2020届高三化学三轮大题冲刺 - 化学反应原理[新题速递][精编详解]

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1. 磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物，用磷石膏生产硫酸或硫，既可减少对环境的

污染又可使资源循环利用。回答下列问题： (1)用焦炭、硫磺等均可还原磷石膏。已知下列反应：

Ⅰ.CaSO4(s)+2C(s)=CaS(s)+2CO2(g) ΔH1=+226 kJ·mol?1 Ⅱ.3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH2=a kJ·mol?1 Ⅲ.3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH3=b kJ·mol?1

①反应(Ⅰ)能在__________(填“低温”“高温”或“任何温度”)下自发进行。 ②用硫磺还原CaSO4反应为2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g)，其ΔH=__________kJ·mol?1(用含a、b的代数式表示)。

(2)磷石膏转氨法制硫酸的主要反应为CaSO4(s)+(NH4)2CO3?CaCO3(s)+(NH4)2SO4，该反应的平衡常数K=__________[已知：Ksp(CaCO3)=2.5×10?9，Ksp(CaSO4)=3.2×10?7]；为了提高CaSO4的平衡转化率，可采取的措施是______________________________(写一条)。

Kp与温度(T)的关系如图所示(Kp为(3)一氧化碳还原CaSO4可发生下列反应，其lg 以分压表示的平衡常数)。

Ⅰ.SO2(g)+3CO(g)?2CO2(g)+COS(g) Ⅱ.CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ①ΔH>0的反应是__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②在交点A处，气体分压间满足的关系是：p(COS)=__________。

③在恒温恒容密闭容器中进行反应(Ⅰ)，能说明已达到平衡状态的是__________(填字母)。

a.2v(CO)正=3v(CO2)正

b.气体的密度不再随时间变化 c.气体的压强不再随时间变化 d.

c2(CO2)?c(COS)

c3(CO)

的值不再随时间而变化

并充入1 mol CO，只发生反应Ⅱ，④若在1.0 L的恒容密闭容器中加入1 mol CaSO4，

在B点时气体总压强为1 MPa，则此时CaSO4转化率为__________(已知√2≈1.41)。 【答案】(1)①高温 ；②4(3a?b)；

(2)128；增大(NH4)2CO3的浓度(或其他合理答案)； (3)①Ⅱ；【解析】【分析】

本题考查反应热计算、反应自发性判断，化学平衡的移动以及平衡常数计算，化学平衡的标志以及计算，难度一般，掌握盖斯定律、勒夏特列原理和三段式计算方法为解题关键。 【解答】

ΔS>0，当ΔH?TΔS<0可自发进行，则能在高温下自发进行，(1)①反应(Ⅰ)ΔH>0，故答案为：高温；

②用硫磺还原CaSO4反应为2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g)，利用盖斯定律(Ⅱ×3?Ⅲ)/4，其ΔH=4(3a?b)kJ·mol?1，故答案为：4(3a?b)； (2)CaSO4(s)+(NH4)2CO3?CaCO3(s)+(NH4)2SO4，该反应的平衡常数K=

Ksp(CaSO4)Ksp(CaCO3

3.2×10?7

c(CO32?)c(SO42?)

1

1

1

；③cd；④70.5%。

=

=2.5×10?9=128，为了提高CaSO4的平衡转化率，可采取的措施是增大)

(NH4)2CO3的浓度，平衡右移，故答案为：128；增大(NH4)2CO3的浓度(或其他合理答案)；

lgKp升高温度，平衡右移，平衡常数会增大，(3)①ΔH>0的反应为正反应吸热的反应，

相应增大，则符合要求的图像为Ⅱ，故答案为：Ⅱ； ②反应Ⅰ的平衡常数Kp=

p(COS)×p2(CO2)

，反应Ⅱ的平衡常数Kp

p(SO2)×p3(CO)

p(CO2)×p(SO2)

，在交点p(CO)=

p(COS)×p2(CO2)

A处，两个可逆反应建立的平衡体系中，平衡常数相等，则有p(SO)×p3(CO)

2

=

p(CO2)×p(SO2)

，p(CO)

则气体分压间满足的关系是：

；

③在恒温恒容密闭容器中进行反应(Ⅰ)，

，故答案为：

a.2v(CO)正=3v(CO2)正，都是正反应方向，不能说明达到了平衡状态，故a错误； b.气体的总质量不变，且体积不变，则密度为恒定的值，密度不再随时间变化不能说明达到了化学平衡状态，故b错误；

c.温度不变，气体的体积固定，压强随气体分子数发生变化，压强不变说明到达了化学平衡，故c正确；

d.若反应正向进行，c(CO2)与c(COS)不断增加，c(CO)不断减少，则加，当不在增加时，反应达到平衡，同理，当平衡逆向进行时，应也达到平衡，故d正确。 故选cd。

④反应Ⅱ的平衡常数Kp=

p(CO2)×p(SO2)

，在p(CO)

p(CO2)×p(SO2)

p(CO)c2(CO2)?c(COS)

c3(CO)

不断增c2(CO2)?c(COS)

c3(CO)

不变时，反B点时lgKp=0，Kp==1，

列三段式计算：CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) 初始(mol)： 1 0 0 变化(mol)： x x x 平衡(mol)： 1?x x x

(

x2)1+x1?x1+x

=1 则x=

√2mol2

≈0.705mol，则此时CaSO4转化率等于CO转化率

0.705mol1mol

×

100％=70.5％，故答案为：70.5%。

2. 采用H2或CO催化还原NO能达到消除污染的目的，在氮氧化物尾气处理领域有着

广泛应用。回答下列问题：

(1)已知：氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol 2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH1=?180.5 kJ/mol H2O(g)=H2O(l) ΔH2=?44 kJ/mol

①写出用H2处理NO生成水蒸气和1 mol N2的热化学方程式：_____________。

②在温度T时，向容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生上述反应，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0，则NO的平衡转化率α(NO)=__________(结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数

Kp=__________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压=总压×该气体的物质的量分数)。

(2)用CO处理NO的脱硝反应为：2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g) ΔH=?750 kJ/mol

①该反应在__________(填“低温”“高温”或“任何温度”)条件下可自发进行，有利于提高NO平衡转化率的措施是

________________________________________(写出两条)。

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v逆=k逆·c2(CO2)·上述反应中，反应速率v正=k正·c(NO)·c(CO)，②研究表明，

c(N2)(其中k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数__________(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。若在2 L的恒容密闭CO容器中充入1 mol NO和1 mol CO发生上述反应，在一定温度下反应达到平衡时，的转化率为40%，则k正:k逆=__________。

(3)利用惰性电极电解也能对烟气进行脱硝处理。用下图所示装置进行模拟电解NO

气体实验，可回收硝酸。请写出电极a的电极反应式：______________________。

【答案】(1)①2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=?664.1 kJ/mol ②33.3% ；16p

(2)①低温；降温、升压、增大CO和NO的投料比等(任写两条即可) ②<；40:81

+

(3)NO?3e?+2H2O=NO?3+4H

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