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1、大题冲关滚动练之三大题冲关滚动练之三速率、平衡图表类综合题速率、平衡图表类综合题1 碳及其化合物有广泛的用途。(1)在电化学中，常用碳作电极：在酸性锌锰干电池中，碳棒作_极。若用碳棒和铁棒作电极电解饱和食盐水生产烧碱时，碳棒作_极，反应的离子方程式_。(2)将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气：C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) H131.3 kJmol1，达到平衡后，体积不变时，能提高 H2O 的平衡转化率的措施是_(填字母序号)。A升高温度 B增加碳的用量C加入催化剂 D用 CO 吸收剂除去 CO(3)将一定量的 CO(g)和 H2O(g)通过某恒容的密闭容器中，发生反应：CO(g)H
2、2O(g)CO2(g)H2(g)得到如下数据：起始浓度/molL1平衡浓度/molL1温度/ CO(g)H2O(g)H2(g)9002.00.80.4通过计算，该反应的平衡常数为_。(4)工业上把水煤气中的混合气体处理后，获得较纯的 H2用于合成氨：N2(g)3H2(g)一定条件下,2NH3(g) H92.4 kJmol1。某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验，N2浓度随时间变化如图：与实验比较，实验改变的条件为_。实验比实验的温度要高，其它条件相同，请在下图画出实验和实验中 NH3浓度随时间变化的示意图。答案 (1)正 阳 2Cl2H2O2OHH2Cl2=通电(2)AD(3)0.25(
3、或 1/4)(4)使用催化剂(5)解析 (1)在酸性锌锰干电池中，Zn 作负极，碳棒作正极；电解饱和食盐水时，碳棒作阳极；(2)根据反应特点，欲提高 H2O 的转化率，升温或减少 CO 的浓度均能达到目的；(3)平衡浓度H20.4 molL1CO20.4 molL1CO2.0 molL10.4 molL11.6 molL1H2O0.8 molL10.4 molL10.4 molL1所以平衡常数 K ；H2CO2COH2O0.4 0.41.6 0.414(4)因为平衡时N2不变，所以使用了催化剂；升温，达到平衡所用时间缩短，但NH3的浓度减小。2 乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇
4、的一种反应原理为 2CO(g)4H2(g) CH3CH2OH(g)H2O(g) H1已知：H2O(l)=H2O(g) H2CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H3(1)以 CO2(g)与 H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：2CO2(g)6H2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(l)H_。(2)CH4和 H2O 在催化剂表面发生反应 CH4H2O(g) CO3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：温度/8001 0001 2001 400平衡常数0.45 mol2L21.92 mol2L2276.5 mol2L21 771.5 mol2L2该反应是_(填“
5、吸热”或“放热”)反应T 时，向 1 L 密闭容器中投入 1 mol CH4和 1 mol H2O(g)，5 小时后测得反应体系达到平衡状态，此时 c(CH4)0.5 molL1，计算该温度下 CH4H2O(g) CO3H2的平衡常数 K_，该温度下达到平衡时 H2的平均生成速率为_。(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少 NOx的排放，这使 NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以 AgZSM5 为催化剂，测得 NO 转化为 N2的转化率随温度变化情况如下图所示。若不使用 CO，温度超过 775 ，发现 NO 的转化率降低，其可能的原因为_；在 n(NO)/n(CO)1 的条件
6、下，应控制的最佳温度在_左右。用 CxHy(烃)催化还原也可消除氮氧化物的污染。写出 CH4与 NO2发生反应的化学方程式：_。(4)乙醇同时也是工业生产乙醛等化工产品的重要原料，下图是乙醇氧化为乙醛的反应机理，则 B 物质应为_。答案 (1)H13H22H3(2)吸热 6.75 mol2L2 0.3 molL1h1(3)该反应是放热反应，反应达平衡时，升高温度，平衡向逆反应方向移动 870 K(或相近温度) CH42NO2=CO2N22H2O(4)Cu解析 (1)2CO2(g)2H2(g)=2CO(g)2H2O(g) 2H33H2O(g)=3H2O(l) 3H2根据目标方程式，HH13H22
7、H3。(2)升温，平衡常数增大，该反应为吸热反应。 CH4H2O CO3H2起始浓度/molL1 1 1 0 0平衡浓度/molL1 0.5 0.5 0.5 1.5K6.75 mol2L21.5 molL13 0.5 molL10.5 molL1 0.5 molL1v(H2)0.3 molL1h1。1.5 molL15 h(3)2NO(g)=N2(g)O2(g) H0升温，平衡左移，造成温度超过 775 时，NO 的转化率降低。在 n(NO)/n(CO)1 的条件下，NO 还原为 N2的转化率在 870 K 附近最高。(4)Cu 是该反应的催化剂。3 碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一种
8、理想的锂电池有机电解液，生成碳酸甲乙酯的原理为 C2H5OCOOC2H5(g)CH3OCOOCH3(g) 2CH3OCOOC2H5(g) H1(1)其他条件相同，CH3OCOOCH3的平衡转化率()与温度(T)、反应物配比(R)的关系如图所示。H1_0(填“” 、 “”或“”)。由图可知，为了提高 CH3OCOOCH3的平衡转化率，除了升温，另一措施是_。在密闭容器中，将 1 mol C2H5OCOOC2H5和 1 mol CH3OCOOCH3混合加热到 650 K，利用图中的数据，求此温度下该反应的平衡常数 K(请写出计算过程)。(2)已知上述反应需要催化剂，请在如下的坐标图中，画出有催化剂
9、与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。(3)已知：CH3OCOOCH3(g)C2H5OH(g) CH3OCOOC2H5(g)CH3OH(g) H2CH3OCOOC2H5(g)C2H5OH(g) C2H5OCOOC2H5(g)CH3OH(g) H3H1_(用 H2和 H3表示)。答案 (1) 增大反应物中 C2H5OCOOC2H5的浓度(或比例)由图知，平衡时 CH3OCOOCH3的转化率为 60%。设容器的容积为 V LKCH3OCOOC2H52C2H5OCOOC2H5CH3OCOOCH391.2/V molL120.4/V molL10.4/V molL1(2)(
10、3)H2H34 .恒温、恒容条件下，在容积为 1 L 的密闭容器中，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图所示(已知：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H196.6 kJmol1)，请回答下列问题：(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：_。(2)H2_ kJmol1。.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：CH3COOH(l)C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)H2O(l) H8.62 kJmol1浓硫酸已知 CH3COOH、C2H5OH 和 CH3COOC2H5的沸点依次为 118 、78 和 77 。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示
11、。(1)该研究小组的实验目的是_。(2)60 下反应 40 min 与 70 反应 20 min 相比，前者的平均反应速率_后者(填“小于” 、 “等于”或“大于”)。(3)如图所示，反应时间为 40 min、温度超过 80 时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_(写出两条)。答案 .(1)S(s)O2(g)=SO2(g) H297 kJmol1(2)78.64.(1)探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响(2)小于(3)反应可能已达平衡状态，温度升高平衡向逆反应方向移动；温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降解析 .(1)S 燃烧生成 SO2，其燃烧热为 H297 kJmol1(2)
12、H20.8 mol78.64 kJmol1196.6 kJmol12 mol.(1)根据图示，可知该实验目的为探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响。(2)根据图示，60 下反应 40 min 时产率为 30%,70 下反应 20 min 时产率为20%。，所以前者平均反应速率小于后者。30%4020%20(3)该反应为放热反应，升温，平衡左移，造成产率下降；升温，也会造成乙醇、乙酸的大量挥发，造成产率下降。5 甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。(1)为探究用 CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为 1 L 的密闭容器中，充入 1 mol CO2和 3 mol H2, 一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJmol1T1温度下，测得 CO2和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图。请回答：从反应开始到平衡，氢气的反应速率 v(H2)_。能够说明该反应已达到平衡的是_(填字母序号，下同)。A恒温、恒容时，容器内的压强不再变化B恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化C一定条
