2024屆高三化學(xué)高考備考一輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練化學(xué)反應(yīng)調(diào)控-A試題

一輪復(fù)習(xí)——化學(xué)反應(yīng)調(diào)控

1.工業(yè)上用下列反應(yīng)合成甲醇：CO(g)+2H2(g).CH30H(g)AH<0oTJC時，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為

K(TJ=5O。此溫度下，在一個2L的密閉容器中加入一定量CO和H2,反應(yīng)2min測得各組分的濃度如

下，下列有關(guān)說法不正確的是

物質(zhì)H2COCHQH

濃度/(molLW0.20.20.4

A.起始時加入H?的物質(zhì)的量為2moi

B.此時正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為匕E=丫逆

C.在TJC下達(dá)平衡后，若向容器中再加入0.4molCO和0.8molCH30H(g),平衡不移動

D.在2min后，溫度由工。。變?yōu)楣ぁ?。，反?yīng)達(dá)到平衡后，測得c(H2)=0」5mol/L,則溫度T?〉］

2.在硫酸工業(yè)中，通過如下反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2(g)+O2(g).-2SO3(g)AH<Oo下列說法不正

確的是

A.為使SO?盡可能多地轉(zhuǎn)化為SCh,工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)溫度越低越好

B.使用合適的催化劑可加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率

C.通入過量的空氣可以提高S02的轉(zhuǎn)化率

D.反應(yīng)后尾氣中的SO?必須回收

3.在催化劑的作用下，氫氣還原CO?的過程中可同時發(fā)生反應(yīng)①②。

-1

@CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)A/71=-50kJ-mol

②CC)2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A//2=+41.1kJmor'

在恒溫恒容密閉容器中，充入一定量的CO?及H?,起始及達(dá)到平衡時，容器內(nèi)各氣體的物質(zhì)的量及總壓

的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。

n(CO2)/moln(H2)/moln(CH3OH)/moln(CO)/moln(H2O)/mol總壓/kPa

起始0.50.90001.4p

平衡m0.3P

下列說法正確的是

A.反應(yīng)①任意溫度下均能自發(fā)進(jìn)行

B.恒溫恒容下，再充入0.5molCO?和0.9molH2,反應(yīng)①平衡右移，反應(yīng)②平衡不移動

C.m=0.1

D.反應(yīng)②的平衡常數(shù)K=0.75

4.甲、乙均為1L的恒容密閉容器，向甲中充入ImolCEU和ImolCCh,乙中充入ImolCH4和nmolCCh,

在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+CO2(g)Bg?>2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如

圖所示。下列說法不正確的是

A.n>1

B.873K時，向甲的平衡體系中再充入CO?、CPU各0.6mol,CO、H2各0.8mol,平衡向正反應(yīng)方向移

動

C.773k時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)小于12.96

D.Ph的體積分?jǐn)?shù)(p：<p(b)<(p(c)

(雙選)5.對于如下反應(yīng)，其反應(yīng)過程的能量變化示意圖如圖：

編號反應(yīng)平衡常數(shù)反應(yīng)熱

反應(yīng)①A(g).B(g)+C(g)Ki△Hi

反應(yīng)②B(g)+C(g)D(g)K2△H2

反應(yīng)③

A(g).D(g)&△H3

下列說法正確的是

A.K3=KIK2B.加催化劑，反應(yīng)①的反應(yīng)熱降低，反應(yīng)速率加快

C.△H3=AHI+△H2D.增大壓強(qiáng)，Ki減小，K2增大，心不變

6.在容積為1L的恒容密閉容器中投入等物質(zhì)的量的CCh(g)和H2(g),進(jìn)行反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)

-CH3OH(g)+H2O(g)oCO2、CHjOHo的物質(zhì)的量隨時間變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.a點(diǎn)時，體系中m(C)：m(H)=12：l

B.CO2的逆反應(yīng)速率：vb>vc

C.c點(diǎn)時，CCh的轉(zhuǎn)化率為50%

D.CH30H(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量之比保持不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡

7.一定溫度下，向體積為2L的恒容密閉容器中通入CO、H2、CH3OH,發(fā)生反應(yīng)

i(CO(g)+2H2(g)僵為CH30H(g)△H=akJ?moH),其中X、Y的物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如圖所示，反應(yīng)

進(jìn)行Imin時三種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)均相等。

▲nmo4

(DY為(填化學(xué)式)。

(2)0?Imin時v(CO)為mol?L"?mirri。

(3)該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc=?

8.在一定條件下，將3molA和2molB兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng):

3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)o2min后該反應(yīng)達(dá)到平衡，生成0.8molD,并測得C的濃度為0.2mol/L,回

答下列問題：

(l)x=,0—2min內(nèi)C的反應(yīng)速率=。

(2)達(dá)到平衡時B的濃度為,A的轉(zhuǎn)化率=o

(3)在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)，下列說法不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)的是。

a、消耗3molA的同時生成2molD

b、物質(zhì)D(g)的物質(zhì)的量濃度不變

c、混合氣體的壓強(qiáng)不變

d、混合氣體的密度不變

e、混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

9.CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義。回答下列問題:

(DCH4-CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)AH=-75kJ-mol^1

1

C(s)+O2(g)-CO2(g)AH=-394kJmor

C(s)+|Ch(g尸CO(g)AH=-111kJ-mor1

該催化重整反應(yīng)的AH=kJ-mol」,有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是(填標(biāo)號)。

A.高溫低壓B.低溫高壓C.高溫高壓D.低溫低壓

某溫度下，在體積為2L的容器中加入2moic打、1molCO?以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時CCh

的轉(zhuǎn)化率是50%,其平衡常數(shù)為mol2-L-2o

(2)反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

積碳反應(yīng)消碳反應(yīng)

CH4(g)=C(s)+2H2(g)CO2(g)+C(s)=2CO(g)

AH/CkJ-mol1)75172

催化劑X3391

活化能/(kJ-mor1)

催化劑Y4372

①由上表判斷，催化劑XY(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是

05

②在一定溫度下,測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k-p(CH4).[p(CO2)]--(k為速率常數(shù))。在p(CHQ

一定時，不同P(CC>2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示，則Pa(C02)、Pb(C02)、Pc(CO2)從大到小的順序

0481216

反應(yīng)時間min

10.合成氣(主要成分為CO、H2及少量CO、H2O)在工業(yè)上有廣泛用途。合成甲醇的主要反應(yīng)為：

n(CO)1

CO(g)+2H2(g)峰為CH30H(g)AH<0o將CO與H2混合氣體充入密閉容器中，投料比FT二T，測得

平衡時混合氣體中CH30H的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[(p(CH30HK)]與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)之間的關(guān)系如圖所示。

⑴「、pi時，CO的轉(zhuǎn)化率為(保留3位有效數(shù)字)；壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃

度計算，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用含pi的代數(shù)式表示)。在該條件下，若CO、H2、CH30H氣體的起

始物質(zhì)的量之比為2：1：2,則反應(yīng)開始時v(CO)正v(CO)逆。

(2)恒溫恒容條件下，下列敘述不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。

A.CO、H2的物質(zhì)的量濃度不再隨時間的變化而變化

B.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再隨時間的變化而變化

C.混合氣體的密度不再隨時間的變化而變化

D.若將容器改為絕熱恒容容器時，平衡常數(shù)K不隨時間變化而變化

11.水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。

1

水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)；p=±CO2(g)+H2(g)A//=-41.2kJmol-

該反應(yīng)分兩步完成:

1

3Fe2O3(s)+CO(g).?2Fe3O4(s)+CO2(g)△%=47.2kJ-mor

2Fe3O4(s)+H2O(g)-3Fe2O3(s)+H2(g)\H2

請回答：

⑴A”2=kJ-mor'o

⑵恒定總壓1.70乂?2和水碳比［11（凡0）/1190）=12:5］投料，在不同條件下達(dá)到平衡時CO,和H2的分壓（某

成分分壓=總壓x該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）如下表:

p(CO,)/MPap(H2)/MPap(CH4)/MPa

條件10.400.400

條件20.420.360.02

①在條件1下，水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

②對比條件1,條件2中HZ產(chǎn)率下降是因?yàn)榘l(fā)生了一個不涉及CO,的副反應(yīng)，寫出該反應(yīng)方程式—。

（3）下列說法正確的是

A.通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入O?

B.恒定水碳比［n（HQ）/n（CO）］,增加體系總壓可提高H?的平衡產(chǎn)率

C.通入過量的水蒸氣可防止Fe,O4被進(jìn)一步還原為Fe

D.通過充入惰性氣體增加體系總壓，可提高反應(yīng)速率

（4）水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，需在多個催化劑反應(yīng)層間進(jìn)行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱

（如圖1所示），保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進(jìn)行。

圖1圖2圖3

①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b-c段對應(yīng)降溫操作的過程，實(shí)現(xiàn)該過程的一種操作方法是

A.按原水碳比通入冷的原料氣B.噴入冷水(蒸氣)C.通過熱交換器換熱

②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線―。

(5)在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應(yīng)及

產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率先增大后減小，其速率減小的原因是o

12.用太陽能電池電解水得到的H2,再與CO?反應(yīng)生成甲醇，是目前推動“碳達(dá)峰、碳中和”的新路徑。合

成甲醇過程中主要發(fā)生以下反應(yīng)：

1

i.CO2(g)+3H2(g)CH,OH(g)+H2O(g)AH,=-49.4kJ-morKpl

ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41.1kJ-mor'Kp2

iii.CO(g)+2H2(g).CH,OH(g)AH,Kp3

(1)①反應(yīng)iii自發(fā)進(jìn)行的條件是:

(2)&3=(Kp-K屋表示)。在3.0MPa,有催化劑的條件下，向密閉容器中充入ImolCO?和3m。1凡，

CO?的平衡轉(zhuǎn)化率與CHQH、CO的選擇性隨溫度的變化如圖1所示，CHQH(或CO的選擇性

n(CHQH或CO)

=,、、~——三—xl00%

11(CO2Kte-n(7CO2o

①圖中Y曲線代表(填化學(xué)式)的選擇性。

②C02的平衡轉(zhuǎn)化率在250℃以后隨溫度升高而變大的原因：o

③3.0MPa,250c反應(yīng)達(dá)到平衡后，%的物質(zhì)的量為2.6mol,反應(yīng)ii的K?2=。已知：對于氣相反

應(yīng)，用組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可以表示平衡常數(shù)，記作Kp,如p(B)=p-x(B),

P為平衡壓強(qiáng)，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

(3)在9.0MPa下，分別按照n(CO2)：n(Hj=l:3、n(CO):n(H2)=l:2的投料比在密閉容器反應(yīng)相同時間，測

得甲醇的生成速率和溫度的關(guān)系如圖2所示。請回答:

120

1

8

-

?

?6

-

￡4

460480500520540$60580

T/K

①下列說法正確的是。

A.其他條件不變，溫度升高，甲醇的生成速率加快

B.其他條件不變，壓縮容器體積增大壓強(qiáng)，甲醇的產(chǎn)率增大

C.選用更高效的催化劑，可增加甲醇的生成速率和平衡轉(zhuǎn)化率

D.反應(yīng)iii低于500K時很難發(fā)生可能是因?yàn)榇呋瘎┪催_(dá)最適溫度

②其他條件不變，只將投料比由n(COj:n(Hj=l:3改成n(CO2):n(CO):n(H2)=H:15,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中水蒸氣

物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)極低。已知反應(yīng)ii能快速達(dá)到平衡，請?jiān)趫D2中畫出520K之前投料比為

n(COjn(CO):n(H2)=4:l:15時甲醇生成速率和溫度的關(guān)系,

13.有機(jī)物T常用作添加劑。在催化劑作用下，可通過甲醇與烯燒A和B的液相反應(yīng)制得，體系中同時

存在如下反應(yīng)：

產(chǎn)

反應(yīng)［CH2=C—C2H5+CH3OH=CH3cH2coe出

CH

3CH3

AT

口嚴(yán)"CH3CKHCH3+CH3OH=CH3cH2coeH,,,

反應(yīng)II|IAH2=bUk1JT/mol

CH3CH3

BT

反應(yīng)mABAH3=ckJ/mol

回答下列問題:

(1)寫出a、b、c