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    2021版江苏新高考选考化学(苏教版)一轮复习教师用书:专题7 6 专题综合检测(七) 化学反应速率与化学平衡 .doc

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    2021版江苏新高考选考化学(苏教版)一轮复习教师用书:专题7 6 专题综合检测(七) 化学反应速率与化学平衡 .doc

    专题综合检测(七) (时间:90分钟;满分:100分)一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。1美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶,原理为2H2O(g)2H2(g)O2(g)。有关该反应的说法正确的是()AH0BS0C化学能转变为电能D氢能是理想的绿色能源解析:选D。该反应是熵增的吸热反应,太阳能转化为化学能。2(新题预测)反应速率和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2Cl2=2HCl的反应速率可表示为vkcm(H2)cn(Cl2),式中k为常数,m、n值可由下表中数据确定。由此可推得m、n值分别是()c(H2)/(molL1)c(Cl2)/(molL1)v/(molL1s1)1.01.01.0k2.01.02.0k2.04.04.0kA.m1、n1Bm、nCm1、n Dm、n1解析:选C。设三组数据编号分别为,则由22m,解得m1;由24n,解得n,故选C。3(2020洛阳高三模拟)工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是2C(焦炭)O2(空气)2COFe2O33CO2Fe3CO2该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是()ACO过量BCO与铁矿石接触不充分C炼铁高炉的高度不够DCO与Fe2O3的反应有一定限度解析:选D。因为高炉炼铁的反应具有一定的限度,通过提高CO的浓度使平衡向生成铁(正反应)的方向移动,所以焦炭的使用量多。4.如图所示为800 时,A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是()A发生的反应可表示为2A(g)2B(g)C(g)B前2 min A的分解速率为0.1 molL1min1C开始时,正、逆反应同时开始D2 min时,A、B、C的浓度之比为231解析:选C。根据图像,反应过程中A的浓度减小,B、C的浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)2B(g)C(g),A项正确;前2 min,v(A)0.1 molL1min1,B项正确;开始时加入的物质只有A和B,不能进行逆反应,C项错误;根据图像,2 min时,A、B、C的浓度分别为0.2 molL1、0.3 molL1、0.1 molL1,D项正确。5(2018浙江11月选考)已知X(g)Y(g)2W(g)M(g)Ha kJmol1(a0)。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,加入1 mol X(g)与1 mol Y(g)。下列说法正确的是()A充分反应后,放出热量为a kJB当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之比一定为12C当X的物质的量分数不再改变,表明该反应已达到平衡D若增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小解析:选C。A项,反应X(g)Y(g)2W(g)M(g)属于可逆反应,且为吸热反应,则1 mol X(g) 与1 mol Y (g)充分反应后不可能完全转化,所以吸收的热量小于a kJ,故A错误;B项,当反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变,但X与W的物质的量浓度之比不一定为12,故B错误;C项,当X的物质的量分数不再改变,说明正反应速率和逆反应速率相等,表明该反应已达到平衡,故C正确;D项,若增大Y的浓度,正、逆反应速率均增大,故D错误。6工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体,同时有氢气生成2Ga(s)2NH3(g)2GaN(s)3H2(g)。反应中,每生成3 mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是()A图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压B图像中纵坐标可以为镓的转化率C图像中纵坐标可以为化学反应速率D图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量解析:选A。A项,图像中如果纵坐标为正反应速率,升高温度或增大压强,正反应速率会突然增大,且平衡逆向移动,图像符合题意,正确;B项,根据题意知,该反应前后气体分子数增大,则增大压强,平衡逆向移动,镓的转化率降低,错误;C项,Ga是固体,其质量不影响反应速率,错误;D项,反应方程式为2Ga(s)2NH3(g)2GaN(s)3H2(g)H<0,相同压强下,升高温度,平衡逆向移动,混合气体平均相对分子质量增大;相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,混合气体平均相对分子质量增大,错误。7(2020南京高三模拟)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度高达99.9%的高纯镍。反应一:Ni(粗,s)4CO(g)Ni(CO)4(g)H<0反应二:Ni(CO)4(g)Ni(纯,s)4CO(g)H>0下列说法错误的是()A对于反应一,适当增大压强,有利于Ni(CO)4的生成B提纯过程中,CO气体可循环使用C升高温度,反应一的反应速率减小,反应二的反应速率增大D对于反应二,在180200 ,温度越高,Ni(CO)4(g)的转化率越高解析:选C。反应一的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡右移,有利于Ni(CO)4的生成,A正确;反应一以CO为原料,反应二产生CO,故CO可以循环使用,B正确;升高温度,反应一和反应二的反应速率都增大,C不正确;反应二的正反应是吸热反应,在180200 ,温度越高,反应进行的程度越大,Ni(CO)4(g)的转化率越高,D正确。8反应2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的热量,该反应的速率表达式为vkcm(NO)cn(H2)(k、m、n待测),其反应包含下列两步:2NOH2=N2H2O2(慢)H2O2H2=2H2O(快) T 时测得有关实验数据如下:序号c(NO)/(molL1)c(H2)/(molL1)速率(单位略)0.006 00.001 01.81040.006 00.002 03.61040.001 00.006 03.01050.002 00.006 01.2104下列说法错误的是()A整个反应速率由第步反应决定B正反应的活化能一定是C该反应速率表达式:v5 000c2(NO)c(H2)D该反应的热化学方程式为2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)H664 kJmol1解析:选B。A.2NOH2=N2H2O2(慢),H2O2H2=2H2O(快),反应历程中反应慢的决定反应速率,整个反应速率由第步反应决定,正确;B.反应难以进行,说明反应的活化能高,正反应的活化能一定是>,错误;C.比较实验、中数据,NO浓度不变,氢气浓度增大一倍,反应速率变为原来的二倍,实验、中数据,H2浓度不变,NO浓度增大一倍,反应速率变为原来的四倍,据此得到速率方程:vkc2(NO)c(H2),依据实验中数据计算k5 000,则速率表达式为v5 000c2(NO)c(H2),正确;D.反应2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的热量,生成28 g N2放热664 kJ,热化学方程式为2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)H664 kJmol1,正确。9在一恒容的密闭容器中充入0.1 molL1 CO2、0.1 molL1CH4,在一定条件下发生反应:CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g),测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是()A上述反应的H>0B压强:p4>p3>p2>p1C1 100 时该反应的平衡常数为1.64D压强为p4时,在Y点:v正<v逆解析:选D。由图像知,压强一定时,温度越高,CH4的平衡转化率越高,故正反应为吸热反应,H>0,A项正确;该反应为气体分子数增加的反应,压强越大,CH4的平衡转化率越小,故p4>p3>p2>p1,B项正确;1 100 时,甲烷的平衡转化率为80.00%,故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)0.02 molL1,c(CO2)0.02 molL1,c(CO)0.16 molL1,c(H2)0.16 molL1,即该温度下的平衡常数K1.64,C项正确;压强为p4时,Y点反应未达到平衡,需增大CH4的转化率才能达到平衡,此时v正>v逆,D项错误。10(2020盐城高三检测)同温度下,体积均为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.6 kJmol1。测得数据如表:容器编号起始时各物质的物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化N2H2NH3(1)23027.78 kJ(2)1.61.80.8Q下列叙述不正确的是()A容器(1)(2)反应达平衡时压强相等B容器(2)中反应开始时v(正)>v(逆)C容器(2)中反应达平衡时,吸收的热量Q为9.26 kJD若条件为“绝热恒容”,容器(1)中反应达平衡时n(NH3)<0.6 mol解析:选B。分析容器(1)(2)中的反应可知,二者可建立等效平衡,所以二者的平衡状态相同,因此平衡时两个容器内压强相等,A项正确;根据容器(1)中反应达到平衡时体系能量的变化可知,该反应中转化的N2为0.3 mol,根据三段式分析: N2(g)3H2(g)2NH3(g)c(始)/(molL1) 2 3 0c(变)/(molL1) 0.3 0.9 0.6c(平)/(molL1) 1.7 2.1 0.6K0.023。容器(2)中反应开始时,浓度商Qc0.069>K,所以反应向逆反应方向进行,v(正)<v(逆),B项错误;容器(2)中反应向逆反应方向进行最终达到平衡,所以吸收热量,由于(1)和(2)的平衡常数相同,所以容器(2)中反应达平衡时,吸收的热量Q mol92.6 kJmol19.26 kJ,C项正确;由上述三段式可知,容器(1)中反应达平衡时,氨的物质的量是0.6 mol,若条件为“绝热恒容”,反应放热,体系温度升高,平衡向逆反应方向移动,因此反应达平衡时n(NH3)<0.6 mol,D项正确。二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。11.在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)发生反应:H2(g)Br2(g)2HBr(g)H<0。当温度分别为T1、T2平衡时,H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A由图可知:T2>T1Ba、b两点的反应速率:b>aC为了提高Br2(g)的转化率,可采取增加Br2(g)通入量的方法Db点比a点体系的颜色深解析:选BD。A项,根据反应:H2(g)Br2(g)2HBr(g)H<0,升温,平衡向逆反应方向移动,H2的体积分数增大,根据图示变化,可知T1>T2,错误;B项,b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大,反应速率也大,正确;C项,增加Br2(g)的通入量,Br2(g)的转化率减小,错误;D项,b点对a点来说,是向a点体系中加入Br2使平衡向正反应方向移动,尽管Br2的量在新基础上会减小,但是Br2的浓度比原来会增加,导致Br2的浓度增加,颜色变深,即b点比a点体系的颜色深,正确。12热催化合成氨面临的两难问题是:采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了TiHFe双温区催化剂(TiH区域和Fe区域的温度差可超过100 )。TiHFe双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是()A为NN键的断裂过程B在高温区发生,在低温区发生C为N原子由Fe区域向TiH区域的传递过程D使用TiHFe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应解析:选BC。A选项,经历过程之后氮气分子被催化剂吸附,并没有变成氮原子,A错误。B选项,为催化剂吸附N2的过程,为形成过渡态的过程,为N2解离为N的过程,以上都需要在高温区进行。在低温区进行是为了增大平衡产率,B正确。C选项,由题中图示可知,过程完成了TiHFe*N到TiH*NFe两种过渡态的转化,N原子由Fe区域向TiH区域传递,C正确。D选项,化学反应不会因加入催化剂而改变吸放热情况,D错误。13(2020苏州高三月考)将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色)H<0。下列说法正确的是()Ab点的操作是拉伸注射器Bc点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小Cd点:v(正)>v(逆)D若注射器绝热(不与外界进行热交换),则压缩达新平衡后平衡常数K减小解析:选D。A项,b点后的拐点透光率下降,说明颜色加深,c(NO2)增大,若是拉伸注射器,体积增大,则c(NO2) 减小,不符合题意,错误;B项,由于图示是拉伸和压缩注射器,所以c点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均增大(原理同A分析),错误;C项,c点后的拐点透光率升高,即c(NO2)减小,是拉伸注射器所致,平衡向逆反应方向移动,故d点:v(正)<v(逆),错误;D项,压缩注射器,平衡向正反应方向移动,温度升高,对于放热反应,K值减小,正确。14使用SNCR脱硝技术的原理是4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g),如图是在密闭体系中研究反应条件对烟气脱硝效率的实验结果。下列说法正确的是()A从图1判断,该反应的正反应是放热反应B减小氨的浓度有助于提高NO的转化率C从图1判断,脱硝的最佳温度约为925 D从图2判断,综合考虑脱硝效率和运行成本最佳氨氮摩尔比应为2.5解析:选C。由图1,升高温度,NH3浓度减小,平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,A错;减小氨的浓度,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,B错;由图1,温度约为925 时,NH3浓度较低且脱硝效率最高,C对;氨氮摩尔比为2.5时,虽然脱硝效率最高,但NH3浓度太大,成本过高,D错。15(2018高考江苏卷)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2 mol SO2、1 mol O24 mol SO32 mol SO2、1 mol O2平衡v正(SO2)/(molL1s1)v1v2v3平衡c(SO3)/(molL1)c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率1(SO2)2(SO3)3(SO2)平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是()Av1<v2,c2<2c1BK1>K3,p2>2p3Cv1<v3,1(SO2)>3(SO2)Dc2>2c3,2(SO3)3(SO2)<1解析:选CD。容器2中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的2倍,平衡时,容器2中SO2的反应速率大,容器2中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压,增大压强,平衡正向移动,则平衡时SO3的浓度:c2>2c1,A项错误;平衡常数仅与温度有关,容器3中温度高,而该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,则K1>K3,容器1和容器2中温度相同,投料量不同,平衡时p2<2p1,升温平衡逆向移动,则平衡时p1<p3,故p2<2p3,B项错误;容器1和容器3中反应物投入量相等,但是容器3中温度高,则反应速率快,即v3>v1,升高温度,平衡逆向移动,SO2的平衡转化率减小,即1(SO2)>3(SO2),C项正确;平衡时c2>2c1,c1>c3,故c2>2c3,假设容器2中投入2 mol SO3且保持容器2和容器3的反应温度相同,则两容器中的反应达到的平衡完全等效,则有2(SO3)3(SO2)1,对于容器2而言,相当于对容器3加压并降低温度,该反应是气体分子数减小的放热反应,加压、降温均会使平衡正向移动,则2(SO3)减小,所以2(SO3)3(SO2)<1,D项正确。三、非选择题:本题共5小题,共60分。16(8分)固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ/mol。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示:回答下列问题:(1)由图分析,在下列时间段内反应速率最快的时间段是_(填字母)。a01 minb13 minc38 min d811 min(2)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,曲线改变的条件可能是_,曲线改变的条件可能是_。(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是_(填序号)。a容器内压强不再改变b容器内气体的密度不再改变c容器内气体的平均摩尔质量不再改变d容器内各物质的物质的量相等解析:(1)曲线的斜率越大,速率越大。(2)曲线与实线相比较,起点相同,达到平衡所用的时间短,反应速率加快,且平衡时n(H2)增大,改变的条件应是升高温度,使平衡左移;曲线与实线相比较,起点相同,达到平衡所用的时间短,反应速率加快, 且平衡时n(H2)减小,改变的条件应是增大压强,使平衡右移。(3)反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ/mol是正反应气体体积减小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变,说明气体的总物质的量不再改变,a、c符合题意;容器的体积不变,质量不变,密度始终不变,b不符合题意;容器内各物质的物质的量相等,不一定达到平衡,d不符合题意。答案:(1)a(2)升高温度增大压强(3)ac17(10分)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为CH3COOCH3(l)C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)CH3OH(l)已知v正k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH),v逆k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH),其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的物质的量分数。(1)反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比11投料,测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如图所示。该醇解反应的H_0(填“>”或“<”)。348 K时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx_(保留2位有效数字)。在曲线中,k正k逆值最大的曲线是_;A、B、C、D四点中,v正最大的是_,v逆最大的是_。(2)343 K时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比11、12 和21进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比_时,乙酸甲酯转化率最大;与按12投料相比,按21投料时化学平衡常数Kx_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)该醇解反应使用离子交换树脂做催化剂,下列关于该催化剂的说法正确的是_。a参与了醇解反应,但并不改变反应历程b使k正和k逆增大相同的倍数c降低了醇解反应的活化能d提高乙酸甲酯的平衡转化率解析:(1)根据图像,的速率最快,说明对应的是最高温度348 K,温度升高,平衡转化率增大,说明正向是吸热的,所以H>0。348 K时,设初始投入CH3COOCH3和C6H13OH都为1 mol,则有CH3COOCH3(l)C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)CH3OH(l)110 0 0.64 0.64 0.64 0.64 0.36 0.36 0.64 0.64代入平衡常数表达式:Kxx(CH3COOC6H13)x(CH3OH)/x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)0.320.32/(0.180.18)3.2。k正、k逆是温度的函数,根据平衡移动的规律,k正受温度影响更多,因此温度升高,k正增大的程度大于k逆,因此k正k逆值最大的曲线是。根据v正k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH),v逆k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH),A点x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)大,温度高,因此A点v正最大,C点x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)大且温度高,因此C点v逆最大。(2)增大己醇的投入量,可以增大乙酸甲酯转化率,因此21时乙酸甲酯转化率最大。化学平衡常数Kx只与温度有关,因此投料比改变而Kx不变。(3)催化剂参与了醇解反应,改变了反应历程,a错误;催化剂不影响化学平衡,说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数,b正确;催化剂能够降低反应的活化能,c正确;催化剂不改变化学平衡,d错误。因此选择bc。答案:(1)>3.2AC(2)21不变(3)bc18(14分)(2018浙江11月选考)合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。2018年是合成氨工业先驱哈伯(FHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为N2(g)H2(g)NH3(g)H(298 K)46.2 kJmol1。在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):化学吸附:N2(g)2N*;H2(g)2H*表面反应:N*H*NH*;NH*H*NH;NHH*NH脱附:NHNH3(g)其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。请回答:(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有_。A低温B高温C低压D高压E催化剂(2)标准平衡常数K,其中p为标准压强(1105Pa),pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压,如pNH3xNH3p,p为平衡总压,xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。N2和H2起始物质的量之比为13,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为,则K_(用含的最简式表示)。下图中可以示意标准平衡常数K随温度T变化趋势的是_。(3)实际生产中,常用工艺条件:Fe做催化剂,控制温度773 K、压强3.0107 Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为12.8。分析说明原料气中N2过量的理由:_。关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_。A合成氨反应在不同温度下的H和S都小于零B控制温度(773 K)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率C当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率D基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行E分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生解析:(1)根据勒夏特列原理,对于制备氨的反应,加压或降温有助于平衡正向移动。(2)设初始氮气为x mol,氢气为3x mol。列“三段式”: N2(g)H2(g)NH3(g)初始/mol x3x0转化/mol x 3x 2x平衡/mol x(1) 3x(1) 2x计算体积分数,代入公式,得K。K随温度增大而减小,而且根据K表达式可知K与T不是线性关系,故选A。(3)根据题意,从提高转化率和提高反应速率角度来分析,原料中的氮气易得,适度过量有利于提高氢气的转化率;氮气在铁催化剂上的吸附分解是决定反应速率的步骤,适度过量有利于提高整体的反应速率。B项,升温会使平衡逆向移动,平衡转化率减小;C项相当于减小了分压,平衡逆向移动,平衡转化率减小。答案:(1)AD(2)A(3)原料气中N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率;N2在Fe催化剂上的吸附分解是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率ADE19(14分)(2020石家庄高三模拟)汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质,已成为某些大城市空气的主要污染源。(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因为_;(用化学方程式表示,为可逆反应);汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因:_。(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2,反应原理为2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中,分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)_。图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由大到小的顺序为_(填实验序号)。与实验相比,实验和实验分别仅改变一种反应条件,所改变的条件和判断的理由分别为实验_;实验_。三组实验中CO的平衡转化率(CO)、(CO)和(CO)的大小关系为_。实验的平衡常数K_。解析:(1)氮气与氧气在高温下反应生成NO,反应的方程式为N2O22NO;温度升高,反应速率加快,单位时间内NO排放量大。(2)设参加反应的NO为x mol,则: 2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)开始/mol 0.4 0.4 0 0转化/mol x x x 0.5x平衡/mol 0.4x 0.4x x 0.5x恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,则(0.40.4)(0.4x0.4xx0.5x)320250,解得x0.35,故v(NO)1.75103molL1min1。反应速率越快,到达平衡时间越短,由图可知反应速率:。对比、可知,到达平衡时间缩短且起始压强增大,应是升高温度;对比、可知,起始和平衡时压强均不变,到达平衡时间缩短,应是使用催化剂。根据中分析可知,、相比,平衡不移动,故CO转化率不变,即(CO)(CO)。与相比,中温度较高,正反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小,即(CO)(CO),故转化率(CO)(CO)(CO)。、温度相同,平衡常数相同,结合中计算可知平衡时NO浓度为0.01 molL1,CO浓度为0.01 molL1,CO2的浓度为0.07 molL1,N2的浓度为0.035 molL1,平衡常数K17 150。答案:(1)N2O22NO温度升高,反应速率加快 (2)1.75103 mol L1min1>>升高温度;达到平衡的时间比缩短,起始压强增大加催化剂;达到平衡的时间比缩短,平衡没有移动(CO)(CO)(CO) 17 15020(14分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:(1)NaClO2的化学名称为_。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5103molL1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SOSONONOClc/(molL1)8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式:_。增加压强,NO的转化率_(填“提高”“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐_ (填“增大”“不变”或“减小”)。由实验结果可知,脱硫反应速率_脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是_。(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。反应ClO2SO=2SOCl的平衡常数K表达式为_。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_。已知下列反应:SO2(g)2OH (aq) =SO (aq)H2O(l)H1ClO (aq)SO(aq)=SO(aq)Cl(aq)H2CaSO4(s)=Ca2(aq)SO(aq)H3则反应SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH (aq) = CaSO4(s)H2O(l)Cl (aq)的H_。解析:(1)NaClO2中氯元素的化合价为3,NaClO2的名称是亚氯酸钠。(2)NaClO2溶液脱硝过程中,NO转化为NO、NO,主要转化为NO,书写离子方程式时运用得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,得到4NO3ClO4OH=4NO2H2O3Cl。上述反应是气体分子数减小的反应,增大压强有利于反应正向进行,使NO的转化率提高。根据上述反应可知,随着吸收反应的进行,溶液中c(H)逐渐增大,pH逐渐减小。由实验结果看出,溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度,所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为NO溶解度较低、脱硝反应活化能较高等。(3)纵坐标是平衡分压的负对数,反应温度升高,SO2和NO的平衡分压的负对数减小,即平衡分压增大,说明平衡逆向移动,所以平衡常数减小。根据平衡常数表达式的规则书写即可。(4)如果使用Ca(ClO)2,则生成的SO会与Ca2结合,生成CaSO4沉淀,促使脱硫反应正向进行,提高SO2的转化率。设三个反应依次是a、b、c,根据盖斯定律,由abc得SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)HH1H2H3。答案:(1)亚氯酸钠(2)4NO3ClO4OH=4NO

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