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1、化学平衡移动化学平衡移动高考高考 3131 题加试题练习题加试题练习 2018.3(一)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)四氢萘(C10H12)萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g)H1?C10H12(l)C10H8(l)2H2(g)H2?H1H20；C10H18C10H12的活化能为 Ea1，C10H12C10H8的活化能为 Ea2；十氢萘的常压沸点为 192；在 192，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为 9。请回答：(1) 有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_。A高温高压B低温低压C高温低压D低温高压(2
2、) 研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_。(3) 温度 335，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验，测得 C10H12和 C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系，如下图所示。在 8 h 时，反应体系内氢气的量为_mol(忽略其他副反应)。x1显著低于x2的原因是_。在下图中绘制“C10H18C10H12C10H8”的“能量反应过程”示意图。30随着石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景，以煤为原料制取烯烃的工艺流程可分为三个阶段。（3）煤气化制合成气：C(s)+H2O(g)CO(g
3、)+H2(g)已知：C(s)+CO2(g)=2CO(g) H = +172.5kJmol1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H =41.0kJmol1 则煤气化反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)条件下自发进行。（4）由合成气制甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在容积固定为 2 L 的密闭容器中充入 2 molCO(g)和 6 molH2(g)，反应生成 CH3OH(g)，反应时间与物(8,0.374)0 2 4 6 8 10 12 14 160.50.40.30.20.10.0产率 x时间/hx2(C10H8)(8,0.027)x1(C10H12)能量反
4、应过程质的量浓度的关系如下图所示。若 15min 时升高体系温度，在 20min 时达到新平衡，此时氢气的转化率为 33.3%，请在图中画出 1525min c(CO)的变化曲线。（5）由甲醇制取烯烃主反应：2CH3OHC2H4+2H2O3CH3OHC3H6+3H2O副反应：2CH3OHCH3OCH3+H2O在常压和某催化剂作用下，甲醇的平衡转化率及乙烯、丙烯等物质的选择性(指除了水蒸气以外的产物中乙烯、丙烯等物质的物质的量分数)与反应温度之间的关系如图所示。为尽可能多地获得乙烯，控制反应温度为550的理由是 。以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能可将 CO2电解转化为低碳烯烃，则电解生成丙烯时，
5、阴极的电极反应为 。30.【加试题】 （10 分）氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。（1）以 Fe 为催化剂，0.6mol 氮气和 1.8mol 氢气在恒温、容积恒定为 1L 的密闭容器中反应生成氨气，20min 后达到平衡，氮气的物质的量为 0.3mol。在第 25min 时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至 2L 并保持恒容，体系达到平衡时 N2的总转化率为 38.2%。请画出从第 25min 起 H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。 t/minc(H2)/molL-1该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是 （填增大、减小或不变）。（2）N2H4是一
6、种高能燃料，有强还原性，可通过 NH3和 NaClO 反应制得，写出该制备反应的化学方程式 N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数 K11.010-6，则 0.01 molL1 N2H4水溶液的 pH 等于 （忽略 N2H4的二级电离和 H2O 的电离） 。已知 298K 和 101KPa 条件下：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H12H2(g)+O2(g)2H2O(l) H22H2(g)+O2(g)2H2O(g) H34NH3(g)+O2(g)2N2H4(l)+2H2O(I) H4则 N2H4(l)的标准燃烧热 H （3）科学家改进了 NO2转化为 HNO3的工艺（如虚框所示）
7、，在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O 的质量比和 O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。NH3(g)NO(g)NO2(g)N2O4(l)HNO3(aq)H2O(l) O2(g)实际操作中，应控制 N2O4/H2O 质量比高于 5.11，对此请给出合理解释 3030 加试题加试题 (10 分) 硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的剧毒气体,在生产、生活及科研中均有重要应用。(1)工业上采用高温热分解 H2S 的方法制取 H2,在膜反应器中分离出 H2,发生的反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g)AH已知：H2S(g)H2(8)+S(g)AH12S(g)S2(g)H2则H= (用含H1、H2的式子表
8、示)。(2)在容积 2 L 的恒容密闭容器中,控制不同温度进行 H2S 分解：2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。H2S 的起始物质的量均为 1mol,实验过程中测得 H2S 的转化率如图 1 所示。曲线 a 表示 H2S 的平衡转化率与温度的关系,曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间时 H2S 的转化率。反应 2H2S (g)2H2(g)+S2(g)是放热还是吸热，判断并说理由 。随着 H2S 分解温度的升高,曲线 b 向曲线 a 逐渐靠近,其原因是 。在 985时,该反应经过 5 s 达到平衡,则该反应的平衡常数为 。在图 2 中画出985时,06s 体系中 S2(g)浓度随时间的
9、变化曲线。（2）在容积不变的密闭容器中，一定量的 NO 与足量的 C 发生反应：C(s)+2NO(g)N2(g) + CO2(g) H= Q kJmol1，平衡时c(NO)与温度T的关系如图 1 所示，下列说法正确的是_。A其他条件不变，改变活性炭的用量，平衡一定不移动B该反应的Q0，所以T1、T2、T3对应的平衡常数：K1K2K2C温度为T2时，若反应体系处于状态 D，则此时 v(正)v(逆)D若状态 B、C、D 体系的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(D)=p(C)p(B)（3）已知某温度时，反应 C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡常数K=，在该温度下的 2L
10、 密闭容器中投入足量的169活性炭和 2.0 mol NO 发生反应，t1时刻达到平衡，请在图 2 中画出反应过程中c(NO)随时间t的变化曲线。（4）工业上实际处理废气时，常用活性炭作催化剂，用 NH3还原 NO，同时通入一定量的 O2以提高处理效果。当n(NH3)=n(NO)时，写出体系中总反应的化学方程式_。用纳米铁粉或电解法处理废水中的硝酸盐。（5）纳米铁粉处理污水中 NO3的离子方程式为：4Fe+NO3+10H+=4Fe2+NH4+3H2O。实验证实，pH 偏低将会导致 NO3的去除率下降，其原因是_。相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中 NO3的速率有较大差异（见下图） ，产生该差异的可能原因是_。30 （2）以 CO2和 NH3为原料合成尿素。主要通过以下二个反应进行：反应 1：2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l)反应 2：H2NCOONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)一定条件下，投料比对平衡转化率会产生明显的影响，如图 1 所示。H2NCOONH4的平衡转化率随 )CO()NH(23 nn增大而上升，试分析其原因 。恒温密闭容器中，一定量的 NH3和 CO2反应合成尿素，第 10min 达到平衡。若相同条件下反应 1 的速率要快于反应 2，请在图 2 中画出 015min 内，c(H2NCOONH4)随时间t的变化曲线。
