发布时间 : 星期三 文章2019（浙江选考）化学大复习 专题8 化学反应速率和化学平衡 专项突破练（四）更新完毕开始阅读6dad192b970590c69ec3d5bbfd0a79563d1ed446
CO转化率减小
(4)
解析 (1)本题考查热化学反应方程式的计算，①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，②H2O(g)===H2O(l)，③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH5＝－285.8 kJ·mol，根据根据盖斯定律，Ⅱ＝③－②－①/2，ΔH2＝－131.3 kJ·mol。(2)加入少量的水蒸气，增加Ⅱ的生成物的浓度，平衡向逆反应方向进行，CO和H2的量增加，反应Ⅰ向正反应方向进行，A正确；增大压强，反应Ⅱ向正反应方向进行，不利于甲醇的生成，B错误；两个反应都是放热反应，降低温度，平衡都向正反应方向移动，不利于甲醇的生成，C错误；根据信息④，使用合适的催化剂，提高甲醇的选择性，有利于甲醇的生成，D正确。 (3) CO(g) ＋ 2H2(g)
CH3OH(g)
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－1
起始/mol 10 14 0 变化/mol 10×50%×80% 8 4
根据信息，有1 mol CO和1 mol H2参与反应Ⅱ，因此达到平衡时，CO和H2的物质的量都是5 mol，甲醇的物质的量为4 mol，根据平衡常数的表达式，K＝
c?CH3OH?
，代入数值解得Kc?CO?·c2?H2?
＝3.2，在150～350 ℃时，反应Ⅰ、Ⅱ未达到平衡，随温度升高，CO转化率增大，350 ℃后反应Ⅰ、Ⅱ已达到平衡，两反应均放热，平衡逆向移动，CO转化率减小。(4)根据(3)的分析，当350 ℃时，甲醇的选择性为90%，达到平衡n(CH3OH)＝6.3 mol，即图像为
。
3．(2017·浙江“七彩阳光”新高考研究联盟高三下学期联考)已知在298 K和101 kPa条件下，有如下反应：
反应Ⅰ：C(s) ＋ O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol 反应Ⅱ：2C(s) ＋ O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－221 kJ·mol
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反应Ⅲ：N2(g) ＋ O2(g)===2NO(g) ΔH3＝180.5 kJ·mol 试回答下列问题：
(1)汽车尾气净化原理为反应Ⅳ：2NO(g) ＋ 2CO(g)
N2(g) ＋ 2CO2(g) ΔH＝
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___________，该反应能自发进行的条件是________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 (2)如果在一定温度下，体积为 2 L的密闭容器中发生化学反应Ⅳ，0～4 min各物质物质的量的变化如下表所示：
物质(mol) 时间 起始 2 min末 4 min末
①求 0～2 min 内用 CO 来表示的平均反应速率 v(CO)＝________。 ②试计算该温度下反应Ⅳ的化学平衡常数 K＝________。
(3)若一定温度下，在容积可变的密闭容器中，上述反应Ⅳ达到平衡状态，此时容积为3 L, c(N2)随时间t的变化曲线x如图所示。
NO 0.4 CO 2.0 N2 1.0 0.8 CO2 1.6 1.6
①若在 t2 min时改变一个条件，c(N2)随反应时间t的变化如曲线y所示，则改变的条件是________。
②若在t2 min时升高温度，t3 min时重新达到平衡，请在图中画出在 t2～t4 内 c(N2)的变化曲线。
答案 (1)－746.5 kJ·mol 低温 (2)①0.1 mol·L·min ②1.6 (3)①快速将容器体积由3 L压缩到2 L
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②
解析 (1)根据盖斯定律可知反应Ⅳ由(反应Ⅰ×2－反应Ⅱ－反应Ⅲ)得到，则ΔH＝(－393.5 kJ·mol)×2－(－221 kJ·mol)－180.5 kJ·mol＝ －746.5 kJ·mol；由ΔG＝ΔH
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－TΔS＜0，其中ΔH＜0、ΔS＜0，可知该反应在低温下能自发进行。
(2)①0～2 min 内N2变化物质的量：1.0 mol－0.80 mol＝0.2 mol，则CO变化物质的量为0.4 mol，用 CO 来表示的平均反应速率 v(CO)＝0.4 mol÷2 L÷2 min＝0.1 mol·L·min； ②2～4 min 时CO2的物质的量没有发生变化，可知2 min时反应已达到平衡，此时： 2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)
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起始量/mol 0.4 1.6 1.0 2.0 变化量/mol 0.4 0.4 0.2 0.4 平衡量/mol 0.8 2.0 0.8 1.6 平衡浓度/mol·L 0.4 1.0 0.4 0.8 0.4×0.8该温度下反应Ⅳ 的化学平衡常数K＝22＝1.6。
0.4×1.0
(3)①由图示可知c(N2)的浓度瞬间增大为原来的1.5倍，可通过快速将容器体积由3 L压缩到2 L即可；②t2min时升高温度平衡逆向移动，c(N2)的浓度会减小，重新达到新的平衡状态，所得曲线如图所示：
2
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。
4．(2017·台州高三2月选考科目质量评估)汽车尾气的主要成分有CO、SO2、氮氧化物等，科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。 (1)已知：2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝－113.0 kJ·mol 2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(l) ΔH2＝－288.4 kJ·mol
请判断反应NO2(g)＋SO2(g)===NO(g)＋SO3(l) ΔH3，在低温下能否自发进行，并说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知TiO2催化尾气降解原理： 2CO(g)＋O2(g)
2CO2(g)；
4HNO3(g)。
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－1
2H2O(g)＋4NO(g)＋3O2(g)
Ⅰ.在O2浓度几乎不变的条件下，模拟CO、NO的降解，得到降解率随时间变化如图1所示[A的降解率＝
c?A?初始－c?A?实验结束
]，反应40 s后检测到HNO3浓度有所降低，请用化学方程式并结
c?A?初始
合化学反应原理知识解释出现该现象可能的原因：______________________________ ________________________________________________________________________。
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Ⅱ.图2为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)和不同温度下，实验进行相同一段时间(t s)后测得的CO降解率变化，回答下列问题：
①已知50 ℃、t s时容器中O2浓度为0.01 mol·L，求此温度下CO降解反应的平衡常数________。
②下列关于图2的叙述不正确的是________(填字母)。
A．根据降解率由b点到c点随温度的升高而增大，可知CO降解反应的平衡常数Kb C．a点的数据反映出CO与O2之间所发生的有效碰撞频率是整个实验过程中最高的 D．d点降解率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失效 1－1－1－1 答案 (1)能，ΔH3＝(－288.4 kJ·mol)－(－113.0 kJ·mol)×＝－87.7 kJ·mol<0， 2且可判断反应的ΔS<0，故在低温下可自发进行 (2)Ⅰ. 40 s后发生反应2NO===N2＋O2，生成氮气，并且NO浓度降低，平衡2H2O＋4NO＋3O2100xⅡ. ①2 ② AC ?1－x? 解析 (1)①2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝－113.0 kJ·mol ②2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(l) ΔH2＝－288.4 kJ·mol 11－ 根据盖斯定律②×－①× 得 NO2(g)＋SO2(g)===NO(g)＋SO3(l) ΔH3＝(－288.4 kJ·mol 22 1 －1 －1 2 －1 4HNO3逆向移动，造成HNO3浓度降低 1－1－1 )－(－113.0 kJ·mol)×＝－87.7 kJ·mol；气体物质的量减少，ΔS<0，ΔH<0，根据 2 ΔH－TΔS<0能自发进行，所以该反应在低温下可自发进行。(2)Ⅰ.40 s后发生反应2NO===N2＋O2生成氮气，并且NO浓度降低，使平衡2H2O＋4NO＋3O2降低；Ⅱ. ①设初始CO的浓度为a mol·L， - 8 - －1 4HNO3逆向移动，造成HNO3浓度 2CO(g)＋O2(g) －1 2CO2(g) 开始浓度/mol·L a 0 转化浓度/mol·L ax ax 平衡浓度/mol a－ax 0.01 ax c2?CO2??ax?2100x2 K＝2＝＝；②根据降解率由b点到c点随温度的升高而增大， c?CO?·c?O2??a－ax?2×0.01?1－x?2b点不是平衡状态，A错误；根据图示，相同温度下β型沥青混凝土反应速率快，B正确；温度越高，有效碰撞频率越高，C错误；在适宜的温度下催化剂的效果最好，D正确。 －1 －1 - 9 -