内容发布更新时间 : 2024/11/9 2:12:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
度为T1时的平衡常数大于温度为T2时的平衡常数，再结合温度
不变平衡常数不变知，K(b)>K(a)＝K(c)，B项错误；温度越高，压强越大，反应速率越大，故vb>va，C项正确；设HF为x mol，(HF)2为y mol，当
m总20x＋40y－1
＝30 g·mol时，有＝n总x＋y30，解得x＝y，即n(HF)∶n[(HF)2]＝1∶1，D项错误。]
4．(2019·福州模拟)以CO2与NH3为原料可以合成尿素[CO(NH2)2]。合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)。
在不同温度及不同y值下合成尿素，达到平衡时，氨气转化率的变化情况如图所示。该反应的H_________0(填“>”“<”或“＝”，下同)，若y表示压强，则y1________y2，若
nH2O
y表示反应开始时的水碳比[]，则y1________y2。
nCO2
[解析] 根据题图知，y一定时，降低温度，NH3的转化率增大，平衡正向移动，根据平衡移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，故正反应为放热反应，ΔH<0。若y表示压强，y2→y1，NH3的转化率增大，平衡正向移动，根据平衡移动原理，加压时平衡正向移动，故y1>y2。根据平衡移动原理，减小水碳比[若y表示水碳比，则y1 [答案] < > < 反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆，未达平衡；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH<0。 [对点训练] 5．工业上，利用CO和H2合成二甲醚：3CO(g)＋3H2(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)，为了寻找合适的温度，研究者进行了多次实验，每次实验保持原料气组成(3 mol CO、3 mol H2)、体积(10 L)、反应时间等因素不变，实验结果如图所示。下列说法正确的是( ) A．X、Y两点对应的正反应速率相等 B．合成二甲醚反应的ΔH>0 C．反应温度应控制在240～260 ℃之间 D．选择合适催化剂，可以提高CO的转化率 C [X、Y两点所对应的温度不同，故正反应速率不同，A项错误；CO转化率达到最高 5 nH2O ]，平衡正向移动，NH3的转化率增大， nCO2 后再升温，转化率降低，故合成二甲醚的反应为放热反应，即ΔH<0，B项错误；由图像可知，CO的转化率在240～260 ℃之间可达到最高点，即转化率较大，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能使平衡移动，不能提高CO的转化率，D项错误。] 化学平衡曲线外的非平衡点分析 对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， L线上所有的点都是平衡点。 左上方(E点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则右下方(F点)v正 [对点训练] 6．(2019·陕西模拟)在两个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。 (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)由题图可知，氢碳比不变时，温度升高CO2的平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，故逆反应是吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0。(3)氢碳比[ nH2 ] nCO2 越大，二氧化碳的转化率越大，故X>2.0。(4)相同温度下，Q点二氧化碳的转化率小于平衡时的转化率，说明Q点未达到平衡，反应向正反应方向进行，逆反应速率增大，到P点平衡状态时不变，故在氢碳比为2.0时，Q点v(逆)小于P点的v(逆)。 cC2H4·c4H2O [答案] (1)2 (2)< 温度升高CO2的平衡转化率减小，平衡逆向 cCO2·c6H2 移动，故逆反应是吸热反应，正反应为放热反应 (3)> (4)< 化工生产中的特定图像分析 化工生产中的特定图像充分体现化学知识的“学以致用”的目标，是高考命题专家特别关注的命题点。图像中涉及的信息非常多，如温度、压强、转化率、百分含量、投料比、产率等，分析时一定注意分析图像涉及的物理量含义。 [对点训练] 6 7．一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)＋SO2(g) 催化剂 2CO2(g)＋S(l) ΔH＝－270 kJ·mol －1 (1)其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是_______________。 图1 图2 (2)某科研小组用Fe2O3作催化剂。在380 ℃时，分别研究了[n(CO)∶n(SO2)]为1∶1、3∶1时SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO)∶n(SO2)＝3∶1的变化曲线为________。 [解析] (1)从图1中可以看出，相比NiO和Cr2O3，用Fe2O3作催化剂时，在较低温度下，SO2的转化率已很高，这样既能去除SO2，又能节省能源。(2)CO与SO2反应方程式为2CO＋SO2 催化剂 2CO2＋S，nCO31 ＝与相比是增大了CO的“量”，上述平衡正移，SO2的 nSO211 转化率升高，与曲线a相符。 [答案] (1)Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度下可获得较高的SO2转化率，从而节约能源 (2)a 8．汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。 若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________； 在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制的最佳温度在________左右。 [答案] NO分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行 870 K 9．(2019·黄冈模拟) (1)向甲、乙、丙三个容积均为2 L的密闭装置中均充入4 mol N2 和H2的混合气体，但N2、H2的投料比不同，在400 ℃时反应，测定N2的体积百分含量，得到图1。 ①乙装置中N2、H2的投料比为________。 图1 ②反应达到平衡后，测得乙装置中H2的体积百分含量为25%，则400 ℃时，合成氨反应的平衡常数为________(不需注明单位)。 7 (2)向M、N两个装置中分别充入相同投料比的N2、H2，进行合成氨反应，各反应1小时，测定不同温度下N2的转化率，得到图2。 图2 ①N2、H2在M、N两装置中反应时，不同的条件可能是 ______________________________________________________________ ____________________________________________________________。 ②在300 ℃时，a、b两点转化率存在差异的原因是_________________ ____________________________________________________________。 [解析] (1)①设起始时乙装置中N2为x mol，则H2为(4－x)mol，设平衡建立过程中N2转化a mol，根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，可知平衡时N2为(x－a)mol，H2为(4－x－3a)mol， xx－aNH3为2a mol，又知反应过程中氮气的体积百分含量不变，则＝，解得x＝2，故乙装 44－2a置中充入的N2和H2均为2 mol，N2、H2的投料比为1∶1。②起始时乙装置中的N2、H2均为2 mol，设平衡建立过程中N2转化b mol，则达平衡时N2为(2－b)mol，H2为(2－3b)mol，NH32－3b为2b mol，H2的体积百分含量为25%，则×100%＝25%，解得b＝0.4，故平衡时N2为 4－2b1.6 mol，H2为0.8 mol，NH3为0.8 mol，c(N2)＝0.8 mol·L，c(H2)＝0.4 mol·L，0.4 c(NH3)＝0.4 mol·L，平衡常数K＝3＝3.125。(2)①M、N两装置中N2的转化率点 0.8×0.4 －1 2 －1 －1 线在c点相交，即在此温度下N2的转化率相同，两装置所达平衡相同，又两装置中N2、H2的投料比相同，且达平衡前M中N2的转化率始终比N中大，即M中反应速率快，因此M中使用了催化剂。②M装置中使用了催化剂，a点反应速率快，且合成氨的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率减小，故a点时反应已达到平衡，b点反应速率慢，且反应没达到平衡，故虽然a、b两点温度相同，但转化率不同。 [答案] (1)①1∶1 ②3.125 (2)①M装置中使用了催化剂 ②M装置中使用了催化剂，a点反应速率快，达到了平衡，b点反应速率慢，没达到平衡 10．将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。 T1、T2、T3由大到小的关系是________，判断理由是_______________ ___________________________________________________________。 [解析] 该反应是气体体积减小的反应，压强增大，平衡正向移动，平衡时CO的体积 8