2024届高三化学二轮复习 化学反应速率与化学平衡综合训练2

化学反应速率与化学平衡综合训练 1、在煤化工领域主要涉及碳一化学，即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题： (1)已知物质之间转化能量关系如图所示： 写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式____________________________________________________________ _______________________________________________________。 (2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH)，反应热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示： ①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 ②A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为________________。压强p1________ (填“>”“<”或“＝”，下同)p2，在T1和p2条件下，由B点到D点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v正________v逆。 ③若容器容积不变，则下列措施可提高CO平衡转化率的是________(填字母)。 a.充入CO，使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离 c.充入He，使体系总压强增大 d.使用高效催化剂 ④在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2和T1条件下经10 min达到平衡状态。在该条件下，v(H2)＝________ mol·L－1·min－1；平衡常数K＝________(填数值)。 (3)用H2还原CO2可以合成CH3OH: CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为__________________________。 (4)CO2的再利用技术是促进可持续发展的措施之一，CO2电化法制甲酸的工艺原理如图所示。阴极电极反应式为__________________________________。 2、十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示： (1)已知：CO(g) ＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)　ΔH1＝－41 kJ·mol－1 CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)⇌2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH2 ＝＋174.1 kJ·mol－1 反应Ⅰ的热化学方程式为______________________________________。 (2)反应Ⅱ在进气比[n(CO)∶n(H2O)]不同时，测得相应的CO平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同)。 ①图中A、E和 G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是________，其原因是______________________________________________________________。 该温度下，要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是___________________________________________________________。 ②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是________________。 ③A、B 两点对应的反应速率大小：vA____________vB(填“<” “＝”或“>”)。已知反应速率 v＝v正－v逆＝ k正x(CO)x(H2O)－k逆x(CO2)x(H2) ，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO的转化率刚好达到20%时，＝________。 (3)反应Ⅲ在饱和KHCO3电解液中，电解活化的CO2来制备乙醇，其原理如图所示，则阴极的电极反应式为________。 3、中科院“大气灰霾追因与控制”项目针对北京强霾过程进行分析，强霾过程中，出现了大量有毒有害的含氮有机颗粒物。燃煤和机动车尾气是氮氧化物的主要来源。现在对其中的一些气体进行了一定的研究： (1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知： ①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(