2024届高考化学一轮复习课时分层作业36化学反应速率与平衡的图像解答策略含答案

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已知：ⅰ.起始投料比n(CO)∶n(NO)均为2∶3；
ⅱ.比表面积：单位质量的物质具有的总面积。
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ、Ⅱ反应温度相同，催化剂的比表面积不同
B．Ⅱ中NO的平衡转化率为75%
C．在Ⅲ的条件下，该反应的平衡常数K＝62.5
D．0～t1 min，Ⅲ中平均反应速率veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CO))＝eq \f(2×10－3,t1) ml·L－1·min－1
2．减少碳排放、控制温室气体排放的增长已经成为可能。一种由二氧化碳和氢气合成乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。选择合适的催化剂，相同时间内可以得出温度对合成乙醇的影响情况如图所示(乙醇选择性＝eq \f(CH3CH2OH产率,CO2转化率)×100%)。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．增大压强和升高温度都能提高CO2的平衡转化率
C．温度为T0时，乙醇的产率为57.4%
D．T0～T1温度下，随温度升高，乙醇的产率降低
3．(2022·南京检测)工业上用C6H5Cl和H2S高温气相反应制备苯硫酚 (C6H5SH)，同时有副产物C6H6生成：
Ⅰ.C6H5Cl(g)＋H2S(g)C6H5SH(g)＋HCl(g) ΔH1
Ⅱ.C6H5Cl(g)＋H2S(g)C6H6(g)＋HCl(g)＋eq \f(1,8)S8(g) ΔH2＝－45.8 kJ/ml
使C6H5Cl和H2S按物质的量1∶1进入反应器，定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率(eq \f(C6H5SH或C6H6的物质的量,起始C6H5Cl的物质的量))与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是( )
A．ΔH1 < 0
B．其他条件不变，增加H2S的量能提高C6H5Cl的平衡转化率
C．645 ℃，延长反应时间，可以提高C6H6的单程收率
D．645 ℃时， 反应Ⅰ的化学平衡常数K＝ eq \f(1,9)
4．(2022·南通一模)二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49 kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝41 kJ·ml－1
一体积固定的密闭容器中，在5 MPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A．H2的平衡转化率始终高于CO2
B．270 ℃时反应Ⅱ的平衡常数为0.015
C．加入选择性高的催化剂，可提高CH3OH的平衡产率
D．150～250 ℃范围内，反应Ⅱ平衡常数增大的幅度大于反应Ⅰ平衡常数减小的幅度
5．(2020·山东等级考，T18节选)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.5 kJ·ml－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.4 kJ·ml－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝＋40.9 kJ·ml－1
(1)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
图甲 图乙
已知：CO2的平衡转化率＝eq \f(nCO2初始－nCO2平衡,nCO2初始)×100%
CH3OH的平衡产率＝eq \f(nCH3OH平衡,nCO2初始)×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图______(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为____________________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是______________________________________。
(2)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为________(填标号)。
A．低温、高压 B．高温、低压
C．低温、低压 D．高温、高压
6．(2022·苏州检测)研究氮氧化物转化的机理对环境保护具有重要意义。请回答下列问题：
(1)N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，CO还原处理N2O的原理为CO(g)＋N2O(g) N2(g) ＋CO2(g)。
①写出硝酸生产中氨发生催化氧化的化学方程式：___________________________________________________________________。
②在Fe＋(s)作用下，反应CO(g)＋N2O(g)N2(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示：
则CO(g)＋N2O(g)N2(g)＋ CO2(g)的ΔH ＝________kJ·ml－1。
(2)处理汽车尾气的原理为2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH <0。将体积比为1∶1的NO和CO混合气体以相同流速通过两种不同的催化剂Ⅰ、Ⅱ，发生上述反应(不考虑其他反应)，相同时间内尾气脱氮率(即NO转化率)与温度的关系如图所示。
①M点脱氮率大于N点的原因可能是______________________________
______________________________________________________________。
②下列能说明该反应处于化学平衡状态的是________(填字母)。
A．CO2的质量分数保持不变
B．容器中CO与NO的百分含量之比保持不变
C．2v逆(NO)＝v正eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2))
D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
③若Q点反应已达平衡，体系总压强为17.5a kPa，则该温度下Kp＝________kPa－1(Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数，用含a的代数式表示)。
7．(2022·连云港检测)大连化学物理研究所开发的DMTO技术曾获得国家科学技术发明一等奖。该技术以煤为原料，经过煤→CO、H2→CH3OH→C2H4、C3H6等一系列变化可获得重要的化工产品乙烯和丙烯。回答下列问题：
(1)煤气化包含一系列化学反应，热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH1＝131 kJ·ml－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝a kJ·ml－1
③C(s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝172 kJ·ml－1，
则a＝________。
(2)已知某密闭容器中存在可逆反应：2CH3OH(g)C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH，测得其他条件相同时，CH3OH的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图1所示，平衡常数K与温度T关系如图2所示。
图1 图2
①该反应的ΔH________(填“＞”或“＜”，下同)0，N点v(CH3OH)正________M点v(CH3OH)逆。
②T1后升高温度，则B、C、D三点中能正确表示该反应的平衡常数K随着温度T改变而变化的点是________(填字母)。
(3)在一定温度和适当催化剂存在下，将1 ml CO、2 ml H2通入恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91 kJ·ml－1，测得开始时容器内总压为3×105 Pa，反应经2 min达到平衡且平衡时体系压强减小eq \f(1,3)，则该温度下的平衡常数Kp＝______Pa－2(Kp为分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
8．Ⅰ.氢气是一种清洁能源，水煤气变换反应的制氢原理为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH1，回答下列问题。
(1)某研究所探究CuO/ZrO2的系列催化剂(包括C/Z­120、C/Z­250、C/Z­350、C/Z­450)在水煤气变换反应中的催化活性。常压下，原料气在不同温度下相同时间内CO的转化率如图甲：
甲
①工业生产中应选择的最佳反应条件为________。
②C/Z­120曲线先上升后下降的原因：_____________________________
_____________________________________________________________。
Ⅱ.长征运载火箭推进剂为(CH3)2N—NH2和N2O4。
(2)在t ℃、p MPa下，将N2(g)和物质的量分数为m%的N2O5(g)通入反应器：①2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)，②N2O4(g)2NO2(g)，一段时间后N2O5完全反应，反应②达到平衡，N2O4与NO2的体积比为1∶2，则反应②的压强平衡常数Kp＝________。
(3)T ℃时，2NO2(g)N2O4(g)，该反应正、逆反应速率与浓度的关系为
v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数，v正、v逆的单位为
ml·L－1·min－1)。
乙
①图乙中表示lg v逆～lg c(N2O4)的线是______(填“m”或“n”)。
②T ℃时，向刚性容器中充入一定量NO2气体，平衡后测得c(N2O4)为1.0 ml·L－1，则平衡时，k逆＝________(用含a的表达式表示)。
③T ℃时，向2 L的容器中充入5 ml N2O4气体和1 ml NO2气体，此时
v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。