高考化学大一轮复习 专题8 化学反应速率和化学平衡 专项突破练（四）课件.ppt

专项突破练 四 加试题中的化学反应速率和化学平衡 专题8化学反应速率和化学平衡 1 2017 浙江名校协作体高三上学期考试 为应对全球石油资源日益紧缺 提高煤的利用效率 我国开发了煤制烯烃技术 并进入工业化试验阶段 1 煤气化制合成气 co和h2 已知 c s h2o g co g h2 g h1 131 3kj mol 1c s 2h2o g co2 g 2h2 g h2 90kj mol 1则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 答案 解析 co g h2o g co2 g h2 g h 41 3kj mol 1 1 2 3 4 解析已知 c s h2o g co g h2 g h1 131 3kj mol 1 c s 2h2o g co2 g 2h2 g h2 90kj mol 1 由盖斯定律可知 得到co g h2o g co2 g h2 g h 90kj mol 1 131 3kj mol 1 41 3kj mol 1 1 2 3 4 2 由合成气制甲醇 合成气co和h2在一定条件下能发生如下反应 co g 2h2 g ch3oh g 在容积均为vl的甲 乙 丙三个密闭容器中分别充入amolco和2amolh2 三个容器的反应温度分别为t1 t2 t3且恒定不变 在其他条件相同的情况下 实验测得反应均进行到tmin时co的体积分数如图所示 此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是 填 t1 或 t2 或 t3 该温度下的化学平衡常数为 用a v表示 t3 答案 解析 9v2 2a2 1 2 3 4 解析co g 2h2 g ch3oh g h 0 该反应正反应为放热反应 根据图像 t1中的状态转变成t2中的状态 co百分含量减小 说明平衡正向移动 说明t1未达平衡状态 t2中的状态转变成t3中的状态 co百分含量增大 说明平衡逆向移动 说明t2可能达平衡状态 一定达到化学平衡状态的是t3 co g 2h2 g ch3oh g 起始物质的量 mola2a0变化物质的量 moln2nn平衡物质的量 mola n2a 2nn 1 2 3 4 1 2 3 4 3 由甲醇制烯烃主反应 2ch3oh c2h4 2h2o i3ch3oh c3h6 3h2o ii副反应 2ch3oh ch3och3 h2o iii某实验室控制反应温度为400 在相同的反应体系中分别填装等量的两种催化剂 cat 1和cat 2 以恒定的流速通入ch3oh 在相同的压强下进行两种催化剂上甲醇制烯烃的对比研究 得到如下实验数据 选择性 转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比 1 2 3 4 1 2 3 4 下列说法错误的是 a 反应进行一段时间后甲醇的转化率下降 可能的原因是催化剂失活 工业生产中需定期更换催化剂b 使用cat 2反应2h后乙烯和丙烯的选择性下降 可能的原因是生成副产物二甲醚c 使用cat 1产生的烯烃主要为丙烯 使用cat 2产生的烯烃主要为乙烯d 不管使用cat 1还是使用cat 2 都能提高活化分子的百分数 c 答案 解析 1 2 3 4 解析当催化剂失活后 副产物增多 甲醇的转化率下降 需要及时更换催化剂 a正确 使用cat 2时 随反应的不断进行 生成的副产物二甲醚增多 导致生成乙烯和丙烯的选择性下降 b正确 由图示可知 使用cat 1时丙烯与乙烯的比值随时间增长不断减小 说明乙烯增多 即使用cat 1时主要生成乙烯 而使用cat 2时 产物中乙烯的含量明显大于丙烯 可见使用cat 2时产生的烯烃也主要为乙烯 c错误 使用催化剂能降低反应活化能 提高活化分子的百分数 d正确 1 2 3 4 在右图中分别画出反应i在无催化剂 有cat 1 有cat 2三种情况下 反应过程 能量 示意图 答案 解析 答案 1 2 3 4 解析从图中数据分析 在催化剂cat 1的作用下 甲醇的转化率更大 说明催化剂cat 1对反应i催化效果更好 催化剂能降低反应的活化能 说明使用催化剂cat 1的反应过程中活化能更低 故反应过程 能量图为 1 2 3 4 2 2017 浙江 超级全能生 选考科目8月联考 煤的气化得co和h2 在催化剂存在条件下进一步合成甲醇 反应 并同时发生反应 co g 2h2 g ch3oh g h1 81kj mol 1 co g h2 g c s h2o g h2已知 2c s o2 g 2co g h3 221kj mol 1 h2o g h2o l h4 44 0kj mol 1 h2的标准燃烧热为 285 8kj mol 1 反应过程中催化剂对选择性会产生影响 甲醇选择性是指转化的co中生成甲醇的百分比 请回答 1 反应 中 h2 kj mol 1 131 3 答案 解析 1 2 3 4 解析本题考查热化学反应方程式的计算 2c s o2 g 2co g h2o g h2o l h2 g 1 2o2 g h2o l h5 285 8kj mol 1 根据根据盖斯定律 2 h2 131 3kj mol 1 1 2 3 4 2 为减弱副反应 的发生 下列采取的措施合理的是 a 反应前加入少量的水蒸气b 增压c 降低反应温度d 使用合适催化剂 平衡前提高甲醇的选择性 ad 答案 解析 1 2 3 4 解析加入少量的水蒸气 增加 的生成物的浓度 平衡向逆反应方向进行 co和h2的量增加 反应 向正反应方向进行 a正确 增大压强 反应 向正反应方向进行 不利于甲醇的生成 b错误 两个反应都是放热反应 降低温度 平衡都向正反应方向移动 不利于甲醇的生成 c错误 根据信息 使用合适的催化剂 提高甲醇的选择性 有利于甲醇的生成 d正确 1 2 3 4 3 在常压下 co和h2的起始加入量为10mol 14mol 容器体积为10l 选用cu nio催化剂 升高温度在450 时测得甲醇的选择性为80 co的转化率与温度的关系如图所示 则此温度下反应 的平衡常数k 并说明co的转化率随温度升高先增大后减小的原因 3 2 答案 解析 在150 至350 时 反应 未达到平衡 随温度升高 co转化率增大 350 后 反应 已达到平衡 两反应均放热 平衡逆向移动 co转化率减小 1 2 3 4 解析co g 2h2 g ch3oh g 起始 mol10140变化 mol10 50 80 84根据信息 有1molco和1molh2参与反应 因此达到平衡时 co和h2的物质的量都是5mol 甲醇的物质的量为4mol 根据平衡常数的表达式 k 代入数值解得k 3 2 在150 350 时 反应 未达到平衡 随温度升高 co转化率增大 350 后反应 已达到平衡 两反应均放热 平衡逆向移动 co转化率减小 1 2 3 4 4 350 时甲醇的选择性为90 其他条件不变 画出350 时甲醇的物质的量随时间的变化曲线 答案 解析 答案 1 2 3 4 解析根据 3 的分析 当350 时 甲醇的选择性为90 达到平衡n ch3oh 6 3mol 即图像为 1 2 3 4 3 2017 浙江 七彩阳光 新高考研究联盟高三下学期联考 已知在298k和101kpa条件下 有如下反应 反应 c s o2 g co2 g h1 393 5kj mol 1反应 2c s o2 g 2co g h2 221kj mol 1反应 n2 g o2 g 2no g h3 180 5kj mol 1试回答下列问题 1 汽车尾气净化原理为反应 2no g 2co g n2 g 2co2 g h 该反应能自发进行的条件是 填 高温 低温 或 任意温度 答案 解析 746 5kj mol 1 低温 1 2 3 4 解析根据盖斯定律可知反应 由 反应 2 反应 反应 得到 则 h 393 5kj mol 1 2 221kj mol 1 180 5kj mol 1 746 5kj mol 1 由 g h t s 0 其中 h 0 s 0 可知该反应在低温下能自发进行 1 2 3 4 2 如果在一定温度下 体积为2l的密闭容器中发生化学反应 0 4min各物质物质的量的变化如下表所示 答案 解析 求0 2min内用co来表示的平均反应速率v co 0 1mol l 1 min 1 1 2 3 4 解析0 2min内n2变化物质的量 1 0mol 0 80mol 0 2mol 则co变化物质的量为0 4mol 用co来表示的平均反应速率v co 0 4mol 2l 2min 0 1mol l 1 min 1 1 2 3 4 试计算该温度下反应 的化学平衡常数k 1 6 答案 解析 1 2 3 4 解析2 4min时co2的物质的量没有发生变化 可知2min时反应已达到平衡 此时 2no g 2co g n2 g 2co2 g 起始量 mol0 41 61 02 0变化量 mol0 40 40 20 4平衡量 mol0 82 00 81 6平衡浓度 mol l 10 41 00 40 8 1 2 3 4 3 若一定温度下 在容积可变的密闭容器中 上述反应 达到平衡状态 此时容积为3l c n2 随时间t的变化曲线x如图所示 答案 解析 若在t2min时改变一个条件 c n2 随反应时间t的变化如曲线y所示 则改变的条件是 快速将容器体积由3l压缩到2l 解析由图示可知c n2 的浓度瞬间增大为原来的1 5倍 可通过快速将容器体积由3l压缩到2l即可 1 2 3 4 若在t2min时升高温度 t3min时重新达到平衡 请在图中画出在t2 t4内c n2 的变化曲线 答案 解析 答案 1 2 3 4 解析t2min时升高温度平衡逆向移动 c n2 的浓度会减小 重新达到新的平衡状态 所得曲线如图所示 1 2 3 4 4 2017 台州高三2月选考科目质量评估 汽车尾气的主要成分有co so2 氮氧化物等 科研工作者目前正在尝试以二氧化钛 tio2 催化分解汽车尾气的研究 1 已知 2no g o2 g 2no2 g h1 113 0kj mol 12so2 g o2 g 2so3 l h2 288 4kj mol 1请判断反应no2 g so2 g no g so3 l h3 在低温下能否自发进行 并说明理由 答案 解析 能 h3 288 4kj mol 1 113 0kj mol 1 1 2 3 4 87 7kj mol 1 0 且可判断反应的 s 0 故在低温下可自发进行 解析 2no g o2 g 2no2 g h1 113 0kj mol 1 2so2 g o2 g 2so3 l h2 288 4kj mol 1 1 2 3 4 2 已知tio2催化尾气降解原理 2co g o2 g 2co2 g 2h2o g 4no g 3o2 g 4hno3 g 在o2浓度几乎不变的条件下 模拟co no的降解 得到降解率随时间变化如图1所示 a的降解率 反应40s后检测到hno3浓度有所降低 请用化学方程式并结合化学反应原理知识解释出现该现象可能的原因 答案 解析 40s后发生反应2no n2 o2 生成氮气 并且no浓度降低 平衡2h2o 4no 3o2 4hno3逆向移动 造成hno3浓度降低 1 2 3 4 解析40s后发生反应2no n2 o2生成氮气 并且no浓度降低 使平衡2h2o 4no 3o2 4hno3逆向移动 造成hno3浓度降低 1 2 3 4 图2为在不同颗粒间隙的沥青混凝土 型 和不同温度下 实验进行相同一段时间 ts 后测得的co降解率变化 回答下列问题 答案 解析 已知50 ts时容器中o2浓度为0 01mol l 1 求此温度下co降解反应的平衡常数 1 2 3 4 解析设初始co的浓度为amol l 1 2co g o2 g 2co2 g 开始浓度 mol l 1a0转化浓度 mol l 1axax平衡浓度 mol 1a ax0 01ax 1 2 3 4 下列关于图2的叙述不正确的是 填