2024届高三化学高考备考一轮复习训练化学反应调控-A试题

一轮复习——化学反应调控

1.工业上用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g).CH30H(g)AH<0oTJC时，此反应的平衡常数为

K(TJ=5O。此温度下，在一个2L的密闭容器中加入一定量CO和H2,反应2min测得各组分的浓度如

下，下列有关说法不正确的是

物质H2COCHQH

浓度/(molLW0.20.20.4

A.起始时加入H?的物质的量为2moi

B.此时正、逆反应速率的大小关系为匕E=丫逆

C.在TJC下达平衡后，若向容器中再加入0.4molCO和0.8molCH30H(g),平衡不移动

D.在2min后，温度由工。。变为工。。，反应达到平衡后，测得c(H2)=0」5mol/L,则温度T?〉］

2.在硫酸工业中，通过如下反应使SO2转化为SO3：2SO2(g)+O2(g).-2SO3(g)AH<Oo下列说法不正

确的是

A.为使SO?尽可能多地转化为SCh,工业生产中的反应温度越低越好

B.使用合适的催化剂可加快该反应的反应速率

C.通入过量的空气可以提高S02的转化率

D.反应后尾气中的SO?必须回收

3.在催化剂的作用下，氢气还原CO?的过程中可同时发生反应①②。

-1

@CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)A/71=-50kJ-mol

②CC)2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A//2=+41.1kJmor'

在恒温恒容密闭容器中，充入一定量的CO?及H?,起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压

的部分数据如下表所示。

n(CO2)/moln(H2)/moln(CH3OH)/moln(CO)/moln(H2O)/mol总压/kPa

起始0.50.90001.4p

平衡m0.3P

下列说法正确的是

A.反应①任意温度下均能自发进行

B.恒温恒容下，再充入0.5molCO?和0.9molH2,反应①平衡右移，反应②平衡不移动

C.m=0.1

D.反应②的平衡常数K=0.75

4.甲、乙均为1L的恒容密闭容器，向甲中充入ImolCEU和ImolCCh,乙中充入ImolCH4和nmolCCh,

在催化剂存在下发生反应：CH4(g)+CO2(g)Bg?>2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率随温度的变化如

图所示。下列说法不正确的是

A.n>1

B.873K时，向甲的平衡体系中再充入CO?、CPU各0.6mol,CO、H2各0.8mol,平衡向正反应方向移

动

C.773k时，该反应的平衡常数小于12.96

D.Ph的体积分数(p：<p(b)<(p(c)

(双选)5.对于如下反应，其反应过程的能量变化示意图如图：

编号反应平衡常数反应热

反应①A(g).B(g)+C(g)Ki△Hi

反应②B(g)+C(g)D(g)K2△H2

反应③

A(g).D(g)&△H3

下列说法正确的是

A.K3=KIK2B.加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快

C.△H3=AHI+△H2D.增大压强，Ki减小，K2增大，心不变

6.在容积为1L的恒容密闭容器中投入等物质的量的CCh(g)和H2(g),进行反应：CO2(g)+3H2(g)

-CH3OH(g)+H2O(g)oCO2、CHjOHo的物质的量随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是

A.a点时，体系中m(C)：m(H)=12：l

B.CO2的逆反应速率：vb>vc

C.c点时，CCh的转化率为50%

D.CH30H(g)和H2O(g)的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡

7.一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入CO、H2、CH3OH,发生反应

i(CO(g)+2H2(g)僵为CH30H(g)△H=akJ・moH),其中X、Y的物质的量与时间的关系如图所示，反应

进行Imin时三种物质的体积分数均相等。

▲nmo4

(DY为(填化学式)。

(2)0〜Imin时v(CO)为mol・L"・mirri。

(3)该温度下，该反应的平衡常数Kc=«

8.在一定条件下，将3molA和2molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应:

3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)o2min后该反应达到平衡，生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol/L,回

答下列问题：

(l)x=,0—2min内C的反应速率=。

(2)达到平衡时B的浓度为,A的转化率=o

(3)在恒温恒容的密闭容器中发生该反应，下列说法不能说明达到平衡状态的是。

a、消耗3molA的同时生成2molD

b、物质D(g)的物质的量浓度不变

c、混合气体的压强不变

d、混合气体的密度不变

e、混合气体的平均摩尔质量不变

9.CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:

(DCH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)AH=-75kJ-mol^1

1

C(s)+O2(g)-CO2(g)AH=-394kJmor

C(s)+|Ch(g尸CO(g)AH=-111kJ-mor1

该催化重整反应的AH=kJ-mol」,有利于提高CH4平衡转化率的条件是(填标号)。

A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入2moic打、1molCO?以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CCh

的转化率是50%,其平衡常数为mol2-L-2o

(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

积碳反应消碳反应

CH4(g)=C(s)+2H2(g)CO2(g)+C(s)=2CO(g)

AH/CkJ-mol1)75172

催化剂X3391

活化能/(kJ-mor1)

催化剂Y4372

①由上表判断，催化剂XY(填“优于”或“劣于”)，理由是

05

②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k-p(CH4).[p(CO2)]--(k为速率常数)。在p(CHQ

一定时，不同P(CC>2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则Pa(C02)、Pb(C02)、Pc(CO2)从大到小的顺序

0481216

反应时间min

10.合成气(主要成分为CO、H2及少量CO、H2O)在工业上有广泛用途。合成甲醇的主要反应为：

n(CO)1

CO(g)+2H2(g)峰为CH30H(g)AH<0o将CO与H2混合气体充入密闭容器中，投料比FT二T，测得

平衡时混合气体中CH30H的物质的量分数[(p(CH30HK)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。

⑴「、pi时，CO的转化率为(保留3位有效数字)；压强平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓

度计算，分压=总压x物质的量分数，用含pi的代数式表示)。在该条件下，若CO、H2、CH30H气体的起

始物质的量之比为2：1：2,则反应开始时v(CO)正v(CO)逆。

(2)恒温恒容条件下，下列叙述不能说明反应达到化学平衡状态的是。

A.CO、H2的物质的量浓度不再随时间的变化而变化

B.混合气体的平均摩尔质量不再随时间的变化而变化

C.混合气体的密度不再随时间的变化而变化

D.若将容器改为绝热恒容容器时，平衡常数K不随时间变化而变化

11.水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。

1

水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)；p=±CO2(g)+H2(g)A//=-41.2kJmol-

该反应分两步完成:

1

3Fe2O3(s)+CO(g).•2Fe3O4(s)+CO2(g)△%=47.2kJ-mor

2Fe3O4(s)+H2O(g)-3Fe2O3(s)+H2(g)\H2

请回答：

⑴A”2=kJ-mor'o

⑵恒定总压1.70乂?2和水碳比［11（凡0）/1190）=12:5］投料，在不同条件下达到平衡时CO,和H2的分压（某

成分分压=总压x该成分的物质的量分数）如下表:

p(CO,)/MPap(H2)/MPap(CH4)/MPa

条件10.400.400

条件20.420.360.02

①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K=

②对比条件1,条件2中HZ产率下降是因为发生了一个不涉及CO,的副反应，写出该反应方程式—。

（3）下列说法正确的是

A.通入反应器的原料气中应避免混入O?

B.恒定水碳比［n（HQ）/n（CO）］,增加体系总压可提高H?的平衡产率

C.通入过量的水蒸气可防止Fe,O4被进一步还原为Fe

D.通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率

（4）水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热

（如图1所示），保证反应在最适宜温度附近进行。

图1图2图3

①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是

A.按原水碳比通入冷的原料气B.喷入冷水(蒸气)C.通过热交换器换热

②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线―。

(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及

产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是o

12.用太阳能电池电解水得到的H2,再与CO?反应生成甲醇，是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。合

成甲醇过程中主要发生以下反应：

1

i.CO2(g)+3H2(g)CH,OH(g)+H2O(g)AH,=-49.4kJ-morKpl

ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41.1kJ-mor'Kp2

iii.CO(g)+2H2(g).CH,OH(g)AH,Kp3

(1)①反应iii自发进行的条件是:

(2)&3=(Kp-K屋表示)。在3.0MPa,有催化剂的条件下，向密闭容器中充入ImolCO?和3m。1凡，

CO?的平衡转化率与CHQH、CO的选择性随温度的变化如图1所示，CHQH(或CO的选择性

n(CHQH或CO)

=,、、~——三—xl00%

11(CO2Kte-n(7CO2o

①图中Y曲线代表(填化学式)的选择性。

②C02的平衡转化率在250℃以后随温度升高而变大的原因：o

③3.0MPa,250c反应达到平衡后，%的物质的量为2.6mol,反应ii的K»2=。已知：对于气相反

应，用组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数，记作Kp,如p(B)=p-x(B),

P为平衡压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。

(3)在9.0MPa下，分别按照n(CO2)：n(Hj=l:3、n(CO):n(H2)=l:2的投料比在密闭容器反应相同时间，测

得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答:

120

1

8

-

«

«6

-

£4

460480500520540$60580

T/K

①下列说法正确的是。

A.其他条件不变，温度升高，甲醇的生成速率加快

B.其他条件不变，压缩容器体积增大压强，甲醇的产率增大

C.选用更高效的催化剂，可增加甲醇的生成速率和平衡转化率

D.反应iii低于500K时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度

②其他条件不变，只将投料比由n(COj:n(Hj=l:3改成n(CO2):n(CO):n(H2)=H:15,发现产物中水蒸气

物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡，请在图2中画出520K之前投料比为

n(COjn(CO):n(H2)=4:l:15时甲醇生成速率和温度的关系,

13.有机物T常用作添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烧A和B的液相反应制得，体系中同时

存在如下反应：

产

反应［CH2=C—C2H5+CH3OH=CH3cH2coe出

CH

3CH3

AT

口严"CH3CKHCH3+CH3OH=CH3cH2coeH,,,

反应II|IAH2=bUk1JT/mol

CH3CH3

BT

反应mABAH3=ckJ/mol

回答下列问题:

(1)写出a、b、c