历年高考化学平衡题

1、二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H

2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

（ⅰ）CO (g)+ 2H2 (g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1 kJ·mol -1

（ⅱ）CO2 (g)+ 3H2 (g) = CH3OH(g) + H2O (g) △H2 = -49.0 kJ·mol -1

水煤气变换反应：（ⅲ）CO (g)+ H2O (g) = CO2 (g)+ H2 (g) △H3 = -41.1 kJ·mol -1

二甲醚合成反应：（ⅳ）2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O (g) △H4 = -24.5 kJ·mol -1

回答下列问题：（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备

较高纯度Al 2O3的主要工艺流程是

(以化学方程式表示)。

（2）分析二甲醚合成反应（ⅳ）对于CO转化率的

影响。

（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一种产物为

水蒸气）的热化学方程式为。

根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反

应的影响。

（4）有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3）、

压强为5.0MPa的条件下，由H2

和CO直接制备二甲醚，结果如右图所示。其中CO转化

率随温度升高而降低的原因是

。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池（5.93kW·h·kg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极电极反应为，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E= (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·h=3.6×106J

（1）1. Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

2. NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓ (沉淀符号)+NaHCO3

3. 2Al(OH)3Al2O3+3H2O

（2）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（ⅰ）平衡右移，CO转化率变大；生成的水通过水煤气变换反应（ⅲ）消耗部分CO

（3）4H2（g）+2CO（g）==CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-204.7kJ/mol，该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增大，反应速率增大。

（4）该反应为放热反应，其他条件不变的情况下，温度升高，平衡向逆反应方向移动，转化率降低。

（5）3H2O+CH3OCH3-12e-==2CO2+12H+ 12

2、光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。

(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为Mno2+4Hcl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制各CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为__________；

(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为________________；

(4)COCl2的分解反应为COCl2(g) === Cl2(g) + CO(g) △H = +108 kJ/mol。反

应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线来示出)：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________

②比较第 2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度(T8)的高低：T(2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”)；

③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2) = ______mol/L；

④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以υ(2—3)、υ(5—6)、υ(l2－13)表示]的大小____________；

⑤比较反应物COCl2在5－6 min和15－16 min时平均反应速率的大小：

υ(5－6) >υ(15－16)(填“<”、“>”或“=”)，原因是_______________。

3、由化学工业出版社20XX年出版的《甲醇工艺学》介绍，工业上可利用CO或CO2来生

产燃料甲醇。相关数据如下表所示：

化学反应平衡常

数

温度℃

500 700 800

①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)ΔH1

②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH2

③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3K1K2

K3

2.51.0

0.341.7

0.152.5

2

(1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)上述三个反应中ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系式为____________。

(3)判断反应③的ΔH－ΔS________0。

(4) 反应③是在恒容密闭等温条件下，当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，

然后向容器中再加入一定量的H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2。

则是c1________c2的关系。(填＞、＜、＝)。

(5)CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝－a kJ/mol。下列措施中能使

n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________(填写序号)。

a．升高温度b．充入He(g)，使体系压强增大

c．将H2O(g)从体系中分离d．再充入1 mol CH3OH(g)

(6) 500 ℃，反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH3＝－a kJ/mol。在1 L密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，平衡后热量变化为Q kJ，CO2的转化率为

(1)温度越高，平衡常数越小，说明平衡左移，则反应①是放热反应。(2)由盖斯定律推导。

(3)反应③是气体体积减少的反应，是一个熵减反应。(4)若是恒容密闭容器、反应后整

个体系的压强比之前来说减小了，加入氢气虽然正向移动，但是CO2(g)浓度较小、

CH 3OH(g) 浓度增大、H 2O(g)浓度增大，且平衡常数不变达到平衡时H 2的物质的量浓度一定增大，故c 1＜c 2 Q 1/a 。(5)根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱其变化趋势，所以加入CH 3OH ，平衡虽然逆向移动，但只是减弱了甲醇的增大趋势，最后还是增大了。(6)500 ℃，反应CO 2(g)＋3H 2(g)===CH 3OH(g)＋H 2O(g)，ΔH 3＝－a kJ/mol ，表示1 mol CO 2、3 mol H 2完全反应时放出的热量是a kJ ，实际情况是平衡后热量变化为Q 1 kJ ，也就是反应进行到Q /a 程度。

答案：(1)放热(2分) (2)ΔH 1＝ΔH 3－ΔH 2(3分) (3)＜(2分) (4)＜(2分) (5)cd(3分) (6)Q /a (3分)

4、乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：

(1) 间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C 2H 5OSO 3H)。再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式

(2)已知：

甲醇脱水反应 2CH 3OH(g)＝CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g) ?H 1＝－23.9kJ ·mol －1

甲醇制烯烃反应 2CH 3OH(g)＝C 2H 4 (g)＋2H 2O(g) ?H 2＝－29.1 kJ ·mol －1

乙醇异构化反应 C 2H 5OH(g)＝CH 3OCH 3(g) ?H 3＝ +50..7 kJ ·mol －1

则乙烯气相直接水合反应C 2H 4(g)＋H 2O(g )＝C 2H 5OH(g)的?H ＝ kJ ·mol －1

与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是： 。

(3) 下图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 (H 2O):n (C 2H 4)=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p 1、p 2、p 3、p 4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6.9MPa ，n (H 2O):n (C 2H 4)=0.6:1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有： 、 。

(1) C 2H 4+H 2SO 4 ══C 2H 5OSO 3H 、C 2H 5OSO 3H+H 2O ══C 2H 5OH+H 2SO 4 (2) ?45.5；污染小、腐蚀性小等

(3)①1252224220%(C H OH)20180

220%0.07(MPa)80%(C H )(H O)807.85MPa

()220%-?-=

===?-g p np

p n n K np p p n n

②p1

③将产物乙醇液化移去；增加n(H2O):n(C2H4)比

5、

6、I. 下图是在101 kPa，298K条件下1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成1mol CO2(g)和1mol

NO(g)过程中的能量变化示意图。

已知：①N2(g) ＋O2(g) ===2NO(g) ΔH ＝＋179.5 kJ/mol

②2NO(g) ＋O2(g) ===2NO2(g) ΔH ＝－112.3 kJ/mol

请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式：。

Ⅱ. 一种光化学电池的结构如上图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)=====光

Ag(s)

＋Cl(AgCl)，[Cl(AgCl)]表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着Cl(AgCl)＋e －

→ Cl －

(aq)，Pt 电极周围溶液变蓝。若将光源移除，电池会立即回复至初始状态。

①光照时，电流由 极流向 极（填X 或Y ） ②

光

照

时

，

电

池

总

反

应

为 。

Ⅲ. 在一定的温度下，把2体积N 2和6体积H 2分别通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通容器中发生如下反应： N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g) △H ＜0

反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。 请据此回答下列问题：

(1)保持上述反应温度不变，设a 、b 、c 分别表示加入的N 2、H 2 和NH 3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。

①a ＝1，c ＝2，则b ＝ 。在此情况下，反应起始时将向 反应方向（填“正”或“逆”）进行。

②若需规定起始时反应向逆方向进行，则c 的取值范围是 。 (2)在上述恒压装置中，若需控制平衡后混合气体为 6.5体积，则可采取的措施是 ，原因是 。 I ．2NO (g) ＋2CO (g) ===N 2(g) ＋2 CO 2(g) ΔH ＝ －759.8 kJ/mol （2分）

II ．①X （1分） Y （1分）

② AgCl(s)＋Cu ＋

(aq)=====光

Ag(s)＋Cu 2＋(aq)＋Cl －

（2分）

III ．⑴① 3 （2分） 逆 （1分） ② 1＜c≤4 （2分）

⑵降低温度（1分）降低温度平衡向正反应方向移动，气体总分子数减少（2分）

7、用O2将HCl 转化为Cl2，可提高效益，减少污染， （1）传统上该转化通过如右图所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为：2HCl(g) + CuO(s) H2O(g)+CuCl2(g) △H1

反应②生成1molCl2(g)的反应热为△H2，则总反应的热化学方程式为 ,

E 2=368kJ/mol E 1=134kJ/mol

生成物

t

反应物

能量

(反应热用△H1和△H2表示)。

（2）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，

①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的aHCl—T曲线如图12，则总反应的△H0 ,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应aHCl—T曲线的示意图，并简要说明理由：。

③下列措施中有利于提高aHCl的有。

A、增大n(HCl)

B、增大n(O2)

C、使用更好的催化剂

D、移去H2O （3）一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：

t(min) 0 2.0 4.0 6.0 8.0

n(Cl2)/10-3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2

计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min-1为单位，写出计算过程）。

（4）Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。

(1) 2HCl(g) + 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)△H=△H1+△H2

(2)①＜；K(A)；②见右图

增大压强，平衡右移，ɑHCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前实验的大。③B、D

(3)解：设2.0～6.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则

2HCl(g) + 1/2O2(g) == H2O(g)+Cl2(g)

2 1

n(5.4-1.8)×10-3mol

解得 n=7.2×10-3mol，所以v(HCl)= 7.2×10-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10-3mol/min (4)2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

8、用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①1/4CaSO4(s)+CO(g)?1/4CaS(s)+CO2(g) ?H1=-47.3kJ?mol-1

② CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) ?H2=+210.5kJ?mol-1

③ CO(g)?1/2C(s)+1/2CO2(g) ?H3=-86.2kJ?mol-1

（1）反应2CaSO4(s)+7CO(g)?CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)的?H＝___________（用?H1、?H2和?H3表示）

（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK 随反应温度T 的变化曲线见图18，结合各反应的?H ，归纳lgK-T 曲线变化规律：

a)____________________________；

b)____________________________。

（3）向盛有CaSO 4的真空恒容密闭容器中充入CO ，反应①于900℃达到平衡，c 平衡(CO)=8.0X10-5 mol ?L -1，计算CO 的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。 （4）为减少副产物，获得更纯净的CO 2，可在初始燃料中适量加入_______。

（5）以反应①中生成的CaS 为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO 4，该反应的化学方程式为_______________；在一定条件下，CO 2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为___________。 （1）?H ＝4?H 1+?H 2+2?H 3=-151.1 kj/mol

（2）a)反应②为吸热反应，温度升高K 值增大，lgK 也增大。

b)反应①③为放热反应，温度升高K 值减小，lgK 也减小。

（3）99% （4）氧气 （5）CaS+2O 2高温CaSO 4

解析：(3)由图可以得在900℃时1/4CaSO 4(s)+CO(g)?1/4CaS(s)+CO 2(g)的lgK=2,即K=100 K=c(CO 2)/c(CO)= 100,可知平衡时c(CO 2)= 8.0X10-3 mol ?L -1

故：CO 的转化率为8.0X10-3 mol ?L -1÷（8.0X10-3 mol ?L -1+8.0X10-5 mol ?L -1）=99% 32、参考答案：

9、大气中的部分碘源于O 3对海水中Ⅰ-

的氧化。将O 3持续通入Na Ⅰ溶液中进行模拟研究. （1）O 3将Ⅰ-氧化成Ⅰ2的过程由3步反应组成：

①Ⅰ-（aq ）+ O 3（g ）=ⅠO -(aq)+O 2（g ）△H 1 ②ⅠO -（aq ）+H +

(aq) HO Ⅰ(aq) △H 2

-CH 3

| COOH CH 3-

总反应的化学方程式为______，其反应△H=______

（2）在溶液中存在化学平衡： ，其平衡常数表达式为_______. (3) 为探究Fe 2+

对氧化Ⅰ-反应的影响（反应体如图13），某研究小组测定两组实验中Ⅰ3-

浓度和体系pH ，结果见图14和下表。

① Ⅰ组实验中，导致反应后pH 升高的原因是_______.

② 图13中的A 为_____由Fe 3+

生成A 的过程能显著提高Ⅰ-的转化率，原因是_______. ③第2组实验进行18s 后，Ⅰ3-下降。导致下降的直接原因有双选______.

A.C(H +

)减小 B.c(Ⅰ-)减小 C. Ⅰ2(g)不断生成 D.c （Fe 3+

）增加

（4）据图14，计算3-13s 内第2组实验中生成l 3-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。 （1）

123H H H ?+?+? （2）

32()()()

c I K c I c I --

=g （3）①H +

被消耗，其浓度降低；②3 F e +结合氢氧根生成氢氧化铁沉淀，增大了氢离子浓度，使

向右移动，

使()c I -

减小；③BD （4）3

11()8.3/0.55s 15s

I mol L

v mol L ---=

=??

【解析】本题考查了盖斯定律、化学平衡常数，化学平衡的移动以及化学反应速率的计算等知识。（1）根据题给信息，总反应为O3氧化

I-生成I2,将所给的三个反应：①+②+③可得

△H=123H H H ?+?+?。（2）

根据化学反应方程式写出平衡常数表达式。（3）①该反应消耗H +

，随反应进行c(H +

)浓度降低，pH 升高。②见答案（也有认为该转化是二价铁与三价铁的转化，故A 为Fe 2+

，Fe 3+

氧化I

-

生成I 2，使()c I -

减小；但是解释不了为什么氢离子浓度减小）。 ③c(Fe 3+

)增加，()c I -

减小都会使c （I 3-

）急剧减小。（4）3～18s 内，

v(I 3-

)=

11

155.0155.38.11---?=?-?L mol s

L mol L mol 。

10、“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点，涉及下列三个反应：

反应Ⅰ：SO 2(g) + I 2(aq) + 2H 2O(l) ＝ 2HI(aq) + H 2SO 4(aq) 反应Ⅱ：2HI(g) H 2(g) + I 2(g) 反应Ⅲ：2H 2SO 4(g) 2H 2O(g) + 2SO 2(g) + O 2(g) （1）反应Ⅲ实际上分两步进行：

H 2SO 4(g)＝SO 3(g) + H 2O(g) ?H 1 2SO 3(g) 2SO 2(g) + O 2(g) ?H 2

则反应Ⅲ的反应热?H ＝________（用?H 1、?H 2表示）。

（2）某温度下将1mol HI 充入密闭容器中发生反应Ⅱ，达到第1次平衡后，用选择性膜

达到平衡的次数

第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 …… n (HI)/mol

0.78

0.67

0.60

0.55

0.51

……

① 第1次平衡时，HI 的转化率为________％。

② 归纳出分离H 2的次数对HI 转化率的影响：________。 ③ 计算第2次平衡时H 2和I 2的物质的量（写出计算过程）。

（3）反应Ⅰ发生时，溶液中存在化学平衡：I 2(aq) + I —(aq) I 3—

(aq)，其反应速率极快

且平衡常数很大。现将1mol SO 2缓缓通入含1 mol I 2的水溶液中恰好完全反应。在

答题卡中，画出溶液中I 3—的物质的量n ( I 3—

)随反应时间t 变化的曲线图。

（1）2?H 1+ ?H 2 （2分） （2）① 22 （2分）

② 随着分离H 2次数的增加，HI 的转化率逐渐提高，但提高幅度逐渐减小 （4分） ③ （6分）

2HI(g)

H 2(g) + I 2(g)

起始/mol 1 0 0

变化/mol 1-0.78=0.22 0.11 0.11 第1次平衡/mol 0.78 0.11 0.11 分离出H 2后/mol 0.78 0 0.11 变化/mol 0.78-0.67=0.11 0.055 0.055 第2次平衡/mol 0.67 0.055 0.165 即： n (H 2)＝0.055mol ，n (I 2)＝0.165mol （3）（2分）

n (I 3—

) /m o l

0.2 0.4 0.6 0 t /s

0.8

1.0