安徽省2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡（解答题）

这是一份安徽省2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡（解答题），共32页。试卷主要包含了原理综合题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
安徽省2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡（解答题）

一、原理综合题
1．（2023·安徽蚌埠·统考三模）能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
(1)在298K、100kPa时，已知：
C(s，石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·mol-1
在298K时由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g) 的热化学方程式为___________________。
(2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· mol-1
副反应：CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·mol -1
工业合成甲烷通常控制温度为500°C左右，其主要原因为_____________________________。
(3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g) ，保持总压为100kPa发生反应：
CH4(g) +4NO(g) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH ”或“”，或“=”)，其原因是_______。

5．（2023·安徽蚌埠·统考二模）CH4和CO2两种引发温室效应气体可以转化为合成气(H2和CO)进而可以解决能源问题：
(1)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为
2H2(g) + CO(g)= CH3OH(1) ΔH1= -116kJ ·mol-1
已知：CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH2= -283 kJ ·mol-1
H2(g) +O2(g) =H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1
H2O(g) =H2O(1) ΔH4= -44 kJ ·mol-1
表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________。
(2)CH4制备合成气反应CH4(g) +H2O(g)CO(g) + 3H2(g)通过计算机模拟实验。在400 ~ 1200°C，操作压强为3. 0MPa条件下，不同水碳比(1 ~10)进行了热力学计算，反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。

据模拟实验可知，该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。平衡温度为750°C ，水碳比为5时， H2的物质的量分数为0.3，则CH4的转化率为_______，用各物质的平衡分压计算Kp=_______ MPa2。 (分压=总压 ×物质的量分数，结果保留2位小数)
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应：
3CH3OH(g)C3H6(g) + 3H2O(g)。

该反应VanˊtHoff方程的实验数据如图中曲线a所示，已知VanˊtHoff方程为+C(ΔH为该反应的焓变，假设受温度影响忽略不计，K为平衡常数，R和C为常数) ，则该反应的焓变ΔH =________kJ·mol-1。对于另一反应实验数据如图中的曲线b所示，若该反应焓变为ΔH '，则△H_________ΔH ' (填“>”“”、“”“”“     45 kPa    

【详解】（1）设①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)  △H1=－393.5kJ·mol－1；
②H2(g) +O2(g)=H2O(1)               ΔH2= -285.8 kJ· mol-1；
③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l)  △H3=－2599kJ·mol－1；
利用盖斯定律将①×2+②-③×可得：
2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=（-393.5kJ/mol）×2+×（-571.6kJ/mol）-×（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ/mol；
（2）加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低，温度高于500℃，对于副反应CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g)，正反应吸热，平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成，故答案为：温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成；
（3）①A．该反应前后气体计量系数不变，故气体体积也始终不变，则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡，A错误；
B．由选项A可知，该反应前后气体计量系数不变，且所有的反应物和产物都是气体，则该反应体系的密度始终不变，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，B错误；
C．随着反应的进行一氧化氮在减少，氮气在增大，则一直在变化，故不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；
故选C；
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知，随着的增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，CH4的转化率增大而NO的转化率却减小，由图3所示信息可知，曲线II表示T3K下NO平衡转化率～的关系，由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H