湖南版2021高考化学一轮复习专题8化学反应速率与化学平衡精练含解析

湖南版2021高考化学一轮复习专题8化学反应速率与化学平衡精练含解析

专题8　化学反应速率与化学平衡 ‎【考情探究】‎ 课 标 解 读 考点 化学反应速率 化学平衡　化学反应进行的方向 化学平衡的相关计算 解读 ‎1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法 ‎2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用 ‎3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立 ‎2.掌握化学平衡的特征 ‎3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用 ‎1.能正确计算化学反应的转化率(α)‎ ‎2.了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算 考情分析 本专题是历年高考命题的热点内容,命题形式包含选择题、填空题,并以定性、定量相结合的方式联系生产实际进行考查。考查内容主要包括化学反应速率计算及影响因素、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算等,同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查 备考指导 本专题是证据推理与模型认知素养、变化观念与平衡思想素养的基本载体。备考时要将知识问题化,在实际问题解决过程中掌握化学反应速率与化学平衡的相关知识 ‎【真题探秘】‎ 基础篇 固本夯基 ‎【基础集训】‎ - 14 -‎ 考点一　化学反应速率 ‎1.(2020届湖南天壹联盟入学考,14)下列实验操作、现象和结论都正确且有相关性的是(　　)‎ 选项 操作 现象 结论 A 将10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合,在混合液中滴加KSCN溶液 溶液变红色 Fe3+和I-反应生成I2和Fe2+的反应是可逆反应 B 常温下,将两块形状相近的铝片分别插入稀硫酸、浓硫酸中 浓硫酸中产生气泡较快 其他条件相同时,反应物浓度越大,反应越快 C 分别向含有10 mL过氧化氢溶液的两支试管中加入1 g MnO2、1 g Fe2O3粉末 加入MnO2的一组产生气泡较快 MnO2对过氧化氢分解的催化效率高于Fe2O3‎ D 用注射器吸入NO2,封堵针尖处,将注射器压缩为原来的一半 气体颜色比起始时浅 加压后,NO2转变为无色的N2O4‎ 答案　A　‎ ‎2.(2019湖北部分重点中学起点考试,10)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中,每生成3 mol H2放出30.8 kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是(　　)‎ A.Ⅰ图像中如果纵轴为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压 B.Ⅱ图像中纵轴可以为镓的转化率 C.Ⅲ图像中纵轴可以为化学反应速率 D.Ⅳ图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量 答案　A　‎ ‎3.(2018福建厦门质检,7)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1,在V2O5存在时,该反应的机理为V2O5+SO2 2VO2+SO3(快)、4VO2+O2 2V2O5(慢)。‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ A.反应速率主要取决于V2O5的质量 B.VO2是该反应的催化剂 C.逆反应的活化能大于198 kJ·mol-1‎ D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率 答案　C　‎ 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎4.(2020届湖南雅礼中学月考三,10)用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)‎ - 14 -‎ A.气体的质量不再改变 B.氯化氢的转化率不再改变 C.断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键 D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2‎ 答案　B　‎ ‎5.(2019安徽定远重点中学月考,11)在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)　ΔH>0,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是(　　)‎ A.图Ⅰ是升高温度的变化情况 B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况 C.图Ⅲ是增大压强的变化情况 D.图Ⅲ是升高温度的变化情况 答案　A　‎ ‎6.(2018河北衡水中学大联考,24)S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料。‎ 已知:Ⅰ.S2(l)+Cl2(g) S2Cl2(g)　ΔH1;‎ Ⅱ.S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g)　ΔH2;‎ Ⅲ.相关化学键的键能如下表所示:‎ 化学键 S—S S—Cl Cl—Cl 键能/kJ·mol-1‎ a b c 请回答下列问题:‎ ‎(1)SCl2的结构式为　　　　　　。 ‎ ‎(2)若反应Ⅱ正反应的活化能E1=d kJ·mol-1,则逆反应的活化能E2=　　　　　　　kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。 ‎ ‎(3)一定压强下,向10 L密闭容器中充入1 mol S2Cl2(g)和1 mol Cl2(g),发生反应Ⅱ。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示:‎ ‎①A、B、C、D四点对应状态下,达到平衡状态的有　　　(填字母),理由为　 ‎ ‎　　　　　　　　　。 ‎ ‎②ΔH2　　　0(填“>”“<”或“=”)。 ‎ ‎(4)已知:ΔH1<0。向恒容绝热的容器中加入一定量的S2(l)和Cl2(g),发生反应Ⅰ,5 min时达到平衡。则3 min时容器内气体压强　　　(填“>”“<”或“=”)5 min时的气体压强。 ‎ ‎(5)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率　　　(填“增大”“减小”或“不变”),理由为　 ‎ ‎　。 ‎ 答案　(1)Cl—S—Cl ‎(2)2b+d-a-c - 14 -‎ ‎(3)①BD　B、D两点对应的状态下,用同一物质表示的正、逆反应速率相等(其他合理答案也可)　②<‎ ‎(4)<‎ ‎(5)不变　反应Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体分子总数相等的反应,压强对平衡没有影响 考点三　化学平衡的相关计算 ‎7.(2019河北邯郸重点高中开学检测,21)在恒温、恒容条件下发生下列反应:2X2O5(g)4XO2(g)+O2(g)　ΔH>0,T温度下的部分实验数据为:‎ t(s)‎ ‎0‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎150‎ c(X2O5)(mol/L)‎ ‎4.00‎ ‎2.50‎ ‎2.00‎ ‎2.00‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.T温度下的平衡常数K=64(mol/L)3,100 s时X2O5的转化率为50%‎ B.50 s内X2O5的分解速率为0.03 mol/(L·s)‎ C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1>K2‎ D.若只将恒容改变为恒压,其他条件都不变,则平衡时X2O5的转化率和平衡常数都不变 答案　D ‎8.(2020届湖南雅礼中学月考三,14)工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH>0。在一定条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是(　　)‎ A.达到平衡时,CH4(g)的转化率为75%‎ B.0~10 min内,v(CO)=0.075 mol·L-1·min-1‎ C.该反应的化学平衡常数K=0.187 5‎ D.当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时,反应到达平衡 答案　C　‎ ‎9.(2019河南八市重点高中一测,19)目前,处理烟气中的SO2常采用两种方法。‎ Ⅰ.碱液吸收法 ‎25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3的Ka‎1‎=1.5×10-2,Ka‎2‎=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。‎ 第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;‎ 第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH‎4‎‎+‎+SO‎4‎‎2-‎CaSO4↓+2NH3·H2O　K。‎ ‎(1)25 ℃时0.1 mol·L-1(NH4)2SO3溶液的pH　　　　(填“>”“<”或“=”)7。 ‎ ‎(2)第2步中反应的K=　　　　。 ‎ Ⅱ.水煤气还原法 已知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)‎ ΔH1=-37.0 kJ·mol-1‎ ‎②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)‎ ΔH2=+45.4 kJ·mol-1‎ ‎③CO的燃烧热ΔH3=-283 kJ·mol-1‎ ‎(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)反应②中,正反应活化能E1　　　　(填“>”“<”或“=”)ΔH2。 ‎ - 14 -‎ ‎(5)在一定压强下,发生反应①。平衡时SO2的转化率[α(SO2)]与投料比[n(CO)‎n(SO‎2‎)‎=y]、温度(T)的关系如图所示。‎ 比较平衡时CO的转化率[α(CO)]:N　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)M。逆反应速率:N　　　　P。 ‎ ‎(6)某温度下,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol H2、2 mol CO和2 mol SO2发生反应①、②,第5 min时达到平衡,测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。‎ 该温度下,反应②的平衡常数K为　　　　。其他条件不变,在第7 min时缩小容器体积,α(SO2)　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ 答案　Ⅰ.(1)>　(2)4.3×1013　Ⅱ.(3)S(l)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-529 kJ·mol-1　(4)>　(5)>　<　(6)2 700　增大 综合篇知能转换 ‎【综合集训】‎ 变化观念与平衡思想　化学平衡状态的标志与图像 ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎1.(2019湖南长沙一中月考四,11)可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的v-t图像如图甲所示,若其他条件不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图乙所示:‎ ‎①a1>a2　②a1b2　④b1t2　⑥t1=t2　⑦两图中阴影部分面积相等　⑧图乙中阴影部分面积更大 以下说法中正确的是(　　)‎ A.②③⑤⑧ B.①④⑥⑧‎ C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦‎ 答案　C　‎ ‎2.(2019湖南雅礼中学月考五,10)I2在KI溶液中存在平衡:I2(aq)+I-(aq) I‎3‎‎-‎(aq)。某I2、KI混合溶液中,I‎3‎‎-‎的物质的量浓度c(I‎3‎‎-‎)与温度T的关系如图所示(曲线上的任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是(　　)‎ ‎①反应I2(aq)+I-(aq) I‎3‎‎-‎(aq)的ΔH>0‎ ‎②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2‎ - 14 -‎ ‎③若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆 ‎④状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大 ‎⑤保持温度不变,向该混合溶液中加水,c(I‎3‎‎-‎)/c(I2)将变大 ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.只有①② B.只有②③ C.①③④ D.①③⑤‎ 答案　B ‎3.(2018湖南株洲教学质量统一检测一,11)已知反应:2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0,某温度下,将2 mol SO3置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法中正确的是(　　)‎ ‎①由图甲推断,B点SO2的平衡浓度为0.3 mol·L-1‎ ‎②由图甲推断,A点对应温度下的平衡常数为1.25×10-3‎ ‎③达平衡后,压缩容器容积,则反应速率变化图像可以用图乙表示 ‎④相同压强、不同温度下SO3的转化率与温度关系如图丙所示 ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.①②　　　B.②③　　　C.③④　　　D.①④‎ 答案　B　‎ 证据推理与模型认知　化学平衡的计算 ‎4.(2019湖南雅礼中学月考四,14)甲醇脱氢制取甲醛的反应为CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.在T1 K时,该反应的平衡常数为8.1‎ B.若增大体系压强,曲线将向上平移 C.脱氢反应的ΔH<0‎ D.600 K时,Y点甲醇的v(正)0。实验测得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是(　　)‎ 容器 编号 物质的起始浓度(mol/L)‎ 物质的平衡浓度(mol/L)‎ c(NO2)‎ c(NO)‎ c(O2)‎ c(O2)‎ Ⅰ ‎0.6‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.2‎ Ⅱ ‎0.3‎ ‎0.5‎ ‎0.2‎ Ⅲ ‎0‎ ‎0.5‎ ‎0.35‎ A.反应达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1∶1‎ B.反应达平衡时,容器Ⅱ中c(O‎2‎)‎c(NO‎2‎)‎的值比容器Ⅰ中的大 C.反应达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%‎ D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2>T1‎ 答案　D　‎ ‎8.(2018湖南H11教育联盟联考,14)某温度下,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)(正反应放热)。下列说法中正确的是(　　)‎ 容器 编号 物质的起始 浓度(mol·L-1)‎ 物质的平衡 浓度(mol·L-1)‎ c(NO)‎ c(Br2)‎ c(NOBr)‎ c(NOBr)‎ Ⅰ ‎0.3‎ ‎0.15‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ Ⅱ ‎0.4‎ ‎0.2‎ ‎0‎ Ⅲ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.2‎ A.容器Ⅱ达平衡所需的时间为4 min,则v(Br2)=0.05 mol/(L·min)‎ B.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为2∶1‎ C.升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动 D.达平衡时,容器Ⅱ中c(Br2)/c(NOBr)比容器Ⅲ中的小 答案　D　‎ 应用篇 知行合一 ‎【应用集训】‎ - 14 -‎ ‎1.(2019 5·3原创)甲烷制取氢气的反应方程式为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),在三个容积均为1 L的恒温恒容密闭容器中,按下表中起始数据投料(忽略副反应)。甲烷的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。‎ 容器 起始物质的量/mol CH4的平衡转化率 CH4‎ H2O CO H2‎ Ⅰ ‎0.1‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎50%‎ Ⅱ ‎0.1‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ ‎0.3‎ ‎/‎ Ⅲ ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.6‎ ‎/‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.起始时,容器Ⅱ中甲烷的正反应速率大于甲烷的逆反应速率 B.该反应为吸热反应,压强:p2>p1‎ C.达到平衡时,容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物质的量满足:n(CO)ⅡpⅢ 答案　B ‎2.(2019 5·3原创冲刺卷一,12)下列有关对应图像的说法正确的是(　　)‎ A.据(1)知,某温度下,平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)c D.图(4)所示体系中气体平均摩尔质量:M(a)”“<”或“=”,下同),压强:p1　　　　p2。 ‎ ⅱ.平衡时A点处氯气的体积分数为　　　　(计算结果保留三位有效数字)。 ‎ 答案　(1)-114.5 kJ· mol-1‎ ‎(2)该反应是放热反应,温度较低有利于提高反应物的转化率,同时为了使催化剂活性提高,增大反应速率,温度不能太高 ‎(3)①bd　②2∶1　③ⅰ.>　>　ⅱ.34.4%‎ ‎【五年高考】‎ 考点一　化学反应速率 ‎1.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B.反应4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应 C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6×6.02×1023‎ D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快 答案　C　‎ ‎2.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ - 14 -‎ A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大 答案　D　‎ ‎3.(2016北京理综,8,6分)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.抗氧化剂　　B.调味剂　　C.着色剂　　D.增稠剂 答案　A　‎ ‎4.(2018课标Ⅲ,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:‎ ‎(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:‎ ‎2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1‎ ‎3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)　ΔH2=-30 kJ·mol-1‎ 则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α=　　　　%。平衡常数K343 K=　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是　　　　　　　　;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有　　　　　　　、　　　　　　　。 ‎ ‎③比较a、b处反应速率大小:va　　　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎-k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=　　　　(保留1位小数)。 ‎ 答案　(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl ‎(2)114‎ - 14 -‎ ‎(3)①22　0.02‎ ‎②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)‎ ‎③大于　1.3‎ 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎5.(2019海南单科,3,2分)反应C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　ΔH>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是(　　)‎ A.增大容器容积 B.升高反应温度 C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体 答案　D　‎ ‎6.(2019上海单科,19,2分)已知反应式:mX(g)+nY(?) pQ(s)+2mZ(g)。已知反应已达平衡,此时c(X)=0.3 mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的‎1‎‎2‎,c(X)=0.5 mol/L,下列说法正确的是(　　)‎ A.反应向逆方向移动 B.Y可能是固体或液体 C.系数n>m D.Z的体积分数减小 答案　C　‎ ‎7.(2019浙江单科,17,2分)下列说法正确的是(　　)‎ A.H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变 B.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) 2C(?)已达平衡,则A.C不能同时是气体 D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1‎ 答案　B ‎8.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量 B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变 D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间 答案　D　‎ ‎9.(2019课标Ⅲ,28,15分)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:‎ ‎(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:‎ 可知反应平衡常数K(300 ℃)　　　　K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400 ℃)=　　　　　　　　(列出计 - 14 -‎ 算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:‎ CuCl2(s) CuCl(s)+‎1‎‎2‎Cl2(g)　ΔH1=83 kJ·mol-1‎ CuCl(s)+‎1‎‎2‎O2(g) CuO(s)+‎1‎‎2‎Cl2(g)‎ ΔH2=-20 kJ·mol-1‎ CuO(s)+2HCl(g) CuCl2(s)+H2O(g)‎ ΔH3=-121 kJ·mol-1‎ 则4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=　　　 kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是　　　　　　　　　　　　　　。(写出2种) ‎ ‎(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:‎ 负极区发生的反应有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气　　　　L(标准状况)。 ‎ 答案　(1)大于　‎‎(0.42‎)‎‎2‎×(0.42‎‎)‎‎2‎‎(1-0.84‎)‎‎4‎×(1-0.21)‎c‎0‎ O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低 ‎(2)-116‎ ‎(3)增加反应体系压强、及时除去产物 ‎(4)Fe3++e- Fe2+,4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O　5.6‎ 考点三　化学平衡的相关计算 ‎10.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:‎ X(g)+mY(g) 3Z(g)‎ 平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.m=2‎ B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1‎ D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1‎ 答案　D　‎ ‎11.(2019课标Ⅱ,27,节选)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎(1)已知:(g) (g)+H2(g)　ΔH1=100.3 kJ·mol-1　①‎ H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH2=-11.0 kJ·mol-1　②‎ 对于反应:(g)+I2(g) (g)+2HI(g)　③　ΔH3=　　　　kJ·mol-1。 ‎ - 14 -‎ ‎(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为　　　　,该反应的平衡常数Kp=　　　　Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有　　　　(填标号)。 ‎ A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度 ‎(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是　　　　(填标号)。 ‎ A.T1>T2‎ B.a点的反应速率小于c点的反应速率 C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1‎ 答案　(1)89.3‎ ‎(2)40%　3.56×104　BD ‎(3)CD ‎12.(2019课标Ⅰ,28,14分)水煤气变换[CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:‎ ‎(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。‎ 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO　　　　H2(填“大于”或“小于”)。 ‎ ‎(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为　　　　(填标号)。 ‎ A.<0.25　B.0.25　C.0.25~0.50　D.0.50　E.>0.50‎ ‎(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。‎ 可知水煤气变换的ΔH　　　　0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=　　　　eV,写出该步骤的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH‎2‎O和pCO相等、pCO‎2‎和pH‎2‎相等。‎ - 14 -‎ 计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 - 14 -‎