12－1－1
平衡时的浓度：c(CO)＝c(H2)＝ mol·L＝ mol·L，
332121
c(CH4)＝c(CO2)＝ mol·L－1＝ mol·L－1，
3322222（）×（）3316
故K＝＝，α(CO2)＝50%。
119×33[答案]
16
(或1.78) 50% 9
回归高考，真题验收
6．(2016·全国卷Ⅰ，节选)CrO4和Cr2O7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7)随c(H)的变化如图所示。
－1
2－
＋
2－
2－
(1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应
_____________________________________________________ _____________________________________________________。
(2)由图可知，溶液酸性增大，CrO4的平衡转化率____(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。
(3)升高温度，溶液中CrO4的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
[解析] (1)由信息CrO4和Cr2O7在溶液中可相互转化，再结合图像知，Na2CrO4溶液中的转化反应为2CrO4＋2H
2－
＋
2－
2－
2－
2－
Cr2O7＋H2O。(2)由图可知，溶液的酸性增强，Cr2O7的浓度越
2－
2－
＋
2－2－
大，平衡向正反应方向移动，因此CrO4的平衡转化率增大；由反应2CrO4＋2HCr2O7＋
2－
－
c（Cr2O27）＋
H2O得该转化反应的平衡常数表达式为2，根据A点数据可以得出c(H)2－2＋
c（CrO4）·c（H）
＝1.0×10mol·L、c(Cr2O7)＝0.25 mol·L，可求出转化的c(CrO4)＝0.25 mol·L
－1
2－
－1
－7－12－－12－－1
×2＝0.5 mol·L，进一步可得平衡时c(CrO4)＝0.5 mol·L，代入表达式中得平衡常数K - 21 -
＝1.0×10。(3)溶液中CrO4的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，由升高温度平衡向吸热的方向移动，得出正反应为放热反应，ΔH小于0。
[答案] (1)2CrO4＋2H
2－
＋
142－
Cr2O7＋H2O (2)增大 1.0×10 (3)小于
2－14
7．(2019·全国卷Ⅰ)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。
A．<0.25 C．0.25～0.50 E．>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
B．0.25 D．0.50
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝______eV，写出该步骤的化学方程式_________________________________________________
_____________________________________________________。
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
- 22 -
计算曲线a的反应在30～90 min内的平均速率v(a)＝________ kPa·min。467 ℃时
－1
pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关
系的曲线分别是________、________。
[解析] (1)根据题目提供的实验数据可知用H2还原CoO制取金属Co，反应的化学方程式为H2(g)＋CoO(s)
Co(s)＋H2O(g)，平衡混合气体中H2的物质的量分数为0.025 0，K1＝
c(H2O)/c(H2)＝(1－0.025 0)/0.025 0＝39；CO还原CoO制取金属Co的化学方程式为CO(g)
＋CoO(s)
Co(s)＋CO2(g)，平衡混合气体中CO的物质的量分数为0.019 2，K2＝c(CO2)/c(CO)
＝(1－0.019 2)/0.019 2≈51.08。K1 (2)H2(g)＋CoO(s)CO(g)＋CoO(s) Co(s)＋H2O(g)① Co(s)＋CO2(g)② CO2(g)＋H2(g) ②－①可得CO(g)＋H2O(g) 设起始CO、H2O的物质的量为a mol，转化的物质的量为x mol，容器容积为1 L，则： CO(g)＋H2O(g) －1 CO2(g)＋H2(g) 起始/(mol·L) a a 0 0 转化/(mol·L) x x x x 平衡/(mol·L) a－x a－x x x 则该反应的K＝x/(a－x)＝K2/K1≈1.31，求得：x≈0.534a，则平衡时H2的物质的量分0.534a数约为＝0.267。 2a(3)根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为－0.72 eV，则ΔH＝－0.72 eV，即ΔH小于0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH＋H＋H2O和结束时生成物COOH＋2H＋OH，可得反应的化学方程式为COOH＋H＋H2O===COOH＋2H＋OH，也可以写为H2O===H＋OH。 （4.08－3.80） kPa－(4)根据反应速率的计算公式可以求算v(a)＝≈0.004 7 kPa·min60 min 1 ** * * * * * * * * * * * * * 2 2 －1－l 。由(2)中分析得出H2的物质的量分数在0.25～0.50之间，CO的物质的量分数在0～0.25之 间，在同一容器中气体的分压之比等于物质的量之比，所以H2的分压始终高于CO的分压，据 - 23 - 此可将题图分成上下两部分，a、b表示的是H2的分压，c、d表示的是CO的分压，该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，CO分压增加，H2分压降低，故467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是b、c，489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是a、d。 [答案] (1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH＋H＋H2O===COOH＋2H＋OH(或H2O===H＋OH) (4)0.004 7 b c a d 速率与平衡图像在生产中的综合应用 (对应学生用书第54页) ■ 重 难 突 破 —— 重 难 知 识 梳 * * * * * * * * * 理··········································· 1．图像分析 (1) ?该反应为放热反应，低于T时，反应慢，还未? ?达到平衡，为平衡建立 ?过程，高于T时，为平?衡移动过程 0 0 (2) ?随温度升高，－lg K减?小，K增大，反应为吸?? ?热反应（ΔH>0） (3)对于A(g)＋2B(g)C(g) ?n（A） ?n（B）越大，A（g）越多，?? ?α（A）越小 (4) ?3号催化剂?最合适，其 ?最适温度为 ??400 ℃ 2．图像题的一般分析思路 (1)一审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应是吸热还是放热。 (2)二析图像 - 24 - 一看面(纵坐标与横坐标的意义)二看线(线的走向和变化趋势) 看图像→三看点(起点、拐点、终点) 四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)五看量的变化(如浓度变化、温度变化)(3)三想方法规律 ①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 ②先拐先平数值大：在含量(转化率)－时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 ③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 ■ 考 能 提 升 —— 高 考 类 题 集 训·········································· 一般图像分析 1．(1)(2019·菏泽一模)在一个体积固定的真空密闭容器中充入等物质的量的CO2和NH3，在恒定温度下使其发生反应：2NH3(g)＋CO2(g)中氨气的体积分数随时间的变化如图所示： CO(NH2)2(s)＋H2O(g)并达到平衡，混合气体 则A点的v正(CO2)________B点的v逆(H2O)(填“>”“<”或“＝”)，原因是____________________________________________。 (2)在两个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)温度的关系如图所示。 C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率α(CO2)与 - 25 -
相关推荐：
loading