压轴题4 图象表格中数据和结果的分析-【成功方案】2024年高考化学艺术生文化课总复习教师用书(Word)

压轴题四　图象表格中数据和结果的分析 1．减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用，科学家研究利用回收的CO2制取甲醛，反应的热化学方程式为CO2(g)＋2H2(g)CH2O(g)＋H2O(g)　ΔH。请回答下列问题： (1)已知： ①CH2O(g)＋O2(g)＝CO2(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－480 kJ/mol ②相关化学键的键能数据如表所示： 化学键 O＝O H－H O－H 键能/kJ· mol－1 498 436 464 则CO2(g)＋2H2(g)CH2O(g)＋H2O(g)　ΔH＝____________。 (2)一定条件下，将n(CO2)：n(H2)＝1∶2的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中，发生反应CO2(g)＋2H2(g)CH2O(g)＋H2O(g)。 ①下列说明反应已经达到平衡状态的是__________(填选项字母)。 a．容器内气体密度保持不变 b．H2O的体积分数保持不变 c．该反应的平衡常数保持不变 d．混合气体的平均相对分子质量不变 ②下列措施既能提高H2的转化率又能加快反应速率的是__________(填选项字母)。 a．升高温度　　　b．使用高效催化剂 c．缩小容器体积 d．扩大容器体积 (3)实验室在2 L密闭容器中进行模拟上述合成CH2O的实验。T1℃时，将体积比为1∶4的CO2和H2混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强/kPa 1.08 0.96 0.88 0.82 0.80 0.80 0.80 ①已知：vp(B)＝则反应开始10 min内，用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为 ________ kPa·min－1。 ②T1℃时，反应的平衡常数Kp的代数式为Kp＝__________ kPa－1(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。 (4)T2℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2的混合气体，容器内气体压强为1.2 kPa，反应达到平衡时，CH2O的分压与起始的关系如图所示： ①当＝2时，反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05 kPa，则达到新平衡时，H2的转化率将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②当＝2.5时，达到平衡状态后，CH2O的分压可能是图象中的点__________(填“D”“E”或“F”)，原因为___________________________________________________。 [答案]　(1)－6 kJ· mol－1　(2)①BD　②c (3)①0.024　② (4)①增大　②F　当反应物按化学计量数之比投料，达到平衡时生成物的百分含量最大，当＝2.5时，达到平衡状态后，CH2O的体积分数应小于C点，故可能是图象中的F点 [解析]　(1)分析反应物和生成物存在的化学键形式，再根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能可求出反应O2(g)＋2H2(g)===2 H2O(g)的ΔH，进而再根据盖斯定律可求出最终的结果。 (2)判断反应是否达到平衡的关键在于变量和不变量的判定，据此分析所给选项是否为变量即可选出答案；而既能提高H2的转化率又能加快反应速率需综合考虑化学反应速率的影响因素和平衡移动的影响因素。 (3)根据图中数据，再结合三段式，便可求出速率和平衡常数。 (4)根据压强对平衡移动的影响和勒夏特列原理分析可知H2的转化率将增大；再结合图象分析，当反应物按化学计量数之比投料，达到平衡时生成物的百分含量最大，当＝2.5时，达到平衡状态后，CH2O的体积分数应小于C点，故可能是图象中的F点。 (1)根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，反应O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)的ΔH2＝(498＋2×436)－(4×464)＝－486 kJ/mol，而由盖斯定律，反应CH2O(g)＋O2(g)＝CO2(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－480 kJ/mol与反应O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)相减即可得到目标反应，故ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－6 kJ/mol，答案为：－6 kJ/mol； (2)①a.在恒温恒容的密闭容器中，体积始终不发生改变，根据ρ＝可知，容器内气体密度为不变量，故a不可以； b．H2O的体积分数保持不变，各物质的浓度保持不变，反应达到平衡状态，故b可以； c．温度不变，反应平衡常数始终不变，为不变量，c不可以； d．根据化学计量数反应前后不等，M＝可知，气体的平均摩尔质量也为变量，可以作为达到平衡的标志，d可以； 故选bd； ②a.升高温度反应速率增大