高考化学一轮冲刺600分培优计划 三特训点陌生的化学平衡图像类题目加餐集训Word文档格式.docx

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③700K投料比[n（H2）/n（CO2）]＝2时，H2的平衡转化率为____________。

解析：

（1）①由图像可知，在相同条件下，水碳比越小，CO2的转化率越高，所以生产中应选用水碳比的数值范围为0.6～0.7。

②氨碳比在4.0左右时CO2的转化率与4.5时相差不大，所以生产中氨碳比控制在4.0左右比较适宜。

氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2转化率增加不大，提高了生产成本。

（2）①反应CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）的化学平衡常数的表达式为K＝

。

②该反应正反应方向是气体分子数减少的方向，反应的ΔS<

0，由于该反应在一定的条件下可以自发进行，所以ΔH<

0。

③由图像可知，700K投料比[n（H2）/n（CO2）]＝2时，CO2的转化率为30%。

假设H2和CO2的起始投料分别为2mol和1mol，则CO2的变化量为1mol×

30%＝0.3mol，由反应方程式CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）求出氢气的变化量为0.3mol×

3＝0.9mol，所以H2的平衡转化率为

×

100%＝45%。

答案：

（1）①0.6～0.7　②4.0比较适宜；

氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2转化率增加不大，提高了生产成本

（2）①K＝

　②<

　<

　③45%

2．（2018·

锦州模拟）二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向，发展成一项重要的新兴产业。

二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃，起始时以0.1MPa，n（H2）∶n（CO2）＝3∶1的投料比充入反应器中，发生反应：

2CO2（g）＋6H2（g）C2H4（g）＋4H2O（g）　ΔH。

（1）温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图1所示。

图中M点时，乙烯的体积分数为________（保留二位有效数字）；

为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施有_________________________________（任写两条）。

（2）不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示：

b曲线代表的物质是________；

T1温度下的平衡转化率为________，相对于起始状态，平衡时气体的平均相对分子质量增大的百分率为________（保留三位有效数字）。

（1）设H2的物质的量为3nmol，则CO2的物质的量为nmol，由图知，M点时CO2的转化率为50%，则有：

　　　6H2（g）＋2CO2（g）CH2===CH2（g）＋4H2O（g）

3n　　　n　　　　　　　0　　　　　　0

1.5n　　0.5n　　　　　0.25n　　　　n

1.5n0.5n0.25nn

乙烯的体积分数为

100%＝7.7%；

提高CO2平衡转化率的措施还有：

增大压强、增大n（H2）∶n（CO2）的比值、将产物乙烯气体分离出来等。

（2）由图1可知，升高温度，CO2的平衡转化率降低，则正反应为放热反应，图2表示的是不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量随温度的升高而变化，b曲线随温度的升高物质的量减小，则为生成物，且变化趋势大，应该是化学计量数大的H2O（g），即b曲线代表的物质是H2O（g）；

起始时以H2和CO2投料，T1时n（H2）＝6mol，n（H2O）＝4mol，生成4molH2O，需反应6molH2，则开始投料时n（H2）＝6mol＋6mol＝12mol，转化率为

100%＝50%。

　6H2（g）＋2CO2（g）CH2===CH2（g）＋4H2O（g）

12　　　4　　　　　　　0　　　　0

6　　2　　　　　1　　　　4

6214

平衡时气体的平均相对分子质量与气体的物质的量成反比，则增大的百分率为

100%＝23.1%。

（1）7.7%（或0.077）　增大压强或提高H2和CO2的物质的量的比值，或将产物乙烯气体分离出来等

（2）H2O（g）　50%　23.1%

3．（2018·

日照模拟）SO2和氮氧化物的转化和综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

（1）H2还原法是处理燃煤烟气中SO2的方法之一。

已知：

2H2S（g）＋SO2（g）===3S（s）＋2H2O（l）ΔH＝akJ·

mol－1

H2S（g）===H2（g）＋S（s）　ΔH＝bkJ·

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝ckJ·

写出SO2（g）和H2（g）反应生成S（s）和H2O（g）的热化学方程式：

________________________________________________________________________。

（2）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）。

若在T1℃、0.1MPa条件下，向一密闭容器通入SO2和O2[其中n（SO2）∶n（O2）＝2∶1]，测得容器内总压强与反应时间如图所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vC（正）与A点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vC（正）________vA（逆）（填“>

”“<

”或“＝”）。

③图中B点的压强平衡常数Kp＝________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×

物质的量分数）。

（3）利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。

当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。

①由图Ⅰ知，当废气中的NO含量增加时，宜选用________法提高脱氮效率。

②图Ⅱ中，循环吸收液中加入Fe2＋、Mn2＋提高了脱氮的效率，其可能原因为________________________________________________________________________。

（4）研究表明：

NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。

图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。

①写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式：

________________________________________________________________________

②温度高于60℃后，NO去除率随温度升高而下降的原因为________________________________________________________________________。

（1）已知三个方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①－②×

2＋③×

2得反应SO2（g）＋2H2（g）===S（s）＋2H2O（g）　ΔH＝ΔH1－2ΔH2＋2ΔH3＝（a－2b＋2c）kJ·

mol－1。

（2）①依据三段式法计算，设消耗O2的物质的量为x

　　　　　　　2SO2（g）＋O2（g）2SO3

起始量（mol）　　2a　　　a　　　0

变化量（mol）2xx2x

平衡量（mol）2a－2xa－x2x

图中A点时，气体压强为0.085MPa，则

＝

，x＝0.45a，SO2的转化率＝

②图像分析可知，T2>

T1，温度越高，反应速率越大，而且C点是平衡状态，A点反应未达到平衡状态，vA（逆）比vA（正）小，因此vC（正）与vA（逆）的大小关系为vC（正）>

vA（逆）。

③由图中B点，依据三段式法计算，设消耗O2的物质的量为y

　　　　　　　　2SO2（g）＋O2（g）2SO3

起始量（mol）　　　2a　　　a　　　　0

变化量（mol）2yy2y

平衡量（mol）2a－2ya－y2y

B点气体压强为0.07MPa，则

，y＝0.9a，平衡时，n（SO2）＝0.2amol，n（O2）＝0.1amol，n（SO3）＝1.8amol，p（SO2）＝

0.07MPa，p（O2）＝

0.07MPa，p（SO3）＝

0.07MPa，Kp＝

＝24300（MPa）－1。

（3）①由图Ⅰ知，当废气中的NO含量增加时，脱氮率较高的是好氧硝化法，故宜选用好氧硝化法提高脱氮效率；

②图Ⅱ中，Fe2＋、Mn2＋对该反应有催化作用，循环吸收液中加入Fe2＋、Mn2＋提高了脱氮的效率。

（4）①废气中的SO2与NaClO2反应生成硫酸钠和盐酸，其离子方程式为2H2O＋ClO

＋2SO2===Cl－＋2SO

＋4H＋。

②温度高于60℃后，温度升高，H2O2分解速率加快，NO去除率随温度升高而下降。

（1）SO2（g）＋2H2（g）===S（s）＋2H2O（g）ΔH＝（a－2b＋2c）kJ·

（2）①45%　②>

　③24300（MPa）－1

（3）①好氧硝化　②Fe2＋、Mn2＋对该反应有催化作用

（4）①2H2O＋ClO

＋4H＋

②温度升高，H2O2分解速率加快

4．（2018·

福建质检）NO2与SO2能发生反应：

NO2＋SO2SO3＋NO，某研究小组对此进行相关实验探究。

（1）已知：

2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）

ΔH＝－113.0kJ·

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝－196.6kJ·

则NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）　ΔH＝______。

（2）实验中，尾气可以用碱溶液吸收。

NaOH溶液吸收NO2时，发生的反应为2NO2＋2OH－===NO

＋NO

＋H2O，反应中形成的化学键是__________（填化学键的类型）；

用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为______________________________________________。

（3）在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n0（NO2）∶n0（SO2）]进行多组实验（