发布时间 : 星期一 文章高考化学试题分类汇编：2014-2018化学平衡大题更新完毕开始阅读0a3b5a38bf1e650e52ea551810a6f524ccbfcbe0
据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是______________________。
－
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生______个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝______________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×106 J)。
【答案】(1)Al2O3(铝土矿)＋2NaOH＋3H2O===2NaAl(OH)4，NaAl(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3,2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO
－
(3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ?H＝－204.7 kJ·mol1 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
1.20V?(5)CH3OCH3＋3H2O－12e===2CO2＋12H 12
－
－
－
－
＋
1000g?12?96500C?mol?1?146g?mol÷(3.6×106
1kgJ·kW1·h1)＝8.39 kW·h·kg1
【解析】(1)从铝土矿(主要成分Al2O3)中提取Al2O3，主要应用Al2O3能与强碱溶液反应，生成可溶性NaAlO2
或NaAl(OH)4溶液，过滤除去其他不溶性杂质，向滤液中通入酸性气体CO2，生成Al(OH)3沉淀，过滤洗涤加热分解Al(OH)3得到Al2O3；
－
(3)由反应式ⅳ＋ⅰ×2可得所求热化学方程式，所以?H＝?H4＋2?H1＝(－24.5－90.1×2)kJ·mol1＝－
－
204.7 kJ·mol1；化工生产中既要考虑产率(化学平衡移动原理)，也要考虑化学反应速率；(4)正反应放热，温度升高，平衡左移，CO的转化率降低；(5)燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应，二甲醚的分子式为C2H6O，
－
在酸性条件下生成CO2，碳的化合价从－2价升至＋4价，一个二甲醚失去12个e，书写过程：第一步CH3OCH3
－－＋
－12e―→CO2，第二步配平除“H、O”之外的其他原子CH3OCH3－12e―→2CO2，第三步用“H”配平电荷
－＋－＋
CH3OCH3－12e―→CO2＋12H，第四步补水配氢CH3OCH3－12e＋3H2O===2CO2＋12H，第五步用“O”检查是否配平；1 kg二甲醚可以产生故可求出能量密度。
【2013新课标2】在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行反应： A(g)=+85.1kJ·mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表： 0 1 2 4 8 16 20 时间t/h B(g) + C(g )△H
1000g×12电子，1 mol电子可以提供96 500 C的电量，电压×电量＝功，
46g?mol?125 30 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 总压强p/100kPa 回答下列问题： （1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为 。
（2）由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为 ， 平衡时A的转化率为 ，列式并计算反应的平衡常数K 。
（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A）, nmol，
n（A）＝ mol。
45
总
=
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝ 。 0 4 8 反应时间t/h 16 0.10 a 0.026 0.0065 c(A)/(mol·L-1) 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律，得出的结论是 ， 由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为 mol·L-1。
p0.09412
【答案】（1）升高温度、降低压强（2）α(A)=( －1)×100%；94.1%；K==1.5；
po0.0059pp
（3）①0.1×；0.1×（2－）； ②0.051；每间隔4小时，A的浓度为原来的一半。0.013
popo
【解析】（1）根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征，要使A的转化率增大，平衡要正向移动，
可以采用升高温度、降低压强的方法。
（2）反应前气体总物质的量为0.10mol，令A的转化率为α(A)，改变量为0.10α(A) mol,根据差量法，气体增加
0.10α(A)mol，由阿伏加德罗定律列出关系：
0.10pOp9.53
= α(A)=( －1)×100%；α(A)=（－1）×100%=94.1%
0.10+0.10α(A)ppo4.91
0.09412
平衡浓度C(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L, K==1.5 0.00590.10pOppp
（3）①= n=0.1× ；其中，n（A）=0.1－（0.1×－0.1）=0.1×（2－）
nppopopo7.31
②n(A)=0.1×（2－）=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L
4.91
每间隔4小时，A的浓度为原来的一半。 当反应12小时时，C(A)=0.026/2=0.013mol/L
－－－
【2014·海南卷】 硝基苯甲酸乙酯在OH存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5＋OHO2NC6H4COO＋C2H5OH
－1
两种反应物的初始浓度均为0.050 mol·L，15 ℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。回答下列问题： t/s α/% 0 0 120 33.0 180 41.8 240 48.8 330 58.0 530 69.0 600 70.4 700 71.0 800 71.0 (1)列式计算该反应在120～180 s与180～240 s 区间的平均反应速率________、________；比较两者大小可得出的结论是____________________。
(2)列式计算15 ℃时该反应的平衡常数________。 (3)为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率，除可适当控制反应温度外，还可采取的措施有________(要求写出两条)。
0.050 mol·L×（41.8%－33.0%）－5－1－1
【答案】(1)v＝＝7．3×10 mol·L·s
（180－120）s0.050 mol·L×（48.8%－41.8%）－5－1－1v＝＝5．8×10mol·L·s
（240－180）s随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢
（0.050 mol·L×71.0%）（71.0%）
(2)K＝－12＝6.0或K＝2＝6.0
[0.050 mol·L×（1－71.0%）]（1－71.0%）
(3)增加OH的浓度、移去产物
【解析]】(1)反应过程中硝基苯甲酸乙酯浓度的变化量等于其起始浓度与转化率的乘积，再利用求反应速率的计
－5－1－1－5－1－1
算公式可求出两个时间段内的平均反应速率分别为7.3×10 mol·L·s、5.8×10 mol·L·s，由此可得出的结论是随着反应的进行，反应物浓度减小导致反应速率降低。(2)反应时间达到700 s时，硝基苯甲酸乙酯的转化率不再随时间的变化而发生变化，即反应在700 s时达到平衡。此时体系内两种产物浓度为0.05 mol/L
－
×71%，反应物浓度为0.05 mol/L×29%，由此可求出该反应的平衡常数。(3)根据可逆反应的特点可知增加OH的浓度、及时地移去产物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的转化率。 【2014·天津卷】 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。一种工业合成氨的简式流程图如下：
46
－
－1
2
2
－1
－1
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：_________________________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：
－1
①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol
－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是____________。 a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为____________。
(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：____________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。
(a) (b)
(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：______________________________________________。
一定条件
【答案】(1)2NH4HS＋O2=====2NH3·H2O＋2S↓ (2)a 90% (3)14.5%
(4)(5)Ⅳ 对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用
【解析]】(1)由题意可知为空气中的O2将负二价硫氧化为硫单质，根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不能改变反应限度，即不能改变H2的百分含量，c错；增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移，但产物H2的百分含量却减小，b错；升高温度反应速率增大，且平衡正向移动，H2的百分含量增大，a对。CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中，反应体系中的气体的物质的量不变，而1 molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol混合气，说明0.18 mol
有0.18 mol 水蒸气参加反应，则根据方程式②可知参加反应的CO也为0.18 mol，则其转化率为×1 mol×200%＝90%。
(3)由图中看出当N2与H2物质的量比为1∶3时，NH3的平衡体积分数最大，为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x mol，由三段式：
N2＋3H22NH3 起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x
平衡(mol): 1－x 3－ 3x 2x
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2x×100%＝42%，则x＝0.59
（1－x）＋（3－3x）＋2x（1－x）
则平衡时N2的体积分数为×100%＝14.5%。(4)作图时要注意开始时NH3物质的量
（1－x）＋（3－3x）＋2x不断增多，是因为反应正向进行(反应未达平衡)，达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高，平衡逆向移动，NH3的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热，还可以使需要冷却的物质得到冷却，能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应，加压利于反应正向进行；此外，循环利用可反复利用原料，提高原料利用率。
【2014·全国卷】 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题： (1)已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_______________________。
(2)反应AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。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)由大到小的次序为____________(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________。
0.10 mol－4－1－1
【答案】(1)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ/mol (2)①＝1.7×10 mol·L·min
10 L×60 min
120 kPan解：开始时n0＝0.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则n为＝，
160 kPa0.40 mol
n＝0.40 mol×
120 kPa
＝0.30 mol，
160 kPa
AX3(g)＋X2(g) AX5(g) 起始时n0/mol：0.20 0.20 0 平衡时n/mol：0.20－x 0.20－x x
(0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30 解得x＝0.10
v(AX5)＝
0.10 mol－4－1－1
＝1.7×10 mol·L·min
10 L×60 min
②bca 加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(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) ③α＝2(1－) 50% 40%
【解析】 (1)书写热化学方程式时要注意常温下AX3呈液态，AX5呈固态。(2)②由图像知，达到平衡所需时间：a＞c＞b，所以反应速率v(AX5)由大到小的顺序为b＞c＞a；与实验a相比，实验b先达到平衡，化学反应速率快，但平衡点没有变化，说明实验b加入了催化剂；反应为放热反应，与实验a相比，实验c平衡向逆反应方向移动，且反应速率加快，说明实验c改变的条件是升高温度。
AX3(g) ＋ X2(g)AX5(g) 起始量(mol) 0.2 0.2 0 变化量(mol) x x x
平衡量(mol) 0.2－x 0.2－x x
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pp0