高考化學(化學反應的速率與限度提高練習題)壓軸題訓練(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 2:1,即V逆(NO)=2v正(O2)，故c正確；，容器容積為定值，所以密度自始至終不變，不能說明達到平衡，故d錯誤。故答案為bc；(4)，但反應速率減小，故a錯誤；，反應速率增大但平衡向逆反應方向移動，故b錯誤；，且該反應向正反應方向移動，故c正確；，但平衡不移動，故d錯誤。故答案為c。7．研究和深度開發CO、CO2的應用對構建生態文明社會具有重要的意義。（1）CO可用于煉鐵，已知：Fe2O3（s）+ 3C（s）＝2Fe（s）+ 3CO（g） ΔH 1＝+ kJmol－1C（s） +CO2（g）＝2CO（g） ΔH 2 ＝+ kJmol－1。則CO還原Fe2O3（s）的熱化學方程式為_________________________________________________。（2）分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設計成燃料電池（以KOH溶液為電解液）。寫出該電池的負極反應式：__________________________________________________。（3）①CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種溫度下發生反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），測得CH3OH的物質的量隨時間的變化如圖。①曲線I、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為KⅠ___________________KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。②一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，一段時間后達到平衡。容 器甲乙反應物投入量1molCO3molH2a molCOb molHc molCH3OH（g）、c molH2O（g），要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數相等，且起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍為______________________。③一定溫度下，此反應在恒壓容器中進行，能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是______________。a．容器中壓強不變 b．H2的體積分數不變 c．c（H2）＝3c（CH3OH） d．容器中密度不變 e．2個C＝O斷裂的同時有3個H－H斷裂（4）將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為：2CO2（g） + 6H2（g） CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定條件下，該反應中CO2的平衡轉化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如圖，若溫度不變，提高投料比n(H2)/n(CO2)，則K將__________；該反應△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。【答案】Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+ 3CO2（g）△H=+4OH=CO32+2H2O ＞ ＜c≤1 bd 不變 ＜ 【解析】【分析】(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+，根據蓋斯定律有①②3可得；(2)根據原電池負極失去電子發生氧化反應結合電解質環境可得；(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物質的量少，根據K= 判斷；②根據平衡三段式求出甲中平衡時各氣體的物質的量，然后根據平衡后乙與甲中相同組分的體積分數相等，且起始時維持反應逆向進行來判斷范圍；③根據化學平衡狀態的特征分析；(4)由圖可知，投料比一定，溫度升高，CO2的平衡轉化率減小，根據溫度對化學平衡的影響分析可得。【詳解】(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+，根據蓋斯定律有①②3，得到熱化學方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=；(2)CO與空氣可設計成燃料電池(以KOH溶液為電解液)，負極電極反應為：CO2e+4OH=CO32+2H2O；(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物質的量少，則一氧化碳和氫氣的物質的量越多，根據K= 可知，平衡常數越小，故KⅠ＞KⅡ；② ，即(42x)247。4=，解得x=；依題意：甲、乙為等同平衡，且起始時維持反應逆向進行，所以全部由生成物投料，c的物質的量為1mol，c ，所以c的物質的量為：＜n(c)≤1mol；③a．反應在恒壓容器中進行，容器中壓強始終不變，故a錯誤；b．反應開始，減少，H2的體積分數不變時，反應平衡，故b正確；c．c(H2)與c(CH3OH)的關系與反應進行的程度有關，與起始加入的量也有關，所以不能根據它們的關系判斷反應是否處于平衡狀態，故c錯誤；d．根據ρ=，氣體的質量不變，反應開始，體積減小，容器中密度不變時達到平衡，故d正確；e．C=O斷裂描述的正反應速率，HH斷裂也是描述的正反應速率，故e錯誤；故答案為：bd；(4)由圖可知，投料比一定，溫度升高，CO2的平衡轉化率減小，說明溫度升高不利于正反應，即正反應為放熱反應△H＜0；K只與溫度有關，溫度不變，提高投料比，K不變。【點睛】注意反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，必須是同一物質的正逆反應速率相等；反應達到平衡狀態時，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，此類試題中容易發生錯誤的情況往往有：平衡時濃度不變，不是表示濃度之間有特定的大小關系；正逆反應速率相等，不表示是數值大小相等；對于密度、相對分子質量等是否不變，要具體情況具體分析等。8．制造一次性醫用口罩的原料之一丙烯是三大合成材料的基本原料，丙烷脫氫作為一條增產丙烯的非化石燃料路線具有極其重要的現實意義。丙烷脫氫技術主要分為直接脫氫和氧化脫氫兩種。(1)根據下表提供的數據，計算丙烷直接脫氫制丙烯的反應C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的?H=___。共價鍵CCC=CCHHH鍵能/(kJ?mol1)348615413436(2)下圖為丙烷直接脫氫制丙烯反應中丙烷和丙烯的平衡體積分數與溫度、壓強的關系（圖中壓強分別為1104Pa和1105Pa）①在恒容密閉容器中，下列情況能說明該反應達到平衡狀態的是__（填字母）。A．?H保持不變B．混合氣體的密度保持不變C．混合氣體的平均摩爾質量保持不變D．單位時間內生成1molHH鍵，同時生成1molC=C鍵②欲使丙烯的平衡產率提高，下列措施可行的是____（填字母）A．增大壓強 B．升高溫度 C．保持容積不變充入氬氣工業生產中為提高丙烯的產率，還常在恒壓時向原料氣中摻入水蒸氣，其目的是_____。③1104Pa時，圖中表示丙烷和丙烯體積分數的曲線分別是___、____（填標號）④1104Pa、500℃時，該反應的平衡常數Kp=____Pa（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓物質的量分數，計算結果保留兩位有效數字）(3)利用CO2的弱氧化性，科學家開發了丙烷氧化脫氫制丙烯的新工藝，該工藝可采用鉻的氧化物作催化劑，已知C3H8+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，該工藝可以有效消除催化劑表面的積炭，維持催化劑的活性，其原因是____，相對于丙烷直接裂解脫氫制丙烯的缺點是_____。【答案】+123 kJ?mol1 C B 該反應是氣體分子數增多的反應，恒壓條件下充入水蒸氣容器體積增大，平衡右移 ⅳ ⅰ 103 C與CO2反應生成CO，脫離催化劑表面 生成有毒氣體CO(或其他合理說法) 【解析】【分析】(1)比較丙烷與丙烯的結構，可確定斷裂2個CH鍵和1個CC鍵，形成1個C=C鍵和1個HH鍵，利用表中鍵能可計算C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的?H。(2)①A．對于一個化學反應，方程式確定后，?H確定，與反應進行的程度無關；B．混合氣體的質量和體積都不變，密度始終不變；C．混合氣體的質量不變，物質的量增大，平均摩爾質量不斷減小；D．反應發生后，總是存在單位時間內生成1molHH鍵，同時生成1molC=C鍵。②A．增大壓強，平衡逆向移動；B．升高溫度，平衡正向移動；C．保持容積不變充入氬氣，平衡不受影響。工業生產中為提高丙烯的產率，還常在恒壓時向原料氣中摻入水蒸氣，可增大混合氣的體積，減小與反應有關氣體的濃度。③1104Pa與1105Pa進行對比，從平衡移動的方向確定圖中表示丙烷和丙烯體積分數的曲線。④1104Pa、500℃時，丙烷、丙烯、%，由此可計算該反應的平衡常數Kp。(3) CO2具有氧化性，能與催化劑表面的積炭發生反應生成一氧化碳氣體，由此可確定原因及缺點。【詳解】(1)比較丙烷與丙烯的結構，可確定斷裂2個CH鍵和1個CC鍵，形成1個C=C鍵和1個HH鍵，利用表中鍵能可計算C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的?H=(2413+348) kJ?mol1(615+436) kJ?mol1=+123 kJ?mol1。答案為：+123 kJ?mol1；(2)①A．對于一個化學反應，方程式確定后，?H確定，與反應進行的程度無關，A不合題意；B．混合氣體的質量和體積都不變，密度始終不變，所以密度不變時不一定達平衡狀態，B不合題意；C．混合氣體的質量不變，物質的量增大，平均摩爾質量不斷減小，當平均摩爾質量不變時，反應達平衡狀態，C符合題意；D．反應發生后，總是存在單位時間內生成1molHH鍵，同時生成1molC=C鍵，反應不一定達平衡狀態，D不合題意；故選C。答案為：C；②A．增大壓強，平衡逆向移動，丙烯的平衡產率減小，A不合題意；B．升高溫度，平衡正向移動，丙烯的平衡產率增大，B符合題意；C．保持容積不變充入氬氣，平衡不受影響，C不合題意；故選B。答案為：B；工業生產中為提高丙烯的產率，還常在恒壓時向原料氣中摻入水蒸氣，可增大混合氣的體積，減小與反應有關氣體的濃度，其目的是該反應為氣體分子數增多的反應，恒壓條件下充入水蒸氣容器體積增大，平衡右移。答案為：該反應是氣體分子數增多的反應，恒壓條件下充入水蒸氣容器體積增大，平衡右移；③升高溫度，平衡正向移動，丙烷的體積分數減