2020年高考化学微专题复习《化学反应原理图像题》

1、回归原理题：以各类图像为主的原理题【与催化剂有关的图像】1.催化剂能加快反应速率，是因为它能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能降低。【习题1】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4（s）+CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO 2（g）AHi=218.4 kJ mol -1（反应 I ）CaSO4（s）+4CO（g）r=CaS（s）+4CO2（g）AH2=-175.6 kJ mol-1

2、（反应 n ）假设某温度下，反应i的速率（V1）大于反应n的速率（V2）,则下列反应过程能量变化示意图正确的是 .【解析】反应I是吸热反应、反应n是放热反应,a、D错误；反应I的反应速率大于反应n ,说明反应I的活化能比反应n的活化能低，C正确、B错误。注意：快反应与慢反应的区别【习题2】N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：第一步l2（g）Q2I（g）（快反应）第二步 I + N 20（g）>N 2（g）+ IO（g）（慢反应）第三步 10（g） + N20（g） ->N 2（g）

3、+ 02（g）+ 1/2l2（g）（快反应）实验表明，含碘时N2O的分解速率方程 v=k c（N20） c0.5（l2）（k为速率常数）。下列表述正确的是 （填字 母）。A . 10为反应的中间产物B.碘蒸气的浓度大小不会影响N20的分解速率C.第二步对总反应速率起决定作用D .催化剂会降低反应的活化能，从而影响AH【答案】AC【解析】A. I0是第二步反应的生成物，第三步反应的反应物，所以I0为反应的中间产物，a正确；B.含碘时N2O分解速率方程 v=k c(N2O) c(l2)0.5,碘蒸气的浓度大小会影响N2O的分解速率，b错误;C.反应的快慢取决于慢反应，所以第二步对总反应速率起决定作

4、用，c正确；D .催化剂会降低反应的活化能，加快反应速率，不影响AH, d错误；故答案为：aco2 .催化剂(缩写为cat)能加快反应速率，它改变了反应历程【习题3】近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:上阳能热能*电能反应 I : 2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) AHi=+551 kJ mol反应出：S(s)+O2(g)=SO2(g) AH 3= - 297 kJ mol反应n的热化学方程式： 。【答案】3SO2(g)+2H 2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) AH2=-254 kJ - mol【解析】根据过程，

5、反应 II为SO2催化歧化生成 H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定 律，反应 I+ 反应 III 得，2H2SO4 (l) +S (s) =3SO2 (g) +2H2O (g) A H=AHi+AH3= (+551kJ/mol) + (-297kJ/mol) =+254kJ/mol ,反应 II 的热化学方程式为 3SO2 (g) +2H2O (g) =2H2SO4 (l) +S (s) A H=254kJ/mol。【习题4】我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用？标注。一&l

6、t;二期概友呆过渡态IuMFH+.H+HO+on过渡态2*HO+XE+XOCO二二+工二文华工。WOZ+WH 专 8可知水煤气变换的 A H 0(填 大于"等于“或 小于")，该历程中最大能垒(活化能)E正=eV ,写出该步骤的化学方程式 。【答案】小于2.02 COOH*+H*+H 2O*=COOH*+2H*+OH*(或 HzO*= H*+OH* )【解析】根据水煤气变换CO(g)+H 2O(g尸CO 2(g)+H 2(g)并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知,CO(g)+H 2O(g)的能量(-0.32eV)高于CO2(g)+H 2(g)的能量(-0.83eV),故水

7、煤气变换的AH小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：3=x+_3£+豆 H 二 =.一±书三+段工3 =.XE+HOO 口 过遁态3二 H+H+±XKJ mkFH* 二+一一-+OU 过渡芯1五C-H2H =2 10T-tffi褪正®其最大能垒(活化能)E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV ；该步骤的反应物为COOH*+H*+H 2O* =COOH*+2H*+OH* ；因反应前后 COOH*和1个H*未发生改变，也可以表述成H2O*H*+OH*3 .催化剂选择性的具体体现与应用【习题5】CO2

8、的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。CO2催化加氢合成二甲醛是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应 I ： CO2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g)AH =41.2 kJ -1mol反应 n : 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H 2O(g)AH = 122.5 kJ m ol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时 CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。.4 c2 CH3OCH3的物质的量八中：CH30cH3的选择性=反应的CO2的物质的量 刈00%XT y. J IJL- . I- 得fii42

9、l£ J辇洋串与呼艺*温度高于300 C , CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是CH3OCH3的选择性为48% (图中A点)。不220 C时，在催化剂作用下 CO2与H2反应一段时间后，测得改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。【答案】反应I的AH>0,反应n的AH<0,温度升高使 CO2转化为CO的平衡转化率上升，使 CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度增大压强，使用对反应 n催化活性更高的催化剂【解析】温度高于 300C , CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是：反应I的H>0,反应n的小<0

10、,温度升高使 CO2转化为CO的平衡转化率上升，使 CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度2 CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物质的量超过下降幅度； 2CO2（g）+6H2（g尸CH3OCH3（g）+3H 2O（g）AH=-122.5kJ?mol-1,结合 CH3OCH3 的选择性X100%分析，平衡正向进行二甲醛物质的量增大，二氧化碳物质的量减小，二甲醛选择性增大，不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强平衡正向进行，使用对反应n催化活性更高的催化剂，增大二甲醛的选择性。注意：催化剂可以通过加快反应速率，来提高单位时间内某反应的产率，但并不是

11、在任何情况下都可以提高 转化率。【习题6】NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。 已知：反应IAHi = - 905.0 kJ mol 1h/mnl520 fi1(l y/r4NH3(g)+502(g) Pt/Ru 4NO(g) + 6H2O(g)反应 n： 4NH3(g)+3O2(g) CuTO2 2N2(g) + 6H2O(g) AH2氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、Ho为分析某催化剂对该反应的选择性,在1 L密闭容器中充入 1 mol NH 3和2 mol O2,测得有关物质的量关系如图：该催化剂在高温时选择反应 （填1 ”或t ”

12、J 有利于提高NH3转化为N2的平衡转化率的措施有 （填字母）。A.使用催化剂 Pt/Ru B.使用催化剂 Cu/TiO 2E.降低反应温度C.增大NH3和O2的初始投料比D.投料比不变，增大反应物的浓度答案：I E解析：由图可知，该催化剂在高温时，生成的NO物质的量远大于氮气的，故该催化剂在高温下选择反应I使用催化剂不影响平衡移动，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，A错误；使用催化剂不影响平衡移动，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，B错误；增大NH3和O2的初始投料比，平衡常数不变，不影响催化剂对反应的选择性，C错误；投料比不变，增加反应物的浓度，平衡常数不变，不影响催化剂对反应的选择性，D

13、错NH3转化为N2平衡转化率，E正确。故选E。误；由图可知低温有利于氮气的生成，降低反应温度有利于提高4.注意催化剂的活性受温度的影响（尤其是酶），一般来说随温度升高，催化性的活性都会表现出先增大后减小的趋势，这主要是因为温度升高会破坏催化剂的结构导致其失活。【习题7】已知催化合成氨中催化剂的活性与催化剂的负载量、催化剂的比表面积和催化反应温度等因素有关，如图所示：货板n： 5%&_ Ui】；6坪 7领 XM 巩Ml温度IE 不同一a注-剧催制-怪曲一实验表明相同温度下，负载量5%催化剂活性最好，分析负载量 9%与负载量1%时，催化剂活性均下降的可能原因是。在上图中用虚线作出负载量为3

14、%的催化剂活性变化曲线 。【答案】载量1%时，则负载量过低导致催化活性降低，负载量9%负载量虽高但催化剂的比表面积会降低而使催化活性降低【解析】负载量较低时，提供催化活性中心的活性位点不足，可能导致催化剂活性不够，负载量过高，催化剂的比表面积会降低，导致催化剂活性中心位点过于拥挤，可能导致空间坍塌影响催化活性，故答案为：负载量1%时，则负载量过低导致催化活性降低 ，负载量9%负载量虽高但催化剂的比表面积会降低而使催化活性降低；负载量为3%小于负载量5%,并且已知负载量1%时活性低于5%负载量，负载量为 9%时高于负载量为 1%的催化剂活性，但1%的负载量与9%的负载量所体现的催化活性及其接近，

15、可推知低负载量对于催化剂活性的影响较之于高负载量对于催化剂活性的影响更大，则3%负载量的催化剂活性应介于 5%与9%之间的负载量之间的活性，所以作图为:I 修 L -1 J 工 上 J 上 工 航SM UD JIM 不胃鼻峰臂中事此特别关注：深刻理解催化剂与转化率或产率的关系,图像没有说明的话1 .转化率（或产率）分为平衡前转化率（或平衡前产率）和平衡转化率（或平衡产率） 要从这两个角度分析：即平衡前和平衡后2 .催化剂影响平衡前转化率（或平衡前产率），速率越快，平衡前转化率（或产率）就越高；而催化剂不影响平衡，所以不影响平衡转化率（或平衡产率）3 .若图像中仅涉及转化率（未强调是否平衡），那

16、就要分情况讨论，是全程都未平衡还是某部分平衡（比较复杂）【习题8】1, 2-二氯丙烷（CH2CICHCICH 3）是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产 物为3-氯丙烯（CH2=CHCH2Cl）,反应原理为：I. CH2=CHCH 3（g）+Cl2（g）CH2CICHCICH 3（g） ?Hi=-134kJ mol-1II. CH2=CHCH 3（g）+Cl 2（g） CH2=CHCH2Cl（g）+HCl（g） ?H2=-102kJmol-1某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得 CH2C1CHC

17、1CH 3的产率与温度的关系如图所示。p点是否为对应温度下 CH2C1CHC1CH 3的平衡产率， （填是"或否”）判断理由是。【答案】否因为生成CH2C1CHC1CH 3的反应为放热反应，温度越低平衡转化率越高，而450c的产率高于p点产率，所以p点不是对应温度下 CHzClCHClCH 3的平衡产率【解析】p点不是对应温度下 CH2ClCHClCH 3的平衡产率，因为生成 CH2ClCHClCH 3的反应为放热反应，温度越低平衡转化率越高，而450 c的产率高于p点产率，所以p点不是对应温度下 CHzClCHClCH 3的平衡产率。答案为：否；因为生成CH2ClCHClCH 3的

18、反应为放热反应，温度越低平衡转化率越高，而450c的产率高于p点产率，所以p点不是对应温度下 CH2ClCHClCH 3的平衡产率；【习题9】甲醇水蒸气重整制氢（SRM）是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源，当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量，以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下:反应 I CH3OH（g）+H 2O（g）fcCO2（g）+3H2（g） AH1反应 n ch 30H（g）CO（g）+2H 2（g） AH2反应 出 CO(g)+H 20(g)5=tCO2(g)+H 2(g) AH3其对应的平衡常数分别为Ki、K2、K3,其中K2、K3随

19、温度变化如下表所示:125C225 c325 cK20553518589939.5K31577137.528.14在常压、Cat.1催化下，CH30H和H20混和气体(体积比1 ： 1.2,总物质的量2.2mol)进行反应，ti时刻测 得CH30H转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示( CO、CO2的选择性：转化的 CH30H中生 成CO、CO2的百分比)。220 痴加0盘300反应道WUC却 M 糊 司I0O9S明85的注：曲线a表示CH30H的转化率，曲线 b表示CO的选择性，曲线 c表示CO2的选择性 下列说法不正确的是。 A.反应适宜温度为 300 cB.工业生产通常在

20、负压条件下进行甲醇水蒸气重整C.己知Cat.2催化剂具有更高催化活性，可提高甲醇平衡转化率D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率【答案】ABC【解析】A .反应温度在260c和300c之间时，甲醇的转化率几乎不发生变化，二氧化碳的选择性降低，一氧化碳的选择性提高，所以反应适合的温度不是300 C,故错误；B.负压相对于大气压降低，相当于大气压对体系加压，有利于反应向压强降低的方向进行，即有利于反应逆向进行， 会导致氢气的产率降低， 故错误；C.催化剂不能改变化学平衡状态，对于某温度下的平衡转化率，催化剂不能改变该温度下的反应的平衡状态，只能缩短达到平衡的的时间，故错误；D. 260c之前，随

21、着温度升高，甲醇的转化率增大，260之后，随着温度升高，甲醇的转化率几乎不变， 说明260c之前催化剂起着一定的性能，260c之后催化性能降低， 对于260c之前的过程，添加氧化钙的复合催化剂可提高氢气产率，故正确。【与转化率有关的图像】、基于教材对转化率的常规认知4Hd(g)+O 2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比【习题1】Deacon发明的直接氧化法为：c(HCl) : c(O2)分别等于1:1、4:1、7 ： 1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数 K (300C) K (400C)(填大于”或小于")。设HCl初始浓度为co

22、,根据进料浓度比c(HCl) : c(O2)=1 ： 1的数据计算K (400C) = (列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl) ： c(O2)过低、过高的不利影响分别是【答案】大于22(0.42)(0.42)4-(1 0.84)(1 0.21)c0O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低【解析】根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则 K(300 C)>K(400 C);由图像知，400c时，HCl平衡转化率为84%,用三段式法对数据进行

23、处理得：4HCl(g)O2(g) 2cl2(g) 2H 2O(g)_ 2_ 2K= (0.42)4 (0.42) (1 0.84)(1 0.21)c0起始(浓度)CoCo00变化(浓度)0.84coO.21coO.42coO.42co平衡(浓度)(1-O.84)Co(1-O.21)coO.42coO.42co;根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致 HCl转化率较低。【习题2】CO2催化加氢合成二甲醛是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应:反应 I : CO2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g

24、)AH =+41.2 kJ mol-1反应 II : 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H 2O(g)AH =- 122.5kJ mol-1200 MO 2KU 320360在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:2 CH3OCH3的物质的量CH30cH 3的选择性=反应的s2的物质的量M00%温度高于300 C , C02平衡转化率随温度升高而上升的原因220 C时，在催化剂作用下 C02与H2反应一段时间后，测得 CH3OCH3的选择性为48% (图中A点)。不 改变反应时间和温度，一定能提高CH3

25、OCH3选择性的措施有 。【答案】反应I的AH>0,反应II的AHV0,温度升高使 CO2转化为CO的平衡转化率上升，使 C02转 化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度增大压强，使用对反应 n催化活性更高的催化剂【解析】根据反应方程式，反应 I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，反应II为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，CO2的转化率降低，根据图像，上升幅度超过下降幅度， 因此温度超过300c时，CO2转化率上升。图中A点CH3OCH3的选择性没有达到此温度下平衡时 CH3OCH3的选择性，依据 CH3OCH3选择性公式， 提高

26、CH3OCH3选择性，不改变反应时间和温度时，根据反应 II,可以增大压强，或者使用对反应 II催化活性更 高的催化剂。【习题3】工业上常用CO、CO2和H2合成甲醇燃料，其原理为： CO(g)+2H 2(g)CH 30H(g) A H<QCO2(g)+H 2(g)=i CO(g)+H 2O(g) A H>0当混合气体的组成固定时，CO平衡转化率(”与温度和压强的关系如图所示。试解释CO平衡转化率随温度升高而减小的原因是 。【答案】升高温度时，反应为放热反应， 平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应, 平衡向右移动，产生 CO的量增大；反应的趋势更大，总结果，随温度

27、升高，使CO的转化率降低。、实际工业生产的转化率分析【习题4】某研究小组探究催化剂对 CO、NO转化的影响。将 NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化 剂进行反应。在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO ,发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) AHi= 746.5 kJ/mol,相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。温度低于200c时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为 ; a 点 (填 是"或 不是”)对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由：【答案】温度较低时，催化剂的活性偏低不

28、是250 c之后，温度继续升高，反应速度更快，单位时间内反应达到平衡后时间仍有剩余因此又逆移，因此图像上的脱氮率应小于真实的平衡脱氮率。【解析】从图中可知，曲线 I在250 c时，脱氮率最高，温度低于 200C,脱氮率低，说明化学反应速率慢，催化剂的活性低；催化剂不改变平衡移动，a点的脱氮率在曲线中不是最高的点，说明并没有达到平衡，对于曲线I来说，250c之前温度升高，反应速度加快，单位时间内反应物转化率提高，因此曲线呈现上升趋势；250c时单位时间内恰好平衡，此时该温度该时间内转化率最大；250c之后，温度继续升高，反应速度更快，单位时间内反应达到平衡后时间仍有剩余因此又逆移，因此图像上的脱

29、氮率应小于真实的平衡脱氮率。0100 200 300 400 50() 6W血度既100SO604020【习题5】在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示。下列说法正确的是A.反应 2NO(g)+O 2(g)=2NO2(g)的 A H>0B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C.图中Y点所示条件下，增加 02的浓度不能提高NO转化率D. 380c下，c起始(02)=5.0 10-4 mol L-1, NO 平衡转化率为 50%,则平衡常数K>2000E.改编思考：虚线指的是什么？【答案】BD【解析

30、】A项，随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高 NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，？H<0,故A错误；B项，根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C项，丫点，反应已经达到平衡状态，此时增加 。2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D项，设N。起始浓度为amol/L, NO的转化率为50%,则平衡时N。、。2和NO2的浓度

31、分 别为 0.5amol/L、(5 M0-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L ,根据平衡常数表达式c2(NO2)(0.5a)21K= -2一- ;2J>4=2000,故D正确；E项，虚线表示相同条件下NO的c2(NO) c(O2) (0.5a)2 (5 10 4 0.5a) 5 104平衡转化率随温度的变化。三、转化率和产率的关系【习题6】丙烯睛(CH2=CHCN )是一种重要的化工原料，工业上以氨、丙烯、氧气为原料，在催化剂存在 下生成丙烯睛(C3H3N)的热化学方程式如下：C#5(gLNHmg)-*。：陪尸0川(§)+3日;0©AH= -515 kJ

32、mol-1上图为在相同压强下，经过相同反应时间测得的丙烯睛产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为 460C。高于460c时，丙烯睛的产率降低可能的原因是：有副反应发生，, O【答案】反应未达到平衡，但催化剂活性降低460 c后反应达到平衡，升高温度，上述平衡向逆反应方向移【解析】因为该反应为放热反应， 平衡产率应随温度升高而降低， 反应刚开始进行，尚未达到平衡状态，460c 以前是建立平衡的过程，所以低于 460c时，丙烯睛的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460c时，丙烯睛产率降低；另外催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，催化剂活性降低，转化率也降低。【习题7】丁烯是一种重要

33、的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4HI0(g尸C4H8(g)+H2(g)AH1 = +123 kJ mol 1下图为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链煌类化合物。丁烯产率在590 C之前随温度升高而增大的原因可能是 、; 590 C之后，丁烯产率快 速降低的主要原因可能是 。|加 Ml Krn,加番H也却 反j崂耳度rr【答案】590c之前，升高温度，使反应同正反应方向进行丁烯产量增多；或温度升高反应速率加快，单位时间产生丁烯更多590 C之后，丁烯裂解生成短碳链类的速率加快使副产物增多【解析】根

34、据图像，590c之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过 590c时，由于丁烷高温会裂解生成短链煌类，所以参加反应的丁烷也就相应减少。【习题8】乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氢具有重要意义:热裂解反应：CH3COOH(g)一 2CO(g)+2H 2(g) AH=+213.7 kJ mol脱酸基反应CH 3COOH(g)- 2CH 4(g)+CO 2(g) AH= 33.5 kJ mol在密闭溶液中，利用乙酸制氢。其中温度与气体产率的关系如图：VN) 6»7111 也小氏降温度汽：约650

35、c之前，脱酸基反应活化能低速率快，故氢气产率低于甲烷;650c之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，热裂解反应速率加快，同时保持其他条件不变，在乙酸气中掺杂一定量的水，氢气产率显著提高而CO的产率下降，请用化学方程式表木： 。【答案】热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动，故氢气产率高于甲烷CO +H 2O(g) 2Hg) +CO2 (g)【解析】热裂解反应 CH3COOH(g)- 2CO(g)+2H 2(g)是吸热反应，热裂解反应正向移动，脱酸基反应CH3COOH(g)- CH4(g)+CO2(g)是放热反应，而脱酸基反应逆向移动。650c之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，

36、热裂解反应速率加快，同时热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动，故氢气产率高于甲 烷。CO能与水蒸反应生成二氧化碳和氢气，在乙酸气中掺杂一定量水， 氢气产率显著提高而 CO的产率下降,CO(g) +H 20(g)地)+ CO2 (g)【其他类型曲线】类型1 :温度、浓度、压强等条件对平衡的影响先说答题要领：叙述特点(反应特点或者容器特点)一外界条件的改变 一确定移动方向一得出最终结论【习题1】在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应2H2s(g)2H2(g) + S2(g) AH = + 169.8 kJ mol1 0下图为H2s气体的平衡转化率与温度、压强的关系。(1)图中压强(Pi、p2、

37、p3)的大小顺序为 ,理由是 。(2)该反应平衡常数大小：K(Ti)(填 法" T"或)K2),理由是(3)如果要进一步提高 H2s的平衡转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有 【分析】依述转点| W招动才向f 安平街W向朴劫Hr写的手意林正阜堆口山围停上乘.修就沦 f 相国温金.，八 条坤r的斗艳转化牵氏大，后布件下H蜴枸手册冷化率我小【答案】(1) P1p2Vp3该反应的正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，减小压强使平衡正向移动，H2s的平衡转化率增大，由图像上看，相同温度，p1条件下H2s的平衡转化率最大，p3条件下H2s的平衡转化率最小(2) v

38、该反应正向是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大(3)及时分离出产物【习题2】利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，主要反应如下:CO(g) + 2H2(g)CH30H(g) AH = - 99kJ molC02(g) + 3H2(g)CH30H(g) + H20(g) AH=- 58kJ molDCO2(g)+H2(g)CO(g) + H2O(g)AH=+ 41kJ mol合成气的组成 一nH一=2.60时体系中的CO平衡转化率 n(CO + CO2)a (CO疗温度和压;& (CO睡温度强的关系如图2所示。图中的压强pi、p2、p3由大到小的

39、顺序为升高而减小，其原因是 【答案】pi >p2>p3反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，a (CO喊小；反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，a (CO也减小【解析】相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以图 2中的压强由大到小顺序为 pi>p2>p3；反应为放热反应，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向正反应方向移动，产生 CO的量增大；因此最终结果是随温度升高，CO的转

40、化率减小。芝畀3彝3【习题3】已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：2CO2(g) + 6H2(g)=C2H50H(g)+3H2O(g) A H<。n H2(1)图1、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为起始时的投料比，即m = n；HI。n CO2图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为 ,判断依据是 。图2 中 mi、m2、m3从大到小的顺序为 ,判断依据是 。【答案】T3>T2>T1正反应放热，升高温度平衡逆向移动，温度越高，CO2的平衡转化率越小，所以T3>T2>T1mi>m2>m3保持n(CO2)不变，增大n(H2),

41、平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，所以 m1> m2> m3【解析】略类型2 :优选最佳条件需要逐步分析以下几个层面，先理清不同层面对最终结果的作用，然后选择有效信息进行分析物理量有几种 一代表什么含义 一变化趋势是单调还是非单调 一物理量之间的联系与关联【习题4】生物脱H2s的原理为：H2S+Fe2(SO4)3=S/2FeSO4+H2SO44FeSO4+O2+2H 2SO4 磕杆菌 2Fe2(SO4)3+2H2O由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为 。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是、一辞*.守3JO3【答案】30 C、pH=2.0蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)【解析

42、】根据图3可知，温度30左右时，氧化速率最大，根据图 4可知，pH=2.0时氧化速率最大，所以使用硫杆菌的最佳条件为 30、pH=2.0;若反应温度过高，硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降。【习题5】氨气制取尿素CO(NH 2)2的合成塔中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(l) + H2O(g)。下图为合成塔中不同氨碳比a n，NH3,和水碳比b n ;H2O，时二氧化碳的转化率n (CO2)n (CO2)(a。)b宜控制在(填字母)范围内。A. 0.60.7 B. 1 1.1 C. 1.51.6a宜控制在4.0左右，理由是。【答案】A 氨碳比等于4, CO2转化

43、率较高；当氨碳比大于4.0时，增大NH3的量，CO2的转化率增加不大，但生产成本提高了；氨碳比小于4.0时，CO2的转化率低【解析】控制变量，作垂直于横轴的一条直线交三条曲线于三点，转化率越高越好，所以选择Ao选择最佳氨碳比，可看最上面曲线的走势，整体增加，曲线先陡后平(略上升)，拐点右边，当氨碳比大于 4.0时，增大氨气的量，CO2转化率增加不大，但生产成本提高了；氨碳比太小，CO2转化率低。【习题6】工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法，反应原理为 4NH3(g)+4NO(g)+ 02(g) 4N2(g) + 6H2O(g)A H。SCR法除NO,投料比一定时有利于

44、提高NO平衡转化率的反应条件是 、。当反应温度过高时， 会发生以下副反应：2NH3(g) + 2O2(g)= N2O(g) + 3H2O(g) ；4NH3(g) +5O2(g尸二 4NO(g)+ 6H2O(g)。某科研小组通过系列实验，分析得出脱硝率与氨氮比N累表示氨氮比、温度的关系如图2、图3所示,从图2可以看出，最佳氨氮比为 2.0,理由是;由图3可知，当温度高于 405 c后，脱硝率会逐渐减小，原因是 。100即8070602103020100100908070605040302010。,292200并0加0 划 3仞3前2A0 1：00 120温净仪'图3IOO90HO7060

45、5040加20100&口口 OOQUOOa 19K765132IO【答案】降低温度减小压强 氨氮比从2.0到2.2时，脱硝率变化不大，但氨的浓度增加较大，导致生产成本提高当温度过高时，还会发生副反应生成N2O和NO【解析】4NH 3(g) + 4NO(g) + O2(g)=4N 2(g) + 6H2O(g) A H<0的正反应是气体体积增大的放热反应，投 料比不变时，若要提高 NO的平衡转化率，就要使化学平衡正向移动，可以采取降低反应体系的温度，也可以扩 大容器的容积使体系的压强减小等措施；根据图2可知，氨氮比从2.0到2.2,脱硝率变化并不大，但氨的浓度增加较大，必然会导致生产成本提高；由图 3可知，当温度高于 405 C后，脱硝率逐渐减小，是因为当温度 过高时，会发生副反应生成N2O和NO。类型3:从平衡角度(或其他原理角度)解释现象阅读情境，找出分析核心(存在的平衡体系)一找出信息中影响