題型匯編丨2023屆高考化學反應原理綜合題圖像說理總結

PAGE5PAGE2023屆高考三輪化學反應原理綜合題圖像說理總結一、速率1、容積均為1L的絕熱容器，充入0.2mol的NO2，發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，NO2的相關量隨時間變化如下圖所示。0～3s內(nèi)，容器中NO2的反應速率增大的原因是_______________________________________【答案】0～3s內(nèi)溫度升高對速率的影響大于濃度降低的影響2.查閱資料得知：反應CH3CHO(aq)=CH4(g)+CO(g)在含少量I2的溶液中分兩步進行：第I步反應為：CH3CHO(aq)+I2(aq)→CH3(l)+HI(aq)+CO(g)(慢反應)第II步為快反應，增大I2的濃度能明顯增大總反應的平均速率，理由為_______?！敬鸢浮靠偡磻骄俾视陕磻獩Q定，I2為慢反應的反應物，增大I2的濃度，慢反應的速率增大，則總反應平均速率增大(或根據(jù)總反應可知I2為該反應的催化劑，增大I2的濃度，可以增大總反應的平均速率

3.和生成的反應為

，在Fe催化劑作用下的反應歷程如下（*表示吸附態(tài)）。化學吸附：；；表面反應：；；；脫附：。【答案】原料氣中N2相對易得，適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率N2在Fe催化劑上的吸附是決速步驟，N2適度過量有利于提高整體的反應速率

4、氫能源是最具應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一①反應器中初始反應的生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為4∶1，甲烷和水蒸氣反應的方程式是_____________________________②用CaO可以去除CO2。H2體積分數(shù)和CaO消耗率隨時間變化關系如下圖所示。從t1時開始，H2體積分數(shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率_______(填“升高”“降低”或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%，但已失效，結合化學方程式解釋原因____________________________【答案】①CH4+2H2O4H2+CO2②降低CaO+CO2=CaCO3，CaCO3覆蓋在CaO表面，減少了CO2與CaO的接觸面積二、溫度、壓強對平衡的影響（單一反應、連續(xù)反應、競爭反應）5、F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應：其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡（反應放熱），體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示(t=∞時，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1若提高反應溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是__________________________________________________________【答案】大于；溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高 6、利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應如下：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1＜0②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2＜0③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3＞0(1)圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系的曲線為(填曲線標記字母)，其判斷理由是(2)合成氣的組成n（H2）/n（CO+CO2）＝2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度和壓強的關系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而(填“增大”或“減小”)，其原因是；圖2中的壓強由大到小為，其判斷理由是【答案】(1)a；反應①為放熱反應，平衡常數(shù)應隨溫度升高變小(2)減?。簧邷囟葧r，反應①為放熱反應，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應③為吸熱反應，平衡向右移動，又產(chǎn)生CO的量增大；總結果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低；P3＞P2＞P1；相同溫度下，由于反應①為氣體分子數(shù)減小的反應，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反應③為氣體分子數(shù)不變的反應，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高7、CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應：反應Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol?1反應Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol?1在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中：CH3OCH3的選擇性=×100％①溫度高于300℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是；②220℃時，在催化劑作用下CO2與H2反應一段時間后，測得CH3OCH3的選擇性為48%（圖中A點）。不改變反應時間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有?！敬鸢浮竣俜磻竦摩＞0，反應Ⅱ的ΔH＜0，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過下降幅度。②增大壓強，使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑8、已知H2S高溫熱分解制H2的反應如下：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)。在恒容密閉容器中，控制不同溫度進行H2S的分解實驗。以H2S的起始濃度均為cmol·L－1測定H2S的轉(zhuǎn)化率，結果如圖所示。圖中曲線a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關系曲線，曲線b表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。請說明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：_____________________________________________【答案】溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需的時間縮短，故曲線b向曲線a靠近9、6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1807.0kJ·mol－1；NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應活性隨溫度的變化曲線見下圖。隨著反應溫度的進一步升高，在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率明顯下降的可能原因是【答案】該反應是放熱反應，升高溫度反應更有利于向逆反應方向進行；同時高溫條件下會發(fā)生4NH3＋5O2=4NO＋6H2O副反應，使NO轉(zhuǎn)化率降低10、為更有效處理工業(yè)廢氣中排放的氮氧化物(NOx)、SO2等，減少大氣污染。(1)脫硝反應機理如圖，Cu＋的作用是____________，C2H4參與的反應方程式______________(2)選擇性催化還原技術(SCR)是目前較為成熟的煙氣脫硝技術，其反應原理主要為：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)；ΔH＝-1627kJ?mol-1①該方法應控制反應溫度在315～400℃之間，反應溫度不宜過高的原因是_____________________________②氨氮比n(NH3)/n(NO)會直接影響該方法的脫硝率。如圖為350℃時，只改變氨氣的投放量，NO的百分含量與氨氮比的關系圖。當n(NH3)/n(NO)>1.0時，煙氣中NO含量反而增大，主要原因是______________(3)煙氣脫硫、脫硝一體化技術是大氣污染防治研究的熱點。ClO2及NaClO2均是性能優(yōu)良的脫硫脫硝試劑。某研究小組用ClO2進行單獨脫除SO2實驗時，測得SO2的脫除率隨溶液pH變化如圖所示。當3<pH<7時，隨pH的增大，SO2脫除率逐漸降低，其原因是_____________________________________；在pH約7.8之后，隨pH的增大，SO2脫除率又開始升高，其原因是________?！敬鸢浮?1)催化劑；2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+(2)正反應放熱，溫度過高會降低NO的轉(zhuǎn)化率NH3和O2再次反應生成NO(或4NH3+5O2=4NO+6H2O)(3)pH<7時，隨著pH值的增大，ClO2的穩(wěn)定性降低氧化性減弱，SO2的脫除率降低。當pH>7.8后，隨著堿性的增強，生成ClO2-增多，氧化性增強，SO2的脫除率上升11．以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.=+40.9

kJ/mol不同壓強下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關系如下圖所示。已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=CH3OH的平衡產(chǎn)率=其中縱坐標表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖___________(填“甲”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的順序為___________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是___________。為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應選擇的反應條件為_________(填標號)。A．低溫、高壓

B．高溫、低壓

C．低溫、低壓D．高溫、高壓【答案】乙

p1、p2、p3

T1時以反應Ⅲ為主，反應Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等，壓強改變對平衡沒有影響

A12.在體積為2L的恒壓密閉容器中，起始充入1mol和3mol，發(fā)生反應，該反應在不同溫度下達到平衡時，各組分的體積分數(shù)隨溫度的變化如圖所示。表示和的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線分別是_______(填字母序號)?！敬鸢浮吭摲磻磻且粋€放熱反應，故升高溫度，平衡逆向移動，則H2的體積分數(shù)隨溫度升高而增大，的體積分數(shù)隨溫度的升高而減小，且起始充入1molCO2(g)和3molH2(g)，反應中CO2和H2的轉(zhuǎn)化量之比為1：3，故過程中CO2和H2的體積分數(shù)之比也為1：3，和H2O的體積分數(shù)之比為1：4，結合圖示可知表示H2和的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線分別為a，d.三、投料比13.利用反應2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH＜0，可實現(xiàn)汽車尾氣的無害化處理。一定條件下進行該反應，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m=]的關系如圖所示。①投料比m1、m2、m3從大到小的順序為___________。②隨著溫度的升高，不同投料比下CO平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因是___________?！敬鸢浮縨1＞m2＞m3；溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡移動的影響14.(1)已知下列反應的熱化學方程式：①

②

③

計算熱分解反應④的________。(2)較普遍采用的處理方法是克勞斯工藝。即利用反應①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是：利用反應④高溫熱分解。相比克勞斯工藝，高溫熱分解方法的優(yōu)點是________，缺點是________。(3)在、反應條件下，將的混合氣進行熱分解反應。平衡時混合氣中與的分壓相等，平衡轉(zhuǎn)化率為________，平衡常數(shù)________。(4)在、反應條件下，對于分別為、、、、的混合氣，熱分解反應過程中轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如下圖所示。①越小，平衡轉(zhuǎn)化率________，理由是________。②對應圖中曲線________，計算其在之間，分壓的平均變化率為________?！敬鸢浮?1)170(2)

副產(chǎn)物氫氣可作燃料

耗能高(3)

50%

4.76(4)

越高

n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應方向進行，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高

d

24.9四、最佳條件的選擇15、CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+120kJ·mol-1，按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應，溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖所示。此反應優(yōu)選溫度為900℃的原因是_____________________________【答案】900℃時，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟效益降低。16、氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中發(fā)生反應：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。下圖為合成塔中不同氨碳比a[]和水碳比b[]時二氧化碳轉(zhuǎn)化率(α)。b宜控制在范圍內(nèi)。A.0.6~0.7B.1~1.1C.1.5~1.6a宜控制在4.0左右，理由是【答案】A；當氨碳比大于4.0時，增大氨氣的量CO2轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比太小，CO2轉(zhuǎn)化率低17.已知：生物脫H2S的原理：H2S＋Fe2(SO4)3=S↓＋2FeSO4＋H2SO44FeSO4＋O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(硫桿菌))2Fe2(SO4)3＋2H2O由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為________________，若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是_______________________________【答案】30℃、pH＝2.0蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)五、催化劑、活化能18、反應中催化劑話性會因積碳反應而降低，同時存在的消碳反應則使積碳量減少。相關數(shù)據(jù)如下表：積碳反應：CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反應：CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH/(kJ·mol?1)75172活化能/(kJ·mol?1)催化劑X3391催化劑Y4372由上表判斷，催化劑X____Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是___________________【答案】劣于；相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應的活化能大，積碳反應的速率??；而消碳反應活化能相對小，消碳反應速率大。 19、NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應。反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是___________________________________________；當反應溫度高于380℃時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是______________________________________________【答案】迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大催化劑活性下降；NH3與O2反應生成了NO20、煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應溫度為323K，NaClO2溶液濃度為5×10?3mol·L?1。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol·L?1)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3由實驗結果可知，脫硫反應速率______脫硝反應速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是_________________________________【答案】大于；NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高21、以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化為乙酸，請寫出該反應的化學方程式：____________。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關系如圖2所示。在溫度為______時，催化劑的活性最好，效率最高。請解釋圖中250～400℃時乙酸生成速率變化的原因：250～300℃時______________________；300～400℃時_____________________【答案】CO2＋CH4eq\o(=,\s\up7(TiO2/Cu2Al2O4))CH3COOH250℃催化劑效率下降是影響乙酸生成速率的主要原因溫度升高是影響乙酸生成速率的主要原因22.采用鎳系催化劑的水煤氣(主要有效成分為和)甲烷化是推動綠色發(fā)展的有效途徑，該過程中涉及的反應有：①②③已知：反應①稱為甲烷化反應；轉(zhuǎn)化率，甲烷的選擇性，兩式中的L為進口或出口流量()。適當增大氫碳比也可有效抑制積碳。實驗表明當氫碳比逐漸增加到3的過程中，既提高了平衡轉(zhuǎn)化率和選擇性，又有效抑制了積碳現(xiàn)象，主要原因是_______。(3)當氫碳比為3時，的轉(zhuǎn)化率和的選擇性與不同的氫氣流速變化關系如圖所示。氫氣流速低于或高于都不利于甲烷化反應，可能的原因是_______。(4)若向一定溫度下的密閉容器中投入n和1，發(fā)生上述3個反應，達到平衡時，測得氣體總壓為p，容器中存在x，yC，和_______(用含n、x、y、z和p的式子表示，下同)，該溫度下，甲烷化反應①的分壓平衡常數(shù)Kp=_______。(5)為了同時提高的轉(zhuǎn)化率與的選擇性，可選擇的反應條件為_______(填標號)。A．高溫高壓、高氫碳比(3~4)B．低溫低壓、低氫碳比(1~2)C．低溫高壓、高氫碳比(3~4)D．低溫高壓、低氫碳比(1~2)【答案】氫碳比為3時，反應①正向移動，反應②逆向移動

氫氣流速過低導致供給量不足，選擇性差，不利于甲烷化反應；氫氣流速過高導致停留時間過短，與催化劑接觸時間不足，導致催化效率不佳

C23.為探究溫度及不同催化劑對反應2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)

?H=-746.5kJ?mol-1kJ?mol-1的影響，分別在不同溫度、不同催化劑下，保持其它初始條件不變重復實驗，在相同時間內(nèi)測得NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖所示。在催化劑乙作用下，圖中M點NO轉(zhuǎn)化率_______(填“一定是”、“可能是”、“一定不是”)平衡轉(zhuǎn)化率，理由是_______?！敬鸢浮恳欢ú皇?/p>

M點處NO的轉(zhuǎn)化率小于相同溫度下甲作催化劑時NO的轉(zhuǎn)化率24.汽車尾氣中的NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑條件下可發(fā)生反應2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）△H=-746.5kJ·mol－1

。將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應，相同時間內(nèi)測量逸出氣體中的NO含量，從而確定尾氣脫氮率（脫氮率即NO的轉(zhuǎn)化率），結果如圖所示。②若溫度低于200℃，圖中曲線脫氯率隨溫度升高而變化不大的主要原因是__________；判斷a點對應的脫氮率是否為對應溫度下的平衡脫氮率，并說明其理由：____________?！敬鸢浮繙囟容^低時，催化劑的活性偏低

不是平衡脫氮率，因為該反應為放熱反應，根據(jù)曲線Ⅱ可知，a點對應溫度的平衡脫氮率應該更高

六、“拋物線”曲線25.利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應如下：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)反應①為主反應(放熱反應)，②③為副反應。(1)一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應器中反應12小時。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關系如圖1所示。①溫度為470K時，圖中P點___(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。490K之前，甲醇產(chǎn)率上升的可能原因是___。490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的可能原因是___。②提高甲醇產(chǎn)率的措施是___。增大壓強

B．升高溫度

C．選擇合適催化劑

D．加入大量催化劑(2)如圖2為一定比例的CO2/H2，CO/H2、CO/CO2/H2條件下甲醇生成速率與溫度的關系。當溫度為490K時，根據(jù)曲線a、c，判斷合成甲醇的反應機理是___(填“A”或“B”)。A：CO2COCH3OHB：COCO2CH3OH+H2O(3)490K時，曲線a與曲線b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，從平衡移動的角度分析原因___?！敬鸢浮浚?）不是

反應未達到平衡，隨溫度升高，速率加快（或隨溫度升高，催化劑活性增大，速率加快）；反應已達平衡，合成甲醇的反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，且催化劑活性降低

AC(2)A(3)CO促進反應CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)逆向移動，二氧化碳和氫氣的量增加，水蒸氣的量減少26.丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1=+123kJ·mol－1

圖(a)是反應①平衡轉(zhuǎn)化率與反應溫度及壓強的關系圖，x_____________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應采取的措施是__________(填標號)。A．升高溫度

B．降低溫度

C．增大壓強

D．降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是___________。(3)圖(c)為反應產(chǎn)率和反應溫度的關系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________?！敬鸢浮啃∮?；AD

；氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應速率增大

；

升高溫度有利于反應向吸熱方向進行

；溫度升高反應速率加快

；丁烷高溫裂解生成短鏈烴類27.某化學興趣小組研究不同溫度下相同濃度漂粉精溶液對NO脫除率的影響，結果如圖1所示。圖1中，40～60℃區(qū)間NO脫除率上升的原因為___________；60～80℃區(qū)間NO脫除率下降的原因可能為_____________________________?！敬鸢浮繙囟壬?，化學反應速率加快

溫度升高，氣體溶解度下降；或溫度升高，ClO-水解增強，HClO發(fā)生分解等。28、NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術。在氨氣足量的情況下，不同c(NO2)/c(NO)、不同溫度對脫氮率（相同時間測定）的影響如圖所示(已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應為放熱反應)，請回答溫度對脫氮率的影響：____________________________________________________【答案】300℃之前，反應未平衡，溫度升高，速率加快，脫氮率增大；300℃時反應達平衡后，升溫平衡逆向移動，脫氮率減小29．甲烷和水蒸氣催化制氫主要有如下兩個反應：①

ΔH=+206kJ/mol②

ΔH=-41kJ/mol恒定壓強為時，將n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合氣體投入反應器中，平衡時，各組分的物質(zhì)的量分數(shù)與溫度的關系如圖所示。系統(tǒng)中的含量，在700℃左右出現(xiàn)峰值，試從化學平衡的角度解釋出現(xiàn)峰值的原因：①低于700℃，___________；②高于700℃，___________?！敬鸢浮坑捎谡磻较蛭鼰?，隨著溫度的升高，反應向正反應方向進行的程度較大，氫氣的物質(zhì)的量逐漸增大

隨著反應的進行，一氧化碳的物質(zhì)的量增大，發(fā)生反應②，反應②正反應放熱，當溫度升高時，平衡逆向移動，使氫氣的物質(zhì)的量減小30．苯乙烯是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用乙苯催化脫氫方法制備苯乙烯(1)已知部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)乙苯苯乙烯氫氣燃燒熱-4610.2-4441.8-285.8則+H2(g)的_______。②實際生產(chǎn)中常在恒壓條件下?lián)饺敫邷厮魵猓饔檬莀______。隨著反應的進行，少量積碳會使催化劑活性減弱，水蒸氣還有利于恢復催化劑活性，原因是_______用化學方程式表示由于發(fā)生副反應，常伴隨C6H6、C2H4、C等副產(chǎn)物生成。在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分數(shù))示意圖如圖：控制反應的溫度約為600~650℃，不宜過低或過高，理由是____。③將物質(zhì)的量分數(shù)組成為m%乙苯(g)、n%的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p下進行反應。平衡時，乙苯的轉(zhuǎn)化率為，則苯乙烯的分壓為_______，平衡常數(shù)_______(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))(2)苯乙烯可由乙苯和催化脫氫制得。其反應歷程如下：請你解釋為什么當PCO2/kpa為15時，乙苯平衡轉(zhuǎn)化率達到最大值_______【答案】(1)

+117.4

體系壓強為常壓，摻入不反應的水蒸氣等效于減壓，有利于反應向氣體分子數(shù)增大的方向進行，可提高乙苯的轉(zhuǎn)化率

600~650℃時乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高，溫度過低，反應速率較慢，轉(zhuǎn)化率較低，溫度過高，選擇性下降，高溫下可能失催化劑失去活性，且消耗能量較大

C+H2OCO+H2

p（CO2）壓強增大，反應速率加快，乙苯轉(zhuǎn)化率增多，當p（CO2）大于15kPa，由于催化劑表面有限，能吸附的乙苯量下降，反應速率減慢，乙苯轉(zhuǎn)化率下降31、中科院大連化學物理研究所的一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯，甲烷在催化作用下脫氫，在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應生成乙烯：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)△H=+202.0

kJ/mol，若向該容器通入高溫水蒸氣(不參加反應，高于400℃)，C2H4的產(chǎn)率將________(選填“增大”“減小”“不變”“無法確定”)，理由是________________【答案】增大該反應為氣體體積增大的吸熱反應，通入高溫水蒸氣相當于加熱，同時通入水蒸氣，容器的體積增大，相當于減小壓強，平衡均右移，產(chǎn)率增大32.接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=?98kJ·mol?1。(1)當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa、550℃時的α=__________，判斷的依據(jù)是__________。影響α的因素有__________。(2)將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強為___________，平衡常數(shù)Kp=___________(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(3)研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：v=k(?1)0.8(1?nα')。式中：k為反應速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α'=0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對應溫度稱為該α'下反應的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________?！敬鸢浮?.975

該反應氣體分子數(shù)減少，增大壓強，α提高。所以，該反應在550℃、壓強為5.0MPa＞2.5MPa＝p２的，所以p1=5.0MPa

反應物（N2和O2）的起始濃度（組成）、溫度、壓強

升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當t＜tm，k增大對v的提高大于α引起的降低；當t＞tm，k增大對v的提高小于α引起的降低33.由氨和二氧化碳合成尿素的總反應式為：2NH3(g)+CO(g)?CO(NH2)2(l)+H2O(g)ΔH=-103.7kJ/mol?；卮鹣铝袉栴}：(1)關于合成尿素的反應機理有多種說法，一般認為該反應是分兩步進行的：a.2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(1)ΔH1=-119.2k.J/molb.NH2COONH4(l)?CO(NH2)2(l)+H2O(g)ΔH2=+15.5kJ/mol

已知反應b的活化能遠大于反應a的，則該反應機理下的決速步驟是反應_______(填“a”或“b”)。如圖為某工廠的尿素合成塔內(nèi)的軸向溫度測定數(shù)據(jù)，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可以推斷，合成塔下部1/3的容積內(nèi)都在進行反應_______(填“