天津高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-32化学反应速率与化学平衡（3）解答题

这是一份天津高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-32化学反应速率与化学平衡（3）解答题，共57页。试卷主要包含了原理综合题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
天津高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-32化学反应速率与化学平衡（3）解答题

一、原理综合题
1．（2020·天津·模拟预测）在煤化工领域主要涉及碳一化学，即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题：
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示：

写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式___。
(2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH)，反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示：

①该反应的∆H____(填“>”“”“”或“=”)
②温度为500℃时，该反应10min时达到平衡，则用H2表示的反应速率为_______，该温度下，反应I的平衡常数K1=_______。
(4)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒温密闭容器中，加入合适的催化剂(发生反应I、II、III)，测得不同温度下体系达到平衡时，CO2的转化率和CH3OH的产率如图所示。

①该反应达到平衡后，为了同时提高反应速率和甲醇的产量，以下措施一定可行的是___(填标号)。
a.升高温度         b.缩小容器体积             c.分离出甲醇               d.增加CO2浓度
②温度高于260℃时，随温度的升高甲醇产率下降的原因是_______。
3．（2020·天津·模拟预测）甲醇既是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品，又可作为清洁燃料。利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=41kJ•mol−1
回答下列问题：
(1)已知CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3 = −99 kJ•mol−1，则△H1=______kJ•mol−1
(2)向刚性容器中充入一定量的CO2和H2，在不同催化剂(Cat.1，Cat.2)下反应相同时间，CO2的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=×100%]随温度的变化如图所示：

①由上图可知，催化效果Cat.1____Cat.2(填“＞”“＜”或“＝”)。
②在210~270℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，请写出一条可能原因_____________。
(3)一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO2和H2发生上述反应。
①有利于提高甲醇平衡产率的条件是________(填标号)。
A．高温高压       B．低温高压      C．高温低压      D．低温低压
②达到平衡时CO2的转化率为20%，CH3OH的选择性为75%，则(H2)=________；反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=________________。
4．（2020·天津北辰·统考二模）运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染有非常重要的意义。
(1)用CO可以合成甲醇。
已知：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
H2(g)+(g)=.H2O(1) ΔH3
请写出由CO和H2形成CH3OH的热化学方程式__________。
(2)下表所列数据是CO和H2形成CH3OH的反应在不同温度下的化学平衡常数(K)，由表中数据判断该反应的ΔH__________0（填“>”、“=”或“