微主题4　化学反应速率与化学平衡 热练（含解析）—2024年高考化学二轮复习

这是一份微主题4　化学反应速率与化学平衡 热练（含解析）—2024年高考化学二轮复习，共8页。试卷主要包含了5 kJ·ml-1；，7 kJ·ml-1；，4 kJ·ml-1，12 ml等内容，欢迎下载使用。


A. 反应Ⅱ的正反应为吸热反应
B. 反应相同时间，温度越低，CH4的转化率越大
C. 发生反应Ⅱ温度不低于600 ℃的原因：低于此温度，S2浓度小，反应速率小
D. 某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)＝2∶1时开始反应，当CS2体积分数为10%时，CH4转化率为50%
2 (2023苏州学业质量指标调研)乙醇水蒸气重整释氢过程中主要反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)⥫⥬2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝＋173.5 kJ·ml-1；
反应Ⅱ：C2H5OH(g)⥫⥬CH4(g)＋CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋49.7 kJ·ml-1；
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.4 kJ·ml-1。
以H2O和C2H5OH为原料气，通过装有催化剂的反应器，反应相同时间，乙醇的转化率以及CH4、CO、CO2的选择性随温度变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 向乙醇水蒸气重整反应体系中通入适量O2，可以为重整反应提供热量
B. 其他条件不变，升高温度乙醇的平衡转化率增大
C. 300～450 ℃时，随温度升高，H2的产率增大
D. 增大原料气中水的比例，可以增大CO的选择性
3 (2023南通如皋适应性考试二)异丁烯是重要的化工原料，可由异丁醇脱水制得。异丁醇催化脱水时发生如下反应。
反应1：(g)―→(异丁烯，g)＋H2O(g) ΔH1；
反应2：2(g)―→(g) ΔH2。
压强p＝1 atm不变，向一定体积的密闭容器中充入V(异丁醇)∶V(N2)＝1∶1的混合气体(N2不参与反应)，平衡时所得异丁醇的转化率、异丁烯的产率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. ΔH1>0、ΔH2>0
B. 150～350 ℃时， 异丁醇的转化率升高的原因是该温度下催化剂的活性强
C. p＝1 atm, 200 ℃时，V(异丁醇)∶V(N2)起始比值越大，平衡时异丁烯的产率越低
D. p＝1 atm, 200 ℃时，若将起始时的N2换成H2O(g)，平衡时异丁烯的产率增大
4 (2023盐城调研)将1 ml TiO2、2.2 ml C、2 ml Cl2充入2 L的密闭容器，体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 制备时要保持无水环境
B. 为避免产生大量CO2，碳氯化反应过程中需保持碳过量
C. 1 400 ℃时，C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数K＝ eq \f(72,7)
D. 碳氯化中加碳，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量
5 (2023南通调研)用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－58 kJ·ml-1；
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·ml-1。
在恒容密闭容器内，充入1 ml CO2和3 ml H2，测得平衡时CO2的转化率、CO和CH3OH的选择性随温度变化如图所示[选择性＝ eq \f(n(CO)或n(CH3OH),n(CH3OH)＋n(CO))×100%]。下列说法正确的是( )
A. 270 ℃时主要发生反应Ⅱ
B. 230 ℃时缩小容器的体积，n(CO)不变
C. 250 ℃达平衡时，n(H2O)＝0.12 ml
D. 其他条件不变，210 ℃平衡时生成的CH3OH比230 ℃的多
6 (2023常州前黄高级中学适应性考试)在50%Ni­CeO2负载型金属催化作用下，可实现CO2低温下甲烷化。发生的反应有：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41 kJ·ml-1；
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－165 kJ·ml-1；
反应Ⅲ：CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH3＝－206 kJ·ml-1。
将CO2与H2按照一定流速通过催化氧化管，测得CO2的转化率与CH4的选择性[CH4选择性＝ eq \f(n生成(CH4),n转化(CO2))×100%]随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅱ的平衡常数可表示为K＝ eq \f(c(CO2)·c4(H2),c(CH4)·c2(H2O))
B. 其他条件不变，增大压强可提高CH4的选择性
C. 其他条件不变，升高温度，出口处甲烷的量一直增大
D. 在X点所示条件下，延长反应时间不能提高CO2的转化率
微主题4 化学反应速率与化学平衡
1. C 随温度升高，甲烷的平衡转化率降低，反应Ⅱ的正反应为放热反应，A错误；CH4的平衡转化率随着温度的升高逐渐降低，S2浓度随着温度升高而增大，温度越低，S2浓度越小，反应速率越小。在反应相同时间里，温度越低，反应速率越小，CH4的转化率不一定越大，B错误；在600 ℃时甲烷平衡转化率高达99%，当低于600 ℃时，S2浓度明显偏小，使得反应Ⅱ的反应速率变小，C正确；在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)＝2∶1开始反应，设CH4起始的物质的量为a，转化的物质的量为x，根据反应2S2(g)＋CH4(g)⥫⥬CS2(g)＋2H2S(g)中物质反应转化关系可知平衡时：n(S2)＝(2a－2x)ml，n(CH4)＝(a－x) ml，n(CS2)＝x ml，n(H2S)＝2x ml，由于CS2的体积分数为10%，即 eq \f(x,(2a－2x)＋(a－x)＋x＋2x)×100%＝10% ，解得x＝0.3a ml，所以CH4的平衡转化率＝ eq \f(0.3a,a)×100%＝30%，D错误。
2. D 通入的O2可与乙醇等物质反应放出热量，从而为重整反应提供热量，A正确；根据题给信息可知，乙醇水蒸气重整释氢过程中涉及的反应为吸热反应，升温后平衡正向移动，平衡转化率增大，B正确；300～450 ℃时，随温度升高，CO和CH4的选择性降低，此时主要发生反应Ⅰ，H2的产率增大，C正确；增大原料气中水的比例，则反应Ⅰ进行得较多，不利于生成CO，D错误。
3. C 由图像可知，随着温度升高，异丁烯的产率增大，则ΔH1>0、ΔH2<0，A错误；催化剂不会改变异丁醇的转化率，B错误；反应1是气体体积增大的反应，反应2是气体体积减小的反应，保持恒压，V(异丁醇)∶V(N2)起始比值越大，有利于反应2，不利于反应1，则平衡时异丁烯产率低，C正确；将N2换成H2O(g)，则不利于反应1，异丁烯的产率减小，D错误。
4. B 由于高温条件下，C与H2O反应生成CO和H2，且TiCl4易水解，生成的HCl易挥发，促进TiCl4水解，导致产物不纯，故制备时需保持无水环境，A正确；反应过程中应保持C适度过量，若太多，C在高温下会将TiO2还原为Ti或TiC，导致获得的产物中有杂质Ti或TiC等，B错误；从图中可知，1 400 ℃ 时，体系中气体平衡组成比例：CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，根据Cl2的平衡组成比例为0可知，生成TiCl4的物质的量为1 ml，则体系中总物质的量为 eq \f(1,0.35) ml，容器容积为2 L，则c(CO2)＝ eq \f(\f(1,0.35)×0.05,2)＝ eq \f(1,14) ml·L-1，c(CO)＝ eq \f(\f(1,0.35)×0.6,2)＝ eq \f(6,7) ml·L-1，则反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数K＝ eq \f(c2(CO),c(CO2))＝ eq \f((\f(6,7))2,\f(1,14))＝ eq \f(72,7) ，C正确；根据题意可以看出，不加碳的氯化需要吸收大量的热，反应很难进行，而加入碳后，反应放出大量的热，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量，D正确。
5. C 随着温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，故CO的选择性逐渐增大，CH3OH的选择性逐渐减小，则随着温度而降低的曲线代表CH3OH的选择性，CO的选择性和CH3OH的选择性之和是100%，可得最下面的曲线代表CO的选择性，中间的曲线是代表CO2平衡转化率。270 ℃时，CH3OH的选择性更大，故主要发生反应Ⅰ，A错误；缩小容器的容积，相当于增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，CO2、H2的物质的量减小，故反应Ⅱ平衡会逆向移动，n(CO)减小，B错误；该温度下，CO2的平衡转化率是12%，故转化的CO2的物质的量是0.12 ml，根据反应Ⅰ、Ⅱ系数可知，生成0.12 ml H2O，C正确；210 ℃和230 ℃相比，CH3OH的选择性相差不大，但是230 ℃时CO2的平衡转化率要明显比210 ℃时的大，故230 ℃时转化生成的CH3OH更多，D错误。
6. B 反应Ⅱ的平衡常数可表示为K＝ eq \f(c(CH4)·c2(H2O),c(CO2)·c4(H2))，A错误；反应Ⅰ为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，反应Ⅱ正反应方向气体分子数减小，增大压强，平衡正向移动，CH4的选择性提高，B正确；生成甲烷的反应Ⅱ和Ⅲ正反应方向均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，出口处甲烷的量减小，C错误；在X点二氧化碳的转化率未达到最大值，说明此时反应未达到平衡，延长反应时间，在反应达到平衡前，二氧化碳的转化率将增大，D错误。