2024届高三化学二轮复习培优练10：“工业生产调控”中速率、平衡图像题的分析

培优练10 “工业生产调控”中速率、平衡图像题的分析 1.用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)⇌N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C在不同容积的容器中发生反应，测得平衡时CO2和NO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。下列描述正确的是(　　) A.平衡常数：K(A)>K(C) B.A、B、C三点中，C点NO2的转化率最低 C.B点时，若反应初始压强为12.8 MPa，则Kp＝3.2 D.焦炭的用量越多，NO2的转化率越高 2.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4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，下列说法不正确的是(　　) A.由图可知：乙酸的生成速率随温度升高而升高 B.250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低 C.由300～400 ℃可知，其他条件相同时，催化剂的催化效率越低，乙酸的生成速率越大 D.根据图推测，工业上制备乙酸最适宜的温度应为250 ℃ 3.已知：H2和CO2在一定条件下可发生反应4H2(g)＋CO2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH。在恒压条件下，控制H2和CO2的起始浓度相同，用不同Mg含量的催化剂Ni/xMg(x值越大表示Mg含量越高)催化该反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图所示。下列说法正确的是(　　) A.ΔH>0 B.延长W点的反应时间可提高CO2的转化率 C.相同条件下催化剂中Mg的含量越高，催化效率越高 D.当反应温度低于350 ℃时，使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率 4.温度为T ℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，发生反应2C(s)＋2NO2(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)。反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率α与容器体积的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.T ℃时，该反应的化学平衡常数K＝ B.c点：v正>v逆 C.a点时，充入一定量的NO2，再次达到平衡时，NO2的转化率比原平衡小 D.容器内的压强：pa∶pb＝6∶7 5.(2023·长春二中期末)利用反应2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为v正＝k正·c2(CO)·c2(NO)、v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lg k与的关系如图所示： 下列说法正确的是(　　) A.升高温度，v正减小、v逆增大 B.曲线②代表lg k正 C.该反应易在高温下自发进行 D. ℃－1时，该反应的平衡常数K为10 6.向一恒温密闭容器中充入平均相对分子质量为15的N2和H2的混合气体，保持30 MPa条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH<0。 (1)测得不同温度下氢气的转化率如图1所示，图1中曲线Ⅰ为氢气的平衡转化率与温度的关系，曲线Ⅱ表示不同温度下经过相同反应时间后的氢气转化率，随着温度的升高，曲线Ⅱ向曲线Ⅰ靠近，与M点重合，其原因是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)在不同催化剂作用下反应相同时间，H2的转化率随温度的变化关系如图2所示，催化效果最佳的是催化剂________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。b点时的反应速率：v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。测得图2中a点混合气体平均相对分子质量为18.75，则a点对应温度下反应的平衡常数Kp＝________(保留2位有效数字，Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。 7.研究含碳化合物的相互转化，有利于提高工业生产效率。回答下列问题： (1)在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，发生反应：Mn(s)＋CO2(g)⇌MnO(s)＋CO(g)　ΔH<0。下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填标号)。 A.容器的体积不再改变 B.固体的质量不再改变 C.气体的总质量不再改变 D.v正(CO2)＝v逆(CO) (2)已知：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH<0。若将一定比例的CO(g)和H2(g)在装有催化剂的反应器中反应12小时，体系中CH3OH(g)的产率和催化剂的催化活性与温度的变化关系如图所示。 ①P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状