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2020年高考化学提升突破专题十二 数形结合破解速率、平衡图像(带答案解析)

来源:用户分享 时间:2025/5/29 13:42:56 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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(1)反应的△H= _____ kJ/mol。

(2)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应(不考虑二聚反应),反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如图所示:

①0~4h氢化反应速率比副反应快的可能原因是__________________________________________。 ②最佳的反应时间为_________h。若需迅速减慢甚至停止反应,可采取的措施有____________________________________(写一条即可)。

③一段时间后,环戊烯产率快速下降的原因可能是_________________________________。 (3)解聚反应在刚性容器中进行(不考虑氢化反应和副反应)。

①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是____________(填标号)。 A.增大双环戊二烯的用量 B.使用催化剂 C.及时分离产物 D.适当提高温度

②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反应)。某温度下,通入总压为300 kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为500 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则p(H2O)=______kPa,平衡常数Kp=_______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)。

6.【广东省揭阳市2019届高三第二次模拟考试】亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可 由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)

2ClNO(g)。

(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:

①4NO2(g)+2NaCl(s)②2NO2(g)+NaCl(s)③2NO(g)+Cl2(g)

2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1 NaNO3(s)+ClNO(g) K2 2ClNO(g) K3

则K1、K2、K3之间的关系为K3=____________。

(2)T℃时,2NO(g)+Cl2(g)

序号 ① ② ③ 2ClNO(g)的正反应速率表达式为υ正=kcn(ClNO),测得速率和浓度的关系如下表:

c(ClNO)/mol·L-1 0.30 0.60 0.90 υ/mol·L-1· s-1 3.6×10-8 1.44×10-7 3.24×10-7 n=__________;k=___________(注明单位)。

(2) 在2 L的恒容密闭容器中充入4 mol NO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系 如图I。

①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有__________。

a.气体体积保持不变 b.容器压强保持不变 c.平衡常数K保持不变

d.气体颜色保持不变 e.υ(ClNO)=υ(NO) f.NO与ClNO的物质的量比值保持不变 ②反应开始到10min时,Cl2的平均反应速率υ(Cl2)=_______________。

③温度为T2时,10 min时反应已经达到平衡,该反应的平衡常数K=____________。

(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数φ随的变

化如图II,则A、B、C三个状态中,NO的转化率最小的是____点,当分数φ可能是D、E、F三点中的_____点。

时,达到平衡状态时ClNO的体积

解答速率平衡坐标图形题的流程通常为观察坐标系、明确点的含义、分析坐标走势和控制自变量。 首先,需要结合所学的化学平衡与化学反应速率的知识明确横、纵坐标的含义;

其次,要明确终点、交点、拐点和起点的含义,特别是终点与起点,往往和化学反应的平衡状态与初始状态相联系,对后续的分析十分重要;

再次,注意比较横坐标和纵坐标,弄清图形中坐标整体形状和每段坐标的变化趋势,此外为了判断化学平衡移动的程度、方向与化学反应状态,还要注意结合化学平衡和化学反应速率的知识;

最后,要以化学平衡和化学反应速率知识为基础学会控制自变量,结合图中的坐标进行对比分析。在多变量条件下,让我们合理控制变量,并与各类化学知识连贯起来,深入分析图形坐标。

1.【答案】

I(1)①升温 ②1.9×1.9×2.85/(0.9×0.9×0.05)

II.(1)6×10-2(或0.06)

(2)该反应的正反应放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动 【解析】

I(1)①a、c开始均通入2.8mol CO和1mol SO2,容器的容积相同,而起始时c的压强大于a,物质的量与体积一定,压强与温度呈正比关系,故c组改变的实验条件可能是:升高温度。 ② 2CO(g)+SO2(g)

2CO2(g)+S(l),设消耗二氧化硫物质的量x,

起始量(mol) 2.8 1 0 变化量(mol) 2x x 2x 平衡量(mol)2.8-2x 1-x 2x (2.8+1)/(2.8+1-x)=160/120 x=0.95mol,

CO、SO2 、CO2 的体积分数分别为0.9/2.85、0.05/2.85、1.9/2.85 K=1.9×1.9×2.85/(0.9×0.9×0.05)。

II.L-1,即NO的起始浓度为:1×10-5mol·L-1,从A点到B点经过1秒,(1)曲线a中NH3的起始浓度为4×10-5mol·NO的脱除率从55%上升到75%,=2×10-6mol/L,根据图象,则该段时间内NO的脱除量为△c=1×10-5mol/L×(75%-55%)L-1/1s=2×10-6mol/(L·s)时间间隔为△t=1s,所以该段时间内NO的脱除速率为=2×10-6mol·,NO式量为30,即6×10-2mg/(L·s)。

(2)不论以何种比例混合,温度超过900℃,NO脱除率骤然下降,除了在高温条件下氮气与氧气发生反应生成NO,可能的原因还有该反应的正反应放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动。 2.【答案】 (2)曲线a

L-1·min-1 4 (3)0.0125mol·

(4)T3>T2>T1 压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1 【解析】

(2)n(H2):n(CO)越大,CO的转化率越大,故曲线a表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线;

(3)反应进行到20min时达到平衡,在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比,起始时总物质的量为3mol,压强为12.6MPa,平衡时压强为8.4MPa,则平衡时总物质的量为3mol?的物质的量为xmol,则:

2H2 (g)+CO(g)?CH3OH(g)

起始物质的量(mol) 2 1 0

8.4MPa=2mol,设反应中参加反应的CO

12.6MPa

变化物质的量(mol) 2x x x 平衡物质的量(mol) 2-2x 1-x x 故(2-2x)+(1-x )+x=2,解得x=0.5,

0.5molL-1·min-1; 则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为2L=0.0125mol·

20min0.5molc?CH3OH?2L==4; 2该温度下的平衡常数K=2c?H2??c?CO??1mol?0.5mol???2L2L??(4)已知CO(g)+2H2(g) ?CH3OH(g) ΔH<0,平衡时温度升高平衡逆向移动,CO的体积分数增大,由图示可知压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1; 3.【答案】(1)①CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)⊿H=+84kJ/mol ②> ③BC

【解析】(1)①由图可知1molCH3OH脱氢生成1molHCHO和1molH2要吸收能量463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol,所 以反应的热化学方程式是CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)⊿H=+84kJ/mol。②由图可知反应活化能:过程I>过程II。③A.由图可知,甲醇转化率大于甲醇生成甲醛的转化率,说明有其它反应发生,所以甲醇脱氢法制备甲醛过程有副反应发生,错误;B.由图可知,温度高于 650℃甲醇生成甲醛的转化率降低,说明催化剂烧结,活性减弱,正确;C.减小生成物浓度平衡向正反应方向移动,所以及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率,正确。故答案为BC。

4.min) 104 【答案】(1)①0.006mol/(L·②加入催化剂

(2)①< 8 ②CO以煤和天然气为原料,投资较高,且生产成本受煤和天然气价格影响较大,CO2来源广泛,它还是温室气体,可以解决环境污染 【解析】

(1)①开始时混合气体总物质的量=(0.04+0.08)mol=0.12mol,恒温恒容条件下,气体物质的量之比等于压强之比,

则平衡时混合气体总物质的量=×0.12mol=0.08mol,根据方程式知,如果有3mol氢气完全反应,则混合气体

物质的量减少2mol,则混合气体减少(0.12-0.08)mol=0.04mol,则消耗n(H2)=×0.04mol=0.06mol,反应开始至达

平衡时,υ(H2)=可逆反应CO2(g) + 3H2(g)

=0.006mol/(L·min); H2O(g)+CH3OH(g)

开始(mol)0.04 0.08 0 0 消耗(mol)0.02 0.06 0.02 0.02

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