内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯第三单元化学平衡的移动1.(2018浙江11月选考,22,2分)已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=-197.8 kJmol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为21,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表:温度/K压强/(105 Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列说法不正确的是()A.一定压强下降低温度,SO2平衡转化率增大B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高答案BA项中,由于该反应是放热反应,所以一定压强下降低温度,平衡向放热反应方向移动,SO2的转化率增大,故A正确;B项中,在不同温度、压强下,由于化学反应速率不相同,所以转化相同物质的量的SO2所需要的时间不可能相等,故B不正确;C项中,使用催化剂的目的是加快反应速率,这样可以缩短反应达到平衡所需的时间,故C正确;D项中,从2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)分析加压可以提高SO2的转化率,但因为常压下SO2的转化率已相当高,所以工业生产中通常不采取加压措施,故D正确。2.一定条件下,CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)H=-53.7 kJmol-1;向2 L恒容恒温密闭容器中充入1 mol CO2和2.8 mol H2反应,图中过程、是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率(CO2)随时间(t)的变化曲线。下列说法中不正确的是()A.m点:v(正)v(逆)B.活化能:过程过程C.n点时该反应的平衡常数K=50D.过程,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度答案Cm点CO2的转化率不是最大,反应向正反应方向进行,因此v(正)v(逆),A项正确;过程首先达到平衡状态,说明反应速率快,因此活化能:过程过程,B项正确;n点时CO2的转化率是80%,则根据方程式可知 CO2(g) + 3H2(g) H2O(g) + CH3OH(g)起始浓度(molL-1)0.5 1.400转化浓度(molL-1)0.41.20.40.4平衡浓度(molL-1)0.10.20.40.4所以该反应的平衡常数K=0.40.40.10.23=200,C项错误;过程,t2时刻CO2的转化率降低,说明反应向逆反应方向进行,由于正反应放热,因此改变的反应条件可能是升高温度,D项正确。3.已知反应:CH2CHCH3(g)+Cl2(g) CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数()与温度(T)、的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是()A.图甲中,21B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数C.温度为T1、=2时,Cl2的转化率为50%D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将增大答案C根据图甲中信息可知,增大n(Cl2),增大,平衡正向移动,丙烯的体积分数()减小,故21,A项正确;根据图甲可知,升高温度,丙烯的体积分数增大,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,则升高温度,正反应的平衡常数减小,逆反应的平衡常数增大,图乙中,A线表示逆反应的平衡常数,B项正确;由图乙知,温度为T1时,正、逆反应的平衡常数相等,又因两者互为倒数,则平衡常数K=1,=2时,设CH2CHCH3和Cl2的物质的量分别为a、2a,参加反应的Cl2的物质的量为b,利用三段式可列关系式b2(a-b)(2a-b)=1,解得b2a=13,则Cl2的转化率为33.3%,C项错误;该反应为反应前后气体体积不变的放热反应,反应向正反应方向进行,体系温度升高,气体膨胀,达到平衡时,装置内的气体压强将增大,D项正确。4.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示t0t1阶段c(B)未画出。乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知,t3t4阶段使用催化剂。下列说法中不正确的是()A.若t1=15 min,则用C的浓度变化表示在t0t1时间段的平均反应速率为0.004 molL-1min-1B.t4t5阶段改变的条件一定是减小压强C.B的起始物质的量为0.02 molD.t5t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.03 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g)H=+100a kJmol-1答案C若t1=15 min,生成物C在t0t1时间段的平均反应速率v=ct=0.11molL-1-0.05 molL-115min=0.004 molL-1min-1,A项正确。t4t5阶段改变条件,正、逆反应速率都减小且相等,所以改变的条件应为减小压强,B项正确。反应中A的浓度变化为0.15 molL-1-0.06 molL-1=0.09 molL-1,C的浓度变化为0.11 molL-1-0.05 molL-1=0.06 molL-1,反应中A与C的化学计量数之比为0.090.06=32,根据t4t5阶段改变压强平衡不移动可知,该反应的化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g),由A的起始物质的量为0.3 mol和起始浓度为0.15 molL-1可知,容器的容积V=0.3mol0.15molL-1=2 L;由反应的化学方程式可知B的起始浓度为0.05 molL-1-(0.11 molL-1-0.05 molL-1)/2=0.02 molL-1,所以B的起始物质的量为0.02 molL-12 L=0.04 mol,C项错误。A的物质的量减少0.03 mol,此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,则A的物质的量减少3 mol,与外界的热交换总量为100a kJ,根据图像可知t5t6阶段改变的条件应为升高温度,A的物质的量减少,说明反应向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,故该反应的热化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g)H=+100a kJmol-1,D项正确。5.(2016浙江理综,28节选)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJmol-1CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H2某实验室控制CO2和H2初始投料比为12.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比已知:CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJmol-1和-285.8 kJmol-1H2O(l) H2O(g)H3=+44.0 kJmol-1请回答(不考虑温度对H的影响):(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有。A.使用催化剂Cat.1B.使用催化剂Cat.2C.降低反应温度D.投料比不变,增加反应物的浓度E.增大CO2和H2的初始投料比(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是。(4)在下图中分别画出反应在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在极,该电极反应式是。答案(2)CD(3)表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇的选择性有影响(4)(5)阴CO2+6H+6e- CH3OH+H2O解析(2)催化剂只加快反应速率,不改变平衡转化率,故A、B不符合;反应的正反应为放热反应,降低温度有利于平衡正向移动,C项符合;在投料比不变时,增大反应物浓度相当于对体系加压,根据勒夏特列原理可知,平衡向气体分子数减小的方向移动,故有利于CO2转化为CH3OH,D项符合;增大CO2和H2的初始投料比只会提高H2转化率,而CO2转化率降低,故E项不符合。(3)催化剂不能改变平衡转化率,但表中数据显示相同温度下两者CO2转化率数据不相同,故此时反应未达到平衡,由于Cat.1和Cat.2对反应的催化能力不同,故在相同时间对甲醇的选择性有影响。(4)催化剂可以降低反应的活化能,不同催化剂降低效率不同。从表中数据可以分析,相同时间内Cat.2催化能力比Cat.1强,说明在Cat.2催化作用下反应速率更快,即活化能更低。另外,由于催化剂的介入,反应过程中产生多个能垒,但最终生成物总能量相同,那么三条曲线的起点和终点相同。(5)CO2生成CH3OH是发生还原反应,故在电解池阴极上发生,此电极反应为CO2+6H+6e- CH3OH+H2O。6.(2016课标,27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g)H=-353 kJmol-1两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 。低于460 时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)。A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多 D.反应活化能增大(3)丙烯腈