2023版创新设计高考化学(新教材鲁科版)总复习一轮课件第7章 化学反应的方向、限度与速率
展开【课标要求】 1.通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的 影响。2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度转化率等相关物理量的变化。
(1)定义:受温度、压强或浓度变化的影响,化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程,称为化学平衡移动。(2)化学平衡移动方向的判断
2.影响化学平衡的因素
(1)内容:如果改变平衡体系的一个条件(如温度、浓度或压强),平衡将向减弱这个改变的方向移动。(2)适用范围:适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等),非平衡状态不能用此来分析。(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不是“消除”外界条件的影响,更不是“扭转”外界条件的影响。
【诊断】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”,错误的划“×”)。
微专题20 化学平衡图像
考点一 外界条件对化学平衡移动的影响
考点二 化学平衡移动原理在化工生产中的应用
微专题21 多平衡体系的综合分析
解析 正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,Z的物质的量减少,X或Y的物质的量增大,符合图像,A正确;使用催化剂不影响化学平衡的移动,不符合图像,B错误;由题图知,反应达到平衡时,Δn(X或Y)=a ml,Δn(Z)=2a ml,参与反应的各物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比,即m=2,反应前后气体物质的化学计量数之和相等,增大压强,化学平衡不移动,不符合图像,C错误;加入一定量的Z,t1时,Z的物质的量应增大,不符合图像,D错误。
判断化学平衡移动方向的思维流程
题组一 勒夏特列原理的应用1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
解析 容积扩大2倍,若不移动时c(A)=0.25 ml·L-1,但达平衡为 0.30 ml·L-1>0.25 ml·L-1,说明减小压强,平衡向逆反应方向移动,故x+y>z,B转化率减小,C的体积分数减小,D项正确。
平衡移动判断的两种特殊情况分析❶“惰性气体”对化学平衡的影响①恒温、恒容条件
❷同等程度地改变平衡反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
解析 分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增大O2的浓度,v正增大,v逆瞬间不变,A正确;增大压强,v正、v逆都增大,v正增大的倍数大于v逆,B正确;升高温度,v正、v逆都瞬间增大,C错误;加入合适催化剂,v正、 v逆同时同倍数增大,D正确。
(1)下列时刻所改变的外界条件是t1____________;t3____________;t4____________。(2)反应速率最快的时间段是___________________________________。(3)下列措施能增大正反应速率的是______。A.通入A(g)B.分离出C(g)C.降温 D.增大容器容积
答案 (1)升高温度 加入催化剂 减小压强 (2)t3~t4 (3)A解析 (1)t1时刻,改变条件,v′正、v′逆均增大,且v′逆>v′正,平衡逆向移动,说明改变的条件是升高温度。t3时刻,改变条件,v″正、v″逆同等程度增大,且该反应是反应前后气体物质的量不相等的反应,故改变的条件是加入催化剂。t4时刻,改变条件,v正、v逆均减小,且v逆>v正,平衡逆向移动,说明改变的条件是减小压强。(2)t3~t4时间段内,反应使用催化剂,由图像可知该时间段内反应速率最快。(3)降温、增大容器容积均会使正、逆反应速率减小;分离出C(g)时,v正不变,v逆减小,随着反应的进行v正会减小;通入A(g),反应物的浓度增大,v正增大。
常见含“断点”的速率变化图像分析方法
一、“先拐先平”解答单一变量的平衡图像【核心归纳】
(1)“先拐先平,数值大”原则分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。①若为温度变化引起,温度较高时,反应达平衡所需时间短,如甲中T2>T1。②若为压强变化引起,压强较大时,反应达平衡所需时间短,如乙中p1>p2。③若为使用催化剂引起,使用适宜催化剂时,反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法①图甲中,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应。②图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正向移动,则正反应为气体体积缩小的反应③若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为气体体积增大的反应。
A.若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2B.温度为T1时,N的平衡转化率为80%,平衡常数K=4C.无论温度为T1还是T2,当容器中气体密度或压强不变时,反应达平衡状态D.降低温度、增大压强、及时分离出产物均有利于提高反应物的平衡转化率
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法,在甲中作垂直线,乙中任取一曲线,即能分析出正反应为放热反应。
(1)此反应的平衡常数表达式K=____________________________________。(2)该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是__________________________________________________________________。(3)氢碳比:X________2.0(填“>”“<”或“=”)。(4)在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)________P点的v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
解析 (2)随温度升高,α(CO2)减小,说明为放热反应,ΔH<0;(3)在相同温度下,X越大,n(H2)相对越多,α(CO2)越大,故X>2.0;(4)Q点为非平衡点,该温度下,Q点到P点时α(CO2)增大,反应正向进行,Q点的v正>v逆,Q点到P点的过程中v正减小,v逆增大,故Q点的v逆下列说法正确的是( )A.该反应的ΔH<0,且p1>p2B.反应速率:v逆(状态A)>v逆(状态B)C.在C点时,CO转化率为75%D.在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数不同
三、“点—线—面”三维度分析特殊平衡图像【核心归纳】
答案 (1)> p1
【对点训练3】 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间。测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的是( )
【题组训练】1.如图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率采取的措施是( )
A.①②③B.①③⑤C.②④⑤ D.②③④
2.CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是________________________________________________。
答案 < 在1.3×104 kPa下,CO的转化率已较高,再增大压强,CO转化率提高不大,同时生产成本增加解析 从图像来看,随着温度的升高,CO的转化率变小,故ΔH<0,综合温度、压强对CO转化率的影响,在1.3×104 kPa下,CO的转化率已经很大,不必再增大压强。
工业生产中选择适宜生产条件的原则
答案 (1)乙 p1>p2>p3 T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响(2)温度低于T0℃,反应未达到平衡,温度越高,反应速率越快,且催化剂的活性越高,CH3OH的产率越大 温度高于T0℃,反应达到平衡,该反应为放热反应,温度越高,平衡逆向移动,且催化剂的活性降低,同时反应Ⅲ为吸热反应,温度越高,有利于反应Ⅲ发生,导致CH3OH的产率降低
解析 (1)反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则CH3OH的平衡产率减少,所以图甲表示CH3OH的平衡产率,图乙中,开始升高温度,由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率降低,反应Ⅲ为吸热反应,升高温度反应Ⅲ向正反应方向移动,升高一定温度后以反应Ⅲ为主,CO2的平衡转化率又升高,所以图乙表示CO2的平衡转化率;压强增大,反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应,反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅲ气体体积不变化,平衡不移动,故压强增大CH3OH的平衡产
率增大,根据图所示压强关系为:p1>p2>p3;温度升高,反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅲ向正反应方向移动,所以T1温度时,三条曲线交与一点的原因为:T1时以后反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响。(2)由图丙可知,T0之前,反之未达平衡状态,温度升高CH3OH产率增大的原因是反应速率大,单位时间内生成的甲醇量多;而且,温度范围内催化剂的活性高。T0之后,反应达到平衡状态,升高温度,反应Ⅰ的平衡逆移,甲醇的产率降低,由图乙可知,高温下主要发生到反应Ⅲ而造成CH3OH产率的降低。
❶复杂(竞争、连续)反应图像的解题思维流程:
❷示例分析其他条件不变,对于ΔH<0反应,相同时间(或一段时间)反应物转化率或产物的产率,随温度或压强改变,出现倒U型变化曲线,分析方法:
【专题精练】1.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应: 反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·ml-1 反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5 kJ·ml-1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。
答案 ①反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度 ②增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂解析 ①反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,当升高温度时,反应Ⅰ平衡正向移动,CO2转化为CO的平衡转化率上升,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度。②反应Ⅰ是气体分子数不变的反应,反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,所以可以通过加压使反应Ⅱ平衡正向移动,或者加入有利于反应Ⅱ进行的催化剂。
2.(2021·山东卷)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
回答下列问题:(1)为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0 ml TAME,控制温度为353 K,测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0,则平衡体系中B的物质的量为____________ ml,反应Ⅰ的平衡常数Kx1=____________。同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应Ⅰ的化学平衡将________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时,A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)=____________。
(2)为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353 K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为________(填“X”或“Y”);t=100 s时,反应Ⅲ的正反应速率v正________逆反应速率v逆(填“>”“<”或“=”)。答案 (2)X <
A.温度0 ℃、压强50 kPaB.温度130 ℃、压强300 kPaC.温度25 ℃、压强100 kPaD.温度130 ℃、压强50 kPa解析 测定NO2的相对分子质量时,N2O4越少越好,即使平衡逆向移动。正反应是气体分子数减小的放热反应,要使平衡逆向移动,需减小压强、升高温度,则选D项。
解析 A.根据勒夏特列原理可知,升高温度,化学平衡向着吸热反应方向移动,而c(Z)增大,说明平衡正向移动,故ΔH>0,A正确;B.加入一定量Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后m(Y)减小,B正确;C.加入等物质的量的Y和Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,由于X、Y均为固体,故K=c(Z),达新平衡后c(Z)不变,C错误;D.加入一定量氩气,加入瞬间,X、Z的浓度保持不变,故正、逆反应速率不变,故平衡不移动,D正确。
解析 该反应是反应前后气体分子数不变的反应,随着反应的进行,气体的总物质的量始终不变,总压强始终不变,A错误;t2时,设向容器中加入3 ml C,正反应速率逐渐增大,达到新的平衡后保持不变,变化情况与图像相符,B正确;t2时,设向容器中加入3 ml C,相当于加入1 ml A和2 ml B,则状态Ⅱ相当于起始投料为2 ml A和5 ml B,若是投料为2 ml A和6 ml B与状态Ⅰ等效,即状态Ⅱ相当于减少了B的投料,平衡逆向移动,A的体积分数变大,即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ),C正确;化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,即K(Ⅱ)=K(Ⅰ),D错误。
4.(1)(2021·广东卷)中国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下 反应:
上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有__________。A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小答案 (1)AD
解析 (1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,A.CO2与CH4为a、b、c反应的反应物,增大浓度,对应的正反应速率都增加,故A正确;B.移去部分C(s),由于移除的是纯固体,对平衡移动不产生影响,故B错误;C.催化剂只会改变化学反应速率,不会改变化学反应的限度,故C错误;D.降低反应温度,所有反应速率均降低,故D正确。
t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩 后N2分压变化趋势的曲线是__________(用图中a、b、c、d表示),理由是__________________________________________________________________。
答案 b 容器体积缩小,平衡逆向移动,氮气的分压先迅速增大后适当减小解析 容器体积迅速缩小到原来的一半,则氮气的分压迅速增大到原来的2倍,故cd错误;压强增大,平衡向气体总体积减小的方向移动,即平衡逆向移动,N2的分压应比原来2倍小,故b正确,a错误。
解析 移出部分CO2,平衡正向移动,故A正确;此反应为放热反应,提高反应温度,平衡逆向移动,故B错误;加入合适的催化剂,对平衡没有影响,故C错误;反应前后气体体积不变的反应,减小容器的容积,平衡不移动,故D错误。
解析 加入催化剂,反应途径将发生改变,活化能改变,但ΔH不变,A错误;升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率增大;升高温度,平衡正向移动,H2S的分解率均增大,B正确;增大压强,平衡向逆反应方向移动,该反应的逆反应为放热反应,反应体系的温度升高,C错误;保持恒容,充入一定量H2,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,达到新平衡时,c(H2)仍比原平衡大,D错误。
3.为探究浓度对化学平衡的影响,某同学进行如下实验。下列说法不正确的是( )
A.该实验通过观察颜色变化来判断生成 物浓度的变化B.观察到现象a比现象b中红色更深,即可证明增加反应物浓度,平衡正向移动C.进行Ⅱ、Ⅲ对比实验的主要目的是防止由于溶液体积变化引起各离子浓度变化而干扰实验结论得出D.若Ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2 mL也可以达到实验目的
解析 若Ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2 mL,氯化铁溶液过量,不仅有浓度问题,还有反应物的用量问题,故D错误。
解析 升高温度,平衡逆向移动,X的转化率变小,A错误;增大压强,平衡正向移动,消耗反应物X,增大压强的实质是增大浓度,根据勒夏特列原理可知,平衡移动只是减弱了改变的程度,故达到新的平衡状态时,X的浓度仍比原平衡大,B错误;充入一定量Y,平衡正向移动,X的转化率增大,但Y的转化率减小,C错误;使用催化剂,能改变反应速率,但平衡不移动,X的体积分数不变,D正确。
解析 催化剂不能改变反应的转化率,A项错误;压强增大,平衡正向移动,但移动的结果不能抵消条件的改变,CO的浓度还是增大的,B项正确;工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度,C项错误;从平衡体系中分离出水蒸气,反应速率减慢,D项错误。
7.丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
8.(2021·1月辽宁适应性考试)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应 并达到平衡:
解析 Z为固体,加入适量Z不影响反应①的平衡移动,而反应②与Z无关,故加入Z也不影响反应②的平衡移动,A正确;通入稀有气体Ar,由于容器体积不变,故气体浓度不发生改变,反应①的平衡不移动,B错误;温度降低,反应①正向进行,反应②逆向进行,但两个反应中反应物的起始浓度未知,故无法判断Q浓度的增减,C正确;通入气体Y,反应①平衡正向移动,Q的浓度增大,导致反应②平衡逆向移动,则N的浓度增大,D正确。
解析 根据题图,随着温度的升高,H2的平衡转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即ΔH<0,A项正确;N点压强大于M点的,M点温度高于N点的,因此无法确定两点反应速率的快慢,B项错误;此反应是可逆反应,不能完全进行到底,C项错误;控制合适的温度和压强,既能保证反应速率较快,也能保证H2有较高的转化率,采用更高的压强对设备的要求更高,增加经济成本,D项错误。
解析 A.b点开始是压缩注射器的过程,气体颜色变深,透光率变小,故A正确;B.c点后的拐点是拉伸注射器的过程,d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程,则v正<v逆,故B错误;C.c点是压缩注射器后的情况,c(NO2)和c(N2O4)都增大,故C错误;D.b点开始是压缩注射器的过程,平衡正向移动,反应放热,导致Tb<Tc,故D错误。
11.氢是人们公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出,氢的获得及以氢为原料的工业生产工艺成为科技工作者研究的重要课题。
(1)工业生产中可利用H2还原CO2制备清洁能源甲醇。①已知CO(g)和H2(g)的燃烧热ΔH分别为-283.0 kJ·ml-1、-285.8 kJ·ml-1。CO与H2合成甲醇的能量变化如图所示。则用CO2和H2(g)制备甲醇(l)的热化学方程式为_________________________。
②将一定量的CO2和H2充入某恒容密闭容器中发生上述反应,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO2的转化率与温度的关系如图所示。催化效果最好的催化剂是____________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),该反应在a点达到平衡状态,a点的转化率比b点的高,其原因是____________________________________________。
答案 (1)①CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-93.8 kJ·ml-1②Ⅰ 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动
答案 (2)①放热 ②0.17 ml·L-1·min-1 0.50 ml·L-1
答案 (1)30% d
(2)一定条件下,CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650 ℃的条件下进行此反应,不采用低于600 ℃的原因是_____________________________________。
答案 (2)放热 600 ℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600 ℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢
解析 A.在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到两倍瞬间,A的浓度是原来一半,为0.25 ml/L,再次达到平衡时A的浓度为0.35 ml/L,扩大容器体积相当于减小压强,A的浓度增大,则平衡逆向移动,所以x+y>z,故A错误;B.平衡逆向移动,则B浓度增大,但B浓度小于原来平衡浓度,故B错误;C.平衡逆向移动则C的体积分数降低,故C正确;D.根据A分析知,平衡逆向移动,故D正确。
14.(双选)(2021·邵阳模拟)工业生产苯乙烯是利用乙苯的脱氢反应:
针对上述反应,在其他条件不变时,下列说法正确的是( )A.在保持体积一定的条件下,充入较多的乙苯,可以提高乙苯的转化率B.在保持压强一定的条件下,充入稀有气体,有利于提高苯乙烯的产率C.在保持其他条件一定的情况下,降低温度,可以提高乙苯的转化率D.仅从平衡移动的角度分析,工业生产苯乙烯选择恒压条件优于恒容条件
解析 A.在保持体积一定的条件下,充入较多的乙苯,反应体系的压强增大,平衡向着逆向移动,乙苯的转化率降低,故A错误;B.保持压强一定的条件下,充入稀有气体,相当于减小了各组分的浓度,生成物浓度减小的程度大,平衡向着正向移动,苯乙烯的产量增加,故B正确;C.该反应是吸热反应,降低温度,平衡向着放热的逆向移动,乙苯的转化率降低,故C错误;D.该反应是体积增大的反应,恒容体系中,随着反应的进行,体系的压强增大,平衡向着逆向移动,不利于苯乙烯的生成,故恒压条件优于恒容条件,故D正确。
答案 (1)b 反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,甲醇物质的量分数减小解析 (1)总反应的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ/ml,升高温度,平衡逆向进行,甲醇物质的量分数减小,b曲线为等压线,反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,甲醇物质的量分数减小;
(2)当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α=____________,反应条件可能为________________或________________________________________。
答案 (2)33.33% 5×105 Pa、210 ℃ 9×105 Pa、250 ℃
热点强化练13 化工生产中的速率、平衡图像分析
A.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D.恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值
解析 升高温度有利于题中第一个反应正向进行,有利于提高CH4的平衡转化率,但增大压强有利于题中第一个反应逆向进行,不利于提高CH4的平衡转化率,A项错误;由题述反应及起始反应物的物质的量比可知,平衡时CO2的转化率比CH4的高,则曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化,B项正确;使用催化剂只能加快化学反应速率,对化学平衡无影响,即曲线A和曲线B不能相重叠,C项错误;恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,通过增大n(CO2)或减小压强继续反应,可以使CH4的转化率从X点提高到Y点,D项正确。
下列有关说法正确的是( )A.T1~T2内,温度升高,平衡逆向移动,故该反应的ΔH<0B.B、C、D三点的逆反应速率:B点>C点>D点C.T1时,若保持温度、压强不变,则达到平衡状态时,甲醇的转化率α:40%<α<80%D.T2时,保持其他条件不变,向已达到平衡的容器中再通入0.08 ml CH3OH,0.20 ml CO和0.60 ml CH3COOH,则平衡不移动
解析 由题给图像可知,温度升高,甲醇的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,该反应的ΔH<0,A项正确。B、C、D三点时反应均达到平衡,此时正逆反应速率相等,由于温度T3>T2>T1,且B点到D点的过程中甲醇的转化率也逐渐降低,说明反应物的浓度D点>C点>B点,故正反应速率D点>C点>B点,逆反应速率D点>C点>B点,B项错误。T1时,若保持温度、压强不变,则随着反应的进行容器体积缩小,相较于温度、体积不变时,平衡正向移动,甲醇的转化率α>80%,C项错误。T2时,反应达到平衡状态时甲醇的转化率为60%,列出三段式后计算可得平衡常数K=30;此时保持其他条件不变,再向容器中通入0.08 ml CH3OH,0.20 ml CO和0.60 ml CH3COOH,Qc=30=K,平衡不移动,D项正确。
答案 (1)1∶1 (2)1×10-4
答案 (1)温度过高使亚硝酸菌变性
解析 (1)由图A可知35 ℃时反应速率迅速下降是因为反应中有亚硝酸菌参与,而温度过高会使细菌亚硝酸菌中的蛋白质发生变性,从而导致速率变慢。
答案 (2)d、c、b、a 2.67
答案 (1)其他条件不变时,增大压强,CH3CH2CH===CH2催化裂解为丙烯或乙烯的平衡均逆向移动,CH3CH2CH===CH2的质量分数会增大
(2)在1-丁烯裂解的实际生产中,为了提高产物中丙烯的含量,除了选择合适的温度和压强之外,还有一条关键措施是________________。0.1 MPa和300~700 ℃下,1-丁烯裂解产物中各组分比例变化的曲线如下图所示。由图可知,生产过程中提高丙烯质量分数的最佳温度为________ ℃,在该温度之前各温度对应的组成________(填“一定是”、“可能是”或“一定不是”)平衡态,理由是__________________。
答案 (2)高选择性的催化剂 450 可能是 1-丁烯裂解为丙烯和乙烯的反应均为吸热反应,升高温度,两个平衡均正向移动,导致丙烯和乙烯的质量分数增大
7.(2021·1月广东适应性考试)温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。
答案 (1)+247.4
(2)一定条件下,向体积为V L的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0 ml及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图1所示。
图1中a和b分别代表产物__________和________,当温度高于900 K,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是__________________________________。Ⅱ.Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图2所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图3所示。
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