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压轴题05 多重平衡体系分析
多重平衡体系分析是近几年江苏高考对于化学反应速率与化学平衡的重要考查形式,多重平衡体系分析仍然是2023年江苏高考实验考查的必考重点难点。常见考点是多重平衡的竞争关系,涉及化学反应速率与化学平衡移动过程的分析、平衡常数的计算等,所以要求考生了解题型的知识点及要领,对于常考的模型要求有充分的认知。
多重平衡体系分析比较注重多重平衡的竞争关系、连续转化关系等,注意外界条件的影响,涉及化学平衡移动过程的分析、化学平衡图像、平衡常数的计算、平衡时的选择性、转化率等、因此建立证据推理和模型认知,注意对平衡移动原理的应用与把握。
1.(2023·江苏南通·统考二模)在催化剂作用下,以、为原料合成,其主要反应有:
反应1 kJ·mol
反应2 kJ·mol
将体积比为1∶1的、混合气体按一定流速通过催化反应管,测得、的转化率随温度变化的关系如图所示。
已知的选择性
下列说法正确的是
A.图中曲线①表示转化率随温度的变化
B.720~800℃范围内,随温度的升高,出口处及的量均增大
C.720~800℃范围内,随温度的升高,的选择性不断增大
D.其他条件不变,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
2.(2023·江苏·统考二模)以乙炔和1,2-二氯乙烷为原料生产氯乙烯包括如下反应:
反应I:ClCH2CH2Cl(g)→HCl(g)+CH2=CHCl(g) ΔH1=+69.7 kJ•mol-1
反应Ⅱ:HC≡CH(g)+HCl(g)→CH2=CHCl(g) ΔH2=-98.8 kJ•mol-1
1.0×105Pa下,分别用如表三种方式进行投料,不同温度下反应达到平衡时相关数据如图所示。
方式
气体投料
平衡时相关数据
甲
ClCH2CH2Cl
ClCH2CH2Cl转化率
乙
n(HC≡CH):n(HCl)=1:1
HC≡CH转化率
丙
n(ClCH2CH2Cl):n(HC≡CH)=1:1
CH2=CHCl产率
下列说法不正确的是A.反应ClCH2CH2Cl(g)+HC≡CH(g)→2CH2=CHCl(g)的ΔH=-29.1 kJ•mol-1
B.曲线①表示平衡时ClCH2CH2Cl转化率随温度的变化
C.按方式丙投料,其他条件不变,移去部分CH2=CHCl可能使CH2=CHCl的产率从X点的值升至Y点的值
D.在催化剂作用下按方式丙投料,反应达到平衡时CH2=CHCl的产率(图中Z点)低于X点的原因可能是催化剂活性降低
3.(2023·江苏·统考一模)工业上制备Ti,采用碳氯化法将转化成。在1000℃时发生如下:
①
②
③ 。
在,将、C、以物质的量比1:2.2:2进行碳氯化,平衡时体系中、CO、和C的组成比(物质的量分数)随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.1000℃时,反应的平衡常数
B.曲线III表示平衡时的物质的量分数随温度的变化
C.高于600℃,升高温度,主要对反应②的平衡产生影响
D.为保证的平衡产率,选择反应温度应高于1000℃
4.(2023春·江苏南通·高三统考阶段练习)以为原料制取是资源化利用的重要途径。在催化剂作用下,以、为原料制取主要发生如下反应:
反应1:
反应2:
向装有催化剂的1L恒容密闭容器中充入1和1.12,测得平衡时的转化率和的选择性与温度的关系如下图所示。
已知的选择性
下列说法不正确的是
A.、
B.240℃平衡时容器中
C.240℃~320℃,温度越高,平衡时的物质的量越小
D.由图可知200℃~280℃时温度越高催化剂的活性越弱
5.(2023秋·江苏·高三统考期末)甲烷-湿空气自热重整制过程中零耗能是该方法的一个重要优点,原理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在、按(空气)的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,、的转化率及CO、的选择性[CO的选择性%]与温度的关系如题图所示。下列说法错误的是
A.图中曲线②表示的转化率随温度的变化关系
B.由图可知,温度升高,CO选择性增大
C.975K时,改用高效催化剂能提高平衡时的选择性
D.其他条件不变,增大的值可提高的转化率
6.(2023秋·江苏无锡·高三统考期末)在催化剂作用下,氧化可获得。其主要化学反应为:
反应I.
反应II.
压强分别为、时,将和的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性(的选择性)如图所示。下列说法正确的是
A.
B.压强为,温度为210℃时,反应达平衡时,
C.的选择性下降的原因可能是随着温度的升高,反应II中生成的抑制了反应I的进行
D.研发低温下转化率高和选择性高的催化剂,可以提高平衡时产率
7.(2023春·江苏连