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    新高考化学二轮复习考点提升讲与练专题06 化学反应速率与平衡(专练)(解析版)
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    新高考化学二轮复习考点提升讲与练专题06 化学反应速率与平衡(专练)(解析版)

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    这是一份新高考化学二轮复习考点提升讲与练专题06 化学反应速率与平衡(专练)(解析版),文件包含新高考化学二轮复习考点提升讲与练专题06化学反应速率与平衡专练原卷版docx、新高考化学二轮复习考点提升讲与练专题06化学反应速率与平衡专练解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共30页, 欢迎下载使用。

    1.(2022·河北衡水中学高三调研)催化加氢能生成乙烯和,按投料,保持压强为,反应达到平衡时,四种气体组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
    A.表示变化的曲线是
    B.催化加氢合成和反应的大于0
    C.当反应达到平衡时,若增大压强,则变小
    D.图中点对应的平衡常数为
    【答案】D
    【解析】解答本题的关键是根据图象判断出a、b、c、d所代表的物质。催化加氢生成乙烯和的化学方程式为,由图中曲线的起点坐标可知,c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1:3,d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4,则结合方程式中各物质的化学计量数之比可以判断:曲线a表示氢气,曲线b表示水,曲线c表示二氧化碳,曲线d表示乙烯。由分析可知:表示变化的曲线是d,故A错误;对曲线a,随温度的升高,氢气的物质的量分数增大,说明反应逆向进行,正向是放热反应,催化加氢合成和反应的小于0,故B错误;对气体体积减小的反应,当反应达到平衡时,若增大压强,平衡正向移动,则变大,故C错误;原料初始组成n(CO2):n(H2)=1:3,体系总压强为建立平衡。据点的坐标,可知,该温度下,H2和H2O的物质的量分数均为0.39,则C2H4的物质的量分数为水的四分之一,CO2的物质的量分数为氢气的三分之一,该温度时反应的平衡常数Kp= =,对应的平衡常数为,故D正确;故选D。
    2.(2022·广东茂名高三模拟)如图表示使用不同催化剂(和)时催化转化为过程中的能量变化。下列说法错误的是( )
    (注:其中吸附在催化剂表面的物种用“· ”表示)
    A.在催化剂催化过程中,·是最稳定的中间产物
    B.·转化为的过程吸热
    C.吸附在表面的同种中间产物的能量高于吸附在表面的
    D.其他条件相同时,分别使用、两种催化剂,转化为,其转化率相同
    【答案】B
    【解析】由题图可知,在催化剂催化过程中·的相对能量最低,·是最稳定的中间产物,A项正确;由题图可知,转化为的过程中的能量变化与·所吸附的催化剂种类有关,吸附在催化剂表面的转化为的过程放热,吸附在催化剂表面的·转化为的过程吸热,B项错误;由题图可知,吸附在表面的同种中间产物的能量高于吸附在表面的,C项正确;催化剂只能改变反应速率,不能使化学平衡移动,D项正确;答案选B。
    3.(2022·山东济南高三模拟)如图表示反应,在时间段内反应速率的变化图,已知在、、时改变外界条件,每次外界条件的改变都是单一条件的改变。下列有关说法正确的是( )
    A.时改变的条件是压缩反应容器
    B.时改变条件后反应的正活化能和均下降
    C.平衡常数
    D.氨气的体积外数
    【答案】C
    【解析】该图描述的是反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的速率—时间图,该反应是气体分子数减小的放热反应。
    t1时:v(逆)突然变大,然后缓慢下降,v (正)突然变大,然后缓慢增加,平衡向逆反应方向移动,改变的条件是升温。t3时:v (正)和v (逆)同等程度增加,平衡不移动,改变的条件是使用了催化剂。t4时:v (逆)突然变小,然后缓慢下降,v (正)突然变小,然后缓慢增加,平衡向逆反应方向移动,改变的条件是降低压强(增大反应容器体积)。根据上述分析可知,t1时改变的条件是升温,A项错误;使用催化剂,会使反应的正活化能降低,但焓变保持不变,B项错误;对于同一个反应,只有温度影响平衡常数,该反应是放热反应,升高温度,平衡常数降低,故平衡常数K(t0~t1)>K(t2~t3) >K(t5~t6),C项正确;t3时改变的条件是使用了催化剂,加入催化剂不影响平衡移动,氨气的体积分数∅(t2~t3)= ∅(t3~t4),t4时改变的条件是降低压强(增大反应容器体积),平衡向逆反应方向移动,平衡后氨气的体积分数降低,即∅(t3~t4)> ∅(t5~t6),D项错误;故选C。
    4.(2022·辽宁大连市高三模拟)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
    A.催化剂a降低了N2的键能,加快了反应速率
    B.N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
    C.在催化剂b表面形成氮氧键时,不涉及电子转移
    D.催化剂a、b能提高反应的平衡转化率
    【答案】B
    【解析】催化剂a是催化N2与H2反应生成NH3,降低了该反应的活化能,并不能改变键能,故A错误;N2与H2反应生成NH3的反应为N2+3H22NH3,该反应为化合反应,原子利用率为100%,故B正确;在催化剂b表面反应为NH3转化为NO,反应中N元素化合价发生变化,存在电子转移,故C错误;催化剂a、b只是减小反应的活化能,并不能改变平衡转化率,故D错误;综上所述,合理的是B项,故答案为B。
    5.(2022·福建宁德市高三一模)在金属Pt、Cu和Ir(铱)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()以达到消除污染的目的,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
    A.Ir表面反应的反应物是H2和N2O气体
    B.导电基体中Pt上既发生氧化反应又发生还原反应
    C.若导电基体上只有Cu,难以消除含氮污染物
    D.若导电基体上的Cu颗粒增多,能提高硝态氮()的平衡转化率
    【答案】D
    【解析】根据图像可知,Ir表面反应的反应物是H2和N2O气体,生成物为N2和H2O,A说法正确;导电基体中Pt上氢气失电子生成氢离子,发生氧化反应,NO得电子生成N2O,硝酸根离子得电子生成NO,发生还原反应,则Pt上既发生氧化反应又发生还原反应,B说法正确;根据图像可知,硝酸根离子得电子与氢离子反应生成氮的氧化物和水,则若导电基体上只有Cu,氢气不能失电子生成氢离子,难以消除含氮污染物,C说法正确;若导电基体上的Cu颗粒增多,消耗硝酸根离子的速率增大,但对硝态氮()的平衡转化率无影响,D说法错误;答案为D。
    6.(2022·河北廊坊高三模拟)80℃时,向1L恒容密闭容器中充入 ,发生反应 ,实验测得如下数据:
    下列有关说法错误的是( )
    A.内,
    B.升高温度,该反应的平衡常数增大
    C.其他条件不变,时再充入 ,达新平衡时的转化率减小
    D.升高温度可使正反应速率增大,逆反应速率减小,故平衡正移
    【答案】D
    【解析】内,,则,故A正确;该反应为吸热反应,温度升高,平衡向吸热的方向移动,即往正反应方向移动,平衡常数增大,故B正确;其他条件不变,时再通入 ,相当于增大压强,平衡逆向移动,达新平衡时,的转化率减小,故C正确;升高温度,不管是反应物分子还是生成物分子都获得了能量,正反应和逆反应的活化分子百分数都会增大,所以正反应速率和逆反应速率都增大,但吸热反应速率增大的程度大于放热反应速率增大的程度,所以平衡向吸热反应方向移动,即该反应向正反应方向移动,故D错误。故选D。
    1.(2022·湖北高三零模)甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
    ①ΔH=+206kJ/ml
    ②ΔH=-41kJ/ml
    恒定压强为时,将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
    回答下列问题:
    (1)写出与生成和的热化学方程式:_____________________。
    (2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是_______(填标号)。
    A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
    B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
    C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
    D.加入合适的催化剂,降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
    (3)系统中的含量,在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:
    ①低于700℃,______________;
    ②高于700℃,______________。
    (4)已知投料比为n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体,。600℃时,的平衡转化率为_______,反应①的平衡常数的计算式为_______(是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
    【答案】(1)ΔH=247kJ/ml (2) C (3) 由于正反应方向吸热,随着温度的升高,反应向正反应方向进行的程度较大,氢气的物质的量逐渐增大 随着反应的进行,一氧化碳的物质的量增大,发生反应②,反应②正反应放热,当温度升高时,平衡逆向移动,使氢气的物质的量减小 (4) 77.78% 5859.375
    【解析】(1)①ΔH=+206kJ/ml
    ②ΔH=-41kJ/ml
    根据盖斯定律,①-②,ΔH=+206kJ/ml+41kJ/ml=247kJ/ml,得到和生成和的热化学方程式:ΔH=247kJ/ml;
    (2)由反应ΔH=+206kJ/ml;
    A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,总压强增大,各物质的分压不变,各气体的浓度没变,化学反应速率不变,故A不符合题意;
    B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数不变,单位体积活化分子数增加,有效碰撞几率增大,反应速率加快,故B不符合题意;
    C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快,故C符合题意;
    D.反应为吸热反应,加入合适的催化剂,缩短达到平衡的时间,但不影响平衡的移动,单位时间内气体的转化率不变;降低反应温度,平衡逆向移动,单位时间内气体的转化率减小,故D不符合题意;
    答案选C;
    (3)①温度低于700℃时,由于正反应方向吸热,随着温度的升高,反应向正反应方向进行的程度较大,氢气的物质的量逐渐增大;
    ②温度高于700℃,随着反应的进行,一氧化碳的物质的量增大,发生反应②,反应②正反应放热,当温度升高时,平衡逆向移动,使氢气的物质的量减小;
    (4)已知投料比为的混合气体,设甲烷的初始物质的量为1ml,水蒸气的物质的量为3ml,设转化的甲烷的物质的量为x,设转化的一氧化碳的物质的量为y,
    由图可知,600℃时,CH4的物质的量分数为0.04,各气体的总物质的量为1-x+3-x-y+x+3x+y=4+2x,==0.04,解得x=ml,的平衡转化率为×100%=77.78%;
    600℃时,由图可知,,平衡时H2的物质的量分数为0.50,可以得到:=0.5,解得y=ml,平衡时CO的物质的量=ml-ml=ml,CO的物质的量分数为=0.06,CH4的物质的量分数为0.04, H2O的物质的量分数为0.32,H2的物质的量分数为0.50,反应①的平衡常数的计算式为Kp===5859.375。
    2.(2022·广东高三零模)温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。
    I.CH4与CO2重整可以同时利用两种温室气体,其工艺过程中涉及如下反应:
    反应①CH4(g) + CO2(g)⇌2CO(g)+2H2 (g) ΔH1
    反应②CO2 (g)+ H2 (g)⇌CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.2 kJ·ml-1
    反应③CH4 (g)+O2(g)⇌CO(g) + 2H2(g) ΔH3 = -35.6 kJ·ml-1
    (1)已知:O 2(g)+H2(g)= H2O(g) ΔH = -241.8 kJ·ml-1,则ΔH1 =______ kJ·ml-1。
    (2)一定条件下,向体积为VL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所示。
    ①图中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______。
    ②1100 K时,CH4与CO2的转化率分别为95%和90%,反应①的平衡常数K=______ ( 写出计算式)。
    II.Ni-CeO2 催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1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2所示。
    (3)下列对CO2甲烷化反应体系的说法合理的有______。
    A.含碳副产物的产率均低于CH4
    B.存在反应CO2+4H2⇌CH4 + 2H2O
    C.存在副反应CO2+ H2⇌CO+ H2O
    D.CO2 转化为CH4的过程中发生了能量转化
    E.温度高于260℃后,升高温度,甲烷产率几乎不变
    (4) CO2甲烷化的过程中,保持CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量控制在40 mL·min-1,320 ℃时测得CO2转化率为80%,则CO2反应速率为______mL·min-1。
    【答案】(1)+247.4 kJ·ml-1 (2) H2 CO 反应O 2(g)+H2(g)= H2O(g)是放热反应,升高温度,平衡逆行移动,H2O的含量减小 (3) ABCDE (4)6.4
    【解析】I. (1)记反应O 2(g)+H2(g)= H2O(g)为反应④,由盖斯定律反应①=②+③-④,故ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH =41.2-35.6+241.8= +247.4 kJ·ml-1
    (2) ①由反应①②③可知,反应产物有CO、H2和H2O,生成的H2会在反应②中与CO2反应生成CO,CO的产量高于H2,故a曲线表示产物H2,b曲线表示CO;反应②是吸热反应,升高温度,有利于反应的正向进行,H2O的含量增大,但反应O 2(g)+H2(g)= H2O(g)为放热反应,升高温度,不利于反应的正向进行,H2O的含量减小;
    ②1100 K时,CH4与CO2的转化率分别为95%、 90%,则计算得平衡时c(CH4)= =ml/L,c(CO2)= =ml/L,由图可知,c(H2)=ml/L,c(CO)=ml/L,则
    反应①的平衡常数K= ==;
    II.(3)由图可知,含碳产物中CH4的物质的量百分数Y70%,则含碳副产物的产率30%,故含碳副产物的产率均低于CH4,A正确;由题意及图Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4,故存在反应CO2+4H2⇌CH4 + 2H2O,B正确;由图可知,存在CO2和 H2反应生成CO+和H2O,C正确;化学反应伴随着物质变化和能量变化,D正确;由图2可知,当温度高于260℃时,CO2的转化率还在增大,但CH4的百分含量几乎不在变化,则继续升高温度甲烷产率几乎不变,E正确,故答案为ABCDE;
    (4) CO2甲烷化的过程中,CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量为40 mL·min-1,则1min内初始时CO2的体积为40× mL=8 mL,320 ℃时CO2转化率为80%,则CO2反应速率为v = mL·min-1=6.4 mL·min-1。
    3.(2022·上海市控江中学高三月考)对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理,可实现绿色环保、节能减排等目的。汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为:
    2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)+Q (Q>0)。
    一定条件下,在一密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如下表:
    (1)根据表格中数据计算该反应的平衡常数K=___________。
    (2)前2s内的平均反应速率(N2) =___________ ; 达到平衡时, CO的转化率为___________。
    (3)采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术,同时吸收SO2和NOx,获得(NH4)2SO4的稀溶液。
    ①检验溶液中阳离子的方法是___________。
    ②往(NH4)2SO4溶液中再加入少量(NH4)2SO4固体, 的值将___________(填“变大”、“不变”或“变小”)
    用NaOH溶液吸收SO2,并用CaO使NaOH再生:NaOH溶液 Na2SO3溶液
    (4)写出过程①的离子方程式:___________。
    (5)CaO在水中存在如下转化: CaO(s)+ H2O(1) →Ca(OH)2(s)Ca2+ (aq)+ 2OH-(aq) 从平衡移动的角度,简述过程②)NaOH再生的原理___________。
    (6)如图是Na2SO3溶液中各离子浓度的相对大小关系示意图,其中,③是___________ ( 填微粒符号)。
    【答案】(1)5000 (2)1.88×10-4 25%
    (3)取少量溶液于一小试管,滴加氢氧化钠溶液,微热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,如果变蓝,则证明滤液中含有铵根离子 变大
    (4)2OH-+SO2=SO32-+H2O
    (5)SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成
    (6)OH-
    【解析】(1)根据表中数据可知,三段式分析为:
    故平衡常数为:K===5000;(2)前2s内的平均反应速率(N2)=(CO)=×=1.88×10-4ml/(L•s),CO的平衡转化率=×100%=25%;(3)①检验溶液中阳离子即H4+的方法是取少量溶液于一小试管,滴加氢氧化钠溶液,微热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,如果变蓝,则证明滤液中含有铵根离子;②在(NH4)2SO4溶液中存在水解反应,2NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,往(NH4)2SO4溶液中再加入少量 (NH4)2SO4固体,水解平衡向正方向进行,但铵根的水解率减小,所以 的值将变大;(4)用NaOH溶液吸收SO2,并用CaO使NaOH再生:NaOH溶液 Na2SO3溶液,故过程①即NaOH吸收SO2生成Na2SO3和H2O,该反应的离子方程式为:2OH-+SO2= SO32-+H2O;(5)过程②加入CaO,存在CaO(s)+H2O (l)═Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq),因SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成;(6)Na2SO3溶液中由于SO32-+H2O HSO3-+OH-,HSO3-+H2OH2SO3+OH-,溶液显碱性,故Na2SO3溶液中各离子浓度的相对大小关系为:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+),故图中③是OH- -。
    4.(2022·重庆市高三第四次质量检测考试)国家主席习近平指出,为推动实现碳达峰碳中和目标,我国将陆续发布重点领域和行业碳达峰实施方案和一系列支撑保障措施,构建起碳达峰、碳中和“”政策体系。二氧化碳加氢可转化为二甲醚,既可以降低二氧化碳排放量,也可以得到性能优良的汽车燃料。
    回答下列问题:
    (1)制取二甲醚的热化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H,则∆H=___________。
    已知:①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.0kJ∙ml-1
    ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2=-23.5kJ∙ml-1
    (2)往一容积为的恒容密闭容器中通入2mlCO和6mlH2,一定温度下发生反应::2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g),起始总压为p0,20 min时达到化学平衡状态,测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%。
    ①达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是___________(填字母序号)。
    a.容器内气体压强不再发生改变
    b.正、逆反应速率相等且均为零
    c.向容器内再通入1mlCO和3mlH2,重新达平衡后CH3OCH3体积分数增大
    d.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
    ②0-20 min内,用H2表示的平均反应速率v(H2) =___________,CO2的平衡转化率α(CO2)=___________;该温度下,反应的平衡常数KP=___________(用含p0的式子表达,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
    ③升高温度,二甲醚的平衡产率___________(填“增大”、“减小”或“不变”),简述理由:___________。
    ④工业上,CO2与H2混合气体以一定的比例和一定流速分别通过填充有催化剂I、II的反应器,CO2转化率与温度的关系如下图。在催化剂II作用下,温度高于T1时,CO2转化率下降的原因可能是_______。
    【答案】(1)-121.5kJ∙ml-1
    (2)ac 0.1 ml·L-1·min-1 66.7% 减小 二甲醚的合成反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二甲醚产率降低 催化剂的活性降低
    【解析】(1)①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.0kJ∙ml-1
    ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2=-23.5kJ∙ml-1
    利用盖斯定律,将反应①+反应②,即得2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)∆H=2×∆H1+∆H2=2×(-49.0kJ∙ml-1)+( -23.5kJ∙ml-1)= -121.5kJ∙ml-1;(2)①对于反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g),达到化学平衡状态时:a项,容器内各气体的物质的量不变,容器的体积不变,压强不变,a正确;b项,达平衡时,各物质的量不变,正、逆反应速率相等但都大于零,b不正确;c项,向容器内再通入1mlCO和3mlH2,相当于加压,平衡正向移动,重新达平衡后CH3OCH3体积分数增大,c正确;d项,向容器内通入少量氦气,反应混合气体的浓度不变,平衡不发生移动,d不正确;故选ac;②往一容积为2L的恒容密闭容器中通入2mlCO和6mlH2,一定温度下发生反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g),起始总压为p0,20 min时达到化学平衡状态,测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%。设参加反应的CO2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
    则,x=ml。0-20 min内,用H2表示的平均反应速率v(H2) == ,CO2的平衡转化率≈66.7%;达平衡时,总压强为=,该温度下,反应的平衡常数KP==。③依据平衡移动原理,对于放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二甲醚的平衡产率减小,理由:二甲醚的合成反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二甲醚产率降低。④从图中可以看出,在催化剂II作用下,温度高于T1时,CO2转化率下降,可能是催化剂对此反应的催化效率降低,或有其它副反应发生,即原因可能是催化剂的活性降低。
    5.(2022·山东省青岛第五十八中学高三期中)我国的能源消费结构以燃煤为主,将煤气化可减少环境污染。
    (1)将煤与水蒸气在恒容密闭容器中反应,可制合成气。制备过程中的主要反应(I)、(II)的lg KP (KP为以分压表示的平衡常数)与温度T的关系如下图所示。
    在容积为1L的密闭容器中充入1mlCO、1mlH2O只发生反应(Ⅱ),反应5分钟到达图中a点,请计算0~5min时间内,v(H2)___________;已知反应速率分别为正、逆反应速率常数,为物质的量分数,___________。
    (2)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为___________(已知:Ka1(H2S )=9.1×10-8,Ka2(H2S)=11×10-12;Ka1(H2CO3 )=4.30×10-7,Ka2(H2CO3)=5.61×10-11)
    (3)已知:CO(g)+3H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H1=+ akJ·ml-1
    2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·ml-1
    CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H3=+ckJ·ml-1 (a、b、c均为正值)
    则CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g)的△H4=___________ kJ·ml-1 (用a、b、c表示)。
    (4)CO2还可制取CH3OH(g)和水蒸气。将1mlCO2和3mlH2充入0.5L恒容密闭容器中,在两种不同催化剂下发生反应,相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图3所示:
    ①随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小,理由是___________。
    ②已知c点容器内压强为P,在T5温度反应的平衡常数Kp为___________(用含P的关系式表示)
    【答案】(1)0.1ml·L-1·min-1 100 (2)CO32-+H2S=HCO3-+HS-
    (3)(2a+2b-c)kJ∙ml-1
    (4)b点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,CO2转化率增大;b点后,反应已达平衡,随温度升高,平衡左移,CO2转化率降低
    【解析】(1)在容积为1L的密闭容器中充入1mlCO、1mlH2O只发生反应(II),反应5分钟到达图中a点此时lgKp=0,Kp=1。 根据化学反应速率与物质反应关系,由于加入1mlCO、1mlH2O,反应是按1: 1物质的量关系进行,剩余的CO、H2O也是1: 1物质的量的关系,则反应产生的CO2、H2物质的量相等,则每种气体的物质的量及浓度都相同,此时n(CO)=0.5ml,c(CO2)=c(H2)=c(CO)=c(H2O)=0.5ml/L,所以0~5min时间内,v(H2)==0.1ml/(L·min);由于反应速率v=v (正) -v (逆) =,反应达到平衡时v (正)=v (逆),所以K==110-2,b处的lgKp=-2,Kp=110-2,由于反应时c(CO)=c(H2O)=1ml/L, c(CO2)=c(H2)=0;假设反应产生的c(CO2)=c(H2)=bml/L ,则平衡时c(CO)=c(H2O)=(1-b)ml/L,c(CO2)=c(H2)=bml/L,该反应前后体积不变,则Kp==110-2, 解得b=ml/L,c (CO) =c (H2O)= ml/L,根据图像所知,此温度下达到平衡时Kp=1,所以b处的==100;(2)已知:,所以H2S与 足量的Na2CO3反应生成HCO3-和HS-,则其离子方程式为:CO32-+H2S=HCO3-+HS-;(3)已知:①CO(g)+3H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H1=+ akJ·ml-1
    ②2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·ml-1
    ③ CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H3=+ckJ·ml-1 (a、b、c均为正值)
    根据盖斯定律,由2①-2②-③得反应CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g) △H4= (2a+2b-c)kJ∙ml-1;(4)①b点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,CO2转化率增大; b点后,反应已达平衡,随温度升高,平衡左移,CO2转化率降低;随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小;②c点时容器内的压强为P,二氧化碳的转化率为50%,列出三段式:

    平衡时各物质的物质的总量为0.5ml+1.5ml+0.5ml+0.5ml=3ml,在T5温度下该反应的平衡常数K为。
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    c(NO)/ml·L-1
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    2.50 × 10-4
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    1.00 × 10-4
    1.00 ×10-4
    c(CO)/ml·L-1
    3.60 × 10-3
    3.05 ×10-3
    2.85 × 10-3
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