。 。 内部文件，版权追溯 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) ΔH=-197.8 kJ·mol。起始反应物

-1

为SO2和O2(物质的量之比为2∶1,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:

压强/(10 Pa) 温度/K 1.01 673 723 773 99.2 97.5 93.5 5.07 99.6 98.9 96.9 10.1 99.7 99.2 97.8

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 B A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

25.3 99.8 99.5 98.6 50.7 99.9 99.6 99.0 5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) ΔH=-53.7 kJ·mol;向2 L恒容恒温密闭容器中充

-1

入1 mol CO2和2.8 mol H2反应,图中过程Ⅰ、Ⅱ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[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法中不正确的是( )

1

A.m点:v(正)>v(逆) B.活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ C.n点时该反应的平衡常数K=50

D.过程Ⅰ,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度

答案 C m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Ⅰ首先达到平衡状态,说明反应速率快,因此活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ,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)

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H2O(g) + CH3OH(g)

起始浓度(mol·L) 0.5 1.4 0 0 转化浓度(mol·L) 0.4 1.2 0.4 0.4 平衡浓度(mol·L) 0.1 0.2 0.4 0.4 所以该反应的平衡常数K=

1 23-1-1

=200,C项错误;过程Ⅰ,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ω=

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(φ)与温度(T)、ω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,ω2>1

B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、ω=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),ω增大,平衡正向移动,丙烯的体积分数(φ)减小,故ω2>1,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,ω=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

2

段式可列关系式

2 ( - (2 - =1,解得2=,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 3

1

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[t0~t1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,t3~t4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t0~t1时间段的平均反应速率为 . mol·L·min B.t4~t5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 mol

D.t5~t6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) ΔH=+1 a kJ·mol

11mol L-1- . 5 mol·L-1 15min

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答案 C 若t1=15 min,生成物C在t0~t1时间段的平均反应速率v==

-1

-1

=0.004

mol·L·min,A项正确。t4~t5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 .15 mol·L- . 6 mol·L= . 9 mol·L,C的浓度变化为0.11 mol·L- . 5 mol·L= . 6 mol·L,反应中A与C的化学计量数之比为 . 9∶ . 6=3∶2,根据t4~t5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)0.3 mol和起始浓度为 .15 mol·L可知,容器的容积V=

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-1

B(g)+2C(g),由A的起始物质的量为=2 L;由反应的化学方程式可知B的起

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3mol

15mol L-1

始浓度为 . 5 mol·L-( .11 mol·L- . 5 mol·L /2= . 2 mol·L,所以B的起始物质的量为0.02 mol·L×2 L= . 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t5~t6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) ΔH=+1 a kJ·mol,D项正确。

-1

-1

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:

3

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

-1

ΔH1=-53.7 kJ·mol Ⅰ CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g) ΔH2 Ⅱ

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:

T(K) 543 543 553 553 催化剂 Cat.1 Cat.2 Cat.1 Cat.2 CO2转化率(%) 12.3 10.9 15.3 12.0

【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:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283. kJ·mol和-285.8 kJ·mol ②H2O(l)

H2O(g) ΔH3=+ . kJ·mol

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-1

-1

甲醇选择性(%) 42.3 72.7 39.1 71.6 请回答(不考虑温度对ΔH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.1 B.使用催化剂Cat.2 C.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Ⅰ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 。

4