高考化学平衡大题训练

1.甲醇是基本有机化工原料．甲醇及其可制得产品的沸点如下．

名称甲醇二甲胺二甲基甲酰胺甲醚碳酸二甲酯

结构简式CH3OH(CH3)2NH(CH3)2NCHO CH3OCH3(CH3O)2CO

沸点(℃) 64.7 7.4 153℃﹣24.9 90℃

（1）在425℃、A12O3作催化剂，甲醇与氨气反应可以制得二甲胺．二甲胺显弱碱性，与盐酸反应生成（CH3）2NH2Cl，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为．

（2）甲醇合成二甲基甲酰胺的化学方程式为：2CH3OH+NH3+CO（CH3）2NCHO+2H2O△H若该反应在常温下能自发进行，则△H 0 （填“＞”、“＜”或“=“）．

（3）甲醇制甲醚的化学方程式为：2CH3OH CH3OCH3+H2O△H．一定温度下，在三个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中发生该反应．

容器编号温度/℃起始物质的量/mol平衡物质的量/mol

CH3OH CH3OCH3H2O

Ⅰ3870.20x

Ⅱ3870.40y

Ⅲ2070.200.0900.090

①x/y=．

②已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4．若起始时向容器I中充入0.1mol CH3OH、0.15mol CH3OCH3和0.10mol H2O，则反应将向（填“正”或“逆”）反应方向进行．

③容器Ⅱ中反应达到平衡后，若要进一步提高甲醚的产率，可以采取的措施为．

（4）以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯工作原理如图所示．

电源负极为（填“A”或“B“），写出阳极的电极反应式．若参加反应的O2为 1.12m 3（标准状况），则制得碳酸二甲酯的质量为kg．

2.

(16分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

(1)CO可用于炼铁，已知：Fe2O3(s)＋3C(s)＝2Fe (s)＋3CO(g) ΔH 1＝＋489.0 kJ· mol－1，

C(s) ＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH 2 ＝＋172.5 kJ·mol－1，则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为。

(2)CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。该电池的负极反应式为。

(3)CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g) ＋3H2(g) CH3OH(g) ＋H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图5。

①该反应的ΔH 0(填“大于或小于”)，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为

KⅠKⅡ (填“＞、＝或＜”)。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容器甲乙

反应物投入量 1 mol CO2、3 mol H2

a molCO2、3a molH2、

b molCH3OH(g)、b molH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为。

(4)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(I、II、III)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图6。在0～15小时内，CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为 (填序号)。

光照时间/h 反应温度/℃

图6 图7

(5)以TiO2／Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图7。

①当温度在范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素。

②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，稀硝酸还原产物为NO，写出有关的离子方程式。

3.

（16分）甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH4和H2O（g）为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇．请回答下列问题：

（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L）中，在一定条件下发生反应：

CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）（Ⅰ）

CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示．

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为．

②图中的p1p2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时的平衡常数为．

③该反应的△H 0，△S 0（填“＜”、“＞”或“=”）．

（2）在压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）△H＜0 （Ⅱ）

①若容器的容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是（填序号）．

A．升高温度

B．将CH3OH（g）从体系中分离出来

C．恒容下充入He，使体系的总压强增大

D．再充入a mol CO和3a mol H2

②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设

实验编号T（℃）n（CO）/n（H2）ρ（MPa）

1150

3

10.1

2n

3

15

3350m5

n= ，m= ．

b ．根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1MPa 和5MPa 下CO 的转化率随温度变化的曲线，请指明图2中的压强p x = MPa ．

图1 图2

4.

（14分）氮可形成多种氧化物，如NO 、NO 2、N 2O 4等。

（1）电解NO 制备NH 4NO 3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH 4NO 3，需补充物质A ，A 是_____，理由是：_____________________________。

（2）实验室可用NaOH 溶液吸收NO 2，反应为2NO 2+2NaOH=NaNO 3+NaNO 2+H 2O 。含0.2 mol NaOH 的水溶液与0.2 mol NO 2恰好完全反应得1L 溶液A ，溶液B 为0.1mol/L 的CH 3COONa 溶液，则两溶液中c （NO 3‾）、c （NO 2‾）和c （CH 3COO‾）由大到小的顺序为 （已知HNO 2的电离常数K a =7.1×10-4 mol/L ，CH 3COOH 的电离常数K a =1.7×10-5mol/L ）。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

（3）100℃时，将0.400 mol 的NO 2气体充入2L 抽空的密闭容器中，发生反应2NO 2(g)N 2O 4(g) ∆H < 0。每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表所示数据。

时间/s 0 20 40 60 80 n(NO 2)/mol 0.40 n 1 0.26 n 3 n 4 n(N 2O 4)/mol

0.00

0.05

n 2

0.08

0.08

①在上述条件下，从反应开始直至20s 时，二氧化氮的平均反应速率为 mol/(L ．min)；n 3 n 4（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为 。

②若在相同条件下，最初向该容器充入的是N 2O 4气体，达到上述同样的平衡状态，则N 2O 4的起始浓度是 mol/L ；假设从放入N 2O 4到平衡时需要80s ，则达到平衡时四氧化二氮的转化率为 。 5.

（14分）我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法． Ⅰ．已知：2CO （g ）+O 2（g ）=2CO 2（g ）△H=﹣566kJ/mol 2Fe （s ）+

2

3

O 2（g ）=Fe 2O 3（s ）△H=﹣825.5kJ/mol 反应：Fe 2O 3（s ）+3CO （g ）2Fe （s ）+3CO 2（g ）△H= kJ/mol ．

Ⅱ．反应

31

Fe 2O 3（s ）+CO （g ）3

2

Fe （s ）+CO 2（g ）在1000℃的平衡常数等于4.0．在一个容积为

10L 的密闭容器中，1000℃时加入Fe 、Fe 2O 3、CO 、CO 2各1.0mol ，反应经过10min 后达到平衡．