《2022年高考化學一輪課時達標習題 第7章 化學反應速率和化學平衡（3）（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022年高考化學一輪課時達標習題 第7章 化學反應速率和化學平衡（3）（含解析）（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022年高考化學一輪課時達標習題 第7章 化學反應速率和化學平衡（3）（含解析） 1．(2018·甘肅蘭州聯(lián)考)煤的氣化和液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點考慮的能源綜合利用方案。最常見的氣化方法為用煤生產水煤氣，而當前比較流行的液化方法為用煤生產CH3OH。 (1)如圖甲是反應CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。 ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1__>__K2(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②由CO合成甲醇時，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下達到平衡時轉化率與壓強的關系曲線如圖乙所示，則曲線c所表示的溫度為__350__

2、℃。實際生產條件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強的理由是__250 ℃時，1.3×104 kPa下CO的轉化率已經很高，如果增大壓強，CO的轉化率提高不多，而生產成本增加很多，得不償失__。 ③以下有關該反應的說法正確的是__AD__(填字母)。 A．恒溫、恒容條件下，若容器內的壓強不發(fā)生變化，則可逆反應達到平衡 B．一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時，可逆反應達到平衡 C．使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率 D．某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(CO)

3、＝0.2 mol·L－1，則CO的轉化率為80% (2)一定溫度下，向2 L固定體積的密閉容器中加入1 mol CH3OH(g)，發(fā)生反應：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)。H2的物質的量隨時間變化的曲線如圖丙所示。 ①0～2 min內的平均反應速率v(CH3OH)＝__0.125 mol·L－1·min－1__。 該溫度下，反應CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K＝__4__。 ②相同溫度下，若開始時加入CH3OH(g)的物質的量是原來的2倍，則__D__(填字母)是原來的2倍。 A．平衡常數(shù) B．CH3OH的平衡濃度 C．達到平衡的時間

4、D．平衡時氣體的密度 解析 (1)①由圖可知，T2>T1，升高溫度，CO的轉化率降低，說明正反應為放熱反應，升高溫度時K減小，所以K1>K2。②相同壓強下，曲線c對應的轉化率最低，則其對應的溫度最高，所以曲線c所表示的溫度為350 ℃。(2)①0～2 min內n(H2)的改變量為1.0 mol，濃度的變化量為0.5 mol·L－1，則v(H2)＝0.25 mol·L－1·min－1，v(CH3OH)＝0.125 mol·L－1·min－1；各物質的平衡濃度分別為c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(CO)＝0.25 mol·L－1，c(CH3OH)＝0.25 mol·L－1，則反應CH3O

5、H(g)CO(g)＋2H2(g)的平衡常數(shù)K1＝＝＝0.25，所以反應CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K＝1/K1＝1/0.25＝4。 2．以焦炭為原料的制氨流程示意如下： 焦炭→→→→→→→氨氣 Ⅰ.“精制”過程是將含有少量CO、CO2、O2和H2S等雜質的原料氣體通入含有氨水的醋酸二氨亞銅{化學式為[Cu(NH3)2]Ac}溶液中，以獲得純凈的原料氣。其中，吸收CO的反應為CO＋[Cu(NH3)2]Ac＋NH3·H2O [Cu(NH3)3CO]Ac＋H2O　ΔH<0。 (1)為提高CO的吸收率，可采取的一項措施是__降低溫度、增大壓強(或其他合理答案

6、)__。 (2)除去氧氣時，氧氣將[Cu(NH3)2]Ac氧化為[Cu(NH3)4]Ac2，則反應中還原劑與氧化劑的物質的量之比是__4∶1__。 Ⅱ.“造氣”過程中，焦炭與水蒸氣在反應體系中將發(fā)生如下四個反應： ①C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋90.2 kJ/mol ②C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2＝＋131.4 kJ/mol ③CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH3 ④C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH4 該體系中，一些物質的平衡組成與溫度的關系圖如下圖所示。 (3

7、)由圖可知，若采用焦炭與水蒸氣反應來獲得優(yōu)質的水煤氣，工業(yè)生產中應盡量使焦炭和水蒸氣在__高溫__(填“高溫”“低溫”或“常溫”)條件下進行。 (4)ΔH3＝__－41.2 kJ/mol__。 (5)下表為碳與氫氣合成甲烷的相關數(shù)據(jù)： 溫度/℃ 600 800 1 000 平衡常數(shù) 3.2×100－146 1.0×10－2 070 1.0×10－20 000 ①ΔH4__<__0(填“>”“<”或“＝”)。 ②預測1 000 ℃，焦炭與水蒸氣反應體系中甲烷的含量__A__(填字母)。 A．幾乎為0　 B．與CO濃度相當 C．無法確定 解析 (1)吸收CO的反應

8、是氣體體積減小的放熱反應，要提高CO的吸收率，就要使平衡正向移動，因此可以采取加壓或降溫的方法。(2)＋1價銅轉化為＋2價銅，每1 mol Cu失去1 mol e－，而1 mol O2可以得到4 mol e－，根據(jù)電子守恒可知，還原劑Cu(＋1價)和氧化劑O2的物質的量之比為4∶1。(3)由圖可知，溫度越高，CO和H2的含量越高，因此工業(yè)生產水煤氣應在高溫下進行。(4)因為方程式③＝方程式①－方程式②，根據(jù)蓋斯定律可求出ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(90.2－131.4) kJ/mol＝－41.2 kJ/mol。(5)①表中數(shù)據(jù)表明，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以該反應為放熱反應，故ΔH4<0。②1

9、 000 ℃時，平衡常數(shù)極小，可認為在該溫度下，此反應幾乎不能進行。 3．(2018·江西臨川質檢)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＞0,1 100 ℃時，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應過程中CO2和CO的濃度與時間的關系如圖所示。 (1)該反應的平衡常數(shù)表達式K＝　　。 (2)下列措施中能使平衡時K增大的是__A__(填字母，下同)。 A．升高溫度　　 B．增大壓強 C．充入一定量CO　　 D．降低溫度 (3)8 min內，CO的平均反應速率v(CO)＝__0.062 5__mol·L－1·

10、min－1。 (4)1 100 ℃時，在2 L的密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下： 容器 甲 乙 反應物投入量 3 mol Fe、 2 mol CO2 4 mol FeO、 3 mol CO CO的濃度(mol·L－1) c1 c2 CO2的體積分數(shù) φ1 φ2 體系壓強(Pa) p1 p2 氣態(tài)反應物的轉化率 α1 α2 ①下列說法正確的是__BC__。 A．2c1＝3c2　　 B．φ1＝φ2 C．p1＜p2　　 D．α1＝α2 ②c1＝__0.67__、φ1＝__33.3%__、α2＝_

11、_33.3%__。 解析 (1)平衡常數(shù)表達式中不能出現(xiàn)固體物質的濃度。(2)平衡常數(shù)只受溫度的影響，由于該反應為吸熱反應，所以升溫能增大平衡常數(shù)。(3)求平均反應速率時，應用濃度的變化值除以時間，即v(CO)＝＝0.062 5 mol·L－1·min－1。(4)由圖像可計算平衡常數(shù)K＝＝＝2。①A項，當乙中CO為2 mol 時，c1＝c2，當乙中CO為3 mol時，c1＜c2,3c1＝2c2，錯誤；B項，由于該反應為等體積反應，改變CO或CO2的濃度，相當于改變壓強，平衡不移動，所以φ1＝φ2，正確；C項，因為乙中氣體分子數(shù)多，所以p1＜p2，正確；D項，由于平衡是從不同途徑建立的，所以α

12、1＋α2＝1，錯誤。②K＝＝2，解得c1≈0.67。φ1＝×100%≈33.3%。容器乙中平衡常數(shù)K′＝＝＝，c(CO2)＝0.5 mol·L－1。則容器乙中CO的轉化率α2＝×100%≈33.3%。 4．(2018·廣東信宜中學高三月考)Ⅰ.工業(yè)上可用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示： 化學反應 平衡常數(shù) 溫度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50 ③3H2(g)＋

13、CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)根據(jù)反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3＝__K1·K2__(用K1、K2表示)。500 ℃時測得反應③在某時刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L－1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正__>__v逆(填“>”“<”或“＝”)。 (2)在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應②，已知c(CO)—反應時間t變化曲線Ⅰ如圖所示，若在t0時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ時，改變的條件是__加入催化劑__。當曲線Ⅰ變?yōu)?/p>

14、曲線Ⅲ時，改變的條件是__將容器的體積(快速)壓縮至2 L__。 Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇，反應原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。一定條件下，在容積為V L的密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2合成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系如下圖所示。 (1)p1__<__p2(填“>”“<”或“＝”)，理由是__甲醇的合成反應是分子數(shù)減少的反應，相同溫度下，增大壓強CO的轉化率提高__。 (2)該甲醇合成反應在A點的平衡常數(shù)K＝　　(用a和V表示)。 (3)該反應達到平衡時，反應物轉化率的關系是CO__＝__H2(填“>”“<”或“＝”)。 (4)

15、下列措施中能夠同時滿足增大反應速率和提高CO轉化率的是__C__(填字母)。 A．使用高效催化劑 B．降低反應溫度 C．增大體系壓強 D．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來 解析 Ⅰ.(1)根據(jù)化學平衡常數(shù)的表達式，K1＝c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]，K2＝c(CO)·c(H2O)/[c(H2)·c(CO2)]，K3＝c(H2O)·c(CH3OH)/[c3(H2)·c(CO2)]，因此K3＝K1·K2，代入數(shù)值，500 ℃時 K3＝2.5×1.0＝2.5，此時的濃度商Qc＝0.3×0.15/(0.83×0.1)≈0.88<2.5，說明反應向正反應方向進行，即v正>v逆。