03 化学反应原理综合题型集训之Kp计算（附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

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化学反应原理综合题型集训之Kp计算
1．乙烷裂解制乙烯具有成本低、收率高、投资少、污染小等优点。目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。回答下列问题：
(1)乙烷直接裂解时温度、压强及平衡转化率的关系如图所示：

①反应的ΔH________(填“>”或“c(OH－)>c(H＋)
(4)CH3CH3－14e－＋4H2O===2CO2＋14H＋
解析：(1)根据差量法，平衡时反应消耗的正戊烷的体积为(b－a)L，所以正戊烷的转化率为×100%；往恒温恒压的密闭容器中通入一定量的水蒸气，则容器的体积必然变大，原反应物和产物的分压必然减小，根据正戊烷裂解反应的正反应均为气体分子数增大的反应，所以平衡向正反应方向移动。(2)①根据盖斯定律，由Ⅱ－Ⅰ可得目标热化学方程式，故ΔH3＝＋122.7 kJ·mol－1－274.2 kJ·mol－1＝－151.5 kJ·mol－1。②根据题图可以得出平衡时CH3CH2CH3(g)的浓度为0.4 mol·L－1，根据三段式法，可以得出：
CH3CH===CH2(g)＋CH3CH3(g)CH3CH2CH3(g)＋CH2===CH2(g)
起始/(mol·L－1) 1 　　 2 0 0
转化/(mol·L－1) 0.4 　 　0.4 0.4 0.4
平衡/(mol·L－1) 0.6 　　 1.6 0.4 0.4
则Kp＝＝≈0.17。③根据图象中曲线变化特点，可以得出改变反应条件后反应速率变快，但达到平衡时CH3CH2CH3的浓度没有改变，所以改变的条件应该是使用了催化剂。(3)0.1 mol C2H6完全燃烧可以生成0.2 mol CO2，该气体与0.3 mol NaOH反应生成0.1 mol Na2CO3和0.1 mol NaHCO3，则所得溶液中离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)。(4)C2H6燃料电池负极通入的物质为C2H6，酸性介质中，C2H6失去电子转化为CO2，根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可以得出负极反应式为CH3CH3－14e－＋4H2O===2CO2＋14H＋。
4．(1)2H2S(g)＋O2(g)===2S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－407.1 kJ·mol－1
(2)BC
(3)①1 100 ℃时，Al2O3几乎失去催化活性　
②恒压充入Ar，相当于系统减压，使得分解平衡正向移动，S2平衡产率增大　×
(4)H2S＋CO===HS－＋HCO
解析：(1)由题意：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 035.6 kJ·mol－1、②2H2S(g)＋SO2(g)===3S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－92.8 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由②×＋①×，可得克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式：2H2S(g)＋O2(g)===2S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(－92.8 kJ·mol－1)×＋(－1 035.6 kJ·mol－1)×≈－407.1 kJ·mol－1。(2)根据原理图可知，反应ⅰ为Fe2(SO4)3＋H2S===2FeSO4＋S↓＋H2SO4，反应ⅱ为4FeSO4＋O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O，由反应ⅰ×2＋反应ⅱ，可得总反应：2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，故脱硫过程不需添加Fe2(SO4)3溶液，A项错误，C项正确；ⅰ过程中发生反应：Fe2(SO4)3＋H2S===2FeSO4＋S↓＋H2SO4，可导致环境pH减小，B项正确；该天然气的催化脱硫过程使用T.f菌作催化剂，高温时T.f菌失去活性，所以该过程不能在高温下进行，D项错误。(3)①在约1 100 ℃ 时，无论有无Al2O3催化，H2S转化率几乎相等，这表明催化剂的催化效果接近0，从而说明1 100 ℃时，Al2O3几乎失去催化活性。②压强一定，掺入稀有气体Ar，虽然其不参与反应，但可增大容器容积，相当于减小压强，故平衡向气体分子数增大的方向移动，故S2的平衡产率提高；p、T一定时，H2S(g)、Ar(g)按物质的量之比为1∶n的比例混合，发生反应：H2S(g)H2(g)＋S2(g)，S2平衡产率为α，则反应物的平衡转化率为α，设起始时n(H2S)＝1 mol，则可建立下列三段式：
　　　　 H2S(g)H2(g)＋S2(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol α α 0.5α
平衡量/mol 1－α α 0.5α
平衡时混合气的总物质的量为(1＋0.5α＋n)mol，则平衡常数Kp＝＝×。(4)根据电离平衡常数，可知酸性：H2CO3>H2S>HCO>HS－，纯碱溶液吸收少量H2S时，根据“较强酸制较弱酸”知，生成HS－和HCO，离子方程式为H2S＋CO===HS－＋HCO。
5．(1)①－114.1　② L·mol－1　③2.7×10－2　
(2)①>