备考2024届高考化学一轮复习强化训练第七章化学反应速率和化学平衡第5讲化学反应速率与化学平衡的图像

这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第七章化学反应速率和化学平衡第5讲化学反应速率与化学平衡的图像，共3页。试卷主要包含了8 kJ·ml－1，5 kJ·ml－1，1 kJ·ml－1　等内容，欢迎下载使用。


A.其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变，在175～300 ℃范围，随着温度的升高，出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
解析 A项，图示中NH3的转化率并不是平衡转化率，由“NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应”，知升高温度，平衡逆向移动，NH3的平衡转化率减小，错误；B项，由图像知，其他条件不变，在175～300 ℃范围，随着温度的升高，NH3的转化率逐渐增大至几乎不变，N2的选择性逐渐减小，则低温时，NH3的转化率为影响N2产量的主要因素，高温时，N2的选择性为影响N2产量的主要因素，故出口处N2的量先增大后减小，错误；C项，温度高于250 ℃时，N2的选择性减小较快，NH3更易转化成NO或N2O，仍会污染环境，错误；D项，N2对环境无污染，由题图知，低温下，N2的选择性高，但低温下反应速率慢，所以单位时间内NH3的转化率不高，故需要研发低温下NH3转化率高且N2选择性高的催化剂，正确。
2.[浙江高考] 在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性（生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值）随温度、乙醇进料量（单位：mL·min－1）的关系如图所示（保持其他条件相同）。

在410～440 ℃温度范围内，下列说法不正确的是（ A ）
A.当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高
B.当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大
C.当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小
D.当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大
解析 分析题图可知，当乙醇进料量一定，随着乙醇转化率增大，乙烯的选择性先增大后减小，A项错误；由乙烯选择性变化曲线可知，当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯的选择性先增大后减小，B项正确；由乙醇转化率变化曲线可知，当温度一定时，乙醇的进料量增大，乙醇转化率减小，C项正确；由乙烯选择性变化曲线可知，当温度一定时，乙醇的进料量增大，乙烯选择性增大，D项正确。
3.[2021江苏]甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。
（1）500 ℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应：
CH4（g）＋H2O（g）⇌CO（g）＋3H2（g）
CO（g）＋H2O（g）⇌H2（g）＋CO2（g）
已知CaO（s）＋CO2（g）CaCO3（s） ΔH＝－178.8 kJ·ml－1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是 提高H2产率，提供热量 。
（2）CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝246.5 kJ·ml－1
反应Ⅱ：H2（g）＋CO2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＝41.2 kJ·ml－1
反应Ⅲ：2CO（g）CO2（g）＋C（s） ΔH＝－172.5 kJ·ml－1
①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O（g），可减少C（s）的生成，反应3CH4（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）4CO（g）＋8H2（g）的ΔH＝ 657.1 kJ·ml－1 。
②1.01×105 Pa下，将n起始（CO2）∶n起始（CH4）＝1∶1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800 ℃下CO2平衡转化率远大于600 ℃下CO2平衡转化率，其原因是 反应Ⅰ、反应Ⅱ的ΔH＞0，高温下正反应进行程度大，CO2反应的量多；反应Ⅲ的ΔH＜0，高温下正反应进行程度小，CO2的生成量少 。
图1
（3）利用铜－铈氧化物（xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属）催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n（CO）∶n（O2）∶n（H2）∶n（N2）＝1∶1∶49∶49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。

图2 图3
①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤（i）中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为 Cu由＋2价变为＋1价，Ce由＋4价变为＋3价 。
②当催化氧化温度超过150 ℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是 温度升高，Cu2＋（或Cu＋）被H2（或CO）还原为Cu 。
解析 （1）CaO吸收CO2，促使CO（g）＋H2O（g）⇌H2（g）＋CO2（g）平衡右移，可以提高H2的产率，且CaO吸收CO2为放热反应，可以为重整过程提供热量。（2）①依据盖斯定律，由反应Ⅰ×3－反应Ⅱ×2可得目标反应，则目标反应的ΔH＝246.5 kJ·ml－1×3－41.2 kJ·ml－1×2＝657.1 kJ·ml－1。②从平衡移动角度分析，升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，CO2的转化率提高，反应Ⅲ逆向移动，生成CO2的量减小，所以三个反应综合考虑，CO2的平衡转化率在高温下更大。（3）①铜－铈氧化物（xCuO·yCeO2）中Cu为＋2价，Ce为＋4价，步骤（i）中，CO转化为CO2，碳元素化合价升高2，则铜－铈氧化物中Cu和Ce的化合价应降低，由Ce和Cu基态原子核外电子排布式可推知Cu由＋2价变为＋1价，Ce由＋4价变为＋3价。