熱點(diǎn)強(qiáng)化練9化工生產(chǎn)中的速率與平衡圖像分析C1.以表面覆蓋Cu2Al2O4的二氧化鈦為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.250℃時(shí),催化劑的活性最大B.250～300℃時(shí),溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化劑的催化效率降低C.300～400℃時(shí),乙酸的生成速率升高的原因是催化劑的催化效率增大D.300～400℃時(shí),乙酸的生成速率升高的原因是溫度升高解析:由圖可知,250℃時(shí),催化劑的活性最大,A項(xiàng)正確;250～300℃時(shí),溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低,B項(xiàng)正確;300～400℃時(shí),乙酸的生成速率升高的原因是溫度升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。下列說(shuō)法正確的是(

)A.N點(diǎn)為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的點(diǎn)B.正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率:P>N>MC.任何溫度下,γ-Al2O3的催化效果都比TiO2好D.150℃時(shí),用γ-Al2O3作催化劑,達(dá)到平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)最大B解析:由題圖可知,在N點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,由TiO2作催化劑時(shí)COS的轉(zhuǎn)化率更高,可知N點(diǎn)并未達(dá)到平衡狀態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;相同時(shí)間內(nèi)COS的轉(zhuǎn)化率越大催化效率越高,正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率P>N>M,B項(xiàng)正確;低溫時(shí)γ-Al2O3對(duì)COS水解反應(yīng)的催化效果好,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在相同溫度下,無(wú)論用哪種催化劑,達(dá)到平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)都一樣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。CA.ΔH1<0,ΔH2>0B.增大壓強(qiáng)有利于加快合成反應(yīng)的速率C.實(shí)際生產(chǎn)過程中,升高溫度一定降低CH3OH的產(chǎn)率D.實(shí)際生產(chǎn)過程中,可以通過使用合適的催化劑提高CH3OH的選擇性解析:由題干圖像信息可知,升高溫度CO的平衡產(chǎn)率增大,即副反應(yīng)正向移動(dòng),則ΔH2>0,CH3OH的平衡產(chǎn)率減小,即合成反應(yīng)逆向移動(dòng),則ΔH1<0,A正確;增大壓強(qiáng)即壓縮體積,反應(yīng)物濃度增大,故有利于加快合成反應(yīng)的速率,B正確;實(shí)際生產(chǎn)過程中,往往保持一定流速通入氣體反應(yīng)物,故在反應(yīng)未達(dá)到平衡之前,溫度越高反應(yīng)速率越快,則CH3OH的產(chǎn)率越大,反應(yīng)達(dá)到平衡后再升高溫度平衡逆向移動(dòng),則CH3OH的產(chǎn)率反而降低,故升高溫度不一定降低CH3OH的產(chǎn)率,C不正確;實(shí)際生產(chǎn)過程中,可以通過使用合適的催化劑提高CH3OH的選擇性,減少副反應(yīng)的發(fā)生而提高原料的利用率和CH3OH的產(chǎn)率,D正確。4.(不定項(xiàng))(2022·山東煙臺(tái)三模)工業(yè)上用C6H5Cl和H2S的高溫氣相反應(yīng)制備苯硫酚(C6H5SH),同時(shí)有副產(chǎn)物C6H6生成:BC5.(2022·湖南師大附中月考)減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。5.(2022·湖南師大附中月考)減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。①不同條件下反應(yīng),N點(diǎn)的速率最大②M點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)比N點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)大③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大④實(shí)際反應(yīng)中應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行,以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率⑤該反應(yīng)ΔH<0解析:(2)①隨著溫度的升高,化學(xué)反應(yīng)速率增大,但催化劑的催化效率先升高后降低,所以N點(diǎn)的反應(yīng)速率不一定最大,錯(cuò)誤;②隨溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說(shuō)明溫度升高平衡逆向移動(dòng),所以該反應(yīng)的ΔH<0,M點(diǎn)時(shí)溫度低于N點(diǎn),故M點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)比N點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)大,正確;③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率減小,錯(cuò)誤;④該反應(yīng)在較低的溫度下進(jìn)行能提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,但溫度低,反應(yīng)速率小,實(shí)際反應(yīng)中應(yīng)盡可能在250℃下進(jìn)行,錯(cuò)誤;⑤隨溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說(shuō)明溫度升高平衡逆向移動(dòng),所以該反應(yīng)的ΔH<0,正確。答案:(2)②⑤5.(2022·湖南師大附中月考)減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。(3)在密閉容器中充入5molCO和4molNO,發(fā)生上述(1)中某反應(yīng),如圖為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。①溫度:T1

(填“<”或“>”)T2。

答案:(3)①>5.(2022·湖南師大附中月考)減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。(3)在密閉容器中充入5molCO和4molNO,發(fā)生上述(1)中某反應(yīng),如圖為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。②某溫度下,若反應(yīng)進(jìn)行到10分鐘達(dá)到平衡狀態(tài)D點(diǎn)時(shí),容器的容積為2L,則此時(shí)的平衡常數(shù)K=

(保留兩位有效數(shù)字);用CO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=

。

答案:②0.22

0.1mol/(L·min)5.(2022·湖南師大附中月考)減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。(3)在密閉容器中充入5molCO和4molNO,發(fā)生上述(1)中某反應(yīng),如圖為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。③若在D點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器升溫的同時(shí)擴(kuò)大容積至體系壓強(qiáng)減小,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中A～G點(diǎn)中的

點(diǎn)。

答案:③A解析:③若在D點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器升溫的同時(shí)擴(kuò)大容積至體系壓強(qiáng)減小,平衡逆向移動(dòng),NO體積分?jǐn)?shù)增大,故重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中的A點(diǎn)。(1)已知鍵能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此計(jì)算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為

kJ。

答案:(1)271(2)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ,總壓恒定為100kPa,在密閉容器中通入C3H8和N2的混合氣體(N2不參與反應(yīng)),從平衡移動(dòng)的角度判斷,達(dá)到平衡后“通入N2”的作用是

。在溫度為T1時(shí),C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖a所示,計(jì)算T1時(shí)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=

kPa(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留一位小數(shù))。

答案:(2)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)或提高丙烷轉(zhuǎn)化率16.7(3)在溫度為T2時(shí),通入氣體分壓比為p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合氣體,各組分氣體的分壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖b所示。0～1.2s生成C3H6的平均速率為

kPa·s-1;在反應(yīng)一段時(shí)間后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因?yàn)?/p>

。

答案:(3)2.0

(發(fā)生副反應(yīng))生成CO2、H2O使O2消耗量增大答案:(4)先增大后減小反應(yīng)開始時(shí),反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹饕磻?yīng),反應(yīng)一段時(shí)間后,反應(yīng)Ⅲ為主要反應(yīng)(或反應(yīng)初始時(shí),C3H8的分壓較大,反應(yīng)Ⅱ的速率較大。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,C3H8的分壓降低,C3H6的分壓增大,反應(yīng)Ⅲ的速率較大)解析:(4)反應(yīng)開始時(shí),反應(yīng)Ⅱ向右進(jìn)行,c(C3H6)逐漸增大,且體系中以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?隨著反應(yīng)進(jìn)行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,使得v(C3H6)減小,體系中以反應(yīng)Ⅲ為主,因此丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為先增大后減小。7.在一定條件下,由CO2和H2合成甲醇已成為現(xiàn)實(shí),該合成對(duì)解決能源問題具有重大意義。該過程中有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),反應(yīng)過程能量關(guān)系如圖。(1)請(qǐng)寫出CO(g)與H2(g)生成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式:

。

7.在一定條件下,由CO2和H2合成甲醇已成為現(xiàn)實(shí),該合成對(duì)解決能源問題具有重大意義。該過程中有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),反應(yīng)過程能量關(guān)系如圖。A.加壓 B.升溫C.加催化劑 D.增加CO2的濃度解析:(2)該反應(yīng)ΔH<0,升高溫度平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明逆反應(yīng)速率比正反應(yīng)速率增大得多,所以k正增大的倍數(shù)<k逆增大的倍數(shù);升溫平衡逆向移動(dòng),H2的轉(zhuǎn)化率減小,加催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率,增大壓強(qiáng)、增加CO2的濃度都能使平衡正向移動(dòng),H2的轉(zhuǎn)化率增大,故選AD。答案:(2)<

AD

7.在一定條件下,由CO2和H2合成甲醇已成為現(xiàn)實(shí),該合成對(duì)解決能源問題具有重大意義。該過程中有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),反應(yīng)過程能量關(guān)系如圖。答案:(3)16.7%

5.33×10-4

7.在一定條件下,由CO2和H2合成甲醇已成為現(xiàn)實(shí),該合成