2020届高三化学二轮复习 化学反应原理——以速率平衡为中心（专题训练）
1、生产钡盐的主要原料是重晶石(BaSO4)。在高温下，重晶石与石墨存在如下反应：
①BaSO4(s)＋4C(s，石墨)②BaSO4(s)＋4CO(g)回答下列问题：
4CO(g)＋BaS(s) ΔH1＝＋571.2 kJ/mol 4CO2(g)＋BaS(s) ΔH2 ＝－118.8 kJ/mol
(1)反应①在一定条件下能够自发的原因：_______________________
(2)已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－393.5 kJ/mol；求CO的标准燃烧热ΔH4＝________kJ/mol；
(3)图1为1 200 K下， 恒容密闭容器中重晶石与石墨反应时， c(CO)随时间变化曲线图。请分析图1曲线c(CO)在0～t2区间变化的原因：_________________
c（CO2）(4)图2为实验测得不同温度下， 反应体系中初始浓度比与固体中BaS质量分数的
c（CO）关系曲线。分析图2曲线， 下列说法正确的有________； A.提高 BaSO4 的投料量，可提高 BaS 的产率
B.恒温恒容时， 当混合气体的密度不变， 反应①、②均达到化学平衡状态 c（CO2）
C.减小初始浓度比，有利于增大 BaSO4 的转化率
c（CO）D.适当升高温度，反应②的平衡左移，对生成 BaS不利
(5)图1中，t2 时刻将容器体积减小为一半，t3 时刻达到新的平衡， 请在图1中画出t2～t3区间c(CO)的变化曲线。
(6)工业生产中产生的 SO2 废气可用如图方法获得H2SO4。写出电解的阳极反应式___________________________________________________________
答案 (1)反应①ΔS>0，ΔH>0，在较高温度下能自发
(2)－283 (3)反应速率①比②大，故开始阶段c(CO)增大，后来反应②为主，故c(CO)减小 (4)BC (5)
(6)Mn2＋－2e－＋2H2O ===MnO2↓＋4H＋
2、乙醇是重要的化工原料，也是清洁的能源。
Ⅰ．工业上，在一定条件下用乙烯水化法制备乙醇。已知热化学方程式如下： ①CH2=CH2(g)+H2O(g)?CH3CH2OH(g) ΔH1
②2CH2=CH2(g)+H2O(g)?CH3CH2OCH2CH3(g) ΔH2 ③2CH3CH2OH(g)?CH3CH2OCH2CH3(g)+H2O(g) ΔH3 （1）几种化学键的键能如下：
化学键 键能kJ·mol?1 H?C 413 C=C 615 H?O 463 C?O 351 C?C 348
mol?1。 根据键能计算ΔH1=________________kJ·
（2）在恒容密闭容器中发生反应②，下列能说明该反应达到平衡的是_________。 a．容器中总压强保持不变 b．H2O(g)的消耗速率与CH3CH2OCH2CH3(g)生成速率相等 c．气体平均摩尔质量保持不变 d．容器中气体密度保持不变
（3）在密闭容器中投入CH2=CH2(g)、H2O(g)和催化剂发生反应①，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①x代表________________。（选填“温度”或“压强”）
②L1和L2哪个大？并请说出理由：_______________________________。
Ⅱ．如图所示，甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和lmolHe，此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2A(g)+B(g)?2C(g)；反应达到平衡后，再恢复至原温度。回答下列问题：
（4）达到平衡时，隔板K最终停留在0刻度左侧某一处，记为a处，则a的取值范围是__________。
（5）若达到平衡时，隔板K最终停留在左侧刻度1处，此时甲容积为2L，则该反应化学平衡常数为_______。
（6）若一开始就将K、F如上图固定，其他条件均不变，则达到平衡时：测得甲中A的转化率为b，则乙中C的转化率为____________。 答案：－34 ac温度 L1＞L2，正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡转化率增大 0 3(2019·课标全国Ⅲ，28)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)。如图为刚性容器中，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： 1 CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(s) ΔH1＝83 kJ·mol－1 2 11 CuCl(s)＋2O2(g)===CuO(s)＋2Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1 CuO(s)＋2HCl===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)。 解析 (1)由题给HCl平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HCl平衡转化率降低，则此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K(300 ℃)大于K(400 ℃)。结合题图可知，c(HCl)∶c(O2)＝1∶1、400 ℃时HCl的平衡转化率为84%，列出三段式： 4HCl（g） 起始转化 c00.84c0 ＋ O2（g）c00.21c0（1－0.21）c0 ＝ ===2Cl2（g）＋2H2O（g） 00.42c00.42c0 00.42c00.42c0 ；进料浓度比 平衡（1－0.84）c0则K(400 ℃)＝ c2（Cl2）·c2（H2O）c4（HCl）·c（O2） （0.42）2×（0.42）2（1－0.84）4×（1－0.21）c0 c(HCl)∶c(O2)过低会使O2和Cl2分离的能耗较高，过高则会造成HCl转化率较低。(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由(①＋②＋③)×2得4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－116 kJ·mol－1。(3)题述反应是气体体积减小的反应，增大反应体系压强可使反应正向移动，提高HCl的转化率，及时分离出产物也能提高HCl的转化率。(4)负极区发生还原反应Fe3＋＋e－===Fe2＋，生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁，发生反应4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，由反应可知电路中转移4 mol电子消耗1 mol 11 O2，则转移1 mol电子消耗氧气4 mol，其在标准状况下的体积为4 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L。 （0.42）2×（0.42）2答案 (1)大于 O2和Cl2分离能耗较高 HCl转化率较低 (2) （1－0.84）4×（1－0.21）c0 －116 (3)增加反应体系压强、及时分离出产物 (4)Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 5.6 4、请应用化学反应原理的相关知识解决下列问题： (1)已知NaCl的溶解热为3.8 kJ·mol－1(吸热) Na(s)－e－===Na＋(aq) ΔH＝－240 kJ/mol 1－－Cl2(g)＋e===Cl(aq) ΔH＝－167 kJ/mol 2 写出钠在氯气中燃烧的热化学方程式________________________________。 (2)一定条件下，在2 L恒容密闭容器中充入1.5 mol CO2和3 mol H2发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) 下图是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。已知在温度为500 K的条件下，该反应10 min达到平衡； ①该反应是________ (填“吸热”或“放热”)反应。 ②在0～10 min时段反应速率v(H2)为________。 ③若改充入2 mol CO2和3 mol H2，图中的曲线会________(填“上移”或“下移”)。 (3)根据下表数据回答问题： 表1 25 ℃时浓度为0.1 mol/L两种溶液的pH 溶质 pH 表2 25 ℃时两种酸的电离平衡常数 H2SO3 H2CO3 Ka1 1.3×10－2 4.2×10－7 Ka2 6.3×10－8 5.6×10－11 NaClO 9.7 Na2CO3 11.6 ①根据表1能不能判断出H2CO3与HClO酸性强弱？ ________(填“能”或“不能”)。 ②0.10 mol·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为________。 ③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的离子方程式为______________________________。
2020届高三化学二轮复习 化学反应原理——以速率平衡为中心(专题训练)
