高考化学大一轮复习 第29讲 化学平衡常数及化学反应进行的方向 考点1 化学平衡常数及应用考题集萃实战演练试题VIP免费

第七章第29讲考点一1．(1)硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O。250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为__NH4NO3N2O↑＋2H2O↑__，平衡常数表达式为__K＝c(N2O)·c2(H2O)__；若有1mol硝酸铵完全分解，转移的电子数为__4__mol。(2)已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。①t℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝__4∶1__。②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)的转化率为50%，则x＝__0.05__。2．(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)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7kJ·mol－1ⅠCO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2Ⅱ某实验室控制CO2和H2的初始投料比为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：T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6[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＝；反应Ⅱ的ΔH2＝__＋41.2__kJ·mol－1。(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__CD__(填字母)。A．使用催化剂Cat.1B．使用催化剂Cat.2C．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__表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应1的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响__。(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。如图所示(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在__阴__极，该电极的反应式是__CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O__。解析(1)反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的ΔH＝H2标准燃烧热－CO标准燃烧热＋ΔH3＝－285.8kJ·mol－1＋283.0kJ·mol－1＋44.0kJ·mol－1＝＋41.2kJ·mol－1。(2)使用催化剂对化学平衡移动没有影响；降低温度平衡正向移动，有利于提高CO2的转化率；增加反应物浓度平衡正向移动，也有利于提高CO2的转化率；增大CO2与H2的初始投料比，能提高H2的转化率，CO2的转化率降低。(4)综合表中CO2转化率和甲醇选择性数据可知，Cat.2的催化效率比Cat.1的高，故Cat.2能更好地降低反应Ⅰ的活化能。(5)CO2转化为CH3OH是还原反应，所以在阴极上发生，相应的电极反应式为CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O。