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    2019年高三化学冲刺复习主观题一遍过专题05K值专练(含解析)

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    2019年高三化学冲刺复习主观题一遍过专题05K值专练(含解析)

    1、专题05 K值专练1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(1)FDaniels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=时,N2O5(g)完全分解):t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.125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)。【答案】13.4 【解析】根据表中数

    2、据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa271.6 kPa,氧气是35.8kPa217.9 kPa,总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa89.5 kPa,平衡后压强减少了89.5 kPa63.1kPa26.4kPa,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa,二氧化氮对应的压强是71.6 kPa26.4kPa218.8kPa,则反应的平衡常数。2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

    3、下列问题:(1)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。H2S的平衡转化率=_%,反应平衡常数K=_。【答案】2.5 2.8103 【解析】(2)设反应的H2S物质的量为x,由题意列三段式得:因为反应平衡后水的物质的量分数为0.02,所以=0.02,解得x=0.01;H2S的平衡转化率10.010.40100%=2.5%;反应平衡常数K=2.84910-3(或2.8103或2.85103)。3H2S和SO2会对环境和

    4、人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。用氨水除去SO2(1)已知25,NH3H2O的Kb=1.8105,H2SO3的Ka1=1.3102,Ka2=6.2108。若氨水的浓度为2.0 molL-1,溶液中的c(OH)=_molL1。将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0107 molL1时,溶液中的c()/c()=_。【答案】 6.010-3 0.62【解析】(1)根据NH3H2O的Kb=1.8105可知, =1.8105,当氨水的浓度为2.0 molL-1时,溶液中的c(OH)= c(NH4+)=6.010-3 molL-1。根据H2S

    5、O3的Ka2=6.2108可知, =6.2108,当c(OH)降至1.0107 molL1,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。4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)=0.006s1,k(逆)=0.002s1,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_0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2温度下,图中能表示顺式异

    6、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】(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)= 0.002 c(反),达到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)=0.0060.002=3;该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆),说明断键吸收的能

    7、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小,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,顺式异构体的浓度为0.3x,反式异构体的浓度为0.7x,所以平衡常数值K2=0.7x0.3x=7/3,因为K1K2,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。5碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:(1)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g) + I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关

    8、系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:_。上述反应中,正反应速率为v正= k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为_(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1,在t=40min时,v正=_min-1【答案】(1);k逆= k正/K;1.9510-3【解析】(1)问中的反应是比较特殊的,反应前后气体体积相等,不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。大家注意表格中的

    9、两列数据是正向和逆向的两组数据。716K时,取第一行数据计算:2HI(g)H2(g)+I2(g)n(始)(取1mol) 1 0 0n (0.216) (0.108) (0.108)n(平) 0.784 (0.108) (0.108)化学平衡常数为本小题易错点:计算式会被误以为是表达式。问的要点是:平衡状态下,v正= v逆,故有:k正x2(HI) = k逆x(H2)x(I2)变形:k正/ k逆= x(H2)x(I2)/ x2(HI)=K故有: k逆= k正/K6二氧化碳的有效回收利用,既能缓解能源危机,又可减少温室效应的影响,具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2

    10、制CO的原理如下图所示,回答下列问题: (1)二甲醚是主要的有机物中间体,在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚:2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) , =3时,实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示。若在1L密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2的平衡转化率对应下图中A点,则在此温度,该反应的化学平衡常数是_(保留整数)。合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳,合成时选用硅铝化合物做催化剂,硅铝比不同时,生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较:KA_KB(填“、

    11、”“ 【解析】(1)设020 min内生成N2O4的物质的量是x mol。2NO2(g)N2O4(g) 开始(mol/L): 0.2 0转化(mol/L): x 20 min(mol/L):(0.2x) ,解得:x = 0.08,v(N2O4) = mol/L20 min = 2.0103 mol/(Lmin);设平衡时N2O4的浓度为x mol/L。2NO2(g)N2O4(g) 开始: 0.2 mol/L 0转化: 2x mol/L x mol/L平衡: (0.22x) mol/L x mol/L,x=0.075,v正(NO2)v逆(N2O4)=21,即k1c2(NO2)k2c(N2O4)=

    12、21,k10.052k20.075=21,所以k1 = 60 k2。若改变温度至T1时k1=k2,则根据平衡时k1c2(NO2)k2c(N2O4) = 21可知c(NO2)较原平衡增大,c(N2O4)较原平衡减小,说明平衡逆向移动,该反应正反应放热,所以T1373K,故答案为:2.0103;k1=60k2;。10研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。(1)T时,将0.6 mol NO和0.2 molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中,NO的浓度随反应时间的变化如图所示。T时,反应3NO(g) +O3(g)3NO2(g)的平衡常数K=

    13、_。【答案】240(或240 Lmol-1) 【解析】(1)由图像分析可知反应10min时达到平衡,平衡时c(NO)=0.1mol/L,据此列三段式:3NO(g) +O3(g)3NO2(g)起始浓度(mol/L): 0.3 0.1 0反应浓度(mol/L): 0.2 0.2/3 0.2平衡浓度(mol/L): 0.1 0.1/3 0.2T时反应的平衡常数:K=0.23/0.13)3=240。11I氮及其化合物在工业生产中有广泛应用。(1)已知25时,NH3H2O的Kb1.8105,H2SO3的Ka11.3102,Ka262108。若氨水的浓度为2.0molL1,将SO2通入该氨水中,当溶液呈中

    14、性时,溶液中的_。【答案】 2.24 【解析】(1)NH3H2O的电离方程式为NH3H2ONH4OH,SO2通入氨水中,根据电荷守恒有c(NH4)c(H)=c(HSO3)2c(SO32)c(OH),当溶液呈中性时c(H)=c(OH),则c(NH4)=c(HSO3)2c(SO32),Ka2=,c(SO32)=,c(NH4)=c(HSO3)2= c(HSO3) , =,故答案为:2.24。12面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体,对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。 (1)已知:在2L密闭容器中,17、1.01105Pa条件下,

    15、2NO2(g)N2O4(g) H0的平衡常数K=13.3。当此反应达到平衡时,若n(NO2)=0.060mol,则c(N2O4)=_(保留两位有效数字)。【答案】 0.012 mol/L 【解析】 (1)平衡时n(NO2)=0.060mol,容器的容积为2L,所以平衡时NO2的浓度为c(NO2)=0.060mol2L=0.030mol/L,根据2NO2(g)N2O4(g)的化学平衡常数K=13.3,c(N2O4)=Kc2(NO2)= 0.012mol/L。13合成氨所需H2取自CH4,CH4和O2作用成CO2、H2(反应),然而CH4和O2反应还能生成CO2、H2O(反应),当有水生成时,H2

    16、O和CH4反应(反应)。下表 为三个反应在不同温度下的平衡常数K。 (1)反应的平衡常数K的表达式为_。(2)反应的平衡常数K、K、K之间的关系为K=_(用含K、 K的式子表示)。【答案】 K2/K 【解析】(1)根据化学平衡常数表达式,K=;(2)K=,K=,K=,因此K=K2/K。14CO2和CH4均为温室气体,若得以综合利用,对温室气体整治具有重大意义。(1)合成甲醇的主要反应是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。初始压强P1下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入b mol CO和2b mol H2,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。请回答:200时,该反应的平衡常数K=

    17、_(用含b的代数式表示)。若上述反应经过tmin达到平衡,则该时间段内氢气的平均反应速率为_。(2)实验室可用Na2CO3 与盐酸混合制备少量CO2。在25时,取106g Na2CO3 与盐酸混合所得的一组体积为1L 的溶液,溶液中部分微粒与pH 的关系如图所示。则:根据图中数据,计算CO32的水解常数K=_。【答案】 4/b2 【解析】(1)时,CO的转化率为0.5,所以平衡时CO、H2、CH3OH的浓度分别0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,所以平衡常数K=0.25b/(0.5b)20.25b=4/b2,若200时,上述反应经过tmin达到平衡,氢气转化的浓度为

    18、0.5bmol/L,所以该时间段内氢气的平均反应速率为0.5b/tmol/(Lmin)=b/2tmol/(Lmin),故答案为:4/b2;b/2tmol/(Lmin)。(2)0.6g碳酸钠的物质的量为:n(Na2CO3)=10.6g/106g/mol =0.1mol,CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常数K=c(HCO3)c(OH)/c(CO32),由图中数据可知,当pH=11时,c(HCO3)=c(CO32),CO32平衡常数K=c(OH)=1.010-3,故答案为:1.010-3。15含氮化合物在生产、生命活动中有重要的作用。回答下列问题: (1)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结

    19、合生成MbO2:Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数,即V正=k正c(Mb)P(O2),V逆=k逆c(MbO2)。37时测得肌红蛋白的结合度()与P(O2)的关系如下表结合度()指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比:P(O2)0.501.002.003.004.005.006.00(MbO2%)50.067.080.085.088.090.391.0计算37、P(O2)为2.00kPa时,上述反应的平衡常数K=_。导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度()与O2的压强P(O2)之间的关系式=_(用含有k正、k逆的式子表示)。【答案】 2.0

    20、0 【解析】 (137、P(O2)=2.00kPa时,结合度为80%,化学平均常数K=kPa-1;由结合度的定义式可知,反应达平衡时,V正=V逆,所以K=,可求出c(MbO2)=,代入结合度定义式=可得a=;16合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。(1)已知2NO(g)+O2(g)2 NO2(g)的反应历程分两步:2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)N2O2(g)+O2(g)2 NO2(g) (慢) v2正=k2正c (N2O2)c(O2), v2逆=k2逆c 2(NO2)一定温度下,反应2NO(g)+

    21、O2(g)2 NO2(g)达到平衡状态,该反应的平衡常数的表达式K=_(用k1正、k1正、k2逆、k2逆表示),反应的活化能E1与反应的活化能E2的大小关系为E1_E2(填“”“”或“=”)(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T)时,各物质的浓度随时间的变化如下表:T时,该反应的平衡常数为_(保留两位有效数字)【答案】 .56 【解析】(1)v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2),v2正=k2正c (N2O2)c(O2), v2逆=k2逆c 2(NO2),可知c2(NO)

    22、=,c(N2O2)=,c(N2O2)c(O2)=,c2(NO2)=,因而K=,2NO(g)N2O2(g)(快);N2O2(g)+O2(g)2 NO2(g) (慢),反应的速率大于反应,可知活化能E1E2,因此,本题正确答案是:;(3)平衡状态物质的平衡浓度为,c(NO)=0.04mol/L;c(N2)=0.03mol/L;c(CO2)= 0.03mol/L;K=0.56;因此,本题正确答案是:0.56。17工业上利用脱硫后的天然气合成氨的某流程如下: (1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H”、“=”或“; 1/2700; 【解析】 (1)当升高温度时,平衡向逆向移动,氨气的体积分

    23、数减小,故可知T1T2;由题意可知,a点总压为50Mpa,平衡时氢气与氮气之比为3:1,氨气的体积分数为0.2。则氮气的体积分数为0.6,氨气的体积分数为0.2.平衡时氮气分压为10Mpa,氢气分压为30Mpa,氨气分压为10Mpa, T2时Kp=(10Mpa)2/10Mpa(30Mpa)3 =1/2700(Mpa)2。18通过实验探究发现化学反应中的某种规律,再寻求理论上的科学合理解释,是化学工作者的重要研究方法。I.在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2molH2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图

    24、所示。 (1)若M点对应混合气体的体积为1L,则506K时,该反应平衡常数K=_(保留三位小数)。图表示平衡常数的对数(lgK)与温度的关系,B、C点中能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为_。(2)在2L恒容密闭容器中充入 a mol H2、2 mol CO和7.4 mol CH3OH(g),在506K下进行上述反应。为了使该反应逆向进行,a的取值范围为_。【答案】 0.148 B 【解析】(1)平衡时消耗氢气是0.5mol,剩余CO和氢气分别是0.75mol、1.5mol,溶剂为1L,所以506K时该反应的平衡常数K=0.25/(0.751.52)=0.148;正反应放热,升高温度平衡向

    25、逆反应方向进行,平衡常数减小,lgK减小,所以能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系点为B。本小题答案为:0.148;B。(2)起始浓度c(CO)=1mol/L,c(H2)=0.5amol/L,c(CH3OH)=3.7mol/L,浓度熵Qc=,为了是该反应逆向进行,要求QcK,即,a的范围为a10。本小题答案为:a”“ 0.375 10% 256/3p02 【解析】 (1) 根据图示,反应进行到4 min 时,甲醇的物质的量继续增大,反应正向进行,v(正) v(逆);04 min,H2的浓度变化为1.5mol/L,v(H2)= 0.375 molL1min1;根据图示,15min 时达到平

    26、衡状态,CO的平衡浓度为0.25mol/L,则CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)开始 1 3 0 0转化 0.75 2.25 0.75 0.75平衡 0.25 0.75 0.75 0.75 CO2平衡时的体积分数为10%;根据压强比等于气体物质的量比,平衡时的总压强为,Kp=256/3p02 。20“绿水青山就是金山银山”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。 (1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)H=681.8kJmol1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T时,借助传

    27、感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO2 00.420.800.800.880.88010min内,平均反应速率v(O2)_molL1min1;当升高温度,该反应的平衡常数K_(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3) NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=34.0kJmol1,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其

    28、原因为_;在1100K时,CO2的体积分数为_。(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=_已知:气体分压(P分)=气体总压(Pa)体积分数。(5)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=746.8kmol1,生成无毒的N2和CO2。实验测得,v正=k正c2(NO)c2(CO),v逆=k逆c(N2) c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,仅升高温度,k正增大的

    29、倍数_(填“”“”或“=”)k逆增大的倍数。若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=_。【答案】 0.021 减小 BC 1050K前反应末达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大 20% 4 【解析】(1)在010min内,c(O2)=1.0mol/L-0.79mol/L=0.21mol/L,故v(O2)= molL-1min-1;正反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,故化学平衡常数K减小;A、加入固体碳酸钙不影响平衡移动,选项A错误;B、通入一定量的O2,O2浓度增大,平衡正向移动,CO2的浓度增大,选项

    30、B正确;C、适当缩小容器的体积,所有气体的浓度均增大,选项C正确;D、加入合适的催化剂平衡不移动,选项D错误。答案选BC;(2)在1050K前反应未达到平衡状态.随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大;达到平衡后,升高温度,平衡向左移动,NO转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),假设加入1 mol NO,在1100 K时,a(NO)= 40%,则n(NO)=0.4 mol,故n(CO2)=0.2 mol,由于反应前后气体的总物质的量不变,故混合气体中CO2的体积分数为100%= 20%;(3)根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),假设加入

    31、1mol NO,在1050K时,a(NO)=80%,平衡时,n(NO)=0.2mol,n(N2)=0.4mol,n(CO2)=0.4mol,各物质的平衡分压为P分(NO)=,P分(N2)=,P分(CO2)=;故反应的化学平衡常数Kp=4;(4)正反应为放热反应,升高温度平衡向左移动,则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数。浓度不变,故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;当反应达到平衡时,v正=v逆,故。根据热化学方程式可知,平衡时c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(N2)=0.2mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,故。21砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3

    32、、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题: (1)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的关系分别如图所示。 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 _。 H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=_(pKa1 = -lg Ka1 )。图表示CO的平衡转化率与起始投料比、温度的变化关系,测得B(x1,60)点氢气的转化率

    33、为40%,则x1_。一定条件下,将2 mol CO和2 mol H2置于容积为2 L固定的密闭容器中发生上述反应,反应达到平衡时CO与H2体积之比为21,则平衡常数K_。CO与H2体积之比为21,则平衡常数K_。【答案】 OH- + H3AsO3H2AsO3- + H2O 2.2 3 4.5 【解析】(1)根据图知,碱性条件下H3AsO3的浓度减小、H2AsO3-浓度增大,说明碱和H3AsO3生成H2AsO3-,该反应为酸碱的中和反应,同时还生成水,离子方程式为OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O,故答案为:OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O。Ka1=c(H2AsO4)c(H

    34、+)/c(H3AsO4),pH=2.2时c(H+)=10-2.2mol/L,c(H3AsO3)=c(H2AsO3-),pKa1=-lgKa1=-lgc(H2AsO4)c(H+)/c(H3AsO4)=2.2,故答案为:2.2。测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%,CO的转化率是60%,设B点时CO、H2的物质的量分别是m、n,可得60%m=40%n/2,所以n/m=3,即x1=3;故答案为: 3。设平衡时CO的浓度是x,则氢气的浓度是2x-1,生成甲醇的浓度是1-x,根据题意得:x/(2x-1)=2:1,x=2/3mol/L,所以K=(1-x)/x(2x-1)2=4.5L2mol-2,故答案为:4.5。22随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等


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