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2017版高考化学一轮复习 专题7 化学反应速率和化学平衡 第三单元 化学平衡的移动(加试)学案 苏教版

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  • 2026/1/10 18:27:08

答案 ①压强 ②L1<L2,SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol,当压强一定时,温度升高,平衡转化率增大

解析 首先根据反应Ⅱ和反应ⅰ确定反应ⅱ为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol。①根据反应ⅱ的特点:正反应方向为气体体积增大、吸热反应,增大压强SO3(g)的转化率减小,故X代表压强。②在等压条件下,升高温度,反应ⅱ的平衡向正向移动,SO3(g)的转化率增大,故L2代表高温曲线,即L1<L2。

6.(2015·山东理综,30)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。

(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。

-1

-1

在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为zMHx(s)+H2(g)zMHy(s) ΔH1(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z=________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=________ mL·g·min“=”)。

(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为

-1

-1

。反应Ⅰ的焓变ΔH1________0(填“>”“<”或

T1、T2时,η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“=”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保

持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。 (3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应,温度为T时,该反应的热化学方程式为________________。已知温度为T时:CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol

CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol 答案 (1)

2

30 < y-x-1

-1

(2)> c 加热 减压

(3)CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJ·mol

-1

13

解析 (1)根据H原子守恒得zx+2=zy,则z=

-1

-1

2

。由题中所给数据可知吸氢速率v=240 y-xmL÷2 g÷4 min=30 mL·g·min。由图像可知,T1 η(T2)。处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,H2 浓度增大,平衡正向移动,一段时间后再次达到平衡,此时H/M增大,故可能处于图中的c点。由氢化反应方程式及图像可知,这是一个放热的气体体积减小的反应,根据平衡移动原理,要使平衡向左移动释放H2 ,可改变的条件是升温或减压。(3)CO、H2合成CH4的反应为CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ΔH,将已知的两个热化学方程式依次编号为①、②,②-①即得所求的反应,根据盖斯定律有:ΔH=-41 kJ·mol-(+165 kJ·mol

-1

-1

)=-206 kJ·mol。

练出高分(加试要求)

-1

1.运用化学反应原理研究部分单质及其化合物的反应有重要意义。

(1)氨是氮循环过程中的重要物质,是氮肥工业的重要原料。氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。请回答:

若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡______移动(填“向左”、“向右”或“不”); 氨气的平衡浓度随温度变化如下图所示,当合成氨平衡体系温度由T1变化到T2时, KA ________(填“>”、“<”或“=”)KB。

1

(2)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3∶SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH<0,是工业上生产硫

2酸的关键步骤。

①在某温度时,该反应的平衡常数K=0.75,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3 mol SO2、4 mol O2和4 mol SO3,则反应开始时正反应速率______(填“<”、“>”或“=”)逆反应速率。

②在①中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是________。 a.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2 b.保持温度和容器内压强不变,充入2.0 mol He c.降低温度

d.在其他条件不变时,减小容器的容积 答案 (1)向左 > (2)①< ②abc

14

解析 (1)恒温、恒压下通入氦气,相当于减小压强,平衡左移升温,平衡左移,K减小,所以KA>KB。

0.0420

(2)①Q==>K,所以v正

13

0.03×?0.04?

2

②a项,恒温恒容,通入O2平衡右移,c(SO2)减小;b项,扩大容积,c(SO2)减小;c项,降温,平衡右移,c(SO2)减小;d项,压缩体积,c(SO2)增大。 2.工业生产硝酸铵的流程如下图所示:

请回答下列问题:

(1)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol。

①在500 ℃、2.02×10 Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后,放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。 ②为提高H2的转化率,实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。 A.降低温度

B.最适合催化剂活性的适当高温 C.适当增大压强 D.减小压强

E.循环利用和不断补充氮气 F.及时移出氨

(2)该流程中铂-铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。 ①已知铂-铑合金网未预热也会发热,则随着温度升高,该反应的化学平衡常数

7-1

K________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是___________________________

________________________________________________________________________。 ②若其他条件不变,则下列图像正确的是________(填字母)。

15

答案 (1)①小于 ②CEF (2)①减小 氨的催化氧化反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K会减小 ②ABC

解析 (1)①合成氨反应属于可逆反应,不可能进行到底,该条件下反应放出的热量小于92.4 kJ。②降低温度平衡正向移动,但反应速率降低,不适宜实际生产;升高温度、减小压强平衡逆向移动;适当增大压强既加快反应速率又使平衡正向移动;循环利用和不断补充氮气既加快反应速率又使平衡正向移动;及时移出氨减小了生成物浓度,使得平衡正向移动。(2)②因为该反应的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,H2O的含量减少,D错误;压强增大,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,同时压强增大平衡逆向移动,NO的产率减小,NH3的转化率减小,A、C正确;催化剂对平衡没有影响,但能加快反应速率,使达到平衡所需时间缩短,B正确。

3.“碳化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。

(1)一定温度下,在甲、乙两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol。相关数据如下表所示:

容器 起始投入物质 平衡时c(CH3OH) 平衡时能量变化 甲 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) 乙 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) -1

c1 放出29.4 kJ c2 吸收a kJ 则:c1________(填“>”、“<”或“=”)c2;a=________。 (2)科学家成功研制出一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300 ℃条件下,CO2与H2按体积之比1∶4反应,CO2转化率可达90%。一定条件下,某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。

①该反应的平衡常数表达式为_____________________________________________。 ②由图1可知该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0;300 ℃时,从反应开始直至平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是_____________(用nA、tA、V表示)。

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答案 ①压强 ②L1<L2,SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol,当压强一定时,温度升高,平衡转化率增大 解析 首先根据反应Ⅱ和反应ⅰ确定反应ⅱ为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol。①根据反应ⅱ的特点:正反应方向为气体体积增大、吸热反应,增大压强SO3(g)的转化率减小,故X代表压强。②在等压条件下,升高温度,反应ⅱ的平衡向正向移动,SO3(g)的转化率增大,故L2代表高温曲线,即L1<L2。 6.(2015·山东理综,30)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。 (1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。

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