2022届高考化学人教版二轮专题复习训练-专题六题型专攻(七)陌生图像的分析与应用.docx

题型专攻(七)陌生图像的分析与应用12019·全国卷，28(1)(2)(4)水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H<0是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。(2)721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A<0.25B0.25C0.250.50D0.50E>0.50(4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和pCO相等、和相等。计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率(a)_kPa·min1。467 时和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。答案(1)大于(2)C(4)0.004 7bcad解析(1)由题给信息可知，H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)(i)K139；由题给信息可知，CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)(ii)K251.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故CO还原氧化钴的倾向大于H2。(2)实验和的温度相同，利用盖斯定律，由(ii)(i)得CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，K1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为a mol，容器体积为1 L，在721 下，反应达平衡时H2的物质的量为x mol。 CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)起始/mol aa0 0转化/mol x xxx平衡/mol axax xxK1.31，解得x0.534a，(H2)0.267，故选C。(4)由题图可知，3090 min内，(a)0.004 7 kPa·min1。由(2)分析得H2的物质的量分数在0.250.50之间，CO的物质的量分数在00.25之间，所以H2的分压始终高于CO，则a、b表示的是H2的分压，c、d表示的是CO的分压。又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故曲线a代表489 时随时间变化关系的曲线，曲线d代表489 时pCO随时间变化关系的曲线，曲线b代表467 时随时间变化关系的曲线，曲线c代表467 时pCO随时间变化关系的曲线。22019·全国卷，27(2)(3)改编环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(2)某温度，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)I2(g)=(g)2HI(g)H89.3 kJ·mol1，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。A通入惰性气体 B提高温度C增加环戊烯浓度 D增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。AT1>T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 mol·L1答案(2)40%3.56×104BD(3)CD解析(2)设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段式：(g)I2(g)=(g)2HI(g)起始a a 0 0转化x x x 2x平衡ax ax x 2x根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得，解得x0.4a，则环戊烯的转化率为×100%40%，平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为、，则Kpp总，根据p总1.2×105 Pa，可得Kp×1.2×105 Pa3.56×104 Pa。通入惰性气体，对反应的平衡无影响，A项不符合题意；反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯的浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。(3)由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1<T2，A项错误；a点和b点温度相同，a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓度，即a点的正反应速率大于b点的正反应速率，因为b点时反应未达到平衡，b点的正反应速率大于逆反应速率，故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C项正确；b点时，环戊二烯的浓度减小0.9 mol·L1，结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的，可知二聚体的浓度为0.45 mol·L1，D项正确。32019·全国卷，28(1)(3)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300 )_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)11的数据计算K(400 )_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_、_。(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_(写出2种)。答案(1)大于O2和Cl2分离能耗较高HCl转化率较低(3)增加反应体系压强、及时除去产物解析(1)由题给HCl平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HCl平衡转化率降低，则此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K(300 )大于K(400 )；结合题图可知，c(HCl)c(O2)11、400 时HCl的平衡转化率为84%，列出三段式： 4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)起始 c0 c0 0 0转化 0.84c0  0.21c0  0.42c0 0.42c0平衡 (10.84)c0 (10.21)c0  0.42c0 0.42c0则K(400 )；进料浓度比c(HCl)c(O2)过低会使O2和Cl2分离的能耗较高，过高则会造成HCl转化率较低。(3)题述反应是气体体积减小的反应，增大反应体系压强可使反应正向移动，提高HCl的转化率，及时分离出产物也能提高HCl的转化率。考向一选择反应最佳条件1汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H<0，根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是_；氨氮比一定时，在400 时，脱硝效率最大，其可能的原因是_。答案氨氮物质的量之比为1，温度为400 在400 时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400 温度较高，反应速率快2锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某钴酸锂电池的正极材料含有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑、铝箔及少量铁，通过如图工艺流程可回收铝、钴、锂。“酸浸”时Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示：“酸浸”的适宜温度：_，写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式：_。答案80 2LiCoO23H2SO4H2O2=Li2SO42CoSO4O24H2O解析根据图示，80 时Co、Li元素的浸出率最大，所以“酸浸”的适宜温度为80 ；LiCoO2中Co元素化合价为3，“酸浸”时被还原为Co2，该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式为2LiCoO23H2SO4H2O2=Li2SO42CoSO4O24H2O。考向二解释曲线发生某种现象的原因3科学家正致力于研究一种“碳中和”技术(CH4­CO2)重整，该技术具有一定的经济效益和深远的社会意义。其工艺过程中涉及如下反应：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H1234 kJ·mol1：H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)H241 kJ·mol1(1)将1 mol CH4与1 mol CO2在2 L密闭容器中反应制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。923 K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_。1 200 K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是_。(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250300 时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_。答案(1)温度较低时，有利于反应发生，CH4和CO2按11投料发生反应时转化率相等，CO2还发生反应，所以平衡转化率大于CH41 200 K以上时反应的正向进行程度远大于反应(2)温度超过250 时，催化剂的催化效率降低4二甲醚是一种重要的化工原料。在恒温恒压条件下，化工生产上利用二甲醚与氧气为原料制备合成气，反应原理如下：CH3OCH3(g)O2(g)2CO(g)3H2(g)H72.413 4 kJ·mol1。实际生产过程中常常添加一定量的水蒸气，其目的是_；研究发现，所得平衡混合气体中H2的体积分数随变化如图所示，试解释该曲线先变大后减小的原因：_。答案使原混合体系中气体的分压减小，有利于平衡正向移动，从而提升原料的转化率根据CH3OCH3(g)O2(g)=2CO(g)3H2(g)反应特点，0.5时与反应物的化学计量数相等，所以当<0.5时，随着逐渐增大，该反应会正向移动，平衡混合气体中H2的体积分数会随着增大；当>0.5时，O2会有剩余，另外过量的O2会与H2发生副反应生成H2O，H2的体积分数会减小