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試卷第=page2323頁(yè),共=sectionpages2323頁(yè)試卷第=page2222頁(yè),共=sectionpages2323頁(yè)高考化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)——化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列問(wèn)題:(1)_______。(2)一定條件下,向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH3OH(g)為ɑmol,CO為bmol,此時(shí)H2O(g)的濃度為_(kāi)______mol﹒L-1(用含a、b、V的代數(shù)式表示,下同),反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為_(kāi)______。(3)不同壓強(qiáng)下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。已知:CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=CH3OH的平衡產(chǎn)率=其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖_______(填“甲”或“乙”);壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)開(kāi)______;圖乙中T1溫度時(shí),三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是_______。(4)為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為_(kāi)______(填標(biāo)號(hào))。A.低溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.高溫、高壓2.(2022秋·黑龍江牡丹江·高三牡丹江一中??紝n}練習(xí))環(huán)氧乙烷(,別稱EO)是重要的殺菌劑和工業(yè)合成原料。回答下列問(wèn)題:(一)乙烯直接氧化法:反應(yīng)I:CH2=CH2(g)+O2(g)→(g)ΔH1反應(yīng)II:CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(g)ΔH2(1)乙烯與O2在a、b兩種催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),催化劑的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的選擇性(用EO選擇性%表示)與溫度(T)的變化曲線如圖一所示。①依據(jù)圖給信息,選擇制備環(huán)氧乙烷的適宜條件為_(kāi)____。②M點(diǎn)后曲線下降的原因?yàn)開(kāi)____。③下列說(shuō)法正確的有_____(填標(biāo)號(hào))。A.催化劑的選擇性越高,其達(dá)到最高反應(yīng)活性所需的溫度越高B.不同催化劑達(dá)到最高活性時(shí)的溫度不同C.催化劑的催化活性與溫度成正比(2)設(shè)K為相對(duì)壓力平衡常數(shù),其表達(dá)式寫(xiě)法:在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中,用相對(duì)分壓代替濃度。反應(yīng)I、II對(duì)應(yīng)的-lnK隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖二所示。ΔH2_____0(填“>”或“<”)。(二)電化學(xué)合成法(3)科學(xué)家利用CO2、水合成環(huán)氧乙烷,有利于實(shí)現(xiàn)碳中和??偡磻?yīng)為:2CO2+2H2O→+2.5O2,該過(guò)程在兩個(gè)獨(dú)立的電解槽中實(shí)現(xiàn),裝置如圖三所示,在電解槽2中利用氯離子介導(dǎo)制備環(huán)氧乙烷,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖四所示。①電解槽1中陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____。②圖四虛線框中發(fā)生多個(gè)反應(yīng),有中間產(chǎn)物HOCH2CH2Cl生成,最終生成環(huán)氧乙烷,其反應(yīng)過(guò)程可描述為_(kāi)____。3.(2022秋·黑龍江牡丹江·高三牡丹江一中??紝n}練習(xí))氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動(dòng)中起著重要的作用。(1)已知:①
kJ·mol②
kJ·mol③
kJ·mol若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為,請(qǐng)寫(xiě)出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______。(2)汽車尾氣中的NO和CO在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)毒的和。將NO和CO以一定的流速通過(guò)兩種不同的催化劑(cat1、cat2)進(jìn)行反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得的脫氮率(脫氮率即NO的轉(zhuǎn)化率)如圖所示,M點(diǎn)_______(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率,理由是_______。(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)用NO—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池探究將霧霾中的、NO轉(zhuǎn)化為的原理。①燃料電池放電過(guò)程中負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。②若甲裝置中消耗22.4L(標(biāo)況),則乙裝置中和NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量共有_______mol。(4)某溫度下,在一密閉容器中充入一定量NO(g)發(fā)生反應(yīng)
,其正反應(yīng)速率表達(dá)式為(為速率常數(shù),只與溫度有關(guān)),測(cè)得反應(yīng)速率和NO濃度的數(shù)據(jù)如表所示。序號(hào)①0.10②0.20③0.30則_______;下列對(duì)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.當(dāng)混合氣體顏色保持不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)B.當(dāng)?shù)谋戎当3植蛔儠r(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)C.反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),每消耗0.1molNO就會(huì)消耗0.05molD.反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,若降低溫度,則混合氣體的顏色變淺E.反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,若減小壓強(qiáng),則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小4.(2022秋·河南·高三校聯(lián)考專題練習(xí))近年來(lái),全球丙烯需求快速增長(zhǎng),研究丙烷制丙烯有著重要的意義。相關(guān)反應(yīng)有:I.C3H8在無(wú)氧條件下直接脫氫:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△H1=+124kJ?mol-1II.逆水煤氣變換:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2III.CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)△H3已知:CO和H2的燃燒熱分別為-283.0kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1;H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ?mol-1(1)反應(yīng)II的△H2=______。(2)下列說(shuō)法正確的是______。A.升高溫度反應(yīng)I的平衡常數(shù)增大B.選擇合適的催化劑可提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率C.若反應(yīng)II能自發(fā),則△S<0D.恒溫恒壓下,通入水蒸氣有利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率(3)對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p?x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。在不同壓強(qiáng)下(0.1MPa、0.01MPa),反應(yīng)I中丙烷和丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖(a)所示,請(qǐng)計(jì)算556℃反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=______。(4)反應(yīng)I須在高溫下進(jìn)行,但溫度過(guò)高易發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭使催化劑迅速失活。工業(yè)上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯,請(qǐng)說(shuō)明原因:______。(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脫氫制取丙烯可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應(yīng)機(jī)理如圖(b)所示。該工藝可有效維持催化劑活性,請(qǐng)結(jié)合方程式說(shuō)明原因:______。5.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的化工原料。請(qǐng)回答:(1)CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化如圖所示:①已知相關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖所示,過(guò)程Ⅰ的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______。②關(guān)于上述過(guò)程Ⅱ的說(shuō)法不正確的是_______(填序號(hào))。a.實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離
b.可表示為CO2+H2=H2O(g)+COc.CO未參與反應(yīng)d.Fe3O4、CaO為催化劑,降低了反應(yīng)的△H③其他條件不變,在不同催化劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ作用下,反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)進(jìn)行相同時(shí)間后,CH4的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。a點(diǎn)所代表的狀態(tài)_______(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài);b點(diǎn)CH4的轉(zhuǎn)化率高于c點(diǎn),原因是_______。(2)在一剛性密閉容器中,CH4和CO2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/α-Al2O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),若達(dá)到平衡后測(cè)得體系壓強(qiáng)是起始時(shí)的1.8倍,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為Kp=_______(kPa)2。(用各物質(zhì)的分壓代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算,列出計(jì)算式)(3)CH4超干重整CO2得到的CO經(jīng)偶聯(lián)反應(yīng)可制得草酸(H2C2O4)。常溫下,向某濃度的草酸溶液中加入一定濃度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(C2O),則此時(shí)溶液的pH=_______。(已知常溫下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)6.(2022·江蘇·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))利用軟錳礦(主要成分是,其中還含有少量、Fe、MgO、CaO、)生產(chǎn)高純硫酸錳晶體的一種工藝流程如下:已知:,,,;(1)“酸浸”浸出液中檢測(cè)到存在,此過(guò)程中鐵屑與軟錳礦反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______?!盀V渣1”的主要成分為_(kāi)______(填化學(xué)式)。(2)“除鎳”時(shí),使用MnS作為沉淀劑的原因是_______。(3)加入使、的濃度均不高于,此時(shí)溶液中至少為_(kāi)______。(4)硫酸錳的溶解度隨溫度變化關(guān)系如圖1所示。從“除、”所得濾液中獲得硫酸錳晶體的方法是_______。(5)鐵有、、三種同素異形體,三種晶胞結(jié)構(gòu)在不同溫度下的轉(zhuǎn)化如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是_______(選填序號(hào))。A.將-Fe加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型相同B.-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個(gè)C.鐵原子的空間利用率-Fe晶體>-Fe晶體>-Fe晶體7.(2022·遼寧沈陽(yáng)·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))含碳物質(zhì)的價(jià)值型轉(zhuǎn)化,有利于“減碳”和可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合相關(guān)信息,回答:(1)相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵H-OC≡O(shè)C=OH-HE/()4631075803436
_________________。下列有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_________________(填標(biāo)號(hào))。a.增大壓強(qiáng)
b.降低溫度c.提高原料氣中的比例
d.使用高效催化劑(2)已知將、催化重整為可用的化學(xué)品,對(duì)改善環(huán)境意義重大,某科研團(tuán)隊(duì)在密閉容器中進(jìn)行“合成氣催化重整”,反應(yīng)的化學(xué)方程式為①下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_________________。a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
B.C.甲烷與氫氣濃度比值不再變化
D.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化②當(dāng)投料比時(shí),的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度(T),初始?jí)簭?qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示??芍簤簭?qiáng)_________________2MPa(填“>”“<”或“=”);當(dāng)溫度為、壓強(qiáng)為2MPa時(shí),a點(diǎn)時(shí)的v(逆)_________________v(正)(填“>”“<”或“=”)起始時(shí)向1L恒容容器中加入2mol和2mol,在溫度為、初始?jí)簭?qiáng)為2MPa時(shí)反應(yīng),用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)平衡常數(shù)的值的_____________(分壓=總壓×物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù))。(3)圖為一種可以循環(huán)利用人體呼出的并提供的裝置,總反應(yīng)方程式為。寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng):_______________________8.(2022·上?!じ呷龑n}練習(xí))為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對(duì)臭氧層的破壞?;瘜W(xué)家研究在催化劑作用下,通過(guò)下列反應(yīng):使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿。此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會(huì)生成和等。已知CCl4的沸點(diǎn)為77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為61.2℃。(1)在密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,測(cè)得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度/℃初始CCl4的濃度(/)初始H2的濃度(/)CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率11100.81.2A21101150%310011B①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)______,在110℃時(shí)平衡常數(shù)為_(kāi)______。②實(shí)驗(yàn)1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A_______50%(填“大于”“小于”或“等于”)。③實(shí)驗(yàn)2中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為_(kāi)______。④實(shí)驗(yàn)3中,B的值_______(填序號(hào))。A.等于50%
B.大于50%
C.小于50%
D.從本題資料無(wú)法判斷(2)120℃時(shí),在相同條件的密閉容器中,分別進(jìn)行H2的初始濃度為2和4的實(shí)驗(yàn),測(cè)得反應(yīng)消耗CCl4的百分率和生成物中CHCl3的百分含量隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖(圖中實(shí)線是消耗CCl4的百分率變化曲線,虛線是產(chǎn)物中CHCl3的百分含量變化曲線)。①在圖中的四條線中,表示H2的起始濃度為2的實(shí)驗(yàn)消耗CCl4的百分率變化曲線的是_____(填序號(hào))。②根據(jù)上圖曲線,氫氣的起始濃度為_(kāi)______時(shí),有利于提高CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量。你判斷的依據(jù)是_______。9.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))利用γ-丁內(nèi)酯(BL)制備1,4丁二醇(BD),反應(yīng)過(guò)程中伴有生成四氫呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反應(yīng),涉及反應(yīng)如下:已知:①反應(yīng)I為快速平衡,可認(rèn)為不受慢反應(yīng)Ⅱ、III的影響;②因反應(yīng)I在高壓H2氛圍下進(jìn)行,故H2壓強(qiáng)近似等于總壓?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)以5.0×10-3molBL或BD為初始原料,在493K、3.0×103kPa的高壓氛圍下,分別在恒壓容器中進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)平衡時(shí),以BL為原料,體系向環(huán)境放熱XkJ;以BD為原料,體系從環(huán)境吸熱YkJ。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng),反應(yīng)I焓變H(493K、3.0×103kPa)=_______。(2)初始條件同上。xi表示某物種i的物質(zhì)的量與除H2外其它各物種總物質(zhì)的量之比,xBL和xBD隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得X<Y,則圖中xBL表示變化的曲線是_______;反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp=_______kPa-2(保留兩位有效數(shù)字)。以BL為原料時(shí),t1時(shí)刻x=_______,BD產(chǎn)率=_______(保留兩位有效數(shù)字)。(3)max為達(dá)平衡時(shí)xBL與xBD的比值。、、三種條件下,以5.0×10-3molBL為初始原料,在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應(yīng),隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。因反應(yīng)在高壓H2氛圍下進(jìn)行,可忽略壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。曲線a、b、c中,max最大的是_______(填代號(hào));與曲線b相比,曲線c達(dá)到=1.0所需時(shí)間更長(zhǎng),原因是_______。10.(2022·上?!じ呷龑n}練習(xí))1913年,德國(guó)化學(xué)家哈伯實(shí)現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn),被稱作解救世界糧食危機(jī)的化學(xué)天才.現(xiàn)將lmolN2和3molH2投入1L的密閉容器,在一定條件下,利用如下反應(yīng)模擬哈伯合成氨的工業(yè)化生產(chǎn):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)?H<0。當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時(shí),NH3的體積分?jǐn)?shù)φ(NH3)變化趨勢(shì)如圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)已知:①NH3(l)=NH3(g)?H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)?H2;則反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的?H=____(用含?H1、?H2的代數(shù)式表示);(2)合成氨的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)___,平衡時(shí),M點(diǎn)NH3的體積分?jǐn)?shù)為10%,則N2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)___(保留兩位有效數(shù)字)。(3)X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)____(填“大”或“小”)。圖中,Y軸表示____(填“溫度”或“壓強(qiáng)”),判斷的理由是____。(4)若將1molN2和3molH2分別投入起始容積為1L的密閉容器中,實(shí)驗(yàn)條件和平衡時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:容器編號(hào)實(shí)驗(yàn)條件平衡時(shí)反應(yīng)中的能量變化I恒溫恒容放熱Q1kJII恒溫恒壓放熱Q2kJIII恒容絕熱放熱Q3kJ下列判斷正確的是____。A.放出熱量:Ql<Q2<?Hl B.N2的轉(zhuǎn)化率:I>IIIC.平衡常數(shù):II>I D.達(dá)平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù):I>II11.(2022秋·青海西寧·高三青海師大附中校考階段練習(xí))為早日實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”,我國(guó)科學(xué)家利用作為催化劑,實(shí)現(xiàn)了常溫下加氫制,主反應(yīng)為
,伴隨發(fā)生副反應(yīng)
(1)已知
,則_______。(2)在恒溫恒容的密閉容器中,加入和,同時(shí)發(fā)生主、副反應(yīng)。體系中的選擇性(指轉(zhuǎn)化為的占發(fā)生反應(yīng)的的百分比)隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示:①_______。②的選擇性隨溫度升高而降低的原因可能是_______。③下列說(shuō)法正確的是_______。A.增大壓強(qiáng),體系中副反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)B.體系中不再變化,代表反應(yīng)達(dá)到平衡C.及時(shí)分離出可以加快主反應(yīng)的反應(yīng)速率D.更換合適的催化劑可提高的選擇性④某溫度下,若容器體積為1L,40min后,2個(gè)反應(yīng)均達(dá)到平衡,此時(shí),,則_______,主反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為_(kāi)______,此時(shí)的選擇性為_(kāi)______(保留3位有效數(shù)字)。(3)我國(guó)某研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)選用某種Cu作催化劑時(shí),主反應(yīng)的中間體為。此時(shí)反應(yīng)分為兩步:第一步:第二步:其中第一步的反應(yīng)歷程如下圖所示(*表示吸附態(tài),即該物種吸附在催化劑表面)歷程①:歷程②:_______(寫(xiě)方程式);歷程③:我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化也可以實(shí)現(xiàn)上述第一步反應(yīng),原理如圖所示:a的電極反應(yīng)式為_(kāi)______,該裝置能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_______。12.(2023·河北·高三專題練習(xí))苯是重要的化工產(chǎn)品,也是化工原料,在生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉?wèn)題:已知:+H2(g)反應(yīng)I:++H2(g)(1,環(huán)己二烯;g)
反應(yīng)II:+2H2(g)(g)反應(yīng)III:+3H2(g)(g)(1)反應(yīng):(1,3-環(huán)己二烯;g)+H2(g)(g)_______;苯的穩(wěn)定性比1,環(huán)已二烯_______(填“強(qiáng)”或“弱”)。(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入苯蒸氣和氫氣,在催化劑鎳的條件下同時(shí)發(fā)生反應(yīng)I、II、III,下列敘述正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.氣體密度不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.混合氣體中環(huán)己烷的體積分?jǐn)?shù)可能等于50%C.平衡后再充入少量氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.增大催化劑鎳的質(zhì)量,反應(yīng)速率和苯的轉(zhuǎn)化率都會(huì)增大(3)在體積相等、溫度相同的甲、乙兩個(gè)容器中起始都投入苯蒸氣和氫氣,只發(fā)生反應(yīng)III容器甲乙反應(yīng)條件恒溫恒容絕熱恒容苯蒸氣的平衡轉(zhuǎn)化率平衡時(shí)正反應(yīng)速率平衡常數(shù)用“>”、“<”或“=”填空:①_______;②_______;③_______。(4)一定溫度下,向密閉容器中充入苯(g)和同時(shí)發(fā)生反應(yīng)I、II、III,測(cè)得苯的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性如圖所示(某一產(chǎn)物的選擇性),已知:平衡時(shí)氣體總壓強(qiáng)為。時(shí)1,環(huán)己二烯的分壓為_(kāi)______。上述反應(yīng)I的平衡常數(shù)_______(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(5)對(duì)苯醌()是制備口腔消毒劑的原料。以硫酸和硫酸鈉的混合溶液為電解質(zhì)溶液,用惰性電極電解苯可以制備對(duì)苯醌。則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。13.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))通過(guò)計(jì)算機(jī)分析,我們可從勢(shì)能圖(峰值數(shù)據(jù)是峰谷和峰值物質(zhì)能量的差值)認(rèn)識(shí)加氫制甲醇在不同催化條件下存在的兩種反應(yīng)路徑,如圖1所示。(1)①寫(xiě)出甲酸鹽路徑?jīng)Q速步的化學(xué)方程式___________。②下列說(shuō)法正確的有___________。A.增大催化劑表面積可提高在催化劑表面的吸附速率B.不考慮,兩種路徑中產(chǎn)生的含碳中間體種類均有5種C.中間體比更穩(wěn)定D.使用高活性催化劑可降低反應(yīng)焓變,加快反應(yīng)速率(2)向恒壓密閉裝置中通入反應(yīng)物混合氣[混合比例],測(cè)定甲醇的平均生成速率隨溫度的變化曲線,如圖2所示。①甲醇的平均生成速率呈“拋物線”形狀的原因___________,最佳催化劑及最佳反應(yīng)溫度是___________。②二氧化碳加氫制甲醇的速率方程可表示為:,其中k為速率常數(shù),各物質(zhì)起始分壓的指數(shù)為各物質(zhì)的反應(yīng)級(jí)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,速率常數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)均受反應(yīng)溫度的影響。使用催化劑時(shí),反應(yīng)溫度由升高到,若反應(yīng)級(jí)數(shù),反應(yīng)級(jí)數(shù)不變,則速率常數(shù)之比___________。(3)在催化加氫制甲醇過(guò)程中也存在競(jìng)爭(zhēng)性的反應(yīng):。在恒溫密閉容器中,維持壓強(qiáng)和投料不變,將和按一定流速通過(guò)反應(yīng)器,二氧化碳轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性隨溫度變化關(guān)系如圖3所示。①若時(shí)催化劑活性受溫度影響不大,則后圖中曲線下降的原因___________。②某溫度時(shí),向壓強(qiáng)為的恒壓裝置中加入和反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài),平衡轉(zhuǎn)化率為,甲醇選擇性為,則甲醇的平衡分壓為_(kāi)__________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。14.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))捕集CO2的技術(shù)對(duì)解決全球溫室效應(yīng)意義重大。目前國(guó)際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原,涉及的化學(xué)反應(yīng)如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)+Q(Q>0)(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)______。如果改變某種條件,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則平衡常數(shù)_______(填寫(xiě)編號(hào))。a.一定增大
b.一定減小
c.可能增大
d.可能減小
e.可能不變(2)向2L某密閉容器充入1molCO2和4molH2,一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)。5min末測(cè)得氣體的物質(zhì)的量減少了20%,則0~5min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為_(kāi)______。(3)CO2還可應(yīng)用于純堿工業(yè)。侯氏制堿的過(guò)程中,向飽和的氨化食鹽水中通入足量CO2的生產(chǎn)環(huán)節(jié)又被稱為“碳酸化”。碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是_______。碳酸化過(guò)程中,溶液中c(CO)的變化情況為_(kāi)______。(4)侯氏制堿原料中的氨氣是用如下反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q(Q>0)制得,若按n(N2):n(H2)=1:3向反應(yīng)容器中投料,在不同溫度下分別達(dá)平衡時(shí),混合氣中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是_______(填字母)。a.曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的溫度是由低到高b.加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率和提高H2的轉(zhuǎn)化率c.圖中Q、M、N點(diǎn)的平衡常數(shù):K(N)>K(Q)=K(M)d.M點(diǎn)對(duì)應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率為75%15.(2022·江蘇·一模)含碳化合物資源化綜合利用,不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得重要工業(yè)產(chǎn)品。(1)工業(yè)上可通過(guò)甲醇洗基化法制取甲酸甲酯,反應(yīng)為:①科研人員對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了研究,在一定壓強(qiáng)時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響如圖所示。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是,其理由是___________。②反應(yīng)過(guò)程發(fā)生副反應(yīng):。該反應(yīng)的機(jī)理分二步完成,可以用如圖所示,寫(xiě)出第二步的反應(yīng)方程式___________。(2)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實(shí)現(xiàn)零排放,其基本原理如圖所示:反應(yīng)溫度控制在時(shí),電解質(zhì)為熔融碳酸鈉。電解過(guò)程中碳元素轉(zhuǎn)化的過(guò)程可描述為_(kāi)__________。(3)氣氛下乙苯催化脫氫制苯乙烯的反應(yīng)為:+CO2(g)+CO(g)+H2O(g);原料在催化劑面充分吸附進(jìn)行反應(yīng)?,F(xiàn)保持原料中乙苯濃度不變,增加濃度,乙苯平衡轉(zhuǎn)化率與濃度的關(guān)系如圖所示,請(qǐng)解釋乙苯平衡轉(zhuǎn)化率隨著濃度變化的原因___________。16.(2022秋·浙江舟山·高三浙江省定海第一中學(xué)??茧A段練習(xí))建設(shè)生態(tài)文明,研究碳的化合物對(duì)減少CO2在大氣中累積及實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用具有重要意義。(1)已知有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能E數(shù)據(jù)如下化學(xué)鍵C=OH—HC—HC—OO—HE/(KJ·mol-1)745436413356463CO2和H2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g),該反應(yīng)的活化能為akJ·mol-1,其反應(yīng)過(guò)程如圖所示,則Ea2=_______kJ/mol(用含a的代數(shù)式表示)(2)該反應(yīng)在_______(填“高溫”或“低溫”)能自發(fā)進(jìn)行。(3)一定溫度下,在一剛性密閉容器中,充入等物質(zhì)的量的CO2和H2,此時(shí)容器的壓強(qiáng)為48kPa,發(fā)生以上反應(yīng),6min時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)容器壓強(qiáng)為30KPa,則0~6min內(nèi)用H2的分壓表示反應(yīng)速率為_(kāi)______。該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=_______(KP是平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算的平衡常數(shù))。(4)恒溫恒容條件下,為了提高CO2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施為_(kāi)______(寫(xiě)一點(diǎn)即可),能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。A.混合氣體的密度不再變化B.甲酸的濃度不變C.CO2的消耗速率與HCOOH的生成速率相等D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化(5)利用太陽(yáng)能電池電解能實(shí)現(xiàn)CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,如圖所示。①電解過(guò)程中,b極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)______②每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽(yáng)極區(qū)溶液質(zhì)量減輕_______g。17.(2022·四川樂(lè)山·統(tǒng)考一模)研究CO與H2反應(yīng)制備二甲醚(CH3OCH3),既可減少碳排放,又可變廢為寶。回答下列問(wèn)題:(1)已知CO與H2反應(yīng)制備二甲醚的總反應(yīng)為:2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),該反應(yīng)經(jīng)歷以下兩個(gè)中間反應(yīng):i:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH1=-90.1KJ/molii:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-24.5KJ/mol則總反應(yīng)的ΔH=_______;若反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示,則總反應(yīng)速率主要由反應(yīng)_______(選填“i”或“ii”)決定。(2)下列措施既能加快總反應(yīng)速率,又能提高CO轉(zhuǎn)化率的是_______。a.升高溫度b.增大壓強(qiáng)c.使用合適催化劑d.及時(shí)分離二甲醚(3)當(dāng)起始物=2時(shí),在100°C、200°C、300°C時(shí),總反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖所示,則:①反應(yīng)在100℃,5.0×105Pa時(shí),CO的平衡轉(zhuǎn)化率α=_______,判斷依據(jù)是_______,該條件下的平衡體系中二甲醚的體積分?jǐn)?shù)約為_(kāi)______%(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。②一定溫度下,同一反應(yīng)用平衡濃度表示的平衡常數(shù)Kc和用平衡分壓表示的平衡常數(shù)Kp間存在定量關(guān)系,可以借助公式pV=nRT進(jìn)行推導(dǎo)(其中T為體系溫度;p為氣體壓強(qiáng);V為氣體體積;n為氣體物質(zhì)的量;R為常數(shù))。則當(dāng)體系溫度為T(mén)時(shí),總反應(yīng)Kc與Kp的關(guān)系為Kc=_______Kp(用含R、T的式子表示)。18.(2022·河南開(kāi)封·統(tǒng)考一模)合理利用燃料廢氣中的CO2,是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的途徑之一、以CO2為原料可以合成多種化工產(chǎn)品。(1)通過(guò)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=—74kJ·mol-1制取甲醇,已知:298K時(shí),部分物質(zhì)的相對(duì)能量如表所示:物質(zhì)CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g)相對(duì)能量/(kJ·mol-1)—3930—242—110則CH3OH(g)的相對(duì)能量為
_______kJ·mol-1,由此可推算出反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H2_______△H1,(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)在催化劑作用下CO2和H2合成甲酸,CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)△H=—30.9kJ·mol-1,生產(chǎn)中通過(guò)測(cè)定剛性容器內(nèi)壓強(qiáng)變化了解反應(yīng)進(jìn)程。323K時(shí),CO2(g)、H2(g)按物質(zhì)的量1:1投料,容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如表所示:時(shí)間/min020406080100壓強(qiáng)/MPaP00.75P00.67P00.65P00.65P00.65P0反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)CO2的分壓P(CO2)為_(kāi)______MPa(用含P0的式子表示,下同),用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp=_______MPa-1.研究表明,該反應(yīng)的速率可表示為v=k·P(CO2)·P(H2)(k為常數(shù)),則反應(yīng)在20min時(shí)v值為_(kāi)______;除壓強(qiáng)外,通過(guò)測(cè)定_______(填字母)也能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡。A.氣體密度
B.氣體的平均摩爾質(zhì)量C.CO2與HCOOH的物質(zhì)的量之比
D.CO2與H2的質(zhì)量之比(3)以CO2和H2合成二甲醚(CH3OCH3)涉及到以下反應(yīng):I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1<0II.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2<0III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3>0在壓強(qiáng)和投料比一定的條件下,發(fā)生反應(yīng)I、II、III實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OCH3的選擇性[CH3OCH3的選擇性=]隨溫度變化如圖所示。圖中曲線①隨溫度升高而下降的原因是_______,工業(yè)生產(chǎn)一般選擇在3MPa下進(jìn)行的原因是_______。答案第=page4141頁(yè),共=sectionpages1919頁(yè)答案第=page4242頁(yè),共=sectionpages1919頁(yè)參考答案:1.(1)+40.9(2)
(3)
乙
p1、p2、p3
T1時(shí)以反應(yīng)Ⅲ為主,反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響(4)A【詳解】(1)已知Ⅰ.;Ⅱ.;根據(jù)蓋斯定律反應(yīng)Ⅰ?
反應(yīng)Ⅱ計(jì)算反應(yīng)Ⅲ:的焓變△H3=△H1+△H2=-49.5kJ?mol-1+(-90.4kJ?mol-1)=+40.9kJ?mol-1。(2)假設(shè)反應(yīng)II中,CO反應(yīng)了xmol,則II生成的CH3OH為xmol,I生成的CH3OH為(a-x)mol,III生成CO為(b+x)mol,根據(jù)反應(yīng)I:,反應(yīng)II:,反應(yīng)III:,所以平衡時(shí)水的物質(zhì)的量為(a-x)mol+(b+x)mol=(a+b)mol,濃度為:;平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol,H2的物質(zhì)的量為3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol,CO的物質(zhì)的量為bmol,水的物質(zhì)的量為(a+b)mol,則反應(yīng)III的平衡常數(shù)為:。(3)反應(yīng)I和II為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則CH3OH的平衡產(chǎn)率減少,所以圖甲表示CH3OH的平衡產(chǎn)率,圖乙中,開(kāi)始升高溫度,由于反應(yīng)I和II為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)III為吸熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)III向正反應(yīng)方向移動(dòng),升高三定溫度后以反應(yīng)III為主,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率又升高,所以圖乙表示CO2的平衡轉(zhuǎn)化率;壓強(qiáng)增大,反應(yīng)I和II是氣體體積減小的反應(yīng),反應(yīng)I和II平衡正向移動(dòng),反應(yīng)III氣體體積不變化,平衡不移動(dòng),故壓強(qiáng)增大CH3OH的平衡產(chǎn)率增大,根據(jù)圖所以壓強(qiáng)關(guān)系為:p1>p2>p3;溫度升高,反應(yīng)I和II平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)III向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以T1溫度時(shí),三條曲線交與一點(diǎn)的原因?yàn)椋篢1時(shí)以反應(yīng)III為主,反應(yīng)III前后分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響。(4)根據(jù)圖示可知,溫度越低,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,CH3OH的平衡產(chǎn)率越大,壓強(qiáng)越大,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,CH3OH的平衡產(chǎn)率越大,所以選擇低溫和高壓,答案選A。2.(1)
催化劑a、220℃
溫度升高,超過(guò)催化劑的活性溫度導(dǎo)致催化劑活性降低,催化效率下降,發(fā)生反應(yīng)II導(dǎo)致選擇性下降
B(2)<(3)
CH2=CH2+HOCl→HOCH2CH2Cl,HOCH2CH2Cl→+HCl【詳解】(1)①依據(jù)圖給信息,選擇制備環(huán)氧乙烷的適宜條件為催化劑a、220℃,此時(shí)反應(yīng)溫度較低,催化活性、生成EO的選擇性較高。②M點(diǎn)后曲線下降的原因?yàn)闇囟壬?,超過(guò)催化劑的活性溫度導(dǎo)致催化劑活性降低,催化效率下降,發(fā)生反應(yīng)II導(dǎo)致選擇性下降;③A.催化劑需要一定的合適的催化溫度,不是選擇性越高,其達(dá)到最高反應(yīng)活性所需的溫度越高,A錯(cuò)誤;B.不同催化劑所需的溫度不同,達(dá)到最高活性時(shí)的溫度不同,B正確;C.溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致催化劑失效,故催化劑的催化活性與溫度不成正比,C錯(cuò)誤;故選B。(2)由圖可知,隨著溫度升高,-lnK逐漸變大,則K隨溫度升高而減小,平衡逆向移動(dòng),故反應(yīng)為放熱反應(yīng),焓變小于零,ΔH2<0;(3)①電解槽1中陰極上二氧化碳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯,電極反應(yīng)式為。②由圖可知,乙烯和HOCl生成中間產(chǎn)物HOCH2CH2Cl,HOCH2CH2Cl發(fā)生成環(huán)反應(yīng)得到環(huán)氧乙烷和HCl,其反應(yīng)過(guò)程可描述為CH2=CH2+HOCl→HOCH2CH2Cl,HOCH2CH2Cl→+HCl。3.(1)
kJ·mol(2)
不是
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度降低,平衡正向移動(dòng),平衡脫氮率比溫度高時(shí)的大,根據(jù)cat2對(duì)應(yīng)曲線可知,M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高(3)
2.8(4)
ACE【詳解】(1)由平衡常數(shù)表達(dá)式可知,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),由蓋斯定律可知,2×②—①—③可得目標(biāo)反應(yīng),則反應(yīng)ΔH=2×ΔH2—ΔH1—ΔH3=2×(—393.5kJ·mol-1)—(—221kJ·mol-1)—(+181kJ·mol-1)=—747kJ·mol-1,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=—747kJ·mol-1,故答案為:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=—747kJ·mol-1;(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡脫氮率比溫度高時(shí)的大,根據(jù)cat2對(duì)應(yīng)曲線可知,M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高,所以M點(diǎn)不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率,故答案為:不是;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度降低,平衡正向移動(dòng),平衡脫氮率比溫度高時(shí)的大,根據(jù)cat2對(duì)應(yīng)曲線可知,M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高;(3)①由圖可知,Pt(Ⅰ)電極是燃料電池的負(fù)極,水分子作用下一氧化氮在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硝酸根和氫離子,電極反應(yīng)式為,故答案為:;②若甲裝置中消耗22.4L氧氣,由得失電子數(shù)目守恒可知,乙裝置中二氧化硫和一氧化氮轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之和為×2+×=2.8mol,故答案為:2.8;(4)由表中數(shù)據(jù)可得:4.00×10-9=0.1nk正,6.4×10-8=0.2nk正,解得:n=4、k正=4.00×10-5;A.當(dāng)混合氣體顏色保持不變時(shí),說(shuō)明二氧化氮的濃度保持不變,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡,故正確;B.氮?dú)夂投趸獮樯晌?,物質(zhì)的量之比始終為1:2,則的比值保持不變不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;C.每消耗0.1molNO就會(huì)消耗0.05molNO2說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡,故正確;D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化氮的濃度增大,混合氣體的顏色變深,故錯(cuò)誤;E.由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等,該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氣體的物質(zhì)的量增大,合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小,故正確;故選ACE,故答案為:4.00×10-5;ACE。4.(1)+41.2kJ?mol-1(2)A(3)0.0125MPa(4)CO2能與H2發(fā)生反應(yīng)II使反應(yīng)I平衡正移,提高丙烯產(chǎn)率(5)CO2+C=2CO,可以消除催化劑表面的積炭【詳解】(1)CO和的燃燒熱分別為可得:①,②,③,根據(jù)蓋斯定律將②-①-③,整理可得;(2)A.反應(yīng)I的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)|的化學(xué)平衡正向移動(dòng),使其化學(xué)平衡常數(shù)增大,A項(xiàng)正確;B.選擇合適的催化劑只能改變反應(yīng)速率,但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),因此不能提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.根據(jù)(1)計(jì)算可知反應(yīng)|I熱化學(xué)方程式為該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),若△S<0則△G=△H-T△S>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),在恒溫恒壓下通入水蒸氣,體系的體積增大,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),不利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選A。(3)反應(yīng)I的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),在壓強(qiáng)不變時(shí),升溫,化學(xué)平衡正向移動(dòng),的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小;在溫度不變時(shí),加壓,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,所以A點(diǎn)表示0.1MPa、556℃時(shí)平衡時(shí)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則平衡時(shí)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為25%,;(4)工業(yè)上常用氧化,脫氫制取丙烯,這是由于能與發(fā)生反應(yīng),使反應(yīng)I平衡正向移動(dòng),從而提高丙烯產(chǎn)率。(5)該工藝可以有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑活性,這是由于C能夠與反應(yīng)生成CO,使C脫離催化劑表面;5.(1)
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)
ΔH=247.4kJ·mol-1
cd
不是
b和c都未達(dá)平衡,b點(diǎn)溫度高,反應(yīng)速率快,相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高(2)(3)2.7【詳解】(1)①據(jù)CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化圖,過(guò)程I的化學(xué)反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。由能量-反應(yīng)進(jìn)程曲線得熱化學(xué)方程式:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH=+206.2kJ·mol-1
(i)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
ΔH=-165kJ·mol-1
(ii)根據(jù)蓋斯定律,(i)×2+(ii)得過(guò)程I的熱化學(xué)方程式:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)
ΔH=247.4kJ·mol-1;②過(guò)程Ⅱ物質(zhì)變化為:左上(CO、H2、CO2)+
右下(惰性氣體)→
左下(H2O)+
右上(CO、惰性氣體),總反應(yīng)為H2+CO2=H2O+CO。Fe3O4、CaO為總反應(yīng)的催化劑,能降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)的ΔH;綜上所述ab正確,cd錯(cuò)誤;③通常,催化劑能加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間,但催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng),即不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。若圖中a點(diǎn)為化學(xué)平衡,則保持溫度不變(800℃),將催化劑Ⅱ換成Ⅰ或Ⅲ,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)不變,故a點(diǎn)不是化學(xué)平衡;同理,圖中b、c兩點(diǎn)都未達(dá)到化學(xué)平衡,據(jù)題意,b、c兩點(diǎn)只有溫度不同,b點(diǎn)溫度較高,反應(yīng)速率快,相同時(shí)間內(nèi)CH4轉(zhuǎn)化率高;(2)起始總壓為20kPa+25kPa=45kPa,則平衡時(shí)總壓為45kPa×1.8=81kPa,Δp=81kPa-45kPa=36kPa,根據(jù)方程式CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)可知,每消耗1molCH4、CO2,生成2molCO、H2,氣體總物質(zhì)的量增加2mol,恒容條件下壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,所以當(dāng)Δp=36kPa,消耗CH4、CO2均為18kPa,生成的CO、H2均為36kPa,則平衡時(shí)CH4為20kPa-18kPa=2kPa,CO2為25kPa-18kPa=7kPa,所以Kp=(kPa)2;(3)c(H2C2O4)=c(C2O),即=1,===1,所以此時(shí)c(H+)===6×10-3.5mol/L,pH=-lg6×10-3.5=2.7。6.(1)
、(2),加入MnS后發(fā)生的反應(yīng),從而除去,且不引入新雜質(zhì)(3)0.07(4)在接近100℃時(shí)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾(5)BC【分析】生產(chǎn)高純硫酸錳晶體工藝流程中,軟錳礦加入鐵屑和稀硫酸溶解,形成MnSO4、FeSO4、MgSO4、NiSO4溶液,其中SiO2和大部分CaSO4進(jìn)入濾渣1,“氧化”過(guò)程加入H2O2,將Fe2+氧化為Fe3+,“調(diào)節(jié)pH”過(guò)程加入CaCO3,形成Fe(OH)3沉淀過(guò)濾除去,“除鎳”過(guò)程加入MnS,形成NiS沉淀除去,之后加入MnF2,形成CaF2和MgF2沉淀過(guò)濾除去,最后溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到MnSO4晶體。【詳解】(1)“酸浸”浸出液中檢測(cè)到存在,根據(jù)得失電子守恒可知MnO2和Fe的系數(shù)比為3∶2,再結(jié)合元素守恒可得離子方程式為;由分析可知“濾渣1”的主要成分為SiO2、CaSO4;(2)由已知可得,加入MnS后發(fā)生的反應(yīng),從而除去,且不引入新雜質(zhì),所以“除鎳”時(shí),使用MnS作為沉淀劑;(3)根據(jù),的數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)完全沉淀時(shí),溶液中已經(jīng)沉淀完全,利用計(jì)算,當(dāng)時(shí),溶液中的;(4)根據(jù)溶解度溫度圖像可知,硫酸錳的溶解度隨溫度升高而降低,故獲得硫酸錳晶體的方法是:在接近100℃時(shí)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾;(5)A.由晶胞結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)化條件知,將-Fe加熱到1500℃急速冷卻(降溫到912℃)得到-Fe晶體,緩慢冷卻(降溫到1394℃)得到-Fe晶體,二者的晶體類型不同,A錯(cuò)誤;B.-Fe晶體位于頂點(diǎn)的Fe原子,被晶胞的三個(gè)面公用,每個(gè)面上有四個(gè)Fe原子與頂點(diǎn)Fe原子距離最近最近,則共有3×4=12個(gè),B正確;C.空間利用率:面心立方最密堆積>體心立方堆積>簡(jiǎn)單立方堆積,C正確;故答案為:BC。7.(1)
?41
bc(2)
AC
<
>
4##4(MPa)2(3)CO2+H2O+2e-=CO+2OH-【分析】由圖可知,N電極所連接的Pt電極上碳元素價(jià)態(tài)降低得電子,故左側(cè)Pt電極為陰極,右側(cè)Pt電極為陽(yáng)極,N電極為電源負(fù)極,P電極為正極,據(jù)此作答?!驹斀狻浚?)△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=463
kJ?mol-1×2+1075
kJ?mol-1-803
kJ?mol-1×2-436
kJ?mol-1=-41
kJ?mol-1;a.該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),故a錯(cuò)誤;b.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率,故b正確;c.提高原料氣中H2O的比例,增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動(dòng),有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率,故c正確;d.使用高效催化劑,不改變平衡狀態(tài),故d錯(cuò)誤,故答案為:-41;bc;(2)①A.根據(jù)質(zhì)量守恒,混合氣體的質(zhì)量恒定,該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),因此混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為變量,當(dāng)變量不再改變時(shí)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;B.根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,2v正(CH4)=v逆(CO)才能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故B錯(cuò)誤;C.伴隨反應(yīng)進(jìn)行,甲烷濃度逐漸減小,氫氣濃度逐漸增大,甲烷與氫氣濃度比值是變量,當(dāng)變量不再改變時(shí)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;D.根據(jù)質(zhì)量守恒,混合氣體的質(zhì)量恒定,容器體積不變,則容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變,故D錯(cuò)誤;故答案為:AC;②該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,由圖可知相同溫度,p1條件下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于2MPa條件下,說(shuō)明p1<2MPa;a點(diǎn)時(shí),此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率大于CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,說(shuō)明反應(yīng)逆向移動(dòng),則v(逆)>v(正);起始時(shí)向1L恒容容器中加入2molCH4和2molCO2,在溫度為T(mén)6、初始?jí)簭?qiáng)為2MPa時(shí)反應(yīng),此時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,CO2轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量為2mol×50%=1mol,列三段式:,,則p平衡=3MPa,p(CO)=p(H2)=×3MPa=1MPa,p(CH4)=p(CO2)=0.5MPa,,故答案為:<;>;4(MPa)2;(3)陰極的電極上二氧化碳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w,電解質(zhì)溶液為堿性,則反應(yīng)為CO2+H2O+2e-=CO+2OH-。8.(1)
1
大于
0.05mol/(L?h)
D(2)
c
4
從圖中可見(jiàn),4mol/L的a、b曲線比2mol/L的c、d曲線CCl4轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分率的數(shù)值均高【詳解】(1)①因CCl4的沸點(diǎn)為77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為61.2℃,所以在110℃或100℃反應(yīng)時(shí)各物質(zhì)均為氣態(tài),的平衡常數(shù)K=;110℃時(shí),實(shí)驗(yàn)2中,達(dá)到平衡CCl4的轉(zhuǎn)化率為50%,,則110℃時(shí)平衡常數(shù)K==1;②實(shí)驗(yàn)1中,設(shè)平衡時(shí)四氯化碳的濃度變化量為amol/L,則:,則=1,解得a=0.48,則CCl4的轉(zhuǎn)化率為×100%=60%>50%,故答案為大于;③由①中計(jì)算可知,平衡時(shí)氫氣的濃度變化量為0.5mol/L,則v(H2)==0.05mol/(L?h),故答案為0.05mol/(L?h);④對(duì)于實(shí)驗(yàn)3,因溫度不同,又不知該反應(yīng)的熱效應(yīng),所以無(wú)法判斷轉(zhuǎn)化率的大小,故答案為D;(2)①由圖象可知,氫氣濃度越大反應(yīng)越快,消耗CCl4的百分率變化就越快,相反就比較慢,所以H2起始濃度為2mol/L時(shí),消耗CCl4的百分率變化曲線是c,故答案為:c;②由圖象可知,a、b表示氫氣的濃度為4mol/L的曲線,CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量均得到提高,故答案為:4;從圖中可見(jiàn),4mol/L的a、b曲線比2mol/L的c、d曲線CCl4轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分率的數(shù)值均高。9.(1)-200(X+Y)(2)
a或c
8.3×10-8
0.08
39%(3)
c
由于b和c代表的溫度相同,而壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響可忽略,壓強(qiáng)增大反應(yīng)II、III均是逆向移動(dòng),max增大,故=1.0所需時(shí)間更長(zhǎng)【詳解】(1)依題意,結(jié)合已知信息,可推定在同溫同壓下,以同物質(zhì)的量的BL或BD為初始原料,達(dá)到平衡時(shí)的狀態(tài)相同,兩個(gè)平衡完全等效。則以5.0×10-3mol的BL為原料,達(dá)到平衡時(shí)放出XkJ熱量,與同物質(zhì)的量的BD為原料達(dá)到平衡時(shí)吸收YkJ熱量的能量,二者能量差值為(X+Y)kJ,則1mol時(shí)二者能量和為200(X+Y)kJ,反應(yīng)I為放熱反應(yīng),因此焓變=-200(X+Y)kJ·mol-1。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)定X<Y,則達(dá)到平衡時(shí)BD物質(zhì)轉(zhuǎn)化量大于BL物質(zhì)轉(zhuǎn)化量,平衡狀態(tài)BD物質(zhì)的量較小,根據(jù)圖示可知,表示xBL變化的曲線是a或c;該平衡狀態(tài)下BL的分壓是0.48×3.0×103kPa,BD的分壓是0.36×3.0×103kPa,H2的壓強(qiáng)近似等于總壓,故反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp=Kpa-2=8.3×10-8kPa-2;以BL為原料時(shí),根據(jù)題給反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,體系總物質(zhì)的量的增加量正好是BD參與反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物質(zhì)的量,設(shè)t1時(shí)BL轉(zhuǎn)化了amol,BD轉(zhuǎn)化了bmol,則體系總物質(zhì)的量為(5.0×10-3+b)mol,得到、,求得a=×10-3、b=,則t1時(shí)刻x;此時(shí)BD的產(chǎn)率為%39%。(3)依題意,反應(yīng)I是正向放熱過(guò)程,以BL為初始原料,溫度升高則平衡逆向移動(dòng),溫度越高,反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間越短,max越小,的值越大;相同溫度時(shí),壓強(qiáng)增大,BD的比重增大,max增大,又可忽略壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響,則max最大即最小,對(duì)應(yīng)曲線c;由于b和c代表的溫度相同,而壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響可忽略,壓強(qiáng)增大反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動(dòng),max增大,故=1.0所需時(shí)間更長(zhǎng)。10.(1)2?H1+?H2(2)
18%(3)
小
溫度
隨Y值增大,φ(NH3)減小,平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
?H<0向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故Y為溫度(4)AB【詳解】(1)已知:①NH3(l)?NH3(g)?H1,②N2(g)+3H2(g)?2NH3(l)?H2,根據(jù)蓋斯定律,①×2+②可得:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),故?H=2?H1+?H2;(2)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=,設(shè)轉(zhuǎn)化的氮?dú)鉃閤mol,則:所以=10%,解得x=mol,故氮?dú)廪D(zhuǎn)化率為×100%=18%,故答案為;18%;(3)隨Y值增大,φ(NH3)減小,平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng),故Y為溫度,則X為壓強(qiáng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),φ(NH3)增大,a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)小,故答案為小;溫度;隨Y值增大,φ(NH3)減小,平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故Y為溫度;(4)A.I為恒溫恒容,隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小,Ⅱ?yàn)楹銣睾銐?,Ⅱ等效為在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),Ⅱ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大于Ⅰ,放出熱量:Ql<Q2,故A正確;B.Ⅲ為恒容絕熱,隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高,I為恒溫恒容,Ⅲ等效為在I的基礎(chǔ)上升高溫度,平衡逆向移動(dòng),N2的轉(zhuǎn)化率:I>III,故B正確;C.平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度相同,平衡常數(shù)相同,則平衡常數(shù):II=I,故C錯(cuò)誤;D.Ⅱ等效為在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),則達(dá)平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù):I<II,故D錯(cuò)誤;故答案為AB。11.(1)-52.7(2)
>
主反應(yīng)為放熱反應(yīng),副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng),故溫度升高時(shí)不利于主反應(yīng)、有利于副反應(yīng)的發(fā)生,所以的選擇性降低
ABD
0.01
53.8%(3)
(或)
電能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【詳解】(1)已知②
③
根據(jù)蓋斯定律,由②+③得反應(yīng),則-52.7;(2)主反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng),副反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng),故壓強(qiáng)越大,主反應(yīng)正向移動(dòng),的選擇性越大,故可知>;②主反應(yīng)為放熱反應(yīng),副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng),故溫度升高時(shí)不利于主反應(yīng)、有利于副反應(yīng)的發(fā)生,所以的選擇性降低;③A.增大壓強(qiáng),主反應(yīng)正向移動(dòng),CO2的濃度降低,副反應(yīng)
逆向移動(dòng),選項(xiàng)A正確;B.根據(jù)主反應(yīng)和副反應(yīng)中CO2與H2的比例不同,可知為變量,根據(jù)“變量不變達(dá)平衡”可知,體系中不再變化,代表反應(yīng)達(dá)到平衡,選項(xiàng)B正確;C.及時(shí)分離出,則反應(yīng)物濃度降低,反應(yīng)速率減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.更換合適的催化劑可調(diào)整主副反應(yīng)的比例,從而提高的選擇性,選項(xiàng)D正確;答案選ABD;④某溫度下,若容器體積為1L,40min后,2個(gè)反應(yīng)均達(dá)到平衡,此時(shí),,根據(jù)三段式可知:則=0.01,主反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為=,此時(shí)的選擇性為;(3)已知:第一步:,歷程①:,歷程③:,由第一步-歷程③-歷程①得歷程②:(或);A上的Cat得電子產(chǎn)生Cat-,電極反應(yīng)式為,根據(jù)裝置中的信息可知,該裝置能量轉(zhuǎn)化的主要形式是電能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。12.(1)
強(qiáng)(2)C(3)
>
<
>(4)
6
0.06(5)-6e-+2H2O+6H+【詳解】(1)由蓋斯定律推知,目標(biāo)反應(yīng)=反應(yīng)II-反應(yīng)I,故(1,3-環(huán)己二烯;g)+H2(g)(g)(-87.4-23.4)kJ/mol=-110.8kJ/mol;苯的穩(wěn)定性比1,環(huán)已二烯的強(qiáng);(2)A.恒溫恒容條件下,氣體密度始終不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.理論上若全部轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷,則生成環(huán)己烷的物質(zhì)的量為,剩余,故混合氣體中環(huán)己烷體積分?jǐn)?shù)為,而實(shí)際上環(huán)己烯、1,環(huán)己二烯、環(huán)己烷3種產(chǎn)物都可能存在且三個(gè)反應(yīng)均為可逆反應(yīng),故生成環(huán)己烷的物質(zhì)的量小于,即平衡時(shí)混合氣體中環(huán)己烷的體積分?jǐn)?shù)小于,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.平衡后通入氫氣,氫氣濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),選項(xiàng)C正確;D.催化劑接觸面影響反應(yīng)速率,質(zhì)量不影響速率,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選C;(3)甲為恒溫恒容過(guò)程,乙為絕熱恒容過(guò)程。苯蒸氣與氫氣反應(yīng)是放熱反應(yīng),乙容器中溫度高于甲。①平衡后,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),苯蒸氣的轉(zhuǎn)化率減??;②平衡時(shí),溫度較高,速率較大;③升溫,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則平衡常數(shù)減??;故①a1>a2;②v1<v2;③K1>K2;(4)由圖可知,20min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時(shí)消耗苯的物質(zhì)的量為2mol50%=1mol,剩余1mol苯,各產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別為0.6molC6H8、0.3molC6H10、0.1molC6H12,共消耗1.5molH2,剩余1molH2。平衡時(shí)總物質(zhì)的量為1mol+1mol+0.6mol+0.3mol+0.1mol=3mol。,同理苯和氫氣的分壓都為10kPa,上述反應(yīng)I的平衡常數(shù);(5)以硫酸和硫酸鈉的混合溶液為電解質(zhì)溶液,用惰性電極電解苯可以制備對(duì)苯醌,陽(yáng)極發(fā)生苯氧化成醌的過(guò)程,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為-6e-+2H2O+6H+。13.(1)
ABC(2)
隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,催化下甲醇的平均生成速率上升。過(guò)曲線拐點(diǎn),可能是催化劑活性降低,也可能是放熱反應(yīng)平衡逆向移動(dòng),使甲醇平均生成速率降低
、
2(3)
主反應(yīng)放熱,副反應(yīng)吸熱;升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)程度大于副反應(yīng)平衡正向移動(dòng)程度,因而使轉(zhuǎn)化率、甲醇選擇性下降
【詳解】(1)①過(guò)渡態(tài)物質(zhì)的總能量與反應(yīng)物總能量的差值為活化能,即圖中峰值越大則活化能越大,圖中峰值越小則活化能越小,決定總反應(yīng)速率的是慢反應(yīng),活化能越大反應(yīng)越慢,由圖可知,甲酸鹽路徑的決速步應(yīng)該是活化能最高的一步,活化能為,是。②A.的吸附主要在催化劑表面上進(jìn)行,催化劑表面積越大,吸附速率越快,A正確;B.由圖1可知,不考慮,兩種路徑中產(chǎn)生的含碳中間體種類均有5種,B正確;C.由圖可知,中間體比勢(shì)能低,能量越低越穩(wěn)定,C正確;D.催化劑通過(guò)降低反應(yīng)活化能來(lái)加快反應(yīng)速率,但是不能改變焓變和轉(zhuǎn)化率,D錯(cuò)誤。故選ABC;(2)溫度影響反應(yīng)速率,溫度升高反應(yīng)速率加快;催化劑存在適宜的活性溫度,溫度過(guò)高催化劑活性會(huì)降低導(dǎo)致反應(yīng)速率降低。隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,催化下甲醇的平均生成速率上升,通過(guò)曲線拐點(diǎn),甲醇的平均生成速率降低,呈“拋物線”形狀的原因可能是催化劑活性降低,也可能是放熱反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)。由圖象可知,反應(yīng)最佳條件為使用催化劑在左右溫度下進(jìn)行反應(yīng),在這個(gè)條件下甲醇的平均生成速率最高。②由圖2可知,甲醇的平均生成速率之比為;恒壓密閉裝置投料比,則起始分壓為,為;根據(jù)升溫后反應(yīng)級(jí)數(shù)的變化:反應(yīng)級(jí)數(shù),反應(yīng)級(jí)數(shù)不變,列式,得。(3)①由圖1可知,生成物能量低于反應(yīng)物能量,則主反應(yīng)為放熱反應(yīng);副反應(yīng),焓變大于零,為吸熱反應(yīng);升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)程度大于副反應(yīng)平衡正向移動(dòng)程度,因而使轉(zhuǎn)化率、甲醇選擇性下降。②向壓強(qiáng)為的恒壓裝置中加入和反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài),平衡轉(zhuǎn)化率為,甲醇選擇性為,則反應(yīng)二氧化碳的物質(zhì)的量為1mol×20%=0.2mol、生成甲醇的物質(zhì)的量為0.2mol×50%=0.1mol;由三段式可知平衡時(shí),,,,,,,,則甲醇的平衡分壓為。14.(1)
c、e(2)0.05mol/(L·min)(3)
有晶體析出
先增大,后減小(4)a【解析】(1)平衡常數(shù)為反應(yīng)達(dá)平衡后生成物濃度的幕之積與反應(yīng)物濃度的幕之積的比值,CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)+Q(Q>0)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:,如果改變溫度,平衡常數(shù)一定發(fā)生變化,因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡右移,則平衡常數(shù)增大;若是改變濃度,壓強(qiáng)或使用催化劑,都不能改變反應(yīng)的平衡常數(shù),c、e正確;(2)設(shè)反應(yīng)中CO2的消耗量為xmol,根據(jù)題給信息進(jìn)行計(jì)算:根據(jù)題意,x=0.5mol,則0~5min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為;(3)二氧化碳與飽和的氨化食鹽水反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨,由于碳酸氫鈉的溶解度較小,在溶液中析出,因此碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是有晶體析出;碳酸化過(guò)程中,碳酸存在兩步電離,H2CO3H++、H++,在堿性環(huán)境下,減小了氫離子濃度,平衡右移,促進(jìn)了電離,c()濃度增大,隨著二氧化碳?xì)怏w的量增多,CO2++H2O=2,所以c()濃度又減小;答案為:有晶體析出;先增大,后減??;(4)a.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),氨氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,故曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的溫度是由低到高,選項(xiàng)a正確;b.加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率但不能影響平衡移動(dòng)不會(huì)提高H2的轉(zhuǎn)化率,選項(xiàng)b錯(cuò)誤;c.圖中Q、M溫度相同,K(Q)=K(M),N點(diǎn)比M點(diǎn)溫度高,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,故K(N)<K(Q)=K(M),選項(xiàng)c錯(cuò)誤;d.M點(diǎn)時(shí),氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是60%,n(N2)∶n(H2)=1∶3,設(shè)n(N2)=1mol,n(H2)=3mol氣體總質(zhì)量為34g,故平衡時(shí)n(NH3)=1.2molH2的轉(zhuǎn)化率:×100%=60%,選項(xiàng)d錯(cuò)誤;答案選a。15.(1)
低于時(shí),反應(yīng)速率慢;高于時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低
(2)在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)碳和,在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和,整個(gè)過(guò)程中的物質(zhì)的量沒(méi)有發(fā)生變化(3)當(dāng)濃度較小時(shí),的配比越高,則乙苯平衡轉(zhuǎn)化率越高;當(dāng)濃度較大時(shí)因?yàn)槎呶皆诖呋瘎┍砻嫔?,?dāng)在催化劑表面吸附率過(guò)高時(shí),會(huì)造成乙苯在催化劑表面的吸附率下降,使乙苯平衡轉(zhuǎn)化率隨著增大反而減小【詳解】(1)①如圖所示,低于80℃時(shí),反應(yīng)速率較慢;高于80℃時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低;②根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,X為HCHO,則第二步的反應(yīng)方程式是HCHO+CH3OHHCOOCH3+H2。(2)如圖所示,CO2在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)碳和,在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和CO2,整個(gè)過(guò)程中的物質(zhì)的量沒(méi)有發(fā)生變化。(3)當(dāng)CO2濃度較小時(shí),CO2的配比越高,則乙苯平衡轉(zhuǎn)化率越高;當(dāng)CO2濃度較大時(shí)因?yàn)槎呶皆诖呋瘎┍砻嫔?,?dāng)CO2在催化劑表面吸附率過(guò)高時(shí),會(huì)造成乙苯在催化劑表面的吸附率下降,使乙苯平衡轉(zhuǎn)化率隨著c(CO2)增大反而減小。16.(1)a+51(2)低溫(3)
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