高考化学备考一轮训练:化学反应原理综合题.docx
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高考化学备考一轮训练:化学反应原理综合题.docx
高考化学备考一轮训练:化学反应原理综合题1(2022·全国·高三专题练习)利用CO或CO2和H2反应都可以制取甲醇。(1)已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+2H2O(g)H1=+41kJ·mol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49kJ·mol-1则反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=_。可以在_进行(填序号)。A高温自发B低温自发C高、低温均能自发D高、低温均不自发(2)利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H合成甲醇。T°C时向固定容积的密闭容器中充入CO、H2,反应到t时刻测得各组分的浓度如下:物质H2COCH3OH浓度/mol·L-10.200.100.40如果该反应的平衡常数K=160,比较t时刻正、逆反应速率的大小:v正_v逆(填“”、“<”或“=”)。要提高CO的转化率,可以采取的措施是_(填序号)。A加入催化剂B增大CO的浓度C通入惰性气体D通入H2E分离出甲醇(3)T时,向恒容密闭容器中充入CO2和H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)H。如果CO2和H2的起始浓度分别为amol·L-1和3amol·L-1,反应平衡时CH3OH的产率为b,则该温度下该反应的平衡常数K=_(用含a、b的表达式表示)。在使用不同催化剂时,相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。则催化效果最佳的是催化剂_(填“I”、“II”或“III”)。如果a点已经达到平衡状态,则b点的v正_v逆(填“”、“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是_。2(2022·湖北·模拟预测)以和为原料可以制得淀粉,实现“喝西北风”吃饱;与可在不同催化剂和反应条件下生成和等多种化合物,在减少温室气体、减少化石能源使用、新能源开发利用等方面有重要的作用。(1)单个分子与在催化剂的作用下反应历程如图甲所示:(吸附在催化剂表面的物质用·标注,如表示吸附在催化剂表面;图中Ts表示过渡态分子)。反应历程中活化能(能垒)最小的化学方程式为_,_(2)与在某催化剂的作用下反应如图乙所示:化学键键能436326803464414写出该反应的热化学方程式:_,体系达到平衡后,若要使平衡向正反应方向移动,可以改变的条件是_(任写一种)(3)在相同的恒容容器中,内三种不同的催化剂对与反应的影响如图丙所示:下列说法正确的是_.a. 使用催化剂,反应转化率最高b. 由图得出此反应一定是放热反应c. 最佳催化剂是催化剂d. a、b、c三点的速率大小关系一定为:若此反应起始投料为和,在10L恒容密闭容器中进行,且反应时间足够长,得到上述关系式,则温度下,反应的平衡常数K=_(用分数形式表示),在催化剂作用下,从起始到a点的平均反应速率为_。3(2022·河南安阳·统考模拟预测)在碳中和背景下,氢能是新能源领域中与油气行业现有业务结合最紧密的一类,而制氢成本过高,仍是目前氢能产业发展的挑战之一、甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法,涉及的主要反应如下:反应I CH4(g) +H2O(g) CO(g) +3H2(g) H10反应II CH4(g) +2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) H20反应III CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) H3(1)已知部分化学键的键能数据如下表:化学键O-HH-HC=OCO( CO)键能/(kJ·mol -1)4634368031075则H3=_,若反应III的正反应活化能Ea(正) =83 kJ· mol-1,则逆反应活化能Ea(逆)= _kJ·mol-1。(2)恒温条件下,在体积不变的密闭容器中充入1 mol CO(g)和2 mol H2O(g),发生反应III,欲使CO的转化率和H2的产率同时提高,可以采取的措施有_。已知比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。实验表明,向体系中投入CaO固体可以增大H2的体积分数,选用相同质量、不同粒径的CaO固体进行实验时,结果如图甲所示。投入微米级CaO比纳米级CaO,H2的平衡体积分数低的原因是_。在一恒容绝热容器中以物质的量之比1:2投入CO(g)和H2O(g),发生反应III,下列物理量不再改变能说明该反应到达平衡状态的是_(填字母)。A H2体积百分含量 B体系温度C CO与H2O的物质的量之比 D混合气体密度(3)不同压强下,按照n(CH4):n( H2O) =1:3投料发生上述三个反应,CH4的平衡转化率(CH4)随温度的变化关系如图乙所示。压强p1、p2、p3由大到小的顺序是_,CH4的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_。(4)一定温度下,向2 L容器中充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g) ,t min后反应达到平衡,容器中CO为mmol,CO2为nmol。则tmin内CH4的消耗速率为_mol·L-1·min-1,反应III的压强平衡常数Kp=_。(用含m,n,t的代数式表示)4(2022·河南·校联考模拟预测)氢能是一种举足轻重的能源,氢的制取,储存、运输、应用技术也是当今世界备受关注的焦点。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应,涉及的主要反应如下:反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+206kJ·mol-1反应II:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H2反应III:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H3=-165 kJ·mol-1回答下列问题:(1)H2=_kJ·mol-1,反应II的正反应活化能E正和逆反应活化能E逆中较大的是_(填“E正”或“E逆”)。(2)已知:(R、C均为常数,T为热力学温度),反应I、反应II、反应III的平衡常数与温度T的变化关系如图1所示。表示反应I的曲线为_(填“L1”“L2”或“L3”),原因为_。T1温度下,反应III的平衡常数K(III)=_。(3)900°C时,将n(H2O):n(CH4)的混合气通入盛有催化剂的反应器装置,测得CH4的平衡转化率与水碳比n(H2O):n(CH4)的关系如图2所示;当水碳比为4时,CH4的转化率和气体流速的关系如图3所示。P点的v正_v逆(填“>”“=”或“<”),随着混合气体流速的增大,CH4的转化率下降的原因为_。(4)若将反应I设计成以石墨为电极,以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置,则通入CH4(g)的应为_(填“阴极”或“阳极”),该电极的电极反应式为_。5(2022·吉林长春·统考模拟预测)乙酸是一种合成纤维、医药、农药、染料和粘合剂的重要的化工原料,也是优良的有机溶剂。(1)已知CO的燃烧热为283kJ/mol;CH3OH的燃烧热为725kJ/mol;CH3COOH的燃烧热为870kJ/mol。试写出由CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式:_。(2)工业上制取一氧化碳常用焦炭与氧气和二氧化碳反应。已知:C(s)+O2(g)CO(g) H1=-110.5kJ/mol C(s)+CO2(g)2CO(g) H2=+552.5kJ/mol 工业上将一定比例的氧气和二氧化碳投入焦炭炉中反应,不同温度下,达到平衡时氧气和二氧化碳体积分数如图:试解释随温度的升高氧气与二氧化碳的变化趋势的原因:_;在850时反应炉中达到热平衡,则通入的n(O2):n(CO2)=_(填,最简单整数比);此时反应器中压强为p0,则反应的Kp=_。(3)650向某1L容器中投入1mol甲醇和不同物质的量的一氧化碳,测得平衡时反应物或生成物的体积分数如图:则曲线c表示的物质是_;e点CO的转化率为_;(用分数表达或保留三位有效数字)在M点平衡状态下进行压缩,则重新达到平衡,M点可能移到:_。(填“不变”“O”“N”或“P”)。6(2022·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,利用CO或CO2加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。(1)利用CO、CO2加氢制甲醇的有关反应如下:I2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) H1IIH2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) H 2III3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g)+H2O(g) H3已知:反应I中的相关的化学键键能数据如下。化学键COH-HC-OH-OC-H键能/(kJ·mol - 1)1 071436358467413由键能可知H1=_kJ·mol-1;若H2=+41 kJ·mol-1,则H3=_kJ·mol-1。(2)要使反应I在一定条件下建立的平衡正向移动,可采取的措施有_(填字母)。A缩小反应容器的容积 B扩大反应容器的容积C升高温度 D降低温度E使用合适的催化剂 F从平衡体系中及时分离出CH3OH(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应III,初始时CO2、H2分别为1.0 mol、3.0mol,测得H2的平衡转化率(H2)随温度和压强的变化如图所示。压强:p1、p2、p3的关系为_。250 °C、p1条件下,平衡时(H2)_(CO2)(填“”“=”或“”);此时反应的化学平衡常数Kp=_(分压=总压×物质的量分数)。若在A点平衡状态下,再充入1 mol CO2和1 mol H2O(g), 则速率v正(CO2)_(填“”“”或“=”)v逆 (CO2)。7(2022秋·上海虹口·高三统考期末)碘及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题:(1)单质碘与氟反应可得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,原因在于IF5的自偶电离(如:2H2OH3O+OH),IF5的自偶电离方程式为 _。(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中的反应是:Na2SO3+KIO3+H2SO4Na2SO4+K2SO4+I2+H2O(未配平),该反应过程和机理较复杂,一般认为分为以下几步:IO+SOIO+SO(慢)IO+SOIO+SO (快)5I+6H+IO33I2+3H2O(快)I2+SO+H2O2I+SO+2H+(快)根据上述条件推测,此反应的总反应速率由 _步反应决定(填序号)。若预先加入淀粉溶液,由题述看必在 _离子消耗完时,才会有淀粉变蓝的现象产生。(3)碘离子的吸附是重要的研究课题。已知SO2与I2的反应,速率极快且平衡常数大,溶液中存在如下平衡:I2(aq)+I(aq)I (aq)。现将1molSO2缓缓通入含1mol I2的水溶液中至恰好完全反应,溶液中I的物质的量n(I)随反应时间(t)的变化曲线如图1所示。开始阶段,n(I)逐渐增大的原因是 _。科研小组用新型材料Ag/TiO2对溶液中碘离子进行吸附研究。如图2是不同pH条件下,碘离子吸附效果的变化曲线。据此推断Ag/TiO2材料最适合吸附 _(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中的I。氯化银复合吸附剂也可有效吸附碘离子。氯化银复合吸附剂对碘离子的吸附反应为:I(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl(aq),反应达到平衡后溶液中c(Cl)=1.0 molL1,则溶液中c(I)=_ molL1Ksp(AgCl)=2.0×1010,Ksp(AgI)=8.4×1017。(4)Fe3+与I在溶液中发生反应:2 Fe3+2 I2Fe2+I2,该反应的正反应速率和Fe3+与I的浓度关系为v=kcm(I)cn(Fe3+)(其中k为常数)。c(I)/molL1c(Fe3+)/molL1v/molL1s1a0.200.800.032kb0.600.400.144kc0.800.200.128k在v=kcm(I)cn(Fe3+)中m、n的值为 _(填序号)。Am=1、n=1Bm=1、n=2Cm=2、n=1Dm=2、n=2I浓度对反应速率的影响 _(填“大于”、“小于”或“等于”)Fe3+浓度对反应速率的影响。8(2022秋·上海嘉定·高三上海市嘉定区第一中学校考期末)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)反应为主反应(放热反应),为副反应。回答下列问题:(1)已知反应中相关化学键键能数据如表:(注:CO表示CO中的化学键)化学键HHC=OCOHOE/(kJmol-1)4368031076465由此可知反应是_反应。(填“放热”或“吸热”)(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。温度为470K时,图中P点_(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后,甲醇产率下降的原因是_。提高甲醇产率的措施是_。A增大压强 B升高温度 C选择合适催化剂 D加入大量催化剂(3)如图2为一定比例的CO2/H2,CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。当温度为490K时,根据曲线a、c,判断合成甲醇的反应机理是_(填“A”或“B”)。A:CO2COCH3OHB:COCO2CH3OH+H2O(4)490K时,曲线a与曲线b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,从平衡移动的角度分析原因_。9(2022春·黑龙江双鸭山·高三校考期末)已知25时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示:弱酸化学式CH3COOHHCNH2CO3电离平衡常数/(mol·L-1)1.7×10-56.2×10-10Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11回答下列问题:(1)写出H2CO3的第一级电离平衡常数表达式:Ka1=_。(2)等物质的量浓度的a.CH3COONa、b.NaCN、c.Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序为_(填字母)。(3)常温下,0.1mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是_(填字母)。Ac(H)BCc(H)c(OH-)D(4)一定温度下,体积均为100mL、pH=2的CH3COOH溶液与一元酸HX的溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数_(填“大于”“小于”或“等于”,下同)CH3COOH的电离平衡常数。(5)25时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na)=_mol·L-1(填精确值)。10(2022秋·浙江杭州·高三统考期末)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下由丙烷脱氢制备。反应原理为:热解反应:副反应:(1)已知相关键能的数据如下表所示,则热解反应的_。化学键C-CC=CC-HH-H键能/348615413436(2)下列说法正确的是_A丙烷脱氢制备丙烯时,选择合适的催化剂有利于提高丙烯的平衡产率B丙烷脱氢制备丙烯时,增大压强有利于提高产物中丙烯的相对含量C丙烷脱氢制备丙烯时,通入适量进行“烧氢”,有利于降低能耗且提高丙烯的产率D工业上通过石油裂化和裂解可以获得乙烯、丙烯等化工原料(3)恒定不同压强(p1、p2),平衡时热解气中丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化如图1所示。压强:p1_p2(填“>”或“<”)。若,则a点对应温度下,副反应的平衡常数_MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。(4)丙烯与HBr发生加成反应主要生成2-溴丙烷,已知反应放热且分两步进行,首先生成的是,该步骤是决速步。在图2中画出丙烯生成2-溴丙烷过程中的能量变化曲线图_。11(2022·全国·高三专题练习)实现二氧化碳选择性、稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果。由CO2和H2合成CH3OH的反应过程如下:I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H1=+40.9kJ·mol-1II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=-90.4kJ·mol-1回答下列问题:(1)如图是一种特定条件下反应I机理中的第一步变化,则碳原子的杂化类型从_变为_。 (2)写出由CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式为_。(3)恒压条件下,按n(CO2):n(H2)=1:3投料时,该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。(分子筛膜能选择性分离出H2O)根据图中数据,恒压条件下采用有分子筛膜时的最佳反应温度为_。有分子筛膜时甲醇产率高的原因是_。(4)不同压强下,依然按n(CO2):n(H2)=1:3投料,测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。已知:CO2的平衡转化率=×100%CH3OH的平衡产率=×100%压强:p1_p2(填“>”“=”或“<”),判断依据是_。纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_(填“甲”或“乙”)。图乙中T1温度时,两条曲线几乎交于一点的原因是_。12(2022·江苏苏州·统考模拟预测)废气中的H2S可用电解、Fe2(SO4)3吸收和活性炭吸附氧化等多种方法脱除。(1)电解法脱除:将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-2e-=S (n-1)S+S2-=S写出阴极的电极反应方程式_。电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式为_。(2)Fe2(SO4)3吸收脱除:用Fe2(SO4)3溶液吸收H2S,其反应后的溶液可在硫杆菌作用下实现吸收液的再生。用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S的原理经历以下三步:第一步:H2S(g)H2S(aq)第二步:H2SHHS-第三步:HS-2Fe3+=S2Fe2+H+一定条件下,不同Fe3+浓度溶液及该溶液起始pH与脱硫率的关系如图所示。当Fe3+浓度大于10 g·L-1时,随着Fe3+浓度增大,脱硫率逐渐降低。其原因是_。反应后的溶液在硫杆菌作用下进行再生的反应为:4FeSO4O22H2SO42Fe2(SO4)32H2O。反应相同时间后,溶液中Fe2+的氧化速率与温度的关系如图所示。温度超过30后,随着温度升高,Fe2+的氧化速率下降的原因是_。(3)活性炭吸附氧化:可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化H2S,其反应原理如图所示。其他条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。适当增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是_。若水膜过厚,H2S的氧化去除率减小的原因是_。13(2022·天津·耀华中学校考一模)氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。(1)已知: CO的燃烧热为若某反应的平衡常数表达式为,请写出反应的热化学方程式:_。(2)欲研究在某催化剂作用下反应的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间该反应的正反应速率如图所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是_。(3)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(、)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示。M点_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是_。(4)通过传感器可监测的含量,其工作原理如图。Pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极上的电极反应式:_。(5)某温度下,在一密闭容器中充入一定量发生反应 ,其正反应速率表达式为(为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。序号0.100.200.30则_;下列对于该反应的说法正确的是_(填标号)。A当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态B当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态C反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1mol NO就会消耗0.05molD反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅E反应达到平衡状态后,若增大容积,则混合气体的平均相对分子质量减小14(2022秋·河南三门峡·高三统考期末)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究攷氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:(1)已知:2NO2(g)=N2O4(g) H=-55.3kJ·mol-1N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g) H=-2.2kJ·mol-1则N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g) H=_kJ·mol-1。(2)工业上可用氨水作为NO2的吸收剂,NO2通入氨水后发生反应:2NO2+2NH3H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O,若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色,则反应后溶液中c(NO)+c(NO)_c(NH)(填“>”“<”或“=”)。25时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_(用离子方程式表示)。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将_(填“正向”“不”或“逆向”)移动。(3)T1温度时,在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H0。实验测得:v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:时间/s012345n(NO)mol0.200.100.080.070.060.06n(O2)/mol0.100.050.040.0350.030.0302s内该反应的平均速率v(NO)=_mol·L-1·s-1。T1温度时,化学平衡常数K=_(结果保留三位有效数字).化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=_。(4)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。出电解时NO2发生反应的电极反应式:_。若有标准状况下2.24LNO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为_mol。15(2022·山东·校联考模拟预测)以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯,是化工产业中常用的方法如下所示:(g) (g)+H2(g) H=+117.6kJ·mol-1已知:上述反应的速率方程为v正=k正P乙苯,v 逆=k逆P苯乙烯P氢气, 其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,P为各组分分压。(1)在Fe2O3催化作用下将乙苯加入三个恒容密闭容器发生上述反应,相关数据如下:容器容积/L温度/起始量/ mol平衡量/mol乙苯(g)苯乙烯(g)氢气(g)苯乙烯(g)甲1T13001乙1T1431x丙2T25001.2T1时,向乙容器中按表格中数据投料,则此时v正_v 逆。(填写“>”“=”“<”)若想同时增大该反应的反应速率和平衡转化率,应采取的措施是_。乙苯脱氢经历如下过程: T2更有利于发生的“环节”是_, 在该温度下,“吸附环节”的平衡常数为K1,“反应环节”的平衡常数为K2,“脱吸附环节”的平衡常数为K3,则“脱氢环节”的平衡常数为_。(2)为了节省能源,乙苯催化脱氢制苯乙烯的过程可以在CO2气氛下进行。100kPa下,反应气组成n (乙苯): n (CO2) 按照1:0、1:1、 1:5、1:9投料,乙苯平衡转化率随反应温度变化关系如图。图中n (乙苯): n (CO2) =1: 9的曲线是_(填曲线标号)。500按此投料时,=_kPa (用最简分数表示)。16(2022春·辽宁沈阳·高三校联考阶段练习)我国“十四五”规划提出要制定2030年前碳达峰行动方案,努力争取2060年前实现碳中和。为此,研发CO2转化利用技术成为重要科技目标。(1)以CO2为原料加氢可以合成甲醇,将n(H2)/n(CO2)=3的混合气体充入体积为V L的密闭容器中,在催化剂存在的条件下进行以下两个反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H10CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H20测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。CH3OH选择性=270°C以后CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是_。有利于提高CH3OH选择性的反应条件可以是_(填标号)。A降低温度 B使用更合适的催化剂C增大压强 D原料气中掺入适量的CO控制温度240°C,测得混合气体流速为a L· h-1(已换算为标准状况),则CO2的反应速率_mol·L-1·min-1(写出计算式)。(2)以CO2和NH3为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:i: 2NH3(g)+CO2(g) NH2CO2NH4(s) H=- 1 59.5kJ·mol-1ii: NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H= +72.5kJ·mol-1iii: 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H反应iii的H= _ kJ·mol-1。3个反应的G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示,图中对应于反应iii的线是_(填字母)。一定条件下的恒容容器中,充入原料气3molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为0.5,则平衡时NH3和CO2的物质的量比为 _ ,已知反应ii的Kp=p,测得平衡时容器内总压为ap,则反应iii的平衡常数Kp=_。17(2022·全国·高三专题练习)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。反应I(直接脱氢):反应II(氧化脱氢):(1)已知键能:。由此计算生成碳碳键放出的能量为_。(2)高温下,在密闭容器中通入丙烷,发生反应I:反应在初期阶段的速率方程为,其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为,丙烷的转化率为时的反应速率为,则_。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_(填字母)。A丙烯的生成速率逐渐增大B压强不变时,反应到达平衡状态C升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小D与的物质的量之比不变时,反应到达平衡状态平衡时,再通入丙烷,则反应的平衡常数K_(填“增大”“减小”或“不变”,下同),丙烷的转化率_。(3)对于反应I,总压恒定为,在密闭容器中通入和的混合气体(不参与反应),在温度为时,的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如图所示,计算时反应I的平衡常数_(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。(4)在温度为时,通入的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。生成的平均速率为_;在反应一段时间后,和的消耗速率比小于21的原因为_。18(2022春·江苏南通·高三校考期中)炼油、石化等工业会产生含硫(价)废水,处理的方法有沉淀法、氧化法。(1)沉淀法。用如图1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如图2所示。该装置沉淀废水中的硫的原理可描述为_。pH<4时,pH越小,硫转化为FeS的沉淀率越低,原因是_。(2)氧化法。氧化法、H2O2氧化法、催化氧化法等可以将含硫度水中硫元素氧化。氧化法:向含的废水中,加入一定量的溶液,控制溶液的pH为5,可以生成S沉淀。写出该反应的离子方程式:_。H2O2氧化法:向含的废水中,加入H2O2溶液,其他条件一定,测得硫(价)的去除率、S(单质)的生成率与所加H2O2溶液体积的关系如图3所示。当所加H2O2溶液体积大于9mL时,所加H2O2溶液越多,S生成率越低,原因是_。催化氧化法:MnO2-苯胺(MnO2为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如图4所示。a.转化中化合价发生变化的元素有_。b.催化剂使用一段时间后催化效率会下降,处理的方法是用氯仿(CHCl3)浸取催化剂,再将催化剂干燥即可,催化剂使用一段时间后催化效率降低的原因是_。试卷第23页,共23页学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司参考答案:1(1) -90kJ·mol-1 B(2) DE(3) 放热反应,升高温度,平衡逆向移【解析】(1)已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+2H2O(g)H1=+41kJ·mol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49kJ·mol-1,盖斯定律计算-得则反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=(-49kJmol-1)-(+41kJmol-1)= -90kJ·mol-1。反应的H0,S0,满足H-TS0,需要低温下自发进行,故B正确,故答案为:-90kJ·mol-1;B;(2)如果该反应的平衡常数K=160,该时刻下浓度熵Qc=100K=160,所以平衡正向移动,比较t时刻正、逆反应速率的大小:v正v逆(填“”、“<”或“=”)。故答案为:;要提高CO的转化率,可以采取的措施是A加入催化剂不影响化学平衡,CO的转化率不变,故A错误;B增大CO的浓度,增大了氢气的转化率,CO转化率减小,故B错误;C通入惰性气体,总压增大,分压不变,各组分的浓度不变,平衡不移动,故C错误;D通入H2,反应物浓度增大,平衡向正反应方向进行,CO转化率增大,故D正确;E分离出甲醇,生成物浓度减小,平衡正向移动,CO的转化率增大,故E正确;故答案为:DE;(3)如果CO2和H2的起始浓度分别为amol·L-1和3amol·L-1,反应平衡时CH3OH的产率为b,设消耗CO2物质的量浓度为x,结合三段式列式计算得到平衡浓度,设消耗CO2物质的量浓度为x, ,=b,平衡状态下得到c(CO2)=(a-ab)mol/L,c(H2)=(3a-3ab)mol/L,c(CH3OH)=abmol/L,c(H2O)=abmol/L,该温度下该反应的平衡常数K= =,则该温度下该反应的平衡常数K=(用含a、b的表达式表示)。故答案为:;相同温度下反应对应的CO2转化率较高,则催化效果最佳的是催化剂(填“I”、“II”或“III”)。如果a点已经达到平衡状态,则b点未达到平衡状态,则b点的v正v逆(填“”、“<”或“=”),正反应为放热反应,c点转化率比a点低的原因是放热反应,升高温度,平衡逆向移,故答案为:;放热反应,升高温度,平衡逆向移。2(1) (2) 降低温度、增加压强等(3) c 【解析】(1)根据图甲可知,反应历程中活化能(能垒)最小是,化学方程式为;起始能量为,生成时能量为,故反应的为;(2)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故,故;根据可知,要使平衡向正反应方向移动,可以改变的条件是降低温度、增加压强;(3)a判断转化率大小,需要考虑反应温度高低,催化剂适用温度范围,反应时间长短等因素,a错误;b此结果可能是因为反应放热,温度高平衡逆向移动造成的,也可能是催化剂活性随