北京版高考化学总复习专题十化学反应速率和化学平衡（试题练）教学讲解

1、高中化学专项复习PAGE PAGE 30机会只留给有准备的人，加油哦！专题十化学反应速率和化学平衡探考情悟真题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点化学反应速率1.了解化学反应速率的概念和表示方法。2.结合具体实例,理解外界条件对化学反应速率的影响。3.认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。4.通过催化剂实际应用的实例,了解催化剂在生活、生产和科学研究领域中的重大作用。2018北京理综,26 (1),27(3)(4)2016北京理综,8中化学实验方案的设计与分析化学平衡1.了解化学反应的可逆性和化学平衡建立的过程。2.理解化学平衡的含义。3.结合具

2、体实例,理解外界条件对化学平衡的影响。4.认识化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。2018北京理综,27(2)2017北京理综,26(1)2015北京理综,28较难化学反应与能量化学平衡常数及应用理解化学平衡常数的含义,并进行简单计算。2014北京理综,26 (2)中物质的量分析解读 高考对本部分内容的考查主要有化学反应速率的计算和化学平衡概念的分析,化学平衡状态的判断,外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响,以化学平衡常数为中心的计算等。题目多以图像、图表等形式呈现,侧重于各个知识点的综合考查。主要考查变化观念与平衡思想的学科核心素养。【真题探秘】破考点练考向【考点集训

3、】考点一化学反应速率1.(2018北京密云阶段测试,12)为比较Fe3+和 Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是()A.图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小B.若图1所示实验中反应速率为,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好C.用图2装置比较反应速率,可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间D.为检查图2装置的气密性,可关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位答案B2.(2018北京海淀期中,13)一定温度下,向10 mL 0.40 molL-1

4、 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示:t/min0246V(O2)/mL09.917.222.4资料显示,反应分两步进行:2Fe3+H2O2 2Fe2+O2+2H+,H2O2+2Fe2+2H+ 2H2O+2Fe3+,反应过程中能量变化如图所示:下列说法不正确的是()A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)=3.3310-2 molL-1 min-1B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率C.反应是吸热反应,反应是放热反应D.反应2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)的H=E1-E20答案C考点二化学平衡4.(2019北

5、京丰台期末,13)合成乙烯的主要反应:6H2(g)+2CO2(g) CH2 CH2(g)+4H2O(g)H0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是()A.L1L2B.X代表压强C.M、N两点对应的平衡常数相同D.M点的正反应速率v正小于N点的逆反应速率v逆答案D5.(2019北京石景山期末,13)常压下羰基化法精炼镍是工业上提纯镍的主要方法,其原理为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)H0.1a答案D8.(2019北京东城一模,11)高炉炼铁过程中发生反应:13Fe2O3(s)+CO(g) 23Fe(s)+CO2(g),该反应在不同温度下的平衡常数见下表温度

6、T/1 0001 1501 300平衡常数K4.03.73.5下列说法正确的是()A.增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量B.由表中数据可判断该反应:反应物的总能量生成物的总能量C.为了使该反应的K增大,可以在其他条件不变时,增大c(CO)D.1 000 下Fe2O3与CO反应,t min达到平衡时c(CO)=210-3 mol/L,则用CO表示该反应的平均速率为210-3答案B9.(2018北京海淀二模,11)HI常用作有机反应中的还原剂,受热会发生分解反应。已知443 时:2HI(g) H2(g)+I2(g)H=+12.5 kJmol-1。向1 L密闭容器中充入1 mol HI,

7、443 时,体系中c(HI)与反应时间t的关系如下图所示。下列说法中正确的是()A.020 min内的平均反应速率可表示为v(H2)=0.004 5 molL-1min-1B.升高温度,再次平衡时,c(HI)0.78 molL-1C.该反应的化学平衡常数计算式为K=0.7D.反应进行40 min时,体系吸收的热量约为0.94 kJ答案D炼技法提能力【方法集训】方法1化学反应速率及化学平衡图像的分析方法1.(2019北京海淀期中,14)丁烯(C4H8)是制备线性低密度聚乙烯(LLDPE)的原料之一,可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备:C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)H=+123 kJ

8、/mol。该工艺过程中生成的副产物有C、C2H6、C2H4、C4H6等。进料比n(氢气)n(丁烷)和温度对丁烯产率的影响如图图1图2下列分析正确的是()A.氢气的作用是活化固体催化剂,改变氢气量不会影响丁烯的产率B.丁烷催化脱氢是吸热反应,丁烯的产率随温度升高而不断增大C.随温度升高丁烯裂解生成的副产物增多,会影响丁烯的产率D.一定温度下,控制进料比n(氢气)n答案C2.某恒温密闭容器中发生可逆反应Z(?)+W(?)X(g)+Y(?)H,在t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中不正确的是()A.Z和W在该条件下一定不为气态B.t

9、1t2时间段与t3时刻后,两时间段内反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等C.若在该温度下此反应的平衡常数表达式为K=c(X),则t1t2时间段与t3时刻后X的浓度相等D.若该反应只在某温度T0以上自发进行,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大答案B3.下图中,表示2A(g)+B(g)2C(g)H0),该温度下K=0.263,下列有关该反应的说法正确的是()A.达到化学平衡状态时,若c(CO)=0.100 mol/L,则c(CO2)=0.026 3 mol/LB.若要提高CO的转化率,则应该加入适当过量的FeOC.若容器内压强不随时间变化,则可以判断该反应已达到化学平衡状态D.若生成56 g

10、Fe,则吸收的热量小于a kJ答案A7.已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数为400。此温度下,在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/(molL-1)0.440.60.6下列说法正确的是()A.a=1.64 B.此时刻正反应速率大于逆反应速率C.若起始时加入2a mol CH3OH,则达到平衡时CH3OH的转化率增大D.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明反应已达到平衡状态答案B【五年高考】考点一化学反应速率A组自主命题北京卷题组1.(2016北京理综,8,6分

11、)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是()A.抗氧化剂B.调味剂C.着色剂D.增稠剂答案A2.(2014北京理综,12,6分)一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)B.610 min的平均反应速率:v(H2O2)A。结合、反应速率解释原因:_。答案(3)SO2SO42-4HI-是SO2歧化

12、反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率反应比快;D中由反应产生的H+使反应加快B组统一命题、省(区、市)卷题组4.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是()A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B.反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于66.021023D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快答案C5.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图

13、所示。下列说法正确的是()A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大答案D6.(2014课标,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为H2O2+I- H2O+IO-慢H2O2+IO- H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98 kJmo

14、l-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A7.(2019课标,28,14分)水煤气变换CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:(1)Shibata曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。(2)721

15、时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A.0.50(3)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。可知水煤气变换的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_。(4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、p计算曲线a的反应在3090 min内的

16、平均速率v(a)=_kPamin-1。467 时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是答案(1)大于(2)C(3)小于2.02COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*)(4)0.004 7bcad8.(2018课标,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)(H1=48 kJmol-1),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如

17、图所示。343 K时反应的平衡转化率=_%。平衡常数K343 K=_(保留2位小数)。在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是_;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有_、_。比较a、b处反应速率大小:va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCk逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算答案(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.39.(2015课标,28,15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:(1)大量的碘富集在海藻中,用

18、水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为_。(2)上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)为_(3)已知反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)在716 K时,气体混合物中碘化氢的

19、物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120 x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为_。上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为_(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正=_min-1。由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为

20、_(填字母)。答案(1)MnSO4(或Mn2+)(1分)(2)4.710-7(2分)(3)299(2分)(4)0.1080.1080.78k正/K1.9510-3(每空2分,共4分)A、E(4分)考点二化学平衡A组自主命题北京卷题组1.(2013北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.B.t/2550100KW/10-141.015.4755.0C.D.c(氨水)/(molL-1)0.10.01pH11.110.6答案CB组统一命题、省(区、市)卷题组2.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶

21、液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是()A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ,可缩短反应达到平衡的时间答案D3.(2016四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数(CH4)A.该反应的焓变

22、H0B.图中Z的大小为a3bC.图中X点对应的平衡混合物中n(D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小答案A4.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()c/molL-1v/mmolL-1min-1T/K0.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.bv2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。答案(1)高温(

23、2)p4(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生(5)A、B、C(6)考点三化学平衡常数及应用A组自主命题北京卷题组1.(2011北京理综,12,6分)已知反应:2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分别在0 和20 下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如下图所示。下列说法正确的是()A.b代表0 下CH3COCH3的Y-t曲线B.反应进行到20 min末,CH3COCH3的v(0 C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2CO

24、H(CH3)2的n(0 )2.(2010北京理综,12,6分)某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=94。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。起始浓度甲乙丙c(H2)/mol/L0.0100.0200.020c(CO2)/mol/L0.0100.0100.020下列判断不正确的是()A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol/LD.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢答案CB组统一命题、

25、省(区、市)卷题组3.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A.温度T下,该反应的平衡常数K=4(B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的Hv(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反

26、应活化能较高答案(1)O2(2)53.130.06.010-2大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高13.4(3)AC8.(2015课标,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:化学键HHCOHOCHE/(kJmol

27、-1)4363431 076465413由此计算H1=_kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3=_kJmol-1。(2)反应的化学平衡常数K表达式为_;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母),其判断理由是_。图1图2(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”),其原因是_;图2中的压强由大到小为_,其判断理由是_。答案(1)-99+41(每空2分,共4分)(2)K=c(CH3OH)c(COa反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升

28、高变小(每空1分,共2分)(3)减小升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2分,共3分)p3p2p1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(每空2分,共4分)C组教师专用题组9.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g)平衡时,X、Y、Z的

29、体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为11D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 molL-1答案D10.(2014课标,26,13分)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”);100 时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s 时段,反应速率v(N2O4)为_molL-1s-1;反

30、应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。T_100 (填“大于”或“小于”),判断理由是_。列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是_。答案(1)大于0.001 00.36 molL-1(1分,2分,2分,共5分)(2)大于(1分)反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高(2分)平衡时,c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s2

31、=0.16 molL-1c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1K2=(0.16molL-1)20.020molL-1(3)逆反应对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动(每空1分,共2分)11.(2016四川理综,11,16分)资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案,制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其简化流程如下:已知:Ca5(PO4)3F在950 不分解;4Ca5

32、(PO4)3F+18SiO2+30C 2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题:(1)950 煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是_。(2)实验室过滤所需的玻璃仪器是_。(3)NH4NO3溶液能从磷矿中浸取出Ca2+的原因是_。(4)在浸取液中通入NH3,发生反应的化学方程式是_。(5)工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知25,101 kPa时:CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l)H=-271 kJ/mol5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g) Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)H=-937 kJ/mol则Ca5(P

33、O4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_。(6)在一定条件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为15,达平衡时,CO转化了56。若a kg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿,在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F 转化为P4,将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比13混合,则在相同条件下达平衡时能产生H2_kg。答案(1)CO2(2)漏斗、烧杯、玻璃棒(3)NH4+水解使溶液呈酸性,与CaO、Ca(OH)2反应生成(4)MgSO4+2NH3+2H2O Mg(OH)2+(NH4)2SO4(

34、5)Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l) 5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)H=-418 kJ/mol(6)ab12.(2016浙江理综,28,15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJmol-1CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H2某实验室控制CO2和H2初始投料比为12.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:T(K)催

35、化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比已知:CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJmol-1和-285.8 kJmol-1H2O(l) H2O(g)H3=+44.0 kJmol-1请回答(不考虑温度对H的影响):(1)反应的平衡常数表达式K=_;反应的H2=_kJmol-1。(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_。A.使用催化剂

36、Cat.1B.使用催化剂Cat.2C.降低反应温度D.投料比不变,增加反应物的浓度E.增大CO2和H2的初始投料比(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是_。(4)在下图中分别画出反应在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在_极,该电极反应式是_。答案(1)c(C(2)CD(3)表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响(4)(5)阴CO2+6H+6e- CH3OH

37、+H2O13.(2015浙江理综,28,15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:(1)已知:化学键CHCCC CHH键能/kJmol-1412348612436计算上述反应的H=_kJmol-1。(2)维持体系总压p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为,则在该温度下反应的平衡常数K=_(用等符号表示)。(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19),控制反应温度600 ,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的

38、量分数)示意图如下:掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_。控制反应温度为600 的理由是_。(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸气工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2 CO+H2O,CO2+C 2CO。新工艺的特点有_(填编号)。CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移不用高温水蒸气,可降低能量消耗有利于减少积炭有利于CO2资源利用答案(1)124(2)2(1-2(3)正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果600 ,乙

39、苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大(4)【三年模拟】时间:45分钟分值:100分一、选择题(每题6分,共48分)1.(2020届北京海淀期中,2)下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是()A.牛奶在冰箱里保存B.向玻璃中加入氧化铅C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎D.在糕点包装内放置小包除氧剂答案B2.(2020届北京海淀期中,6)一定温度下在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,下列说法正确的是()A.a点时,v(A)=v(B)B.反应开始到5 min,B的物质的量增加了0.

40、2 molC.反应的化学方程式为3A 2B+CD.反应开始到5 min,v(C)=0.04 mol/(Lmin)答案C3.(2020届北京海淀期中,10)在一氧化碳变换反应CO+H2O CO2+H2中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析不正确的是()A.使用催化剂,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加B.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加C.增大压强,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞几率增加D.增大c(CO),活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加答案D4.(2020届北京朝阳期中,13)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,在催化剂作用下可发生反应:2SiH

41、Cl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),在50 和70 时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列叙述不正确的是()A.该反应为吸热反应B.反应速率大小:vavbC.70 时,平衡常数K=0.1D.增大压强,可以提高SiHCl3的平衡转化率,缩短达到平衡的时间答案D5.(2019北京门头沟一模,12)80 时,1 L密闭容器中充入0.20 mol N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g)H=+Q kJmol-1(Q0),获得如下数据时间/s020406080100c(NO2)/molL-10.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是()A.升

42、高温度该反应的平衡常数K减小B.2040 s内,v(N2O4)=0.004 molL-1s-1C.100 s时再通入0.40 mol N2O4,达新平衡时N2O4的转化率增大D.反应达平衡时,吸收的热量为0.15Q kJ答案D6.(2019北京朝阳二模,10)乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器体积为1 L。下列分析不正确的是()A.乙烯气相直接水合反应的Hp2p3C.图中a点对应的平衡常数K=5D.达到平衡状态a、b所需要的时间:ab答案B7.(2019

43、北京西城一模,11)在不同条件下进行化学反应2A(g) B(g)+D(g),B、D起始浓度均为0,反应物A的浓度(molL-1)随反应时间的变化情况如下表:序号时间(min)温度()02040508001.00.670.500.50800 x0.500.500.50800y0.750.600.608201.00.250.200.20下列说法不正确的是()A.中B在020 min平均反应速率为8.2510-3 molL-1min-1B.中K=0.25,可能使用了催化剂C.中y=1.4D.比较、可知,该反应为吸热反应答案C8.(2019北京朝阳期末,14)向20 mL 0.40 molL-1H2O

44、2溶液中加入少量KI溶液:.H2O2+I- H2O+IO-;.H2O2+IO- H2O+O2+I-。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下。t/min05101520V(O2)/mL0.012.620.1628.032.7下列判断不正确的是()A.从图中可以看出,KI能增大H2O2的分解速率B.反应是放热反应,反应是吸热反应C.010 min的平均反应速率:v(H2O2)=9.010-3 mol(Lmin)-1D.H2O2在反应过程中既体现了氧化性,又体现了还原性答案B二、非选择题(共52分)9.(2020届北京朝阳期中,17)(11分)CO2资源化利

45、用的方法之一是合成二甲醚(CH3OCH3)。(1)CO2催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H=+41.2 kJmol-1反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)H=-122.5 kJmol-1其中,反应分以下两步完成,请写出反应的热化学方程式。_。2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-23.5 kJmol-1(2)L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是_。判断L1、L2的大小,并简述理由:_。(3)恒压

46、时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=2Ct 时,起始投入a mol CO2,b mol H2,达到平衡时反应消耗的H2的物质的量为_mol。温度高于300 ,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是_。答案(1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H=-49.5 kJmol-1(2)温度 L1L2,反应是气体分子数减少的反应,当温度一定时,增大压强,平衡正向移动,二甲醚平衡产率增大,故L1L2(3)3a40%76%反应的H0,反应的H”或“”),理由是_。若异丁烷的平衡转化率为40%,则平衡混合气中

47、异丁烯的物质的量分数最多为_%(保留小数点后1位)。(3)目前,异丁烷催化脱氢制备异丁烯的研究热点是催化活性组分以及载体的选择。下表是以V-Fe-K-O为催化活性物质,反应时间相同时,测得的不同温度、不同载体条件下的数据。温度/570580590600610以-Al2O3为载体异丁烷转化率/%36.4136.4938.4239.2342.48异丁烯收率/%26.1727.1127.5126.5626.22以TiO2为载体异丁烷转化率/%30.2330.8732.2333.6333.92异丁烯收率/%25.8827.3928.2328.8129.30说明:收率=生产目标产物的原料量原料的进料量由上表数据,可以得到的结论是_(填字母序号)。a.载体会影响催化剂的活性b.载体会影响催化剂的选择性c.载体会影响化学平衡常数分析以-Al2O3为载体时异丁烯收率随温度变化的可能原因是:_。答案(1)K=c(2)该反应是气体物质的量增大的反应,增大压强平衡逆向移动,由图可知,温度一定时,压强由p1变为p2,异丁烷的平衡转化