2023新课标版化学高考第二轮复习--专题十化学反应速率和化学平衡.pdf

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1、2023新 课 标 版 化 学 高 考 第 二 轮 复 习 专 题 十 化 学 反 应 速 率 和 化 学 平 衡 1.硝 基 苯 甲 酸 乙 酯(OzNC,HCOOC2H5)在 碱 性 条 件 下 发 生 水 解 反 应:O2NCMCOOC2H5+0HOzNCNCOO+CzHQH,两 种 反 应 物 初 始 浓 度 均 为 0.05 mol 1/,测 得 OzNC此 COOC2H5的 转 化 率 a 随 时 间 t 变 化 曲 线 如 图 所 示(忽 略 溶 液 体 积 变 化)。下 列 说 法 不 正 确 的 是()0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

2、A.t=700 s 时,反 应 达 到 平 衡 状 态 B.t=600 s 时,硝 基 苯 甲 酸 乙 酯 的 浓 度 为 0.015 mol L1C.达 到 平 衡 之 前,随 着 反 应 的 进 行 硝 基 苯 甲 酸 乙 酯 水 解 速 率 逐 渐 减 小 D.其 他 条 件 不 变,提 高 c(01),可 使 该 反 应 的 化 学 平 衡 常 数 增 大 答 案 D A 项,从 题 图 中 可 以 看 出,t=700 s 时,反 应 物 的 转 化 率 达 到 最 大 值,此 时 各 物 质 的 浓 度 不 再 改 变,反 应 达 到 平 衡 状 态,正 确;B 项,t=600 s

3、时,硝 基 苯 甲 酸 乙 酯 的 转 化 率 为 70%,则 此 时 硝 基 苯 甲 酸 乙 酯 的 浓 度 为 0.05 mol LlX(1-70%)=0.015 mol【/,正 确;C项,达 到 平 衡 之 前,随 着 反 应 的 进 行 硝 基 苯 甲 酸 乙 酯 的 浓 度 逐 渐 减 小,水 解 速 率 逐 渐 减 小,正 确;D 项,化 学 平 衡 常 数 只 与 温 度 有 关,故 其 他 条 件 不 变,提 高 c(OH),化 学 平 衡 常 数 不 变,错 误。2.C,在 一 个 容 积 为 10 L 的 恒 容 密 闭 容 器 中 分 别 加 入 1 mol F e M

4、1 mol CO,发 生 反 应 Fe2()3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)AH,反 应 10 min达 到 平 衡。该 反 应 平 衡 常 数 随 温 度 的 变 化 如 图 所 示。K7了 上 温 度/七 下 列 说 法 正 确 的 是()A.TJC,前 10 min反 应 的 平 均 速 率 为 0.008 mol L 1 min 1B.AH0O.7.5第 1页 共 35页M 8)C.在 下,再 充 入 1 mol CO,再 次 平 衡 时 旃 变 大 D.a 点 CO的 正 反 应 速 率 小 于 b 点 CO2的 逆 反 应 速 率 答 案 D A项,没 有 指

5、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,*(),错 误;C 项,温 度 不 变,平 衡 常 数 不 变,骋 不 变,错 误;D 项,b 点 为 平 衡 状 态,C()2的 逆 反 应 速 率 等 于 CO的 正 反 应 速 率,且 b 点 温 度 比 a 点 更 高,CO浓 度 更 大,故 a 点 CO的 正 反 应 速 率 小 于 b 点 CO2的 逆 反 应 速 率,正 确。3.一 定 温 度 下,在 三 个 体 积 均 为 1 L 的 恒 容 密 闭 容 器 中 发 生 反

6、应:2CH30H(g)CH:!OCH;,(g)+H/O(g)。容 器 编 号 温 度 起 始 物 质 的 量(mol)平 衡 物 质 的 量(mol)()CH30H(g)CH30cH3(g)H20(g)387 0.20 0.080 0.080 387 0.40 207 0.20 0.090 0.090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 CHQH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

7、 变 D.若 起 始 向 容 器 中 充 入 0.10 mol CH3OH、0.10 mol CH30cH3、0.10 mol 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 CH30cH3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

8、,故 平 衡 不 移 动,则 容 器 中 的 CRQH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(CH30H)=0.04 mol/L、c(CH30cH3)=0.08 mol/L,O.O8XO.OCc(Hq)=0.08 mol/L,平 衡 常 数 若 起 始 向 容 器 中 充 入 0.10 mol CHQH、0.10mol CH30cH3、0.10 mol H O 浓 度 商 啥 泸=14,反 应

9、 向 正 反 应 方 向 移 动,正 确。第 2 页 共 3 5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 N?和 上 的 总 物 质 的 量 为 Imol,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()A.a 表 示 总 物 质 的 量 分 数 随 反 应 时 间 的 变 化 情 况 0 2B.Oti min,v(H2)=I mol,L 1,min C.t2 min时,Nlh的 分 解 速 率 小 于 其 生 成 速 率 D.t3 min时 改

10、 变 的 条 件 可 能 为 减 小 容 器 容 积 答 案 B 由 题 图 可 知,开 始 时 岫 和 H2的 物 质 的 量 分 数 均 为 50%,总 物 质 的 量 是 1 mol,则 N?和 达 均 为 0.5 mo和 设 转 化 的 5 的 物 质 的 量 为 x mol,列 三 段 式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)起 始/mol 0.5 0.5 0转 化/mol X 3x 2x某 时 刻/mol 0.5-x 0.5-3x 2x某 时 刻 总 物 质 的 量 n(总)=(0.5-x)mol+(0.5-3x)mol+2x mol=(l-2x)mol,某 时 刻 N?的 物

11、(05-x)mc|x(l-2 x)m o 质 的 量 分 数 为。*)1*01 X 100%=(l-2*)nwl X 100%=50%,故 N2的 物 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 Nz、NH3和 Hz的 物 质 的 量 分 数 随 时 间 变 化 的 图 像,A(OJ5-3mol 2xmol项 正 确;匕 时 H2、NHS的 物 质 的 量 分 数 相 等,即 020皿 1 XIOO%1*)01*:!。玳 解 得 x=0.1,3zmol 劣 则 0ti min,v(Hj=t1n l imol,L,min l,B 项 错 误

12、;由 曲 线 b 可 知 tz 时 刻 及 以 后,NFh的 物 质 的 量 分 数 增 大,说 明 反 应 正 向 进 行,则 N1的 分 解 速 率 小 于 其 生 成 速 率,C 项 正 确;由 凡(g)+3似 g)=2帆(g)可 知,t3时 刻,减 小 容 积,压 强 增 大,平 衡 正 向 移 动,烟 的 物 质 的 量 分 数 增 大,上 的 物 质 的 量 分 数 减 小,D 项 正 确。第 3 页 共 3 5页5.已 知 4似 g)+CS?(g)U CH4(g)+2H2S(g)o在 恒 容 密 闭 容 器 中,当 起 始 物 质 的 量 之 比 n(H,:n(CSj=4:1 时

13、,测 得 平 衡 体 系 中 H/S、Cg 的 物 质 的 量 分 数(x)与 温 度 的 关 系 如 图 所 示。下 列 说 法 不 正 确 的 是()A.该 反 应 的 AHVOB.A点 时 CS2的 平 衡 转 化 率 约 为 33.3%C.相 同 条 件 下,x(FLS)处 于 B 点 时,v EV 速 D.C点 时,往 容 器 中 再 充 入 4 mol lb和 1 mol CS2,再 次 达 平 衡 后 x(CSz)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、CS2的 物 质 的 量 分 数 增 大,说 明 平 衡 逆

14、向 移 动,反 应 为 放 热 反 应,AH0,正 确;B 项,设 起 始 时 压 的 物 质 的 量 为 4mol,转 化 的 总 的 物 质 的 量 为 4y mol,列 三 段 式:4H2(g)+CS2(g)=-CH,(g)+2H2S(g)n 起 始/mol 4 1 0 0n 转 化/mol 4y y y 2yn 平 衡/mol 4-4y 1-y y 2yA 点 时 H2s和 CS2的 物 质 的 量 分 数 相 等,则 1-y=2y,可 得 y=3,则 A 点 时 CS2的 平 衡 转 化 率 为 Im oXI00%=33.3%,正 确;C 项,相 同 条 件 下,x(HzS)处 于

15、B 点 时,硫 化 氢 的 物 质 的 量 分 数 小 于 平 衡 时 的 物 质 的 量 分 数,反 应 正 向 进 行,v Q v*正 确;D 项,C 点 时,往 恒 容 密 闭 容 器 中 再 充 入 4 mol H?和 1 mol CS2,相 当 于 增 大 压 强,平 衡 正 向 移 动,再 次 达 平 衡 后 x(CS?)减 小,错 误。6.汽 车 尾 气 净 化 装 置 可 将 污 染 物 中 的 CO和 NO转 化 为 无 害 气 体,发 生 反 应 为 2co(g)+2N0(g)L Nz(g)+2C()2(g)AH=-746.5 kJ mol,对 于 该 反 应,下 列 说

16、法 正 确 的 是()A.反 应 的 平 衡 常 数 可 表 示 为 Kq 温 酷;第 4 页 共 3 5页B.使 用 催 化 剂 可 降 低 反 应 的 活 化 能,减 小 反 应 的 焙 变 C.增 大 压 强 能 加 快 反 应 速 率,提 高 反 应 物 的 平 衡 转 化 率 D.若 用 E愿 表 示 键 能 之 和,该 反 应(生 成 物)-E总(反 应 物)答 案 C 题 给 反 应 的 平 衡 常 数 可 表 示 为 K=吟 号 A错 误;催 化 剂 能 改 变 反 应 的 活 化 能,但 不 能 改 变 反 应 的 焙 变,B错 误;增 大 压 强 能 加 快 反 应 速 率

17、,反 应 2C0(g)+2N0(g)=N2(g)+2C0,(g)为 气 体 分 子 数 减 小 的 反 应,增 大 压 强,平 衡 正 向 移 动,反 应 物 的 平 衡 转 化 率 升 高,C正 确;反 应 的 熔 变 等 于 反 应 物 键 能 之 和 减 去 生 成 物 键 能 之 和,若 用 E总 表 示 键 能 之 和,则 该 反 应 H=E点(反 应 物)-E总(生 成 物),D错 误。7.甲 醇 通 过 反 应 CHQH(g)+HzO(g)=C02(g)+3H2(g),C H Q H(g)-CO(g)+2 4(g)可 以 获 得 山。将 一 定 比 例 C&OH、乩 0 的 混

18、合 气 体 以 一 定 流 速 通 过 装 有 催 化 剂 的 反 应 管,C H Q Hn(CHaOH)的 转 化 率、CO的 选 择 性*100%与 温 度 的 关 系 如 图 所 示。下 列 说 法 正 确 的 是 200 220 240 260 280 300温 度/T:A.其 他 条 件 不 变,增 大 压 强,CHQH的 平 衡 转 化 率 增 大 B.由 CH30H制 取。的 合 适 温 度 为 290300 C.副 反 应 C O(g)+HQ(g)C O2(g)+H2(g)的 H0D.其 他 条 件 不 变,在 200、300 范 围 内,随 着 温 度 升 高,出 口 处 C

19、 O、CO,、乩 的 量 均 不 断 增 大 答 案 C A项,两 个 反 应 均 为 气 体 体 积 增 大 的 反 应,增 大 压 强,平 衡 均 会 逆 向 移 动,C H 3 0 H的 平 衡 转 化 率 减 小,错 误;B项,从 生 成 H?的 量 来 看,发 生 第 一 个 反 应 时 可 获 得 较 多 出,所 以 CO的 选 择 性 应 较 小,从 题 图 中 来 看,应 选 择 低 温,错 误;C项,随 着 温 度 升 高,CO选 择 性 增 大,所 以 副 反 应 C O(g)+HQ(g)=C O?(g)+4(g)平 衡 应 逆 向 移 动,所 以 该 反 应 为 放 热

20、反 应,正 确;D项,CO的 选 择 性 增 大,说 明 生 成 CO的 量 变 多,CH30H转 化 的 产 物 有 CO和 C02,由 碳 原 子 守 恒 知,CO的 量 变 多,则 C O?的 量 会 变 少,错 误。8.以 Cu/ZnO/AkOa为 催 化 剂,乙 醇 直 接 合 成 乙 酸 乙 酯 过 程 中 发 生 的 可 逆 反 应 如 下:C2H50H(g)=C H 3 C H O(g)+H2(g)AH=59 kJ mol 第 5 页 共 3 5页2cHH0(g)+H,0(g)C2H50H(g)+CH:tC00H(g)H=-86 kJ mol 1CIlsCOOH(g)+C211

21、5O11(g)=CIbCOOCJk(g)+H2O(g)A ll=-25 kJ mof2c2H50H(g)C2H50c2H5(g)+H2O(g)A H=-44 kJ moU1 2(M)225 250 275 300 325温 度 汗 其 他 条 件 相 同,将 无 水 乙 醇 经 预 热 气 化 后 以 一 定 流 速 通 过 装 有 催 化 剂 的 反 应 管,将 出 口 处 收 集 到 的 乙 酸 乙 酯、乙 醛、乙 醛、乙 酸、乙 醇 冷 凝,测 得 部 分 有 机 物 占 全 部 有 机 物 的 质 量 分 数 与 反 应 温 度 的 关 系 如 图 所 示。下 列 说 法 正 确 的

22、是()A.在 250300 范 围 内,乙 醇 的 转 化 率 随 温 度 的 升 高 而 减 小 B.在 200325 范 围 内,乙 醇 生 成 乙 醵 的 反 应 均 已 达 到 平 衡 C.在 300325(范 围 内,出 口 处 氢 气 的 量 随 温 度 的 升 高 而 减 小 D.研 发 使 用 催 化 活 性 高 的 催 化 剂 有 利 于 提 高 乙 酸 乙 酯 的 平 衡 产 率 答 案 C 在 250300 范 围 内,乙 醛 的 质 量 分 数 减 小,乙 醒、乙 酸 的 质 量 分 数 逐 渐 增 大 但 是 变 化 程 度 小,而 乙 酸 乙 酯 的 质 量 分 数

23、 增 大 得 多,乙 酸 乙 酯、乙 醛、乙 醛、乙 酸 是 乙 醇 反 应 的 产 物,则 乙 醇 的 转 化 率 随 温 度 的 升 高 逐 渐 增 大,A错 误;在 2003259范 围 内,乙 醛 的 质 量 分 数 一 直 增 大,因 此 乙 醇 生 成 乙 醛 的 反 应 并 未 达 到 平 衡,B 错 误;在 300325 范 围 内,乙 醛 的 质 量 分 数 逐 渐 减 小,由 反 应 C2H50H(g)CHaCHO(g)+H2(g)可 知,生 成 氢 气 的 量 也 逐 渐 减 小,故 出 口 处 氢 气 的 量 随 温 度 的 升 高 而 减 小,C 正 确;催 化 剂

24、可 以 改 变 化 学 反 应 速 率,但 不 能 使 平 衡 移 动,故 不 能 提 高 乙 酸 乙 酯 的 平 衡 产 率,D 错 误。9.C0和&合 成 乙 醇 发 生 如 下 反 应:反 应 I:2C0(g)+4H2(g)CILCH2OH(g)+H20(g)AH,=-128.8 kJ moFII:CO(g)+H20(g)-C02(g)+H2(g)A H2=-41.8 kJ,mol1向 一 恒 容 密 闭 容 器 中 投 入 一 定 量 的 CO和 上,发 生 上 述 反 应,CO的 平 衡 转 化 率 与 温 度、投 料 比 a a=MS的 关 系 如 图 所 示。下 列 有 关 说

25、法 正 确 的 是()第 6 页 共 3 5 页a aB.在 400 K、a2=2时,反 应 I的 平 衡 常 数 K=0.25C.在 500 K、投 料 比 为 a-的 条 件 下,增 大 压 强 可 使 C0的 平 衡 转 化 率 从 Y 点 的 值 升 到 Z 点 的 值 D.为 同 时 提 高 C0的 平 衡 转 化 率 和 CH3cH20H的 产 率,可 采 用 的 反 应 条 件 为 低 温、低 压 答 案 C 相 同 温 度 下 投 料 比 为 a hCO的 平 衡 转 化 率 更 高,反 应 中 增 加 氢 气 的 量 会 促 进 一 氧 化 碳 的 转 化,提 高 一 氧 化

26、 碳 的 转 化 率,故 a?,A 错 误;在 400 K、a?=2时,一 氧 化 碳 的 转 化 率 为 50%,因 为 体 积 未 给 出,n(HD与 n(C0)未 知,无 法 计 算 K值,B 错 误;反 应 I 为 气 体 分 子 数 减 小 的 反 应,反 应 H 为 气 体 分 子 数 不 变 的 反 应,在 500 K、投 料 比 为 a 3的 条 件 下,增 大 压 强,反 应 I平 衡 正 向 移 动,导 致 C0的 平 衡 转 化 率 升 高,可 能 从 Y 点 的 值 升 到 Z点 的 值,C 正 确;反 应 I 为 气 体 分 子 数 减 小 的 反 应,增 大 压 强

27、 可 提 高 C0的 平 衡 转 化 率 和 CHH20H的 产 率,D 错 误。10.二 甲 醵 催 化 制 备 乙 醇 主 要 涉 及 以 下 两 个 反 应:反 应 I:C0(g)+C&0CH3(g)=CH00CHKg)A lipa kJ-mol1反 应 II:CH3C00CH3(g)+2H2(g)CH3cH20H(g)+CHQH(g)A H2=b kJ moF1。反 应 I、II的 平 衡 常 数 的 对 数 IgK、IgL与 温 度 的 关 系 如 图 1所 示;固 定 C0、CH3OCH3、Hz的 原 料 比、体 系 压 强 不 变 的 条 件 下,同 时 发 生 反 应 I、II

28、,平 衡 时 各 物 质 的 物 质 的 量 分 数 随 温 度 的 变 化 如 图 2 所 示。下 列 说 法 正 确 的 是()605040302010 0图 1 图 2A.a0B.测 得 X 点 CH3cH20H的 物 质 的 量 分 数 是 10%,则 X 点 反 应 II的 v(正)v(逆)C.由 CH3COOCH3的 曲 线 知,600 K 后 升 高 温 度 对 反 应 I的 影 响 程 度 大 于 反 应 IID.曲 线 B 表 示 H2的 物 质 的 量 分 数 随 温 度 的 变 化 答 案 C 结 合 题 图 1可 知,升 高 温 度,lgKi减 小,则 氏 减 小,说

29、明 温 度 升 高 平 衡 逆 向 移 动,则 正 向 反 应 放 热,所 以 av 错 误;由 题 图 2 中 第 7 页 共 3 5页CUCOOCH,的 曲 线 知,600 K 后 升 高 温 度 反 应 I平 衡 左 移 的 幅 度 超 过 反 应 II平 衡 左 移 的 幅 度,故 升 高 温 度 对 反 应 I的 影 响 程 度 大 于 反 应 II,C正 确;温 度 低 时,反 应 I较 完 全,反 应 II进 行 程 度 小,CO含 量 低,600 K 后,反 应 I平 衡 左 移 的 幅 度 超 过 反 应 H 平 衡 左 移 的 幅 度,C0含 量 增 大,故 曲 线 B 表

30、 示 C0的 物 质 的 量 分 数 随 温 度 的 变 化,曲 线 A 表 示 H2的 物 质 的 量 分 数 随 温 度 的 变 化,D 错 误。H.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 催 化 剂 2N0(g)+2C0(g)、-独(g)+2C0z(g)*(),若 反 应 在 恒 容 密 闭 容 器 中 进 行,由 该 反 应 相 关 图 像 作 出 的 判 断 正 确 的 是()A.甲 图 中 改 变 的 反 应 条 件 为 升 温 B.乙 图 中 温 度 12,纵 坐 标 可 代 表 NO的 百

31、分 含 量 C.丙 图 中 压 强 p,p2,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 TzTi,升 高 温 度,平 衡 逆 向 移 动,C%降 低,C 应 为 产 物,错 误;C 项,pDpi,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。12.工 业 上 生 产 的 C0可 由 焦 炭 和 CO?在 高 温 下 反 应 而 得。现 将 焦 炭

32、和 C02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)+CO2(g)2co(g)AH=Q kJ-mol o图 为 CO”CO的 物 质 的 量(n)随 时 间(t)的 变 化 关 系 图。下 列 说 法 正 确 的 是()876543210A.01 min,v(C0)=l mol,L 1,min;P3 min 时,v(CO)=v(CO。B.当 容 器 内 的 气 体 密 度(D)不 变 时,反 应 一 定 达 到 平 衡 状 态,且 F 1C.5 min时 再 充 入 一 定 量 的 CO,a、d 曲 线 分 别 表 示 n(CO)、n

33、(C0。的 变 化 D.3 min时 温 度 由 1 升 高 到 T2,则 Q0,再 达 平 衡 时 然 七 4.7第 8 页 共 3 5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 错 内 气 体 的 密 度 不 变 时,说 明 反 应 达 到 平 衡 状 态;根 据 P=m/V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 的 密 度 大 于 起 始 时 气 体 的 密 度,则*1,错 误;C项,5 min时 再 充 入 一 定 量 的 CO,CO的

34、物 质 的 量 瞬 间 增 大,平 衡 逆 向 移 动,CO的 物 质 的 量 逐 渐 减 小,5 min时 CO,浓 度 不 变,平 衡 逆 向 移 动,C02的 物 质 的 量 逐 渐 增 大,则 b表 示 n(COj的 变 化,c 或 d 表 示 n(CO)的 变 化,错 误;D 项,3 min时 升 高 温 度,一 氧 化 碳 增 多,则 该 反 应 国 8)2是 吸 热 反 应,温 度 下 平 衡 时 n(C0)=2mol,n(C0j=7moL平 衡 常 数 K(TJJ1c o办=1=7,T2温 度 下 平 律 f时,一 氧 化 碳 物 质 的 量 为 4 mol,二 氧 化 碳 物

35、 质 的 量 为 6 mol,平 衡 常 数 4-3,=2G)Tco)JH则*凶)七 4.7,正 确。13.CO?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 CO2合 成 甲 醇 是 C02资 源 化 利 用 的 重 要 方 法。I.合 成 甲 醇(1)由 C02催 化 加 氢 合 成 甲 醇。一 定 条 件 下,由 CO?和 上 制 备 甲 醇 的 过 程 中 有 下 列 反 应:反 应 1:C02(g)+H2(g)CO(g)+H20(g)A Hi反 应 2:CO(g)+2Hz(g)CHQH(g)Hz反 应 3:CO?(g)

36、+311,(g)CHaOlKg)+H20(g)A H3其 对 应 的 平 衡 常 数 分 别 为 KI、L、它 们 随 温 度 变 化 的 曲 线 如 图 所 示。1 0150 200 250 300 350温 度 汽:AHz A%(填 或“=”)。第 9 页 共 3 5页 对 于 上 述 CO2加 氢 合 成 CHaOU的 反 应 体 系,下 列 说 法 不 下 尊 的 是(填 字 母)OMCQz)a.增 大 初 始 投 料 比 域 坨),有 利 于 提 高 CO2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

37、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 CO2的 平 衡 转 化 率(2)电 化 学 原 理 将 CO?转 化 为 甲 醇。在 光 电 催 化 条 件 下 可 以 高 效 地 将 CO2和 L 0 转 化 为 甲 醇,从 电 极 反 应 的 角 度 分 析:甲 醇 在(填“阴 或 阳”)极 生 成;氧 化 反 应 为 II.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

38、燃 料 电 池 的 工 作 原 理 如 图 所 示。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 o(4)该 电 池 负 极 的 电 极 反 应 式 是,答 案(l)0,AH3A H2 O a项,增 大 初 始 投 料 比 域 坨)相 当 于 在 CO?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,0)2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

39、 2、3 为 气 体 体 积 减 小 的 反 应,则 当 气 体 的 平 均 摩 尔 质 量 保 第 1 0页 共 3 5页持 不 变 时,说 明 反 应 体 系 已 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 C02的 平 衡 转 化 率 不 变。(2)CO2转 化 为 甲 醇 时,碳 元 素 的 化 合 价 降 低,被 还 原,则 CO,在 阴 极 得 到 电 子 发 生 还 原 反 应 生 成 甲 醇。由 题 意 知,CO,转 化 为 甲 醇 时,C0?在 阴 极 得 到 电 子 发 生 还 原

40、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 0式 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。14.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(Nil,)SOs溶 液 吸 收 法 同 时 脱 除 S0?和 N0的 过 程 示 意 图 如 下。3O 模 烟 拟 气 气 体.气 体 分 析.(N

41、HJ2s+气 体 分 析 反 应 器 检 测 装 置 1 溶 液 吸 收 器 检 测 装 置 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/(kJ/mol)反 应 a:2(L(g)302(g)Hi=-286.6 kJ/mol 1.6X105724.6反 应 b:NO(g)+O:;(g)=-N02(g)+O2(g)H2=-200.9 kJ/mol 6.2X10*3 3.17反 应 c:S02(g)+0,3(g)-SO3(g)+02(g)H3 1.1X10 58.17因:_1003 500(2)其 他 条 件 不 变,

42、SO?和 N0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,0;与 N0的 物 质 的 量 之 比 对 SO?和 N0脱 除 率 的 影 响 如 图。已 知:2so2(g)+O2(g)-%()3(g)A H=-196.6 kJ/mol,则 AIL=_。其 他 条 件 不 变 时,高 于 150,在 相 同 时 间 内 S02和 N0的 转 化 率 均 随 温 度 升 高 而 降 低,原 因 是。其 他 条 件 不 变,SO?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,SO

43、?和 N0的 转 化 率 随。3的 浓 度 的 变 化 如 图。结 合 数 据 分 析 N0的 转 化 率 高 于 S02的 原 第 1 1页 共 3 5页00000864200.50 1.00 1.50 2.0(n(O,):n(NO)(NH3sQ,溶 液 显 碱 性,用 化 学 平 衡 原 理 解 释:。的 浓 度 很 低 时,SO2的 脱 除 率 超 过 97%,原 因 是。在 吸 收 器 中,SOJ与 NO?反 应 生 成 NO?和$0的 离 子 方 程 式 是 o 在 吸 收 器 中,随 着 吸 收 过 程 的 进 行,部 分 NH;被 转 化 为 瓯 反 应 中 NH;和 2 的 物

44、 质 的 量 之 比 为 1,该 反 应 的 离 子 方 程 式 是。答 案(l)-241.6kJ/mol 高 于 150,温 度 升 高,反 应 a 的 速 率 增 大,c Q)减 小,反 应 b 和 c 的 速 率 减 小,导 致 在 相 同 时 间 内 S02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,N0的 转 化 率 高 于 S0?(2)溶 液 中 存 在:HSOJ+OH、NHt+H20=i NL HQ+H,S0:的 水 解 程 度 大 于 NH;的

45、水 解 程 度,溶 液 显 碱 性(NHO 2s。3溶 液 直 接 与 S0?反 应 2N02+3S032+H20=2N02+S0?+2HS0:l N02-NH?=N21+2H2解 析(1)反 应 d:2s02(8)+02(8)i2503 9)H=-196.6 kJ/mol,由 盖 斯 定 律 知,将 1 1反 应(a+d)+2 得 反 应 S02(g)+03(g)S 03(g)+02(g),AH3=2(AH,+AH)=2(-286.6kJ/mol)+(T96.6kJ/mol)=-241.6kJ/mol;其 他 条 件 不 变 时,高 于 150 C,温 度 升 高,反 应 a 的 速 率 增

46、 大,c(X)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(2)a 的 浓 度 很 低 时,(NH,)2s溶 液 直 接 与 S0?反 应 是 脱 除 SOz的 主 要 原 因;吸 收 过 程 中,部 分 NH 和 N0 发 生 归 中 反 应 生 成 N?和 H O 反 应 中 NH;和 N2的 物 质 的 量 之

47、 比 为 1:1,其 反 应 的 离 子 方 程 式 为 N02+NH;N Z t+2压 0。第 1 2页 共 3 5页15.氨 气 中 氢 含 量 高,是 一 种 优 良 的 小 分 子 储 氢 载 体,且 安 全、易 储 运;氨 气 及 铁 盐 同 时 也 是 空 气 和 水 体 污 染 物,需 用 化 学 方 法 除 去。I.氨 热 分 解 法 制 氢 气(1)已 知 反 应 2NL(g)i N2(g)+3H/(g)H=+90.8 kJ/mol,在(填“较 高”或“较 低”)温 度 下 反 应 能 自 发 进 行。(2)某 兴 趣 小 组 对 该 反 应 进 行 了 实 验 探 究。在

48、一 定 温 度 和 催 化 剂 的 条 件 下,将 0.1 mol NH3通 入 3 L 的 密 闭 容 器 中 进 行 反 应(此 时 容 器 内 总 压 为 200 kPa),各 物 质 的 分 压 随 时 间 的 变 化 曲 线 如 图 所 示。若 保 持 容 器 体 积 不 变,t,时 反 应 达 到 平 衡,用 心 的 浓 度 变 化 表 示 0匕 时 间 内 的 反 应 速 率 v(H2)为 mol,L,min”(用 含 ti的 代 数 式 表 示)。t2时 将 容 器 体 积 迅 速 缩 小 至 原 来 的 一 半 并 保 持 不 变,图 中 能 正 确 表 示 压 缩 后 Nz

49、分 压 变 化 趋 势 的 曲 线 是(用 图 中 a、b、c、d 表 示)。下 列 措 施 一 定 可 以 提 高 平 衡 体 系 中 上 的 体 积 分 数,又 能 加 快 反 应 速 率 的 是 oa.适 当 升 高 温 度 b.适 当 降 低 温 度 c.加 入 催 化 剂 d.降 低 压 强 e.将 生 成 物 中 的 氮 气 液 化 分 离 出 体 系(3)II:某 研 究 小 组 用 NaClO氧 化 法 处 理 氨 氮 废 水,使 氨 氮(包 含 NIL、NH;等 微 粒)完 全 氧 化 成 氮 气 而 减 少 水 污 染。氧 化 过 程 中 进 水 pH对 氨 氮 去 除 率

50、 的 影 响 如 图 所 示:已 知:HC10的 氧 化 性 比 NaClO强,N L 比 NHJ更 易 被 氧 化。氨 氮 去 除 率 随 进 水 pH的 增 大 先 降 低 后 升 高 的 原 因 为 第 1 3页 共 3 5页 电 化 学 除 氨 原 理:氨 氮 被 电 极 表 面 产 生 的 强 氧 化 性 物 质 氧 化 而 去 除。实 际 过 程 中 在 氨 氮 废 水 中 投 加 氯 离 子,能 显 著 提 高 去 除 效 率,其 原 因 是(排 除 导 电 性 变 化 原 因)。0.02答 案(1)较 高 b a(3)pH约 为 L252.75时,随 着 pH升 高,NaClO

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