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第三单元化学平衡的移动
(2025·河南安阳高三期中)乙炔(C,H2)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料,在生产、生活中
有广泛应用。回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如下表所示。
共价键
C=C
H一C
C-C
H-H
键能/(kJ·mol)
812
413.4
347.7
436
根据上述键能估算:CH=CH(g)+2H,(g)一CH,CH,(g)
AH,=
kJ·molr。
(2)科学家用计算机模拟了乙炔在钯表面催化加氢的反应机理,单个乙炔分子在催化剂表面的
反应历程如图甲所示,吸附在钯表面的物质用*标注,TS代表过渡态。已知:1©V=1.6×10-9J。
-3.0
C.H:+H'C.H
-2.5
80
C.H:+2H
-2.16-3.21
-2.0
-1.77
-1.5
1.55
-1.0
TSI
-1.23
0.5
TS2
-1.02
CHg周
30
0.0
C.H(g+H.(g)
20
反应历程
①总反应分多步基元反应,其中,分子有效碰撞概率最大的基元反应的化学方程式是
:引入Pt催化剂,总反应的焓变
(填“增大”“减小”或“不变”)。
②结合(1)信息,CH2=CH2(g)+H2(g)CH,CH,(g)△H2=akJ·mol',a等于
(3)在反应器中充入一定量的C,H,(g)和H2(g),在铂催化剂作用下合成乙烷,测得C,H。(g)平
衡体积分数(φ)与温度、压强关系如图乙所示。
①随着X增大,φ降低的原因是
②平衡常数:M
N(填“>”“<”或“=”,下同);Y
Y2;正反应速率:u(N)
v(Q)。
(4)一定温度下,保持总压强为100kPa,向反应器中充入1molC2H2(g)和3molH2(g),加入一
定量催化剂,经amin达到平衡,乙炔平衡转化率为50%,乙烯的选择性为60%。
①反应开始到恰好达到平衡状态时,H2平均压强变化率为
kPa·min(用所给字母表
示,数字保留1位小数)。
②反应C,H2(g)+H,(g)一C,H,(g)的平衡常数K。为
(kPa)(只列计算式)。
提示:用分压计算的平衡常数为K。,分压=总压×物质的量分数。乙烯的选择性=
n(C2Ha)
-×100%。
n(C,H4)+n(C2H。
10黑白题化学|选择性必修第一册·SJ
进阶
突破
专题3水溶液中的离子反应
第一单元弱电解质的电离平衡
课时1》
强电解质和弱电解质弱电解质的电离平衡
(2025·上海高二期中)草酸是生活中常见的电解质,广泛存在于很多蔬菜、水果及肉类中。草
酸(H2C,04)是常见的一种二元弱酸,常温下,其K,=5×102,K2=5×106。
(1)在草酸溶液中能大量共存的离子组是
(填字母)。
A.K、HCO3、NH、SO
B.K*、OH、Na、S0
C.H'、K、NH、Cl
D.Na、Ca2+、Cl、co
(2)写出草酸在水中的第一步电离方程式:
(3)加水稀释草酸溶液,下列量在增大的是
(填字母)。
A.c(OH)
B.c(HC204)
c(H*)
c(H)·c(C,0)
C
D.
c(H2C204)
c(HC2O)
(4)设计简单的实验证明H,C,0,的酸性强于H2C0,:
课时2●》
电离平衡常数水的电离平衡
I.已知水的电离平衡曲线如图所示:
(1)图中C点水的离子积常数为
↑c(OH/mol·L-)
(2)A、B、C、D四点K的关系是
(3)从A点到D点,可采取的措施是
(填字母)。
10
C
10
-100℃
a.升温b.加入少量盐酸c.降温d.加入少量NaO0H
A
:
D25℃
Ⅱ.下表是不同温度下水的离子积数据:
107106103
c(H-(mol·Ly
温度/℃
25
水的离子积K
1×104
1×10日
(4)若25<1<t2,则a
(填“>”“<”或“=”)1×10-4。
(5)在2℃,pH=10的Na0H溶液中,水电离产生的0H浓度为
(6)在2℃下,某溶液的pH=7,则该溶液
(填字母)。
a,呈中性
b.呈碱性
c.呈酸性d.c(0H)=100c(H*)
(7)25℃时,某Na,S0,溶液中c(S0)=5×104mol·L1,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则
稀释后溶液中c(Na+):c(OH)=
进阶突破·拔高练1门的产率,B正确:根据B项的分析,c表示CH,的产率随(,》
n(C0)的安
化,当()
0.5时,生成物n(CH,)=n(C02),故CH,的选择性为
n(C0)
50%,C正确:根据图像,随着(H,)
的不斯增加,甲烧的产率大于
n(C0)
C02的产率,所以C02选择性一直减小,D错误。
第三单元化学平衡的移动
(1)-317.3(2)①C2H+2H°=C2H+H·不变②-219.1
(3)①X为温度,正反应放热,升温,平衡向逆反应方向移动②=>
<(4033②0333(或0333)
5×23
115
解析:(1)反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差,则
反应CH=CH(g)+2H2(g)一CHCH,(g)△H1=(812+413.4×2+
436×2-347.7-413.4×6)kJ·m01=-317.3k灯·mal1。(2)①话化能越
低,反应速率越快,分子有效碰撞的几率就越大。观察图示,总反应包
括2个过渡态,两个基元反应。能垒等于最高能量与最低能量之差:
E1=-1.55eV-(-1.77eV)=0.22eV,E2=-1.23eV-(-2.16eV)=
0.93eV,能垒大,活化分子百分率小,有效碰撞概率小。故分子有效碰
撞概率最大的反应是C2H+2H一C,H+H·:催化剂只改变反应
历程,降低能垒,不改变反应物与生成物的总能量,因此不能改变反应
热(烽变):②根据图像可知:总反应的热化学方程式为C,H,(g)+
H2(g)=C2H.(g)△H3=(-1.02)×6.02×102×1.6×10-19×
10-3kJ·mo1=-98.2kJ·mo1,根据盖斯定律,C2H4(g)+H2(g)一一
C2Hs(g)△H2=△H1-△H3=-317.3kJ·mdl1-(-98.2kJ·mol-1)=
-219.1kJ·1。(3)①根据上述分析可知反应:C2H,(多)+H2(g)
C2H。(g)△H2■-219,1k」·,该反应的正反应是气体体积诚
小的放热反应。升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致乙
烷的体积分数降低,故横坐标X对应的物理量为温度。②化学平衡常
数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变。根据上述)分析可
知:横坐标为温度,点M、N的反应温度相同,所以化学平衡常数:M=N:
Y对应的物理量为压强,在温度不变时,增大压强,化学平衡向气体体
积减小的正反应方向移动,导致C,H。的含量增大。根据图像可
知:M、N点对应温度相同,C,H。的含量:M>N,所以压强大小关系:Y,>
Y2:根据上述分析可知:横坐标表示温度,升高温度,化学反应速率加
快。根据图像可知温度:N<Q,故正反应速率:(N)<(Q)。(4)①开始
1 mol
(C H )=100 kPaX]mol3 mol=25 kPa,P(H )=100 kPa-25 kPa=
75kPa。反应达到平衡时乙炔转化率是S0%,此时n(CzH2)=0.5mal,
由于乙烯的选择性为60%,则发生反应C2H2(g)+H2(g)C2H,(g)
产生C2H的物质的量n(CzH)=0.5mol×60%=0.3mdl,该反应消
耗H2的物质的量是0.3ml,发生反应C2H2(g)+2H2(g)—CzH6(g)
产生C2H。的物质的量是n(C,H。)=0.5mal-0.3mod=0.2mol,该反应
消耗H2的物质的量是2×0.2mol=0.4mol,故平衡时n(H2)=3mol-
0.3 mol -0.4 mol 2.3 mol,n ()0.5 mol +0.3 mol +0.2 mol
2.3m=3.3ml,由于反应前后气体总压强不变,故平衡时各种气体的
0.5 mol
分压分别是(CH)=10k却aX3p(H)=100kP×
0.3 mol
0.2 mol
69.7 kPap(C.H)=100 kPax3.3 mol(C H)=100 kPax3.moi
则H,的压强变化率为75kPa-69.7k_5.3
kPa·min:
a min
②CH(g)+H2(g)一C,H4(g)的(压强)平衡常数K,=
p(C2Ha)
0.3 molx100 kPa
3.3 mol
2.3 molx100 kPa
0.3x33(kPa)1
PCpH,)05mx10oPax33
5x23
拔高练参考答案
专题3水溶液中的离子反应
第一单元弱电解质的电离平衡
课时1强电解质和弱电解质弱电解质的电离平衡
(1)C(2)H,C0,=H+HC,0m(3)AC(4)向0.1mol·L-
NaHC03溶液中加人0.1mol·L1草酸,若产生大量气泡,则证明草酸
的酸性强于碳酸
课时2电离平衡常数水的电离平衡
(1)1×102(2)C>B>A=D(3)b(4)>(5)1×10-0mol·L-1
(6)b(7)1000:1
第二单元溶液的酸碱性
课时1溶液的酸碱性
A解析:pH加和为12的强酸与弱酸,因为酸的pH都小于7,则二者
的pH在5-7之间,混合后pH可能为6,A正确:pH加和为12的强酸
与弱碱,假设酸的pH为x,碱的pH为y,有x+y=12,则酸中氢离子的浓
度为10mol·L1=1012mo·L1,碱中氢氧根离子的浓度为
1014ml·L.1,强酸中的氢离子浓度大于弱碱中的氢氧根离子浓度。
但由于是弱碱不完全电离,所以弱碱的浓度远远大于氢氧根离子浓度,
等体积混合不能确定酸碱是否完全反应、是否有剩余,故不能确定溶液
的酸碱性,B错误:pH加和为12的弱酸与强碱混合,假设酸的pH为x,
碱的pH为y,有x+y=12,则酸中氢离子的浓度为10ml·L1=
102o·L1,碱中氢氧根离子的浓度为10m·L1,弱酸中氢离子
的浓度大于强碱中氢氧根离子的浓度,弱酸不完全电离,若等体积混
合,酸有剩余,显酸性,若呈中性,则V(酸)<V(碱),C错误:H加和为
12的强酸与强碱混合,假设酸的pH为x,碱的pH为y,有x+y=12,则酸
中氢离子的浓度为10mal·L1=102mal·L1,碱中氢氧根离子的
浓度为104mol·L-1,若呈中性,则氢离子的物质的量等于氢氧根离
子的物质的量,即102V(酸)=10r14V(碱),则两溶液体积比为
1:100,D错误。
课时2酸碱中和滴定
(1)AC(2)滴入最后半滴标准盐酸,溶液由红色变为无色,且半分钟
内不变色(3)甲基橙(4)下口放出(5)71.6%
解析:(5)根据题中已知信息,第一次终点为N2C0生成NaHC0,可
知Na2CO3~HCI,第三组数据误差大,不用,则第一次终点消耗的HC
的体积为8.05+7.95
2
mL=8ml,n(HC)=a(Na2C03)=8×10-3L×
0.10ml·L1=8×104ml,第二次终点消耗HC1的体积为
(20.05-8.05)+(19.95-7.95)
ml=12ml,n(Hd)=
n(NaHC0,)第-次蜂点=12×103L×0.10mdl·L-1=1,2x10-3mal,则原样
品中n(NaHG03)=12x10-3mol-8×104mol=4×10mol,Na2C03的质
m(Na2C03)
量分数为
×100%=
m(NaHCO,)+m(Na2 CO)
8×10-mol×106g·mol
4x10-mlx84g·or'+8x10-+mmix106g·F×10%-71.6%。
第三单元盐类的水解
课时1盐类的水解反应和影响因素
(1)正盐H2P03H*+HP03H,P03+CI0°C+P0+3H
(2)6.25×10~4(3)盐酸(4)①S02+C0+H20—H503+HC05
②C02+C10+H20HC05+HC0
解析:(1)由于H,P03为二元酸,所以Na2HP03是正盐,其一级电离方
程式为H,PO一H+H2PO,二级电离方程式为H2PO防一H世
黑白题57