内容正文:
化学发反应速率与化学平衡综合训练
真题训练:
1.(2021·全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH= kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号),判断的理由是_______________________________________________________________。
(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250 ℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105 Pa下的x(CH3OH)~t如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp=____________________________________________________________;
②图中对应等压过程的曲线是 ,判断的理由是
___________________________________________________________
________________________________________________________;
③当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α= ,反应条件可能为 或 。
2.(2021·全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题:
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的发现,该元素是 。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2,376.8 ℃时平衡常数Kp′=1.0×104 Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃,碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5 kPa,则pICl= kPa,反应2ICl(g)⇌Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K= (列出计算式即可)。
(3)McMorris测定和计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp:
2NO(g)+2ICl(g)⇌2NOCl(g)+I2(g) Kp1
2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g) Kp2
得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系,如下图所示:
①由图可知,NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。
②反应2ICl(g)⇌Cl2(g)+I2(g)的K= (用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”),写出推理过程:__________________________
______________________________________________________________
___________________________________________________________。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(ν)光的照射下机理为:
NOCl+hν―→NOCl*
NOCl+NOCl*―→2NO+Cl2
其中hν表示一个光子能量,NOCl*表示NOCl的激发态。可知,分解1 mol的NOCl需要吸收 mol的光子。
3.(2020·全国卷Ⅰ,28)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98 kJ·mol-1。回答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:___________________________________________
_________________________________________________________。
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5