高考化学二轮增分策略加试30题专练（三）化学平衡原理综合应用课件.pptx

第三编专题十化学反应速率和化学平衡 加试30题专练 三 化学平衡原理综合应用 1 2018 温州市高三选考适应性测试 二模 甲醇是一种重要的有机化工原料 CO2与H2在催化剂CZZA 普通铜基催化剂 作用下合成甲醇 相关反应如下 反应 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H1 49 2kJ mol 1反应 CO2 g H2 g CO g H2O g H2已知 CO和H2的标准燃烧热分别为 283 0kJ mol 1和 285 8kJ mol 1 H2O g H2O l H3 44 0kJ mol 1 答案 请回答 1 反应 的 H2 kJ mol 1 解析 解析 CO g O2 g CO2 g H 283 0kJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 H2O g H2O l H3 44 0kJ mol 1 反应 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H1 49 2kJ mol 1 反应 CO2 g H2 g CO g H2O g H2由盖斯定律 得反应 的 H2 285 8kJ mol 1 283 0kJ mol 1 44 0kJ mol 1 41 2kJ mol 1 41 2 答案 2 研究表明 在其他条件相同的情况下 将催化剂CZZA换成新型催化剂 CZZA rGO 可以显著提高甲醇的选择性 试用过渡态理论解释其原因 解析在其他条件相同的情况下 将催化剂CZZA换成新型催化剂 CZZA rGO 可以显著提高甲醇的选择性 用过渡态理论解释其原因 新型催化剂能将反应 活化能降低更多 使反应物更容易生成甲醇 解析 新型催化剂能将反应 活化能降低更多 使反应物更容易生 成甲醇 3 以CZZA rGO为催化剂 在一定条件下 将物质的量之比为1 3 总量为amol 的CO2与H2通入恒容密闭容器中进行反应 CO2的平衡转化率和甲醇的选择率 甲醇的选择率 转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数 随温度的变化趋势如图1所示 答案 解析 在553K时 反应体系内甲醇的物质的量为mol 0 0315a 解析CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 始 mol0 25a0 75a变 mol0 25a 21 60 0 0315a平 mol0 0315a在553K时 反应体系内甲醇的物质的量为0 25a 21 60 0 0315a 答案 解析 随着温度的升高 CO2的平衡转化率增大但甲醇的选择率降低 请分析其原因 解析随着温度的升高 CO2的平衡转化率增大但甲醇的选择率降低 其原因是当温度升高时反应 平衡逆向移动 而反应 平衡正向移动且幅度更大 所以CO2的转化率增加 但甲醇的选择性却降低 当温度升高时反应 平衡逆向移动 而反应 平衡正向 移动且幅度更大 所以CO2的转化率增加 但甲醇的选择性却降低 答案 解析 4 将CO2与H2按物质的量之比为1 3通入恒温恒容密闭容器中 控制条件 使其仅仅按反应 进行 得到甲醇的体积分数与时间的关系如图2所示 保持其他条件不变 t1时再向容器中加入一定量物质的量之比为1 3的CO2与H2混合气 t2时再次达到平衡 请在下图中画出t1 t3时间内甲醇体积分数随时间的变化曲线 答案 解析保持其他条件不变 t1时再向容器中加入一定量物质的量之比为1 3的CO2与H2混合气 t2时再次达到平衡 t1时相当于对原平衡进行加压 平衡正向移动 甲醇的体积分数增大 2 2017 浙江省金华十校高二第一学期期末调研 二氧化碳加氢合成乙烯的反应如下 2CO2 g 6H2 g C2H4 g 4H2O g H 已知 C2H4 g 3O2 g 2CO2 g 2H2O l H1 akJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H2 bkJ mol 1 H2O l H2O g H3 ckJ mol 1 请回答 1 H kJ mol 1 用a b c表示 答案 解析 3b 4c a 解析已知 C2H4 g 3O2 g 2CO2 g 2H2O l H1 akJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H2 bkJ mol 1 H2O l H2O g H3 ckJ mol 1 根据盖斯定律 将 3 4 得 2CO2 g 6H2 g C2H4 g 4H2O g H 3b 4c a kJ mol 1 2 在催化剂 Fe3 CO 12 ZSM 5 空速1200h 1条件下 温度 压强 氢碳比 n H2 n CO2 x 对CO2平衡转化率及温度对催化效率影响如图1所示 解析 下列有关说法正确的是 填字母 A H 0B 增大氢碳比 可以提高CO2的平衡转化率C 温度低于300 时 随温度升高乙烯的产率增大D 平衡常数 K M K N E 为提高CO2的平衡转化率 工业生产中应在尽可能低的温度下合成乙烯 答案 解析根据图像 CO2平衡转化率随温度升高而降低 说明升高温度 平衡逆向移动 正反应为放热反应 H 0 故A错误 根据方程式2CO2 g 6H2 g C2H4 g 4H2O g 增大氢碳比 可以提高CO2的平衡转化率 故B正确 根据A的分析 H 0 温度升高 平衡逆向移动 乙烯的产率降低 故C错误 升高温度 平衡逆向移动 平衡常数减小 则平衡常数 K M K N 故D正确 根据图像 为提高CO2的平衡转化率 工业生产中应在300 温度下合成乙烯 但温度太低 催化剂的活性较低 反应速率太慢 故E错误 M点时 CO2的平衡转化率为 则此时平衡体系中乙烯的体积分数为 解析 答案 1 9 或11 1 解析 答案 工业生产中压强一般控制在2 1 2 6MPa之间 理由是 解析根据图像 工业生产中压强一般控制在2 1 2 6MPa之间 是因为压强小于2 1MPa CO2的平衡转化率较小 压强大于2 6MPa CO2的平衡转化率提高幅度较小 运行成本增加 压强小于 2 1MPa CO2的平衡转化率较小 压强大于2 6MPa CO2的平衡转化率提高幅度较小 运行成本增加 3 恒温 300 在体积为1L的恒容容器中以n H2 n CO2 3的投料比加入反应物 至t1时达到平衡 t2时将容器体积瞬间扩大至2L并保持不变 t3时重新达平衡 在图2中绘制0 t4时间段内 容器内混合气体的平均相对分子质量 M 随时间 t 变化的图像 答案 起点12 5 t2低于20 实际为16 7 t3高于12 5 解析 答案 解析设参与反应的二氧化碳的物质的量为3mol 则氢气为9mol 起始时混合气体的平均相对分子质量 M 12 5 300 时 CO2的平衡转化率为 根据反应2CO2 g 6H2 g C2H4 g 4H2O g 可知 平衡时n CO2 1mol n H2 3mol n C2H4 1mol n H2O 4mol 混合气体的平均相对分子质量