高考化学异构异模复习考案习题专题83综合运用 Word版含答案.docx

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高考化学异构异模复习考案习题专题83综合运用Word版含答案

1．（双选）在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c（CO2）随温度的变化如图所示（图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上）。

下列说法正确的是（　　）

点击观看解答视频

A．反应CO2（g）＋C（s）===2CO（g）的ΔS>0、ΔH<0

B．体系的总压强p总：

p总（状态Ⅱ）>2p总（状态Ⅰ）

C．体系中c（CO）：

c（CO，状态Ⅱ）<2c（CO，状态Ⅲ）

D．逆反应速率v逆：

v逆（状态Ⅰ）>v逆（状态Ⅲ）

答案　BC

解析　由图可知，升高温度，c（CO2）降低，即平衡正向移动，所以该反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；相同温度下，图中Ⅱ点所在曲线对应的c（CO2）高，表示通入0.2molCO2，则Ⅰ点所在曲线表示通入0.1molCO2，Ⅰ点和Ⅱ点的c（CO2）相等，由图知参加反应的CO2的物质的量：

Ⅱ点大于Ⅰ点的2倍，且该反应为气体分子数增多的反应，同时Ⅱ点的温度比Ⅰ点高，所以体系的总压强p总：

p总（状态Ⅱ）>2p总（状态Ⅰ），B项正确；状态Ⅱ中CO2的投入量为状态Ⅲ的2倍，因状态Ⅱ压强比状态Ⅲ大，而加压平衡逆向移动，则状态Ⅱ中的c（CO）小于状态Ⅲ中c（CO）的2倍，C项正确；状态Ⅲ比状态Ⅰ的温度高，温度越高，反应速率越快，所以状态Ⅲ的反应速率快，D项错误。

2．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2（g）＋O3（g）N2O5（g）＋O2（g），若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图象作出的判断正确的是（　　）

A

B

升高温度，平衡常数减小

0～3s内，反应速率为

v（NO2）＝0.2mol·L－1

续表

C

D

t1时仅加入催化剂，平衡正向移动

达平衡时，仅改变x，则x为c（O2）

答案　A

解析　A项，由图象可知，该可逆反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，正确；v（NO2）＝

＝

＝0.2mol·L－1·s－1，B项错误，单位不对；使用催化剂可加快反应速率，但不能使平衡发生移动，C项错误；D项，若x为c（O2），则O2浓度增大，NO2的转化率减小，与图象不符，D项错误。

3．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X（g）＋Y（g）2Z（g）ΔH<0，一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的数据如下表：

点击观看解答视频

t/min

2

4

7

9

n（Y）/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法正确的是（　　）

A．反应前2min的平均速率v（Z）＝2.0×10－3mol/（L·min）

B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v（逆）>v（正）

C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44

D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大

答案　C

解析　A项，反应前2min的平均反应速率v（Y）＝

＝2.0×10－3mol/（L·min）,由反应方程式可知v（Y）∶v（Z）＝1∶2，则v（Z）＝4.0×10－3mol/（L·min）;B项，ΔH<0，该反应的正反应为放热反应，其他条件不变，降低温度时，平衡向正反应方向移动，达到新平衡前v（正）>v（逆）；C项，该温度下7min时反应已达平衡，若设在此过程中Y消耗的物质的量为Δn，则

　X（g）　＋　Y（g）　　2Z（g）

始　0.16mol0.16mol0

变　ΔnΔn2Δn

平　0.10mol0.10mol2Δn

Δn＝0.16mol－0.10mol＝0.06mol

平衡常数K＝

＝

＝1.44；D项，该反应前后气体总体积不变，压强对平衡没有影响，再充入0.2molZ，达到的新平衡状态与原平衡等效，故X体积分数不变。

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/min

0

20

40

60

80

120

x（HI）

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

x（HI）

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784

（1）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＝40min时，v正＝________min－1。

（3）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）。

答案　

（1）

（2）k正/K　1.95×10－3

（3）A、E

解析　

（1）设开始加入的HI为xmol，达平衡时转化的HI是amol，则

　　　　2HI（g）H2（g）　＋　I2（g）

开始/molx00

转化/mola

平衡/molx－a

所以

＝0.784，得a＝0.216x，K＝

＝

。

（2）达平衡时，v正＝v逆，k正x2（HI）＝k逆x（H2）x（I2），k逆＝

＝k正/K。

v正＝k正x2（HI），在40min时，x（HI）＝0.85，所以v正＝0.0027min－1×0.85×0.85＝1.95×10－3min－1。

（3）升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡正向移动，HI的物质的量分数减小，H2的物质的量分数增大，分析题图，反应重新达到平衡时，相应的点分别是A、E。

5．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

2NO2（g）＋NaCl（s）NaNO3（s）＋ClNO（g）

K1ΔH1<0（Ⅰ）

2NO（g）＋Cl2（g）2ClNO（g）K2　ΔH2<0（Ⅱ）

（1）4NO2（g）＋2NaCl（s）2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g）的平衡常数K＝________（用K1、K2表示）。

（2）为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应（Ⅱ）达到平衡。

测得10min内v（ClNO）＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，则平衡后n（Cl2）＝________mol，NO的转化率α1＝________。

其他条件保持不变，反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1（填“>”“<”或“＝”），平衡常数K2________（填“增大”“减小”或“不变”）。

若要使K2减小，可采取的措施是___________。

（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。

含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol·L－1的CH3COONa溶液，则两溶液中c（NO

）、c（NO

）和c（CH3COO－）由大到小的顺序为________。

（已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4mol·L－1，CH3COOH的电离常数Ka＝1.7×10－5mol·L－1）

可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。

a．向溶液A中加适量水　　b．向溶液A中加适量NaOH

c．向溶液B中加适量水d．向溶液B中加适量NaOH

答案　

（1）

（2）2.5×10－2　75%　>　不变　升高温度　

（3）c（NO

）>c（NO

）>c（CH3COO－）　bc

解析　本题考查化学平衡常数之间的关系、化学平衡计算及盐的水解等。

（1）根据盖斯定律2（Ⅰ）－（Ⅱ）可得总反应：

K＝

，K1＝

，K2＝

，故K＝

。

（2）反应生成ClNO的浓度为c（ClNO）＝7.5×10－3mol·L－1·min－1×10min＝7.5×10－2mol·L－1。

2NO（g）　＋　Cl2（g）2ClNO

起始（mol·L－1）：

0.1　　　　　0.05　　　　0

转化（mol·L－1）：

7.5×10－2　　3.75×10－2　7.5×10－2

平衡（mol·L－1）：

2.5×10－2　　1.25×10－2　7.5×10－2

故平衡时Cl2的物质的量为1.25×10－2mol·L－1×2L＝2.5×10－2mol；

NO的转化率为

×100%＝75%。

该反应是气体计量数减小的反应，恒压条件下，有利于平衡向正反应方向移动，故NO的转化率提高。

但是温度不变，平衡常数不变。

该反应是放热反应，若使平衡常数减小，必然是升高温度，平衡逆向移动。

（3）醋酸的电离常数比HNO2小，即CH3COOH的酸性比HNO2弱，则NO

的水解程度小于CH3COO－，HNO3是强酸，NO

不水解，故离子浓度关系为c（NO

）>c（NO

）>c（CH3COO－）。

A溶液pH小于B溶液。

a项对A溶液稀释，溶液的pH降低。

b项向A中加入NaOH能够使溶液的pH增大，可能与溶液B的pH相等。

c项对B溶液稀释，溶液的pH降低，可能达到与A相等。

d项向B中加入NaOH，二者的pH差异增大。

6．反应AX3（g）＋X2（g）AX5（g）（ΔH<0）在容积为10L的密闭容器中进行。

起始时AX3和X2均为0.2mol。

反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

（1）列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）＝________。

（2）图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）由大到小的顺序为________（填实验序号）；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：

b___________、c______________。

（3）用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为______________；

实验a和c的平衡转化率：

αa为________、αc为________。

答案　

（1）

＝1.7×10－4mol·L－1·min－1

（2）b>c>a　加入催化剂；反应速率加快，但平衡状态没有改变　温度升高；反应速率加快，平衡向逆反应方向移动（或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大）

（3）α＝2×

　50%　40%

解析　本题主要考查了化学反应速率的计算、化学平衡图象、外界条件对平衡的影响及转化率的计算等。

（1）开始时n0＝0.4mol，总压强为160kPa，平衡时总压强为120kPa，则

＝

，解得n＝0.40mol×

＝0.30mol，

　　AX3（g）　＋　X2（g）　AX5（g）

起始时n0/mol:

0.200.200

平衡时n/mol:

0.20－x0.20－xx

故（0.20－x）＋（0.20－x）＋x＝0.30，x＝0.10。

v（AX5）＝

＝1.7×10－4mol·L－1·min－1。

（2）横坐标代表达到平衡所用的时间，时间越短，达到平衡时的反应速率越快，故为b>c>a；b和a达到平衡时的压强一样，但是b达到平衡用的时间短，故b加入了催化剂，反应速率加快；c达到平衡的时间缩短，且起始时容器的体积不变，而压强大于a，故开始时升高了温度，使反应速率增大同时使平衡左移。

（3）根据反应：

AX3　　＋　　X2　　===　　AX5

n始态（mol）:

0.20.20

n变化量（mol）:

0.2α0.2α0.2α

n平衡量（mol）:

0.2－0.2α0.2－0.2α0.2α

温度、体积一定，压强与物质的量成正比则有：

＝

解得：

α＝2×

；αa＝2×

＝0.5，αc＝2×

＝0.4。

7．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气。

对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。

点击观看解答视频

Ⅰ.脱硝：

已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1；

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝＋133kJ·mol－1；

H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44kJ·mol－1。

催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为______________。

Ⅱ.脱碳：

向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2，在适当的催化剂作用下，发生反应：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH<0。

（1）①该反应自发进行的条件是________（填“低温”“高温”或“任意温度”）。

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________。

a．混合气体的平均式量保持不变

b．CO2和H2的体积分数保持不变

c．CO2和H2的转化率相等

d．混合气体的密度保持不变

e．1molCO2生成的同时有3molH—H键断裂

③CO2的浓度随时间（0～t2）变化如图所示，在t2时将容器容积缩小为原来的一半，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6CO2的浓度随时间的变化。

（2）改变温度，使反应CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH<0中的所有物质都为气态。

起始温度、体积相同（T1℃、2L密闭容器）。

反应过程中部分数据见下表：

反应时间

CO2（mol）

H2（mol）

CH3OH（mol）

H2O（mol）

反应Ⅰ

恒温恒容

0min

2

6

0

0

10min

4.5

20min

1

30min

1

反应Ⅱ

绝热恒容

0min

0

0

2

2

①达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：

平衡常数K（Ⅰ）________K（Ⅱ）（填“>”“<”或“＝”，下同）；平衡时CH3OH的浓度c（Ⅰ）________c（Ⅱ）。

②对反应Ⅰ，前10min内的平均反应速率v（CH3OH）＝________，在其他条件不变的情况下，若30min时只改变温度为T2℃，平衡时H2的物质的量为3.2mol，则T1________T2（填“>”“<”或“＝”）。

若30min时只向容器中再充入1molCO2（g）和1molH2O（g），则平衡________移动（填“正向”“逆向”或“不”）。

答案　Ⅰ.4H2（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋4H2O（g）

ΔH＝－1100.2kJ·mol－1

Ⅱ.

（1）①低温　②de

③如图

（2）①<　<　②0.025mol·L－1·min－1　<　不

解析　Ⅰ.H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1，则2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1①

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝＋133kJ·mol－1②

H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44kJ·mol－1③

将①×2－②－③×4得：

4H2（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－1100.2kJ·mol－1。

Ⅱ.

（1）①该反应是熵减的放热反应，在低温下能自发进行。

②该反应的生成物不是气体，反应过程中，混合气体的平均式量、CO2和H2的体积分数均保持不变；投料比等于化学方程式的化学计量数之比，CO2和H2的转化率相等，这些都无法说明反应是否达到平衡。

反应正向进行时，混合气体的密度减小，混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡。

1molCO2生成（逆反应）的同时有3molH—H键断裂（正反应），说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡。

③在t2时将容器容积缩小为原来的一半，c（CO2）变为原来的两倍，平衡正向移动，c（CO2）随后减小直到不变；t4时降低温度，平衡正向移动，c（CO2）在原平衡的基础上减小直到不变。

且由于温度不变，平衡常数不变，重新达到平衡时c（CO2）和c（H2）均与原平衡相等。

（2）①反应Ⅰ恒温恒容，从正向反应建立平衡；反应Ⅱ绝热恒容，从逆向反应建立平衡。

该反应的正反应是放热反应，故逆向反应是吸热反应，反应Ⅱ中体系温度降低，相对于反应Ⅰ平衡正向移动，故反应Ⅱ的平衡常数大，平衡时CH3OH的浓度大。

②对反应Ⅰ，前10min内，v（H2）＝

＝0.075mol·L－1·min－1，v（CH3OH）＝

v（H2）＝0.025mol·L－1·min－1。

20min和30min时CH3OH的物质的量都是1mol，说明反应达到了平衡，此时n（H2）＝3mol。

只改变温度为T2℃，平衡时H2的物质的量为3.2mol，说明平衡逆向移动，温度升高，故T1

T1℃时，K＝

＝0.148；只向容器中再充入1molCO2（g）和1molH2O（g），Qc＝

＝0.148＝K，故平衡不移动。

在一定条件下，体积不变的密闭容器中，发生可逆反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH<0，达到平衡后，当单独改变下列条件后，有关叙述正确的是（　　）

A．使用催化剂，此反应的ΔH仍保持不变

B．增大O2浓度，SO2的平衡转化率减小

C．降低温度，化学平衡常数减小

D．升高温度，SO2的转化率一定增大

[错解]　D

[错因分析]　改变温度时，反应物的转化率可根据平衡移动方向来判断，若正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则转化率是增大的，若正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则转化率是减小的，本题中若不能根据反应的热效应判断温度升高时化学平衡的移动方向，则易误选D项。

[解析]　A项，使用催化剂不能改变反应的ΔH，A项正确；B项，增大O2浓度，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，B错误；C项，降低温度，平衡正向移动，化学平衡常数增大，C错误；升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率一定减小，D错误。

[答案]　A

[心得体会]