《2023學(xué)年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)7.2化學(xué)平衡狀態(tài)和移動(dòng)練習(xí)含解析蘇教版.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2023學(xué)年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)7.2化學(xué)平衡狀態(tài)和移動(dòng)練習(xí)含解析蘇教版.doc（9頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、化學(xué)平衡狀態(tài)和移動(dòng)溫室效應(yīng),又稱“花房效應(yīng)”,是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣能使太陽短波輻射到達(dá)地面,但地表受熱后向外放出的大量長波熱輻射線卻被大氣吸收,這樣就使地表與低層大氣溫作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室,故名溫室效應(yīng)。自工業(yè)革命以來,人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體逐年增加,大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng),已引起全球氣候變暖等一系列極其嚴(yán)重的問題,引起了全世界各國的關(guān)注。近年我國大力加強(qiáng)溫室氣體CO2催化氫化合成甲醇技術(shù)的工業(yè)化量產(chǎn)研究,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,其反應(yīng)為.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-48.9 kJmol-1。問題1:為提高CH3OH的產(chǎn)率,理論

2、上應(yīng)采用什么樣的條件?(素養(yǎng)角度變化觀念與平衡思想)提示:根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,生成CH3OH的方向是放熱反應(yīng)方向,也是氣體體積減小的方向,因此提高CH3OH的產(chǎn)率,需要降低溫度升高壓強(qiáng)。問題2:250 、在恒容密閉容器中由CO2(g)催化氫化合成CH3OH(g),下圖為不同投料比n(H2)/n(CO2)時(shí)某反應(yīng)物X平衡轉(zhuǎn)化率變化曲線。判斷反應(yīng)物X是CO2還是H2。(素養(yǎng)角度證據(jù)推理與模型認(rèn)知)提示:觀察圖中的橫坐標(biāo),其物理量為,若假設(shè)n(CO2)為定值,則X的轉(zhuǎn)化率隨n(H2)的增大而增大,則X為CO2。問題3:催化劑和反應(yīng)條件與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性有高度相關(guān)?？刂葡嗤读媳群拖嗤磻?yīng)

3、時(shí)間,有如下四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度(K)催化劑CO2轉(zhuǎn)化率(%)甲醇選擇性(%)A543Cu/ZnO納米棒12.342.3B543Cu/ZnO納米片11.972.7C553Cu/ZnO納米棒15.339.1D553Cu/ZnO納米片12.070.6根據(jù)上表所給數(shù)據(jù),判斷用CO2生產(chǎn)甲醇的最佳選項(xiàng)。(素養(yǎng)角度科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))提示:選擇性是指產(chǎn)物的專一性,在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中若有多個(gè)產(chǎn)物,其中某一產(chǎn)物是目標(biāo)產(chǎn)物,若這個(gè)物質(zhì)的產(chǎn)率越高,說明該反應(yīng)的選擇性越好。觀察四組數(shù)據(jù),相比之下,BD的選擇性很高,且B的CO2轉(zhuǎn)化率比D稍低些,但是B的CH3OH的選擇性高出了不少,故最佳選項(xiàng)為B。問題4:在催

4、化劑CZZA(普通銅基催化劑)作用下合成甲醇時(shí)會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng).CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=41.2 kJmol-1?，F(xiàn)將1 mol CO2與3 mol H2通入恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化趨勢如圖所示:請(qǐng)分析隨著溫度的升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低的原因。(素養(yǎng)角度變化觀念與平衡思想)提示:升高溫度,反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡正向移動(dòng)且程度較大,所以CO2平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低,故答案為隨溫度升高,反應(yīng)放熱,平衡逆移,反應(yīng)吸

5、熱,平衡正移且程度較大,所以CO2平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低。1.大氣中的污染物氮氧化物主要來源于機(jī)動(dòng)車尾氣,低溫脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)HT2),下列圖象正確的是()【解析】選C、D。已知T1T2,由T1到T2為降溫,反應(yīng)速率應(yīng)減小,圖象與實(shí)際不符,故A錯(cuò)誤;利用“先拐先平數(shù)值大”的原則,根據(jù)圖中顯示可得T1T2,圖象與實(shí)際不符,故B錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng)反應(yīng)向體積減小的方向移動(dòng),即正反應(yīng)方向移動(dòng),CO2的體積分?jǐn)?shù)增大;保持壓強(qiáng)不變,降低溫度,反應(yīng)向放熱的方向移動(dòng),即正反應(yīng)方向移動(dòng),CO2的體積分?jǐn)?shù)

6、增大,圖象與實(shí)際相符合,故C正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),圖象與實(shí)際相符合,故D正確。3.氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,具有優(yōu)良的機(jī)械性能,常用來制造軸承、氣輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件。我國已研制出了氮化硅陶瓷柴油機(jī)。工業(yè)制備氮化硅的反應(yīng)為3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)H”“”或“=”) ,理由是_。【解析】(1)CH4和CO2反應(yīng)制備合成氣的反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。由圖象知1 100 、p2時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為80%,則轉(zhuǎn)化CH4的物質(zhì)的量為1 mol80%=0.8 mol

7、,根據(jù)方程式知生成CO物質(zhì)的量為1.6 mol,v(CO)=1.6 mol10 L10 min=0.016 molL-1min-1。A,v(H2)逆=3v(CO)正表明逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài);B,該反應(yīng)中所有物質(zhì)都是氣態(tài),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,混合氣體的質(zhì)量始終不變,容器的容積不變,混合氣體的密度始終不變,密閉容器中混合氣體的密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);C,該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),建立平衡過程中氣體分子物質(zhì)的量增大,密閉容器中總壓強(qiáng)增大,平衡時(shí)氣體分子物質(zhì)的量不變,密閉容器中總壓強(qiáng)不變,密閉容器中總壓強(qiáng)不變能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);D,達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃

8、度保持不變,不一定相等,c(CH4)=c(CO)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是C項(xiàng),答案選C。該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CH4的轉(zhuǎn)化率減小,由圖知在相同溫度下p1時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率大于p2,則p1小于p2。由圖知,y點(diǎn)CH4轉(zhuǎn)化率小于平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)正向進(jìn)行,v(正)大于v(逆)。y點(diǎn)的溫度與x點(diǎn)的溫度相同,y點(diǎn)平衡常數(shù)與x點(diǎn)相等,用三段式CH4(g) + CO2(g)2CO(g)+2H2(g)c(起始)(molL-1)0.10.100c(轉(zhuǎn)化)(molL-1)0.10.8=0.080.080.160.16c(平衡)(mo

9、lL-1)0.020.020.160.16K=1.638 4 (molL-1)2。(2)290 前,CO轉(zhuǎn)化率和甲醚產(chǎn)率的變化趨勢不一致,說明在290 前有副反應(yīng)發(fā)生。由圖可見升高溫度,CO轉(zhuǎn)化率減小,甲醚產(chǎn)率減小,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H0,即b0。答案:(1)0.016 molL-1min-1C小于大于1.638 4 mol2L-2(2)有副反應(yīng)發(fā)生平衡后,升高溫度,甲醚的產(chǎn)率降低【加固訓(xùn)練】1.汽車尾氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低尾氣中的CO、NO和NO2等向大氣的排放。在催化轉(zhuǎn)化器的前半部分發(fā)生的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。一定條件下,下列說法能充分說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A.正、逆反應(yīng)速率都等于零B.CO、NO、CO2、N2的濃度相等C.CO、NO、CO2、N2在容器中共存D.CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變化【解析】選D。在一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)且不等于零,或反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變即為平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;CO、NO、CO2、N2的濃度相等,并不能說明各物質(zhì)的濃度不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;可逆反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物都會(huì)同時(shí)存在于一個(gè)容器中,CO、NO、C