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课时规范练37

一、选择题:每小题只有1个选项符合题意。

1.如图是关于反应A2(g)+3B2(g)-2C(g)AH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是

()

正反应速率

逆反应速率

Oi

时间

A.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度

B.增大反应物浓度,同时使用催化剂

C.升高温度,同时加压

D.降低温度,同时减压

ggA

解析反应A2(g)+3B2(g)^=^2C(g)AH<0是正向气体体积减小的放热反应,图中r时刻改变条件的瞬

间/(正)增大,v(逆)减小,且v(正)>v(逆),平衡正向移动,随后逐渐变化直至最终相等,达到新平衡状态。

增大反应物浓度,v(正)增大,同时减小生成物浓度,v(逆)减小,平衡正向移动,A正确;增大反应物浓度,同

时使用催化剂,v(正)、v(逆)均增大,与题图不符,B错误;升高温度,同时加压,v(正)、v(逆)均增大,与题

图不符,C错误;降低温度,同时减压,v(正)、v(逆)均减小,与题图不符,D错误。

2.在密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

AH<0,只改变一个条件(T表示温度),下列叙述与图像相符的是()

A.ri>r2

BI可以表示压的体积分数

C.tl时刻之后化学平衡向正反应方向移动

D./i时刻改变条件是分离出部分NH3

fgc

解析:|升高温度,反应速率加快,先达到平衡,故A错误;升高温度,平衡向吸热方向移动,平衡逆向

移动,故升高温度,1的体积分数增大,B错误由时刻改变条件后支(正)>"(逆),则化学平衡向正反应方

向移动,C正确力时刻改变条件是增加反应物的浓度,D错误。

3.(2023山东聊城模拟)纳米铁是重要的储氢材料,可利用下列反应制得:

Fe(s)+5CO(g)-Fe(CO)5(s)

A//o在2.0L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48molCO分别在温度为,、T2时进行反应,测得

“(CO)、温度与时间的变化关系如图所示。

o

g

X0.480

8y——北

*008|.——T2

//min

下列叙述正确的是()

A.AH>0

B.K(Ti)<K(?y

C.温度为八时,反应的平衡常数K(T2)=0.08-5

D.温度为『时,反应达到平衡,缩小容器的容积再次平衡后c(CO)增大

答案:B

丽由题图可知,温度:Ti>%Ti时”(CO)高于72,说明升高温度,平衡逆向移动,则有AH<0,A错误;升

高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,则有K(Ti)<K(?y,B正确;温度为巴时,达到平衡M(CO)=0.08

mol,c(CO)=0.04molL」,则反应平衡常数为=0.04-5,C错误;温度为Ti时,由于温度不变,平

衡常数不变,故再次平衡后c(CO)不变,D错误。

4.在恒压条件下,NO和。2的起始浓度固定,催化反应相同时间,测得不同温度下NO的转化率如图中

实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()

100

<

3

O

N

°100200300400500600

温度/七

A.反应2NO(g)+O2(g)—2NO2(g)的AH>0

B.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O2的浓度不能提高NO转化率

D.380℃下,c起始(Ch)=5.OxIO"moi,L-i,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K<2000

答案:B

m:开始升高温度,反应未达到平衡,正向反应程度大,则NO转化率增大,250℃左右NO转化率达到

最高点后开始降低,说明平衡后,升高温度导致平衡逆向移动,则该反应为放热反应,A错误;X点未达

到平衡状态,此时反应正向进行程度大,延长反应时间,可以使NO转化率增大,B正确;Y点已达到平衡

1

状态,增大O2浓度导致平衡正向移动,NO转化率增大,C错误;令NO起始物质的量浓度为amol-L,

利用三段式法计算:

2NO+Ch2NO2

起始浓度

a5.0x10"0

(molL-1):

转化浓度

0.5(20.25〃0.5a

(mol-L-1):

平衡浓0.5a5.0x10"一0.25。0.5a

(mol-LTF):

个吗=------

K=51---------,当a=o时,K=2000,而NO起始物质的量不可能为0,则有K>2000,D错

CZ(NO)C(O2)5.0X10-0.25a

、口

1^1O

5.(2023湖北鄂东南名校联考)已知:N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)AH=-mkJ-mol10在2L密闭容器中

通入3mol氏和1mol史,测得不同温度下,NH3的产率随时间变化如图所示。下列有关说法正确的

是()

0O

9O

8O

乐/7O

(

K6O

N5O

B4O

3O

T2

2O

1O

510152025303540

时间/min

A.AH>0,7^>Ti

B.达到平衡时,Ti温度对应反应放出的热量为加kJ

C.平衡时,通入盘气平衡正向移动

D.平衡常数,&<r

假桐根据“先拐先平数值大”知,,<八,升高温度平衡逆向移动,AHO,A错误;该反应是可逆反应,转化

率达不到100%,达到平衡时温度对应反应放出的热量少于mkJ,B错误;平衡时,通入最气容器压强

增大,但是反应物和生成物的分压不变,平衡不移动,C错误;根据“先拐先平数值大”知,T1<T2,升高温度

平衡逆向移动,化学平衡常数减小,则有&<的,化学平衡常数只与温度有关,温度不变化学平衡常数不

变,b、C温度相等化学平衡常数相等,存在Ka<Kb=&,则平衡常数,Ka<Kc,D正确。

6.工业上可通过甲醇锻基化法制取甲酸甲酯(HC00CH3):CH30H(g)+CO(g)0HCOOCH3(g),在容积

固定的密闭容器中,投入等物质的量CH30H和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所

示。下列说法不正确的是()

9S

9.0

.5

逻5.

>95..0

395

/4.

094.0

3.

。95

93.0

7075808590

温度/七

A.增大压强,甲醇转化率增大

B.b点反应速率:v(正)=v(逆)

C.平衡常数:K(75℃)>K(85℃),反应速率:v(b)<v(d)

D.生产时反应温度控制在80-85°C为宜

fgB

解稠温度超过约83℃时,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明该反应是可逆反应油于该反应是

气体体积减小的反应,增大压强可以使平衡正向移动,即增大甲醇的转化率,A正确;题中说明该曲线是

测得相同时间内CO的转化率随温度变化的曲线,并非是在不同温度下的平衡转化率,b点之后,仍有

一段曲线表示CO的转化率随温度升高而升高,说明b点不是平衡状态,则此时正反应速率不等于逆

反应速率,B错误;温度超过83℃时,随着温度的升高,CO的转化率降低,则说明该反应是放热反应,对

于放热反应而言,温度越高,平衡常数K越小,故有K(75℃)>K(85℃),b点的温度比d点的低,故有

v(b)<v(d),C正确;根据题图可知,温度在80-85℃的范围内,CO的转化率最高,超过该温度范围,随着温

度的升高,CO的转化率降低,说明反应的最适温度在80~85℃之间,故生产时反应温度控制在

80-85℃为宜,D正确。

7.(2022湖南永州二模改编)335℃时,在恒容密闭反应器中CioH*⑴催化脱氢的反应过程如下:

反应1:CioHi8(l)''CioHi2(l)+3H2(g)AHi

反应2:CioHi2(l)^CioH8(l)+2H2(g)AH2

测得C10H12和C10H8的产率尤1和无2随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是()

A.使用催化剂能改变反应历程

B.更换催化剂,反应1、2的AHi、△为不变

C.8h时,反应1、2都未处于平衡状态

D.xi显著低于应说明反应2的活化能比反应1的大

fgD

解州催化剂参与反应降低活化能,能改变反应历程,A正确;催化剂不影响化学平衡,不能改变反应物

和生成物,故不能影响蛤变,B正确;8h时,根据图像判断反应1、2的产率没有达到最大,没有保持不

变,故未达到平衡状态,C正确;尤1显著低于血,说明在相同的条件下,反应1的反应速率比反应2慢,反

应1的活化能大于反应2的活化能,D错误。

8.(2023山东临沂模拟改编)在2L恒容密闭容器中,充入2.0molNO和2.0molSO2,在一定条件下发

生反应2NO(g)+2SO2(g)=N2(g)+2SO3(g),测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数(x)与温度的

关系如图所示。下列说法正确的是()

A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能

B.温度为Ti时,当2V正(S02)=v逆(N2)时反应达到平衡状态

C.温度为乃时,若反应经ts达到平衡,则V(N2)=(

D.b点时,往容器中再充入NO、SCh、N2、SO3各L0mol,再次平衡时尤(N2)增大

ggD

解析:升高温度,NO的物质的量分数增大,说明平衡逆向移动,则正反应放热,该反应正反应的活化能

小于逆反应的活化能,A错误。反应达到平衡状态,正、逆反应速率比等于其化学计量数之比,当v正

(SO2)=2IMN2)时反应达到平衡状态,B错误。温度为八时,反应达到平衡,SO3的物质的量分数为

40%,设N2的生成量为xmol,列出三段式:

2NO(g)+2SO2(g)0N2(g)+2SO3(g)

初始量/mol2200

转化量/mol2x2xX2x

平衡量/mol2-2x2-2xX2x

2moi

则有2办+2瓢2=°4解得W。若反应经/S达到平衡,则V(N2)=颦上=tmol-L-1-s-1,C错误。b点

2LXts

时,x(NO)=x(SO3),列出三段式:

2NO(g)+2SCh(g产=^N2(g)+2SO3(g)

初始量/mol2200

转化量/mollx2xX2x

平衡量/mol2-2x2-2xX2x

0,5mol,lmoL2

2-2x=2x,解得x=0.5,平衡常数K=悬]?雪i=l,往容器中再充入NO、SO2、N2>SO3各LOmol,此

(TT)x(TT)

1.5mol/2mol、2

时浓度商。=篇:蓝il=0-75<K=l,故平衡正向移动,x(N2)增大,D正确。

(TT)X(TTT)

9温度为T时,向容积为2L的刚性容器中充入1molCO2和一定量的小发生反应:CCh(g)+2H2(g)

—HCHO(g)+H2O(g),达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压x物质的量分数)与起始喘的关系如

图所示。已知:起始加入2m0IH2时溶器内气体的总压强为1.2。kPa。下列说法错误的是()

L

H

O

H

X

A.5min时反应到达c点,v(H2)=0.1mol-L1min1

B・随端增大,HCH。的平衡压强不断减小

C.b点时反应的平衡常数/号(kPa)1

D.c点时,再加入CCh(g)和印0值),使二者分压均增大0.20/7kPa,平衡正向移动

ggD

解析:|根据c点列出三段式:

CO2(g)+2H2(g)-HCHO(g)+H2O(g)

开始量/mol1200

转化量/molX2xXX

平衡量/mol1-x2-2xXX

则平衡时容器气体的压强为p(平衡尸亭xl.2pkPa,故p(HCHO)弓上xp(平衡尸六x亭xl.2pkPa=0.2p

DJ~XO-X3

11

kPa,得X=0.5,V(H2)=^^-=0.1mol-Lmin,A正确;随益普增大,平衡正向移动,CO2的转化率增大,

若H2的物质的量无限制增大,则HCHO的平衡压强肯定减小,B正确;温度不变,化学平衡常数不变,故

b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等,c点平衡下,p(CC>2)=黑xpkPa=0.2pkPa,同

理:p(H2)=0.4pkPa,p(HCHO)=J9(H2O)=0.2J9kPa,故品=含詈篝(kPa)-^^(kPa尸,C正确;c点时,再

加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.20〃kPa,此时。二提(kPa尸二七平衡不移动,D错误。

4P

10.(2023湖南长郡十五校联考)在容积为1L的密闭容器中,充入1molCCh和3molH2,在500℃时发

生反应:CO2(g)+3H2(g)0cH30H(g)+H20(g)

A//<0oCH30H的浓度随时间变化如图所示,下列说法不正确的是()

7

3

O

S

H(、

O

K

O

9)

1

A.从反应开始到10min时,H2的平均反应速率v(H2)=0.15mol-L^min

B.从开始到25min,CO2的转化率是70%

C.其他条件不变,将温度升到700℃,再次达平衡时平衡常数减小

D.在20min改变条件,25min达到新的平衡,可能是增大压强

HJD

解析:|O-1Omin内c(CH3(DH)增大0.50moLL”,则有v(CH3(DH)="黑炉=0.05moLLAmin",根据反应

速率与化学计量数的关系可得:V(H2)=3V(CH3OH)=0.15mol-L'mm'A正确;0~25min内GCEOH)增

大0.70molLi,反应生成0.70molCH3OH,根据方程式可知,同时消耗0.70molCChMJCO2的转化率

为孚乎xlOO%=7O%,B正确;其他条件不变,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确油题图可

lmol

知,20~25min内增大压强,平衡正向移动,“CHsOH)应瞬间增大,而不是逐渐增大,D错误。

11.(2023湖南湘西州模拟改编)工业上用C6H5cl和H2S的高温气相反应制备苯硫酚(C6H5SH),同时有

副产物C6H6生成:

I.C6H5Cl(g)+H2s(g)0c6H5sH(g)+HCl(g)AHi

IIC6H5Cl(g)+H2s(g)-C6H6(g)+HCl(g)+&8(g)AH2

使C6H5cl和H2S按物质的量1:1进入反应器,定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量,

得到单程收率(生曹黑黑器黑料量。。%)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是

XI)

40

3o

2o

1O

0

500540590645700

T/℃

A.AHI<0,AH2<0

B.反应n的活化能较大

C.590℃以上,随温度升高,反应I消耗H2s增多

D.645℃时,反应I的化学平衡常数K=l

fgB

解析:|温度大于590°C时,随温度升高,苯硫酚的单程收率降低,说明随温度升高,苯的单程收率

增大,则A“2>0,A错误。温度较低时,苯的单程收率小,说明II反应速率小,11的活化能较大,B正确。

590°C以上,随温度升高,苯硫酚的单程收率降低,反应I消耗H2s减少,C错误。设通入氯苯、H2s的

物质的量各为1mol,645℃时,苯硫酚的单程收率为20%、苯的单程收率为20%,则反应I消耗0.2

molC6H5cl和0.2molH2S,生成0.2molC6H5sH和0.2molHC1;反应II消耗0.2molC6H5cl和0.2

molH2S,生成0.2molC6H6、0.2molHC1及0.025molSs;容器中含有0.6molC6H5CI、0.6molH2S>

丝X丝0

0.2molC6H5SH、0.4molHC1;反应I的化学平衡常数为备=?,D错误。

-rx-r

二、非选择题

12.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:

①2c4H8(g)--2C3H6(g)+C2H4(g)AH>0

②2cH30H(g)—>C2H4(g)+2H2(Xg)AH<0

③C2H4(g)+C4H8(g)—*2C3H6(g)

AH<0

已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。

(1)图1是C3H6及某些副产物的产率与耳嘿的关系曲线,最佳的哼嘿约为。

九(C4H8)九(C4H8)----------------

(2)图2是某压强下,将CH30H和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分

数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低,其原因可

C

40

s

K二

J

20

fe3

详500600700800

温度/七

图2

答案")1.0

(2)300-500℃时,丁烯裂解(反应①)为主要反应,是吸热反应,升高温度,平衡正移,使C3H6的体积分数

增大;温度高于500℃时,反应②③均为主要反应,是放热反应,升高温度,平衡逆移,使C3H6的体积分数

降低,同时温度升高易发生副反应,C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、。等,使C3H6的体积分数

降低

艇桐⑴由题图1可知,当端等约为L。时的产率最高。

13.(2023广东六校联盟联考)二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。

I.CO2可以与H2反应合成C2H4,该转化分两步进行:

:fi1

@CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+41.3kJmol

②2co(g)+4H2(g)^^C2H4(g)+2H2(D(g)A/7=-210.5kJ-mol'1

(l)C02与印反应合成乙烯的热化学方程式为—o

⑵一定条件下的密闭容器中,要提高C02合成乙烯的转化率,可以采取的措施是(填序

号)。

①减小压强②增大H2的浓度③加入适当催化剂④分离出H20(g)

(3)已知温度对CCh合成乙烯的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是.

(填序号)。

100150200250300350400

温度/七

①N点的速率最大

②M点的平衡常数比N点的平衡常数大

③温度低于250。。时,随温度升高乙烯的平衡产率增大

④实际反应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率

II.研究表明CCh和凡在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)-

CH30H(g)+H2O(g)[反应①]。一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入2.0molCO2和4.0mol比,在不

同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CCh的转化率随温度变化如图所示:

O%

S

8

(4)催化效果最佳的是催化剂(填或"C”)。

(5)温度为72时,若反应进行10min达到图中a点状态,用CCh的浓度表示的反应速率

V(CO2)=O

(6)图中b点已达平衡状态,则该温度下反应的平衡常数K==

⑺在某催化剂作用下,82和H2除发生反应①外,还发生如下反应:CO2(g)+H2(g)=

CO(g)+H2O(g)[反应②]。维持压强不变,按固定初始投料比将CCh和比按一定流速通过该催化剂,经

过相同时间测得如下实验数据:

T/KCO2实际转化率/%甲醇选择性/%

54312.342.3

55315.339.1

注:甲醇的选择性是指发生反应的C02中转化为甲醇的百分比。

表中数据说明,升高温度co2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是。

1

答案:(1)2CO2(g)+6H2(g)^^C2H4(g)+4H2O(g)A//=-127.9kJ-mol'

⑵②④⑶②(4)A

(5)0.06mol-L'min1

(6)112.5(7)升高温度,反应①②的反应速率均加快,但反应②的反应速率变化更大

髭桐⑴由①x2+②可得反应:2CC>2(g)+6H2(g)^^C2H4(g)+4H2O(g),根据盖斯定律,则有AH=(+41.3

kJ-mol1)x2+(-210.5kJ-mol")=-127.9kJ-mol1»

(2)增大H2的浓度,平衡正向移动,CO2的转化率提高,②正确;分离出也0色),平衡正向移动,CO2的转

化率提高,④正确。

(3)题图中N点催化剂的催化效率较低,反应速率并非最大,①错误;升高温度,平衡逆向移动,平衡常数

减小,故M点的平衡常数比N点的平衡常数大,②正确;由题图可知,随温度升高,COz平衡转化率逐渐

降低,则乙烯的平衡产量减小,③错误油题图可知,250℃时催化剂的催化效率最大,在较低温度下进

行反应,催化剂的催化效率较低,反应速率较小,单位时间内乙烯产量降低,④错误。

⑸温度为八时,若反应进行10min达到图中a点状态,CO2的转化率为60%,则有

-1

.1.0molLx60%„„,,T1.1

v(CO2)=————-----=0.06mol-L-min-o

(6)题图中b点已达平衡状态,CO2的转化率为60%,则有

CO2(g)+3H2(g),一CH30H(g)+H20(g)

起始浓度

1.02.000

(mol-L-1)

转化浓度

0.61.80.60.6

(mol-LT)

平衡浓度

0.40.20.60.6

(mol-LT)

n八2

则该温度下反应的平衡常数K=°.23X°『12.5。

14.(2023山西太原期末)水煤气变换:CO(g)+H2O(g)0co2(g)+H2(g)AH<0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:

⑴将一定量的CO(g)和H2O(g)充入某恒容密闭容器中,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO的

转化率与温度的变化如图1所示,点1~3中,达到平衡状态的点是;降低水煤气变换反应活

化能效果最差的催化剂是(填“I”“11”或“III”)。

・催化剂I

△催化剂n

▲催化剂in

TiTT7;T

23T/K5

图1

(2)对于反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),采用催化齐1JI,在1073K和973K时,在恒容密闭容器

中充入等物质的量的CO(g)>H2O(g),CO的转化率随时间变化的结果如图2所示。

3O

5

52

岁0

口5

0

S1O

J5

//mi

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