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时间:2021-01-02
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1、高考化学专题复习化学反应原理综合考查的综合题含详细答案一、化学反应原理综合考查1.研究CO和CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。请回答下列问题:(1)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇,发生反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示,下列说法正确的是_____(填字母)。A.上述反应的△H=-91kJ·mol-1B该反应自发进行的条件为高温.C.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和?HD.b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段(2)若反应CO(g)+2H2(g)
2、?CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1L密闭容器中发生,反应过程中各物质的物质的量随时间变化见表所示:时间/min051015H422CO21CHOH(g)00.73①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是_______(填字母)A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)B.CO与CH3OH的物质的量之比保持不变C.混合气的平均相对分子质量保持不变D.混合气体的密度保持不变②若起始压强为P0kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,则10min内H2的反应vH2速率()=_____kPamin;该温度下反应的平衡常数Kp
3、______。(分压=总压×物质的量/=分数)。(3)甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入1molCO和2molH2,向乙中加入2molCO和4molH,测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示,则L、M两点容器内2平衡常数:KM_____KLpM__2pL()();压强:()()。(填“>”“<”或“=”)(4)以纳米二氧化钛为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯()。电解时,阴极的电极反应式是_________。P09-2<>-【答案】ADBC2kPa(可不带单位)2
4、nCO212ne30P+0+12nH+=+4nH2O【解析】【分析】【详解】(1ACOg2H2gCH3OHgH).对于反应()+),根据反应过程中能量的变化图可得△()?(=正反应的活化能-逆反应的活化能419kJmol-1510kJmol-1=-91kJmol-1,A项正确;=·-··B.该反应正向是气体粒子数目减小的反应,属于熵减过程△S<0,根据△G=△H-T△S,△G<0可自发,需要低温环境才可以自发,B项错误;C.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能,但是?H只与反应始末状态有关,与反应途径HC项错误;无关,?故不变
5、,D.b过程中第I阶段正反应活化能较高,故活化分子的百分含量较低,因此化学反应速率较慢,b过程的反应速率:第I阶段<第Ⅱ阶段,D项正确。故说法正确的选AD。(2)①A.对于反应CO(g)+2H23,当v正(H2逆(CH3OH)时,反应到达平(g)?CHOH(g))=2v衡,2v正(H2)=v逆(CH3OH),正逆反应各物质速率不成比例,未达到平衡,故A项错误;B.反应物CO与生成物CH3OH的物质的量之比从开始反应逐渐减小,若保持不变可以说明达到平衡,B项正确;C混合气的平均相对分子质量数值上等于摩尔质量M=m,因为质量守恒m
6、不变,该反应.n正向是气体粒子数目较小方向,n会减小,M会增大,达到平衡之后M不变,故C项正确;D.混合气体的密度=m,m不变容器体积固定,则混合气体的密度是个定值,一直不变,V不能做平衡的判定依据,D项错误;故能作为判断该反应达到平衡标志的是BC;②同温1L容器中,气体的物质的量与压强呈正比,初始加入2molCO和4molH2,混合气体共6mol,起始压强为P0kPa,则起始氢气的分压2P0kPa,反应10minH2的物质的量3为2mol,是原来氢气物质的量的一半,反应10minH2的分压102的3PkPa,故10min内H
7、PH2=2PkPa1PkPaP0kPa/min;反应10minH2的物质的反应速率v(H2)=t3030=3010min量为2mol,CO的物质的量为1mol,生成的甲醇为1mol,混合气体共4mol,那么H2的物质的量分数0.5,CO和甲醇的物质的量分数均为0.25。反应15min和反应10min数据一样,故10min已经达到平衡。由于气体的物质的量与压强呈正比,故P0n03,得==P平n平2P平=2P0kPa,则平衡时H2的分压PH2=0.5×2P0=1P0kPa,同理PCO=333PCH3OH=0.25×2P0=1P0k
8、Pa,该温度下平衡常数36P(CH3OH)1P0kPa96kPa-2;Kp=2==P(CO)gP2(H2)1P0kPa1P0kPaP0263(3)根据CO的平衡转化率-TP图分析,其他条件不变(观察甲或者乙),升高温度,CO-的平衡转化率降低,根据平衡移动原理该可逆反应的正反
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