2021届高三新题速递·化学11月刊考点14 化学反应原理综合题（解析版）.docx

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1、考点14化学反应原理综合题1．（2020·四川成都·高三月考）CO是水煤气的重要成分之一，是一种无色剧毒气体，可用来制氢气、甲醇等，根据信息完成下列各题。I.制氢气850℃时，在10L体积不变的容器中投入2molCO和3molH2O，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H当CO的转化率达60%时，反应达平衡。已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=akJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=bkJ·mol-1③H2O(l)=H2O(g)△H3=ckJ·mol-1（1）（1）△H=___kJ·mol-1(用含字母的代数式表示)

2、。（2）850℃时，该反应的平衡常数为___。（3）该条件下，将CO和H2O都改为投入2mol，达平衡时，H2的浓度为___，下列情况能说明该反应一定达平衡的是___(填正确答案标号)。A．正(CO)=逆(CO2)B．气体的密度不再随时间改变C．CO的体积分数不再随时间改变D．气体的平均摩尔质量不再随时间改变（4）该反应的-t图像如图1所示，若其他条件不变，只是在反应前增大容器体积使压强减小，则其-t图像如图2所示。下列说法正确的是___(填正确答案标号)。①a1>a2②a1b2④b1t2⑥t1=t2⑦t1

3、阴影部分面积更大A．①③⑦⑧B．①③⑤⑧C．②④⑦⑨D．①③⑦⑩II.制甲醇（5）为降低汽车尾气对大气的污染，有关部门拟用甲醇替代汽油作为公交车的燃料。由CO和H2合成甲醇的方法是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，已知该反应在300℃时化学平衡常数为0.27。该温度下，若起始时将2molCO、3molH2、2molCH3OH(g)充入容积为2L的密闭容器中，此时反应___移动(填正向”“逆向”或“不”)，该反应中CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃，1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是___。III.CO的处理为防止CO使人中毒，一种C

4、O分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇、氧化钠，其中O2-可以在固体NASICON中自由移动，则：（6）该原电池中通入CO的电极为___极(填“正”或“负”)，通入空气一端的电极反应式为___。（7）有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0，△S<0)来消除CO的污染。请你判断该方法是否可行___(填“可行”或“不可行”)，并说出理由___。【答案】0.5b-0.5a-c10.1mol•L-1ACD逆向压强低于1.3×104kPa时，CO的转化率较低；压强高于1.3×104kPa时，CO的转化率提高不大，但生产成本增加，效益降低负O2+4e-=2O2-不可行该反应是一个焓

5、增、熵减的反应(△G>0或吉布斯自由能大于0)，任何条件下都不能自发进行【解析】I.（1）反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)可由反应（②÷2-①÷2-③）得到，根据盖斯定律可知，△H=△H2÷2-△H1÷2-△H3=（0.5b-0.5a-c）kJ·mol-1。（2）850℃时，在10L体积不变的容器中投入2molCO和3molH2O，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，当CO的转化率达60%时，反应达平衡，则CO、H2O反应了1.2mol，生成CO2、H2的物质的量为1.2mol，平衡时CO、H2O、CO2、H2的物质的量分别为0.8mol、1.

6、8mol、1.2mol、1.2mol，850℃时，该反应的平衡常数。（3）该条件下，将CO和H2O都改为投入2mol，设达平衡时H2的浓度为x，则平衡时CO、H2O、CO2的浓度分别为(0.2-x)、(0.2-x)、x，则平衡常数，解得x=0.1mol•L-1；当正逆反应速率相等，各组分浓度不再改变时说明反应达到平衡；A.正(CO)=逆(CO2)，说明正逆反应速率相等，可以说明达到平衡；B.混合气体质量不变，容器体积不变，故气体的密度一直不变，气体的密度不再随时间改变不能说明达到平衡；C.CO的体积分数不再随时间改变，可以说明达到平衡；D.气体的总质量不变，反应前后气体的分子数不变，故气体的

7、平均摩尔质量一直不变，气体的平均摩尔质量不再随时间改变不能说明达到平衡；答案选AC。（4）若其他条件不变，只是在反应前增大容器体积使压强减小，则物质的浓度减小，反应速率减小，达到平衡所需时间变长，阴影部分为反应物浓度的变化量，图2中浓度变化比图1中浓度变化小，则分析可得a1>a2、b1>b2、t1