化学平衡练习(综合题)

高二化学自编作业——化学平衡综合应用练习

1．[2014·新课标全国卷Ⅰ，有删减] 乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法生产或间接水合法生产。回答下列问题：

(1)已知：

甲醇的脱水反应：2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1

甲醇制烯烃的反应：2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1

乙醇的异构化反应：C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH=____________________kJ·mol－1。(2)如图所示为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K p＝________________________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为______________，理由是____________________________

________________________________________________________________。

③气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，

n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可采取的措施有______________________________、________________________________。2．[2012浙江卷] 物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t-BuNO)22(t-BuNO) 。

(1）当(t-BuNO)2的起始浓度（c0）为0.50 mol·L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率（α）是65 %。列式计算20℃时上述反应的平衡常数K = ___________________________。

(2）一定温度下，随着(t-BuNO)2的起始浓度增大，其平衡转化率__________(填“增大”、“不变”或“减小”）。已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9，若将反应溶剂正庚烷改成CCl4，并保持(t-BuNO)2起始浓度相同，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率____________(填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。

(3）实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ·mol-1，活化能Ea = 90.4 kJ·mol-1。下列能量关系图合理的是________。

(4）该反应的ΔS___________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在___________(填“较高”或“较低”）温度下有利于

该反应自发进行。

(5）随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器是_______。

A．pH计B．元素分析仪C．分光光度计D．原子吸收光谱仪(6）通过比色分析得到30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系如下图所示，请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线。

3．[2014·浙江卷] 煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：

CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s) ＋SO2(g) ＋CO2(g) ΔH1＝218.4 kJ·mol－1(反应Ⅰ)

CaSO4(s)＋4CO(g) CaS(s) ＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1(反应Ⅱ)

请回答下列问题：

(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是______________。

(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数K p时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B)，则反应Ⅱ的K p＝____________________________(用表达式表示)。

(3)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1 )大于反应Ⅱ的速率(v2 )，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。

(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是_______________。

(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。

A．向该反应体系中投入石灰石B．在合适的温度区间控制较低的反应温度

C．提高CO的初始体积百分数D．提高反应体系的温度

(6)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1>v2，请在图2画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。

4．[2013·浙江卷] 捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：

反应Ⅰ：2NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）（NH4）2CO3（aq）△H1

反应Ⅱ：NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）NH4HCO3（aq）△H2

反应Ⅲ：（NH4）2CO3（aq）+H2O（l）+CO2（g）2NH4HCO3（aq）△H3

请回答下列问题：

（1）△H1与△H2、△H3之间的关系是：△H3 = ___________。

（2）为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图（见图1）。则：

①△H3________0(填“＞”、“=”或“＜”)。

②在T1-T2及T4-T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是__________________________________________________________________________________________。

③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。

（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有________________________________________________________（写出2个）。

（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是_______________。

A．NH4Cl B．Na2CO3C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2