2010-2017全国卷化学平衡高考题

1（2017全国I）28.近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)==COS(g)+H2O(g)。在610k时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率α1=_______%，反应平衡常数K=________。②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2_____α1，该反应的△H_____0。（填“”“”或“=”）③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）A.H2SB.CO2C.COSD.N2（1）D(2)H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g)ΔH=+286kJ/molH2S(g)=H2(g)+S(s)ΔH=+20kJ/mol系统（II）（3）①2.52.8×10-3②③B（2017全国II）27.（14分）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1=+123kJ·mol-1已知：②C4H10(g)+1/2O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=-119kJ·mol-1③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH3-242kJ·mol-1反应①的ΔH1为________kJ·mol-1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。2（1）+123小于AD（2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行、温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类（2017全国III）28．砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。（3）已知：As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH22As(s)+5/2O2(g)=As2O5(s)ΔH3则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH=_________。（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH−(aq)==AsO43-(aq)+2I−(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间（t）的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。a．溶液的pH不再变化b．v(I−)=2v(AsO33-)c．c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化d．c(I−)=ymol·L−1②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率（3）2△H1-3△H2-△H3（4）①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低④31124(molL)()yxy（2016全国I）27.(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。②由图可知，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O；②增大；1.0×1014；③小于；（2016全国II）27．丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：①C3H6(g)+NH3(g)+1.5O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=-515kJ/mol②C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)△H=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460OC．低于460OC时，丙烯腈的产率（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是；高于460OC时，丙烯腈产率降低的可能原因是（双选，填标号）A．催化剂活性降低B．平衡常数变大C．副反应增多D．反应活化能增大3（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为，理由是。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为。（1）两个反应均为放热量大的反应；降低温度、降低压强；催化剂；（2）不是；该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低；AC（3）1；该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；1:7.5:1（2016全国III）27.（15分）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：（1）NaClO2的化学名称为_______。（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表》离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/（mol·L−1）8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO的转化率______（填“提高”“不变”或“降低”）。②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______（填“提高”“不变”或“降低”）。③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”“不变”或“减小”）。②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为___________。（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的有点是_______。②已知下列反应：SO2(g)+2OH−(aq)===SO32−(aq)+H2O(l)ΔH1ClO−(aq)+SO32−(aq)===SO42−(aq)+Cl−(aq)ΔH2CaSO4(s)===Ca2+（aq）+SO42−（aq）ΔH3则反应SO2(g)+Ca2+（aq）+ClO−(aq)+2OH−(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq)的ΔH=______。（1）亚氯酸钠；（2）①2OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O；提高②减小；③大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高（3）①减小；②2242223()()()()cClcSOKcClOcSO（4）①生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行②△H1＋△H2－△H3（2016全国III）28.（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O124−R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“中”）。（2015全国I）28．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。回答下列问题：（3）已知反应2HI（g）=H2(g)+I2(g)的△H=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为______kJ。（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）==H2（g）+I2（g）在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120X(HI)10.910.850.8150.7950.784X(HI)00.600.730.7730.7800.784①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。②上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1，在t=40,min时，v正=__________min-1③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_________________（填字母）4（3）299(4)①K=0.1082/0.7842；②k正/K·；1.95×10-3③A点、E点（2015全国II）27．（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合