2023江苏版化学高考第二轮复习--专题十一　化学反应速率与化学平衡 (一).pdf

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1、2023江苏版化学高考第二轮复习专题十一化学反应速率和化学平衡1.人体内的血红蛋白(Hb)易与C O 结合使人体中毒,涉及原理如下：Hb (a q)+02(g)Hb O2(a q)A Hi 0H b G q H C O Q)Hb C O(a q)A H20Hb O z (a q)+C 0(g)Hb C O (a q)+02(g)A H：,0下列说法错误的是()受B.反应在一定温度下均可能自发进行C.刚从平原到高原时,人体血液中c (Hb O,)将降低，使人体因缺氧而不适D.将 C 0中毒的人转至高压氧舱中治疗，反应平衡逆向移动而缓解症状答 案 A A项,根据盖斯定律,反应=反应-反应，则 L=

2、A H2-A H,0,则 H2 A HKO,故0 辔 0C.在 Tz 下,再充入1 m o l C O,再次平衡时嚅变大o.7.5第1页 共6 7页D.a 点 C O 的正反应速率小于b 点 C O,的逆反应速率答 案 D A项，没有指明以哪种物质表示的反应速率,错误;B 项，由曲线知，温度升高平衡常数K减小,说明正反应放热，A H”,错误;C 项,温度不变,平衡常数不变,喘不变错误；D项,b 点为平衡状态,C 02的逆反应速率等于c o 的正反应速率,且b 点温度比a 点更高,C O 浓度更大，故 a 点 C O 的正反应速率小于b 点 C 0：的逆反应速率，正确。3.一定温度下,在三个体积

3、均为1 L 的恒容密闭容器中发生反应:2C HQ H(g)一 C H3O C H3(g)+40(g)。容器编号3()起始物质的量(m o l)平衡物质的量(m o l)C H30H(g)C H30c H3 (g)H2O(g)38 70.200.08 00.08 038 70.402070.200.0900.090下列说法正确的是()A.该反应的正反应为吸热反应B.达到平衡时，容器中的C HQ H体积分数比容器中的小C.若容器中反应达到平衡时增大压强(减小容器容积)，则各物质浓度保持不变D.若起始向容器中充入0.10 m o l C H：Q H、0.10 m o l C H30c H3、0.10

4、 m o l H Q 反应将向正反应方向进行答 案 D A 项,根据表格数据，容器、起始量相同，比中温度高，降低温度，平衡向放热方向移动，中平衡时C HQ C Hs 的物质的量比中大,说明正反应是放热反应,错误;B 项，恒容条件下，容器相当于在容器的基础上加压,由于该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,故平衡不移动，则容器中的C Hs O H体积分数和容器中的相等，错误;C 项,若容器中反应达到平衡时减小容器容积而增大压强,平衡不移动，但各物质浓度会增大,错误；D 项,容器平衡时c (C H3O I I)=0.04 m o l/L、C(C H：1O C H；!)=O.08 m o l/L、c

5、(H20)=0.08 m o l/L,平衡常数仁”笔 曳=4,若起始向容器中充入0.10 m o lC L0H、0.10 m o l C HQ C H%0.10 m o l H2,浓度商Q=等 篙=14,反应向正反应方向移动,正确。第2页 共6 7页4.在容积为V L的恒温密闭容器中模拟工业合成氨。充入附和H：的总物质的量为1 m o l,容器内各组分的物质的量分数与反应时间t的关系如图所示。下列说法不正确的是(物质的量分数A.a表示N2物质的量分数随反应时间的变化情况B.O ti m i n,v (H2)=-m o l ,L 1,m i n 1忆C.t2 m i n时,NH,的分解速率小于其

6、生成速率D.t3 m i n时改变的条件可能为减小容器容积答 案B由题图可知,开始时N2和的物质的量分数均为50%,总物质的量是1 m o l,则 岫和 也均为0.5m o l,设转化的N2的物质的量为x m o l,列三段式：Nz(g)+3H2 (g)=2NH3(g)起始/m o l 0.5 0.5 0转化/m o l x 3x 2x某时刻/m o l 0.5-x 0.5-3x 2x某时刻总物质的量n(总)=(0.5-x)m o l +(0.5-3x)m o l+2x m o l=(l-2x)m o l,某时刻t的物质的量分数为器 警;X 100%=学 鲁 华 义100%=50%,故N2的物

7、质的量分数一直保持不变，由此可推出曲线a、b、c分别表示必 附 和比的物质的量分数随时间变化的图像,A项正确;t耐 上、阳 的物质的量分数相等,3%molg(05-3x).n o i x 1 0 0%=2式。1 x 100%,解得 x=0.1,贝!|0心 m i n,v (4)=1 =瞿 m o l L m i n B 项(l-2x)m o l (l-2x)m o l tj m i n Vti错误;由曲线b可知3 时刻及以后,N L的物质的量分数增大,说明反应正向进行，则N%的分解速率小于其生成速率,C项正确;由N2(g)+3H2(g)=2NHs (g)可知,t,时刻,减小容积,压强增大,平衡

8、正向移动,N L的物质的量分数增大,压的物质的量分数减小,D项正确。第3页 共67页5.反应Si (s)+3HC 1(g)一 Si HC l3(g)+H2(g)A H 是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下,起始投入原料嘤的值和温度、Si HC L的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法错误的是()求、忙运Vl/OHNA.该反应为放热反应，AHNC.嘿 的 值 越 大,Si HC L平衡产率越大D.M、N 点的逆反应速率：VMVS答 案 c A 项,由题图可知,升高温度,Si HC L的平衡产率减小，平衡逆向移动,正反应为放热反应，1K0,正确;B 项,M 点 Si HC L的平衡产率大,

9、其物质的量大、温度高，故分压大,正确;C 项,由题图可知,曙=7时,Si HC L的平衡产率很小,错误;D 项,M 点温度较高,Si HC h 浓度较大,逆反应速率:v“v、,正n(Si)确。解题技巧 同一坐标系中有3个变量时,可通过“定一议二”的方法来寻找变量之间的关系。即先固定一个变量，去观察另外两个变量的关系。如 选 择 嘿=3的曲线观察,可知随着温度升高,Si HC L平衡产率减小,由此判断该反应为放热反应。6.已知4H2(g)+C S2(g)一 C H,(g)+2H2s (g)。在恒容密闭容器中,当起始物质的量之比n(H2)：n(C S)=4：1时,测得平衡体系中&S、C%的物质的量

10、分数(x)与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是()第4页 共6 7页x/%A.该反应的AI KOB.A 点时C S2的平衡转化率约为33.3%C.相同条件下,x (H2S)处于B 点时,v 正 v 逆D.C 点时，往容器中再充入4 m o l 乩和 1 m o l C S2,再次达平衡后x (C SJ增大答 案 D A 项，由题图可知，升高温度,H2s 的物质的量分数减小、C Sz 的物质的量分数增大，说明平衡逆向移动,反应为放热反应，H相当于增大压强，平衡正向移动,再次达平衡后x (C S2)减小,错误。催化剂7.科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为2N0(

11、g)+2C 0(g)一N2(g)+2C 0z (g)HT纵坐标可代表NO 的百分含量C.丙图中压强p Km ,纵坐标可代表NO 的体积分数D.丁图中a、b、c 三点只有b 点已经达到平衡状态答 案 A B 项，“先拐先平数值大”说明T2 T“升高温度，平衡逆向移动,C%降低,C 应为产物,错误;C项,P 2 P”增大压强,平衡正向移动,C 应为产物,错误;D 项,平衡常数曲线上任意一点均为平衡点,错误。8.工业上生产的C O 可由焦炭和C O,在高温下反应而得。现将焦炭和C O；放入体积为2 L 的刚性密闭容器中，高温下进行下列反应:C(s)+C O z(g)=2C O(g)AH=Q k J-

12、m o l ；图为C O 2、C O 的物质的量(n)随时间(t)的变化关系图。下列说法正确的是()A.0 l m i n,v(C O)=l m o l L-1 m i n-1;1 3 m i n 时,v(C 0)=v(C()2)B.当容器内的气体密度不变时,反应一定达到平衡状态,且修 1(起 始)C.5 m i n 时再充入一定量的C O,a、d 曲线分别表示n (C O)、n (C 02)的变化D.3 m i n 时温度由，升高到L,则 Q 0,再达平衡时 野 心 4.7第6页 共6 7页答 案 D B 项,该反应反应前后气体质量发生变化，体积不变，则其密度为变量，当容器内气体的密度不变时

13、,说明反应达到平衡状态;根据P =知，体积不变，反应达到平衡时,气体的质量增大,则平衡时气体D,.的密度大于起始时气体的密度,则产 1,错误;C 项,5 m i n 时再充入一定量的C O,C O 的物质的量瞬间(康)增大，平衡逆向移动,c o 的物质的量逐渐减小,5 m i n 时 C O。浓度不变，平衡逆向移动,C O,的物质的量逐渐增大,则b 表示n (C O J的变化,c 或 d 表示n (C O)的变化,错误;D 项,3 m i n 时升高温度,一氧化碳增多，则该反应是吸热反应,T温度下平衡时n (C O)=2 m o l,n(C 02)=7巾。1,平衡常数K()，给=&=”?温c(

14、C O 2)1 7度下平衡时,一氧化碳物质的量为4 m o l,二氧化碳物质的量为6 m o l,平衡常数K(L)等 黑=果 =*c(C O 2)1 3则 然-4.7,正确。1)9.C 0：的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善。由 C 0：合成甲醇是C O,资源化利用的重要方法。I.合成甲醇(1)由c(M崔化加氢合成甲醇。一定条件下,由c o a 和乩制备甲醇的过程中有下列反应：反应 1:C 02(g)+H2(g)=C O (g)+H20(g)H,反应 2:C O (g)+24(g)=C H30H(g)A H2反应 3:C O2(g)+3H2(g)=C H30H(g)+HQ

15、(g)H3其对应的平衡常数分别为K u八 降 它们随温度变化的曲线如图所示。第7页 共6 7页200 250 300 350温度/七 AH?AH：,（填“”或“=”）。对于上述C 02加氢合成C H30H的 反 应 体 系,下 列 说 法 不 正 碉 的 是（填字母）。a.增大初始投料比喻,有利于提高C O 2的转化率b.当气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应体系已达平衡c.体系达平衡后，若压缩容器体积,则反应1平衡不移动，反应3平衡正向移动d.选用合适的催化剂可以提高反应3中C O：的平衡转化率 电化学原理将C O,转化为甲醇。在光电催化条件下可以高效地将C Q和H 2转化为甲醇,从电极反

16、应的角度分析：甲醇在（填“阻”或“阳”）极生成；氧化反应为n.甲醇是重要的化工原料，也可用作甲醇燃料电池。以稀硫酸为电解质溶液，甲醇燃料电池的工作原理如图所示。负载I质子交换膜 催化层扩散层极板流场（3）该电池工作时,c 口通入的物质是（4）该电池负极的电极反应式是第8页 共6 7页答 案(l)0,A H3 H2oa 项,增大初始投料比当黑相当于在C O z 浓度不变的条件下减小氢气的浓度,平衡向逆反应方向移动,C 0：,的转化率减小;b 项,由质量守恒定律知，反应前后气体的质量相等，反应1为气体体积不变的反应，反应2、3 为气体体积减小的反应,则当气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应体系已

17、达平衡;d 项,选用合适的催化剂可以加快反应速率，但化学平衡不移动，故反应3 中C O,的平衡转化率不变。C 0,转化为甲醇时,碳元素的化合价降低,被还原,则C O?在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇。由题意知,C 0。转化为甲醇时,C O：在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。(3)右侧电极为燃料电池的正极，则 c 口通入的物质是02(空气)。(4)左侧电极为燃料电池的负极，甲醇在负极失去电子发生氧化反应。10.烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟0,氧化结合(M)S0,溶液吸收法同时脱除S02和 N0的过程示意图如下。模拟.烟气(3气

18、 体.气体分析.(NHJSO：.气体分析反应器检测装置1 溶液吸收器I 检测装近2(1)气体反应器中的主要反应及相关数据如下表。反应平衡常数(25 )活化能/(k j/m o l)反应 a:203(g)-30z(g)A H,=-28 6.6 k j/m o l1.6X105724.6反应 b :N0(g)+O 3(g)-N02(g)+0z (g)A H2=-200.9 k j/m o l6.2X10343.17第 9 页 共 67页反应 C:S02(g)+03(g)1 SO：)(g)+O 2(g)A H31.1X1058.17已知：2s。2 (g)+02(g)(g)A H=-196.6 k j

19、/m o l,贝 A H3=_o其他条件不变时,高于150 C,在相同时间内SO 环 口 NO 的转化率均随温度升高而降低,原因是O其他条件不变,s o 2和N0初始的物质的量浓度相等时,经检测装置1分析,在相同时间内,S02和 N0的转化率随()，的浓度的变化如图。结合数据分析N0的转化率高于SO：的原因:O1001 _.501.0 2.00、的浓度/(lO-g/L)其 他 条 件 不 变,和 NO 初始的物质的量浓度相等时,经检测装置2分析，在相同时间内,与N0的物质的量之比对SO；,和 N0脱除率的影响如图。(NH3SQ 溶液显碱性,用化学平衡原理解释:.。，的浓度很低时,s o)的脱除

20、率超过97%,原因是。在吸收器中,SO 打与NO z 反应生成NO 2和 SO/-的离子方程式是。第1 0页 共6 7页在吸收器中，随着吸收过程的进行,部分N需被转化为距反应中NH1和汽的物质的量之比为1 ：1,该反应的离子方程式是.答 案(1)-241.6 k j/m o l 高于150,温度升高,反应a 的速率增大,c (0J减小,反应b 和 c 的速率减小，导致在相同时间内S0：和 N0的转化率均降低 反应b 的活化能小于反应c,相同条件下反应b的速率大于反应c,因此在相同时间内,NO 的转化率高于S0?溶液中存在:SO g+乩0=HSO&+O H、NHj+HQ 一 NH:!HQ+H,S

21、O 1 的水解程度大于NH：的水解程度溶液显碱性(NH.)2s 0,溶液直接与S0：反应 2N0z+3s o 歹+H 2-2NO2+S0+2HSO 3 NO)+N2 t +2FL0解 析(1)反应 d:2S02(g)+O 2(g)=2s 0,(g)A H=-196.6 k j/m o l,由盖斯定律知,将反应(a+d)+2 得反应 S02(g)+03(g)LS03(g)+02(g),AH3=i(AHl +AH)=1(-28 6.6 k J/m o l)+(-196.6k j/m o l)=-241.6 k j/m o l;其他条件不变时,高于150 温度升高,反应a 的速率增大,c (0:t)

22、减小,反应 b 和 c 的速率减小,导致在相同时间内SO?和 N0的转化率均降低;由题表中数据知,反应b 的活化能小于反应c,则相同条件下反应b 的速率大于反应c,故在相同时间内,N0的转化率高于S02o 的浓度很低时，(NH,)2S0 溶液直接与SO?反应是脱除S。,的主要原因;吸收过程中,部分NH井 口NO 2发生归中反应生成N；和 H。反应中NH持口工的物质的量之比为1 ：1,其反应的离子方程式为N02+N2 t +2HQ。11.某小组验证“2Fe*+2I =2 F/+L (反应A)存在限度,并探究外加试剂对该平衡的影响。从正反应方向探究。实验:取5 m L 0.01 m o l L K

23、I 溶液，加入2 m L 0.01 m o l L Fe C 5溶液(p H=l),溶液呈棕黄色，不再发生变化。通 过 检 测 出,证实反应A 存在限度。加入C C 1；,振汤,平衡向 移动。第11页 共6 7页除反应A 外,KI 还发生（填离子方程式），促进Fe 与 I 的反应。（2）从逆反应方向探究。实验:向碘水（含淀粉）中加入酸性Fe SO,溶液,无明显变化。未检出Fe3;甲同学认为加入Ag SO,溶液可增大Fe*与 L 的反应程度。甲同学依据的原理是O验证:加入Ag 2s o i 溶液,产生沉淀a,溶液蓝色褪去。能检出Fe 1乙同学认为碘水中含有加入Ag 2s o i 溶液也可能产生沉

24、淀。做对照实验:直接向碘水（含淀粉）中加入 Ag 2s o l 溶液。产生沉淀，溶液蓝色褪去。查阅资料：312+3 0 =5HI+HI03O实验验证：碘1.BrJ I过一溶液_沉淀h已知:KSP（Ag I）=8.5 X 10 已（Ag I O3）=3.2 X 10飞微溶）.I H中 KI 溶液的作用是 oI V中 KI 溶液的作用是（用离子方程式表示）。（4）检验、比较沉淀a、b 的成分，可明确Ag 2s o i 的作用。（5）问题思考:向Fe SO,与碘水的混合液中加入Ag a SO,溶液,可能发生如下反应：i.Fe?与 L 在 Ag 的促进下发生的氧化还原反应；i i.L 与 出 0 在

25、Ag 促进下发生的反应；i i i.Fe?与 Ag 的反应。确认是否发生反应必设计实验:将反应后混合物过滤，第1 2页 共6 7页供选择试剂:稀HN(k Na SO,溶液、KI 溶液。已知:Ag l、Ag l O s 溶于Na 2s 溶液;Ag l 难溶于稀HNO g答 案(1)F e 正反应方向 +L=13(2)生成Ag l 沉淀,c(1)降低,2Fe*2I 1 2Fe，L 平衡逆向移动(3)还原 1O&Ag I O3(s)+1(a q)Ag l (s)+10式a q)(5)取滤渣,加入足量Na z Sz O.溶液。过滤,若有固体剩余,加入稀HNO,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,

26、发生反应迨(或取滤渣，加入足量KI 溶液。过滤,若有固体剩余，加入稀HNO：i)产生的气体遇空气变成红棕色,说明滤渣中含银，发生反应也)解 析(1)F/少量,溶液中检测出l e3 说明Fe 未完全转化为Fe,证明反应A存在限度;加入C C 1振荡,反应生成的单质碘被C C L萃取,平衡向正反应方向移动;KI 中的碘离子能与单质碘发生反应:1 +L=13,消耗生成的碘,平衡向正反应方向移动,促进Fe：”与 1的反应。(2)加入Ag z SO,溶液，碘离子与银离子结合生成Ag l 沉淀，碘离子的浓度减小,2Fe+21=2Fe+L平衡逆向移动，可增大Fe 与 L 的反应程度。由题图知,步骤I I I

27、 中加入KI 溶液、淀粉后,溶液变蓝,说明K1将滤液1中的1。3还原成L；由于3L+3乩 01 5HI+HI 03)则沉淀b 为 Ag i o.和Ag l,Q(Ag l)=8.5X10,70,A S0,G=A H-T A S二次电池,其中钠和负载碳纳米管的镇网分别作为电极材料,电池放电产物为Na z C O s和C,则放电时正极电极反应式为。答案(D-8 7.0低温(2)温度高于300 r时，反应I I起主导作用，反应I I为吸热反应,升高温度,平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高b a.减 小b.0.75(3)分子筛膜能不断分离出HQ(g),有利于反应正向进行(4)3第+4 6 2c 0/+C

28、解 析(1)由盖斯定律可知，反应I +反应n=反应i n,则A H3=(-159.5 k J/m o l)+(+72.5 k j/m o D-8 7.0k j/m o l;该反应为熔减的放热反应,根据 H-T A S0,则该反应在低温条件下能自发进行。生成C HQ C H：,的反应为放热反应，随着温度的升高反应逆向进行，导致C HQ C FG的选择性降低,故表示平衡时C H30c Hs的选择性的曲线是;反应I为放热、气体分子数减小的反应，故低温、高压有利于反应I正向进行，有利于提高C 0,的平衡转化率和平衡时C HQ C 1L的选择性。a.反应I I为吸热反应，降低温度,k正、k逆均减小,平衡

29、逆向移动,则v正减小的幅度大于v逆，所以k正减小的幅度大于k逆，故k正-k逆 减小。b.在一定温度和压强下的反应H,按照n(Hj ：n(C 0?)=l ：1投料，设C(HJ=C(C 02)=2 m o l/L,C 02转化率为50%时,列出三段式：C 02(g)+H2(g)C O (g)+H20(g)起始(m o l/L)2 2 0 0转化(m o l/L)1111第1 8页 共6 7页平衡（m o l/L）1111相同条件下压强之比等于物质的量之比,。3)坪 仇 加 6。必 如)已知、，(正)：,，(逆)3 4,据=k正p（CO2）P（H2）%P（CO）P（H2。）k=。，则=3,当反应达到

30、平衡时V正7逆,则E X P(C2)P(H2)=故K p(c o)p(H2o)=4,人九 4=以 j 口 十 刑 止 理 人 气 p(CO)-p(H2O)*P p(CO2)p(H2)逆 逆kr=o.75Ok逆(4)原电池放电时正极发生还原反应,由题意可知,放电时C 0?中碳元素化合价降低,得到电子发生还原反应,电极反应式为3C 02+4e 2C 01-+Co14.乙醇是一种重要的工业原料，被广泛应用于能源、化工、食品等领域，以下三种方法可实现乙醇的制I ,工业上采用催化乙烯水合制乙醇,该反应过程中能量变化如图所示:C,ILO+H,O*第一步 第二步 第三步 反应过程(1)反应过程中控制总反应速

31、率的步骤是 O(2)反应物分子有效碰撞概率最大的步骤对应的基元反应为 oI I.以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点,其中乙酸甲酯C HK00C 乩催化加氢是制取乙醇的关键步骤之一，包括以下主要反应：C HEO O C H,(g)+2H2(g)C 2H50H(g)+C H30H(g)A H,=-71 k J m o UC TLC O O C I h(g)+H2(g)C H3C H0(g)+C H；iO H(g)A H2=+13.6 k J m o l1反应 C H：,C H0(g)+H2(g)=C 2H50H(g)的 AH=o第19页 共6 7页若在体积为2 L 的密闭容器中,控制C LC

32、O O C H,流速为22.4 m3 h 1(已换算为标准状况)，C MC O O C H,的转化率为8 0.0%,则 C HEO O C H,的反应速率为 m o l -L1-m i n1(保留三位有效数字)。C H3C O O C H3流 速 过 大 时 乙 酸 甲 酯 的 转 化 率 下 降,原 因 是.(5)一定条件下在1 L 密闭容器内通入2.00 m o l C H3C O O C H3和 3.96 m o l H,发生反应和，测得不同温度下达平衡时C&C O O C H,转化率和乙醇的选择性如下图所示。260 时反应的平衡常数K=。温度高于240 C 时，随温度升高乙醇的选择性降

33、低的原因可能是o 乙醇的选择性n(最终转化为乙醇的CH3COOCH3)q=-J(转化的 CH3COOCH3)2()160rxZLfv09864京、&H300yH320180 200 220 240 260 280 300反应温度/T：Nsw宙潮奔、兴oooO8764 CH,CO()CH,转化率口乙醇的选择性I I I.(6)利用电化学方法在高浓度的KHC O,电解液中,电解活化的C O?可以制备乙醇,其原理如下图所示,则阴极的电极反应式为.co2 CH3cH20H 纳米Cu催化剂IT-纳 米C电极答案(1)第一步C 2Ho(3)-8 4.6 k J,m o l1(4)6.6 7 若流速过大，乙

34、酸甲酯与催化剂接触时间过短，反应不能充分进行,导致乙酸甲酯的转化率下降(5)1 4 反应为放热反应,温度升高,反应向逆反应方向进行,生成乙醇的量减少(6)14C 02+12e +9 H Q C H3c HQ H+12HC O 3第2 0页 共67页解析 决定总反应快慢的步骤为最慢的一步,同一反应中的不同基元反应活化能越大,反应速率越慢，故第一步为决速步骤。(2)活化能越小速率越快，第二步活化能最小，反应物分子有效碰撞概率最大,对应的基元反应为G H l+f W u C2H7O 根据盖斯定律,-得 C H:!C HO (g)+H2(g)=C2H5O H(g)A 11=A H,-A H2=(-71

35、 k J-m o L)-(+13.6k J m o l1)=-8 4.6 k J m o l (4)设时间为1 h,由题意可知,乙酸甲酯的起始物质的量为乌巴匕 曹 区 空 方 贮=10,m o l,由乙酸甲酯22.4 L-mol 1103moix80%的转化率为8 0%可知,乙酸甲酯的反应速率为 状L 6.67m o l -L1-m i n 1若流速过大,乙酸甲酯与oumm催化剂接触时间过短，反应不能充分进行,导致乙酸甲酯的转化率下降。(5)260 C时,乙酸甲酯的转化率为90%,乙醇的选择性为70%,则平衡时,生成乙醇,转化的乙酸甲酯的物质的量为2.00 m o l X90%X70%=1.2

36、6 m o l,可建立如下三段式：C H3C O O C H3(g)+2H2(g)-GH50H(g)+C HQ H(g)(6)8 2在阴极得电子被还原为C Hs O H,阴极的电极反应式为14C 02+12e+9I L0 C H3C HQ H+I 2HC O 3。起(m o l L)2.003.96转(m o l U1)1.262.521.26 1.26平(m o l L )0.741.441.26 1.26C H：)C 00C H3(g)+H2(g)一 C%C HO(g)+C HQ H(g)起(m o l L-1)0.741.440 1.26转(m o l L*)0.540.540.54 0

37、.54平(m o l L”)0.20.90.54 1.8反应的平衡常数K=胃 整=14。u./x U.x反应为放热反应,温度高于240 c时反应逆向进行，随温度升高乙醇的选择性降低。第2 1页 共6 7页15.以 C O 口为原料制备甲醇等能源物质具有较好的发展前景。因此,研发C O e 利用技术，降低空气中C O 2含量成为研究热点。在催化剂的作用下，氢气还原C O,的过程中可同时发生反应I、H。(已知活化能:邑|以“)I .C 02(g)+3H2(g)C H30H(g)+40(g)A HF-50 k J m o l I I.C O2(g)+H2(g)=C O (g)+Hz O (g)A H

38、2=+41.1 k J,m o l-1C O (g)+2H2(g)=C H3O H(g)A H3=k J-m o F1,其中反应I 能 自 发 进 行 的 条 件 是。保持温度T不变时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的C 0?及电 起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示：若反应I、I 均达到平衡,P o=l.4p,则表中m=;反应1的平衡常数K产(k P a)2(用含p起始n(C 02)/m o l0.5n(H2)/m o l0.9n C H30H(g)/m o l0mn(C 0)/m o l0n H20(g)/m o l00.3总压强/k P aPoP的代数式表示)

39、。(2)在 p i k P a 下,向恒压反应器中通入3 m o l H2(g)s 1 m o l C O z(g),C O z(g)的平衡转化率及入30H(g)的平衡产率随温度变化的关系如图。已知:C H30H的产率=温度/KCH30H的物质的量C02的起始物质的量X 100%。第2 2页 共6 7页 下 列 说 法 正 确 的 是(填 字 母)。A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I 达到平衡B.反应过程中,气体密度保持不变,说明反应I 达到平衡C.反应过程中，气体的平均摩尔质量保持不变,说明反应I 达到平衡图中500 K 以后,C O 2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是0 工

40、业上常用电解法将C O 2合成为竣酸以实现资源化处理。以 P t为电极、质子惰性有机溶剂为电解液的装置,可将c o 2转化为草酸(H O),其阴极的电极反应式为.答案(1)-91.1低温 0.2 券(2)BC反应I 放热,温度升高平衡左移,反应I I 吸热,温度升高平衡右移,500 K 以后，反应H 起主导作用,温度升高，反应I I 平衡右移的程度更大,故也的平衡转化率增大(3)2C 02+2e +2H+H2c 2O,解 析(1)根据盖斯定律可知,C O(g)+2Hz(g)-C H30H(g)AH,3=AH,-AH2-(-50 k J m o r)-(+41.1k J m o l )=-91.

41、1 k J m o l ;C 02(g)+3H2(g)i C H30H(g)+40(g)的 AH0,S0,根据 A G=A H-T A S I I 已知在催化剂 M 作用下,NO Ag)+C 0(g)C 02(g)+N0(g)H0o一定温度下，假设正、逆反应速率与浓度关系为v i E=k i C(N02)c(C O),v逆=女(C 02)c(NO),k,K k 2只与温度相关，则反应的平衡常数K=佣 含A k：的式子表示)。催化剂M活性随温度变化情况如图3所示,相同时间测得NO：的转化率随反应温度变化情况如图1所示,写出NQ，的转化率出现上述变化的可能原因(写出两点):NO?的转化率温度图4在

42、图4中画出,其他条件不变,增大压强(催化剂不失活)情况下,N0,的转化率随温度变化图。第2 5页 共6 7页(3)已知C H；1C HO C H,+C O,用 L 催化该反应,若C H3C H0首先在L 催化下生成C H/和 C O 及另一种无机化合物,用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤i ：；步骤i i ：.答 案(。匕 B D(2)啸 第一,T。之前没有达到平衡，温度升高，反应速率加快,N02的转化率增加,T。之后反应已经达到平衡,温度升高平衡逆向移动,NO；的转化率下降;第二,T。之前没有达到平衡,温度升高，催化剂活性变大,促进反应速率加快,NO：的转化率增 加,之后,

43、温度升高，催化剂活性减小，反应速率变慢,单位时间NO：的转化率下降。几 温度(3)C H：(C H O+L-C H3I+C O+HIC H3I+Hr=C H,+I2解析 G=H-T S,该反应的 S I I,故C H30c H3的产量：I H,正确。(2)平衡时,v 正=。(N02)-c (C O)=vf f i=k2c(C 02)，(:仆常攵心皆。从反应速率角度和化学平衡移动角度进行综合分析,T。之前考虑速率为主,T。之后考虑平衡移动为主。其他条件不变，增大压强，反应速率加快,平衡前转化率增大，所以纵坐标较之前要大，但平衡不移动,平衡时转化率不变,据此作图。17.甲醇是重要的化工原料,工业上

44、可利用C 02生产甲醇，同时可减少温室气体二氧化碳,发生反应:C O?(g)+3H?(g)=C H30H(g)+H20(g)H0o维持压强不变,按固定初始投料比将C O 2和 压按一定流速通过该催化剂,经相同时间测得实验数据如下:T(K)c o?实际转化率(盼甲醇选择性觥)54312.342.355315.339.1注:甲醇选择性是指发生反应的C 0：中转化为甲醇的百分比。表中数据说明,升高温度,C O,的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是第2 7页 共6 7页(4)甲醇催化制取丙烯的过程中发生反应:3C H2H(g)一 C：1Hs(g)+3H20(g),反应的Ar r h e n i

45、 u s 经验公式的实验数据如图中曲线a 所示，已知Ar r h e n i u s 经验公式为Rl n k=*+C (E“为活化能,k 为速率常数,R 和C 为常数)。fyTOE5卞曲该反应的活化能Eo=kJ m o r1.当使用更高效催化剂时,在图中画出Ri n k 与/关系的示意图。答 案 B C(2)5X105 P a,210 或 9X10$P a,250(3)升高温度,反应的反应速率均加快，但反应的反应速率变化更大31(3.4,30)、.K-1)*Is解析 A 项，加入H20(g),平衡逆向移动,C 0：平衡转化率减小,错误;B 项,从体系中不断分离出甲醇，平衡正向移动,C O 2平

46、衡转化率增大,正确;C 项,循环使用原料气相当于不断撤去产物,使反应物进一步转化生成产物,C 0,平衡转化率增大,正确;D项，使用高效催化剂,平衡不移动,C O。平衡转化率不变,错误。(2)设 C O,加入1 m o l,乩加入3 m o l,容器容积为1 L,建立三段式：C 02(g)+3H2(g)l C H3O H(g)+Hz O (g)n 起 始(m o l)13 0 0第2 8页 共6 7页n 转 化(m o l)1 12n 制(m o l)-2%产3。田则甲醇物质的量分数为x (C HQ H)二i,qmol-=0.10,，初(双)+$2)+,衡(CH3OHM5 m(%0)一 轴。+2

47、 mol+扣。诏mH升高温度，反应平衡逆向移动,X(C HQ H)减小,故曲线a为定温250 下,x (C H.O H)与压强关系曲线,当x(CHBOH)=0.10时,对应压强为9X105 P a,曲线b为定压5 X 105 P a下,x(C H;iO H)与温度关系曲线,当x(C HQ H)=0.10时，对应温度为210,故可能的反应条件为5X10,P a,210 及9义105 P a,250.反应正向放热,反应正向吸热,故升高温度,不利于甲醇的生成，但是利于C 0的生成，所以升温两反应的反应速率均加快，但反应的反应速率升高程度更大。(4)将图上两点对应数据代入计算公式有 北;二；慧:，解之

48、得E.=31 k J-m o l;更换高效催化剂,活化能更小,相同温度下中目同)，*值 更小,故Ri n k更大,据此绘制曲线。18.2019年国际非政府组织“全球计划”12月4日发布报告:研究显示，全球二氧化碳排放量增速趋缓。C 0?的综合利用是解决温室问题的有效途径。C 0雁化加氢制甲醇的有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。化学反应平衡常数500 700 8 00 I .C 02(g)+H2(g)C O(g)+H2O(g)1.01.702.52H.C 0(g)+2H2(g)一 C H30H(g)2.50.340.15I I I.C O2(g)+3Hz (g)-C H：tO H

49、(g)+H20(g)H则 0(填“”或“=”)。(2)在200 时，向5 L带气压计的恒容密闭容器中通入2 m o i C 02和2 m o i C H,发生反应:C()2(g)+C H“g)一 2C 0(g)+2H?(g),测得初始压强为p o k P a,反应过程中容器内总压强(p)随时间 变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。第2 9页 共6 7页0或 二 二 二7；：；I I I I II I I I II I I I I0 12 3 4 5 6 时间“m i n该反应过程中从o m i n 到 2 m i n 压强变化原因是。0 4 m i n 内,反应的平均反应速率v

50、 (C 0?)=用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kk。气体分压(P 分)=气体总压(P 总)X 气体体积分数科学家提出利用C 0一与C H闹 备“合成气”(C 0、上)可能的反应历程如图所示：CH4(g)+C O,(g)-(瓦)TS1低)_C(a d s)+21 In(g)+C O,(g)(EJT S 22c o(g)+2H,(g)注:N,表示阿伏加德罗常数的值。C(a d s)为吸附性活性炭方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量 如第一个方框中1个 C H.,(g)+1个 C O 2(g)的相对总能量为E,e V,其中,TS表示过渡态。C O2(g)+C H(g)=2C 0(g)