備戰(zhàn)2025屆新高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)分層練習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第38講化學(xué)反應(yīng)速率和平衡圖像（附解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1.(2023·廣東茂名二模)一定溫度下,向2 L密閉容器中加入2 ml N2O5發(fā)生反應(yīng)①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),②2NO2(g)N2O4(g),反應(yīng)體系中N2O5、NO2、O2的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間t的部分變化曲線如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.曲線Ⅱ表示n(NO2)隨t的變化
B.0~2 min內(nèi),2v(N2O5)=v(O2)=1 ml·L-1·min-1
C.3 min后,充入NO2,容器內(nèi)氣體顏色先變深后變淺
D.3 min后,充入O2,容器內(nèi)氣體顏色變淺
2.(2023·廣東潮州二模)T1℃時(shí),向1 L密閉容器中充入10 ml H2和3 ml SO2發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+SO2(g)H2S(g)+2H2O(g) ΔHTm后,升高溫度對(duì)反應(yīng)Ⅳ的促進(jìn)作用更大
4.(2023·廣東江門部分名校仿真模擬)氫還原輝鉬礦并用碳酸鈉作固硫劑的原理為MS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)M(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。平衡時(shí)的有關(guān)變化曲線如圖。下列說(shuō)法正確的是( )
圖1 平衡時(shí)氣體濃度與溫度關(guān)系
圖2 正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系
A.該反應(yīng)在低溫下可以自發(fā)進(jìn)行
B.粉碎礦物和增大壓強(qiáng)都有利于輝鉬礦的還原
C.圖2中T1對(duì)應(yīng)圖1中的溫度為1 300 ℃
D.若圖1中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下體系壓強(qiáng)為10 MPa,則H2O(g)的分壓為5 MPa
5.向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B,發(fā)生如下反應(yīng):xA(g)+2B(s)yC(g) ΔH”“=”或“vN
7.一定條件下,6H2(g)+2CO2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示,對(duì)a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)情況的分析,合理的是( )
A.CO2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù):a>b
B.C2H5OH體積分?jǐn)?shù):aKc>Kb
D.反應(yīng)速率:va(CO2)0
B.氫碳比:①0
反應(yīng)c:CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH3>0
反應(yīng)d:2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH4v(逆)
(3)一定壓強(qiáng)下,按照n(CH4)∶n(CO2)=2∶1投料,CH4和CO2重整反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。
①圖中曲線m、n分別表示物質(zhì) 、 (填“H2”“CO”或“CO2”)的變化。
②700 ℃后,C(s)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是。
③某溫度下體系中不存在積碳,CH4和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別是0.50、0.04,該溫度下甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為 ,反應(yīng)b的平衡常數(shù)K= (列出計(jì)算式)。
11.(2024·四川雅安模擬)甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有廣闊的開發(fā)利用前景。工業(yè)上通過(guò)CO2制甲醇的主要反應(yīng)如下:
ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4 kJ·ml-1
ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH2=+41.2 kJ·ml-1
(1)研究發(fā)現(xiàn),在單原子Cu/ZrO2催化時(shí),反應(yīng)ⅰ的歷程如下:
第一步CO2+H2HCOO*+H*(慢)
第二步HCOO*+2H2CH3O*+H2O(快)
第三步CH3O*+H*CH3OH(快)
下列說(shuō)法正確的是 (填字母,下同)。
A.任何溫度下,反應(yīng)ⅰ均可自發(fā)進(jìn)行
B.升高溫度時(shí),三步反應(yīng)速率均加快
C.用不同催化劑催化反應(yīng)可以改變反應(yīng)歷程,提高平衡轉(zhuǎn)化率
D.反應(yīng)歷程中,第一步反應(yīng)的活化能最高,是反應(yīng)的決速步
(2)絕熱條件下,將H2、CO2以體積比2∶1充入恒容密閉容器中,若只發(fā)生反應(yīng)ⅱ,下列不可以作為反應(yīng)ⅱ達(dá)到平衡的判據(jù)是。
A.c(CO2)與c(CO)比值不變
B.容器內(nèi)氣體密度不變
C.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變
D.不變
(3)將H2、CO2以體積比3∶1充入恒容密閉容器中,在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的選擇性(生成目標(biāo)產(chǎn)物所消耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量與參與反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比)隨溫度變化曲線如圖所示:
CO2加氫制甲醇, (填“高”或“低”,下同)溫有利于提高反應(yīng)速率, 溫壓有利于提高平衡時(shí)CH3OH的產(chǎn)率。結(jié)合上圖闡述實(shí)際選用約312 ℃作為反應(yīng)溫度的原因: 。
(4)溫度為T℃時(shí),在一個(gè)剛性容器中模擬工業(yè)上合成CH3OH,往容器中通入1 ml CO2、3 ml H2進(jìn)行反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ,反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨著時(shí)間變化如下表所示。
計(jì)算反應(yīng)開始至40 min時(shí),CH3OH的平均反應(yīng)速率是 MPa·min-1,平衡時(shí)n(CH3OH)是n(CO)的4倍,則H2的平衡分壓是 MPa(分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù));CO2的平衡轉(zhuǎn)化率是 (最后結(jié)果保留兩位小數(shù))。
層次3創(chuàng)新性
12.環(huán)戊烯()常用于有機(jī)合成及樹脂交聯(lián)等。在催化劑作用下,可通過(guò)環(huán)戊二烯()選擇性氧化制得,體系中同時(shí)存在如下反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:(g)+H2(g)(g) ΔH1=-100.3 kJ·ml-1
反應(yīng)Ⅱ:(g)+H2(g)(g) ΔH2=-109.4 kJ·ml-1
反應(yīng)Ⅲ:(g)+(g)2(g) ΔH3
已知:選擇性指生成目標(biāo)產(chǎn)物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例?；卮鹣铝袉栴}:
(1)反應(yīng)Ⅲ的ΔH3= kJ·ml-1。
(2)為研究上述反應(yīng)的平衡關(guān)系,在T℃下,向某密閉容器中加入a ml的環(huán)戊二烯和4 ml H2,測(cè)得平衡時(shí),容器中環(huán)戊二烯和環(huán)戊烷()的物質(zhì)的量相等,環(huán)戊烯的選擇性為80%,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為 %,反應(yīng)Ⅲ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)K3= 。
(3)為研究不同溫度下催化劑的反應(yīng)活性,保持其他條件不變,測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi),上述反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性與溫度的關(guān)系如圖所示。
該氫化體系制環(huán)戊烯的最佳溫度為 ;30 ℃以上時(shí),環(huán)戊烯的選擇性降低的可能原因是 (填字母)。
A.催化劑活性降低
B.平衡常數(shù)變大
C.反應(yīng)活化能減小
(4)實(shí)際生產(chǎn)中采用雙環(huán)戊二烯()解聚成環(huán)戊二烯:(g)2(g) ΔH>0。若將3 ml雙環(huán)戊二烯通入恒容密閉容器中,分別在T1和T2溫度下進(jìn)行反應(yīng)。曲線A表示T2溫度下n(雙環(huán)戊二烯)的變化,曲線B表示T1溫度下n(環(huán)戊二烯)的變化,T2溫度下反應(yīng)到a點(diǎn)恰好達(dá)到平衡。
①曲線B在T1溫度下恰好達(dá)到平衡時(shí)的點(diǎn)的坐標(biāo)為(m,n),則m (填“>”“”“v逆(H2S),B錯(cuò)誤;根據(jù)曲線a與SO2曲線變化相反,則說(shuō)明a代表n(H2S)隨時(shí)間變化的曲線,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),若該反應(yīng)在T2℃(T20,則根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS
解析 (1)0~10min內(nèi)v(A)==0.02ml·L-1·min-1。(2)根據(jù)圖像可知,0~10min內(nèi)A的物質(zhì)的量濃度減少量為0.2ml·L-1,C的物質(zhì)的量濃度增加量為0.4ml·L-1,x、y之比等于A、C的濃度的變化量之比,故x∶y=0.2ml·L-1∶0.4ml·L-1=1∶2。(3)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),而容器容積不變,因此0~10min容器內(nèi)壓強(qiáng)變大。(4)根據(jù)圖像可知,10min時(shí)改變條件后,A、C的濃度瞬時(shí)不變且隨后反應(yīng)速率加快,故改變的條件可能是升溫或加入催化劑;12~16min,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);16min時(shí)改變條件后,A、C的濃度瞬時(shí)不變,且隨后A的濃度逐漸增大,C的濃度逐漸減小,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),故改變的條件可能是升溫。(5)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。由于16min時(shí)升高溫度,則K1>K2。
6.C 解析溫度升高,SiHCl3的平衡產(chǎn)率減小,ΔHN,所以M、N點(diǎn)SiHCl3的分壓:M>N,B項(xiàng)正確;由題圖可知,的值增大至7時(shí),SiHCl3的平衡產(chǎn)率降低至接近于0,C項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)溫度較高,SiHCl3濃度較大,逆反應(yīng)速率vM>vN,D項(xiàng)正確。
7.D 解析 a、b點(diǎn)均在曲線Ⅰ上,由題圖可知升高溫度CO2平衡轉(zhuǎn)化率減小,可知升高溫度平衡逆向移動(dòng),則CO2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù):ac,故B錯(cuò)誤;K與溫度有關(guān),且正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高K越小,則平衡常數(shù):Ka=Kc>Kb,故C錯(cuò)誤;a、b點(diǎn)只有溫度不同,溫度越高、反應(yīng)速率越快,則反應(yīng)速率:va(CO2)③,則氫碳比:①>②>③,B錯(cuò)誤;正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),因此其他條件不變的情況下,縮小容器的容積,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可提高CO2的轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,400K時(shí)曲線③中CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,這說(shuō)明消耗CO21ml·L-1,則消耗氫氣3ml·L-1,生成乙醇和水蒸氣分別是0.5ml·L-1、1.5ml·L-1,剩余CO2和氫氣分別是1ml·L-1、1ml·L-1,該溫度下平衡常數(shù)K=≈1.7,D正確。
9.D 解析由圖可知,600℃時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為55%、甲醛的選擇性為60%,則前5min內(nèi)生成甲醛的平均速率v(HCHO)==0.033ml·L-1·min-1,故A錯(cuò)誤;由圖可知,600℃后,甲醇的轉(zhuǎn)化率增大、甲醛的選擇性降低,說(shuō)明700℃時(shí)歷程ⅲ的反應(yīng)程度大,相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)歷程ⅱ的速率小于反應(yīng)歷程ⅲ的速率,故B錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲醛的產(chǎn)率降低,故C錯(cuò)誤;使用催化劑,降低反應(yīng)的活化能,則使用碳酸鈉做反應(yīng)催化劑的反應(yīng)歷程ⅰ的活化能小于CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)的活化能,故D正確。
10.答案 (1)ΔH1-ΔH2-ΔH3 (2)AD
(3)①CO2 H2 ②反應(yīng)c為吸熱反應(yīng),反應(yīng)d為放熱反應(yīng)。700 ℃后,隨著溫度升高,反應(yīng)c右移對(duì)C(s)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響比反應(yīng)d左移的大 ③12.5%
解析 (1)該反應(yīng)由反應(yīng)a-反應(yīng)b-反應(yīng)c得到,即ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3。
(2)隨著反應(yīng)進(jìn)行CH4不斷減少,平衡時(shí)保持不變,A項(xiàng)正確;恒容時(shí),平衡體系中各物質(zhì)的濃度不發(fā)生改變,平衡不移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;加入催化劑只改變反應(yīng)歷程不改變平衡常數(shù),C項(xiàng)錯(cuò)誤;達(dá)到平衡后,降低溫度反應(yīng)d正向移動(dòng),v(正)>v(逆),D項(xiàng)正確。
(3)反應(yīng)起始投入n(CH4)和n(CO2)為2∶1,所以m為CO2。700℃之后C固體增加,即700℃以上的高溫有利于反應(yīng)c正向進(jìn)行,反應(yīng)c正向進(jìn)行H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加,則n為H2,p為CO。設(shè)反應(yīng)投入CH4和CO2物質(zhì)的量分別為2ml、1ml。根據(jù)反應(yīng)列出以下三段式:
CO2 + H2 CO + H2O
起始/ml100
變化/mlnnnn
平衡/mln
CH4 + CO2 2CO + 2H2
起始/ml2
變化/mlmm2m2m
平衡/ml2-m
則平衡時(shí)CO2物質(zhì)的量為(1-n-m)ml,CO的物質(zhì)的量為(n+2m)ml,H2O物質(zhì)的量為nml,H2為(2m-n)ml,CH4為(2-m)ml,則平衡體系中氣體總物質(zhì)的量為(3+2m)ml。已知CH4和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別是0.50、0.04,則建立等式為=0.50、=0.04得m=0.25、n=0.14。則CH4的轉(zhuǎn)化率為×100%=×100%=12.5%。則K=。
11.答案 (1)BD (2)B
(3)高低高溫度低,反應(yīng)速率太慢,且CO2轉(zhuǎn)化率低;溫度太高,甲醇的選擇性低
(4)0.4 38 66.67%
解析 (1)反應(yīng)ⅰ,ΔS

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備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第5講化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的圖像

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