高三化學(xué)每天練習(xí)20分鐘-新情景下的綜合圖像及適宜條件的優(yōu)化（有答案和詳細(xì)解析）

1、高三化學(xué)每天練習(xí)20分鐘新情景下的綜合圖像及適宜條件的優(yōu)化（有答案和詳細(xì)解析）一、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。1一定條件下合成乙烯：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)；已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖，下列說法不正確的是()A該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B平衡常數(shù)：KMKNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D當(dāng)溫度高于250 ，升高溫度，催化劑的催化效率降低2反應(yīng)aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)，M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中z表示反應(yīng)開始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是()

2、A同溫同壓同z時(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加B同壓同z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加C同溫同z時(shí)，增加壓強(qiáng)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加D同溫同壓時(shí)，增加z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加3近年，科學(xué)家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g)eq o(,sup7(催化劑),sdo5()CH3COOC2H5(g)2H2(g)在常壓下反應(yīng)，冷凝收集，測得常溫下液態(tài)收集物中主要產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖所示。關(guān)于該方法，下列推測不合理的是()A反應(yīng)溫度不宜超過300B增大體系壓強(qiáng)，有利于提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率C在催化劑作用下，乙醛是反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物D提高催化劑的活性和選擇性，減少乙醚、乙烯等

3、副產(chǎn)物是工藝的關(guān)鍵4(2020臺州模擬)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。已知：氣體分壓(p分)氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確的是()A550 時(shí)，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡正向移動B650 時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后，CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%CT 時(shí)，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動D925 時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp24.0p總二、非選擇題5二甲醚是清潔能源，用CO在催化劑存在下制備二甲醚的反應(yīng)原理為2CO(g)4H2(g)CH3OCH3

4、(g)H2O(g)，已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比eq f(nH2,nCO)的變化曲線如圖所示。(1)a、b、c按從大到小的順序排序?yàn)開。(2)根據(jù)圖像可以判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，理由是_。62016全國卷，27丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}：(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：C3H6(g)NH3(g)eq f(3,2)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H51

5、5 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 ，低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_；高于460 時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標(biāo)號)。A催化劑活性降低 B平衡常數(shù)變大C副反應(yīng)增多 D反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與eq f(n氨,n丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳eq f(n

6、氨,n丙烯)約為_，理由是_，進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_。7(1)某科研小組根據(jù)反應(yīng)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)來探究起始反應(yīng)物的碳氮比eq blcrc(avs4alco1(f(nCO,nNO)對污染物去除率的影響。T 時(shí)，向體積為1 L的恒容密閉容器中充入總物質(zhì)的量為4 mol的NO和CO混合氣體，并加入一定量的固體催化劑進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得平衡體系中氣體組分的轉(zhuǎn)化率和氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)的變化如圖所示。根據(jù)圖像推測曲線轉(zhuǎn)化率1表示的是_(填“CO”或“NO”)。A點(diǎn)時(shí)，eq f(nCO,nNO)_，此時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。(2)煤炭在O2/CO2的氣氛中燃燒會產(chǎn)生C

7、O，有人提出，可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO(g)=2C(s)O2(g)來消除CO的污染。該提議_(填“可行”或“不可行”)，理由是_。8研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可消除硝酸工業(yè)尾氣中的NO污染。NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為13、31、41時(shí)，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示。(1)曲線a中，NO的起始濃度為6104 mgm3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8 s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為_ mgm3s1。(2)曲線b對應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是_，其理由是_。9(1)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為2CO2(g)6H2(g)eq o(,sup7(催化劑)CH3OCH3(g)3H2O(g)，已知在壓

8、強(qiáng)為a MPa下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率如圖：此反應(yīng)_(填“放熱”或“吸熱”)；若溫度不變，提高投料比n(H2)/n(CO2)，則K將_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)2018江蘇，20(4)NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見圖1)。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示，在50250 范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢

9、的主要原因是_；當(dāng)反應(yīng)溫度高于380 時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_。答案精析1BC2B可逆反應(yīng)中，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；由題給圖像可知，M的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而降低，即溫度升高，平衡右移，故平衡時(shí)生成物Q的體積分?jǐn)?shù)增加，B正確；由題給圖像可知，同為650 、z2.0，壓強(qiáng)為1.4 MPa時(shí)，y(M)30%，而壓強(qiáng)為2.1 MPa時(shí)，y(M)35%，即增大壓強(qiáng)，平衡左移，故平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)減小，C錯(cuò)誤；由題給圖像可知，同溫同壓時(shí)，若N的物質(zhì)的量增加，而M的物質(zhì)的量不變，則盡管z越大，y(M)減小，平衡右移，但Q增加的物質(zhì)的量遠(yuǎn)小于加入的N的物質(zhì)的量，此時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)

10、減小，D錯(cuò)誤。3B根據(jù)題圖，可知反應(yīng)溫度不宜超過300 ，A項(xiàng)合理；增大體系壓強(qiáng)，該反應(yīng)的平衡逆向移動，故不利于提高乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率，B項(xiàng)不合理；由題圖可知，在275 之后乙醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，所以乙醛是反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物，C項(xiàng)合理；有機(jī)反應(yīng)中副反應(yīng)較多，提高催化劑的活性和選擇性，減少乙醚、乙烯等副產(chǎn)物是工藝的關(guān)鍵，D項(xiàng)合理。4AB550 時(shí)，若充入惰性氣體，由于恒壓，相當(dāng)于擴(kuò)大了體積，v正、v逆均減小，平衡正向移動，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖示可知，在650 時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為40%，根據(jù)反應(yīng)方程式：C(s)CO2(g)2CO(g)，設(shè)開始加入1 mol CO2，反應(yīng)

11、掉了x mol CO2，則有： C(s)CO2(g)2CO(g)始態(tài)：1 mol0變化： x mol 2x mol平衡： (1x) mol 2x mol因此有eq f(2x,1x2x)100%40%，解得x0.25，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為eq f(0.25 mol,1 mol)100%25%，故B項(xiàng)正確；由圖可知，T時(shí)，CO與CO2的體積分?jǐn)?shù)相等，在等壓下充入等體積的CO和CO2，對原平衡條件無影響，平衡不移動，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Kpeq f(p2CO,pCO2)eq f(0.96p總2,0.04p總)23.04p總，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5(1)abc(2)投料比相同，溫度越高，(CO)越小，平衡左移，該反應(yīng)為

12、放熱反應(yīng)解析(1)(CO)越大，eq f(nH2,nCO)越大，故abc。(2)由圖像知溫度越高，(CO)越小，平衡左移，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。6(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、減小壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC (3)1.0該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.517(1)NO180(2)不可行該反應(yīng)H0、S0，該反應(yīng)在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行解析(1)起始反應(yīng)物的碳氮比eq blcrc(avs4alco1(f(nCO,nNO)越大，NO的轉(zhuǎn)化率越大，根據(jù)圖像推測曲線轉(zhuǎn)化率1表示的是NO。反應(yīng)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO

13、2(g)中NO和CO的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，A點(diǎn)時(shí)，兩者的轉(zhuǎn)化率相等，均為80%，故eq f(nCO,nNO)1，此時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為0.4 molL1、0.4 molL1、0.8 molL1、1.6 molL1，反應(yīng)的平衡常數(shù)Keq f(0.81.62,0.420.42)80。(2)設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO(g)=2C(s)O2(g)來消除CO的污染的提議不可行，理由是該反應(yīng)H0、S0，該反應(yīng)在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行。8(1)1.5104(2)31NH3與NO的物質(zhì)的量之比越大，NH3的量越多，促使平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的脫除率越大解析(1)從A點(diǎn)到B點(diǎn)的濃度變化為(0.750.55)6104 mgm31.2104 mgm3，脫除速率為eq f(1.2104 mgm3,0.8 s)1.5104 mg