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专题十七 主观题 盖斯定律 化学平衡原理综合（原卷版）
1.【2018新课标Ⅰ卷28】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用，回答下列问题：
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=x时,N2O4(g)完全分解):
t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞
P/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
①已知：2N2O5（g）=2N2O4（g）+O2（g） △H1=-4.4kJ·mol-1
2NO2（g）=N2O4（g） △H2=-55.3kJ·mol-1www.21-cn-jy.com
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的△H=_______ kJ·mol-1
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3× (KPa·min-1)，t=62min时,测得体系中 =2.9kPa,则此时的=________ kPa，V=_______ kPa，min-1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强pX(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。www-2-1-cnjy-com
④25℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______ kPa (Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。21*cnjy*com
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R，A，Ogg提出如下反应历程:
第一步N2O5 NO3+NO2 快速平衡
第二步NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步NO+NO3 2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 __________（填标号)。
A. ν(第一步的逆反应P>ν(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高。
2.【2018新课标II卷】 CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol 1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。
A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L 2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g) 消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH/(kJ·mol 1) 75 172
活化能/(kJ·mol 1) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣于”），理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________填标号）。
A．K积、K消均增加 B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。
3.【2018新课标Ⅲ卷28】三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol 1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2= 30 kJ·mol 1
则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·mol 1。
（3）对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343 K=__________（保留2位小数）。
②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是___________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小：va________vb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率
v=v正 v逆= ，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处=__________（保留1位小数）。
4.【2018北京卷10】 近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
（1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________。
（2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是________________。
（3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i．SO2+4I－+4H+S↓+2I2+2H2O
ii．I2+2H2O+__________________+_______+2 I－
（4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中）
序号 A B C D
试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI0.0002 mol I2
实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则a=__________。
②比较A、B、C，可得出的结论是______________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：________________。
5.【2017天津卷10】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
（2）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C=O H—H C O(CO)
键能/kJ·mol 1 413 745 436 1075
则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。
②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
6.【2018江苏卷20】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH= 116.1 kJ·mol 1
3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol 1
反应3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJ·mol 1。
（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为__________mol。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见题20图 1）。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题20图 2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是____________________________；当反应温度高于380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________。
8.【2017天津卷】某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（2）该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）___________。
a．温度 b．Cl 的浓度 c．溶液的酸度
9.【2017海南卷14】碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：
（2）反应2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)，该反应的平衡常数表达式K=________。
10．【2017江苏卷】砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 ~ 10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4 +H+的电离常数为Ka1，则pKa1=____(pKa1= lgKa1)。
（3）溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH > 7.1时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH<7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图 3所示。
①在pH7~9之间，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降，其原因是_____________。
②在pH4~7之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为___________。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。
11．【2017北京卷】TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：www-2-1-cnjy-com
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2
沸点/℃ 58 136 181（升华） 316 1412
熔点/℃ 69 25 193 304 714
在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 难溶
（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1【来源：21·世纪·教育·网】
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
② 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：_______________。
12．【2017新课标Ⅰ卷】近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率=_______%，反应平衡常数K=________。
②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率_____，该反应的H_____0。（填“>”“<”或“=”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
13.【2017新课标Ⅱ卷】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2= 119 kJ·mol 1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3= 242 kJ·mol 1
反应①的ΔH1为________kJ·mol 1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。21*cnjy*com
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
14．【2017新课标Ⅲ卷】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L 1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L 1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：(aq)+I2(aq)+2OH (aq)(aq)+2I (aq)+ H2O(l)。溶液中c()与反应时间（t）的关系如图所示。www.21-cn-jy.com
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I )=2v()
c．c()/c()不再变化
d．c(I )=y mol·L 1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
15．【2016江苏卷16】以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：
（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。
②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 ▲（填序号）。
A．适当减缓通入Cl2速率 B．充分搅拌浆料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解
16．【2016上海卷】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：
（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）
已知H2的体积分数随温度升高而增加。若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
v正 v逆 平衡常数K 转化率α
（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
/mol·L-1 /mol·L-1 /mol·L-1 /mol·L-1
平衡Ⅰ a b c d
平衡Ⅱ m n x y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。
17．【2016海南卷】顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：
（1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K1=_____；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则△H________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
（2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号)，平衡常数值K2=_____；温度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。
18．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
（2）氢气可用于制备H2O2。已知：
H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“<”或“=”)。
（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收y mol H2只需1 mol MHx
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)＞v(吸氢)
19．【2016四川卷】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下：
已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解；
②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4
请回答下列问题：
（6）在一定条件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5(PO4)3F（相对分子质量为504）的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2________kg。
20．【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1I
CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l）＝H2O（g）ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应I的平衡常数表达式K=________；
（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有。
A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大CO2和H2的初始投料比
（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是 。
（4）在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图。
21.【2016新课标Ⅰ卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4 (绿色)、Cr2O72 (橙红色)、CrO42 (黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
（2）CrO42 和Cr2O72 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL 1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72 )随c(H+)的变化如图所示。
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，CrO42 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__________。21*cnjy*com
③升高温度，溶液中CrO42 的平衡转化率减小，则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
22．【2016新课标Ⅲ卷】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：
（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10 3mol·L 1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子 SO42 SO32 NO3 NO2 Cl
c/（mol·L 1） 8.35×10 4 6.87×10 6 1.5×10 4 1.2×10 5 3.4×10 3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO的转化率______（填“提高”、“不变”或“降低”）。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______ （填“增大”“不变”或“减小”）。
③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②反应ClO2 +2SO32 ===2SO42 +Cl 的平衡常数K表达式为___________。
（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_______。
23.【2016新课标Ⅱ卷】丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等，回答下列问题：
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：
C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol
C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是
________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大C．副反应增多 D．反应活化能增大
（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳
n（氨）/n（丙烯）约为，理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。
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专题十七 主观题 盖斯定律 化学平衡原理综合（解析版）
1.【2018新课标Ⅰ卷28】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用，回答下列问题：
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=x时,N2O4(g)完全分解):
t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞
P/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
①已知：2N2O5（g）=2N2O4（g）+O2（g） △H1=-4.4kJ·mol-1
2NO2（g）=N2O4（g） △H2=-55.3kJ·mol-1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的△H=_______ kJ·mol-1
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3× (KPa·min-1)，t=62min时,测得体系中 =2.9kPa,则此时的=________ kPa，V=_______ kPa，min-1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强pX(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。
④25℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______ kPa (Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R，A，Ogg提出如下反应历程:
第一步N2O5 NO3+NO2 快速平衡
第二步NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步NO+NO3 2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 __________（填标号)。
A. ν(第一步的逆反应P>ν(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高。
【答案】
(2)①53.1②30.0 6.0×10－2
③大于 温度升高，体积不变，总压强升高；NO2二聚是放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强升高
④13.4
(3)A C
【解析】
⑵①运用盖斯定律，△H=△H1－△H2= +53.1kJ/mol
②p(O2)=2.9kPa，根据反应2N2O5=4NO2+O2，则五氧化二氮减少的压强为2p(O2)=2×2.9kPa=5.8kPa，所以p(N2O5)=35.8－5.8=30.0kPa，
v=2×10－3 ×p(N2O5) = 6.0×10－2
④N2O5完全分解发生的反应：2N2O5(g) →4NO2(g) + O2(g)
N2O5此时分解压强的变化 35.8 71.6 17.9
生成的NO2建立平衡 2NO2(g) N2O4(g)
此平衡压强的变化为 2y y
平衡时总压是63.1kPa，即63.1 = 71.6－2y + y + 17.9 求得y=26.4，所以NO2产生的压强为71.6－2×26.4 = 18.8kPa。反应N2O4（g） 2NO2（g）的Kp= = = 13.4；
⑶第一步反应比第二步反应快，因此A符合题意；中间产物有NO、NO2，B不符合题意；第二步反应慢，说明反应难进行，则有效碰撞少，C符合题意；第三步反应很快，说明活化能较低，D不符合题意。
2.【2018新课标II卷】 CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol 1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。
A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L 2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g) 消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH/(kJ·mol 1) 75 172
活化能/(kJ·mol 1) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣于”），理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________填标号）。
A．K积、K消均增加 B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。
【答案】
(1). 247 . A 1/3
(2)① 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD
② pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
【解析】
（1）根据盖斯定律计算；根据反应特点结合温度和压强对平衡状态的影响解答；根据转化率利用三段式计算平衡常数；
（2）①根据表中数据可知相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于Y。
A．正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此K积、K消均增加，A正确；
B．升高温度反应速率均增大，B错误；
C．根据A中分析可知选项C错误；
D．积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大，D正确。答案选AD。
②根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时，生成速率随p(CO2)的升高而降低，所以根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。
点睛：本题主要是考查影响化学平衡的因素，化学图像的分析与判断，化学计算等知识。图像分析是解答的易错点和难点，注意化学平衡图像分析的答题技巧，看图像时：①一看面：纵坐标与横坐标的意义；②二看线：线的走向和变化趋势；③三看点：起点，拐点，终点，然后根据图象中呈现的关系、题给信息和所学知识相结合，做出符合题目要求的解答。
3.【2018新课标Ⅲ卷28】三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol 1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2= 30 kJ·mol 1
则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·mol 1。
（3）对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343 K=__________（保留2位小数）。
②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是___________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小：va________vb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率
v=v正 v逆= ，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处=__________（保留1位小数）。
【答案】
（2）114
（3）①22%，0.02
②及时移出产物 加入合适的催化剂 增大压强
③大于 1.3
【解析】
（2）由盖斯定律，△H=3ΔH1+ΔH2，计算出该反应的反应热114kJ·mol 1；
（3）①反应2SiHCl3=SiH2Cl2+SiCl4 △H= +48kJ/mol，为吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，所以a曲线对应的温度为343K，由图像可知，α = 22%
2SiHCl3= SiH2Cl2+ SiCl4
起始（mol/L） 1 0 0
转化（mol/L） 0.22 0.11 0.11
平衡（mol/L） 0.78 0.11 0.11
K = = 0.02
② 要提高SiHCl3的转化率，使平衡向正反应方向移动，可以移出生成物实现；缩短达到平衡的时间，就是要加快化学反应速率，则可以增大压强、使用催化剂。
③a的反应温度高于b，所以反应速率更快；
因为k正和k逆是常数，当达到化学平衡时，v正 = v逆，即k正x2(SiHCl3)=k逆x(SiH2Cl2)×x(SiCl4)，因此=
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
起始 1 0 0
转化 1×22% 0.22 0.22
平衡 0.78 0.22 0.22
因此= =
a点= = ×
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
起始 1 0 0
转化 1×20% 0.2 0.2
a点 0.8 0.2 0.2
a点= =×=×= 1.3
4.【2018北京卷10】 近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
（1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________。
（2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是________________。
（3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i．SO2+4I－+4H+S↓+2I2+2H2O
ii．I2+2H2O+__________________+_______+2 I－
（4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中）
序号 A B C D
试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI0.0002 mol I2
实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则a=__________。
②比较A、B、C，可得出的结论是______________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：________________。
【答案】
(1). 3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2= 254 kJ·mol 1
(2). > 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大
(3). SO2 SO42 4H+
(4). ①0.4
② I 是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率
③ 反应ii比i快；D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【解析】
（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）ΔH=ΔH1+ΔH3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254kJ/mol。
（2）采用“定一议二”法，根据温度相同时，压强与H2SO4物质的量分数判断。
（3）反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S，I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，（总反应-反应i）2得，反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
（4）用控制变量法对比分析。
①B是A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了0.2mol/LH2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a=0.4。
②对比A与B，加入H+可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H+不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是：I 是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应i消耗H+和I-，反应ii中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率DA，由此可见，反应ii比反应i速率快，反应ii产生H+使c（H+）增大，从而反应i加快。
点睛：本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体，考查盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
5.【2017天津卷10】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
（2）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C=O H—H C O(CO)
键能/kJ·mol 1 413 745 436 1075
则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。
②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
【答案】
（2）①+120 kJ·mol-1 B
② 900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低。
【解析】
（2）①化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×413+2×745)－
(2×1075+2×436)= +120 kJ·mol-1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大（气体物质的量增加）；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。
②根据图3得到，900℃时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900℃为反应最佳温度。
6.【2018江苏卷20】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH= 116.1 kJ·mol 1
3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol 1
反应3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJ·mol 1。
（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为__________mol。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见题20图 1）。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题20图 2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是____________________________；当反应温度高于380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________。
【答案】
（1） 136.2
（4）①
②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大
催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO
【解析】
（1）应用盖斯定律解答，将两个热化学方程式编号：
2NO2（g）+H2O（l）=HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH= 116.1 kJ·mol 1（①式）
3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol 1（②式）
应用盖斯定律，将（①式3+②式）2得，反应3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）
ΔH=[（ 116.1 kJ·mol 1）3+75.9 kJ·mol 1]2=-136.2kJ·mol 1。
（4）①NH3与NO2的反应为8NH3+6NO27N2+12H2O，该反应中NH3中-3价的N升至0价，NO2中+4价的N降至0价，生成7molN2转移24mol电子。生成1molN2时转移电子数为mol。
②因为反应时间相同，所以低温时主要考虑温度和催化剂对化学反应速率的影响；高温时NH3与O2发生催化氧化反应。在50~250℃范围内，NOx的去除率迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大，温度升高催化剂活性下降。反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是NH3与O2反应生成了NO，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
8.【2017天津卷】某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（2）该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）___________。
a．温度 b．Cl 的浓度 c．溶液的酸度
【答案】 （2）ac
【解析】比较影响反应速率的关键是对比不同点，找出二者的差异。
（2）D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，说明温度是影响反应条件之一；当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2，说明加入氢离子能继续产生Cl2，由此可知溶液的酸度也影响反应速率，故答案为：a c；
9.【2017海南卷14】碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：
（2）反应2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)，该反应的平衡常数表达式K=________。
【答案】（2）c(H2O)×c(CO)；
【解析】Na2CO3和NaHCO3为固体，根据化学平衡常数的定义K= c(H2O)×c(CO)；
10．【2017江苏卷】砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 ~ 10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4 +H+的电离常数为Ka1，则pKa1=____(pKa1= lgKa1)。
（3）溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH > 7.1时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH<7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图 3所示。
①在pH7~9之间，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降，其原因是_____________。
②在pH4~7之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为___________。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。
【答案】
（2）①OH + H3AsO3H2AsO3 + H2O ②2.2
（3）①在pH7~9之间，随pH升高H2AsO4 转变为HAsO42 ，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加
②在pH4~7之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以H2AsO4 和HAsO42 阴离子存在，静电引力较大；而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小
加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷
【解析】
(2)①从图中可知pH由小变大时，H3AsO3浓度减小，H2AsO3-浓度增大，当溶液由无色变为浅红色时，主要反映的离子方程式为OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4 H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,Ka1=,由图可可知，c(H+)=10-2.2mol/L，Ka1=c(H+)=10-2.2mol/L，pKa1=-lgKa1=-lg10-2.2=2.2
(3)①在pH7-9之间，随pH升高H3AsO4转变为HAsO42-，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降
②在pH7-9之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以HAsO42-和H2AsO3-阴离子存在，静电引力较大，而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小，提高吸附剂X对三价砷除去效果可采用的措施是加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷
11．【2017北京卷】TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2
沸点/℃ 58 136 181（升华） 316 1412
熔点/℃ 69 25 193 304 714
在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 难溶
（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
② 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：_______________。
【答案】（1）②> 随温度升高，CO含量增大，说明生成CO的反应是吸热反应
【解析】②根据图像，随着温度的升高，CO的浓度增加，CO2浓度降低，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即△H>0。
12．【2017新课标Ⅰ卷】近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率=_______%，反应平衡常数K=________。
②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率_____，该反应的H_____0。（填“>”“<”或“=”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
【答案】（2）H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol
系统（II）
（3）①2.5 2.8×10–3 ②> > ③B
【解析】（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=＋327 kJ/mol
②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/mol
③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/mol
④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/mol
①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) △H=+286 kJ/mol；
②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。
根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。
由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数
；
②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大。α2>α1；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故△H>0；③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，D错误。答案选B。
13.【2017新课标Ⅱ卷】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2= 119 kJ·mol 1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3= 242 kJ·mol 1
反应①的ΔH1为________kJ·mol 1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
【答案】（1）+123 小于 AD
（2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大
（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快
丁烯高温裂解生成短链烃类
【解析】
（1）根据盖斯定律，用②式 ③式可得①式，因此ΔH1=ΔH2 ΔH3= 119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123 kJ/mol。由图（a）可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到x MPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，根据反应前后气体系数之和增大，减小压强，平衡向正反应方向移动，即x<0.1。提高丁烯的产率，要求平衡向正反应方向移动，A、因为反应①是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，即丁烯转化率增大，故A正确；B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B错误；C、反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故C错误；D、根据C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D正确。
（2)氢气为生成物，增大氢气的量，使逆反应速率增大，抑制反应的正向进行，平衡左移。
(3)升高温度，增大反应速率；该反应为吸热反应，升高温度，使平衡右移，使产率增大；温度过高后，促进了副反副产物增多，丁烯产率下降
14．【2017新课标Ⅲ卷】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L 1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L 1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：(aq)+I2(aq)+2OH (aq)(aq)+2I (aq)+ H2O(l)。溶液中c()与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I )=2v()
c．c()/c()不再变化
d．c(I )=y mol·L 1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
【答案】 （2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率
（4）①ac ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低 ④
【解析】
（2）根据提给信息可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3总共升高10价，根据得失电子守恒配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考虑质量守恒，反应前少12个H和6个O，所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该反应加压时，能增加反应物O2的浓度，能够有效提高As2S3的转化速率。
（4）①a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态；b．根据速率关系，v（I-）/2=v(AsO33-)，则v(I )=2v(AsO33-)始终成立，反应不一定处于平衡状态；c．由于提供的Na3AsO3总量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时，c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持不变，反应处于平衡状态；d．平衡时
c(I )=2c(AsO33-)=2×y mol·L 1=2y mol·L 1时，即c(I-)=y mol·L 1时反应不是平衡状态。
所以答案为ac。
②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，所以答案为v正>v逆。
③tm时比tn时AsO43-浓度小，所以逆反应速率：tm④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3浓度为3x mol·L 1×20/(20+20+20)= x mol·L 1，同理I2浓度为x mol·L 1，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为y mol·L 1，则反应生成I-浓度c(I-)=2y mol·L 1，消耗AsO33-、I2浓度均为y mol·L 1，平衡时c(AsO33-)为 (x-y) mol·L 1，c（I2）为（x-y）mol·L 1，溶液中c(OH-)=1 mol·L 1，所以答案为K=。
15．【2016江苏卷16】以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：
（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。
②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 ▲（填序号）。
A．适当减缓通入Cl2速率 B．充分搅拌浆料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解
【答案】（1）② A B
【解析】②适当减缓通入Cl2速率 ，可以是氯气充分反应，充分搅拌浆料，可以使反应物增大反应物的接触面积，都能使提高氯气的转化率，AB 正确；加水过量，Ca(OH)2降低，部分氯气也和水反应，转化率降低。
16．【2016上海卷】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：
（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）
已知H2的体积分数随温度升高而增加。若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
v正 v逆 平衡常数K 转化率α
（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
/mol·L-1 /mol·L-1 /mol·L-1 /mol·L-1
平衡Ⅰ a b c d
平衡Ⅱ m n x y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。
【答案】（1）
v正 v逆 平衡常数K 转化率α
增大 增大 减小 减小
（2）
【解析】
(1)H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。
(2)相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。
17．【2016海南卷】顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：
（1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K1=_____；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则△H________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
（2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号)，平衡常数值K2=_____；温度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。
【答案】（9分）（1）3 小于（每空2分，共4分）
（2）B（1分） 7/3（2分）大于（1分）放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动（1分）
【解析】
（1）根据v（正）=k（正）c（顺）、，则v（正）=0.006c（顺）,v（逆）=k（逆）
c（反），, v（逆）=k（逆）c（反）=0.002 c（反）,化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c（顺）=0.002 c（反），K1=c(反)/c(顺)=0.006÷0.002=3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则小于零。
（2）随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，则符合条件的曲线是B，设顺式异构体的起始浓度为x,该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x,反式异构体为0.7x，所以平衡常数值K2=0.7x÷0.3x=7/3，因为K1>K2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动, 所以温度t2大于t1。
18．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
（2）氢气可用于制备H2O2。已知：
H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“<”或“=”)。
（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收y mol H2只需1 mol MHx
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)＞v(吸氢)
【答案】（2）＜ （3）ac
【解析】
(2)①H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1，②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG=ΔH TΔS，因为均为两反应自发反应，因此ΔH均小于0；
(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0，该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。
a.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，正确；
b.该反应为可逆反应，吸收ymol H2需要大于1 mol 的MHx错误；
c.降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，正确；
d.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)＜v(吸氢)，错误
19．【2016四川卷】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下：
已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解；
②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4
请回答下列问题：
（6）在一定条件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5(PO4)3F（相对分子质量为504）的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2________kg。
【答案】（6）
则K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同条件下当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:3，平衡常数不变，设转化的CO为x mol。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始浓度（mol/L）1 3 0 0
转化浓度（mol/L）x x x x
平衡浓度（mol/L）(1-x) (3-x) x x
则x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4，即达平衡时，CO转化了3/4 mol。转化为P4的Ca5(PO4)3F质量为a×10%×b%kg，根据反应4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生成CO的质量为（30×28×a×10%×b%）/（4×504）kg，则转化的CO的质量为3（30×28×a×10%×b%）/4（4×504）kg，根据反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)知相同条件下达平衡时能产生H2的质量为3（30×28×a×10%×b%）/56（4×504）kg=kg。
20．【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1I
CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l）＝H2O（g）ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应I的平衡常数表达式K=________；
（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有。
A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大CO2和H2的初始投料比
（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是 。
（4）在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图。
【答案】（1） （2）CD
（3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
（4）
【答案】
【解析】
(1)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，K=，
(2)A）使用催化剂Cat.1，平衡不移动，不能提高转化率，故A错误；
B）使用催化剂Cat.2，不能提高转化率，故B错误；
C）降低反应温度，平衡正向移动，可增大转化率，故C正确；
D）投料比不变，增加反应物的浓度，衡正向移动，可增大转化率，故D正确；
E)增大 CO2和H2的初始投料比，可增大氢气的转化率，二氧化碳的转化率减小，故E错误．
(3)从表中数据分析，在相同温度下，不同的催化剂二氧化碳的转化率不同，说明不同的催化剂的催化能力不同，相同的催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未达到平衡数据.
（4）从表中数据分析，在催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应Ⅰ的催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低，故图为：
21.【2016新课标Ⅰ卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4 (绿色)、Cr2O72 (橙红色)、CrO42 (黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
（2）CrO42 和Cr2O72 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL 1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72 )随c(H+)的变化如图所示。
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，CrO42 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CrO42 的平衡转化率减小，则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】（2）①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于；
【解析】
（2）①随着H+浓度的增大，CrO42-转化为Cr2O72-的离子反应式为2CrO42 +2H＋Cr2O72-+H2O。
②溶液酸性增大，平衡2CrO42 +2H＋Cr2O72-+H2O正向进行，CrO42 的平衡转化率增大；A点Cr2O72-的浓度为0.25mol/L，根据Cr元素守恒可知CrO42 的浓度为0.5mol/L；H+浓度为1×10-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为==1014；
③升高温度，溶液中CrO42 的平衡转化率减小，平衡逆向移动，说明正方向放热，则该反应的ΔH＜0；
22．【2016新课标Ⅲ卷】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：
（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10 3mol·L 1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子 SO42 SO32 NO3 NO2 Cl
c/（mol·L 1） 8.35×10 4 6.87×10 6 1.5×10 4 1.2×10 5 3.4×10 3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO的转化率______（填“提高”、“不变”或“降低”）。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______ （填“增大”“不变”或“减小”）。
③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②反应ClO2 +2SO32 ===2SO42 +Cl 的平衡常数K表达式为___________。
（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_______。
【答案】（2）①4OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O；提高②减小；
③大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高
（3）①减小；②
（4）①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高
【解析】
（2）①亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为2OH-＋3ClO2－＋4NO＝
4NO3－＋3Cl－＋2H2O；；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高。
②根据反应的方程式2H2O＋ClO2－＋2SO2＝2SO42－＋Cl－＋4H＋、2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋
4H＋可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的pH逐渐降低。
③由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。
②根据反应的方程式ClO2 +2SO32 ===2SO42 +Cl 可知平衡常数K表达式为。
（4）①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高，所以Ca（ClO）2效果好。
23.【2016新课标Ⅱ卷】丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等，回答下列问题：
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：
C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol
C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是
________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大C．副反应增多 D．反应活化能增大
（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳
n（氨）/n（丙烯）约为，理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。
【答案】（1）两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂
（2）不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC
（3）1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1：7.5：1
【解析】
（1）因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；由图a可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。
（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，尚未达到平衡状态，460OC以前是建立平衡的过程，所以低于460OC时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460OC时，丙烯腈产率降低，
A．催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；
B．平衡常数的大小不影响产率，错误；
C．根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；
D．反应活化能的大小不影响平衡，错误；答案选AC。
（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。
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