1、1大题精做八 以能量和化学平衡串联反应原理1.（2018 南昌二中理综）甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用 CO2和 H2在一定条件下反应合成甲醇。（1）已知在常温常压下：2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(g) H1275.6kJ/mol2CO(g)+O 2(g)=2CO2(g) H566.0kJ/molH 2O(g)=H2O(l) H44.0kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：。（2）甲醇脱氢可制取甲醛 CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题：600K 时，Y 点甲醇的
2、(逆)(正)（填“”或“” 、 “” 、 “(正)，由图可知，升温，甲醇的平衡转化率增大，说明正向是吸热反应，从 Y 点到 X 点应该让反应逆向进行，所以可采取降温的措施，又因为正向是体积增大的反应，还可采取增大压强的措施；当甲醇的起始浓度不一样时，转化率就不一定等于 90%，所以在 t1K 时，该反应的平衡常数为 8.1molL1 是不正确的；（3）由表中数据可知，实验的前 20min CH3OH 的浓度变化了 0.0014mol/L，则生成氢气浓度是 0.0014mol/L，(H 2)0.0014/207.010 5molL1min1；实验相比，实验甲醇的起始浓度是实验的 2 倍，而达平衡
3、时的浓度却小于 2 倍，说明 T1到 T2平衡向正向移动，而反应为吸热反应，所以 T2大于 T1； 实验、值起始浓度相等，但到达平衡的时间实验小于，所以催化剂的催化效率：实验实验。【答案】 （1）CH 3OH(l)+ O2(g)=CO(g) + 2H2O(l) H442.8kJmol （2）降低温度和增大压强不正确。因为当 CH3OH 的起始浓度不同时，其转化率就不等于 90%。（3）7.010 5molL1min1 ”或“0，故答案为；根据反应方程式 MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知该反应正向为气体体积增大的方
4、向，在相同温度下，压强越大氢气的转化率越小，由图 1 可知：在相同温度下 p1下氢气的转化率最大，所以 p1压强最小，p 3下氢气的转化率最小，所以 p3压强最大，所以 p3p2p1，故答案为 p3p2p1；由MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)，设 A 混合气体的总物质的量为 1mol，则A 点时 H2的物质的量为 0.4mol，H 2O 的物质的量为 0.4mol，则变化的 H2的物质的量为 0.4mol，A 点时 H2的为平衡转化率为 (H 2)= =50%，故答案为 50%；B 点时 H2、CO 的体积分数均为
5、25%，混0.4mol0.4mol+0.4mol100%合气体为 H2、CO、H 2O，则 H2O 的体积分数为 1-25%-25%=50%，B 点对应的平衡常数 K= =0.01，故答案p2（ CO） p4(H2O)p4(H2)为 0.01【答案】 （1）61 （2） （ H2- H1）12（3）阳极区 2H+2e=H2(或 2H2O+2e=H2+2OH ) （4） p 3p2p1 50% 0.01 4.（2019 四川省诊断理综）研究和深度开发 CO、CO 2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题：I.CO 可用于高炉炼铁，已知Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4
6、CO2(g) H1=a kJ/ mol3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4 (s)+CO2(g) H2=bkJ/mol则反应 Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的 H3=_kJ/mol(用含 a、b 的代数式表示).一定条件下，CO 2和 CO 可以互相转化。（1）某温度下，在容积为 2L 的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应：CO 2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。甲容器 15min 后达到平衡，此时 CO2的转化率为 75%。则 015min 内平均反应速率 v(H2)= _，此条件下该反应的平衡常数 K=_。欲使平衡后乙与甲中相同组分
7、气体的体积分数相等，则 、x、y、z 需满足的关系是_，且_ (用含 y 的等式表示)。（2）研究表明，温度、压强对反应“C 6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) H”中乙苯的平衡转化率影响如下图所示：8则 H_0(填“” “0；该反应的n 气 0，则压强越大，乙苯的平衡转化率越小，故 p1p2p3；（3）达平衡时 v 正 =v 逆 ，即 k 正 c(CO)c(NO2)=k 逆 c(CO2)c(NO)，故 k 正 /k 逆 =c(CO2)c(NO)/c(CO)c(NO2)=k。【答案】I.（b+2a）/3 .（1）0.2molL 1 mi
8、n1 1.8 x=2w+y z=y （2）p 1p2p3（3）k=k 正 /k 逆5.（2018 天成教育研究院理综）碳元素与人们的日常生活、生活和科学研究密不可分。请回答下列问题。(1)乙烯具有水果催熟的功效，乙烯的电子式是_。(2)Al2O3真空碳热还原一氯化法是一种新的炼铝工艺，该法流程短，设备简单，符合目前国家提倡节能减排、改造升级的大环境。其中冶炼过程中发生的反应有：()2Al 2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) H1；()Al 2O3(s)+Al4C3(s)+3AlCl3(g)=9AlCl(g)+3CO(g) H2；()3AlCl(g)= =AlCl3(g)+
9、2Al(l) H3；则 Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g) H4=_(用含 H1、 H2、 H3的代数式表示)。9Al 4C3是真空碳热还原一氯化法炼铝的中间产物，该物质与水反应生成最简单的有机物。该反应的化学方程式为_。(3)利用活性炭的还原性可处理机动车的尾气(氮氧化物)，发生如下反应 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) H0，一定条件下，密闭容器中的有关物质的浓度与时间的变化如下表所示：时间/mim浓度/(mol/L)0 10 20 30 40 50NO 2.0 1.16 0.40 0.40 0.6 0.6N2 0 0.42 a b 1.2 1.2CO
10、2 0 0.42 a b 1.2 1.2020min 内的平均反应速率 v(CO2)=_molL1min1；第一次达到平衡的平衡常数K=_。30min 时只改变某一条件，则改变的条件可能是_ (填字母编号)。a升高温度 b降低温度 c再通入一定量的 NOd缩小容器的体积 e加入合适的催化剂 f增大容器休积(4)炼钢炉中发生复杂的化学反应，其中包括反应：C(s)+CO 2(g) 2CO(g) H0。将 1molCO2与足量的碳充入到一个恒压密闭容器中，总压强为 P 总 。达到平衡时，容器内气体体积分数与温度的关系如下图：CO 2体积分数为 86%时，CO 2的转化率为_%(结果保留一位小数，下同
11、)。已知：气体分压 P 分 =P 总 气体体积分数，达到平衡时用气体的分压代替气体浓度所表示的平衡常数为 Kp，则 900时，K p=_(用含 p 总 的代数式表示)。【解析】 （1）由乙烯的成键特点可得其分子的电子式为： （2）由盖斯定律可得目标热化学方程式可由 ，则 H4= H1+ H2+ H3，故答案为：13( )+13( )+( )转化而得到 13 13 H4= H1+ H2+ H3；Al 4C3与水反应发生强烈的水解生成 Al(OH)3和 CH4，故答案为：13 13Al4C3+l2H2O=4Al(OH)3+3CH 4（3）020min 内 NO 的浓度变化 2.0mol/L-0.4
12、mol/L=1.6mol/L，则 CO2的浓度增加为 1.6mol/L2=0.8mol/L，其平均反应速率 v(CO2)=0.8mol/L20min=0.04molL1min1，由反应方程式可得该反应的平衡常数 K= = =4，故答案为：0.04molL 1min1、4；30min 时改c(N2)c(CO2)c2(NO)0.80.80.4210变某一条件后，在第二次达到平衡后平衡常数 K= =4，和第一次平衡时相同，则改变的条件不可能是1.21.20.62温度，且在新平衡下，各物质的浓度都变为原来的 1.5 倍，则改变的条件只能在其它条件不变时将体积压缩到原来的 或在其它条件不变时又充入一定量的 NO（为原起始 NO 物质的量的 0.5 倍） ，故答案为：cd；（4）23设 CO2的转化率为 x，则剩余 CO2为（1-x）mol，生成 CO 为 2xmol，CO 2的体积分数= =0.86，解得1-x1-x+2xx0.075，故答案为：7.5%；由题示信息可得 Kp= =0.942 P2 总 0.06 P2 总 =14.73p 总 ，故答案为：p2(CO)p(CO2)14.73p 总 。【答案】 （1）（2） H1+ H2+ H3 Al4C3+l2H2O=4Al(OH)3+3CH 413 13（3）0.04molL 1min1 4 cd （4）7.5% 14.73p 总
