化学平衡原理高考题1

1/8化学平衡原理题高考题1.（2014.31）（16分）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。①1/4CaSO4(s)+CO(g)⇋1/4CaS(s)+CO2(g)∆H1=-47.3kJ∙mol-1②CaSO4(s)+CO(g)⇋CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)∆H2=+210.5kJ∙mol-1③CO(g)⇋1/2C(s)+1/2CO2(g)∆H3=-86.2kJ∙mol-1（1）反应2CaSO4(s)+7CO(g)⇋CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的∆H＝___________（用∆H1、∆H2和∆H3表示）（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图，结合各反应的∆H，归纳lgK-T曲线变化规律：a)b)。（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900℃达到平衡，c平衡(CO)=8.0X10-5mol∙L-1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入_______。（5）以反应①中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为___________。2.（201331）（16分)大气中的部分碘源于O3对海水中Ⅰ-的氧化。将O3持续通入NaⅠ溶液中进行模拟研究。（1）O3将Ⅰ-氧化成Ⅰ2的过程由3步反应组成：①Ⅰ-（aq）+O3（g）=ⅠO-(aq)+O2（g）△H1②ⅠO-（aq）+H+(aq)HOⅠ(aq)△H2总反应的化学方程式为______，其反应△H=______（2）在溶液中存在化学平衡：，其平衡常数表达式为_______.(3)为探究Fe2+对氧化Ⅰ-反应的影响（反应体如图13），某研究小组测定两组实验中Ⅰ3-浓度和体系pH，结果见图14和下表。2/8①Ⅰ组实验中，导致反应后pH升高的原因是②图13中的A为_____由Fe3+生成A的过程能显著提高Ⅰ-的转化率，原因是_______。③第2组实验进行18s后，Ⅰ3-下降。导致下降的直接原因有双选______。A.C(H+)减小B.c(Ⅰ-)减小C.Ⅰ2(g)不断生成D.c（Fe3+）增加（4）据图14，计算3-13s内第2组实验中生成l3-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。3.（201231）（16分）碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2％淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的__________耗尽后，溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的关系为：n（S2O32—）：n（S2O82—）。（2）为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：表中Vx=mL，理由是___________________。（1）已知某条件下，浓度c（S2O82—）～反应时间t的变化曲线如图13，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82—）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）3/8（2）碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。该电池反应为：[来源:学§科§网]2Li（s）+I2（s）=2LiI（s）△H已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H14LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s）△H2则电池反应的△H=_______________；碘电极作为该电池的___________极。4.（201232）（17分）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：。（3）“除杂”环节中，先加入溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液PH至中性。（4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14，由图可得，随着温度升高，①②[来源:学科网]（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：已知298K时，Ksp(CaCO3)=2.80×10—9，Ksp(CaSO4)=4.90×10—5，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。5.（201131）（15分）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH4产量随光照时间的变化如图13所示。4/8（1）在0-30小时内，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ从大到小的顺序为；反应开始后的12小时内，在第种催化剂的作用下，收集的CH4最多。（2）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g)错误!未找到引用源。CO(g)+3H2(g),该反应的△H=+206kJ•mol-1①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH4的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)错误!未找到引用源。CO2(g)＋2H2O(g)△H=－802kJ•mol-1写出由CO2生成CO的热化学方程式6.（2010.31）（16分）硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。（1）请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6+6H2O=2H3BO3+________。（2）在其他条件相同时，反应H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中，H3BO3的转化率（α）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：[来源:学科网]①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是②该反应的H_____0(填“”、“=”或“”)（3）H3BO3溶液中存在如下反应：H3BO3（aq）+H2O（l）[B(OH)4]-(aq)+H+（aq）已知0.70mol·L-1H3BO3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2.0×10-5mol·L-1，c平衡（H3BO3）≈c起始（H3BO3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）。5/86.（2009.20）（10分）甲酸甲酯水解反应方程式为：32()()HCOOCHlHOl3()()HCOOHlCHOHl0H某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表：甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为mol，甲酸甲酯的平均反应速率为mol·min-1(不．要求．．写出计算过程)。（2）依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因：。（3）上述反应的平衡常数表达式为：332()()()()cHCOOHcCHOHKcHCOOCHcHO，则该反应在温度T1下的K值为。（4）其他条件不变，仅改变温度为T2（T2大于T1），在答题卡．．．框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。6/8【答案】1.（2014）（1）∆H＝4∆H1+∆H2+2∆H3=-151.1kj/mol（2）a)反应②为吸热反应，温度升高K值增大，lgK也增大。b)反应①③为放热反应，温度升高K值减小，lgK也减小。（3）99%（4）氧气（5）CaS+2O2高温CaSO4解析：(3)由图可以得在900℃时1/4CaSO4(s)+CO(g)⇋1/4CaS(s)+CO2(g)的lgK=2,即K=100K=c(CO2)/c(CO)=100,可知平衡时c(CO2)=8.0X10-3mol∙L-1故：CO的转化率为8.0X10-3mol∙L-1÷（8.0X10-3mol∙L-1+8.0X10-5mol∙L-1）=99%2.（2013）解析：（1）将已知3个化学方程式连加可得O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+O2+H2O，由盖斯定律得△H=△H1+△H2+△H3。（2）依据平衡常数的定义可得，K=。（3）由表格可以看出第一组溶液的pH由反应前的5.2变为反应后的11.0，其原因是反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大。由于是持续通入O3=，O2可以将Fe2+氧化为Fe3+：O3+2Fe2++2H+=2Fe3++O2+H2O，Fe3+氧化Ⅰ—：2Fe3++2Ⅰ—=Ⅰ2+2Fe2+，Ⅰ—消耗量增大，转化率增大，与Ⅰ2反应的量减少，Ⅰ3—浓度减小。（4）由图给数据可知△c（Ⅰ3—）=（11.8×10—3mol/L-3.5×10—3mol/L）=8.3×10—3mol/L，由速率公式得：v（Ⅰ3—）=△c（Ⅰ3—）/△t=8.3×10—3mol/L/(18—3)=5.5×10—4mol/L·s。答案：（1）O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+O2+H2O，△H=△H1+△H2+△H3。（2）（3）反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大；Fe3+，BD（4）（计算过程略）5.5×10—4mol/L·s命题意图：化学反应原理与元素化合物3.（2012）（1）Na2S2O3，2（2）2；保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的不变，才到达实验目的。（3）（4）(△H1-△H2)/2；负极4.（2012）（1）CaSO4；Mg（OH）2（2）氢氧根与镁离子结合使平衡向右移动，钾离子变多（3）K2CO3；H2SO4（4）在同一时间K+的浸出浓度大；反应速率加快，平衡时溶浸时间短（5）1.75×104（1）依据流程和制取目的，结合“呆矿”，在水中存在的平衡分析，加入饱和Ca（OH）2溶液对平衡的影响分析-CH3|COOHCH3-7/8判断；（2）依据氢氧化钙和平衡状态下的镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，促进平衡右移分析；（3））“除杂”环节中主要是除去钙离子，但不能引入新的杂质，调节溶液PH呈中性，除去加入的碳酸钾，得到较纯净的硫酸钾，需要加入硫酸调节；（4）依据图象分析，纵轴意义，曲线的变化，达到平衡需要的时间分析判断；（5）以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4（s）+CO32﹣（aq）⇌CaCO3（s）+SO42﹣（aq）平衡常数概念写出计算式，依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式，转化关系中钙离子相同计算分析．解：（1）“呆矿”，在水中存在沉淀溶解平衡：K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O（s）⇌2Ca2++2K++Mg2++4SO42﹣+2H2O，为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，氢氧根离子和镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，同时钙离子增多，析出硫酸钙沉淀，所以滤渣中主要成分为CaSO4，Mg（OH）2，故答案为：CaSO4；Mg（OH）2；（2）Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因是氢氧化钙是饱和溶液，加入后氢氧根离子和镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，促进平衡右移钙离子增多，饱和溶液中析出氢