发布时间 : 星期六 文章上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习第7章化学反应速率化学平衡单元练习习题详解(含解析)(更新完毕开始阅读
解析：K值增大，说明反应向正方向移动，在本题中，反应是放热反应，K值增大说明温度降低，所以反应速率刚开始是降低的，但是随着反应的进行，温度升高反应速率逐渐增大。 本题答案为：（1）SiF4，H2O，SiO2。（2）AD。（3）BC。（4）0．0010mol／(L?min)。 16．用天然气及煤气生产CO、H2等合成气，再在合成塔中，250℃和5MPa的条件下在催化剂（CuO、ZnO、Al2O3和V2O3）表面合成甲醇。合成气经循环利用，最终碳元素全部转化为甲醇。主要工艺流程图如图7?37所示：
试回答下列问题：
（1）催化剂（CuO、ZnO、A12O3和V2O3）中，CuO和ZnO是按质量之比为1∶1组成的，由于体系中有CO2，可以使CuO的比例保持相对恒定，从平衡角度考虑，该反应的化学方程式为__________。
（2）参考合成反应CO(g)?2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常数： 温度/℃ 平衡常数 0 667 100 13 200 1.9?10?2 300 2.4?10?4 400 1?10?5 下列说法中正确的是__________。 A．该反应正反应是放热反应
B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应?S?0
C．在t℃时，1L密闭容器中，投入01molCO和0．2molH2，达到平衡时，CO转化率为40%，．则此时的平衡常数约为46．3
D．工业上采用稍高的压强（5MPa）和250℃时，原料气转化率最高
（3）假定生产合成气时，只有①和②两个反应，①和②中CO、CO2及H2合成甲醇时原子利用率最高，且各物质均无剩余（假定转化率为100%）。反应①产生的气体与反应②产生的气体最佳体积之比为__________。
（4）某合作学习小组按照上题（3）的结论，取①的产物与②的产物混合气体67．2L（标准状况），其中CO的体积分数为x，通过模拟装置合成得到甲醇的物质的量随CO体积分数变化的函数关系式，并画出图像（假定CO先与H2反应，CO完全反应后，CO2才与H2反应，且各步转化率均为100%）。
解析：（1）依据可逆反应中CO2生成，CO2可抑制平衡移动，因此反应的化学方程式为：CO?2CuO?Cu2O?CO2（或CO?CuO?Cu?CO2）。
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（2）依据温度升高，平衡常数减小。因此正反应是放热反应。又因为正反应中气体分子数减
c(CH3OH)0.04小，因此?S?0，该反应的平衡常数K? ??46.3，因此答案为AC。
c(CO)?c(H2)20.06?0.122（3）设①产生的气体总体积为V1，其中CO体积为
V13V，H2体积为1，为满足③过剩的H2为
44V1VV，设②产生的气体总体积为V2，其中CO2体积为2，H2体积为2，为满足④，则
224V2?V2V1?∶???1∶3，解得V1∶V2?4∶1。因此答案为4∶1； 2?24??
（4）①②产物总物质的量为3mol，由题意可知：CO为3xmol，①产物中H2为9xmol，CO2物质的量为
3mol?3xmol?9xmol?1.5mol?6xmol；
2②产生H2的量也为1.5mol?6xmol。若V2?0，则x?0.25。若按（3）的讨论，①∶②?4∶1，即
12x
3?12x，
解
答
?41x?0.2。因此分别讨论：当x?0.2时，
y?n(CO)?n(CO2)?3x?1.5?6x?1.5?3x?0.9；若0≤x?0.2时，则反应④中H2不足，
y?3x?(9x?1.5?6x?6x)?2x?0.5；若0.2?x≤0.25，则反应④中H2过量，y?n(CO)?n(CO2)?1.5?3x。①②产物总物质的量为3mol，①的产物为3mol?4? 51②的产物则为3mol??0.6mol。综上所述，当x?0.2时，y?0.9mol；当0≤x?0.22.4mol，
5时，y?2x?0.5；0.2?x≤0.25时，y?1.5?3x。据此画图。
17．环己烷（）在负载纳米Au的分子筛（Au/TS?l）催化剂的作用下与空气发生氧化
反应，反应原理是：通过游离基反应形成环己基过氧化氢，该过氧化物在Au/TS?l催化作用下受热分解，生成环己醇（
）和环己酮（
）。由于环己醇、环己酮比
环己烷更容易被氧化，因而有许多副产物（如己二酸及一些酯类化合物）生成。
（1）下表是某反应温度下，环己烷催化氧化反应的转化率（x）和目标产物的选择性（S）的结果：
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催化剂 转化率（x）/% 目标产物的选择性（S）/% 环己基过氧化氢 14.1 环己醇 34.9 环己酮 39.8 Au/TS?l 10.4 ①写出环己烷催化氧化为环己酮的化学方程式：__________。 ②若在反应容器中加入1．则生成的环己酮的物质的量为__________（保留2位小0mol环己烷，数）。
（2）图7?38(a)是反应温度对环己烷催化氧化反应的转化率（x）和目标产物的选择性（S）和目标产物的总收率（y）的影响。
①由图7?38(a)可知：该反应较适宜的反应温度约为__________。
②随着反应温度的升高，环己烷的转化率（x）逐渐增加，而目标产物的选择性（S）和目标产物的总收率（y）却逐渐降低，其可能的原因是__________。
（3）图7?38(b)是反应时间对环己烷催化氧化反应的转化率（x）和目标产物的选择性（S）和目标产物的总收率（y）的影响。
①由图7?38(b)可知，该反应较适宜的反应时间约为__________。
②随着反应时间的延长，环己烷的转化率（x）逐渐增加，而目标产物的选择性（S）逐渐降低，这说明：__________。
解析：（1）①
②0．04mol；
（2）①150℃，②过高的温度使环己醇、环己酮被氧化为己二酸和酯类化合物； （3）①2．5h，②环己醇和环己酮的氧化速率要比环己烷大得多。须注意：如答环己醇、环己酮比环己烷更容易被氧化不给分。
18．在2L密闭容器内，投入一定量NO2，发生下列反应：2NO2(g)?2NO(g)?O2(g)。 在三种不同条件下进行实验，NO2的浓度随反应时间的变化情况如图7-39所示。请回答下列问题：
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（1）不能说明该反应已达到平衡状态的是__________（填字母）。 a．v正(NO2)?2v逆(O2) b．c(NO2)?c(NO)
c．气体总压不变
d．NO的体积分数保持不变
（2）下列说法正确的是__________（填字母）。 a．三个实验开始投入的NO2的物质的量均为1．0mol
b．实验Ⅱ和实验Ⅰ相比，可能蕴含的条件是：实验Ⅱ使用了效率更高的催化剂 c．该反应是放热反应
d．实验Ⅰ条件下反应的平衡常数大于实验Ⅲ条件下反应的平衡常数 e．800℃时，该反应的平衡常数为0．25
f．该反应的?S?0，故该反应一定是自发反应
（3）实验Ⅱ从反应开始到刚达到平衡时，v(O2)?__________mol/(L?min)；若再向该2L密闭容器中通入1molNO2、1molNO、0．、“向左”或5molO2，则平衡将__________（填“向右”“不”）移动，NO2的转化率将__________（填“增大”、“减小”或“不变”），再次达到平衡后，n(NO)的范围是__________。
解析：（1）平衡状态时：v正?v逆。b：浓度相等并不能说明反应达到平衡状态； （2）开始时投入NO2的物质的量浓度均为1．0mol／L，体积为2L，物质的量为2mol。 实验Ⅰ和实验Ⅱ相比：反应开始NO2的浓度均为1．0mol/L，在相同温度下进行反应，平衡时NO2的浓度相同，实验Ⅱ比实验Ⅰ到达平衡要快，即条件改变只增加了反应速率，不影响平
衡移动，反应前后为气体体积减小的反应，所以可以判断实验Ⅱ使用催化剂。b正确；实验I和Ⅲ相比：实验Ⅲ温度高，平衡时二氧化氮的浓度减少，平衡向正反应进行，可知：升高温度平衡向吸热方向移动，所以正反应为吸热反应，c错误。
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