2022届高考化学二轮教学案-题型三化学反应原理综合题逐空特训

化学反应原理逐空特训A组(30分钟)1．近年来，有机液体氢化物储氢技术已被认为是长距离、大规模氢能输送的有效手段。其中某制氢、储氢系统包括制氢、加氢、释氢三个阶段。回答下列问题：释氢一定条件下，环己烷的气相脱氢反应为(g)(g)＋3H2(g)ΔH>0。(1)恒压下，环己烷起始浓度相同时，该反应在有、无分子筛膜时环己烷的平衡转化率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2。环己烷平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______________________________________。A点环己烷平衡转化率高于B点的原因为___________________________________________。(2)某温度下，恒容密闭容器中，若环己烷的起始物质的量浓度为amol·L－1，达到平衡时，H2的产率为b，则该温度下反应的平衡常数K＝______________________________________(用含a、b的代数式表示)。答案(1)该反应正反应为吸热反应，升温平衡正向移动，环己烷平衡转化率增大相同温度下，分子筛膜能从反应体系中不断分离出H2，有利于反应正向进行，故A点环己烷平衡转化率高于B点(2)eq\f(27a4b4,a1－b)(或eq\f(27a3b4,1－b))解析(1)(g)(g)＋3H2(g)ΔH＞0，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，环己烷平衡转化率增大；相同温度条件下，分子筛膜能从反应体系中不断分离出H2，有利于平衡正向移动，因此A点环己烷平衡转化率高于B点。(2)某温度下，恒容密闭容器中，若的起始物质的量浓度为amol·L－1，达到平衡时，H2的产－1，因此该温度下反应的平衡常数K＝eq\f(ab×3ab3,a1－b)＝eq\f(27a3b4,1－b)。2．在T℃、压强为3.6MPa条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：反应20min达到平衡，试求0～20min内氨气的平均反应速率v(NH3)＝________MPa·min－1。该温度下N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)以分压表示的平衡常数的计算式Kp＝_______________。若起始条件一样，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时H2的含量符合上图中________点(填“d”“e”“f”或“g”)。答案0.02eq\f(\f(1,9)×3.6MPa2,\f(2,9)×3.6MPa×\f(2,3)×3.6MPa3)(或eq\f(0.42,0.8×2.43)MPa－2)g解析v(NH3)＝eq\f(\f(1,9)×3.6MPa,20min)＝0.02MPa·min－1；根据题中图像数据得出Kp＝eq\f(p2NH3,pN2·p3H2)＝eq\f(\f(1,9)×3.6MPa2,\f(2,9)×3.6MPa×\f(2,3)×3.6MPa3)＝eq\f(0.42,0.8×2.43)MPa－2；起始条件一样，在恒容容器中发生反应，相对于恒压状态，物质浓度减小，反应速率减慢，且平衡左移，H2的百分含量增大，所以g点符合要求。3．(1)用催化转化装置净化汽车尾气，装置中涉及的反应之一为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图所示的曲线。催化装置比较适合的温度和压强是________________。(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示，在eq\f(nNO,nCO)＝1条件下，最佳温度应控制在________左右。(3)工业上用AlSiFe合金在一定条件下还原白云石[主要成分为CaMg(CO3)2]可制取金属镁。实际生产中镁的还原率在不同条件下的变化曲线如图1、2所示。①实际生产中通过添加氟盐来提高镁的还原率，选择最佳的氟盐及添加量是__________。②温度一般控制在1140℃，原因是_______________________________________________。(4)氨气制取尿素[CO(NH2)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[eq\f(nNH3,nCO2)]和水碳比b[eq\f(nH2O,nCO2)]时二氧化碳转化率(α)。b宜控制在______范围内(填字母)。A．0.6～0.7 B．1～1.1C．1.5～1.6a宜控制在4.0左右，理由是_____________________________________________________。答案(1)400K、1MPa(2)870K(860～880K内都可以)(3)①CaF2、3%②该温度时，镁还原率已接近90%，温度低还原率低，温度太高能耗高(4)A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－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。(1)列式计算乙烯气相水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp：_______________________________________________________________________________________________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为______________，理由是____________________________________________________________________________________________________。(3)气相直接水合法常采用的工艺条件：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃、压强6.9MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_____________________________________。答案(1)设起始时C2H4和H2O(g)的物质的量均为nmol，则Kp＝eq\f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq\f(\f(20%np,2n－20%n),\f(80%np,2n－20%n)2)MPa－1＝eq\f(20×180,802×7.85)MPa－1≈0.07MPa－1(2)p1＜p2＜p3＜p4正反应方向是气体分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高(3)将产物乙醇液化移去，增加n(H2O)∶n(C2H4)解析(2)增大压强，平衡将正向移动，能提高C2H4的转化率，故利用图像可知压强：p1＜p2＜p3＜p4。5．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(1)向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g)，800℃时测得部分数据如下表。t/min01234n(H2O)/mol1.201.040.900.700.70n(CO)/mol0.800.640.500.300.30则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为___________________________________；该温度下反应的平衡常数K＝________________(小数点后保留2位有效数字)。(2)相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，此时v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。(3)已知该反应在不同的温度下的平衡常数数值如下表。t/℃70080083010001200K1.671.191.000.600.38某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：3c(CO)·c(H2O)＝5c(H2)·c(CO2)，判断此时的温度是________。答案(1)0.075mol·L－1·min－11.19(2)<(3)1000℃解析(1)v(H2)＝v(H2O)＝eq\f(1.20－0.90mol,2L×2min)＝0.075mol·L－1·min－1，由表格数据可知3min后达到平衡，根据“三段式”可计算平衡时：n(H2)＝0.50mol，n(CO2)＝0.50mol，K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(\f(0.50,2)×\f(0.50,2),\f(0.30,2)×\f(0.70,2))≈1.19。(2)Q＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(1×1,0.5×0.5)＝4＞K，故平衡逆向移动，v正＜v逆。(3)由关系式可知K＝eq\f(3,5)＝0.60，对应温度为1000℃。6．二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。(2)根据图中点A(440K,0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝_________________MPa－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。答案(1)dc小于(2)eq\f(0.1×0.394×0.1×\f(0.39,4),0.1×0.396×0.1×\f(0.39,3)2)(或eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393))解析(1)由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比，由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1∶3，d和b表示的物质的物质的量分数之比为1∶4，则表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c；由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，ΔH小于0。(2)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1MPa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即eq\f(0.39,4)，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即eq\f(0.39,3)，因此，该温度下反应的平衡常数Kp＝eq\f(0.1×0.394×0.1×\f(0.39,4),0.1×0.396×0.1×\f(0.39,3)2)MPa－3或eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)MPa－3。7．(1)一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为2CO(g)＋SO2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))2CO2(g)＋S(l)ΔH＝－270kJ·mol－1。①其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是____________________________________________________________________________。②某科研小组用Fe2O3作催化剂。在380℃时，分别研究了[n(CO)∶n(SO2)]为1∶1、3∶1时SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO)∶n(SO2)＝3∶1的变化为曲线________。(2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图3所示。为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_______________________________________。答案(1)①Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源②a(2)350℃、负载率3.0%解析(1)②分析图2，相同时间内曲线a的转化率比曲线b的转化率大，且曲线a达到平衡的时间小于曲线b。根据反应物的浓度越大，反应速率越大，向正反应进行的程度越大，SO2的转化率越大，可知曲线a表示n(CO)∶n(SO2)＝3∶1的变化曲线。8．氯气及其化合物在生产生活中有重要的应用。氯气是有机合成中的重要试剂，丙烯(CH2=CHCH3)和Cl2在一定条件下发生反应：CH2=CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，达到平衡时Cl2的转化率如图所示(T1＜T2＜T3)：(1)该反应的ΔH________(填“＞”或“＜”)0。(2)下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是________(填字母)。A．降低温度 B．减小容器的体积C．使用新型催化剂 D．从容器中移走氯化氢(3)T1时，在容积为5L的密闭容器中充入0.15mol丙烯和0.10molCl2,10min时达到平衡，则v(Cl2)＝__________mol·L－1·min－1，平衡常数K＝________，保持温度不变，减小投料比，K值将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若起始时向该容器中充入0.30mol丙烯、0.20molCl2、0.15molCH2=CHCH2Cl和0.30molHCl，判断反应进行的方向并说明理由：_______________________________________________________________________________。(4)上述反应在低于某温度时，CH2=CHCH2Cl的产率快速下降，可能的原因是____________________________________________________________________________________________。答案(1)＜(2)AD(3)0.00121不变向正反应方向进行，因为Q＝0.75＜K(合理即可)(4)丙烯与氯气发生了加成反应(合理即可)解析(1)根据图像，随着温度升高，Cl2的转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即该反应ΔH＜0。(2)正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，丙烯转化率增大，故A项正确；此反应属于反应前后气体体积不变的反应，减小容器的体积，相当于增大压强，平衡不移动，故B项错误；使用催化剂对化学平衡移动无影响，故C项错误；移走氯化氢，平衡向正反应方向移动，丙烯的转化率增大，故D项正确。(3)eq\f(nC3H6,nCl2)＝eq\f(0.15mol,0.10mol)＝1.5，T1时氯气的转化率为60%，则CH2=CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)＋HCl(g)起始/mol0.150.1000变化/mol0.060.060.060.06平衡/mol0.090.040.060.06则v(Cl2)＝eq\f(0.06,5×10)mol·L－1·min－1＝0.0012mol·L－1·min－1；根据化学平衡常数的定义得K＝1；K值只受温度的影响，减小投料比，化学平衡常数不变；此时的浓度商Q＝eq\f(cCH2=CHCH2Cl·cHCl,cCH2=CHCH3·cCl2)＝eq\f(\f(0.15,5)×\f(0.30,5),\f(0.30,5)×\f(0.20,5))＝0.75＜1，反应向正反应方向进行。9．(2021·河北高三模拟)CH4是一种具有强温室效应的分子，将其先转化为合成气(CO/H2)再合成液态链烃或芳香烃是实现碳中和的重要途径。已知：甲烷转化为合成气主要是在催化剂的作用下发生如下反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0反应ⅠCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0反应Ⅱ(1)向一定温度下的2L刚性容器中充入1mol甲烷和3mol水蒸气，5min后体系达平衡状态，此时容器中含有0.4molCO和0.3molCO2，则5min内反应Ⅰ的平均速率v(CH4)＝________mol·L－1·min－1，该温度下反应Ⅱ的平衡常数K＝________。(2)在起始投料比一定的刚性容器中，温度对CH4平衡转化率、CO选择性、CO2选择性的影响如图1所示，其中表示CO2选择性的曲线是________(填“a”“b”或“c”)。若其他条件一定，向原料气中加入惰性气体稀释并保持总压强不变，测得CO的平衡百分含量增大(如图2)，原因是______________________________________________________________________。答案(1)0.070.9(2)c反应Ⅰ是气体体积增加，反应Ⅱ气体体积不变，其他条件一定，恒压充惰性气体相当于减压，反应Ⅰ平衡右移，CO的平衡百分含量增大(答案合理即可)解析(1)生成0.3mol的二氧化碳意味着消耗0.3mol的一氧化碳，则说明反应共生成0.3mol＋0.4mol＝0.7mol的一氧化碳，即消耗了0.7mol甲烷，则5min内反应Ⅰ的平均速率v(CH4)＝eq\f(\f(0.7,2),5)mol·L－1·min－1＝0.07mol·L－1·min－1，反应Ⅰ和Ⅱ消耗水的物质的量为0.7mol＋0.3mol＝1mol，剩余水的物质的量为3mol－1mol＝2mol，浓度为eq\f(2,2)mol·L－1＝1mol·L－1，反应Ⅰ生成氢气2.1mol，反应Ⅱ生成氢气0.3mol，所以氢气的浓度为eq\f(2.4,2)mol·L－1＝1.2mol·L－1，容器中CO的浓度为eq\f(0.4,2)mol·L－1＝0.2mol·L－1，CO2的浓度为eq\f(0.3,2)mol·L－1＝0.15mol·L－1，该温度下反应Ⅱ的平衡常数K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(0.15×1.2,0.2×1)＝0.9。(2)随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动，二氧化碳的选择性降低，故c表示CO2选择性的曲线。B组(30分钟)1．已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)ΔH<0。(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＝eq\f(nH2,nCO2)。①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为____________________，判断依据是________________________________________________________________________。②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为____________，判断依据是__________________。(2)图3表示在总压为5MPa的恒压条件下，且m＝3时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质为____________(填化学式)，T4温度时，该反应的平衡常数Kp＝________MPa－4(提示：用平衡分压代替平衡浓度来计算，某组分平衡分压＝总压×该组分的物质的量分数，结果保留小数点后三位)。答案(1)①T3>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②m1>m2>m3保持n(CO2)不变，增大n(H2)，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大(2)C2H5OH0.243解析(2)升高温度平衡逆向移动，CO2、H2含量增大、C2H5OH、H2O含量减小，乙醇的含量≈0.243MPa－4。2．一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH＝＋173kJ·mol－1，若压强为pkPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：(1)650℃时CO2的平衡转化率为________。(2)T1℃时平衡常数Kp＝________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是______________________________。答案(1)25%(2)0.5p不Qp＝Kp解析(1)650℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6mol，则平衡时CO的物质的量为0.4mol，起始时CO2的物质的量为0.6mol＋eq\f(1,2)×0.4mol＝0.8mol，故CO2的平衡转化率为eq\f(0.8mol－0.6mol,0.8mol)×100%＝25%。(2)T1℃时，平衡时CO与CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5pkPa，则此时的平衡常数为Kp＝eq\f(0.5pkPa2,0.5pkPa)＝0.5pkPa；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则CO与CO2的体积分数仍相等，气体的分压保持不变，即Qp＝Kp，所以平衡不移动。3．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率(αHCl)随温度变化的曲线如下图：则总反应的ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由：_____________________________________________________________________。(3)下列措施中，有利于提高αHCl的有________(填字母)。A．增大n(HCl) B．增大n(O2)C．使用更好的催化剂 D．移去H2O答案(1)<(2)温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，αHCl增大，因此曲线应在原曲线上方(3)BD解析(1)结合题中αHCl～T图像可知，随着温度升高，αHCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH<0。(2)结合可逆反应2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，αHCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。(3)有利于提高αHCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但αHCl减小，A项错误；增大n(O2)即增大反应物的浓度，移去H2O即减小生成物的浓度，都能使平衡正向移动，B、D项正确；使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，C项错误。4．对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。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、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的eq\f(v正,v逆)＝____________(保留1位小数)。答案大于1.3解析温度越高，反应速率越快，a点温度为343K，b点温度为323K，故反应速率：va>vb。反应速率v＝v正－v逆＝，则有v正＝，v逆＝，343K下反应达到平衡状态时v正＝v逆，即＝，此时SiHCl3的平衡转化率α＝22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正×0.782＝k逆×0.112，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有eq\f(v正,v逆)＝＝＝eq\f(0.02×0.82,0.12)≈1.3。5．(2021·江苏高三模拟)肼(N2H4)和水混溶形成水合肼(N2H4·H2O)，水合肼有弱碱性和强还原性。因为其反应产物无污染，广泛用于在碱性条件下与金属离子反应来回收金属。(1)某科研小组利用N2H4·H2O还原碱性含铜废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2、NH4Cl、氨水)回收铜。已知：存在平衡[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3。①该反应的离子方程式为_________________________________________________________。②反应40min，溶液pH和温度的变化对铜回收率影响如图1和图2，回收铜的最佳条件为________________，溶液pH不断增大，铜回收率降低的原因可能是___________________________________________________________________________________________________。(2)水介质锅炉内壁容易发生电化学腐蚀而生锈，水合肼和Na2SO3都可作为锅炉用水的防腐蚀添加剂。①水合肼用作锅炉防腐蚀添加剂的原因是___________________________________________。②与Na2SO3相比，水合肼作为防腐蚀添加剂的优点是________________________________。答案(1)①4OH－＋N2H4·H2O＋2[Cu(NH3)4]2＋=N2↑＋2Cu↓＋8NH3↑＋5H2O②pH＝＋减少，所以Cu的回收率降低(2)①水合肼有强还原性能除掉水中溶解的氧气，减缓锅炉的腐蚀②N2H4的用量少，不产生其他杂质解析(1)①N2H4·H2O还原碱性含铜废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2、NH4Cl、氨水)回收铜，且存在平衡[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3，则生成物为铜，铜元素化合价降低被还原，则氮元素化合价升高，被氧化为氮气，结合氧化还原反应配平得该反应的离子方程式为4OH－＋N2H4·H2O＋2[Cu(NH3)4]2＋=N2↑＋2Cu↓＋8NH3↑＋5H2O。②根据图中信息，pH＝10时回收率最高，温度在75℃时回收率已经很高，再升高温度回收率升高并不多但需要的能量大，故回收铜的最佳条件为pH＝10、75℃，溶液pH不断增大铜回收率降低的原因可能是碱性增强，溶液中NHeq\o\al(＋,4)转化成NH3，有利于生成[Cu(NH3)4]2＋，溶液中游离Cu2＋减少，所以Cu的回收率降低。6．高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体，利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇，是减少污染、节约能源的一种新举措，反应原理为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。(1)在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO和2molH2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。在如图A、B、C三点中，选填下表物理量对应最大的点。反应速率v平衡常数K平衡转化率α(2)一定温度下，CO的转化率与起始投料比eq\f(nH2,nCO)的变化关系如图所示，测得D点氢气的转化率为40%，则x＝________。答案(1)CABA(2)3解析(1)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是气体分子数减小的反应，在温度不变的条件下，增大压强，平衡正向移动，CH3OH(g)的体积分数增大，所以p2＞p1。A、B、C三点中，C点的压强大、温度最高，所以反应速率最大；A、B两点温度相同，所以平衡常数K相等，由题图知，升高温度，CH3OH(g)的体积分数减小，说明该反应正反应是放热反应，则升高温度，平衡常数K减小，故平衡常数K：A＝B＞C；A点CH3OH(g)的体积分数最大，故A点的平衡转化率α最大。(2)设n(CO)＝1mol，n(H2)＝xmol，依据三段式CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)始/mol1x0变/mol0.61.20.6测得D点氢气的转化率为40%，则eq\f(1.2,x)＝0.4，解得x＝3。7．(2020·长沙一中高三月考)Ⅰ.分解HI曲线和液相法制备HI反应曲线分别如图1和图2所示：(1)反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的ΔH________(填“大于”或“小于”)0。(2)将二氧化硫通入碘水中会发生反应：SO2＋I2＋2H2O4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－、I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，图2中曲线a、b分别代表的微粒是____________(填微粒符号)；由图2知要提高碘的还原率，除控制温度外，还可以采取的措施是_____________________________________________。Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：反应a：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－34.0kJ·mol－1反应b：2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－64.2kJ·mol－1(3)对于密闭容器中反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间各物质的浓度如下：时间/min浓度/(mol·L－1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.3630min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母)。A．加入一定量的活性炭 B．通入一定量的NOC．适当缩小容器的体积 D．加入合适的催化剂(4)①某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因是____________________________________________________________________________________________________。②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp＝____________________(用计算表达式表示)；已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。答案(1)小于(2)H＋、Ieq\o\al(－,3)减小eq\f(nI2,nSO2)的投料比(3)BC(4)①1050kPa前反应未达平衡状态，随着圧强增大，反应速率加快，NO2转化率增大②eq\f(\f(1,6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))2,\f(1,2)2)×1.1×106Pa解析(1)由图1可知，升高温度HI减少，H2增多，反应逆向移动，则该反应正反应为放热反应，ΔH小于0。(2)由题意可知，将二氧化硫通入碘水中先发生反应：SO2＋I2＋2H2O4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－，然后发生I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，当eq\f(nI2,nSO2)＝1时，只发生第一个反应，H＋的物质的量为3mol，没有＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－进行得更多，由图2可知，eq\f(nI2,nSO2)越小，Ieq\o\al(－,3)越小，反应I2＋I－Ieq\o\al(－,3)进行得越少，碘的还原率越高。(3)改变条件后，30min后NO和N2的浓度都增大，A项，加入一定量的活性炭，反应物浓度没有改变，平衡不移动，错误；B项，通入一定量的NO，NO的量增加的同时平衡正向移动，N2的量也增加，正确；C项，缩小容器的体积，NO和N2的浓度都增大，正确；D项，加入催化剂，平衡不移动，NO和N2的浓度不变，错误。(4)①1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率增大。②在T2℃、1.1×106Pa时，NO的平衡转化率为40%，设NO的投入量为xmol，则2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)起始/molx00转化/mol0.4x0.2x0.4x平衡/mol0.6x0.2x0.4x平衡时气体总物质的量为0.6x＋0.2x＋0.4x＝1.2x，p(NO2)＝eq\f(0.6x,1.2x)×1.1×106Pa＝0.5×1.1×106Pa，p(N2)＝eq\f(0.2x,1.2x)×1.1×106Pa＝eq\f(1,6)×1.1×106Pa，p(CO2)＝eq\f(1,3)×1.1×106Pa，Kp＝eq\f(pN2·p2CO2,p2NO2)＝eq\f(\f(1,6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))2,\f(1,2)2)×1.1×106Pa。8．(2021·山东泰安一中高三模拟)在2020年中央经济工作会议上，我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标。使利用CO2合成高价值化学品更突显其重要性。Ⅰ.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应起始物质的量如表：反应条件CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol①恒温恒容1300②绝热恒容0011(1)达到平衡时，CO2的体积分数φ①________φ②(填“＞”“＜”或“＝”)。(2)当________＝eq\f(1,3)v逆(H2)时，说明反应在条件②达到平衡状态。Ⅱ.通过下列反应可实现CO2的再转化，合成CO、CH4：①CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH<0②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH>0在密闭容器中通入3mol的H2和1mol的CO2，分别在压强为1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图所示。(3)1MPa时，表示CH4和CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是________和________。M点平衡体积分数高于N点的原因是______________________________________。(4)图中当CH4和CO平衡体积分数均为40%时，若容器的体积为1L，该温度下反应①的平衡常数K的值为________。答案(1)>(2)v正(CO2)[或v正(CH3OH)或v正(H2O)](3)bc温度相同时，增大压强使反应①平衡正向移动，水的体积分数增大，CO2和H2的体积分数减小，有利于反应②逆向移动，故高压时，CO体积分数降低，M点高于N点(或温度相同时，降低压强使反应①平衡逆向移动，水的体积分数减小，CO2和H2的体积分数增大，有利于反应②平衡正向移动，故低压时，CO的体积分数增大，M点高于N点)(4)2.88解析(1)容器①和容器②中反应物物质的量相当，即①中反应物能够完全转化为②中的反应物。若在恒温恒容下，二者达到的平衡状态是相同的，CO2的体积分数也相同；容器②是绝热容器，且反应从逆向开始，逆反应是吸热反应，容器②中的反应从开始到平衡的过程中，温度一直下降，不利于向逆反应方向移动，产生的CO2比容器①要少，故CO2的体积分数φ①>φ②。(2)v正(CO2)＝v正(CH3OH)＝v正(H2O)＝eq\f(1,3)v逆(H2)时，说明v正＝v逆，反应达到平衡。(3)根据两个反应的热效应可知：随温度升高，呈下降趋势的曲线表示CH4的体积分数，反应①正反应是气体分子数减小的反应，减小压强时，CH4的体积分数也会减小，所以b表示1