題型分組訓(xùn)練10化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題（A組）1．鋁的利用成為人們研究的熱點(diǎn)，是新型電池研發(fā)中重要的材料。（1）通過(guò)以下反應(yīng)制備金屬鋁。反應(yīng)1：Al2O3（s）＋AlCl3（g）＋3C（s）=3AlCl（g）＋3CO（g）ΔH1＝akJ·mol－l反應(yīng)2：Al2O3（s）＋3C（s）=2Al（l）＋3CO（g）ΔH2＝bkJ·mol－1反應(yīng)3：3AlCl（g）=2Al（l）＋AlCl3（g）ΔH3①反應(yīng)3的ΔH3＝kJ·mol－1。②950℃時(shí)，鋁土礦與足量的焦炭和Cl2反應(yīng)可制得AlCl3。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）在高溫條件下進(jìn)行反應(yīng)：2Al（l）＋AlCl3（g）?3AlCl（g）。①向圖1所示的等容積A、B密閉容器中加入足量的鋁粉，再分別充入1molAlCl3（g），在相同的高溫下進(jìn)行反應(yīng)。圖2表示A容器內(nèi)的AlCl3（g）體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化圖，在圖2中畫出B容器內(nèi)AlCl3（g）體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線。②1100℃時(shí)，向2L密閉容器中通入3molAlCl（g），發(fā)生反應(yīng)：3AlCl（g）?2Al（l）＋AlCl3（g）。已知該溫度下AlCl（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。③加入3molAlCl（g），在不同壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)選擇溫度為900℃的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）用鋁制作的快速放電鋁離子二次電池的原理如圖4所示。①該電池充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。②AlCl3和NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池，電鍍時(shí)AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))和Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))兩種離子在電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)。NaCl的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物，含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。（1）N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收，主要反應(yīng)為NO＋NO2＋2OH－=2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋H2O2NO2＋2OH－=NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2O①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有（填字母）。A．加快通入尾氣的速率B．采用氣、液逆流的方式吸收尾氣C．吸收尾氣過(guò)程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質(zhì)是（填化學(xué)式）；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是（填化學(xué)式）。（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣，可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同，NO轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH（用稀鹽酸調(diào)節(jié)）的變化如圖所示。①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，其離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。②NaClO溶液的初始pH越小，NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．研究和深度開(kāi)發(fā)CO、CO2的應(yīng)用具有重要的社會(huì)意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：Ⅰ.CO可用于高爐煉鐵，已知：①Fe3O4（s）＋4CO（g）=3Fe（s）＋4CO2（g）ΔH1＝akJ·mol－1②3Fe2O3（s）＋CO（g）=2Fe3O4（s）＋CO2（g）ΔH2＝bkJ·mol－1則反應(yīng)Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g）的ΔH＝kJ·mol－1。Ⅱ.一定條件下，CO2和CO可以互相轉(zhuǎn)化（1）某溫度下，在容積為2L的密閉容器中按下表中甲、乙兩種方式投入反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）＋H2（g）?CO（g）＋H2O（g）容器反應(yīng)物甲8molCO2（g）、16molH2（g）乙wmolCO2（g）、xmolH2（g）、ymolCO（g）、zmolH2O（g）甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%。則0～15min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（CO2）＝，此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，則w、x、y、z需滿足的關(guān)系是：y（填“>”“<”或“＝”）z，且y＝（用含w、x的等式表示）。（2）研究表明，溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)“C6H5CH2CH3（g）＋CO2（g）?C6H5CH=CH2（g）＋CO（g）＋H2O（g）”中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率影響如圖所示：則ΔH（填“>”或“<”）0，壓強(qiáng)p1、p2、p3從大到小的順序是。（3）CO可被NO2氧化：CO＋NO2?CO2＋NO。當(dāng)溫度高于225℃時(shí)，反應(yīng)速率v正＝k正·c（CO）·c（NO2），v逆＝k逆·c（CO2）·c（NO），k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。在上述溫度范圍內(nèi)，k正、k逆與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為。4．CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。（1）CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4·H2O加熱升溫過(guò)程中固體的質(zhì)量變化如圖1。①寫出400～600℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②與CaCO3熱分解制備的CaO相比，CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖2。①寫出陰極CO2還原為HCOO－的電極反應(yīng)式：。②電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g）ΔH＝41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2CO2（g）＋6H2（g）=CH3OCH3（g）＋3H2O（g）ΔH＝－122.5kJ·mol－1在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖3。其中：CH3OCH3的選擇性＝eq\f(2×CH3OCH3的物質(zhì)的量,反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量)×100%①溫度高于300℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②220℃時(shí)，在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得CH3OCH3的選擇性為48%（圖中A點(diǎn)）。不改變反應(yīng)時(shí)間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（B組）1．火山爆發(fā)時(shí)會(huì)噴出SO2，SO2是大氣主要污染物之一，在工業(yè)中可用于制備硫酸?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）SO2是（填“電解質(zhì)”或“非電解質(zhì)”）。（2）Cu2S與O2反應(yīng)可生成SO2，已知：Cu（s）＋eq\f(1,2)O2（g）=CuO（s）ΔH＝xkJ·mol－1Cu（s）＋eq\f(1,2)S（s）=eq\f(1,2)Cu2S（s）ΔH＝y(tǒng)kJ·mol－1S（s）＋O2（g）=SO2（g）ΔH＝zkJ·mol－1寫出Cu2S與O2反應(yīng)生成CuO和SO2的熱化學(xué)方程式。（3）硫酸工業(yè)中涉及反應(yīng)：2SO2（g）＋O2（g）?2SO3（g）ΔH＝QkJ·mol－1一定條件下，在2L恒容密閉容器中，通入2molSO2和1molO2發(fā)生上述反應(yīng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系如圖所示。a點(diǎn)時(shí)此反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為。關(guān)于該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是。A．容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡B．相同時(shí)間內(nèi)生成2molSO2同時(shí)消耗1molO2，反應(yīng)達(dá)到平衡C．Q大于0D．相同溫度下，壓強(qiáng)越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率就越大，該反應(yīng)的平衡常數(shù)就越大E．反應(yīng)達(dá)到平衡后保持溫度不變，再充入2molSO2和1molO2，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大F．反應(yīng)達(dá)到平衡后保持溫度不變，再充入He（g），SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大（4）將SO2通入酸化的硝酸鋇溶液可生成硫酸鋇沉淀，25℃時(shí)，Ksp（BaSO4）＝1×10－10。Ksp（BaCO3）＝2.6×10－9。該溫度下，BaSO4和BaCO3沉淀共存的懸濁液中，eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝。（5）用如圖裝置回收SO2可制得硫酸，電極為惰性電極，a、b膜分別為陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜。陽(yáng)極的電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．氫能是理想的清潔能源，資源豐富。以太陽(yáng)能為熱源分解Fe3O4，經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過(guò)程如圖1：（1）過(guò)程Ⅰ：2Fe3O4（s）?6FeO（s）＋O2（g）ΔH＝＋313.2kJ·mol－1①過(guò)程Ⅰ需要將O2不斷分離出去，目的是________________________________________________________________________。②一定溫度下，在容積可變的密閉容器中，該反應(yīng)已達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是（填字母標(biāo)號(hào)）。a．容器內(nèi)氣體密度和相對(duì)分子質(zhì)量都不再改變b．升高溫度，容器內(nèi)氣體密度變大c．向容器中通入N2，F(xiàn)e3O4的轉(zhuǎn)化率不變d．縮小容器容積，O2（g）濃度變大③在壓強(qiáng)p1下，F(xiàn)e3O4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖2所示。若將壓強(qiáng)由p1增大到p2，在圖2中畫出p2下的α（Fe3O4）-T曲線示意圖。（2）已知H2的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則液態(tài)水通過(guò)過(guò)程Ⅱ轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式為。（3）其他條件不變時(shí)，過(guò)程Ⅱ在不同溫度下，H2O的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化[α（H2O）－t]曲線如圖3所示，溫度T1、T2、T3由大到小的關(guān)系是______________________________，判斷依據(jù)是____________________________________________________________________________________________________________________________。（4）科研人員研制出透氧膜（OTM），它允許電子和O2－同時(shí)透過(guò)，可實(shí)現(xiàn)水連續(xù)分解制H2，工作時(shí)CO、H2O分別在透氧膜的兩側(cè)反應(yīng)。工作原理如圖所示：CO在（填“a”或“b”）側(cè)反應(yīng)，另一側(cè)的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．中科院大連化學(xué)物理研究所的一項(xiàng)研究成果實(shí)現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯，甲烷在催化作用下脫氫，在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應(yīng)生成乙烯，如圖所示。物質(zhì)燃燒熱/（kJ·mol－1）氫氣285.8甲烷890.3乙烯1411.0（1）已知相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱如上表，寫出甲烷制備乙烯的熱化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）在400℃時(shí)，向1L的恒容反應(yīng)器中充入1molCH4，發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得平衡混合氣體中C2H4的體積分?jǐn)?shù)為20.0%。則在該溫度下，其平衡常數(shù)K＝。按化學(xué)平衡移動(dòng)原理，在下圖中畫出CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)（p1>p2）的關(guān)系曲線。（3）在制備C2H4時(shí)，通常存在副反應(yīng)：2CH4（g）?C2H6（g）＋H2（g）。在常溫下，向體積為1L的恒容反應(yīng)器中充入1molCH4，然后不斷升高溫度，得到上圖。①在200℃時(shí)，測(cè)出乙烷的量比乙烯多的主要原因是________________________________________________________________________。②在600℃時(shí)，乙烯的體積分?jǐn)?shù)減少的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）工業(yè)上常采用除雜效率高的吸收—電解聯(lián)合法，除去天然氣中雜質(zhì)氣體H2S，并將其轉(zhuǎn)化為可回收利用的單質(zhì)硫，其裝置如下圖所示。通電前，先通入一段時(shí)間含H2S的甲烷氣，使部分NaOH吸收H2S轉(zhuǎn)化為Na2S，再接通電源，繼續(xù)通入含H2S雜質(zhì)的甲烷氣，并控制好通氣速率。則裝置中右端碳棒為極，左端碳棒上的電極反應(yīng)為，右池中的c（NaOH）∶c（Na2S）（填“增大”“基本不變”或“減小”）。4．氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理，對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）部分氮氧化合物之間的轉(zhuǎn)化所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：Ⅰ.NO（g）＋NO2（g）＋O2（g）?N2O5（g）ΔH1＝－112.5kJ·mol－1Ⅱ.2NO（g）＋O2（g）?2NO2（g）ΔH2＝－114.2kJ·mol－1①反應(yīng)2N2O5（g）?4NO2（g）＋O2（g）的ΔH＝kJ·mol－1②反應(yīng)Ⅱ的機(jī)理為：第一步：2NO（g）?N2O2（g）（快）ΔH3<0第二步：N2O2（g）＋O2（g）→2NO2（g）（慢）ΔH4<0下列說(shuō)法正確的是（填標(biāo)號(hào)）。A．N2O2是反應(yīng)的中間體B．第一步反應(yīng)的活化能較大C．第一步、第二步中的碰撞均100%有效D．整個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率由第二步?jīng)Q定（2）常溫常壓下，SO2與O2間的反應(yīng)極慢，但向二者的混合物中加入適量的NO2后，SO2很快就會(huì)轉(zhuǎn)化為SO3。反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)體系的能量變化可用下圖中的某一曲線表示（圖中曲線a表示沒(méi)有使用NO2時(shí)的能量變化）。①最可能表示使用了NO2的能量變化曲線是（填“b”或“c”），Ea表示的意義是________________________________________________________________________。②若維持其他條件不變，用催化劑V2O5代替NO2，下列物理量中不可能變化的是（填標(biāo)號(hào)）。A．反應(yīng)的活化能B．反應(yīng)速率C．反應(yīng)熱D．平衡常數(shù)K（3）2L恒容密閉容器中最初存在n（SO2）＝4mol、n（O2）＝xmol的混合物，分別在溫度為T1、T2條件下發(fā)生反應(yīng)2SO2（g）＋O2（g）?2SO3（g）ΔH<0?？刂破渌麠l件不變，改變n（O2），測(cè)得平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)[φ（SO3）]與n（O2）的關(guān)系如圖所示。①T1T2（填“>”或“<”），a、b、c三點(diǎn)時(shí)，SO2轉(zhuǎn)化率最大的是。②若x＝2，計(jì)算溫度為T1時(shí)反應(yīng)2SO2（g）＋O2（g）?2SO3（g）的平衡常數(shù)K＝。題型分組訓(xùn)練10化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題（A組）1．解析：（1）①根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)2－反應(yīng)1＝反應(yīng)3：3AlCl（g）=2Al（l）＋AlCl3（g）ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝bkJ·mol－1－akJ·mol－1＝（b－a）kJ·mol－1；②950℃時(shí)，鋁土礦與足量的焦炭和Cl2反應(yīng)可制得AlCl3，同時(shí)高溫條件下生成一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al2O3＋3C＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(950℃))2AlCl3＋3CO；（2）①向等容積A、B密閉容器中加入足量的鋁粉，再分別充入1molAlCl3（g），在相同的高溫下進(jìn)行反應(yīng)。B容器容積可變，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行氣體總量增大，相對(duì)于容器A則容器B壓強(qiáng)減小，反應(yīng)速率減慢且平衡向氣體體積增大的正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)AlCl3（g）的體積分?jǐn)?shù)減??；②1100℃時(shí)，向2L密閉容器中通入3molAlCl（g），發(fā)生反應(yīng)：3AlCl（g）?2Al（l）＋AlCl3（g）。已知該溫度下AlCl（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，根據(jù)三段式有：3AlCl（g）?2Al（l）＋AlCl3（g）eq\a\vs4\al(開(kāi)始時(shí)濃度,（mol·L－1）)1.50eq\a\vs4\al(改變的濃度,（mol·L－1）)1.20.4eq\a\vs4\al(平衡時(shí)濃度,（mol·L－1）)0.30.4則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（AlCl3）,c3（AlCl）)＝eq\f(0.4,0.33)＝eq\f(400,27)；③加入3molAlCl（g），在不同壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)產(chǎn)率的影響如題圖所示。反應(yīng)選擇溫度為900℃的原因是900℃時(shí)，產(chǎn)率已經(jīng)較高，升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低；（3）①電池充電時(shí)，陰極上Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))得電子產(chǎn)生鋁和AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，電極反應(yīng)式為4Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))；②AlCl3和NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池，電鍍時(shí)AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))和Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))兩種離子在電極上相互轉(zhuǎn)化，NaCl的作用是生成AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))和Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))，增強(qiáng)導(dǎo)電性，其他離子不參與電極反應(yīng)。答案：（1）①（b－a）②Al2O3＋3C＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(950℃))2AlCl3＋3CO（2）①②eq\f(400,27)③900℃時(shí)，產(chǎn)率已經(jīng)較高，升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低（3）①4Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))②生成AlCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))和Al2Cleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(7))，增強(qiáng)導(dǎo)電性2．解析：（1）NH3被O2氧化生成N2O，N元素從－3價(jià)升至＋1價(jià)，1molNH3失去4mole－，O元素從0價(jià)降至－2價(jià)，1molO2得到4mole－，根據(jù)N和O元素得失電子守恒及原子守恒配平方程式。（2）①A項(xiàng)，通入尾氣速率過(guò)快時(shí)，尾氣吸收不充分，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，采用氣、液逆流方式吸收尾氣時(shí)，尾氣吸收會(huì)更充分，正確；C項(xiàng)，補(bǔ)充NaOH溶液，c（OH－）增大，能更充分吸收尾氣，正確。②NO2與NaOH反應(yīng)可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶體中會(huì)混有NaNO3雜質(zhì)。由吸收尾氣的主要反應(yīng)可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾氣中NO的含量較高。（3）①HClO氧化NO生成NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，自身被還原為Cl－，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO，NaClO在酸性條件下會(huì)生成HClO，所以pH越小，溶液中HClO的濃度越大，NO轉(zhuǎn)化率越高。答案：（1）2NH3＋2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))N2O＋3H2O（2）①BC②NaNO3NO（3）①3HClO＋2NO＋H2O=3Cl－＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋5H＋②溶液pH越小，溶液中HClO的濃度越大，氧化NO的能力越強(qiáng)3．解析：Ⅰ.反應(yīng)Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g）等于反應(yīng)①×eq\f(2,3)＋反應(yīng)②×eq\f(1,3)，ΔH＝ΔH1×eq\f(2,3)＋ΔH2×eq\f(1,3)＝eq\f(2a＋b,3)；Ⅱ.（1）CO2轉(zhuǎn)化率為75%，則消耗的CO2的物質(zhì)的量為8mol×75%＝6mol，體積為2L，轉(zhuǎn)化的濃度為3mol·L－1。則CO2（g）＋H2（g）?CO（g）＋H2O（g）開(kāi)始（mol·L－1）4800轉(zhuǎn)化（mol·L－1）3333平衡（mol·L－1）1533用時(shí)為15min，反應(yīng)速率v（CO2）＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(3mol·L－1,15min)＝0.2mol·L－1·min－1；平衡常數(shù)K＝eq\f(c（CO）c（H2）,c（CO2）c（H2O）)＝eq\f(3×3,1×5)＝1.8。乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，甲中反應(yīng)正向進(jìn)行，生成的CO和H2O相同，則乙不管是正向進(jìn)行還是逆向進(jìn)行，CO和H2O的物質(zhì)的量必須相等，y＝z。乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，對(duì)于前后體積相等的反應(yīng)，各反應(yīng)物要成比例。在甲中CO2和H2的比例為1∶2，則將乙中的CO和H2O完全轉(zhuǎn)化為CO2和H2，乙中CO2的物質(zhì)的量為w＋y，H2的物質(zhì)的量為x＋y。eq\f(w＋y,x＋y)＝eq\f(1,2)，則y＝x－2w；（2）看圖像中曲線，隨著溫度的升高，乙苯的轉(zhuǎn)化率升高，說(shuō)明升高溫度，平衡正向移動(dòng)。根據(jù)所學(xué)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則ΔH>0。在同一溫度下，可以發(fā)現(xiàn)p3時(shí)，乙苯的轉(zhuǎn)化率最高。該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率降低。說(shuō)明p3表示的壓強(qiáng)最小，則p1>p2>p3；（3）達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，v正＝v逆，即k正·c（CO）·c（NO2）＝k逆·c（CO2）·c（NO）。平衡常數(shù)K＝eq\f(c（CO2）·c（NO）,c（CO）·c（NO2）)。轉(zhuǎn)變形式有eq\f(c（CO2）·c（NO）,c（CO）·c（NO2）)＝eq\f(k正,k逆)，則eq\f(k正,k逆)＝K。答案：Ⅰ.eq\f(2a＋b,3)Ⅱ.（1）0.2mol·L－1·min－11.8＝x－2w（2）>p1>p2>p3（3）eq\f(k正,k逆)＝K4．解析：本題涉及的知識(shí)點(diǎn)有熱重實(shí)驗(yàn)、電解原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)等，通過(guò)分析圖像，做出合理解釋，考查了學(xué)生分析和解決化學(xué)問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)，以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)的價(jià)值觀念。（1）①根據(jù)圖中質(zhì)量變化可知，CaC2O4·H2O分解產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物依次為H2O（g）、CO、CO2，固體分解過(guò)程為CaC2O4·H2O→CaC2O4→CaCO3→CaO。②CaO捕集CO2的性能與CaO與CO2氣體的接觸面積有關(guān)，CaC2O4·H2O分解產(chǎn)生的氣體更多，使生成的CaO更加疏松多孔，捕集性能更好。（2）①CO2、HCOO－中碳元素化合價(jià)分別為＋4、＋2價(jià)，陰極電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋H＋=HCOO－。②陽(yáng)極區(qū)生成O2：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O（或2H2O－4e－=O2↑＋4H＋），溶液pH減小，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))與H＋反應(yīng)生成CO2逸出，K＋部分通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向陰極區(qū)，故陽(yáng)極區(qū)KHCO3溶液濃度降低。（3）①?gòu)姆磻?yīng)特點(diǎn)看，反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng)、反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)，溫度升高，CH3OCH3的選擇性急劇下降，大于300℃時(shí)CO2平衡轉(zhuǎn)化率上升，說(shuō)明升高溫度，反應(yīng)Ⅰ中CO2的轉(zhuǎn)化率上升幅度超過(guò)反應(yīng)Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率降低幅度。②反應(yīng)Ⅱ是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，可以增大壓強(qiáng)使平衡向右移動(dòng)；從影響反應(yīng)速率的角度考慮，反應(yīng)時(shí)間不變的條件下，可使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑。答案：（1）①CaC2O4eq\o(=,\s\up7(400～600℃))CaCO3＋CO↑②CaC2O4·H2O分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔（2）①CO2＋H＋＋2e－=HCOO－或CO2＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=HCOO－＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))②陽(yáng)極產(chǎn)生O2，pH減小，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))濃度降低；K＋部分遷移至陰極區(qū)（3）①反應(yīng)Ⅰ的ΔH＞0，反應(yīng)Ⅱ的ΔH＜0，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過(guò)下降幅度②增大壓強(qiáng)、使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑（B組）1．解析：（1）電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?，但一定是自身能電離出陰、陽(yáng)離子而導(dǎo)電，二氧化硫溶于水后，能導(dǎo)電，但陰、陽(yáng)離子不是其自身電離出來(lái)的，而是與水反應(yīng)生成的亞硫酸電離出來(lái)的，因此二氧化硫是非電解質(zhì)，亞硫酸是電解質(zhì)；（2）反應(yīng)①Cu（s）＋eq\f(1,2)O2（g）=CuO（s）ΔH＝xkJ·mol－1反應(yīng)②Cu（s）＋eq\f(1,2)S（s）=eq\f(1,2)Cu2S（s）ΔH＝y(tǒng)kJ·mol－1反應(yīng)③S（s）＋O2（g）=SO2（g）ΔH＝zkJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律可知，①×2－②×2＋③可得：Cu2S（s）＋2O2（g）=2CuO（s）＋SO2（g）ΔH＝（2x＋z－2y）kJ·mol－1；（3）由圖像可知a點(diǎn)時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為20%，則SO2的轉(zhuǎn)化量為0.4mol，列出三段式：2SO2（g）＋O2（g）?2SO3（g）起始（mol·L－1）10.50轉(zhuǎn)化（mol·L－1）0.20.10.2平衡（mol·L－1）0.80.40.2則平衡常數(shù)為：K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝eq\f(0.22,0.82×0.4)＝eq\f(5,32)。容器為恒容密閉容器，混合氣體的總質(zhì)量不變，因此容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變，則容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化時(shí)，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；相同時(shí)間內(nèi)生成2molSO2的同時(shí)生成1molO2，若同時(shí)又消耗1molO2，那么O2的物質(zhì)的量保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；由圖像可知，當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，升高溫度，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，即平衡逆向移動(dòng)，而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱较颍瑒tQ小于0，故C錯(cuò)誤；相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，而該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，因此，加壓該反應(yīng)正向移動(dòng)，則SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤；恒溫恒容，反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入2molSO2和1molO2，與原平衡相比，新平衡同等程度改變反應(yīng)物的物質(zhì)的量，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故E正確；恒溫恒容，反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入He（g），因?yàn)槿萜魅莘e不變，反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均不變，正、逆反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故F錯(cuò)誤；（4）eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）·c（Ba2＋）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）·c（Ba2＋）)＝eq\f(Ksp（BaSO4）,Ksp（BaCO3）)＝eq\f(1×10－10,2.6×10－9)＝eq\f(1,26)；（5）該裝置可回收SO2制得硫酸，硫酸在陽(yáng)極生成，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室，電極反應(yīng)式的書(shū)寫也要遵循得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))－2e－＋H2O=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋。答案：（1）非電解質(zhì)（2）Cu2S（s）＋2O2（g）=2CuO（s）＋SO2（g）ΔH＝（2x＋z－2y）kJ·mol－1（3）eq\f(5,32)BE（4）eq\f(1,26)（5）SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))－2e－＋H2O=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋2．解析：（1）①過(guò)程Ⅰ將O2不斷分離出去，降低c（O2），使平衡正向移動(dòng)，從而提高Fe3O4的轉(zhuǎn)化率。②容器中只有O2為氣體，氣體的密度和相對(duì)分子質(zhì)量不再改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，a項(xiàng)正確；升高溫度，平衡正向移動(dòng)，氣體的質(zhì)量增加，但容器的容積也增大，無(wú)法定性判斷氣體密度的變化，可以根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程來(lái)判斷，pV＝nRT可變形為p＝eq\f(ρ,M)RT，容器容積可變，則p不變，而M、R為常數(shù)，則升溫時(shí)，ρ減小，b項(xiàng)錯(cuò)誤；向容器中通入N2，則容器容積增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，F(xiàn)e3O4的轉(zhuǎn)化率增大，c項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度不變，平衡常數(shù)不變，O2濃度不變，d項(xiàng)錯(cuò)誤。③相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，F(xiàn)e3O4的平衡轉(zhuǎn)化率減小。（2）過(guò)程Ⅱ的反應(yīng)為：3FeO（s）＋H2O（l）=H2（g）＋Fe3O4（s），已知①2Fe3O4（s）?6FeO（s）＋O2（g）ΔH＝＋313.2kJ·mol－1，②H2（g）＋eq\f(1,2)O2（g）=H2O（l）ΔH＝－285.8kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，由－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(①×\f(1,2)))－②，可得3FeO（s）＋H2O（l）=H2（g）＋Fe3O4（s）ΔH＝－（313.2kJ·mol－1×eq\f(1,2)）－（－285.8kJ·mol－1）＝＋129.2kJ·mol－1。（3）其他條件相同時(shí)，在相同時(shí)間段內(nèi)，轉(zhuǎn)化率：α（H2O）T1>α（H2O）T2>α（H2O）T3，因?yàn)樵摲磻?yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡右移，所以T1>T2>T3。（4）根據(jù)水分解制H2，則水得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，H2O在a側(cè)反應(yīng)，CO在b側(cè)反應(yīng)，a側(cè)的電極反應(yīng)為：H2O＋2e－=H2↑＋O2－。答案：（1）①提高Fe3O4的轉(zhuǎn)化率②a③如圖所示（2）3FeO（s）＋H2O（l）=H2（g）＋Fe3O4（s）ΔH＝＋129.2kJ·mol－1（3）T1>T2>T3其他條件相同時(shí)，因?yàn)樵摲磻?yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡右移，所以T1>T2>T3（4）bH2O＋2e－=H2↑＋O2－3．解析：（1）根據(jù)H2、CH4和C2H4的燃燒熱數(shù)據(jù)可寫出熱化學(xué)方程式：①H2（g）＋eq\f(1,2)O2（g）=H2O（l）ΔH＝－285.8kJ·mol－1，②CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.3kJ·mol－1，③C2H4（g）＋3O2（g）=2CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－1411.0kJ·