2025屆高三高考化學二輪復習+題型突破17　化學反應速率和化學平衡圖表、圖像題含答案

2025屆高三高考化學二輪復習題型突破17化學反應速率和化學平衡圖表、圖像題1.(2024·浙江6月選考)二氧化碳氧化乙烷制備乙烯,主要發(fā)生如下兩個反應:Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH1>0Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH2>0向容積為10L的密閉容器中投入2molC2H6和3molCO2,不同溫度下,測得5min時(反應均未平衡)的相關數(shù)據(jù)見下表,下列說法不正確的是()溫度(℃)400500600乙烷轉化率(%)2.29.017.8乙烯選擇性(%)92.680.061.8注:乙烯選擇性=轉化為乙烯的乙烷的物質(zhì)的量轉化的乙烷的總物質(zhì)的量A.反應活化能:Ⅰ<ⅡB.500℃時,0~5min反應Ⅰ的平均速率為:v(C2H4)=2.88×10-3mol·L-1·min-1C.其他條件不變,平衡后及時移除H2O(g),可提高乙烯的產(chǎn)率D.其他條件不變,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平衡后可提高乙烷轉化率2.(2022·浙江6月選考)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化,如下表所示,下列說法不正確的是()編號表面積/cm2c(NH3)/(10-3mol·L-1)0min20min40min60min80min①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40x③2a2.401.600.800.400.40A.實驗①,0~20min,v(N2)=1.00×10-5mol·L-1·min-1B.實驗②,60min時處于平衡狀態(tài),x≠0.40C.相同條件下,增加氨氣的濃度,反應速率增大D.相同條件下,增加催化劑的表面積,反應速率增大3.(2022·浙江1月選考)在恒溫恒容條件下,發(fā)生反應A(s)+2B(g)3X(g),c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是()A.從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學反應的平均速率B.從b點切線的斜率可求得該化學反應在反應開始時的瞬時速率C.在不同時刻都存在關系:2v(B)=3v(X)D.維持溫度、容積、反應物起始的量不變,向反應體系中加入催化劑,c(B)隨時間變化關系如圖中曲線乙所示4.(2024·黑吉遼卷)異山梨醇是一種由生物制備的高附加值化學品;150℃時其制備過程及相關物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示,15h后異山梨醇濃度不再變化。下列說法錯誤的是()A.3h后,反應②正、逆反應速率相等B.該溫度下的平衡常數(shù):①>②C.0~3h平均速率v(異山梨醇)=0.014mol·kg-1·h-1D.反應②加入催化劑不改變其平衡轉化率5.(2024·江蘇卷)二氧化碳加氫制甲醇過程中的主要反應(忽略其他副反應)為:①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2225℃、8×106Pa下,將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及L1、L2、L3…位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和CH3OH的體積分數(shù)如圖所示。下列說法正確的是()A.L4處與L5處反應①的平衡常數(shù)K相等B.反應②的焓變ΔH2>0C.L6處的H2O的體積分數(shù)大于L5處D.混合氣從起始到通過L1處,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率考情分析:速率和限度是化學反應原理中的重要內(nèi)容?？疾榉绞酵ǔＲ晕淖?、圖像和圖表呈現(xiàn),所研究對象一般是復雜動態(tài)的、包括多個反應,所給的圖像一般也含有多條曲線。考查角度:(1)外界條件對化學反應速率和化學平衡移動的影響。(2)速率、平衡常數(shù)、速率常數(shù)、轉化率定量計算和定性分析。1.化學反應速率與平衡圖像中信息的處理方法2.化學平衡移動的定性分析與定量計算3.化工生產(chǎn)中最佳反應條件的選擇化工生產(chǎn)中反應條件的選擇,除應考慮反應速率、反應限度等反應本身的因素外,還必須考慮生產(chǎn)成本,如動力設備要求、原料和能量的充分利用等。條件原則從化學反應速率分析既不能過快,又不能太慢從化學反應限度分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價原料,提高難得高價原料的利用率,從而降低生產(chǎn)成本從實際生產(chǎn)能力分析如設備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意溫度對催化劑活性的限制1.(2024·浙江1月選考)酯在NaOH溶液中發(fā)生水解反應,歷程如下:+OH-+R'O-+R'OH已知:①②RCOOCH2CH3水解相對速率與取代基R的關系如下表:取代基RCH3ClCH2Cl2CH水解相對速率12907200下列說法不正確的是()A.步驟Ⅰ是OH-與酯中Cδ+作用B.步驟Ⅲ使Ⅰ和Ⅱ平衡正向移動,使酯在NaOH溶液中發(fā)生的水解反應不可逆C.酯的水解速率:FCH2COOCH2CH3>ClCH2COOCH2CH3D.與OH-反應、與18OH-反應,兩者所得醇和羧酸鹽均不同2.(2024·浙江嘉興高三統(tǒng)測)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生反應:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化如下表所示,下列說法不正確的是()編號表面積/cm2c(NH3)/(10-3mol·L-1)0min20min40min60min80min①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40③2a2.401.600.800.400.40A.由實驗①、③可知催化劑表面積越大,反應速率越快,NH3的平衡轉化率不變B.由實驗數(shù)據(jù)可知相同條件下,增加氨的濃度,該反應速率不一定增大C.實驗①、②達到平衡后,NH3的體積分數(shù)①<②D.實驗③達到平衡后,N2的體積分數(shù)約為22.7%3.(2024·浙江紹興陽明中學段考)T℃時,向兩個等容積的恒容密閉容器中,均以n(NO)∶n(H2)=1∶2充入NO與H2,發(fā)生如下反應:反應1:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)反應2:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)甲為絕熱過程、乙為恒溫過程,反應體系的壓強隨時間變化曲線如圖所示,Z點時NO的轉化率為80%。下列說法錯誤的是()A.曲線Y代表乙容器B.氣體的總物質(zhì)的量:nb>ncC.若乙為恒溫恒壓過程,則平衡時NO的轉化率小于80%D.曲線Y從開始到Z點,用分壓表示的H2消耗速率為0.14kPa·min-14.(2024·溫州高三適應性測試)已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應:Ⅰ.HCOOHCO+H2OK1Ⅱ.HCOOHCO2+H2K2T溫度下,在密封石英管內(nèi)完全充滿1.0mol·L-1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應時間的變化關系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有關說法不正確的是()A.混合體系達平衡后:c(CO2)·c(H2)>c(CO)B.活化能:反應Ⅰ<反應ⅡC.c(CO)濃度變小的原因是CO2的生成導致反應Ⅰ平衡逆向移動D.c(HCOOH)可降為05.(2024·金華十校高三模擬)一定條件下,E和TFAA合成H的反應路徑如下圖:已知反應初始,c(E)=0.10mol·L-1,c(TFAA)=0.08mol·L-1。部分物種的濃度隨時間的變化關系如圖所示,忽略反應過程中的體積變化。下列說法正確的是()A.合適催化劑能同時改變反應①②③的焓變B.0~t1段E的平均反應速率:0.08t1mol·L-1C.由0~t1段的變化可推斷活化能大小:反應①<反應②<反應③D.TFAA是E合成H的催化劑,平衡后c(TFAA)=0.08mol·L-1參考答案題型突破17化學反應速率和化學平衡圖表、圖像題真題導航1.D[A.由表可知,相同溫度下,乙烷在發(fā)生轉化時,反應Ⅰ更易發(fā)生,則反應活化能:Ⅰ<Ⅱ,A正確;B.由表可知,500℃時,乙烷的轉化率為9.0%,可得轉化的乙烷的總物質(zhì)的量為2mol×9.0%=0.18mol,而此溫度下乙烯的選擇性為80%,則轉化為乙烯的乙烷的物質(zhì)的量為0.18mol×80%=0.144mol,根據(jù)方程式可得,生成乙烯的物質(zhì)的量為0.144mol,則0~5min反應Ⅰ的平均速率為:v(C2H4)=0.144mol10L5min=2.88×10-3mol·L-1·min-1,B正確;C.其他條件不變,平衡后及時移除H2O(g),反應Ⅰ正向進行,可提高乙烯的產(chǎn)率,C正確;D.其他條件不變,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平衡后CO2轉化率提高,C2H6轉化率降低,D2.C[實驗①中,0~20min,v(N2)=12v(NH3)=12×(2.40×10-3mol·L-1-2.00×10-3mol·L-1)÷20min=1.00×10-5mol·L-1·min-1,A正確;催化劑表面積大小只影響反應速率,不影響平衡,則實驗①達平衡時氨氣濃度也為4.00×10-4mol·L-1,而恒溫恒容條件下,實驗②相對于實驗①為減小壓強,平衡正向移動,因此實驗②60min時處于平衡狀態(tài),x<0.4,即x≠0.4,B正確;實驗①、實驗②中0~20min、20~40min氨氣濃度變化量相同,速率相同,實驗①是實驗②中氨氣初始濃度的兩倍,相同條件下,增加氨氣濃度,反應速率并沒有增大,C錯誤;對比實驗①和實驗③,氨氣濃度相同,實驗③中催化劑表面積是實驗①中催化劑表面積的2倍,實驗③先達到平衡狀態(tài),實驗③的反應速率大,D3.C[由a、c兩點的橫、縱坐標可得到Δt和Δc(B),則a到c的平均反應速率v=Δc(B)Δt,A項正確;當a點無限接近b點時,b→a的平均反應速率即為b點的瞬時速率,故從b點切線的斜率可求得反應開始時的瞬時速率,B項正確;在不同時刻都有v(B)2=v(X)3,C項錯誤;其他條件相同,4.A[3h時異山梨醇的濃度仍在增大,1,4?失水山梨醇的濃度仍在減小,說明此刻反應②未達到平衡狀態(tài),即正、逆反應速率不相等,A錯誤;由題圖可知,3h時山梨醇的濃度已為0,副產(chǎn)物的濃度不變,說明反應①、③均是不可逆反應,15h后異山梨醇的濃度不再變化,1,4?失水山梨醇的濃度大于0,說明反應②是可逆反應,則該溫度下的平衡常數(shù):①>②,B正確;0~3h內(nèi)平均速率v(異山梨醇)=0.042mol·kg?13h=0.014mol·kg-1·h-1,C正確;反應②使用催化劑能加快反應速率,縮短達到化學平衡狀態(tài)的時間,但是催化劑對化學平衡移動無影響,5.C模擬預測1.D2.C3.C[兩個反應氣體物質(zhì)的量均減小,恒溫恒容條件下,隨反應進行,壓強減小,故曲線X代表甲容器,曲線Y代表乙容器。根據(jù)曲線X可知,反應開始時壓強增大,反應為放熱反應。由以上分析可知,A正確;圖中b和c點壓強相等,甲容器為絕熱過程,乙容器為恒溫過程,若兩點氣體物質(zhì)的量相等,則甲容器的壓強大于乙容器壓強,現(xiàn)壓強相等則說明甲容器中氣體的總物質(zhì)的量比乙容器的小,則氣體的總物質(zhì)的量:nb>nc,B正確;恒溫恒容過程中,Z點NO的轉化率為80%,若乙為恒溫恒壓過程,相當于在恒溫恒容的平衡基礎上增大壓強,平衡正向移動,則平衡時NO的轉化率大于80%,C錯誤;起始投料為n(NO)∶n(H2)=1∶2,起始總壓強為9kPa,則NO為3kPa,H2為6kPa,根據(jù)信息列三段式,Z點容器內(nèi)壓強為6.6kPa,則0.6+3.6-3x+1.2-x+2.4+2x=6.6,解得x=0.6、3.6-3x=1.8,則從開始到Z點,用分壓表示的H2消耗速率為6kPa?1.8kPa30min=0.14kPa·min-1,D正確。4.D[A.根據(jù)圖像可知混合體系達平衡后,c(CO2)=c(H2)≈1.0mol·L-1,c(CO)遠小于1.0mol·L-1,則c(CO2)·c(H2)>c(CO),故A正確;B.根據(jù)圖像可知,CO濃度達到最大值時表明反應Ⅰ達平衡,此時CO2濃度未達最大值,即反應Ⅱ尚未達平衡狀態(tài),說明反應Ⅰ的反應速率大于反應Ⅱ,即活化能:反應Ⅰ<反應Ⅱ,故B正確;C.根據(jù)圖像中CO2和CO濃度變化,即反應Ⅰ和Ⅱ可知,c(CO)濃度變小的原因是CO2的生成導致反應Ⅰ平衡逆向移動,故C正確;D.過程Ⅰ和Ⅱ均為可逆過程,則c(HCOOH)不可能降為0,故D錯誤。]5.C[一定條件下,E和TFAA合成H的反應路徑共有三個反應:①E+TFAA→F、②F→G、③GH+TFAA,反應初始,c(E)=0.10mol·L-1,c(TFAA)=0.08mol·L-1,圖像顯示初始時刻TFAA的濃度由0.08mol·L-1瞬間變?yōu)?,說明①反應非常迅速瞬間完成,在0~t1段TFAA濃度始終為0,H和G的濃度在增加,t1之后G的濃度減小且TFAA濃度在反應一段時間后才開始增加,這是因為③反應消耗了G生成了TFAA,而反應初期體系中仍有E剩余(加入的E比TFAA多),生成的TFAA與E迅速反應,直到E完全消耗后,TFAA才會從0開始增加。A.催化劑只能改變化學反應速率不能改變反應的焓變,故A錯誤;B.E的反應速率等于TFAA的速率,由圖像知E與TFAA的反應非常迅速,0~t1段內(nèi)E的平均反應速率不是0.08t1mol·L-1·s-1,故B錯誤;C.圖像顯示初始時刻TFAA的濃度由0.08mol·L-1瞬間變?yōu)?,說明①反應非常迅速瞬間完成,0~t1段內(nèi)H的濃度增加量小于G,所以反應速率①>②>③,即活化能大小:反應①<反應②<反應③,故C正確;D.從合成路徑可以看出:TFAA既是最初的反應物又在最終的生成物中,說明TFAA確實作了催化劑,初始時c(TFAA)=0.08mol·L-1,所以如果所有反應都能完全進行,最終c(TFAA)=0.08mol·L-1,但是GH+TFAA是可逆反應,所以c(TFAA)<0.08mol·L-1,故D錯誤。]2025屆高三高考化學二輪復習題型突破19化學反應速率與平衡綜合問題分析1.(2024·浙江6月選考)氫是清潔能源,硼氫化鈉(NaBH4)是一種環(huán)境友好的固體儲氫材料,其水解生氫反應方程式如下:(除非特別說明,本題中反應條件均為25℃,101kPa)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(aq)+4H2(g)ΔH<0請回答:(1)該反應能自發(fā)進行的條件是。

A.高溫 B.低溫C.任意溫度 D.無法判斷(2)該反應比較緩慢。忽略體積變化的影響,下列措施中可加快反應速率的是。

A.升高溶液溫度B.加入少量異丙胺[(CH3)2CHNH2]C.加入少量固體硼酸[B(OH)3]D.增大體系壓強(3)為加速NaBH4水解,某研究小組開發(fā)了一種水溶性催化劑,當該催化劑足量、濃度一定且活性不變時,測得反應開始時生氫速率v與投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]之間的關系,結果如圖所示。請解釋ab段變化的原因

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2.(2024·浙江1月選考)通過電化學、熱化學等方法,將CO2轉化為HCOOH等化學品,是實現(xiàn)“雙碳”目標的途徑之一。請回答:為提高效率,該研究小組參考文獻優(yōu)化熱化學方法,在如圖密閉裝置中充分攪拌催化劑M的DMSO(有機溶劑)溶液,CO2和H2在溶液中反應制備HCOOH,反應過程中保持CO2(g)和H2(g)的壓強不變,總反應CO2+H2HCOOH的反應速率為v,反應機理如下列三個基元反應,各反應的活化能E2<E1<E3(不考慮催化劑活性降低或喪失)。Ⅳ:M+CO2QE1Ⅴ:Q+H2LE2Ⅵ:LM+HCOOHE3①催化劑M足量條件下,下列說法正確的是。

A.v與CO2(g)的壓強無關B.v與溶液中溶解H2的濃度無關C.溫度升高,v不一定增大D.在溶液中加入N(CH2CH3)3,可提高CO2轉化率②實驗測得:298K,p(CO2)=p(H2)=2MPa下,v隨催化劑M濃度c變化如圖。c≤c0時,v隨c增大而增大,c>c0時,v不再顯著增大。請解釋原因

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3.(2023·浙江6月選考)水煤氣變換反應是工業(yè)上的重要反應,可用于制氫。水煤氣變換反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1該反應分兩步完成:3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH1=-47.2kJ·mol-12Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)ΔH2請回答:(1)下列說法正確的是。

A.通入反應器的原料氣中應避免混入O2B.恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)],增加體系總壓可提高H2的平衡產(chǎn)率C.通入過量的水蒸氣可防止Fe3O4被進一步還原為FeD.通過充入惰性氣體增加體系總壓,可提高反應速率(2)水煤氣變換反應是放熱的可逆反應,需在多個催化劑反應層間進行降溫操作以“去除”反應過程中的余熱(如圖1所示),保證反應在最適宜溫度附近進行。在催化劑活性溫度范圍內(nèi),圖2中b~c段對應降溫操作的過程,實現(xiàn)該過程的一種操作方法是。

A.按原水碳比通入冷的原料氣B.噴入冷水(蒸氣)C.通過熱交換器換熱(3)在催化劑活性溫度范圍內(nèi),水煤氣變換反應的歷程包含反應物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應及產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度升高,該反應的反應速率先增大后減小,其速率減小的原因是

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考情分析:從復雜的情境和陌生的圖表圖像中提取信息,對化學反應速率和化學平衡進行定性分析是高考的必考內(nèi)容,考查結合反應原理進行分析判斷,遷移應用的能力?？疾榻嵌?(1)外界條件對化學反應速率的影響。(2)外界條件對化學平衡移動的影響。1.控制化學反應條件的目的與措施(1)控制反應條件的目的①促進有利的化學反應:通過控制反應條件,可以加快化學反應速率,提高反應物的轉化率,從而促進有利的化學反應進行。②抑制有害的化學反應:通過控制反應條件,也可以減緩化學反應速率,減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生或控制副反應的發(fā)生,從而抑制有害的化學反應繼續(xù)進行。(2)控制反應條件的基本措施①控制化學反應速率的措施通過改變反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調(diào)控反應速率。②提高轉化率的措施通過改變可逆反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)等改變可逆反應的限度,從而提高轉化率。2.解答化學平衡綜合問題注意的誤區(qū)(1)不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。如速率(使用催化劑)改變,平衡不一定發(fā)生移動,但平衡發(fā)生移動,化學反應速率一定改變;(2)不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來。如不能認為平衡正向移動時,反應物濃度一定減小,生成物濃度一定增加等;(3)不要將平衡的移動和反應物的轉化率混同起來,不能認為平衡正向移動,反應物的轉化率一定高。1.(2023·浙江1月選考)“碳達峰·碳中和”是我國社會發(fā)展重大戰(zhàn)略之一,CH4還原CO2是實現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟的有效途徑之一,相關的主要反應有:Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ·mol-1,K1Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1,K2請回答:(1)有利于提高CO2平衡轉化率的條件是。

A.低溫低壓 B.低溫高壓C.高溫低壓 D.高溫高壓(2)恒壓、750℃時,CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1∶3投料,反應經(jīng)如下流程(主要產(chǎn)物已標出)可實現(xiàn)CO2高效轉化。①下列說法正確的是。

A.Fe3O4可循環(huán)利用,CaO不可循環(huán)利用B.過程ⅱ,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移C.過程ⅱ產(chǎn)生的H2O最終未被CaO吸收,在過程ⅲ被排出D.相比于反應Ⅰ,該流程的總反應還原1molCO2需吸收的能量更多②過程ⅱ平衡后通入He,測得一段時間內(nèi)CO物質(zhì)的量上升,根據(jù)過程ⅲ,結合平衡移動原理,解釋CO物質(zhì)的量上升的原因

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2.(2024·浙江紹興高三模擬)用太陽能電池電解水得到的H2,再與CO2反應生成甲醇,是目前推動“碳達峰、碳中和”的新路徑。合成甲醇過程中主要發(fā)生以下反應:i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.4kJ·mol-1Kpii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1Kpiii.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3Kp在3.0MPa,有催化劑的條件下,向密閉容器中充入1molCO2和3molH2,CO2的平衡轉化率與CH3OH、CO的選擇性隨溫度的變化如圖所示,CH3OH(或CO)的選擇性=n(C①圖中Y曲線代表(填化學式)的選擇性。

②CO2的平衡轉化率在250℃以后隨溫度升高而變大的原因:

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3.CO2和H2合成甲烷也是CO2資源化利用的重要方法。對于反應CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ·mol-1,催化劑的選擇是CO2甲烷化技術的核心。在兩種不同催化劑條件下反應相同時間,測得CO2轉化率和生成CH4選擇性隨溫度變化的影響如圖所示:(1)高于320℃后,以Ni-CeO2為催化劑,CO2轉化率略有下降,而以Ni為催化劑,CO2轉化率仍在上升,其原因是

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(2)對比上述兩種催化劑的催化性能,工業(yè)上應選擇的催化劑是,使用的合適溫度為。

4.(2024·浙南名校聯(lián)盟聯(lián)考)硫酸有著廣泛的用途。硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。接觸法制硫酸的關鍵反應為SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1為尋求固定投料比下不同反應階段的最佳生產(chǎn)溫度,繪制不同轉化率(α)下反應速率(數(shù)值已略去)與溫度的關系如圖,下列說法正確的是。

A.溫度越高,反應速率越大B.α=0.88的曲線代表平衡轉化率C.α越大,反應速率最大值對應溫度越低D.可根據(jù)不同α下的最大速率,選擇最佳生產(chǎn)溫度5.(2024·義烏五校聯(lián)考)反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在工業(yè)上有重要應用。該反應常在Pd膜反應器中進行,其工作原理如圖所示。(1)利用平衡移動原理解釋反應器存在Pd膜時具有更高轉化率的原因是

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(2)某溫度下,H2在Pd膜表面上的解離過程存在如下平衡:H22H(即圖中過程2),其正反應的活化能遠小于逆反應的活化能。下列說法不正確的是。

A.圖中過程2的ΔH>0B.Pd膜對氣體分子的透過具有選擇性C.加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D.N2吹掃有助于H2分子脫離Pd膜參考答案題型突破19化學反應速率與平衡綜合問題分析真題導航1.(1)C(2)AC(3)a點之后,隨著投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]增大,H2O的物質(zhì)的量分數(shù)降低,生氫速率降低解析(1)反應NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(aq)+4H2(g)ΔH<0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS<0可知,任意溫度下,該反應均能自發(fā)進行。(2)A.升高溫度,活化分子數(shù)增多,有效碰撞幾率增大,反應速率加快,A符合題意;B.加入少量異丙胺[(CH3)2CHNH2],溶液變堿性,堿性水解慢,化學反應速率降低,B不符合題意;C.加入少量固體硼酸[B(OH)3],溶液變酸性,NaBH4中H為-1價,在酸性條件下易與H+反應生成氫氣,水解快,化學反應速率加快,C符合題意;D.增大體系壓強,忽略體積變化,則氣體濃度不變,化學反應速率不變,D不符合題意。(3)a點之前,投料比增大,NaBH4濃度增大導致生氫速率增大,a點之后隨著投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]增大,H2O的物質(zhì)的量分數(shù)降低,因此生成氫氣的速率不斷減小。2.①CD②當c≤c0時,v隨c增大而增大,因M是基元反應Ⅳ的反應物(直接影響基元反應Ⅵ中反應物L的生成);c>c0時,v不再顯著增加,因受限于CO2(g)和H2(g)在溶液中的溶解速度(或濃度)解析①A.v與CO2(g)的壓強有關,壓強越大,溶液中CO2的濃度越大,v越大,A錯誤;B.v與溶液中溶解H2的濃度有關,氫氣濃度越大,速率越快,B錯誤;C.溫度升高,反應速率加快,但CO2、H2的溶解度減小,反應速率減慢,若CO2、H2的溶解度減小對反應速率的影響大于溫度升高對總反應速率的影響,則總反應速率減小,故總反應的速率不一定增大,C正確;D.在溶液中加入的N(CH2CH3)3會減小HCOOH的濃度,使得三個平衡正向移動,可提高CO2轉化率,D正確;故選CD。②M是均相催化劑,M的濃度越大,反應速率越快,v隨催化劑M濃度c的變化滿足c≤c0時,v隨c增大而增大;c>c0時,v不再顯著增大,因為當催化劑達到一定濃度后,L的生成受CO2、H2溶解速率的影響,反應Ⅳ和Ⅴ可以達到化學平衡狀態(tài),繼續(xù)增大M的濃度L的生成速率幾乎不變,L的濃度不會再有明顯的變化,所以速率不再隨M的濃度增大而增大。3.(1)AC(2)AC(3)溫度過高時,不利于反應物分子在催化劑表面的吸附,從而導致其反應物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低,反應速率減小;溫度過高還會導致催化劑的活性降低,從而使化學反應速率減小解析(1)A.一氧化碳和氫氣都可以和氧氣反應,則通入反應器的原料氣中應避免混入O2,A正確;B.該反應前后氣體計量系數(shù)相同,則增加體系總壓平衡不移動,不能提高平衡產(chǎn)率,B錯誤;C.通入過量的水蒸氣可以促進四氧化三鐵被氧化為氧化鐵,水蒸氣不能將鐵的氧化物還原為單質(zhì)鐵,但過量的水蒸氣可以降低體系中CO和H2的濃度,從而防止鐵的氧化物被還原為單質(zhì)鐵,C正確;D.若保持容器的體積不變,通過充入惰性氣體增加體系總壓,反應物濃度不變,反應速率不變,D錯誤;故選AC;(2)A.按原水碳比通入冷的原料氣,可以降低溫度,同時化學反應速率稍減小,導致CO的轉化率稍減小,與圖中變化相符,A正確;B.噴入冷水(蒸氣),可以降低溫度,但是同時水蒸氣的濃度增大,會導致CO的轉化率增大,與圖中變化不符,B錯誤;C.通過熱交換器換熱,可以降低溫度,且不改變投料比,同時化學反應速率稍減小,導致CO的轉化率稍減小,與圖中變化相符,C正確;故選AC;(3)反應物分子在催化劑表面的吸附是一個放熱的快速過程,溫度過高時,不利于反應物分子在催化劑表面的吸附,從而導致其反應物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低,反應速率減小;溫度過高還會導致催化劑的活性降低,從而使化學反應速率減小。模擬預測1.(1)C(2)①BC②