第7章 热点强化练9 化工生产中的速率与平衡图像分析-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，鲁科版）

热点强化练9　化工生产中的速率与平衡图像分析 1.以表面覆盖Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法错误的是(　C　) A.250 ℃时,催化剂的活性最大 B.250～300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低 C.300～400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是催化剂的催化效率增大 D.300～400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是温度升高 解析:由图可知,250 ℃时,催化剂的活性最大,A项正确;250～300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低,B项正确;300～400 ℃时,乙酸的生成速率升高的原因是温度升高,C项错误、D项正确。 2.(2022·陕西渭南一模)羰基硫(COS)是以煤、石油、天然气为原料生产的化工原料气中有机硫的主要形式。COS催化水解的反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g)　ΔH<0,在相同投料比、相同气流速度、相同时间内,测得不同温度及不同催化剂下COS水解反应的转化率如图所示: 下列说法正确的是(　B　) A.N点为该反应达到平衡状态的点 B.正反应的平均反应速率:P>N>M C.任何温度下,γ-Al2O3的催化效果都比TiO2好 D.150 ℃时,用γ-Al2O3做催化剂,达到平衡时CO2的体积分数最大 解析:由题图可知,在N点对应温度下,由TiO2做催化剂时COS的转化率更高,可知N点并未达到平衡状态,A项错误;相同时间内COS的转化率越大催化效率越高,正反应的平均反应速率P>N>M,B项正确;低温时γ-Al2O3对COS水解反应的催化效果好,C项错误;在相同温度下,无论用哪种催化剂,达到平衡时CO2的体积分数都一样,D项错误。 3.(2022·北师大实验中学三模)在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1,研究发现,反应过程中会有副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2,温度对CH3OH、CO的平衡产率影响如图所示。下列说法中,不正确的是(　C　) A.ΔH1<0,ΔH2>0 B.增大压强有利于加快合成反应的速率 C.实际生产过程中,升高温度一定降低CH3OH的产率 D.实际生产过程中,可以通过使用合适的催化剂提高CH3OH的选择性 解析:由题干图像信息可知,升高温度CO的平衡产率增大,即副反应正向移动,则ΔH2>0,CH3OH的平衡产率减小,即合成反应逆向移动,则ΔH1<0,A正确;增大压强即压缩体积,反应物浓度增大,故有利于加快合成反应的速率,B正确;实际生产过程中,往往保持一定流速通入气体反应物,故在反应未达到平衡之前,温度越高反应速率越快,则CH3OH的产率越大,反应达到平衡后再升高温度平衡逆向移动,则CH3OH的产率反而降低,故升高温度不一定降低CH3OH的产率,C不正确;实际生产过程中,可以通过使用合适的催化剂提高CH3OH的选择性,减少副反应的发生而提高原料的利用率和CH3OH的产率,D正确。 4.(2022·江苏苏州模拟)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应: 反应Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·mol-1 反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH=-122.5 kJ·mol-1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(CH3OCH3的选择性=×100%) 下列说法不正确的是(　C　) A.CO的选择性随温度的升高逐渐增大 B.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-204.9 kJ·mol-1 C.在240～320 ℃范围内,温度升高,平衡时CH3OCH3的物质的量先增大后减小 D.反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点),增大压强可能将CH3OCH3的选择性提升到B点 解析:由图可知,升高温度,二甲醚的选择性减小,由碳原子个数守恒可知,一氧化碳的选择性增大,故A正确;由盖斯定律可知,反应Ⅱ-2×反应Ⅰ得到反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),则ΔH=(-122.5 kJ·mol-1)-2×(+41.2 kJ·mol-1)=-204.9 kJ·mol-1,故B正确;反应Ⅱ是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二甲醚的物质的量减小,故C错误;反应Ⅱ是气体体积减小的反应,在温度不变的条件下,增大压强,平衡向正反应方向移动