1、1 【乐山市 2018 届第二次调查研究考试】甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为 CO、CO 2 和 H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下:I.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H 1II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H 2=+41.2kJ/molIII.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H 3=-49.53kJ/mol某些物质的标准生成热物质 CO CO2 H2 CH3OH(g)标准生成热(kJ/mol) -110.52 -393.51 0 -201.25回答下列问题:(1)物质的标准生成热是常用
2、的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。化学反应热:H=生成物标准生成热总和一反应物标准生成热总和。计算 H 1=_kJ/mol。(2)在一容积可变的密团容器中，1molCO 与 2 mol H2发生反应:CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) H 1，CO 在不同温度下的平衡转化率(a)与压强的关系如图所示。a、b 两点的反应速率:v(a)_v(b)(填“” 、 “” 、 “” “ c(Cl ) c(HCO3 ) c(OH ) c(H+) c(CO32 )5.610-5【解析】解之得，H 2的平衡转化率为 57.1%。在恒容密闭容器里按体积比为 1：3 充入二氧化碳和氢气，一定条件下反
3、应达到平衡状。当改变反应的某一个条件后，A. 反应物的浓度增大，可能是增大了反应物的浓度（再加入少量的反应物）使平衡向正反应方向移动的结果，也可能是增大生成物浓度（或升高温度）使平衡向逆反应方向移动的结果； B. 混合气体的密度减小，有可能是减小反应物浓度使平衡逆向移动，也有可能是减小生成物浓度（如降低温度使部分水液化）使平衡正向移动的结果；C. 正反应速率小于逆反应速率，平衡一定向逆反应方向移动；D. 氢气的转化率减小，可能是增大氢气的浓度（再加入少量氢气）使平衡正向移动的结果，也可能是升高温度使平衡逆向移动的结果。综上所述，能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 C；（2）由图可知，反应明显分
4、为两个阶段，前后两个阶段所消耗的 HCl 的物持的量之比为 3:2，说明原溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，且两者物质的量之比为 2:1，两者物质的量分别是 2mol、1mol。通入1mol HCl 时，氢氧化钠恰好反应完全，溶液中所含溶质为 Na2CO3、NaCl。a 点溶液中有3mol NaCl 和 1molNaHCO3，由于碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度，所以，各离子浓度由大到小的关系式为 c(Na+)c(Cl -)c(HC0 3-)c(OH -)c(H +)c(CO 32-)；（3）CO2在自然界循环时可与 CaCO3反应，CaCO 3是一种难容物质，其 Ksp = 2.8109 。
5、CaCl 2溶液与 Na2CO3溶液混合可形成 CaCO3沉淀，现将等体积的 CaCl2溶液与 Na2CO3溶液混合，若 Na2CO3溶液的浓度为2104 molL-1，则生成沉淀所需 CaCl2溶液的最小浓度为molL-1。【点睛】两种稀溶液等体积混合后，若两溶液中的溶质不发生反应，则两溶质的浓度均变为原来的一半。4 【云南省红河州 2018 届高三复习统一检测】碳及其化合物在能源和材料方面具有广泛的用途，回答下列问题：（1）已知 CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) =-607.31kJ/mol2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) =-566.0kJ/mol写出表示
6、甲烷燃烧热的热化学方程式_。（2）天然气的一个重要用途是制取 H2，其原理为：CO 2(g)CH 4(g) 2CO(g)2H 2(g) 。在密闭容器中通入物质的量浓度均为 0.1mol/L 的 CH4与 CO2，在一定条件下发生反应，测得 CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。则：压强 P2_P1（填 “”或“” 、 “同一温度下转化率 P1大于P2，而该反应是气体体积增大的反应，减小压强平衡向正反应方向移动，所以P2P1c(HS-)c(OH-)c(H+) B c(HS -)c(NH4+)(S2-)c(H+)C c(NH 4+)c(HS-)c(H2S)c(H+) D c(HS -)c
7、(S2-)c(H+)c(OH-)(3)工业上常用 CH4与水蒸气在一定条件下来制取 H2，其原理为：CH 4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)一定温度时，在一个体积为 2L 的恒容密闭容器中，加入 lnmolCH4和 1.4mol 水蒸气发生上述反应，5min 后达平衡，生成 0.2molCO，用 H2表示该反应的速率为_。此反应的平衡常数为_ (结果保留到小数点后三位)。下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_。A体系的压强不再发生变化 B生成 1molCH4的同时消耗 3molH2C各组分的物质的量浓度不再改变 D体系的密度不再发生变化 E.反应速率 V(CH4):V(H2O)v
8、(CO):v(H2)=1:1:1:3(4)甲醇水蒸气重整制氢反应：CH 3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) H=+49kJ/mol。某温度下，将n(H 2O):n(CH3OH)=1：1 的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为 p1，反应达到平衡时总压强为 p2，则平衡时甲醇的转化率为_。(5)如图所示，直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。请写出电池工作时的负极反应式：_。【答案】 CO(g)+H 2O(g) H2(g)+ CO2(g) H=-41kJ/mol AC 0.06mol/(Lmin) 0.011(mol2/L2) AC C
9、H4O-6e-+H2O6H +CO2（3）5min 后达平衡，生成 0.2molCO，则同时生成氢气是 0.6mol，浓度是0.3mol/L，因此用 H2表示该反应的速率为 0.3mol/L5min0.06 molL-1min-1。平衡时剩余甲烷是 0.8mol，水蒸气是 1.2mol，因此甲烷、水蒸气、CO 和氢气的浓度分别是（mol/L）0.4、0.6、0.1、0.3，此反应的平衡常数为 0.10.33/0.40.60.011。A.正反应体积增大，体系的压强不再发生变化说明反应达到平衡状态，A 正确；B.生成 1molCH4的同时消耗 3molH2均表示逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态
10、，B 错误；C.各组分的物质的量浓度不再改变说明反应达到平衡状态，C 正确；D.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，体系的密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，D 错误；E.反应速率 V(CH4):V(H2O):v(CO):v(H2)=1:1:1:3 不能说明反应达到平衡状态，E 错误；答案选 AC；（4） CH 3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)起始量（mol） 1 1 0 0转化量（mol） n n n 3n平衡量（mol） 1n 1n n 3n则 ，解得 ，所以平衡时甲醇的转化率为 。（5）甲醇在负极发生失去电子的氧化反应，又因
11、为存在质子交换膜，则负极反应式为CH4O-6e-+H2O6H +CO2。点睛：本题考查盖斯定律、盐类水解、化学平衡计算、新型电池电极反应式书写等，为高频考点，侧重考查学生分析判断及计算能力，明确电离平衡常数与离子水解程度关系、三段式在化学平衡计算中的灵活运用是解本题关键，注意平衡状态判断时要抓住变量不再发生变化这一关键特征。8 【四川省双流中学 2018 届高三考前第二次模拟】氮的固定意义重大，氮肥的大面积使用提高了粮食产量。(1)目前人工固氮有效且有意义的方法是_(用一个化学方程式表示)。(2)自然界发生的一个固氮反应是 N2(B)+O2(g) 2NO(g)，已知 N2、O 2、NO 三种分
12、子中化学键断裂所吸收的能量依次为 946 kJmol-1、498kJmol -1、 632kJmol -1，则该反应的H=_kJmol -1。(3)恒压 100 kPa 时，反应 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)中 NO 的平衡转化率与温度的关系曲线如图 1，反应 2NO2(g) N2O4(g)中 NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图 2。图 1 中 A、B、C 三点表示不同温度、压强下 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡时 NO的转化率，则 _点对应的压强最大。恒压 100 kPa、25 时，2NO 2(g) N2O4(g)平衡体系中 N2O4的物质的量分数为_，列式
13、计算平衡常数 Kp=_。(K p用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)(4)室温下，用往射器吸入一定量 NO2气体，将针头插入胶塞密封，然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐_(填“变深”或“变浅”)，原因是_。已知 2NO2(g) N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡【答案】 N 2+3H2 2NH3 +180 B 66.7% (100KPa/ 66.7%)/100KPa/(1-66.7%2 变浅 活塞固定时 2NO2(g) N2O4(g)已达平衡状态，因反应是放热反应，放置时气体温度下降，平
14、衡向正反应方向移动，NO 2浓度降低2NO2(g) N2O4(g)起始量(mol) x 0变化量(mol) 0.8x 0.4x 平衡量(mol) 0.2x 0.4x 平衡体系中 N2O4的物质的量分数= 100%=66.7%，Kp 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数列式计算；(4)压缩活塞平衡正移,反应放热,针管微热,活塞固定时 2NO2(g) N2O4(g)已达平衡状态,放置时气体温度下降,平衡向正反应方向移动, NO 2浓度降低,颜色变浅。详解:(1)游离态的氮元素反应生成化合态氮元素为氮的固定,如工业合成氨,反应的化学方程式为: N 2+3H2 2NH3，因此，本题正确答
15、案是: N 2+3H2 2NH3；(2) N2(B)+O2(g) 2NO(g)，已知 N2、O 2、NO 三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946kJmol-1、498kJmol -1、632kJmol -1，则该反应的H=（946kJmol -1+498kJmol-1）-2632kJmol -1=+180kJmol-1，因此，本题正确答案是:+180；(3)图中曲线上各点为等压不等温,通过控制变量做等温线确定 ABC 三点与曲线交点等温不等压,从而确定曲线以下的点压强小于 100kPa,曲线以上的点压强大于 100kPa,所以B 点压强最大，因此，本题正确答案是:B;25 时 NO2的转
16、化率为 80%,设起始量二氧化氮物质的量为 x,2NO2(g) N2O4(g)起始量(mol) x 0变化量(mol) 0.8x 0.4x 平衡量(mol) 0.2x 0.4x 平衡体系中 N2O4的物质的量分数= 100%=66.7%，Kp 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 物质的量分数,则 Kp=(100KPa/66.7%)/100KPa/(1-66.7%2因此，本题正确答案是: 66.7% ;(100KPa/66.7%)/100KPa/(1-66.7% 2 。9 【庆市綦江中学 2018 届高三高考适应性考试】氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其
17、原理为:N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H（1）已知破坏 1mol 共价键需要的能量如表所示H-H N-H N-N NN435.5kJ 390.8kJ 163kJ 945.8kJ则H=_。（2）在恒温、恒压容器中，按体积比 1:3 加入 N2和 H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，达到新平衡时，c(H 2)将_（填“增大” 、 “减小” 、或“不变” ，后同） ；若在恒温、恒容条件下 c(N2)/c(NH3)将_。（3）在不同温度、压强和使用相同催化剂条件下，初始时 N2、H 2分别为0.1mol、0.3mol 时，平衡混合物中氨的体积分数（）如图所示。其中，p
18、 1、p 2和 p3由大到小的顺序是_，原因是_。若在 250、p 1条件下，反应达到平衡时的容器体积为 1L，则该条件下合成氨的平衡常数 K=_(结果保留两位小数)。（4）H 2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应 H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_（填序号）每生成 34g NH3的同时消耗 44g CO2 混合气体的密度保持不变 NH 3的体积分数保持不变 混合气体的平均相对分子质量不变 c(NH 3):c(CO2)=2:1（5）科学家发现，N 2和 H2组成的原电池合成氨与工业合成氨相
19、比具有效率高，条件易达到等优点。其装置如图所示、写出该原电池的电极反应：_、_，若 N2来自于空气，当电极 B 到 A 间通过 2molH+时理论上需要标况下空气的体积为_（结果保留两位小数） 。【答案】 -92.5kJ/mol(1 分) 不变 减小 p1p2p3 该反应的正反应为气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强平衡正移，NH 3 的体积分数增大，由图可知 p1p2p3 5.93103 （mol/L ） -2 或 5925.93（mol/L） -2 N2+6e-+6H+=2NH3 3H2-6e-=6H+ 9.33L【解析】H=E 断 -E 成 =945.8+3435.5-6390.8=
20、-92.5 kJ/mol 在恒温恒压条件下通NH3相当于平衡不移动，所以不变；恒温恒容条件下相当于加压，平衡正移，比值减小；该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正移。NH 3 的体积分数增大，由图可知 p1p2p3。 由图可知氨气的体积分数为 0.667，根据三段式可计算出 c(NH3)=0.16mol/L c(N2)=0.02mol/L c(H2)=0.06mol/L，则 K=5925.93； 相当于正逆速率相等，能说明该反应达到平衡状态；气体密度会随平衡的移动而变化，不变时说明达平衡，能说明该反应达到平衡状态；中的量永远为定值，不能说明该反应达到平衡状态；答案选； 正极：N 2
21、+6e-+6H+=2NH3 负极：3H 2-6e-=6H+ 整个计算用电子守恒，通过 2molH+时则有 1/3molN2参与反应，相当于（1/3）（5/4）22.4=9.33L空气。10 【遵义航天高级中学 2018 届高三第十一次模拟】硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨的催化氧化法制备硝酸。(1) 已知反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，在恒容容器中能说明该反应达到平衡状态的是（_）A容器内 N2、H 2、NH 3的浓度之比为 1:2:3 B v 正 (N2)=v 逆 (H2)C容器内压强保持不变 D混合气体的密度保持不变(2)理论上,为了增大平衡时的转化率,可采
22、取的措施是_ (要求答出两点)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,合成氨反应的平衡常数 K 值和温度的关系如下表，则 400时,测得某时刻氮气、氢气、氨气的物质的量浓度分别为 1 molL-1、2 molL-1、3 molL-1时,此时刻该反应正反应速率 _ 逆反应速率(填“大于” 、 “小于”或“等于” ） 温度/ 200 300 400K 1.0 0.86 0.5(4)消除硝酸工厂尾气的一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物，已知： CH 4 (g)2O 2(g)CO 2(g)2H 2O(g) H890.3 kJmol -1 N 2(g)2O 2(g)2NO 2(g) H67.0 kJmo
23、l -1 则 CH4(g)将 NO2(g)还原为 N2(g)等的热化学方程式为_(5)在 25 下，向浓度均为 0.1 molL-1的 MgCl2和 CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，当两种沉淀共存时,溶液中 C(Mg2+)/C(Cu2+)=_(已知 25 时 KspMg(OH)2=1.810-11，KspCu(OH) 2=2.210-20)【答案】 C 降温、加压、分离氨气 小于 CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol Cu(OH) 2 8.2108 或 9109 / 11【解析】分析：（1）可逆
24、反应达到平衡时, v 正 =v 逆 (同种物质表示)或正逆速率之比等于化学计量数之比(不同物质表示),反应混合物各组分的物质的量、浓度、含量不再变化,以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断；（2）根据反应特点分析增大平衡转化率的措施；（3）根据浓度商和平衡常数相对大小判断平衡移动方向，从而推断正逆反应速率大小；（4）根据盖斯定律计算反应热，书写热化学方程式；（5）根据溶度积计算。(3)QC= =2.25K=0.5，说明反应向逆反应方向进行，因此 v 正 (N2)=v 逆 (N2)，因此，本题正确答案是: 小于； （4） CH 4 (g)2O 2(g)CO 2(g)2H 2O(g) H8
25、90.3 kJmol -1 N 2(g)2O 2(g)2NO 2(g) H67.0 kJmol -1 根据盖斯定律：-得：CH 4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol，因此，本题正确答案是: CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g)+CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol； （5）由于 KspCu(OH)2”或“ 在其它条件一定时，提高氢碳比 n(H2O)/n(CO)有利于提高 CO 的转化率 C I 2SO32+4H+2e=S2O42+2H2O 1344（3）阳极区失电子生成 S2O42-；结合 NO
26、NH4+-5e-进行计算。详解：在同一温度下，对于同一个反应，化学平衡常数相等，因此 R 点平衡常数与 P点平衡常数相等，因此根据题给信息可知，水蒸气的量为 2mol, c(H2O)=1mol/L,一氧化碳的量为 1 mol，c(CO)=0.5mol/L,一氧化碳的转化率为 50%，结合 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)反应可知，剩余c(CO)=0.5-0.550%=0.25 mol/L, c(H2O)=1-0.550%=0.75 mol/L,生成 c(CO2)=0.25 mol/L, c(H2)= 0.25 mol/L, P 点平衡常数 K=0.250.25/0.250.75=1/3；R 点平衡常数K=1/3；正确答案：1/3。两种物质参加反应，在其它条件一定时，增加水蒸气的浓度，一氧化碳的转化率增大；从图像可以知道，提高氢碳比 n(H2O)/n(CO)有利于提高 CO 的转化率；因此 X 曲线中氢碳比大于 2.0；正确答案：；在其它条件一定时，提高氢碳比 n(H2O)/n(CO)有利于提高 CO 的转化率。从图像可知，升高温度，CO 的转化率减小，因此 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，H” “”或“”) H2。(4)在一定压强下，发生反应。平衡时， (SO2) （二氧化硫的转化率）与原料气投料比 和温度( T)的关系如图所示。
