专题01+化学反应速率与化学平衡原理综合应用（第01期）-2018年高考冲刺化学大题百题精练+Word版含解析

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1．二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5 ℃，沸点-24.9 ℃，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下： Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚： ①2CH4(g)+O2(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1

Ⅱ.由合成气制备二甲醚： ②CO(g)+2H2(g)③2CH3OH(g)回答下列问题：

（1）若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1；1mol 液态水变为气态水要吸收44.0kJ的热量。反应③中的相关的化学健键能数据如表：

化学键 H-H C-O 343 H-O(水) 465 H-O(醇) 453 C-H 413 CH3OH(g) △H2=-90.7 kJ·mol-1 CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H3

E/(kJ ? mol-1) 436 则△H1=_________kJ·mol-1 △H3=_________ kJ·mol-1

（2）反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)：n(O2)=2：1混合，能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。 A．混合气体的密度不变

B．反应容器中二甲醚的百分含量不变

C．反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比 D．混合气体的压强不变

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（3）有人模拟制备原理Ⅱ，在500 K时的2 L的密闭容器中充入2mol CO和6 molH2，8 min达到平衡，平衡使CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)=0.3 mol·L-1，用H2表示反应②的速率是__________；可逆反应③的平衡常数K3=_________。若在500K时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此时反应③v(正)___v(逆)，说明原因____________________。

【答案】 -283.6kJ?mol-1 -24kJ·mol-1

M bd 0.2mol/(L min)

2.25 > 浓度商Q===1< 2.25，反应正向进行，v(正)> v(逆)

【解析】（1）若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1；得到甲烷、二甲醚的燃烧热化学方程式分别为：④CH4(g)+2O2(g)⑤CH3OCH3(g)+3O2(g)

CO2(g)+2H2O(l) △H4=-890.3 kJ·mol-1

2CO2(g)+3H2O(l) △H5=-1453.0 kJ·mol-1

CH3OCH3(g)+H2O(l)，且1mol 液态水变为气态水要吸

故④×2-⑤=①得到：2CH4(g)+O2(g)

收44.0kJ的热量，故则△H1=（-890.3×2+1453+44.0） kJ·mol-1=-283.6kJ?mol-1，根据所给键能，③2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+ H2O(g) 反应物总键能-生成物总键能=反应热 故

△H3=-24kJ·mol-1；

（2）反应③的化学平衡常数表达式为K= ，反应①是放热反应，故温

度升高，平衡逆向移动，CH4 的体积分数随温度升高而升高，故能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是M；制备原理Ⅰ中，由于是在恒温、恒容的密闭容器中合成，且反应①各物质均是气态，a、混合气体的密度一直不变，不能说明达到平衡状态；b、当反应容器中二甲醚的百分含量不变时，该反应达到平衡状态，故b正确；c、反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比在仍何时候都成立，故c错误；d、该装置是恒容容器，混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，且该反应前后气体分子总数不等，故d正确；故选bd；

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（3）Ⅱ.由合成气制备二甲醚： ②CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

起始时（mol/L） 1 3 0 转化（mol/L） 0.8 1.6 0.8 平衡时（mol/L） 0.2 1.4 0.8 ③2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+ H2O(g)

起始时（mol/L） 0.8 0 0 转化（mol/L） 0.6 0.3 0.3 平衡时（mol/L） 0.2 0.3 0.3 H2表示反应②的速率是c（H2）=

=0.2mol/（L·min）；

可逆反应③的平衡常数K3===2.25；

若在500K时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，则说明c(CH3OH)=c(CH3OCH3)=c（H2），则

此时Q===1< 2.25，故反应正向进行，v(正)> v(逆)。

点睛：在盖斯定律的考查中，常常会给出一些物质的燃烧热，也相当于给了热化学方程式，需要我们将其转化成热化学方程式，再去和目标方程式进行叠加，求出反应热；在化学平衡的相关计算中，一定要根据三段式进行计算，做到稳稳地拿分。

2．环境保护要求燃煤污染物控制排放，研究协同脱硫脱硝工艺是大势所趋。 Ⅰ量子化学计算能揭示出化学反应机理。

SO2与ClO2的气态反应中，因接触位置不同，形成了不同反应路径，反应中各驻点（TS为过渡态，RC、IM、PC为中间产物）相对初始反应物的能量关系如图1所示

（1）写出该过程的热化学方程式：____________________。

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（2）图中IM1→IM2，经历过渡态_____的路径反应速率最慢，其原因是______。 （3）在图中描线指出该反应的最优微观路径。____________

（4）产物ClO也有强氧化性，可以继续氧化SO2。请写出该反应的化学方程式______。 （5）ClO2分别氧化NO和SO2反应速率常数之比与温度关系如图2所示，可推知随温度升高，ClO2氧化NO反应速率_______。

Ⅱ模拟烟气的组成为：0.03%NO、0.1%SO2、6.0%O2、8.0%H2O，在70℃下，当n（C1O2）:n（NO）不断增大（其余为氮气）时，SO2和NO的转化率变化如图3所示。

（6）有NO存在时，ClO2氧化SO2______（填“难”、“易”），造成这种情况的可能原因是________________。

【答案】 SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) ?H=-111.4KJ/mol TS3 活化能高或该过渡态所

需要的能量高（其它合理答案）

ClO+SO2=SO3+Cl（写成Cl2也给分） 逐渐降低（减小） 易 NO对氧化SO2有催化作用（或NO2能氧化SO2）

【解析】（1）.根据图示，1molSO2(g)和1molClO2(g)完全反应生成1molSO3(g)和1molClO(g)放出111.4 KJ的能量，所以该反应的热化学方程式是（1）．SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) ?H= -111.4KJ/mol；（2）从图像可知IM1→IM2过程中TS3的活化能最大，反应的速率最慢，所以经历过渡态TS3的路径反应速率最慢；（3）活化能越小反应所需要的能量越低，所以最佳路

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径是

。（4）ClO继续氧化SO2生成SO3和Cl，反应

方程式是ClO+SO2=SO3+Cl。（5）由图2可知随着横坐标1000/T的增大曲线呈递增趋势，所以当T增大时，1000/T在减小，纵坐标应该逐渐递减，所以推知随温度升高，ClO2氧化NO反应速率逐渐降低；（6）根据图3可以看出含有NO时SO2被氧化的速率快，ClO2氧化SO2越易，主要原因可能是NO起催化作用。 3．氢在生活、生产、科研中发挥着重要的作用。 Ⅰ.工业上利用吸热反应C(s) +2H2O(g)

CO2(g)+2H2(g)来制备氢气。一定条件下，将C(s)

和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应，相关数据如下表：

起始量/mol 容器 容积/L 温度/L C(s) 甲 乙 2 1 T1 T2 3 1.5 H2O(g) 4 2 H2(g) 3.2 1.2 平衡量/mol （1）T1_______T2 (填“>”、“ =”或“<”)。

（2）T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g)，达到新平衡后H2(g)的物质的量分数__________(填“增大”、“ 不变”或“减小”)；T2时，若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g)，此时v(正)________v(逆)(填“大 于”、“ 等 于” 或“小于”)。 Ⅱ.CO(g)和H2(g)在一定条件下可合成甲醇：CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g) △H

（3）该反应能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是___________。

A．该反应的△H>0

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