《专题突破练-12-专题十二化学反应原理综合题-2024高考化学一轮复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题突破练-12-专题十二化学反应原理综合题-2024高考化学一轮复习（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题突破练1. 2021四川成都模拟固定容积为 的密闭容器中发生反应： ，图1表示 时容器中各物质的物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数 随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是( D )A. 该反应可表示为 B. 时该反应的平衡常数 C. 当容器中气体密度不再变化时，该反应达到平衡状态D. ，在第 时再向体系中充入 ，再次达到平衡时 的体积分数大于0.25解析根据题图1可知，反应达到平衡时， 减小 , 减小 , 、 均为反应物, 增加 ,为生成物,根据物质的量变化之比等于反应中化学计量数之比,得出化学方程式为 ，根据题图2可知,温度升高,平衡常数增大,说明正反应为吸热反应, ，
2、故A错误； 时反应已达到平衡,平衡浓度分别为 、 、 ，则 ，故B错误；由 可知， 不变， 不变，则 是定值，因此当容器中气体密度不再变化时，该反应不一定达到平衡状态，故C错误；题图1中 时， 的体积分数为 ，第 时充入 ，虽平衡逆向移动，但 的体积分数增大，故D正确。2. 2022山东临沂一模在 、 条件下，分别向两个容积为 的刚性容器中充入 和 ，发生反应： 。实验测得两容器中 或 的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( D )A. 当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态B. 段 的平均反应速率为 C. 逆反应速率： D. 时，该反应的平衡常数 解析由 可
3、知，反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，当容器中混合气体的密度不随时间变化时，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； 段 的平均反应速率为 ，B错误；已知随着反应的进行， 的物质的量增大， 的物质的量减小，故 曲线表示 的物质的量随时间的变化关系， 曲线表示 的物质的量随时间的变化关系，由题图可知 曲线对应的反应先达到平衡，说明该反应的温度更高，则逆反应速率 ， 点生成物浓度高于 点，则逆反应速率 ，故逆反应速率： ，C错误；由C项分析可知， 曲线对应温度为 ，由图中数据可知平衡时 的物质的量为 ，设平衡时总压为 ，三段式分析为： 该反应的平衡常数 ，D正确。3. 2022辽宁大连第四次联考
4、硫酸工业中，将 氧化为 是生产工艺中的重要环节。在温度为 的条件下，在三个容积均为 的恒容密闭容器中仅发生反应： ，实验测得： ， 。容器编号起始浓度 平衡浓度 0.60.300.20.5 0.30.30.250.2已知： 、 为速率常数，仅受温度的影响。下列说法错误的是( C )A. 达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系： B. 若容器中达到平衡时 ，则 C. 容器中达到平衡时， D. 当温度升高为 时， 、 分别增大 倍和 倍，则 解析达到平衡时， ，则平衡常数 ，A项正确。根据容器中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数 ；容器中，若达到平衡时 ， ，平衡时 ，列三段式： ，解得
5、，B项正确。容器中 ，此时反应逆向进行，则达到平衡时 ，C项错误。 ，温度升高，平衡向逆反应方向移动， 增大的幅度更大，故 ，D项正确。4. 2021山东济南模拟化学反应中催化剂活性会因积炭反应而降低，同时存在的消炭反应则使积炭量减少。相关数据如下表所示：反应积炭反应： 消炭反应： +75+172活化能 催化剂 3391催化剂 4372在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积炭量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积炭反应、消炭反应的平衡常数 和速率 的叙述正确的是( A )A. 、 均增大B. 减小、 增大C. 催化剂 效果比催化剂 好D. 增大的倍数比 增大
6、的倍数小解析由题表可知，积炭反应、消炭反应都是吸热反应，升高温度时， 、 均增大，A正确；升高温度，反应速率加快，所以 、 均增大， 不正确；从题表中活化能数据（活化能数值越大，反应越困难）可以看出，对于积炭反应，催化剂 效果比催化剂 好，对于消炭反应，催化剂 效果比催化剂 差， 不正确；由题图可知，催化剂表面的积碳量是先增大后减小，则表明随着温度的不断升高， 增大的倍数比 增大的倍数大，D错误。5. 2022辽宁丹东第一次质检合成氨反应 是目前最有效的工业固氮方法，解决数亿人口生存问题。（1） 反应历程中各步势能变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用 标注。该历程中反应速率最小的步骤的反
7、应为 。解析从题图中可以看出，活化能最大的一步反应是 。（2） 在 、压强为 条件下，向一恒压密闭容器中通入 的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示： 反应 时达到平衡，则 内 0.005 ，该反应的 0.23 （保留小数点后两位）。（ 为以分压表示的平衡常数）解析 ，根据题图得出该反应的 。 以下叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是 （填字母）。a.氨气的体积分数保持不变b.容器中 保持不变c.气体平均相对分子质量保持不变d.气体密度保持不变解析氨气的体积分数保持不变，则各反应物的浓度保持不变，反应达平衡状态， 正确；容器中 始终保持不变，无法说明反应达平衡状态， 错误；气体总
8、质量保持不变，气体的总物质的量为变量，气体平均相对分子质量为变量，若气体平均相对分子质量保持不变，则反应达平衡状态， 正确；反应在恒压容器中进行，气体总质量不变，但气体体积为变量，即气体密度为变量，当气体密度不变时说明反应达平衡状态， 正确。 若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时 的含量符合图中 点（填“ ” “ ” “ ”或“ ”）。解析起始条件一样，在恒容容器中发生反应，相对于恒压状态，物质浓度减小，等同于减小压强反应速率减慢，达平衡时 的百分含量增大，所以 点符合要求。（3） 利用催化剂通过电解在室温下合成氨的原理如图所示，该装置中阴极的电极反应式为 。解析根据题图中信息可
9、知，阴极上氮气得电子产生氨气，电极反应式为 。（4） 时用氨水吸收甲酸可得到 溶液。已知： 时甲酸的电离常数 ， 的电离常数 。反应 的平衡常数 。解析反应 的平衡常数 。6. 2021江西临川模拟甲醇有广泛的用途和广阔的应用前景，工业上利用 生产甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：工业上在 催化下利用 发生如下反应生产甲醇，同时伴有反应发生。. . （1） 已知： 时，相关物质的相对能量如图1所示，反应的 为 。图1解析反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差，则反应的 。（2） 不同条件下，按照 投料， 的平衡转化率如图2所示。压强 、 、 由大到小的顺序是 。压强为 时，温度高于 之
10、后，随着温度升高 平衡转化率增大的原因为反应是放热反应，反应是吸热反应，温度高于 之后 平衡转化率主要由反应决定。图2解析反应的正反应气体总体积减小，所以在其他条件不变时，增大压强，化学平衡正向移动，反应进行程度越大， 的平衡转化率就越大，因此压强： 。反应的正反应是放热反应；反应： 的 ，则反应的正反应是吸热反应，所以温度升高，反应的化学平衡正向移动，有利于反应的进行，使二氧化碳的平衡转化率升高。（3） 在温度为 时，在容积不变的密闭容器中，充入 和 ，起始压强为 ， 达平衡时生成 ，测得压强为 。若反应速率用单位时间内分压变化表示，则 内 的反应速率 为 。反应的平衡常数 （写出 的计算式
11、）。解析反应是气体体积不变的反应，无论反应进行到何程度，都不会引起压强的变化，所以压强的改变是因为反应的进行。起始时气体总物质的量 （始） ，压强为 ；平衡时压强为 ，由于在恒温恒容时，气体的物质的量之比等于气体的压强之比，则平衡时气体总物质的量是 ，根据 的化学计量数关系可知，反应每消耗 ，反应后气体物质的量减少 ，现在反应后气体物质的量减少了 ，则生成 ，平衡时 的分压是 ，所以反应速率 ；平衡时生成 ， ， ， ，则反应中各物质的平衡分压分别为 ； ， ， ，所以该反应的化学平衡常数 。7. 2022江西南昌大联考 , 己二醇是一种重要的化工原料，与乙二醇相比，用 , 己二醇为原料制备的
12、聚酯具有更优异的柔韧性和抗腐蚀性。工业上利用己二酸二甲酯加氢制备 , 己二醇，该反应的化学方程式如下：（1） 已知：化学键 键能 745358413347467436上述反应的 ；此反应低温易自发（填“高温易自发”“低温易自发”或“任何温度都能自发”）进行。解析根据方程式分析得到： 中 键断裂，酯基中碳氧单键断裂，碳氧双键断裂，形成氧氢键、碳氢键、碳氧单键和氧氢键，因此反应的 ；该反应是气体体积减小的反应，即 ，又 ，根据 判断温度低的时候 ，因此该反应低温易自发进行。（2） 将组成为 （） 的气体通入刚性密闭反应器中，在温度一定、压强为 条件下只进行上述反应。平衡时，若压强为 ，则的转化率为
13、 或 （用含 、 的代数式表示，下同），平衡常数 （以气体分压表示，气体分压=气体总压气体物质的量分数）。解析设平衡时， ， 己二醇的分压为 ，根据题意建立三段式： ，解得 ，则己二酸二甲酯的转化率为 ； 。（3） 科研小组在高压反应釜中进行催化加氢反应，对己二酸二甲酯制备 , 己二醇的工艺条件进行了研究。图甲和图乙为此反应在相同时间时，压强、反应温度与反应物的转化率和 , 己二醇选择性的变化关系。图甲图乙已知：选择性 。 由图可知，在压强为 时，由己二酸二甲酯制备 , 己二醇应选择的合适温度为 ；选择此温度的理由是 时反应物的转化率较高，且此温度下 ， 己二醇的选择性较高； 时，转化率随着压强增大而不断增大的原因是温度不变，增大压强，反应速率加快，且增大压强利于平衡正向移动，使反应物转化率增大。解析由题图可知，在 时，己二酸二甲酯的转化率和 , 己二醇的选择性在 条件下均较高；温度不变，增大压强，反应速率加快，且增大压强有利于平衡正向移动，使反应物转化率增大。 反应时间与加氢反应时反应物的转化率和选择性的关系如图所示。综合考虑，反应时间控制在 左右较为合适。此时 , 己二醇的产率为 。解析反应时间控制在 时， , 己二醇的产率为 。
