浙江省4月選考化學(xué)平衡專題練習(xí)

1、化學(xué)平衡1、國家將于“十二五”期間加大對氮氧化物排放的控制力度， 消除氮氧化物污染有多種方法。(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)4NO2(g) =4NO(g) CO2(g) 2H2O(g) H= 574 kJ·mol1CH4(g)4NO(g) =2N2(g) CO2(g) 2H2O(g) H= 1160 kJ·mol1H2O(g) = H2O(l) H= 44.0 kJ·mol1寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式 (2) 用催化技術(shù)將超音速飛機尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成

2、CO2和N2，其反應(yīng)為：2NO2CO2CO2N2 H<0為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：時間(s)012345c(NO)(mol/L)1.00×1034.50×1042.50×1041.50×1041.00×1041.00×104c(CO)(mol/L)3.60×1033.05×1032.85×1032.75×1032.70×1032.70×103請回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）： 前

3、2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(NO)_v(CO)（填 >、= 或 <）。 在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K 。 已知尾氣通過排氣系統(tǒng)的時間是很短的，下列措施能提高尾氣轉(zhuǎn)化率的是 。A選用更高效的催化劑B排氣系統(tǒng)保持適當(dāng)?shù)臏囟菴增大尾氣和催化劑的接觸面積D減小壓強 研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。編號T()NO初始濃度(mol/L)CO初始濃度(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)2801.20×1035.80×10

4、382124350a請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。b請在以下坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖。2、氮及其化合物在人類的生存和發(fā)展中有極重要的價值，研究氮化合物間的轉(zhuǎn)化一直是化學(xué)家們的重要工作。（1） 已知反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H = -483.6l kJ·mol-1N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H = -92.4 kJ·mol-14NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H = -905 kJ·mol-14NH3(g)+3O2(g) 2 N2(g)+6H2O

5、(g) H則反應(yīng)的H =_。在一個密閉容器內(nèi)，一定量的氨氣與氧氣的混合氣體在催化劑作用下，在不同溫度時的生成物及生成物含量如上圖所示：溫度較低時以反應(yīng) 為主（選填上述已知反應(yīng)序號“”）為主。當(dāng)溫度提高到900以上時，升高溫度NO的產(chǎn)率逐漸降低的原因是： 。從氨氧化制硝酸整個過程考慮，理論上消耗氨和空氣的體積比是： 。（2）使用近一個世紀(jì)的哈伯法合成氨工藝通常轉(zhuǎn)化率為10%至15%。1998年兩位希臘化學(xué)家，發(fā)明了一種合成氨的新方法。在常壓下，將氫氣與用氦稀釋的氮氣分別通入一加熱到570的以鍶-鈰-釔-鈣鈦礦多孔陶瓷(SCY)為固體電解質(zhì)的電解池中，SCY能透過陽離子，在實驗中原料轉(zhuǎn)化率高達78

6、%。實驗裝置如圖所示。通電后，圖中a相連的電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：_。若用這種方法合成1mol NH3消耗a kJ的電能，則合成1mol NH3過程中將會放出_ kJ的熱量。（3）溫度T下，在一個體積為1L的真空密閉容器中加入0.5molCaCO3在t1時刻達到平衡，在此過程中CO2濃度變化如右圖所示。若在t2時迅速拉活塞使氣體體積增大到2L，在t3時體系重新達到平衡。請在右圖中補充完整CO2濃度變化示意圖(整個過程中溫度維持不變)。 在t3時刻反應(yīng)CaCO3 (s) CO2(g)+ CaO (s)的平衡常數(shù)K= 。若在t3時維持溫度與容器總體積不變，充入0.5mol N2 最后平衡時容器中的

7、CaCO3的質(zhì)量為 。若在t1時維持溫度與容器總壓強不變，充入0.1mol N2 最后平衡時容器中的CaCO3的質(zhì)量為 。3、甲醇是一種很好的燃料，被稱為21世紀(jì)的新型燃料。（1）工業(yè)上可通過H2和CO化合制備甲醇，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) 已知： 1 mol甲醇燃燒生成CO和水蒸氣放出 kJ的熱量。（2）在壓強為0.1 MPa、催化劑作用下，將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體充入VL容器制備甲醇。若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是 。A升高溫度 B將CH3OH（g）從體系中分離 C充入He，使體系總壓強增大 D再充入

8、1mol CO和3mol H2為了尋找合成甲醇的適宜溫度和壓強，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。A則上表中剩余的實驗條件數(shù)據(jù)：a=_、b=_。B根據(jù)反應(yīng)特點，右上圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖，請指明圖中的壓強P1=_MPa。100時，CH3OH(g) CO(g) + 2H2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)為 （用含a、V的代數(shù)式表示）。（3）甲醇燃料電池具備甲醇燃料容易攜帶、容易存儲等優(yōu)點，目前被認(rèn)為將會替代傳統(tǒng)的電池成為攜帶型設(shè)備的主要電源。右圖是甲醇的質(zhì)子交換膜型燃料電池模型，Y極為電池的 極，A微粒為 。寫出X極的電極反應(yīng)式 。4

9、、CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。 已知（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) H1 = -90.1kJmol-1（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H2 = -49.0kJmol-1（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) H3 = -41.1kJmol-1（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H4 = -24.5kJmol-1回答下列問題：(1)寫出由H2和CO直接制備二甲醚的熱化學(xué)方程式為 。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應(yīng)的

10、影響 。(2)有研究者在催化劑（含CuZnAlO和Al2O3）、壓強為5.0MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是 。（3）由CO和H2在催化劑作用下，也可以合成甲醇。反應(yīng)原理為：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。對于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(PB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以平衡常數(shù)（記作KP），則以上反應(yīng)KP ；在容積均為1L的密閉容器（a、b、c、d、e）中，分別充入1mol CO和2mol H2等量混合氣體，在不同的溫度下（溫度分別為T1、T2、T3、T4、T5），經(jīng)相同的時間，在t時刻

11、，測得容器甲醇的體積分?jǐn)?shù)（如圖所示）。解析在T1T2及T4T5二個溫度區(qū)間，容器內(nèi)甲醇的體積分?jǐn)?shù)如圖所示的變化趨勢，其原因是 。在不改變反應(yīng)物用量情況下，將容器c中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到容器d中的平衡狀態(tài)，可采取的措施有（寫出2點） 、 。5、目前，全國多個地區(qū)為霧霾所困，氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一。消除氮氧化物有多種方法。在汽車上安裝三效催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物（CO、NOx、碳氫化合物）進行相互反應(yīng)，生成無毒物質(zhì)，減少汽車尾氣污染。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ； H=+180.5kJ/mo1 2C(s)+O2(g)=2CO(g)；H=221.0kJ/mo1

12、 C(s)+O2(g)=CO2(g) ； H=393.5kJ/mo1（1）汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是 。汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)，簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)： 。（2）汽車尾氣中轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)=N2(g) + 2CO2(g) H= 。（3）在一定溫度下，在體積2L的密閉容器中充入0.8mol NO和0.7molCO，5s達到平衡狀態(tài)，此時容器中N2的體積分?jǐn)?shù)為0.25。達到平衡時N2平均反應(yīng)速率v（N2）= mol·L-1·s1，則該反應(yīng)的平衡

13、常數(shù)K= ；若升高體系的溫度，K值將 （填“增加”、“減小”或“不變”）。如圖，在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，在其他條件不變的情況下，t3時刻達到新的平衡狀態(tài)。請在右圖中補充畫出從t2到t4時刻正反應(yīng)速率隨時間的變化曲線：（4）如果要凈化汽車尾氣同時提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的措施是 。 A降低溫度 B增大壓強同時加催化劑C升高溫度同時充入N2 D及時將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走1、（1）CH4(g)2NO2(g) =N2(g) CO2(g) 2H2O(l) H= 955 kJ·mol1(3分)（2） （2分） 5000 L·mol -1 （3分

14、） ABC (三個全對得2分，只選2個且正確者得1分，其余不得分) b（3分） a（3分）實驗編號T()NO初始濃度(mol/L)CO初始濃度(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)2801.20×1035.80×103822801.20×1035.80×1031243501.20×1035.80×10382的另一種答案：b a實驗編號T()NO初始濃度(mol/L)CO初始濃度(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)2801.20×1035.80×103823501.20×1035.80×

15、1031243501.20×1035.80×10382注意每畫對1條線得1分2、（1）-1266.0 注：=×3-×2 H = - 483.61×3 (-92.4) ×2=-1266.0 () 溫度提高到900以上時，主要以反應(yīng)為主，反應(yīng)是放熱反應(yīng)當(dāng)溫度升高，化學(xué)平衡向逆方向移動生成NO的產(chǎn)率逐漸降低 1:10 （2） a + 46.2（3） 0.2 10g 0 g (1)第1空、第3空 (2)第1空 (3)作圖 每空各2分；其余每空1分。3.（1）651 （2分）（2）BD（2分） Aa=150，b=1/3 B 0.1（各1分） 4a2/V2 （2分） （3）正極（2分） H+ （1分）X極：2CH4O - 12e + 2H2O 12H+ + 2CO2（2分）4、（1）2CO(g) + 4H2(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H = -204.7kJmol-1 （2分）該反應(yīng)分子數(shù)減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強升高使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大。（2分）（2）反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移。（2分）（3）（2分） T1T2區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)