高考化學(xué)二輪增分策略 26題專(zhuān)練 有機(jī)物的綜合應(yīng)用課件 (54)

1、第三編專(zhuān)題十化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡加試加試30題專(zhuān)練題專(zhuān)練(三三)化學(xué)平衡原理綜合應(yīng)用化學(xué)平衡原理綜合應(yīng)用1.2018溫州市高三選考適應(yīng)性測(cè)試(二模)甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，CO2與H2在催化劑CZZA(普通銅基催化劑)作用下合成甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.2 kJmol1反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2已知：CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為283.0 kJmol1和285.8 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H344.0 kJmol1請(qǐng)回答：(1)反應(yīng)的H2 kJmol1。解析解析CO(g) O2(g)=C

2、O2(g)H283.0 kJmol1、H2(g) O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，H2O(g)=H2O(l)H344.0 kJmol1，反應(yīng)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.2 kJmol1，反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2由蓋斯定律，得反應(yīng)的H2285.8 kJmol1(283.0 kJmol1)( 44.0 kJmol1)41.2 kJmol1。41.2(2)研究表明：在其他條件相同的情況下，將催化劑CZZA換成新型催化劑(CZZA/rGO)，可以顯著提高甲醇的選擇性，試用過(guò)渡態(tài)理論解釋其原因：_ 。解析解析在其他條件相同

3、的情況下，將催化劑CZZA換成新型催化劑(CZZA/rGO)，可以顯著提高甲醇的選擇性，用過(guò)渡態(tài)理論解釋其原因：新型催化劑能將反應(yīng)活化能降低更多，使反應(yīng)物更容易生成甲醇。新型催化劑能將反應(yīng)活化能降低更多，使反應(yīng)物更容易生成甲醇(3)以CZZA/rGO為催化劑，在一定條件下，將物質(zhì)的量之比為13(總量為a mol)的CO2與H2通入恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化趨勢(shì)如圖1所示：在553 K時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量為 mol。0.031 5a解析解析CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)始

4、/mol 0.25a 0.75a變/mol 0.25a21%60% 0.031 5a平/mol 0.031 5a在553 K時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量為 0.25a21%60%0.031 5a；隨著溫度的升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大但甲醇的選擇率降低，請(qǐng)分析其原因：_ 。解析解析隨著溫度的升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大但甲醇的選擇率降低，其原因是當(dāng)溫度升高時(shí)反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，而反應(yīng)平衡正向移動(dòng)且幅度更大，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加，但甲醇的選擇性卻降低。當(dāng)溫度升高時(shí)反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，而反應(yīng)平衡正向移動(dòng)且幅度更大，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加，但甲醇的選擇性卻降低(4)將CO2與H2按物質(zhì)的量之比為13通

5、入恒溫恒容密閉容器中，控制條件，使其僅僅按反應(yīng)進(jìn)行，得到甲醇的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。保持其他條件不變，t1時(shí)再向容器中加入一定量物質(zhì)的量之比為13 的CO2與H2混合氣，t2時(shí)再次達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出t1t3時(shí)間內(nèi)甲醇體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。答案答案解析解析保持其他條件不變，t1時(shí)再向容器中加入一定量物質(zhì)的量之比為13的CO2與H2混合氣，t2時(shí)再次達(dá)到平衡，t1時(shí)相當(dāng)于對(duì)原平衡進(jìn)行加壓，平衡正向移動(dòng)，甲醇的體積分?jǐn)?shù)增大。2.(2017浙江省金華十校高二第一學(xué)期期末調(diào)研)二氧化碳加氫合成乙烯的反應(yīng)如下：2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)H。已知：C2H4(

6、g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1a kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2b kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H3c kJmol1；請(qǐng)回答：(1)H kJmol1。(用a、b、c表示)3b4ca解析解析 已知：C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1a kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2b kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H3c kJmol1；根據(jù)蓋斯定律，將34得：2CO2(g )6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)H(3b4ca) kJmol1。(2)在催化劑Fe3(CO)12/ZSM5、空

7、速1200 h1 條件下，溫度、壓強(qiáng)、氫碳比n(H2)/n(CO2)x對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率及溫度對(duì)催化效率影響如圖1所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 (填字母)。A.H0B.增大氫碳比，可以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率C.溫度低于300 時(shí)，隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大D.平衡常數(shù)：K(M)K(N)E.為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)在盡可能低的溫度下合成 乙烯解析解析根據(jù)圖像，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，說(shuō)明升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H0，故A錯(cuò)誤；根據(jù)方程式2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)，增大氫碳比 ，可以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，故B正確；根據(jù)A的分析，

8、H0，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，乙烯的產(chǎn)率降低，故C錯(cuò)誤；升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，則平衡常數(shù)：K(M)K(N)，故D正確；根據(jù)圖像，為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)在300 溫度下合成乙烯，但溫度太低，催化劑的活性較低，反應(yīng)速率太慢，故E錯(cuò)誤。M點(diǎn)時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ，則此時(shí)平衡體系中乙烯的體積分?jǐn)?shù)為 。1/9(或11.1%)工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)一般控制在2.12.6 MPa之間，理由是_ 。解析解析根據(jù)圖像，工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)一般控制在2.12.6 MPa之間，是因?yàn)閴簭?qiáng)小于2.1 MPa，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率較?。粔簭?qiáng)大于2.6 MPa，CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率提高幅度較小，運(yùn)行成

9、本增加。2.1 MPa，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率較??；壓強(qiáng)大于2.6 MPa，CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率提高幅度較小，運(yùn)行成本增加(3)恒溫(300 )，在體積為1 L的恒容容器中以n(H2)/n(CO2)3的投料比加入反應(yīng)物，至t1時(shí)達(dá)到平衡。t2時(shí)將容器體積瞬間擴(kuò)大至2 L并保持不變，t3時(shí)重新達(dá)平衡。在圖2中繪制0t4時(shí)間段內(nèi)，容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(M)隨時(shí)間(t)變化的圖像。答案答案 起點(diǎn)12.5，t2低于20(實(shí)際為16.7)，t3高于12.5解析解析設(shè)參與反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為3 mol，則氫氣為9 mol，起始時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(M) 12.5；300 時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ，根據(jù)反應(yīng)2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)可知，平衡時(shí)n(CO2)1 mol，n(H2)3 mol，n(C2H4)1 mol，n(H2O)4 mol，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(M) 16