1、2021届高三化学三轮复习全国II卷化学平衡综合题1.肼在不同条件下分解产物不同，200时，在Cu表面分解的机理如图甲，已知200时，反应:，反应:。（1）写出过程的（填“”“”或“=”）0；写出200时，肼分解为氮气和氢气的热化学方程式：。（2）肼在铜催化分解为氮气和氢气的反应机理中，过程为氨气的分解，氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源，得到广泛研究。固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe催化、一定压强和温度下合成氨的反应机理如图所示。下列说法不正确的是( )a.和分子被吸附在铁表面发生反应b.吸附在铁表面的断裂了键c.分子中的NH键不是同时形成的d.Fe催化剂可以有效提
2、高反应物的平衡转化率在CoAl催化剂体系中，压强下氨气以一定流速通过反应器，得到不同催化剂下氨气转化率随温度变化曲线如图，活化能最小的催化剂为。如果增大气体流速，则点对应的点可能为（填“”、“”、“”、“”或“”）；温度为时，体积为1 L的密闭容器中加入0. 8 mol和0.1 mol，30 min达到平衡时，体积分数为20%，已知，；只与温度有关，温度改变，改变；则时=，平衡时分解率为。（3）氨硼烷是氮和硼的氢化物，分子式为。易溶于水，易燃。氨硼烷（)电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为。已知足量。回答下列问题：负极电极反应式为；工作足够长时间后，若
3、左右两极质量差为3. 8 g，则电路中转移电子。2.氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题：（1）NO在空气中存在如下反应:2NO(g) +O2(g) 2NO2(g)H，该反应分两步完成，其中第一步反应如下，写出第二步反应的热化学方程式（其反应的焓变H 2用含H、H1的式子来表示）：2NO(g) N2O2(g)H 10 （1）T1温度下在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g) +O2(g)2NO2(g)H”“”或“=”）T1。（3）以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。主反应:4NH3(g) +4MO(g) +
4、O2(g) 4N2(g) +6H2O(g) H1,副反应:4NH3(g) +3O2(g)=2N2(g) +6H2O(g) H 2 = - 1 267. 1 kj . mol-1 4NH3(g) +5O2(g)=4NO(g) +6H2O(g)H 3 = -907.3 kj mol-1 H1 =。将烟气按一定的流速通过脱硝装置，测得出口NO的浓度与温度的关系如图，试分析脱硝的适宜温度是(填序号）。温度超过1 000,出口NO浓度升高的原因可能是。a.低于850 b. 900 1 000c.高于 1 0503.废水中氨态氮以NH3 H2O、NH3和的形式存在，废水脱氮的方法已成为主要污染物减排和水体
5、富营养化防治的研究热点。I .沉淀法向含氨态氮的废水中投入MgCl2和Na2HPO4,生成MgNH4PO4 6H2O沉淀。（1）废水中氨态氮存在的平衡是_。（2）已知:H3PO4电离平衡常数Kal =7.110-3、Ka2=6.3 10-8、Ka3=4.210-13。Na2HPO4溶液呈 _性，用化学反应原理解释其原因_。若NaHPO4溶液的pH=a，则c () +2 c (H3PO4) -c() =_ (用含a的代数式表示）。（3）16 时，向某含氨态氮的废水中加入MgCl2和Na2HPO4，使镁、氮、磷元素物质的量之比为1: 1: 1，测得沉淀过程中的pH对剩余氨态氮浓度的影响如图所示。欲
6、使剩余氨态氮浓度低于0.01 mol L-1 ,pH的适宜范围是_，解释pH偏大不利于MgNH4PO46H2O生成的原因是_。II.微波-氧化法（4）微波协同CuO和H2O2除去氨态氮。其他条件相同，取相同体积的同一废水样品，其氨态氮的浓度为9.210-3 mol L-1，微波10 min,剩余氨态氮浓度与加入一定浓度H2O2溶液的体积的关系如图所示。据图推测CuO在氨态氮脱除中可能起催化作用，理由是_。微波协同CuO有利于H2O2除去氨态氮。该条件下，H2O2将NH3氧化为N2的化学方程式为_。4.尿素CO（NH2）2是一种用途广泛的化学品。（1）尿素溶液可用作脱硝剂。用尿素溶液吸收NO和N
7、O2，脱氮效率与V（NO）/V（NO2）配比关系、尿素溶液浓度关系如图甲、乙所示。从脱氮效率和经济因素方面考虑，应控制的最佳条件为，写出此时反应的化学方程式：。已知存在下列反应：I.2CO（g）+O2（g）2CO2（g）.4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）.2CO（g）+2NO（g）2CO2（g）+N2（g）.CO2（g）+2NH3（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g）则一氧化氮与尿素固体反应生成氮气、二氧化碳和水蒸气的热化学方程式为.（2）工业上可用CO2、NH3合成尿素：CO2（g）+2NH3（g）CO（NH2）2（1）+H2O（g）”或“0,则H1_H3(填“
8、”“”“”或“=”）。（3）有人提出设计利用合成氨的废气和硝酸厂的废气在催化剂表面发生反应：以达到净化目的。实验测得NO2脱除率在不同温度和投料比n（NH3）：n（NO2）下的变化如图所示。图中在相同投料比下，随温度变化的原因是。为了尽可能去除NO2，根据图像，采用的温度和投料比分别为。曲线b中NO2的起始浓度为610-3molm-3，从C点到B点经过5s，这段时间内用NH3表示的化学反应速率为mol.m-3s-1。10.研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。I .已知I-可以催化二氧化硫与水溶液中发发生的歧化反应：3SO2(g) + 2H2O(l)=2H2SO4 (aq)+S(s)”“；（
9、2）d 90CoAl；e 7. 5；75（3）1.2 mol(或1.2)解析：（1）可以通过3，得，则；可以通过-2得到，因此，因此热化学方程式为。（2）由图3可知和分子被吸附在铁表面，而图4、5表示发生反应，所以和分子被吸附在铁表面发生反应，a项正确；由图4可知氮气吸附在铁表面，并断裂了键，b项正确；由图5、6、7可知，分子中的NH键不是同时形成的，c项正确；催化剂只改变反应速率，平衡不移动，所以不能提高反应物的平衡转化率，d项错误。由图可知，90CoAl先达到平衡态，所以90CoAl是活化能最小的催化剂；此反应为气体体积增大的反应，增大气体流速平衡逆向移动，点对应的点可能为；，；时平衡时即
10、，则由题给数据可知，设氮气平衡时氮气的物质的量为，则初始量（mol) 0.8 0 0.1变化量（mol) 平衡量（mol) 相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以达到平衡时的体积分数为，解得，故，分解率为。（3）右侧为正极，到电子发生还原反应，左侧为负极，电极反应式为；未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，通入氨硼烷后，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，假定转移6 mol电子，则左室质量增加：31 g-6g=25 g，右室质量增加6g，两极室质量相差19 g，工作一段时间后，左右两极质量差为3.8g，则理论上转移1. 2 mol电子（或1. 2)。2.答案：（l)N2O2(g) +O
11、2(g)2NO2 ( g) H2 =H -H1(2)0.03;363;k正/k逆；(3)-1626.9 kJmol-1，b；温度过高，NH3容易与氧气发生反应产生NO;主反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，也会导致NO的浓度增大解析：（1)根据盖斯定律.反应=总反应-反应，则反应的热化学方程式为 N2O2 ( g) + O2 ( g) 2NO( g) H2 =H -H1( 2 )0 2 s内该反应的平均反应速率v ( NO)=0.03 mol ( L s) -1。根据题表数据列出三段式:2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 起始量/mol 0.200.100转化量/mol0. 140.
12、070. 14平衡量/mol 0.060.060.030. 14T1温度时该反应的化学平衡常数K=363 L mol-1 v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO) .C(O2)，v逆 =v(NO2)消耗=k逆c2(NO2),可逆反应达到化学平衡时，即v正=v逆，即k正.c2(NO) .C(O2)=k逆c2(NO2)，则=K。若将体系温度改变为T2时k正=k逆，则T2温度下K=k正/k逆=1 L mol-1T1。(3)将题给三个热化学方程式依次编号为i，ii、iii、根据盖斯定律，iii=ii2-i,则H3 = H 2 - H1, = - 907. 3 kJ mol-1,2 (
13、- 1 267. 1 kJ mol-1) - H1,= -907.3 kJ mol-1 ,H1 = -1 626.9 kJ mol-1根据题图可知在温度为900 -1 000时，出口的NO的浓度较小,脱硝率较高，b项正确。温度超过1000，NO浓度升高的原因可能是在高温下会发生反应4NH3(g) +5O2(g)=4NO(g) +6H2O(g),反应产生了NO;另外主反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，也会导致NO的浓度增大。3.答案：（1)NH3 +H2ONH3 H2O+OH-(2)碱;由+ H2O +OH-，知的水解常数;(10a-14-10-a) molL-1 (3)7.6 pH 10
14、.4;pH 偏大,、Mg2+易与OH-结合生成NH3 H2O、Mg(OH)2，NH3 H2O 的电离被抑制，使和Mg2+浓度降低(4)加入H2O2溶液的体积相同时，相同时间内，与不加CuO相比，加入CuO,氨态氮浓度降低得多，反应速率快3H2O2+2NH3N2 +6H2O解析：（1 )废水中氨态氮存在的平衡是NH3 + H2 O NH3H2O + OH -。（2)由+ H2O +OH-,可知的水解常数,故Na2HPO4溶液呈碱性。根据质子守恒，可知Na2HPO4溶液中c() +2 c (H3PO4) - c () = c (OH-) - c (H+) =(10a-14 l0-a) molL-1
15、。（3)从题图可知，欲使剩余氨态氮浓度低于0.01 molL-l,pH的适宜范围是7. 6 pH 10.4。若溶液的pH偏大,、Mg2+易与OH-结合生成NH3H2O、Mg(OH)2,NH3 H2O 的电离被抑制，使和Mg2+浓度降低。（4)加入的H2O2溶液体积相同时，相同时间内，与不加CuO相比，加入CuO,氨态氮浓度降低得多,反应速率快。4.答案：（1）（NO）/V（NO2）=1，尿素溶液浓度为5%（左右）;NO+NO2+CO（NH2）2=CO2+2N2+2H2O6NO（g）+2CO（NH2）2（s）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）（2）ACL2;（3）CO（NH2）2+8
16、OH-6e-= +N2+6H2O;22.5解析：（1）由题图甲、乙可知应控制的最佳条件为V（NO）/V（NO2）=1，尿素溶液浓度为5%左右；尿素溶液吸收NO和NO2生成CO2、N2、H2O，反应的化学方程式为NO+NO2+CO（NH2）2=CO2+2N2+2H2O。根据题给信息，可写出一氧化氮与尿素固体反应生成氮气、二氧化碳和水蒸气的化学反应方程式为6NO（g）+2CO（NH2）2（s）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g），观察题给已知反应可知反应3+反应-反应IV2-反应I3可得所求反应方程式，则根据盖斯定律可知热化学方程式6NO（g）+2CO（NH2）2（s）=5N2（g）+2
17、CO2（g）+4H2O（g）（2）该反应的正反应为放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率降低，A错误；由于CO（NH2）2为液态，容器容积不变，在一定条件下，混合气体的密度不再变化，说明各物质的浓度不变化，反应达到最大限度，B正确；化学平衡常数只与温度相关，温度不变，化学平衡常数不变，C错误；CO（NH2）2与土壤中的H2O反应可能转化为（NH2）2CO3，D正确。增大一种反应物的量，该反应物的转化率减小，另一种反应物的转化率增大，NH，的平衡转化率随着n（NH3）/n（CO2）的增大而减小，则L2表示NH3的平衡转化率的变化；由题图丙可知，n（NH3）/n（CO2）=2时两种气
18、体的平衡转化率为80%，则有：CO2（g）+2NH3（g）CO（NH2）2（1）+H2O（g）起始 0反应平衡则该反应的平衡常数（3）题图丁所示装置用于电解尿素CO（NH2）2的碱性溶液制取氢气，由图知B极产生H2，A极产生N2，则B极为阴极，A极为阳极，在阳极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为CO（NH2）2+8OH-6e-= +N2+6H2O。电解总反应式为CO（NH2）2+2OH- N2+3H2+ n（气体）=，则N2为0.375mol，生成也为0.375mol，故的质量为0.375mol60g/mol=22.5g。5.答案：I： (1)(2) 乙甲丙: (3). 34min因该反应是
19、放热反应，此时温度高，温度对反应速率占主导作用(4). AC ： (5). BC6.答案：（1）AD（2）；A（3）原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。ADE解析：7.答案：（1）；K1K2（2）4.0；相同温度下，水碳比为4.0时，CH4的转化率高，生成的H2比产率高；投料比过高，水蒸气会带走部分热量和气体，使能耗和物质损耗过多；投料比过高会导致反应物蒸气消耗过多，反应管内压降太大（答出一条即可）（3）82.2；CaO+CO2=CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减小了CO2与CaO的接触面积解析：（1
20、）根据题表中数据可知，温度升高，反应CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）的平衡常数增大，即说明升高温度平衡正向移动，则H10；同理可知反应CO（g）+H2O（g）CO（g）+H2（g）的H20。反应CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）能自发进行，则要满足G=H-TS0、S0，故反应在高温下可满足G0。反应CH4（g）+2H2O（g）CO2（g）+4H2（g）可由两个已知反应加和得到，则H3=H1+H2，因H20，故H3-H1H3。反应CH4（g）+2H2O（g）CO2（g）+4H2（g）是由两个已知反应加和得到，则平衡常数满足关系式K3=K1K2。（2）由题图可知，
21、相同温度下，当水碳比为4.0时，CH4的转化率高，生成的H2产率高，故反应物的最佳投料比=4.0；若投料比过高，反应剩余的水蒸气会带走部分热量和气体，使能耗和物质损耗过多，且投料比过高会导致反应物蒸气消耗过多，反应管内压降太大。（3）根据元素质量守恒，可知混合烃中碳的物质的量n（C）=n（CH4）+n（CO）+n（CO2），混合烃中氢的物质的量n（H）=4n（CH4）+2n（H2）-2n（CO）+2n（CO2），则混合烃分子中碳的质量分数=；氧化钙可以与CO2反应生成CaCO3，从而去除干态气体中的CO2，提高氢气的含量，而CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2和CaO的接触面积，降低了CO
22、2的去除率，所以氢气的体积分数显著下降。8.答案：(1)-2 062.5(2)放热;不变(3)阳离子交换膜温度过高蛋白质发生变性，细菌失去催化能力解析：(1)已知：盖斯定律1/2 +3/2计算2 062. 5；(2)已知，与温度的关系分析，温度越高越小，则二氧化硫浓度增大，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，平衡常数只随温度变化，若温度不变，增大压强，该脱硫反应的平衡常数K不变；反应II和反应生成亚铁离子和硫酸根离子，反应的离子方程式：;脱硫反应中，氧化亚铁硫杆菌(T. f)与的形成过程为如图所示的原电池反应，在原电池负极亚铁离子被氧化发生氧化反应，正极是氧气在酸性溶液中生成水，电极反应：,
23、正极消耗氢离子，该细胞膜为阳离子交换膜，该方法在高温下脱硫效率大大降低，原因是：温度过高蛋白质发生变性，细菌失去催化能力。9.答案：（1）（2）50%；2.510-3；（3）反应开始时，温度升高，反应速率加快，NO2脱除率升高，反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NO2脱除率下降900、4：11.610-4解析：（1）由盖斯定律可知，+可得1mol（aq）转化为（aq）反应的热化学方程式：（2）设生成CO2的浓度为x，根据化学方程式可得：起始（）：0.05 0.20 0 0 0反应（）： x 4x 4x x 2x平衡（）：0.05-x 0.20-4x 4x x 2x由达到平衡后水蒸气的物质
24、的量分数为可得, 解得x=0.025 NO2的平衡转化率, 反应的平衡常数降低温度，平衡后水的物质的量分数为0.2，说明平衡正向移动，NO2的转化率增大，故该反应为放热反应，H0。（3）反应开始时，温度升高，反应速率加快，NO2脱除率升高，反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NO2，脱除率下降，故随温度变化，呈现先升后降的变化趋势。相同温度下，n（NH3）：n（NO2）分别为4：1、3：1、1：3时，NO2的含量越来越高，脱除率越来越低，温度为900时，NO2，脱除率最高，故选用温度为900，投料比为4：1。该时间段内NO2的反应速率为, 根据反应速率之比等于化学方程式的计量数比可知用NH
25、3表示的化学反应速率为。10.答案：（1)SO2；4H+(2)B (3)(4)T1，溫度越高三氧化硫的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，所以正反应放热，即0(5)根据图A可知达到平衡状态时c(SO3) = 1mol/L，反应前c(SO2)=1mol/L，反应前,，2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)反应开始前：2 mol/L 1 mol/L 0 变化的量：1 mol/L 0.5 mol/L 1 mol/L 平衡时的量：1 mol/L 0.5 mol/L 1 mol/L 反应开始到10min时SO2的平均反应速率T2时该反应的平衡常数(6)n(SO2)/n(O2)的比值越小，O2越充足，则SO2的转化率越高，反之要SO2的转化率低，则要n (SO2)/n(O2)的比值越大，故为C点时n(SO2)/n(O2)的比值最高，SO2的转化率最小；可以把n(SO2) /n (O2)= 3看成3份SO2和1份O2反应，由于2份SO2和1份 O2恰好按比例进行，再加1份SO2进去，O2变得不充足，那么后面加进去的1份SO2转化率比之前的低，故n(SO2)/n(O2)=3比/n(SO2)/n（O2) = 2时SO2的转化率要低.SO3的体积分数减小，故选F点
