高考化学试题分类汇编：2014-2022化学平衡大题

1 高考化学专题突破：平衡大题

2018年

【2018?新课标Ⅰ】采用N 2O 5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）1840年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N 2O 5 ， 该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。

（2）F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N 2O 5(g)

分解反应：

其中NO 2二聚为N 2O 4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,N 2O 4(g)完全分

①已知：2N 2O 5（g ）=2N 2O 4（g ）+O 2（g ） △H 1=-4.4kJ·mol -1

2NO 2（g ）=N 2O 4（g ） △H 2=-55.3kJ·mol -1

则反应N 2O 5(g)=2NO 2(g)+ O 2(g)的△H=________ kJ·mol -1

②研究表明,N 2O 5(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N 2O 5(g)完全分解后体系压强p X (35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。

④25℃时N 2O 4(g) ?2NO 2(g)反应的平衡常数K p =________ kPa (K p 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2N 2O 5(g)→4NO 2(g)+O 2(g),R ，A ，Ogg 提出如下反应历程:第一步N 2O 5?NO 3+NO 2 快速平衡

第二步NO 2+NO 3?NO+NO 2+O 2 慢反应

第三步NO+NO 3?2NO 2 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NO 3

C. 第二步中NO 2与NO 3的碰撞仅部分有效

D. 第三步反应活化能较高。

【答案】（1）ClO 2

（2）53.1；30.0；6.0×10-2；大于；温度升高，体积不变，总压强升高；NO 2二聚是放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强升高；13.4

（3）A,C

【解析】⑴氯气与硝酸银发生氧化还原反应，其中化合价能升高的只有氯元素和氧元素，由于得到了N 2O 5 ， 氮元素化合价没有变化，因此在该反应中氯气作氧化剂，被氧化的是氧元素，则生成O 2。⑵①运用盖斯定律，△H= △H 1－△H 2= +53.1kJ/mol ②p (O 2)=2.9kPa ，根据反应2N 2O 5=4NO 2+O 2 ， 则五氧化二氮减少的压强为2p (O 2)=2×2.9kPa=5.8kPa ，所以p (N 2O 5)=35.8－5.8=30.0kPa ，v=2×10－3 ×p (N 2O 5) = 6.0×10－

2 ④N 2O 5完全分解发生的反应：2N 2O 5(g) →4NO 2(g) + O 2(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K p

=

= = 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。

【2018?卷Ⅱ】

催化重整不仅可以得到合成气（CO和

）。还对温室气体的减排具有重要意义。

回答下列问题：

（1）催化重整反应为：

。

已知：

该催化重整反应的

________ 。有利于提高

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2L的容器中加入

以及催化剂进行重整反应。达到平衡时

的转化

率是50%，其平衡常数为

________ 。

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右图所示,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)

2

3

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

(k 为速率常数)。在

一定时,不同

下积碳量随时间的变化趋势如右图所示,则P a (CO 2)、P b (CO 2)、P c (CO 2)从大到小的

顺序为

________

【答案】（1）247；A ；

（2）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 ；p c (CO 2) 、p b (CO 2)、p a (CO 2)

【解析】（1）由盖斯定律：

=2×（-111）-（-394）-（-75）

=247kJ/mol; ＞0为吸热反应，加热或高温有利于正反应的进行，反应物的系数和小于生成物的系数和，所以减压或低压有利于正反应的进行，所以应选择A ：高温高压

根据三段式秋各物质的物质的量n

CH 4(g)+ CO 2

(g)

2CO(g)+ 2H 2(g)

起始(mol)

2

1 0 0 转化(mol)

0.5

0.5 1 1 平衡(mol) 1.5

0.5 1 1 则平衡常数

K=

;(2)①通过表格可看出催化剂Y 的积碳反应的活化能答而消碳

反应的活化能小，即消碳反应需要的能量低二积碳反应需要的能量相对高，所以催化剂X劣于Y。由图可知消碳量一直是正值，说明消碳量要大于积碳量，即消碳速率增大的比积碳速率增大的快，两个反应均是吸热反应，升高温度均有利于正向进行，故平衡常数K均变大，选AD。②由图可知三种状态下积碳的速率V a＞V b＞V c

而积碳速率=K·p(CH4)[p(CO2)]-0.5

=

P(CH4)一定时，说明速率与p(CO2)成反比

即：p(CO2)越大速率越小

故：p c(CO2) ＞p b(CO2)＞p a(CO2)

【2018?新课标Ⅲ】三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式________。

（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：v a________v b（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】（1）2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl

（2）114

（3）22%；0.02；及时移出产物；加入合适的催化剂；增大压强；大于；1.3

【解析】由盖斯定律，△H=3ΔH1+ΔH2，计算出该反应的反应热；

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

4

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

【2018?天津卷】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：

（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为________（写离子符号）；若所得溶液c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1，溶液pH=________。（室温下，H2CO3的K1=4×10?7；K2=5×10?11）

（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：

O(CO)

5

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________。

（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反应式：________。

电池的正极反应式：6O2+6e?=6O2?

6CO2+6O2?=3C2O42?

反应过程中O2的作用是________。

该电池的总反应式：________。

【答案】（1）CO32-；10

（2）+120 kJ·mol-1；B；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。

（3）Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）；催化剂；2Al+6CO2=Al2(C2O4)3

【考点】反应热和焓变，用盖斯定律进行有关反应热的计算，原电池和电解池的工作原理，电极反应和电池反应方程式

【解析】（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为

碳酸根离子（CO32-）。若所得溶液c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1，，则根据第二步电离平衡常数K2

=

=5×10?11，所以氢离子浓度为1×10-10mol/L，pH=10。（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。（3）明显电池的负极为Al，所以反应一定是

Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：Al–3e–=Al3+（或

2Al–6e–=2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。

【2018?江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。

（1）用水吸收NO x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。

6

（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：________。

（3）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NO x，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：________。

（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NO x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NO x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NO x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，NO x 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，NO x的去除率迅速下降的原因可能是________。

【答案】（1）?136.2

（2）HNO2?2e?+H2O=3H++NO3?

（3）2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O

（4）；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NO x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NO x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）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。

（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。（3）HNO2与（NH2）2CO反应生成N2和CO2，N元素的化合价由HNO2中+3价降至0价，N元素的化合价由（NH2）2CO中-3价价升至0价，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为2HNO2+（NH2）

2

CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。

（4）①NH3与NO2的反应为8NH3+6NO2

7N2+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。

7

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，NO x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NO x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NO x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，NO x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+5O2

4NO+6H2O。

【2018?北京卷】

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）△H1=+551 KJ·mol-1反应Ⅲ：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H3=-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________P1（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+________ =________+ ________+2I-

（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18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI

溶液中）

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=?254kJ·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，

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体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大

（3）SO2；SO42?；4H+

（4）0.4；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；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）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时；反应II 是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4

物质的量分数增大；则p2

p1。

（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）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

D A，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

2017年

【2017新课标I卷】（14分）——易，传统

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：

（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。

A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以

B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸

C．0.10 mol·L?1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1

D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸

（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。

9

10 ①H 2S 的平衡转化率1α=_______%，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，H 2S 的转化率2α_____1α，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H 2S 转化率增大的是________（填标号）

A ．H 2S

B ．CO 2

C ．COS

D ．N 2

【答案】（1）D

（2）H 2O(l)=H 2(g)+

21O 2(g) ΔH =+286 kJ/mol H 2S(g)=H 2(g)+S(s) ΔH =+20 kJ/mol 系统（II ） （3）①2.5 2.8×10-37

②> > ③B 【解答】（1）A ．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以，符合强酸制备弱酸的特点，可说明亚硫酸的酸性比氢硫酸强，故A 正确；

B ．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸，可说明亚硫酸的电离程度大，则亚硫酸的酸性强，B 正确；

C.0.10mol?L ﹣1的氢硫酸和亚硫酸的pH 分别为4.5和2.1，可说明亚硫酸的电离程度大，酸性较强，C 正确；

D ．氢硫酸的还原性强于亚硫酸，不能用于比较酸性的强弱，故D 错误．

（2）系统（Ⅰ）涉及水的分解，系统（Ⅱ）涉及硫化氢的分解，利用盖斯定律分别将系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）的热化学方程式相加，可得到水、硫化氢分解的热化学方程式，则系统（I ）的热化学方程式H 2O （l ）=H 2（g ）

+O 2（g ）△H=+286kJ/mol ；

系统（II ）的热化学方程式H 2S （g ）+=H 2（g ）+S （s ）△H=+20kJ/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H 2所需能量较少的是系统II ．

故答案为：H 2O （l ）=H 2（g ）+O 2（g ）△H=+286kJ/mol ；H 2S （g ）+=H 2（g ）+S （s ）△H=+20kJ/mol ；系统（Ⅱ）；

（3）对于反应H 2S （g ）+CO 2（g ）?COS （g ）+H 2O （g ）

起始（mol ）0.40 0.10 0 0

转化（mol ）x x x x

平衡（mol ）0.40﹣x 0.10﹣x x x

反应平衡后水的物质的量分数为0.02， 则=0.02，x=0.01，

①H 2S 的平衡转化率a 1=

=2.5%，

体积为 2.5L，则平衡时各物质的浓度为c（H2S）

=mol/L=0.156mol/L，c（CO2）

=mol/L=0.036mol/L，c（COS）=c（H2O）

=mol/L=0.004mol．L，

则K==0.00285，

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，a2＞a1；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，故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，故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，故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，故D错误．

【2017新课标2卷】（14分）——易，传统

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）△H1

已知：②C4H10（g）+O2（g）=C4H8（g）+H2O（g）△H2=﹣119kJ?mol﹣1

③H2（g）

+O2（g）=H2O（g）△H3 =﹣242kJ?mol﹣1

反应①的△H1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．

11

（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．

【解析】（1）②C4H10（g）

+O2（g）=C4H8（g）+H2O（g）△H2=﹣119kJ?mol﹣1

③H2（g）

+O2（g）=H2O（g）△H3=﹣242kJ?mol﹣1

②﹣③得C4H10（g）=C4H8（g）+H2（g）△H1=+123kJ?mol﹣1

由a图可知温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷转化率增大，即平衡正向移动，该反应是气体体积增大的反应，所以x的压强更小，x＜0.1；

由于反应①为吸热反应，温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，反应①正向进行时体积增大，减压时平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此AD正确，

故答案为：+123；小于；AD；

（2）丁烷分解产生丁烯和氢气，一开始充入氢气是为活化催化剂，同时氢气作为反应①的产物，增大氢气的量会促使平衡逆向移动，从而减少平衡体系中的丁烯的含量，使丁烯的产率降低，

故答案为：原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降；

（3）590℃之前，温度升高时反应速率加快，单位时间内生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯；

而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少，产率下降，

故答案为：升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多；590℃前升高温度，反应①平衡正向移动；高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低．

【2017新课标3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：

（1）画出砷的原子结构示意图．

（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．

（3）已知：As（s）+H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）△H1

H2（g）

+O2（g）=H2O（l）△H2

2As（s）+O2（g）=As2O5（s）△H3

则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的△H=．

（4）298K时，将20mL 3x mol?L﹣1 Na3AsO3、20mL 3x mol?L﹣1 I2和20mL NaOH溶液混合，发生

12

反应：AsO33﹣（aq）+I2（aq）+2OH﹣?AsO43﹣（aq）+2I﹣（aq）+H2O（l）．溶液中c（AsO43﹣）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（AsO33﹣）

c．c （AsO43﹣）/c （AsO33﹣）不再变化

d．c（I﹣）=y mol?L﹣1

②t m时，v

正v

逆

（填“大于”“小于”或“等于”）．

③t m时v

逆t n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．

【解析】解：（1）砷元素原子序数为33，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，原子结构

示意图为，故答案为：；

（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2O3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，砷元素化合价+3价变化为+5价，反应的化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S，增大压强，可增大反应速率，并使平衡正向移动，增大反应物的转化率，

故答案为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率；（3）已知：①As（s）+H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）△H1

②H2（g）

+O2（g）=H2O（l）△H2

③2As（s）+O2（g）=As2O5（s）△H3

则利用盖斯定律将①×2﹣②×3﹣③可得As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）△H=2△H1﹣3△H2﹣△H3，

故答案为：2△H1﹣3△H2﹣△H3；

（4）①a．溶液pH不变时，则c（OH﹣）也保持不变，反应达到平衡状态，故a正确；

b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v（I﹣）=2v（AsO33﹣），故b错误；

13

c．c （AsO43﹣）/c （AsO33﹣）不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故c正确；

d．由图可知，当c （AsO43﹣）=y mol?L﹣1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c（I﹣）=2y mol?L﹣1，所以c（I﹣）=y mol?L﹣1时没有达到平衡状态，故d错误．

故答案为：ac；

②反应从正反应开始进行，t m时反应继续正向进行，则v

正大于v

逆

，故答案为：大于；

③t m时比t n时浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：小于；tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢；

④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3xmol/L

×=xmol/L，同理I2的浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生产c（AsO43﹣）为ymol/L，则反应生产的c（I﹣）=2ymol/L，消耗的AsO33﹣、I2的浓度均为ymol/L，平衡时c（AsO33﹣）=（x﹣y）mol/L，c（I2）=（x﹣y）mol/L，溶

液中c（OH﹣）=1mol/L，则

K==，

故答案为：．

【2017江苏卷】——难，新颖

（14分）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．

（1）将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有CO32﹣，其原因是．

（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的关系分别如图﹣1和图﹣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H3AsO4?H2AsO4﹣+H+的电离常数为K a1，则pK a1=（p K a1=﹣lg K a1）．

14

（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】（1）空气中的CO2属于酸性氧化物，能溶于强碱溶液；

（2）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；

②K a1=，pH=2.2时c（H+）=10﹣2.2 mol/L，c（H3AsO3）=c（H2AsO3﹣）；（3）①吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力越大；

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，pH＜7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多；而三价砷主要以H3AsO3分子存在；

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，如果能将三价砷转化为五价砷，能有效的去除三价砷．

【解析】（1）空气中的CO2属于酸性氧化物，能溶于强碱溶液，NaOH是碱，能吸收空气中的二氧化碳而生成碳酸根离子，所以其原因是碱性溶液吸收了空气中的CO2，故答案为：碱性溶液吸收了空气中的CO2；

（2）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；

②K a1=，pH=2.2时c（H+）=10﹣2.2 mol/L，c（H3AsO3）=c（H2AsO3﹣），p K a1=

15

﹣lg K a1=﹣lg=2.2，

故答案为：2.2；

（3）①吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力越大，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，导致在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，

故答案为：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，pH＜7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多，所以静电引力较大；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，所以在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；

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，如果能将三价砷转化为五价砷，能有效的去除三价砷，所以采取的措施是加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷，

故答案为：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．

【2017天津】．（14分）H2S和SO2会对环境和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，回答下列方法中的问题．

Ⅰ．H2S的除去

方法1：生物脱H2S的原理为：

H2S+Fe2（SO4）3═S↓+2FeSO4+H2SO4

4FeSO4+O2+2H2SO 42Fe2（SO4）3+2H2O

（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是．

（2）由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为．若反应温度过高，反应速率下降，其原因是．

16

方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S

（3）随着参加反应的n（H2O2）/n（H2S）变化，氧化产物不同．当n（H2O2）/n（H2S）=4时，氧化产物的分子式为．

Ⅱ．SO2的除去

方法1（双碱法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生

NaOH

溶液Na2SO3溶液

（4）写出过程①的离子方程式：；CaO在水中存在如下转化：

CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）?Ca2+（aq）+2OH﹣（aq）

从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理．

方法2：用氨水除去SO2

（5）已知25℃，NH3?H2O的K b=1.8×10﹣5，H2SO3的K a1=1.3×10﹣2，K a2=6.2×10﹣8．若氨水的浓度为2.0mol?L﹣1，溶液中的c（OH﹣）=mol?L﹣1．将SO2通入该氨水中，当c（OH﹣）降至1.0×10﹣7mol?L﹣1时，溶液中的c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）=．

【解析】（1）4FeSO4+O2+2H2SO 42Fe2（SO4）3+2H2O，硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是做催化剂降低反应的活化能，

故答案为：降低反应活化能（或作催化剂）；

（2）从图象中分析可知，使用硫杆菌的最佳条件是亚铁离子氧化速率最大时，需要的温度和溶液PH分别为：30℃、pH=2.0，反应温度过高，反应速率下降是因为升温使蛋白质发生变性，催化剂失去生理活性，

故答案为：30℃、pH=2.0；蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）；

（3）当=4时，结合氧化还原反应电子守恒，4H2O2～4H2O～8e﹣，电子守恒得到H2S变

化为+6价化合物，H2S～H2SO4～8e﹣，氧化产物的分子式为H2SO4，

H2SO4 ；

（4）过程①是二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O，过程②加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）?Ca2+（aq）+2OH ﹣（aq），因SO32﹣与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成，

2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；SO32﹣与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成；

17

（5）NH3?H2O的K b=1.8×10﹣5，若氨水的浓度为2.0mol?L﹣1，由Kb=可知c（OH ﹣）=mol/L=6.0×10﹣3mol/L，

当c（OH﹣）降至1.0×10﹣7mol?L﹣1时，c（H+）=1.0×10﹣7mol?L﹣1，H2SO3的K a2=6.2×10﹣8，由K a2=可知c（SO32﹣）/c（HSO3﹣）==0.62，

故答案为：6.0×10﹣3；0.62．

【2017北京】．（12分）SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO x排放．（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：

①尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：．

②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：．

③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成（NH4）2SO4，使催化剂中毒．用化学方程式表示（NH4）2SO4的形成：．

④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60g?mol﹣1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1mol?L﹣1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mL c2mol?L﹣1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是．

（2）NSR（NO x储存还原）工作原理：

NO x的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示．

①通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实验NO x的储存和还原．储存NO x的物质是．

②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba（NO3）2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系．第一步反应消耗的H2与Ba（NO3）2的物质的量之比是．

③还原过程中，有时会产生笑气（N2O）．用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关．在有

18

19 氧条件下15NO 与NH 3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO ．将该反应的化学方程式补充完整：

15NNO + H 2O ．

【解析】 （1）①尿素[CO （NH 2）2]水溶液热分解为NH 3和CO 2，反应物为尿素和水，反应生成物为氨气和水，原子守恒书写化学方程式为：CO （NH 2）2+H 2O

2NH 3↑+CO 2↑， 故答案为：CO （NH 2）2+H 2O 2NH 3↑+CO 2↑； ②NH 3在催化剂作用下还原NO 2生成氮气

和水，反应的化学方程式为8NH 3+6NO 2

7N 2+12H 2O ，

故答案为：8NH 3+6NO 2

7N 2+12H 2O ； ③SO 2在O 2作用下与NH 3、H 2O 反应形成（NH 4）2SO 4，此反应中SO 2是还原剂，氧气是氧化剂，反应的化学方程式为2SO 2+O 2+4NH 3+2H 2O ═2（NH 4）2SO 4， 故答案为：2SO 2+O 2+4NH 3+2H 2O ═2（NH 4）2SO 4；

④涉及反应为2NH 3+H 2SO 4=n （NH 4）2SO 4，2NaOH +H 2SO 4=Na 2SO 4+H 2O ，反应中n （H 2SO 4）=v 1×c 1×10﹣3mol ，n （NaOH ）=v 2×c 2×10﹣3mol ，

由方程式可知n （NaOH ）+n （NH 3）=2n （H 2SO 4），

则n （NH 3）=（2v 1×c 1×10﹣3﹣v 2×c 2×10﹣3）mol ，

则m （CO （NH 2）2）=×（2v 1×c 1×10﹣3﹣v 2×c 2×10﹣3）mol ×60g/mol=（0.06v 1c 1﹣0.03v 2c 2 ）g ，

尿素溶液中溶质的质量分数是

=，

故答案为：； （2）①由图示可知BaO 和NO x 反应生成Ba （NO 3）2，Ba （NO 3）2再还原为N 2，则储存NO x 的物质为BaO ，故答案为：BaO ；

②第一步反应中H 2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba （NO 3）2的N 元素化合价由+5价降低到﹣3价，生成氨气，则1molBa （NO 3）2生成氨气转移16mol 电子，参加反应的氢气的物质的量为=8mol ，则消耗的H 2与Ba （NO 3）2的物质的量之比是8：1， 故答案为：8：1；

③在有氧条件下15NO 与NH 3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO ，由N 元素守恒可知

20 15NO 与NH 3应为1：1，可知反应的化学方程式为415NO +4NH 3+3O 2415NNO +6H 2O ， 故答案为：415NO +4NH 3+3O 2；4；6．

2016年

【2016新课标I 卷】（15分）——易，传统

元素铬（Cr ）在溶液中主要以3Cr +（蓝紫色）、4Cr(OH)-（绿色）

、227Cr O -（橙红色）、2

4CrO -（黄色）等形式存在。3Cr(OH)为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（1）3Cr +与3Al +的化学性质相似。在243Cr (SO )溶液中逐滴加入NaOH 溶液直至过量，可观察到的现象是________________________________。

（2）24CrO -和227Cr O -在溶液中可相互转化。

室温下，初始浓度为11.0mol L -?的24Na CrO 溶液中227(Cr O )c -随(H )c +的变化如图所示。

①用离子方程式表示24Na CrO 溶液中的转化反应

。 ②由图可知，溶液酸性增大，24CrO -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温度升高，溶液中24CrO -的平衡转化率减小，则该反应的H ?______0（填“大于”

、“小于”或“等于”）。 （3）在化学分析中采用24K CrO 为指示剂，以3AgNO ，标准溶液滴定溶液中Cl -，利用Ag +与2

4CrO -生成转红色

沉淀，指示剂达滴定终点。当溶液中Cl -恰好沉淀完全（浓度等于511.010mol L --??）时，溶液中(Ag )c +为

__________1mol L -?，此时溶液中24(CrO )c -等于__________1mol L -?。

（已知24Ag CrO AgCl 、的sp K 分别为122.010-?和102.010-?）。

（4）6+价铬的化合物毒性较大，常用3NaHSO 将废液中的227Cr O -还原成3Cr +，该反应的离子方程式为

______________________________________________________________。

21

【答案】（1）蓝紫色溶液变浅，同时生成灰蓝色沉淀，继续滴加NaOH 溶液，沉淀溶解，最终溶液变绿色

（2）①2242722CrO 2H

Cr O H O -+

-

++②增大；141.010?；③小于

（3）52.010-?；35.010-?

（4）23227342Cr O 3HSO 5H ===2Cr 3SO 4H O --++-

++++ 或：2322273432Cr O 8HSO ===2Cr 3SO 5SO 4H O --+--++++

【解析】（1）类比3+Al 与NaOH 反应的性质，但需注意反应过程中伴有颜色变化。3+Cr 为蓝紫色，滴加NaOH 后

蓝紫色变浅同时产生灰蓝色沉淀3Cr(OH)，继续滴加，沉淀溶解，3Cr(OH)变为4Cr(OH)-，溶液最终变为绿色。

（2）①选修四26页的方程式，24Na CrO 在酸性条件会转化为227Na Cr O 。②从图上可以看出，+H 浓度

升高，227Cr O -浓度上升，说明反应向右进行的更多，24CrO -的平衡转化率增大；根据A 点数据，列三段

式计算平衡常数：

224

27

22CrO 2H Cr O H O

1mol/L 0

0.5mol/L 0.25mol/L 0.5mol/L 0.25mol/L

-

+

-

++

-+起变平

2-14272-22272

4(Cr O )0.25

10(CrO )(H )0.5(10)

c K c c +-===? ③升高温度，溶液中24CrO -

平衡转化率减小，说明反应逆向移动，故该反应为放热反应，0H ?<。

（3）已知-5(Cl ) 1.010mol/L c -=?，12

sp 24(Ag CrO ) 2.010K -=?，10

sp (AgCl) 2.010

K -=?，当根据沉淀溶解

平衡可得：

10sp 515

(AgCl) 2.010(Ag ) 2.010mol L (Cl ) 1.010

K c c -+

----?=

==??·， 12sp 2423142

52(Ag CrO ) 2.010(CrO ) 5.010mol L (Ag )(2.010)

K c c --

--+-?=

==??·。 （4）3NaHSO 盐溶液为酸性，因此配平时应在方程式左边添加H +或3HSO -

。

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