2019-2020高考化学试题分类解析：专题15 平衡原理综合应用 Word版含解析.docx

专题 15 平衡原理综合应用 2018 年 化学高考题 1. （2018 全国Ⅱ理综，27，14 分）CH -CO 催化重整不仅可以得到合成气(CO 和 H ),还对温室气体的减排 4 2 2 具有重要意义。回答下列问题： CH -CO 催化重整反应为:CH (g)+CO (g) 2CO(g)+2H 。 4 2 4 2 2 已知:C(s)+2H (g) CH (g) Δ H=-75 kJ·mol-1 2 4 C(s)+O (g) 2 CO (g) Δ H=-394 kJ·mol-1 2 C(s)+ 1/2O (g) 2 CO(g) Δ H=-111 kJ·mol-1 该催化重整反应的Δ H= kJ·mol-1。有利于提高CH 平衡转化率的条件是 (填标号)。 4 A.高温低压 B.低温高压C.高温高压 D.低温低压 某温度下,在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH 、1 mol CO 以及催化剂进行重整 4 2 反应,达到平衡时 CO2 的转化率是 50%,其平衡常数为 mol2·L-2。 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表： ① 上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图 1 所示,升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反 应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。 A.K 积、K 消均增加 B.v 积减小、v 消增加 C.K 积减小、K 消增加 D.v 消增加的倍数比 v 积增加的倍数大 ② 一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率 方程为 。在 (CH p4 p )一定时,不同 (CO )下积 p2 p p p p碳量随时间的变化趋势如图 2 所示,则 a(CO )、 b(CO )、 c(CO ) p p p 2 2 2 顺序为 。 1.（1）247(2 分) A(2 分) 1/3(2 分) (2)①劣于(2 分) 相对于催化剂 X,催化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能 相对小，消碳反应速率大(2 分) AD(2 分) ②pc(CO )、pb(CO )、pa(CO )(2 分) 2 2 2 【解析】 本题考查化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡等知识的综合运用。（1）将已知中 3 个反 应依次记为①、②、③，根据盖斯定律③×2-①-②得该催化重整反应的ΔH=（-111×2+75+394）kJ·mol-1=+247 kJ·mol-1。由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高CH 的平衡转化率，需在高温低压下进行。 4 根据平衡时消耗的 CO 为 1 mol×50%=0.5 mol，则消耗的 CH 为 0.5 mol，生成的 CO 和 H 均为 1 mol，根 2 4 2 据三段式法可知平衡时 CH 、CO 、CO 和 H 的平衡浓度分别为 0.75 mol·L-1、0.25 mol·L-1、0.5 mol·L-1、 4 2 2 0.5 mol·L-1，则平衡常数K= 。 （2）①从表格中数据可看出相对于催化剂X，用催化剂Y 催化时积碳反应的活化能大，则积碳反应的反应速率小，而消碳反应活化能相对小，则消碳反应的反应速率大，再根据题干信息“反应中催化剂活性会因 积碳反应而降低”可知催化剂 X 劣于催化剂 Y。结合图示可知 500~600 ℃随温度升高积碳量增加，而600~700 ℃随温度升高积碳量减少，故随温度升高，K 积和 K 消均增加，且消碳反应速率增加的倍数比积 碳反应的大，故A、D 正确。②由该图象可知在反应时间和p(CH4) va＞vb＞vc， 结合沉积碳的生成速率方程 v= p p p速率逐渐减慢，即可判断： c(CO )＞ b(CO )＞ a(CO p p p 2 2 2 ，在 (CH )相同时，随着 (CO )增大，反应 p p p p 【解后反思】解答该化学反应原理题，需明确要结合盖斯定律计算反应热，涉及已知反应方向或计量数的 调整;根据催化重整反应的特点采取适当措施提高CH4 的转化率;结合三段式法和反应中 CO 的转化率计算 2 2017 年 化学高考题 【2017 年高考全国卷 II】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题: (1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下: ①C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) ΔH1 已知:②C H (g)+1/2O (g) C H (g)+H O(g) ΔH =-119 kJ·mol-1 4 10 2 4 8 2 2 ③H (g)+ 1/2O (g) H O(g) ΔH