(通用版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(四十三)理清圖像中的2類問題 圖像中的反應(yīng)速率與化學(xué)平衡(含解析).doc
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跟蹤檢測(cè)(四十三) 理清圖像中的2類問題圖像中的反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.已知反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0,向某體積恒定的密閉容器中按體積比21充入SO2和O2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)。如圖是某物理量(Y)隨時(shí)間(t)變化的示意圖(圖中T表示溫度),Y可以是()AO2的體積分?jǐn)?shù)B混合氣體的密度C密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng) DSO2的轉(zhuǎn)化率解析:選D由題圖可知,溫度T2達(dá)到平衡所用時(shí)間短,反應(yīng)速率較快,所以溫度T2T1,溫度升高,Y表示的物理量降低,該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氧氣的體積分?jǐn)?shù)增大,A錯(cuò)誤;升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),但混合氣體的總質(zhì)量不變,容器的體積不變,混合氣體的密度不變,B錯(cuò)誤;升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),混合氣體的總的物質(zhì)的量增大,容器的體積不變,容器的壓強(qiáng)增大,C錯(cuò)誤;升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率降低,D正確。 2.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):A(g)3B(g)2C(g),下列有關(guān)圖像的說法不正確的是()A依據(jù)圖a可判斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B在圖b中,虛線可表示使用了催化劑時(shí)的變化情況C若H0,圖c可表示升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D由圖d中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度的變化情況,可推知正反應(yīng)吸熱解析:選D根據(jù)圖a曲線可知,溫度越高,逆反應(yīng)速率越大,故升高溫度平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;催化劑能加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所用的時(shí)間,但不能使平衡發(fā)生移動(dòng),B項(xiàng)正確;升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng),C項(xiàng)正確;根據(jù)圖像曲線可知,溫度越高,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小,故升高溫度平衡逆向移動(dòng),因此可判斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是()A該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量BT2下,在0t1時(shí)間內(nèi),v(Y) molL1min1CM點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆DM點(diǎn)時(shí)再加入一定量X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小解析:選C根據(jù)圖示可知,T1T2,溫度越高平衡時(shí)c(X)越高,則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),M點(diǎn)X的轉(zhuǎn)化量小于W點(diǎn)X的轉(zhuǎn)化量,M點(diǎn)放出的熱量小于W點(diǎn)放出的熱量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;T2下,tt1,c(Y) molL1,v(Y) molL1min1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)溫度比W點(diǎn)溫度高,所以M點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于W點(diǎn)的逆反應(yīng)速率,而W點(diǎn)的逆反應(yīng)速率大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率,則M點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確;由于在恒容密閉容器中反應(yīng),再加入一定量X,相當(dāng)于增加壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),再次平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.已知某密閉容器中存在下列平衡:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),CO2的平衡物質(zhì)的量濃度c(CO2)與溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A平衡狀態(tài)a與c相比,平衡狀態(tài)a的c(CO)較小B在T2時(shí),d點(diǎn)的反應(yīng)速率:v(逆)v(正)C反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的H0D若T1、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1K2解析:選A平衡狀態(tài)a與c相比,c點(diǎn)溫度高,升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO濃度減小,所以a點(diǎn)CO濃度較大,故A錯(cuò)誤;T2時(shí)反應(yīng)進(jìn)行到d點(diǎn),c(CO2)高于平衡濃度,故反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則一定有v(逆)v(正),故B正確;由題圖可知,溫度越高平衡時(shí)c(CO2)越大,說明升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),即H0,故C正確;該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大,則K1v(逆),若A的物質(zhì)的量減少0.03 mol時(shí),容器與外界的熱交換總量為a kJ,寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。(3)t3時(shí)改變的某一反應(yīng)條件可能是_(填字母)。a使用催化劑b增大壓強(qiáng)c增大反應(yīng)物濃度(4)在恒溫恒壓下通入惰性氣體,v(正)_v(逆)(填“”“”或“v(逆),平衡正向移動(dòng),故此反應(yīng)為吸熱反應(yīng),其熱化學(xué)方程式為3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1。(3)乙圖中t3時(shí)刻v(正)、v(逆)以同等倍數(shù)增大,故改變的條件應(yīng)是增大壓強(qiáng)或加入催化劑。(4)在恒溫恒壓下充入惰性氣體,各組分濃度同倍數(shù)減小,相當(dāng)于減壓,因本反應(yīng)為等氣體體積反應(yīng),平衡不移動(dòng),故v(正)v(逆)。答案:(1)0.02(2)3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)ab(4)8磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸排出的工業(yè)廢渣,主要成分是CaSO42H2O。用不同的還原劑可以將CaSO4還原,所得SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)硫酸。(1)以CO作還原劑,改變反應(yīng)溫度可得到不同的產(chǎn)物。不同溫度下反應(yīng)后所得固體成分的物質(zhì)的量如圖1所示。在低于800 時(shí)主要還原產(chǎn)物為_;高于800 時(shí)CaS減少的原因是_(用化學(xué)方程式表示)。(2)以高硫煤為還原劑焙燒2.5 h,不同條件對(duì)硫酸鈣轉(zhuǎn)化率的影響如圖2所示。CaCl2的作用是_;當(dāng)溫度高于1 200 時(shí),無論有無CaCl2存在,CaSO4的轉(zhuǎn)化率趨于相同,其原因是_。(3)以C作還原劑,向密閉容器中加入相同質(zhì)量的幾組不同C/S值(C與CaSO4的物質(zhì)的量比)的混合物在1 100 加熱,結(jié)果如圖3所示。當(dāng)C/S值為0.5時(shí),反應(yīng)產(chǎn)物為CaO、SO2、CO2;當(dāng)C/S值大于0.7時(shí),反應(yīng)所得氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)不升反降,其可能原因是_。解析:(1)由圖示可知,在低于800 時(shí),還原的主要產(chǎn)物為CaS,在高于800 時(shí),得到的主要產(chǎn)物為CaO,則此時(shí)是CaS與CaSO4反應(yīng)生成CaO。(2)由圖2可看出,在高于1 200 時(shí),加入CaCl2與不加入CaCl2時(shí)CaSO4的轉(zhuǎn)化率相同,但較低溫度下加入CaCl2時(shí)轉(zhuǎn)化率高,故CaCl2的作用為催化劑。(3)當(dāng)C/S值大于0.7時(shí),原料中的還原劑C的含量增加,則高溫下過量的C與CO2發(fā)生反應(yīng)CO2C高溫,2CO,從而使得氣體總體積增大。答案:(1)CaSCaS3CaSO4高溫,4CaO4SO2(2)作催化劑兩種情況下反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài),催化劑CaCl2不改變平衡狀態(tài)(3)CO2高溫下與過量C反應(yīng)生成CO,使氣體總體積增大(或部分轉(zhuǎn)化為其他含S物質(zhì))9(2018全國(guó)卷)CH4CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:(1)CH4CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知:C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJmol1該催化重整反應(yīng)的H_kJmol1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_(填標(biāo)號(hào))。A高溫低壓 B低溫高壓C高溫高壓 D低溫低壓某溫度下,在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,其平衡常數(shù)為_mol2L2。(2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低,同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:積碳反應(yīng)CH4(g)= C(s)2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)C(s) =2CO(g) H/(kJmol1)75172活化能/ (kJmol1)催化劑X3391催化劑Y4372由上表判斷,催化劑X_Y(填“優(yōu)于”或“劣于”),理由是_。在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時(shí),下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是_(填標(biāo)號(hào))。AK積、K消均增加Bv積減小、v消增加CK積減小、K消增加Dv消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大在一定溫度下,測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為vkp(CH4)p(CO2)0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí),不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)開。解析:(1)將題給已知三個(gè)反應(yīng)依次編號(hào)為、,根據(jù)蓋斯定律,由2可得:CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1根據(jù)平衡移動(dòng)的影響因素,該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)吸熱、氣體體積增大的反應(yīng),所以高溫低壓有利于反應(yīng)正向移動(dòng)。CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)起始/(molL1) 10.5 0 0轉(zhuǎn)化/(molL1) 0.25 0.25 0.5 0.5平衡/(molL1) 0.75 0.25 0.5 0.5K mol2L2。(2)積碳反應(yīng)中,由于催化劑X的活化能比催化劑Y的活化能要小,所以催化劑X更有利于積碳反應(yīng)的進(jìn)行;而消碳反應(yīng)中,催化劑X的活化能大于催化劑Y,所以催化劑Y更有利于消碳反應(yīng)的進(jìn)行;綜合分析,催化劑X劣于催化劑Y。由表格可知積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移,K積、K消均增加,溫度升高,反應(yīng)速率均增大,從圖像上可知,隨著溫度的升高,催化劑表面的積碳量是減小的,所以v消增加的倍數(shù)要比v積增加的倍數(shù)大。由速率方程表達(dá)式vkp(CH4)p(CO2)0.5可知,v與p(CO2)成反比例關(guān)系,p(CO2)越大,反應(yīng)速率越小,所以pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。答案:(1)247A(2)劣于相對(duì)于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率??;而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小,消碳反應(yīng)速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)10甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,可能發(fā)生的反應(yīng)如下:.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2.CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H3回答下列問題:(1)已知反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵HHC=OCOHOE/(kJmol1)4368031 076465由此計(jì)算H2_kJmol1。已知H399 kJmol1,則H1_kJmol1。(2)一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí)。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖1所示。溫度為470 K時(shí),圖中P點(diǎn)_(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。在490 K之前,甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是_;490 K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是_。一定能提高甲醇產(chǎn)率的措施是_。A增大壓強(qiáng)B升高溫度C選擇合適催化劑 D加入大量催化劑(3)圖2為一定比例的CO2/H2、CO/H2、CO/CO2/H2條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。490 K時(shí),根據(jù)曲線a、c判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是_(填“”或“”)。.CO2CO2H2,CH3OH.COCO23H2,CH3OHH2O490 K時(shí),曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,從熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)角度,并結(jié)合反應(yīng)、分析原因:_。解析:(1)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2,反應(yīng)熱反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能,故H2(2803436)kJmol1(1 0762465)kJmol136 kJmol1;根據(jù)蓋斯定律由,故H1H2H336 kJmol1(99 kJmol1)63 kJmol1。(2)溫度為470 K時(shí),圖中P點(diǎn)不是處于平衡狀態(tài)。在490 K之前,甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快;490 K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是升高溫度,反應(yīng)逆向移動(dòng)、催化劑活性降低;A項(xiàng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)平衡正向移動(dòng),正確;B項(xiàng),由題圖可知,溫度高于490 K甲醇產(chǎn)率降低,錯(cuò)誤;C項(xiàng),選擇合適催化劑,選擇生成甲醇,提高甲醇產(chǎn)率,正確;D項(xiàng),加入大量催化劑,不能影響平衡,錯(cuò)誤。(3)490 K時(shí),從甲醇的生成速率來看,a曲線大于c曲線,即甲醇來源于CO2和H2,故490 K時(shí),根據(jù)曲線a、c判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是;490 K時(shí),曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,原因是:對(duì)于反應(yīng)CO是生成物,CO促進(jìn)反應(yīng)逆向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,反應(yīng)正向進(jìn)行,故CO的存在使甲醇生成速率增大。答案:(1)3663(2)不是溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快升高溫度,反應(yīng)逆向移動(dòng)、催化劑活性降低AC(3)CO促進(jìn)反應(yīng)逆向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少反應(yīng)正向移動(dòng)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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