《2019高考化学三轮冲刺 大题提分 大题精做8 以能量和化学平衡串联反应原理综合题》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019高考化学三轮冲刺 大题提分 大题精做8 以能量和化学平衡串联反应原理综合题(10页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、大题精做八 以能量和化学平衡串联反应原理精选大题1.(2018南昌二中理综)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。(1)已知在常温常压下:2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g) H1275.6kJ/mol2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H566.0kJ/molH2O(g)=H2O(l) H44.0kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:。(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:600K时,Y点甲醇的(逆)(正)(填“”
2、或“”、“”、“(正),由图可知,升温,甲醇的平衡转化率增大,说明正向是吸热反应,从Y点到X点应该让反应逆向进行,所以可采取降温的措施,又因为正向是体积增大的反应,还可采取增大压强的措施;当甲醇的起始浓度不一样时,转化率就不一定等于90%,所以在t1K时,该反应的平衡常数为8.1molL1是不正确的;(3)由表中数据可知,实验的前20min CH3OH的浓度变化了0.0014mol/L,则生成氢气浓度是0.0014mol/L,(H2)0.0014/207.0105molL1min1;实验相比,实验甲醇的起始浓度是实验的2倍,而达平衡时的浓度却小于2倍,说明T1到T2平衡向正向移动,而反应为吸热
3、反应,所以T2大于T1;实验、值起始浓度相等,但到达平衡的时间实验小于,所以催化剂的催化效率:实验实验。【答案】(1)CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g) + 2H2O(l) H442.8kJmol (2)降低温度和增大压强不正确。因为当CH3OH的起始浓度不同时,其转化率就不等于90%。(3)7.0105molL1min1 1.(2019浙江选考模拟)甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.58kJmol-1反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2反应:CO(g)+2
4、H2(g)CH3OH(g)H3=-90.77kJmol-1回答下列问题:(1)反应的H2=_。(2)反应能够自发进行的条件是_ (填“较低温度”、“ 较高温度”或“任何温度”)(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_。A.混合气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1311 D.甲醇的百分含量不再变化(4)对于反应,不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是_。A.其他条件不变,若不使用催化剂,则250时CO2的平衡转化率可能位于M1B.温度低于250时
5、,随温度升高甲醇的产率增大C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率(5)若在1L密闭容器中充入3molH2和1molCO2发生反应,250时反应的平衡常数K=_;若要进一步提高甲醇体积分数。可采取的措施有_。【解析】(1)根据盖斯定律:=-得反应的H2=+41.19kJmol-1;(2)G=HTS0时,反应能够自发进行,该反应的S0、H0,当温度较低时,反应能够自发进行;(3)A、由于气体的质量、体积不变,则无论是否达到平衡状态,混合气体的密度都不变化,不能作为判断是否平衡的依据,故A错误;B、反应前后气体的物质的量不等,混合气体的平均相
6、对分子质量不再变化,可说明气体的物质的量不再变化,说明达到平衡状态,故B正确;C、平衡常数未知,CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1311,不能判断是否达到平衡状态,故C错误;D、甲醇的百分含量不再变化,可说明达到平衡状态,故D正确;(4)A. 催化剂不能影响平衡移动,只能改变反应速率,故A错误;B. 温度低于250时,随温度升高平衡逆向进行甲醇的产率减小,故B错误;C. 升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M化学平衡常数大于N,故C正确;D. 为提高CO2的转化率,平衡正向进行,反应是放热反应,低的温度下进行反应,平衡正向进行,但催化剂的活性、反应速率减小
7、,故D错误;故选ABD;(5)若在1L密闭容器中充入3molH2和1molCO2,则图中M点时二氧化碳转化率50%, CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始量(mol) 1300变化量(mol) 0.51.50.50.5平衡量(mol) 0.51.50.50.5K=0.50.50.51.53=0.148,反应前后气体体积减小,若要进一步提高甲醇的体积分数,可采取的措施有增大压强平衡正向进行。【答案】(1)+41.19kJmol-1(2) 较低温度(3) BD (4) ABD(5)0.148 增大压强(降低温度)2.(2019山东临沂十九中调研)钢铁行业是工业生产的重要支
8、柱。(1)已知高炉炼铁的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=25kJmol13Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) H=47kJmol1Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) H=+19kJmol1写出FeO(s)被CO还原生成Fe(s)和CO2的热化学方程式:_。(2)恒温恒容条件下进行反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是_(填写序号字母)。av(CO)正=v(CO2)逆 bCO、CO2的浓度之比为11c容器内压强保持不变 d混合气体的密度
9、保持不变(3)ToC时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数为K=27。在1L的密闭容器中分别按下表所示加入物质,维持ToC反应一段时间达到平衡,甲、乙容器中CO的平衡转化率之比=_。Fe2O3COFeCO2甲容器1.0mol1.0mol1.0mol1.0mol乙容器1.0mol2.0mol1.0mol1.0mol(4)下列为合成甲醇的有关化学方程式:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则
10、K3值为_。(5)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,则充电时的阳极反应式为_。(6)炼铁尾气中含有CO,经过回收可用于合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H=90.1kJmol1。ToC,该反应的Kp=6.0103kPa2(用平衡分压代替平衡浓度所得平衡常数,分压= 总压物质的量分数)。该温度下的某容器中,若起始充入2molH2、1molCO,平衡时甲醇的平衡分压p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时混合气体中CH3OH的体积分数约为_(用百分数表示,小数点后保留1位)。【解
11、析】(1)根据盖斯定律可知(32)/6即得到FeO(s)被CO还原生成Fe(s)和CO2的热化学方程式为FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) H=11kJ/mol。(2)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。则av(CO)正v(CO2)逆表示反应速率的方向相反,且满足反应速率之比是化学计量数之比,反应达到平衡状态,a正确;bCO、CO2的浓度之比为11不能说明正逆反应速率相等,不一定达到平衡状态,b错误;c反应前后体积不变,容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡状态,c错误;d密度是
12、混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积始终是不变的,但质量是变化的,则混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡状态,d正确。答案选ad;(3)甲容器中Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)起始浓度(mol/L)1 1转化浓度(mol/L)x x平衡浓度(mol/L)1x 1+x乙容器中Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)起始浓度(mol/L) 2 1转化浓度(mol/L) y y平衡浓度(mol/L) 2y 1+y则(1+x)3(1-x)3=27、(1+y)3(2-y)3=27;解得x0.5、y1.25,即甲中转化为是50%,乙中转化率为62.5%,所以甲、乙容器中CO的平衡转化率之比50%62.