2019版高考化学复习专题8化学反应速率和化学平衡专项突破练四课件.pptx

1、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) H1131.3 kJmol1 C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g) H290 kJmol1 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 41.3 kJmol1,1,2,3,4,解析已知C(s)H2O(g

2、)=CO(g)H2(g)H1131.3 kJmol1， C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)H290 kJmol1，由盖斯定律可知，得到CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H90 kJmol1131.3 kJmol141.3 kJmol1。,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V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入a mol CO和2a mol H2，三个容 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t min时CO的体积

3、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)H0，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

4、量/molan 2a2nn,1,2,3,4,1,2,3,4,(3)由甲醇制烯烃 主反应： 2CH3OHC2H42H2Oi 3CH3OHC3H63H2Oii 副反应： 2CH3OHCH3OCH3H2Oiii 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

5、 B.使用Cat.2反应2 h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

6、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

7、同时发生反应。 .CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1 81 kJmol1 . CO(g)H2(g) C(s)H2O (g)H2 已知：2C(s)O2(g)=2CO(g)H3 221 kJmol1 H2O(g)=H2O(l)H4 44.0 kJmol1 H2的标准燃烧热为285. 8 kJmol1 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 _kJmol1。,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

8、)=H2O(l)H5285.8 kJmol1，根据根据盖斯定律，/2，H2131.3 kJmol1。,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

9、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10 mol、14 mol，容器体积为10 L，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/mol 10 14 0 变化

10、/mol 1050%80% 8 4 根据信息，有1 mol CO和1 mol H2参与反应，因此达到平衡时，CO和H2的物质的量都是5 mol，甲醇的物质的量为4 mol，根据平衡常数的表 达式，K，代入数值解得K3.2，在150350 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.

11、3 mol，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298 K和101 kPa条件下，有如下反应： 反应：C(s) O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1 反应：2C(s) O2(g)=2CO(g)H2221 kJmol1 反应：N2(g) O2(g)=2NO(g)H3180.5 kJmol1 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,746.5 kJmol1,低温,1,2,3,4,解

12、析根据盖斯定律可知反应由(反应2反应反应)得到，则H(393.5 kJmol1)2(221 kJmol1)180.5 kJmol1 746.5 kJmol1；由GHTS0，其中H0、S0，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2 L的密闭容器中发生化学反应，04 min各物质物质的量的变化如下表所示：,答案,解析,求 02 min 内用CO来表示的平均反应速率 v(CO)_。,0.1 molL1min1,1,2,3,4,解析02 min 内N2变化物质的量：1.0 mol0.80 mol0.2 mol，则CO变化物质的量为0.4 mol，用CO来表示的平

13、均反应速率 v(CO)0.4 mol 2 L2 min0.1 molL1min1；,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24 min 时CO2的物质的量没有发生变化，可知2 min时反应已达到平衡，此时： 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) 起始量/mol 0.4 1.6 1.0 2.0 变化量/mol 0.4 0.4 0.2 0.4 平衡量/mol 0.8 2.0 0.8 1.6 平衡浓度/molL1 0.4 1.0 0.4 0.8,1,2,3,4,(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

14、容积为3 L, c(N2)随时间t的变化曲线x如图所示。,答案,解析,若在t2 min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3 L压缩到2 L,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3 L压缩到2 L即可；,1,2,3,4,若在t2 min时升高温度，t3 min时重新达到平衡，请在图中画出在t2t4 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

15、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)H1113.0 kJmol1 2SO2(g)O2(g)=2SO3(l)H2288.4 kJmol1 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(288.4 kJmol1)(113.0 kJmol1),1,2,3,4,87.7 kJmol10，且可判断反应的S0，故在低温下可自发进行,解析2NO(g)O2(g)=2NO

16、2(g)H1113.0 kJmol1 2SO2(g)O2(g)=2SO3(l)H2288.4 kJmol1,1,2,3,4,(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40 s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,40 s后发生 反应2NO=N2O2，生成氮气，并且NO浓度降低，平衡2H2O4NO3O24HNO3逆向移动，造成

17、HNO3浓度降低,1,2,3,4,解析40 s后发生反应2NO=N2O2生成氮气，并且NO浓度降低，使平衡2H2O4NO3O24HNO3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(t s)后测得的CO降解率变化，回答下列问题：,答案,解析,已知50 、t s时容器中O2浓度为0.01 molL1， 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a molL1， 2CO(g)O2(g)2CO2(g) 开始浓度/molL1 a 0 转化浓度/molL1 ax ax 平衡浓度/mol1 aax 0.01 ax,1,2,3,4,下列关于图2的叙述不正确的是_(填字