專題突破練-12-專題十二化學反應原理綜合題-2024高考化學一輪復習

專題突破練1.[2021四川成都模擬]固定容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應：xA(g)+yB(A.該反應可表示為2AB.T1℃時該反應的平衡常數(shù)C.當容器中氣體密度不再變化時，該反應達到平衡狀態(tài)D.T1℃，在第6min時再向體系中充入0.4[解析]根據(jù)題圖1可知，反應達到平衡時，A減小0.4mol,B減小0.2mol,A、B均為反應物,C增加0.2mol,為生成物,根據(jù)物質的量變化之比等于反應中化學計量數(shù)之比,得出化學方程式為2A(g)+B(g)?C(g)，根據(jù)題圖2可知,溫度升高,平衡常數(shù)增大,說明正反應為吸熱反應,ΔH>0，故A錯誤；5min時反應已達到平衡,平衡濃度分別為c(A)=0.4mol2L=0.2mol?L?1、c(B)=0.2mol2L=0.1mol?L2.[2022山東臨沂一模]在160℃、200℃條件下，分別向兩個容積為2L的剛性容器中充入2molCO和2molN2O(g)A.當容器中混合氣體的密度不隨時間變化時，該反應達到平衡狀態(tài)B.ac段N2的平均反應速率為0.10C.逆反應速率：c>D.160℃時，該反應的平衡常數(shù)Kp[解析]由CO(g)+N2O(g)?CO2(g)+N2(g)可知，反應前后氣體的質量不變，容器的體積不變，當容器中混合氣體的密度不隨時間變化時，不能說明該反應達到平衡狀態(tài)，A錯誤；ac段N2的平均反應速率為(1.2?0.4)mol2L×(10?2)min=0.05mol?L?1?min?1，B錯誤；已知隨著反應的進行，N2的物質的量增大，CO的物質的量減小，故ac曲線表示N2的物質的量隨時間的變化關系，bd曲線表示COCO(該反應的平衡常數(shù)Kp=3.[2022遼寧大連第四次聯(lián)考]硫酸工業(yè)中，將SO2氧化為SO3是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)。在溫度為T1的條件下，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應：2SO容器編號起始濃度/(mol平衡濃度/(molc(SOc(Oc(SOc(OⅠ0.60.300.2Ⅱ0.5x0.3Ⅲ0.30.250.2已知：k正、k下列說法錯誤的是(C)A.達到平衡時，平衡常數(shù)和速率常數(shù)的關系：K=kB.若容器Ⅱ中達到平衡時c(SO3)C.容器Ⅲ中達到平衡時，c(OD.當溫度升高為T2時，k正、k逆分別增大m倍和n[解析]達到平衡時，v正=v逆，則平衡常數(shù)K=c2(SO3)c2(SO2SO0.5?2(x?0.8)=0.3+2(x?0.8)，解得x=0.85，B項正確。容器Ⅲ中Q=c2(SO3)c2(SO2)?c(O24.[2021山東濟南模擬]化學反應中催化劑活性會因積炭反應而降低，同時存在的消炭反應則使積炭量減少。相關數(shù)據(jù)如下表所示：反應積炭反應：CH4消炭反應：CO2ΔH/(+75+172活化能/(kJ?mol催化劑X3391催化劑Y4372在反應進料氣組成、壓強及反應時間相同的情況下，某催化劑表面的積炭量隨溫度的變化關系如圖所示。升高溫度時，下列關于積炭反應、消炭反應的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是(A)A.K積、K消均增大 B.v積C.催化劑X效果比催化劑Y好 D.v消增大的倍數(shù)比v[解析]由題表可知，積炭反應、消炭反應都是吸熱反應，升高溫度時，K積、K消均增大，A正確；升高溫度，反應速率加快，所以v積、v消均增大，B不正確；從題表中活化能數(shù)據(jù)（活化能數(shù)值越大，反應越困難）可以看出，對于積炭反應，催化劑X效果比催化劑Y好，對于消炭反應，催化劑X效果比催化劑Y差，C不正確；由題圖可知，催化劑表面的積碳量是先增大后減小，則表明隨著溫度的不斷升高，v消5.[2022遼寧丹東第一次質檢]合成氨反應N2（1）反應歷程中各步勢能變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用??該歷程中反應速率最小的步驟的反應為N?[解析]從題圖中可以看出，活化能最大的一步反應是N?+（2）在T℃、壓強為0.9MPa條件下，向一恒壓密閉容器中通入n(①反應20min時達到平衡，則0～20min內v(NH3)=0.005MPa?min?1，該反應的K[解析]v(NH3)=19②以下敘述能說明該條件下反應達到平衡狀態(tài)的是acd（填字母）。a.氨氣的體積分數(shù)保持不變b.容器中n(Hc.氣體平均相對分子質量保持不變d.氣體密度保持不變[解析]氨氣的體積分數(shù)保持不變，則各反應物的濃度保持不變，反應達平衡狀態(tài)，a正確；容器中n(H2)n(N2)始終保持不變，無法說明反應達平衡狀態(tài)，b③若起始條件相同，在恒容容器中發(fā)生反應，則達到平衡時H2的含量符合圖中g點（填“d”“e”“f”或“g[解析]起始條件一樣，在恒容容器中發(fā)生反應，相對于恒壓狀態(tài)，物質濃度減小，等同于減小壓強反應速率減慢，達平衡時H2的百分含量增大，所以g（3）利用催化劑通過電解在室溫下合成氨的原理如圖所示，該裝置中陰極的電極反應式為N2[解析]根據(jù)題圖中信息可知，陰極上氮氣得電子產(chǎn)生氨氣，電極反應式為N2+6（4）25℃時用氨水吸收甲酸可得到HCOONH4溶液。已知：25℃時甲酸的電離常數(shù)Ka=1.75×10?5，NH3?H2[解析]反應NH3?H2O6.[2021江西臨川模擬]甲醇有廣泛的用途和廣闊的應用前景，工業(yè)上利用CO2工業(yè)上在Cu?ZnO催化下利用Ⅰ.CO2Ⅱ.CO2（1）已知：298K時，相關物質的相對能量如圖1所示，反應Ⅰ的ΔH1圖1[解析]反應熱等于生成物總能量與反應物總能量的差，則反應Ⅰ的ΔH1（2）不同條件下，按照n(CO2):n(H2)=1:1投料，CO2的平衡轉化率如圖2所示。壓強p1、p2、p3由大到小的順序是p3>p2>圖2[解析]反應Ⅰ的正反應氣體總體積減小，所以在其他條件不變時，增大壓強，化學平衡正向移動，反應進行程度越大，CO2的平衡轉化率就越大，因此壓強：p3>p2>p1（3）在溫度為T℃時，在容積不變的密閉容器中，充入0.5molCO2(g)和1.0molH2(g)，起始壓強為pkPa，10min達平衡時生成0.3molH2O(g)[解析]反應Ⅱ是氣體體積不變的反應，無論反應進行到何程度，都不會引起壓強的變化，所以壓強的改變是因為反應Ⅰ的進行。起始時氣體總物質的量n（始）=0.5mol+1.0mol=1.5mol，壓強為pkPa；平衡時壓強為23pkPa，由于在恒溫恒容時，氣體的物質的量之比等于氣體的壓強之比，則平衡時氣體總物質的量是1mol，根據(jù)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的化學計量數(shù)關系可知，反應每消耗1molCO2，反應后氣體物質的量減少2mol，現(xiàn)在反應后氣體物質的量減少了0.5mol，則生成0.25mol7.[2022江西南昌大聯(lián)考]1,6?己二醇是一種重要的化工原料，與乙二醇相比，用1,6?己二醇為原料制備的聚酯具有更優(yōu)異的柔韌性和抗腐蝕性。工業(yè)上利用己二酸二甲酯加氫制備1,6?己二醇，該反應的化學方程式如下：（1）已知：化學鍵CC—C—C—O—H—鍵能/(kJ?mol745358413347467436上述反應的ΔH=?286kJ?mol[解析]根據(jù)方程式分析得到：H2中H—H鍵斷裂，酯基中碳氧單鍵斷裂，碳氧雙鍵斷裂，形成氧氫鍵、碳氫鍵、碳氧單鍵和氧氫鍵，因此反應的ΔH=745kJ?mol?1×2+436kJ?mol?1×4?467kJ?mol（2）將組成為n(H2):n（）=4:1的氣體通入剛性密閉反應器中，在溫度一定、壓強為pMPa條件下只進行上述反應。平衡時，若壓強為qMPa，則的轉化率為p?q2p5×100%[或250(p?q)p%][解析]設平衡時，1，6?己二醇的分壓為xMPa0.2p?x+0.8p?4x+x+2x=q，解得x=p?q2，則己二酸二甲酯的轉化率為p?q2p5（3）科研小組在高壓反應釜中進行催化加氫反應，對己二酸二甲酯制備1,6?己二醇的工藝條件進行了研究。圖甲和圖乙為此反應在相同時間時，壓強、反應溫度與反應物的轉化率和1,6?己二醇選擇性的變化關系。圖甲圖乙已知：選擇性=目標產(chǎn)物的產(chǎn)率①由圖可知，在壓強為27MPa時，由己二酸二甲酯制備1,6?己二醇應選擇的合適溫度為290℃；選擇此溫度的理由是290℃時反應物的轉化率較高，且此溫度下1，6?己二醇的選擇性較高；260℃時，轉化率隨著壓強增大而不斷增大的原因是溫度不變，增大壓強，反應速率加快，且增