第七章 高考加强课（二）化学反应速率、化学平衡图像识图策略-【高考领航】2022高考化学大一轮复习限时规范训练（人教版）

限时规范训练 1．含硝基苯(C6H5NO2)的工业废水常用铝粉处理。其机理为：在溶液中，铝单质提供电子将硝基(—NO2)还原为氨基(—NH2)，还原快慢受废水的pH影响。下列图示中，能正确反映废水的pH与硝基苯被还原的速率(v)关系的是(　　) 解析　选A。根据工业废水常用铝粉处理的机理：在溶液中，铝单质提供电子将硝基(—NO2)还原为氨基(—NH2)，氨基显碱性。酸性溶液中，随着反应的进行，Al与H＋反应，溶液酸性减弱，硝基苯被还原的速率降低；随着反应的进行，产生的氨基逐渐增加，所以溶液的碱性增强，在碱性环境下，金属铝的失电子速率加快，硝基被还原的速率加快，A项符合题意。 2.一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g)((CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH>0 B．图中Z的大小为a>3>b C．图中X点对应的平衡混合物中＝3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 解析　选A。由题中图像看出，随温度升高，甲烷的平衡体积分数减小，说明温度升高，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；Z越大，甲烷的平衡体积分数越小，故b>3>a，B项错误；起始时的值一定不等于3，C项错误；温度不变，加压时平衡逆向移动，图中X点对应的平衡混合物中甲烷的体积分数增大，D项错误。的分子、分母同时减小相同的数值，故图中X点对应的平衡混合物中＝3，反应一旦开始，则消耗等物质的量的H2O和CH4，即 3．以投料比＝2合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)((CH3OH(g)　ΔH，温度、压强与CO的平衡转化率的关系如图所示。 回答下列问题： (1)ΔH________(填“>”或“<”)0。 (2)p1________(填“>”或“<”)p2。 (3)5 MPa,200 ℃时，M点的v(CO)正________(填“>”或“<”)v(CO)逆。 (4)若起始时提高投料比，CO的平衡转化率将________(填“增大”或“减小”)。 解析　(1)由图像可知，一氧化碳转化率随温度升高减小，说明升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故ΔH<0。(2)CO(g)＋2H2(g)((CH3OH(g)，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，故p1<p2。(3)M点时CO的转化率大于平衡时的转化率，平衡逆向移动，v(CO)正<v(CO)逆。(4)提高起始时的投料比，相当于增大氢气的浓度，平衡正向移动，CO的平衡转化率将增大。 答案　(1)<　(2)<　(3)<　(4)增大 4．在催化剂作用下，反应CO2(g)＋3H2(g)((CH3OH(g)＋H2O(g)达到平衡，测得甲醇的产率与反应温度、压强的关系如图所示。 (1)分析图中数据可知，在220 ℃、5.0 MPa时，CO2的转化率为________。将温度降低至140 ℃、压强减小至2.0 MPa，CO2的转化率将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)200 ℃、2.0 MPa时，将a mol·L－1 CO2和3a mol·L－1 H2充入V L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。根据图中数据计算所得甲醇的质量为________g(用含a的代数式表示)。 解析　(1)220 ℃、5.0 MPa时甲醇的产率为25%，根据反应方程式CO2(g)＋3H2(g)((CH3OH(g)＋H2O(g)，可知CO2的转化率为25%。由图可知，在140 ℃、2.0 MPa，甲醇产率大于25%，则CO2的转化率增大。(2)由图可知，在200 ℃、2.0 MPa，甲醇产率为15%，起始时CO2(g)为aV mol，根据反应方程式CO2(g)＋3H2(g)((CH3OH(g)＋H2O(g)，甲醇的理论产量为aV mol，设生成CH3OH的量为x mol，CH3OH的产率＝×100%＝15%，x＝0.15aV，CH3OH的质量为0.15aV mol×32 g·mol－1＝4.8aV g。 答案　(1)25%　增大　(2)4.8aV 5．(1)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以AgZSM5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。 若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是___________；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制的最佳温度在________左右。 (2)烟气的脱硫(除SO2)和脱硝(除NOx)都是环境科学研究的热点。工业上可以通过氧化还原法或尿素法进行脱硫和脱硝。 检验脱硝效果的重要指标是