4)c(C2H6)]/ c(C4H10)保持不變 C．反應(yīng)熱不變 D．正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等 ②為了同時提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，可采用的措施是________________。 （3）向密閉容器中充入丁烷，在一定條件（濃度、催化劑及壓強等)下發(fā)生反應(yīng)，測得乙烯產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖所示。溫度高于600℃時，隨若溫度升高，乙烯產(chǎn)率降低，可能的原因是__________（填代號)。 A．平衡常數(shù)降低 B．活化能降低 C．催化劑活性降低 D．副產(chǎn)物增多 （4）在一定溫度下向1L恒容密閉容器中充入2mol正丁烷，反應(yīng)生成乙烯和乙烷，經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài)，測得平衡時氣體壓強是原來的1.75倍。 ①0~10min內(nèi)乙烯的生成速率v(C2H4)為________molL-1min-1。 ②上述條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為____________。 （5）丁烷-空氣燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為______________________________。 （6）K2CO3可由二氧化碳和氫氧化鉀溶液反應(yīng)制得。常溫下,向1 L pH=10的KOH溶液中持續(xù)通入CO2,通入CO2的體積(V)與溶液中水電離出的OH-濃度的關(guān)系如圖所示。C點溶液中各離子濃度大小關(guān)系為 _________________________________________。 【答案】 同分異構(gòu)體的能量不相等 +92 BD 升高溫度 CD 0.15 4.5 C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O c(K+)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(HCO3-)＞c(H+) （2）①A．氣體的質(zhì)量和體積均不變，故氣體密度保持不變； B．[c(C2H4)c(C2H6)]/ c(C4H10)保持不變時就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)；C．反應(yīng)熱與平衡狀態(tài)無關(guān)； D．正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等，表明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。綜上所述，表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是BD。 ②由于該反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，故升高溫度可以同時提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率。 ①0~10min內(nèi)乙烯的生成速率v(C2H4)=1.5mol1L10min=0.15molL-1min-1。 ②上述條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.51.52-1.5=4.5。 （5）丁烷-空氣燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極，該燃料電池的負(fù)極上丁烷被氧化，電極反應(yīng)式為C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O。 （6）由圖可知，C點溶液中水電離出的OH-濃度最大，則C點對應(yīng)的溶液為K2CO3溶液，因碳酸根離子可以發(fā)生水解而使溶液呈堿性，故其離子濃度大小關(guān)系為c(K+)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(HCO3-)＞c(H+)。 10．（2018屆遼寧省沈陽市東北育才學(xué)校高三第八次模擬考試）CO、CO2是化石燃料燃燒的主要產(chǎn)物。 （1）將含0.02 molCO2和0.01molCO的混合氣體通入有足量Na2O2 固體的密閉容器中，同時不斷地用電火花點燃，充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加_________g。 （2）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJmol-1，鍵能Eo=o為499.0kJmol-1。 ①反應(yīng)：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H=_________kJmol-1。 ②已知1500℃時，在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)CO(g)+O(g)。反應(yīng)過程中O(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖1 所示，則0~2 min 內(nèi)，CO2 的平均反應(yīng)速率 υ(CO2)=_________。 （3）在某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，1molCO2 在不同溫度下的平衡分解量如圖2 所示。 ①恒溫恒容條件下，能表示該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的有_________ (填字母)。 A．CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變 B．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 C．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D．單位時間內(nèi)，消耗CO 的濃度等于生成CO2 的濃度 ②分析圖2，若1500℃時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，且容器體積為1L，則此時反應(yīng)的平衡常數(shù) K=_________(計算結(jié)果保留1 位小數(shù))。 ③向恒容密閉容器中充入2molCO2(g)，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)2CO(g) +O2(g)，測得溫度為T℃時，容器內(nèi)O2的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如曲線II 所示。圖中曲線I 是相對于曲線II僅改變一種反應(yīng)條件后c(O2)隨時間的變化，則改變的條件是_________；a、 b兩點用CO濃度變化表示的凈反應(yīng)速率關(guān)系為 υa(CO)_________(填“>”“<”或“=”) υb( CO)。 【答案】 0.84g -33.5 310-7molL-1min-1 AC 3.210-8molL-1 升溫 < ②根據(jù)圖像υ（O）=Δc（O）Δt=0.610-6mol/L2min=310-7mol/（Lmin），根據(jù)同一反應(yīng)中不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則υ（CO2）=υ（O）=310-7mol/（Lmin）。 （3）①A項，CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；B項，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，容器中混合氣體的質(zhì)量始終不變，該容器為恒容容器，混合氣體的密度始終不變，混合氣體的密度保持不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；C項，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，容器中混合氣體的質(zhì)量始終不變，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，建立平衡的過程中，氣體分子物質(zhì)的量增加，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，達到平衡時氣體分子物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；D項，單位時間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CO2的濃度僅表示逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；能表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是AC，答案選AC。 ②根據(jù)圖像1500℃，反應(yīng)達到平衡時O2的體積分?jǐn)?shù)為0.2%，設(shè)平衡時O2濃度為xmol/L，用三段式 2CO2（g）2CO（g）+O2（g） c（起始）（mol/L） 1 0 0 c（轉(zhuǎn)化）（mol/L） 2x 2x x c（平衡）（mol/L）1-2x 2x x 則x1-2x+2x+x=0.2%，解得x=0.002，平衡時CO2、CO、O2的濃度依次為0.996mol/L、0.004mol/L、0.002mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)K==（0.004mol/L）20.002mol/L（0.996mol/L）2=3.210-8mol/L。 ③該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)；曲線I相對于曲線II先出現(xiàn)拐點，曲線I的反應(yīng)速率比曲線II快；曲線I達到平衡時O2的濃度比曲線II平衡時大；即改變的條件既能加快反應(yīng)速率又能使平衡向正反應(yīng)方向移動，曲線I 是相對于曲線II改變的條件為升高溫度。a點處于曲線II上，b點處于曲線I上，b點溫度高于a點，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，則υa（CO）<υb（CO）。 11．（2018屆湖北省武漢市高中畢業(yè)生五月訓(xùn)練）乙二酸(H2C2O4)俗稱草酸，是二元弱酸?；卮鹣铝袉栴}： （1）在恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g)，下列描述能說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是____________(填標(biāo)號)。 A．壓強不再變化 B．CO2(g)的體積分?jǐn)?shù)保持不變 C．混合氣體密度不再變化 D．混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變 （2）草酸溶液中各離子濃度分?jǐn)?shù)δ(X)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示： ①當(dāng)溶液中含碳粒子的主要存在形態(tài)為C2O42-時，溶液的酸堿性為____________(填標(biāo)號)。 A．強酸性 B．弱酸性 C．中性 D．堿性 ②25℃時,反應(yīng)C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常數(shù)的對數(shù)值1gK=____________。 （3）向10mL0.1molL-1H2C2O4溶液中逐滴加入0.1molL-1NaOH溶液，當(dāng)溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)時,加入V(NaOH)____________10mL(填“>”“=”或“<”)。 （4）草酸晶體(H2C2O42H2O)為無色，某同學(xué)設(shè)計實驗測定其純度。實驗過程如下：稱取mg草酸晶體于試管中,加水完全溶解用cmolL-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，則達到滴定終點時的現(xiàn)象是____________;該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________；滴定過程中消耗VmLKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，草酸晶體純度為____________。 【答案】 AC BCD 3 > 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，溶液由無色變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O 0.315cV/m （2）①根據(jù)圖示可知，第一條曲線代表草酸，第二條曲線代表草酸氫根離子，第三條曲線代表草酸根離子，所以當(dāng)溶液中含碳粒子的主要存在形態(tài)為C2O42-時，溶液可能為弱酸性、中性、堿性；正確答案： BCD。 ②根據(jù)圖示可知：當(dāng)pH=1.2時，c(HC2O4-)= c(H2C2O4)，K1= c(HC2O4-)c(H+)/ c(H2C2O4)=10-1.2；當(dāng)pH=4.2時，c(HC2O4-)= c(C2O42-)，K2= c(C2O42-)c(H+)/ c(HC2O4-) =10-4.2；反應(yīng)C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常數(shù)K= c2(HC2O4-)/c(C2O42-)c(HC2O4-)= K1/ K2=10-1.2/10-4.2=103，平衡常數(shù)的對數(shù)值1gK=1g103=3，正確答案：3。 （3）根據(jù)電荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)可知，當(dāng)溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)時, c(H+)= c(OH-)，如果V(NaOH)=10mL，和10mL0.1molL-1H2C2O4溶液反應(yīng)生成草酸氫鈉溶液，由圖示可知，草酸氫鈉溶液顯酸性，要想保持溶液為中性，氫氧化鈉溶液適當(dāng)過量，因此V(NaOH) >10mL；正確答案：>。 （4）草酸晶體(H2C2O42H2O)具有還原性，被酸性KMnO4溶液氧化為二氧化碳，導(dǎo)致KMnO4溶液褪色，當(dāng)草酸反應(yīng)完后，KMnO4溶液顏色不再褪色，達到滴定終點，現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，溶液由無色變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變；反應(yīng)的離子方程式為 2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O； 根據(jù)反應(yīng)關(guān)系可知：2KMnO4--5H2C2O4，反應(yīng)消耗KMnO4的量為cV10-3mol，則H2C2O4的量為2.5cV10-3mol，草酸晶體的質(zhì)量為2.5cV10-3126g=0.315cV g；草酸晶體純度為 0.315cV/m；正確答案：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，溶液由無色變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變；2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O； 0.315cV/m。 12．（2018屆山東省濱州市高三下學(xué)期第二次模擬）碳的化合物在生產(chǎn)生活和環(huán)境保護中應(yīng)用廣泛。 Ⅰ.碳氧化合物的綜合利用 （1）利用CO可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NO 排放。 已知：反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應(yīng)Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=__________kJmol-1。 在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是______________。 a.體系壓強保持不變 b.容器中氣體密度保持不變 c.混合氣體顏色保持不變 d.NO2 與CO的體積比保持不變 （2）工業(yè)上利用CO 與Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反應(yīng)方程式為： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) △H<0。某研究小組在恒溫條件下，向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2，10min時達到平衡，測得10min 內(nèi)v(COCl2)=7.510-3molL-1min-1，則平衡時n(Cl2)=________ mol，設(shè)此時CO的轉(zhuǎn)化率為a1，若其它條件不變，上述反應(yīng)在恒壓條件下進行，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a2，則a1_______a2 (填“>”“=”或“<”) （3）利用“組合轉(zhuǎn)化技術(shù)”可將CO2 轉(zhuǎn)化成乙烯，反應(yīng)方程式為：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。實驗測得溫度對CO2 平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑催化效率的影響如圖a所示。下列說法正確的是________________ a.N點正反應(yīng)速率一定大于M 點正反應(yīng)速率 b.250℃時，催化劑的催化效率最大 c.M點平衡常數(shù)比N點平衡常數(shù)大 d.隨著溫度升高，乙烯的產(chǎn)率增大 Ⅱ.碳?xì)浠衔锏木C合利用 利用甲烷的裂解可以制得多種化工原料，甲烷裂解時發(fā)生的反應(yīng)有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。實驗測得平衡時氣體分壓(Pa)與溫度(℃)之間的關(guān)系如圖b所示(氣體分壓=總壓氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 （4）1725 ℃時，向1L恒容密閉容器中充入0.3 molCH4達到平衡，則反應(yīng)2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)KP=___________(用平衡分壓代替平衡濃度)，CH4生成C2H2 的平衡轉(zhuǎn)化率為__________________。 【答案】 -227 ac 0.05 < bc 1.0107Pa 62.5% （2）根據(jù)反應(yīng)： CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) 在恒溫條件下反應(yīng) 起始濃度 0.1 0.1 0 反應(yīng)濃度 0.075 0.075 0.075 平衡濃度 0.025 0.025 0.075 則平衡時n(Cl2)=0.025mol/L2L=0.05mol； 設(shè)此時CO的轉(zhuǎn)化率為a1，若其它條件不變，上述反應(yīng)在恒壓條件下進行， 由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，起始壓強最大，若恒壓條件下進行反應(yīng)，相當(dāng)于在反應(yīng)過程中加壓，平衡正向移動，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a2，則a1< a2； （3）根據(jù)圖像，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高逐漸下降，。a.N點溫度高于M點，但催化效率低，故N點正反應(yīng)速率不一定大于M點正反應(yīng)速率，故a錯誤；b. 催化劑催化效率在M點時最大，即250℃時，催化劑的催化效率最大，故b正確；c.M點CO2平衡轉(zhuǎn)化率大于N點，M點相對于N點平衡正向移動，故M點平衡常數(shù)比N點平衡常數(shù)大，故c正確；d.隨著溫度升高，平衡逆向移動，乙烯的產(chǎn)率減小，故d錯誤；故選bc； （4）由圖可知，在1725℃時，CH4的lg p =2，C2H4的lg p =1，C2H2的lg p =2，H2的lg p =5，故CH4的分壓 p為100Pa，C2H4的分壓 p為10Pa，C2H2的分壓 p為100Pa，H2的分壓 p為105Pa，故反應(yīng) 2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)KP=10（105）21002=1.0107；在同溫同體積的條件下，氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，故CH4 、C2H2、C2H4、的物質(zhì)的量之比為10：10：1，根據(jù)C守恒，CH4生成C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率為10210+102+12100%=62.5%。 13．（2018屆四川省內(nèi)江市高三第三次模擬考試）鐵的化合物在生產(chǎn)生活和科學(xué)實驗中應(yīng)用廣泛： （1）一定條件下Fe2O3與甲烷反應(yīng)制取納米級鐵,同時生成CO和H2。已知： Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-27.6kJ/mol CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.4kJ/mol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ/mol ①反應(yīng)Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的△H=________。 ②若該反應(yīng)在5L的密閉容器中進行,5min后達到平衡,測得體系中固體質(zhì)量減少0.96g，則該段時間內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為________。 ③若該反應(yīng)在恒溫恒壓容器中進行,能表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________(選填序號)。 a．c(CH2)=c(CO) b．固體的總質(zhì)量不變 c．v(CO)與v(H2)的比值不變 d．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 ④該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的負(fù)對數(shù)pK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線如下圖。 試用平衡移動原理解釋該曲線的變化規(guī)律________________。若700℃時測得平衡時,H2濃度為1.0molL-1,則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為_________。 （2）菱鐵礦的主要成分是FeCO3,實驗室中可以通過FeSO4與足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為________________________。已知Ksp[FeCO3]=3.210-11,H2CO3的 Ka1=4.3010-7,Ka2=5.6110-11。試通過以上數(shù)據(jù)簡要計算說明該反應(yīng)能進行的原因______________。 （3）Na2FeO4是一種高效凈水劑,工業(yè)上以Fe為陽極,NaOH為電解質(zhì)溶液進行電解制備,寫出陽極的電極反應(yīng)式_________________。 【答案】 +714.6kJ/mol 0.0024mol/(Lmin) bd 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度越高反應(yīng)進行的程度越大,K越大,則pK越小 50% Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O(或Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2CO3) K=c(H2CO3)/[c(Fe2+)c2(HCO3-)]=Ka2/(Ksp[FeCO3]Ka1)=4.08106>105,所以該反應(yīng)易發(fā)生 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 只是說明生成的CO濃度等于剩余CH4的濃度，但它們的速率關(guān)系如何不確定，故a不能表明反應(yīng)已達平衡；b、固體的總質(zhì)量不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，故b表明反應(yīng)已達平衡；c、v(CO)與v(H2)的比值始終都不變，但沒有指明速率的正逆方向，所以c不能表明反應(yīng)已達平衡；d、由于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相等，氣體的質(zhì)量也在變化，所以氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量都不再變化時，即平均相對分子質(zhì)量不變時，表明反應(yīng)已達平衡，故d正確。因此本題答案是bd；④由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高反應(yīng)進行的程度越大，K越大，則pK越??；若700℃時測得平衡時，c平衡(H2)=1.0molL-1，則c平衡 (CO)= 0.5molL-1，已知pK=0，即K=1，則有c3(CO)c6(H2)c3(CH4) =1，代入即得c平衡(CH4)=0.5molL-1，則c起始(CH4)=1.0molL-1，所以CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%。 (2)根據(jù)敘述可知，要生成FeCO3，HCO3-就要電離出H+，則H+與另一個HCO3-反應(yīng)生成CO2和H2O，所以反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O(或Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2CO3)； 根據(jù)反應(yīng)方程式可得K=c(H2CO3)/[c(Fe2+)c2(HCO3-)]= Ka2/[Ksp(FeCO3)Ka1)]=4.08106>105，所以該反應(yīng)容易發(fā)生。 (3)陽極為鐵，失去電子被氧化，生成FeO42-，電解質(zhì)溶液中的OH-移向陽極，所以陽極反應(yīng)式為 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。 14．（2018屆湖南省岳陽市第一中學(xué)高三第一次模擬考試）氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用。 霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活，其中氮氧化物(NOx)是形成霧霾天氣的重要因素。 （1）已知①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181.5 kJmol-1