高考二轮复习知识点：化学平衡的调控

已知：CO₂的平衡转化率= $\frac{n{\left({\text{CO}}_2\right)}_{初始}-n\left({\text{CO}}_2\right){}_{平衡}}{n\left({\text{CO}}_2\right){}_{初始}}\times 100\%$

CH₃OH的平衡产率= $\frac{n\left({\text{CH}}_3\text{OH}\right){}_{平衡}}{n\left({\text{CO}}_2\right){}_{初始}}\times 100\%$

其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图(填“甲”或“乙”)；压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为；图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。

i.CO (g) +3H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}$CH₄(g)+H₂O(g) △H₁= - 206 kJ·mol^-1

ii.CO₂(g) + 4H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}$CH₄(g) + 2H₂O(g) △H₂

iii.CO₂(g) +H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}$CO(g) + H₂O(g) △H₃= + 41 kJ ·mol^-1

①△H₂ =kJ·mol^-1；

②采用“CO选择性甲烷化”的方法消除CO，该方法最明显的缺点是。

③欲使CO体积分数必须低于10 ×10^-4% ，应采取的措施是(填标号)。

A．升高温度                         B．降低压强            C．使用CO加氢催化剂        D．使用CO₂加氢抑制剂

在某一条件下进行CO加氢甲烷化，发生i、ii和iii反应，相关数据如下：

①x=(保留2位有效数字)；

②此条件下反应iii的平衡常数K= 100，通过计算判断反应iii是否平衡。

①该反应在 下自发进行(填“高温”、“低温”、“任意温度”)。

②设v(N₂O₄) = k₁c(N₂O₄)， v(NO₂) = k₂c²(NO₂)， k₁、k₂为与温度相关的常数。在295K和315K条件下，v(N₂O₄)、v(NO₂)与t关系如图所示。315K时，代表v(N₂O₄)的曲线是  (用“a”、 “b”、“c”、“d”表示)，可能处于平衡状态的是 (用“A”、 “B”、“C”、“D”表示)

③在295K温度下，将一定量的气体充入一个带活塞的特制容器，通过活塞移动使体系达到平衡时总压恒为0.6 kPa．Kp(295K) =0.100，则该温度下体系达平衡时NO₂的分压为

④与体系在恒容条件下温度从295K 升至315K的变化相比，恒压下体系温度升高，下列说法正确的是

A．平衡移动程度更大                 B．平衡移动程度更小

C．平衡移动程度不变                 D．三者均有可能

①NO₂$\stackrel{\text{光}}{\to }$NO+ O

②

③

①生成$\text{N}\text{a}\text{C}\text{l}\text{O}$的反应包括：$\text{2}\text{C}{\text{l}}^{\text{-}}\text{-}\text{2}{\text{e}}^{\text{-}}\text{=}\text{C}{\text{l}}_{\text{2}}\uparrow$、$\text{2}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\text{+}\text{2}{\text{e}}^{\text{-}}\text{=}{\text{H}}_{\text{2}}\uparrow +2\text{O}{\text{H}}^{-}$、。

②测所得溶液$\text{p}\text{H}$ ， 试纸先变蓝($\text{p}\text{H}\approx \text{1}\text{0}$)后褪色，说明溶液具有的性质是。

推测$\text{N}\text{a}\text{C}\text{l}\text{O}$浓度在$\text{p}\text{H}$为3或13时较小的原因：

Ⅰ.$\text{p}\text{H}\text{=}\text{1}\text{3}$时，阳极有$\text{O}{\text{H}}^{-}$放电

Ⅱ.$\text{p}\text{H}\text{=}\text{3}$时，$\text{C}{\text{l}}_{\text{2}}$的溶解度减小

Ⅲ.$\text{p}\text{H}\text{=}\text{3}$时，$\text{N}\text{a}\text{C}\text{l}\text{O}$浓度增大，促使$\text{C}\text{l}{\text{O}}^{-}$被氧化

①检验电解产物，推测Ⅰ成立。需要检验的物质是。

②根据化学平衡移动原理，推测Ⅱ合理。依据的化学平衡是。

③经检验，推测Ⅲ合理。用方程式解释：。

根据上述实验，电解法制备$\text{N}\text{a}\text{C}\text{l}\text{O}$溶液，初始$\text{p}\text{H}$不宜过小或过大。

[保存]

低温保存、加入$\text{N}{\text{a}}_{\text{2}}\text{C}{\text{O}}_{\text{3}}$、$\text{N}\text{a}\text{C}\text{l}{\text{O}}_{\text{3}}$等物质能增强溶液的稳定性。

[测量]

①用硫酸和$\text{F}\text{e}\text{S}{\text{O}}_4$可溶解软锰矿，请补全该反应的离子方程式：

□$\text{M}\text{n}{\text{O}}_2$+□        +□        =□$\text{M}{\text{n}}^{2+}$+□$\text{F}{\text{e}}^{3+}+$□       

②浸出时可用$\text{S}{\text{O}}_2$代替硫酸和$\text{F}\text{e}\text{S}{\text{O}}_4$。下列说法正确的是(填序号)。

a．$\text{S}{\text{O}}_2$在反应中作氧化剂

b．用$\text{S}{\text{O}}_2$浸出可减少酸的使用

c．该法可同时处理烟气中的$\text{S}{\text{O}}_2$ ， 减少大气污染

①软锰矿浸出液中的$\text{F}{\text{e}}^{3+}$、$\text{A}{\text{l}}^{3+}$可通过加碱转化为沉淀去除，分离出清液的方法是。

②为减少碱用量，可以通过稀释浸出液除去$\text{F}{\text{e}}^{3+}$ ， 结合离子方程式解释原理：。

在一定空气流速下，相同时间内$\text{M}\text{n}\text{C}{\text{O}}_3$热解产物中不同价态$\text{M}\text{n}$的占比随热解温度的变化如图。$\text{M}\text{n}\text{C}{\text{O}}_3$热解过程中涉及如下化学反应：

i．$\text{M}\text{n}\text{C}{\text{O}}_3\mathrm{(}\text{s}\mathrm{)}=\text{M}\text{n}\text{O}\mathrm{(}\text{s}\mathrm{)}+\text{C}{\text{O}}_2\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}$

ii．$4\text{M}\text{n}\text{O}\mathrm{(}\text{s}\mathrm{)}+{\text{O}}_2\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}\stackrel{}{\rightleftharpoons }2\text{M}{\text{n}}_2{\text{O}}_3\mathrm{(}\text{s}\mathrm{)}$     $\text{Δ}\text{H}\text{<}\text{0}$

iii．$2\text{M}{\text{n}}_2{\text{O}}_3\mathrm{(}\text{s}\mathrm{)}+{\text{O}}_2\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}\stackrel{}{\rightleftharpoons }4\text{M}\text{n}{\text{O}}_2\mathrm{(}\text{s}\mathrm{)}$     $\text{Δ}\text{H}\text{<}\text{0}$

①为了增大产物中$\text{M}\text{n}{\text{O}}_2$的占比，可以采用的措施是(答出两条)。

②温度升高，产物中$\text{M}\text{n}\text{O}$的占比降低，可能的原因是。

①由A到B的变化过程可表示为。

②已知：4NH₃(g)+5O₂(g) $\stackrel{}{\rightleftharpoons }$ 4NO(g)+6H₂O(g)△H₁=-907.28kJ·mol^-1

4NH₃(g)+3O₂(g) $\stackrel{}{\rightleftharpoons }$ 2N₂(g)+6H₂O(g)△H₂=-1269.02kJ·mol^-1

则图1脱除NO的总反应的热化学方程式为。

③关于该催化剂的说法正确的是(填标号)。

A．能加快反应速率，并且改变反应的焓变

B．能增大NH₃还原NO_x反应的平衡常数

C．具有选择性，能降低特定反应的活化能

Ⅰ.2NO₂(g)+NaCl(s) $\stackrel{}{\rightleftharpoons }$ NaNO₃(s)+ClNO(g)△H₁

Ⅱ.2NO(g)+Cl₂(g) $\stackrel{}{\rightleftharpoons }$ 2ClNO(g)△H₂

①关于恒温恒容密闭容器中进行的反应Ⅰ和Ⅱ的下列说法中，正确的是(填标号)。

a.△H₁和△H₂不再变化，说明反应达到平衡状态

b.反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应Ⅰ达到平衡状态

c.同等条件下，反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ，说明反应Ⅰ的活化能小，△H₁<△H₂

d.达平衡后，向反应体系中再通入一定量ClNO(g)，NO₂(g)和NO(g)的百分含量均减小

②若向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl₂发生反应Ⅱ，起始总压为p。10分钟后达到平衡，用ClNO(g)表示平均反应速率v_平(ClNO)=0.008mol·L^-1·min^-1。则NO的平衡转化率α= ， 该反应的平衡常数K_p=(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

③假设反应Ⅱ的速率方程为：v=k ${(\frac{\text{α}}{{\text{α}}^{\text{t}}}-1)}^{0.8}$ (1-nα^t)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为NO平衡转化率，α′为某时刻NO转化率，n为常数。在α′=0.8时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线如图所示。

曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t_m ， t<t_m时，v逐渐提高；t>t_m后，v逐渐下降。原因是。

A．再通入一定量的CO           B．降低温度

C．及时移走CH₃OCH₃(g) D．通入氮气

达到平衡后，增大压强，反应Ⅰ的平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”，下同)移动，反应Ⅱ的平衡移动，故工业上选择(填“高压”或“低压”)制备二甲醚。工业生产中不选择350℃的原因是。

CH₄-CO₂催化重整反应为：CH₄(g)+CO₂(g)⇌2CO(g)+2H₂(g)。

已知：C(s)+2H₂(g)=CH₄(g) ΔH₁= -75 kJ·mol⁻¹

C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH₂= -394 kJ·mol⁻¹

C(s)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)=CO(g) ΔH₃= -111 kJ·mol⁻¹

该催化重整反应的ΔH= kJ·mol⁻¹。

①阴极上的反应式为。

②若生成的乙烯和乙烷的体积比为3∶1，则消耗的CH₄和CO₂的体积比为。

②2CH₃OH(l)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋4H₂O(l)  △H₂=-1453 kJ·mol^-1

则CO₂(g)＋3H₂(g) $\rightleftharpoons$ CH₃OH(l)＋H₂O(l)  △H₃=。

①根据图1可判断：p₁(填“＞”“=”或“＜”)p_2。

②A点时，用分压表示的平衡常数K_p=(分压=总压×物质的量分数)。

③甲醇燃料电池因具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，甲醇KOH碱性燃料电池负极的电极反应式为。

主反应：CO(g)＋3H₂(g) $\stackrel{\text{催化剂}}{\rightleftharpoons }$ CH₄(g)＋H₂O(g)  △H=-206 kJ·mol^-1

副反应：①2CO(g) $\rightleftharpoons$ CO₂(g)＋C(s)  △H=-171.7 kJ·mol^-1

②CH₄(g) $\rightleftharpoons$ C(s)＋2H₂(g)  △H=＋73.7 kJ·mol^-1

①在合成气甲烷化过程中，经常使用Ni作为甲烷化的催化剂，但Ni基催化剂对硫、砷等很敏感，极少量的硫、砷也可能导致Ni基催化剂发生而失去活性。

②在高温条件下，导致积碳的主要原因是；不同的氢碳比(即H₂、CO的物质的量之比)对CO转化率的影响如图2所示。CO的转化率随着氢碳比的变化而变化的原因是。由图2、图3可知，较为适宜的氢碳比为。

①在该条件下，水蒸气的平衡转化率为。

②反应II的平衡常数K_p=。(用平衡体系中各组分的分压计算的平衡常数为K_p ， 分压=总压×该组分体积分数)

A．H₂的消耗速率是CH₃OH生成速率的2倍

B．CH₃OH的体积分数不再改变

C．混合气体的密度不再改变

D．CO和CH₃OH的物质的量之比保持不变

为了提高H₂的转化率，可采取的措施为(填两条即可)。

已知：CH₄(g) +2SO₂(g)=CO₂(g) +2S(s) +2H₂O(l)   ΔH= -295.9 kJ·mol^-1

S(s)+O₂(g)=SO₂(g)  ΔH= -297.2 kJ·mol^-1

则CH₄的燃烧热ΔH=。

①由分析可知X为 (填化学式)。

②0~t₁时间段的温度为。

①0~5min内，CO的反应速率是；若升高温度，气体的密度增加(S仍为液体)，则该反应的ΔH(填“>”或“<”)0。

②T℃时，平衡常数K_p=Pa^-1。

①钠硫电池是一种新型高能电池，总反应为2Na+2S $\underset{\text{充电}}{\overset{\text{放电}}{\rightleftharpoons }}$ Na₂S₂ ， 该电池工作时正极的电极反应式为；给该电池充电时，钠电极应与外电源的(填“正”或“负”)极相连接。

②在碱性溶液中，S ${}_{\text{2}}^{2-}$ 被BrO ${}_3^{-}$ 氧化成SO ${}_{\text{4}}^{2-}$ ，BrO ${}_3^{-}$ 被还原成Br^-。该反应的离子方程式是。

则氧再生反应的 $\text{ΔH=}$

①若 $\Delta \text{H}>0$ ，则曲线代表CH₄。

②350℃时，A点的平衡常数为 $K=$ (填计算结果)，为提高CO₂的转化率，除改变温度外，还可采取的措施为。

③关于以上反应，下列说法正确的是(填字母)。

a．CH₄和CO₂浓度相等时可判断反应到达平衡状态

b．消耗1 mol CO₂同时断裂4 mol C-H键可判断反应到达平衡状态

c．平衡后，按起始原料比再充入反应物，维持温度不变，再次达平衡时，甲烷的体积分数不变

d．若体系改为恒温恒容，反应物起始投料比不变，CO₂的平衡转化率减小

①光催化CO₂转化为CH₄的阴极方程式为。

②催化剂的催化效率和CH₄的生成速随温度的变化关系如图所示。300℃到400℃之间，CH₄生成速率加快的原因是。

步骤I：CO₂(g)+3H₂(g) ⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)+CO(g)△H=-49.5kJ•mol^-1 ， 写出步骤II由甲醇制乙烯的热化学方程式。

①400~600℃，CO₂的平衡转化率随着压强的升高而增大，B点v_正A点v_逆(填“＞”“＜”或“=”)。在A点给定的温度和压强下，提高CO₂平衡转化率的方法有。(任写一种)

②在恒定压强下，随着温度的升高，CO₂的平衡转化率先降低后升高。试分析可能原因。

③根据图像可知，为了获得更多乙烯等低碳烯烃，反应条件应控制在(填序号)。

A．压强0.1~1.0MPa        B．温度300~400℃

C．压强2.0~3.0MPa        D．温度900~1000℃

一定条件下，将H₂和CO₂[n(H₂)：n(CO₂)=3]以一定的流速通过K—Fe—MnO/Al₂O₃催化剂进行反应，测得CO₂的平衡转化率为50.0%，C₂H₄和CO的物质的量之比为2∶1，反应i的化学平衡常数K_p=(只列算式不计算)。不改变气体流速和温度，一定能提高C₂H₄选择性的措施有。(任写二种)

①写出生成SrS的化学反应方程式：。

②设计以黑灰为原料，制取SrSO₄的实验方案：。

(已知：SrS易溶于水，易水解。水浸时的浸取率随温度变化如下图。实验中锶元素需充分转化SrSO₄ ， 必须使用的试剂：蒸馏水、3mol·L^－1H₂SO₄和NaOH溶液)。

相关化学键的键能如下表所示：

①0～10min内，平均反应速率v(CO₂)=mol·L^-1·min^-1；当升高温度，该反应的平衡常数K(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是 (填字母)。

A．加入一定量的粉状碳酸钙

B．适当缩小容器的体积

C．通入一定量的O₂

D．加入合适的催化剂

由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K_p)。在1050K、1.1×10⁶Pa时，该反应的化学平衡常数K_p=[已知：气体分压(P_分)=气体总压(Pa)×体积分数]