江蘇專用2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)限時集訓(xùn)24化學(xué)平衡移動和化學(xué)反應(yīng)調(diào)控含解析

1、化學(xué)平衡移動和化學(xué)反應(yīng)調(diào)控(建議用時：40分鐘)1(2020浙江7月選考，T20)一定條件下：2NO2(g)N2O4(g)H0，根據(jù)GHTS0，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)增大，D正確。4用NH3催化還原法消除氮氧化物，發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l)HEa(B)Ea(A)B曲線C在4 min時已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)C單位時間內(nèi)HO鍵與NH鍵斷裂的數(shù)目相等時，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)D若反應(yīng)在恒容絕熱的密閉容器中進(jìn)行，當(dāng)K不變時，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)B催化劑能降低反應(yīng)的活化能，不同的催化劑，降低活化能的程度不一樣。而反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)越

2、難進(jìn)行，單位時間內(nèi)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量越少，圖中A曲線在4 min內(nèi)產(chǎn)生的N2最多，B次之，C最少，所以反應(yīng)的活化能大小順序是Ea(C)Ea(B)Ea(A)，A正確；由于催化劑不改變化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)到4 min時，曲線A、B對應(yīng)的反應(yīng)中N2的物質(zhì)的量還在增加，說明曲線C在4 min時并未達(dá)到平衡，B錯誤；若單位時間內(nèi)消耗4 mol NH3，即斷裂12 mol NH鍵。若單位時間內(nèi)消耗6 mol H2O，即斷裂12 mol HO鍵，C可說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)在恒容絕熱的密閉容器中進(jìn)行，體系的溫度會升高，平衡常數(shù)K減小。當(dāng)K不變時，說明體系的溫度

3、不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確。5在一定條件下，利用CO2合成CH3OH的反應(yīng)為CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1，研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程中會發(fā)生副反應(yīng)為CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2，溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法中不正確的是()AH10B增大壓強(qiáng)有利于加快合成反應(yīng)的速率C生產(chǎn)過程中，溫度越高越有利于提高CH3OH的產(chǎn)率D選用合適的催化劑可以減弱副反應(yīng)的發(fā)生C根據(jù)圖像可以看出，溫度越高，CO的產(chǎn)率越高，CH3OH的產(chǎn)率越低。6某溫度下，反應(yīng)2A(g)B(g)H0，在密閉容器中達(dá)到平衡，平衡后a，若改變某一條件，足夠時間后反應(yīng)再次達(dá)到平衡

4、狀態(tài)，此時b，下列敘述正確的是 ()A在該溫度下，保持容積固定不變，向容器內(nèi)補(bǔ)充了B氣體，則abB在該溫度恒壓條件下再充入少量B氣體，則abC若其他條件不變，升高溫度，則abBA項(xiàng)，充入B氣體后平衡時壓強(qiáng)變大，正向反應(yīng)程度變大，變小，即ab，錯誤；B項(xiàng)，在該溫度恒壓條件下，再充入B氣體，新平衡狀態(tài)與原平衡等效，不變，即ab，正確；C項(xiàng)，升溫，平衡右移，變小，即ab，錯誤；D項(xiàng)，相當(dāng)于減壓，平衡左移，變大，即ab，錯誤。7.甲、乙是兩種氮的氧化物且所含元素價態(tài)相同，某溫度下甲、乙相互轉(zhuǎn)化時其物質(zhì)的量濃度隨時間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A甲是N2O4Ba點(diǎn)處于平衡狀態(tài)Ct1t2時間內(nèi)

5、v正(乙)K(400 )。在溫度一定的條件下，c(HCl)和c(O2)的進(jìn)料比越大，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越低，所以題圖中自上而下三條曲線是c(HCl)c(O2)(進(jìn)料濃度比)為11、41、71時的變化曲線。當(dāng)c(HCl)c(O2)11時，列三段式：4HCl(g) O2(g) = 2Cl2(g)2H2O(g)起始濃度 c0 c0 0 0轉(zhuǎn)化濃度 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡濃度 (10.84)c0 (10.21)c0 0.42c0 0.42c0K(400 )。c(HCl)c(O2)過高時，HCl轉(zhuǎn)化率較低；當(dāng)c(HCl)c(O2)過低時，過量的O2和Cl2分離時能耗較

6、高。(2)由平衡移動的條件可知，為提高HCl的轉(zhuǎn)化率，在溫度一定的條件下，可以增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，增加O2的量，或者及時除去產(chǎn)物。答案(1)大于O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低(2)增加反應(yīng)體系壓強(qiáng)、及時除去產(chǎn)物9(2021無錫模擬)(1)在一恒容裝置中，通入一定量CH4和NO2發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，測得在相同時間內(nèi)和不同溫度下，NO2的轉(zhuǎn)化率(NO2)如圖1所示，則下列敘述正確的是 。圖1A若溫度維持在200 更長時間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%B反應(yīng)速率：b點(diǎn)的v(逆)e點(diǎn)的v(逆)C平衡常數(shù)：c點(diǎn)d點(diǎn)D

7、在時間t內(nèi)，提高b點(diǎn)時NO2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可適當(dāng)升溫或增大c(CH4)(2)氨氣選擇性催化還原法的主要反應(yīng)為4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1 625.5 kJmol1；氨氮比會直接影響該方法的脫硝率。350 時，只改變氨氣的投放量，氨氣的轉(zhuǎn)化率與氨氮比的關(guān)系如圖2所示。當(dāng)1.0時，煙氣中NO濃度反而增大，主要原因是 。圖2解析(1)圖1為測得在相同時間內(nèi)，不同溫度下NO2的轉(zhuǎn)化率，溫度400 、500 轉(zhuǎn)化率最大，處于平衡狀態(tài)，之前沒有到達(dá)平衡，之后升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動。題圖中200 時，反應(yīng)沒有到達(dá)平衡，向正反應(yīng)進(jìn)行，溫度維持在200 更

8、長時間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%，故A正確；b點(diǎn)反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，e點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，且e點(diǎn)溫度高，故b點(diǎn)的v(逆)e點(diǎn)的v(逆)，故B錯誤；c、d溫度不同，平衡常數(shù)不同，故C錯誤；增大反應(yīng)物濃度可以加快反應(yīng)速率，提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，b點(diǎn)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，升溫可以加快反應(yīng)速率，反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)進(jìn)行并到達(dá)平衡，故D正確。(2)由于過量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO，所以當(dāng)1.0時，煙氣中NO濃度反而增大。答案(1)AD(2)過量NH3與O2反應(yīng)生成NO10(2020臨沂模擬)T 時，向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和1 mol NO2，發(fā)生反應(yīng)：2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(

9、g)，反應(yīng)相同時間，測得各容器中NO2的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()AT 時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為Bc點(diǎn)所示條件下：v正v逆Ca點(diǎn)、b點(diǎn)容器內(nèi)的壓強(qiáng)之比為67D向a點(diǎn)平衡體系中再充入一定量的NO2，達(dá)到平衡時，NO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡小 D選項(xiàng)A，由圖可知體積V3V2V1，T 時，其他條件不變的情況下，體積增大，壓強(qiáng)減小，NO2轉(zhuǎn)化率應(yīng)該更高，由圖中bc點(diǎn)NO2轉(zhuǎn)化率變化趨勢可知c點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡，無法通過V3求平衡常數(shù)，錯誤；選項(xiàng)B，c點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡，因此反應(yīng)會繼續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正v逆，錯誤；選項(xiàng)C，由a、b點(diǎn)NO2轉(zhuǎn)化率可計算出a點(diǎn)容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量為1.

10、2 mol，b點(diǎn)容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量為1.4 mol，但體積V2V1，不能通過氣體的物質(zhì)的量計算壓強(qiáng)之比，錯誤；選項(xiàng)D，恒容條件下再充一定量的NO2，相當(dāng)于增大體系壓強(qiáng)，平衡逆向移動，因此NO2的轉(zhuǎn)化率減小，正確。11(2020廣州模擬)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致CO2的大量排放，對環(huán)境造成的影響日益嚴(yán)重，通過各國科技工作者的努力，已經(jīng)開發(fā)出許多將CO2回收利用的技術(shù)，其中催化轉(zhuǎn)化法最具應(yīng)用價值?；卮鹣铝袉栴}：(1)在催化轉(zhuǎn)化法回收利用CO2的過程中，可能涉及以下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)2H2O(l)CH3OH(l)O2(g)H727 kJmol1G703 kJmol1CO2(g)2H2O(l)CH4(

11、g)2O2(g)H890 kJmol1G818 kJmol1CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l)H131 kJmol1G9.35 kJmol1CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(l)H253 kJmol1G130 kJmol1從化學(xué)平衡的角度來看，上述化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)進(jìn)行程度最小的是 ，反應(yīng)進(jìn)行程度最大的是 。(2)反應(yīng)CO24H2CH42H2O稱為Sabatier反應(yīng)，可用于載人航空航天工業(yè)。我國化學(xué)工作者對該反應(yīng)的催化劑及催化效率進(jìn)行了深入的研究。在載人航天器中利用Sabatier反應(yīng)實(shí)現(xiàn)回收CO2再生O2，其反應(yīng)過程如下圖所示，這種方法再生O2的最大缺點(diǎn)是需要不斷

12、補(bǔ)充 (填化學(xué)式)。在1.5 MPa，氣體流速為20 mLmin1時研究溫度對催化劑催化性能的影響，得到CO2的轉(zhuǎn)化率(%)如下：催化劑180 200 220 280 300 320 340 360 Co4N/Al2O38.020.337.374.884.485.386.890.1Co/Al2O30.20.72.022.437.648.854.959.8分析上表數(shù)據(jù)可知： (填化學(xué)式)的催化性能更好。調(diào)整氣體流速，研究其對某一催化劑催化效率的影響，得到CO2的轉(zhuǎn)化率(%)如下：氣體流速/mLmin1180 200 220 280 300 320 340 360 1011.025.149.590

13、.293.697.298.098.0304.911.228.968.772.779.882.184.2400.25.215.361.266.271.276.679.0500.25.010.050.059.561.264.169.1分析上表數(shù)據(jù)可知：相同溫度時，隨著氣體流速增加，CO2的轉(zhuǎn)化率 (填“增大”或“減小”)，其可能的原因是 。在上述實(shí)驗(yàn)條件中，Sabatier反應(yīng)最可能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的溫度是 ，已知初始反應(yīng)氣體中V(H2)V(CO2)41，估算該溫度下的平衡常數(shù)為 (列出計算表達(dá)式)。(3)通過改變催化劑可以改變CO2與H2反應(yīng)催化轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，如利用Co/C作為催化劑，反應(yīng)后可以得

14、到含有少量甲酸的甲醇。為了研究催化劑的穩(wěn)定性，將Co/C催化劑循環(huán)使用，相同條件下，隨著循環(huán)使用次數(shù)的增加，甲醇的產(chǎn)量如圖所示，試推測甲醇產(chǎn)量變化的原因 。(已知Co的性質(zhì)與Fe相似)解析(1)G越小，越易發(fā)生，H越小，反應(yīng)程度越大。(2)反應(yīng)過程為：CO24H2CH42H2O,2H2O2H2O2，故需補(bǔ)充H2。由表格數(shù)據(jù)可知，Co4N/Al2O3作催化劑時，CO2轉(zhuǎn)化率較高，因此Co4N/Al2O3催化性能更好；由表格數(shù)據(jù)可知，在相同溫度下，隨著氣體流速增加，CO2的轉(zhuǎn)化率逐漸減??；其可能的原因是：氣流速度過快時，通入的氣體不能及時發(fā)生反應(yīng)，使得反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率較低；氣體流速為10 mL/min時，當(dāng)溫度為340 時，CO2的轉(zhuǎn)化率為98%，溫度為360 時，CO2的轉(zhuǎn)化率為98%，該反應(yīng)溫度升高的過程中，CO2的轉(zhuǎn)化率逐漸增加，但340 360 過程中，溫度在發(fā)生變化，而這兩個時刻CO2的轉(zhuǎn)化率相同，說明在溫度為340 360 過程中一定存在CO2的轉(zhuǎn)化率最大值，在達(dá)到轉(zhuǎn)化率最大值后，升高溫度，平衡逆向移動，因此最可能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的溫度是360 ；設(shè)n(H2)4 mol，則n(CO2)1 mol，在360 下達(dá)到平衡時，CO2的轉(zhuǎn)化率為98%，則CO2(g)4H2(g)CH4