2024屆高考二輪復(fù)習(xí) 微主題3反應(yīng)熱電化學(xué)專練2原電池、電解池的工作原理及應(yīng)用 作業(yè)

微主題4化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1(2023揚(yáng)州中學(xué)月考)工業(yè)上利用硫(S8)與CH4為原料制備CS2。450℃以上時，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：S8(g)=4S2(g)；通常在600℃以上發(fā)生反應(yīng)Ⅱ：2S2(g)＋CH4(g)?CS2(g)＋2H2S(g)。一定條件下，S8分解產(chǎn)生S2的體積分?jǐn)?shù)、CH4與S2反應(yīng)中CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法一定正確的是()A.反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)相同時間，溫度越低，CH4的轉(zhuǎn)化率越大C.發(fā)生反應(yīng)Ⅱ溫度不低于600℃的原因：低于此溫度，S2濃度小，反應(yīng)速率小D.某溫度下若S8完全分解成S2，在密閉容器中，n(S2)∶n(CH4)＝2∶1時開始反應(yīng)，當(dāng)CS2體積分?jǐn)?shù)為10%時，CH4轉(zhuǎn)化率為50%2(2023蘇州學(xué)業(yè)質(zhì)量指標(biāo)調(diào)研)乙醇水蒸氣重整釋氫過程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：反應(yīng)Ⅰ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)?2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝＋173.5kJ·mol-1；反應(yīng)Ⅱ：C2H5OH(g)?CH4(g)＋CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋49.7kJ·mol-1；反應(yīng)Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.4kJ·mol-1。以H2O和C2H5OH為原料氣，通過裝有催化劑的反應(yīng)器，反應(yīng)相同時間，乙醇的轉(zhuǎn)化率以及CH4、CO、CO2的選擇性隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A.向乙醇水蒸氣重整反應(yīng)體系中通入適量O2，可以為重整反應(yīng)提供熱量B.其他條件不變，升高溫度乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大C.300～450℃時，隨溫度升高，H2的產(chǎn)率增大D.增大原料氣中水的比例，可以增大CO的選擇性3(2023南通如皋適應(yīng)性考試二)異丁烯是重要的化工原料，可由異丁醇脫水制得。異丁醇催化脫水時發(fā)生如下反應(yīng)。反應(yīng)1：(g)→(異丁烯，g)＋H2O(g)ΔH1；反應(yīng)2：2(g)→(g)ΔH2。壓強(qiáng)p＝1atm不變，向一定體積的密閉容器中充入V(異丁醇)∶V(N2)＝1∶1的混合氣體(N2不參與反應(yīng))，平衡時所得異丁醇的轉(zhuǎn)化率、異丁烯的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.ΔH1>0、ΔH2>0B.150～350℃時，異丁醇的轉(zhuǎn)化率升高的原因是該溫度下催化劑的活性強(qiáng)C.p＝1atm,200℃時，V(異丁醇)∶V(N2)起始比值越大，平衡時異丁烯的產(chǎn)率越低D.p＝1atm,200℃時，若將起始時的N2換成H2O(g)，平衡時異丁烯的產(chǎn)率增大4(2023鹽城調(diào)研)將1molTiO2、2.2molC、2molCl2充入2L的密閉容器，體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是()A.制備時要保持無水環(huán)境B.為避免產(chǎn)生大量CO2，碳氯化反應(yīng)過程中需保持碳過量C.1400℃時，C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(72,7)D.碳氯化中加碳，既增大了反應(yīng)的趨勢，又為氯化提供了能量5(2023南通調(diào)研)用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58kJ·mol-1；反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ·mol-1。在恒容密閉容器內(nèi)，充入1molCO2和3molH2，測得平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率、CO和CH3OH的選擇性隨溫度變化如圖所示[選擇性＝eq\f(n(CO)或n(CH3OH),n(CH3OH)＋n(CO))×100%]。下列說法正確的是()A.270℃時主要發(fā)生反應(yīng)ⅡB.230℃時縮小容器的體積，n(CO)不變C.250℃達(dá)平衡時，n(H2O)＝0.12molD.其他條件不變，210℃平衡時生成的CH3OH比230℃的多6(2023常州前黃高級中學(xué)適應(yīng)性考試)在50%Ni-CeO2負(fù)載型金屬催化作用下，可實(shí)現(xiàn)CO2低溫下甲烷化。發(fā)生的反應(yīng)有：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41kJ·mol-1；反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－165kJ·mol-1；反應(yīng)Ⅲ：CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)ΔH3＝－206kJ·mol-1。將CO2與H2按照一定流速通過催化氧化管，測得CO2的轉(zhuǎn)化率與CH4的選擇性[CH4選擇性＝eq\f(n生成(CH4),n轉(zhuǎn)化(CO2))×100%]隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是()A.反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)可表示為K＝eq\f(c(CO2)·c4(H2),c(CH4)·c2(H2O))B.其他條件不變，增大壓強(qiáng)可提高CH4的選擇性C.其他條件不變，升高溫度，出口處甲烷的量一直增大D.在X點(diǎn)所示條件下，延長反應(yīng)時間不能提高CO2的轉(zhuǎn)化率

微主題4化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1.C隨溫度升高，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高逐漸降低，S2濃度隨著溫度升高而增大，溫度越低，S2濃度越小，反應(yīng)速率越小。在反應(yīng)相同時間里，溫度越低，反應(yīng)速率越小，CH4的轉(zhuǎn)化率不一定越大，B錯誤；在600℃時甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，當(dāng)?shù)陀?00℃時，S2濃度明顯偏小，使得反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率變小，C正確；在密閉容器中，n(S2)∶n(CH4)＝2∶1開始反應(yīng)，設(shè)CH4起始的物質(zhì)的量為a，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x，根據(jù)反應(yīng)2S2(g)＋CH4(g)?CS2(g)＋2H2S(g)中物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時：n(S2)＝(2a－2x)mol，n(CH4)＝(a－x)mol，n(CS2)＝xmol，n(H2S)＝2xmol，由于CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%，即eq\f(x,(2a－2x)＋(a－x)＋x＋2x)×100%＝10%，解得x＝0.3amol，所以CH4的平衡轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.3a,a)×100%＝30%，D錯誤。2.D通入的O2可與乙醇等物質(zhì)反應(yīng)放出熱量，從而為重整反應(yīng)提供熱量，A正確；根據(jù)題給信息可知，乙醇水蒸氣重整釋氫過程中涉及的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫后平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大，B正確；300～450℃時，隨溫度升高，CO和CH4的選擇性降低，此時主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，H2的產(chǎn)率增大，C正確；增大原料氣中水的比例，則反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行得較多，不利于生成CO，D錯誤。3.C由圖像可知，隨著溫度升高，異丁烯的產(chǎn)率增大，則ΔH1>0、ΔH2<0，A錯誤；催化劑不會改變異丁醇的轉(zhuǎn)化率，B錯誤；反應(yīng)1是氣體體積增大的反應(yīng)，反應(yīng)2是氣體體積減小的反應(yīng)，保持恒壓，V(異丁醇)∶V(N2)起始比值越大，有利于反應(yīng)2，不利于反應(yīng)1，則平衡時異丁烯產(chǎn)率低，C正確；將N2換成H2O(g)，則不利于反應(yīng)1，異丁烯的產(chǎn)率減小，D錯誤。4.B由于高溫條件下，C與H2O反應(yīng)生成CO和H2，且TiCl4易水解，生成的HCl易揮發(fā)，促進(jìn)TiCl4水解，導(dǎo)致產(chǎn)物不純，故制備時需保持無水環(huán)境，A正確；反應(yīng)過程中應(yīng)保持C適度過量，若太多，C在高溫下會將TiO2還原為Ti或TiC，導(dǎo)致獲得的產(chǎn)物中有雜質(zhì)Ti或TiC等，B錯誤；從圖中可知，1400℃時，體系中氣體平衡組成比例：CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，根據(jù)Cl2的平衡組成比例為0可知，生成TiCl4的物質(zhì)的量為1mol，則體系中總物質(zhì)的量為eq\f(1,0.35)mol，容器容積為2L，則c(CO2)＝eq\f(\f(1,0.35)×0.05,2)＝eq\f(1,14)mol·L-1，c(CO)＝eq\f(\f(1,0.35)×0.6,2)＝eq\f(6,7)mol·L-1，則反應(yīng)C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2(CO),c(CO2))＝eq\f((\f(6,7))2,\f(1,14))＝eq\f(72,7)，C正確；根據(jù)題意可以看出，不加碳的氯化需要吸收大量的熱，反應(yīng)很難進(jìn)行，而加入碳后，反應(yīng)放出大量的熱，既增大了反應(yīng)的趨勢，又為氯化提供了能量，D正確。5.C隨著溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動，反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動，故CO的選擇性逐漸增大，CH3OH的選擇性逐漸減小，則隨著溫度而降低的曲線代表CH3OH的選擇性，CO的選擇性和CH3OH的選擇性之和是100%，可得最下面的曲線代表CO的選擇性，中間的曲線是代表CO2平衡轉(zhuǎn)化率。270℃時，CH3OH的選擇性更大，故主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，A錯誤；縮小容器的容積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動，CO2、H2的物質(zhì)的量減小，故反應(yīng)Ⅱ平衡會逆向移動，n(CO)減小，B錯誤；該溫度下，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率是12%，故轉(zhuǎn)化的CO2的物質(zhì)的量是0.12mol，根據(jù)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ系數(shù)可知，生成0.12molH2O，C正確；210℃和230℃相比，CH3OH的選擇性相差不大，但是230℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率要明顯比210℃時的大，故230℃時轉(zhuǎn)化生成的CH3OH更多，D錯誤。6.B反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)可表示為K＝eq\f(c(CH4