专题09平衡移动简答题专练学生版备战2020高考化学二轮主观题必刷题集

专题09平衡移动简答题专练1．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是：。（2）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)①图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为：，理由是：②气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃，压强6．9MPa，n(H2O)︰n(C2H4)=0．6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有：、。2．三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（1）对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是___________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。3．煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：（1）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/（mol·L−1）8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。4．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=－53.7kJ•mol-1ICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2II某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T（K）催化剂CO2转化率（%）甲醇选择性（%）543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6[备注]Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比（1）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___________________________。（2）在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________。5．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2③CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H3回答下列问题：（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是。（2）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。6．乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：（1）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________。②控制反应温度为600℃的理由是____________。7．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：（1）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。①T100℃（填“大于”“小于”），判断理由是。（2）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是。8．NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。（1）II中，2NO（g）+O22NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下温度变化的曲线（如右图）。①比较P1、P2的大小关系：________________。②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________________。9．NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。（1）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为__________mol。②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见图）。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是____________________________；当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________。。10．CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）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：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH/(kJ·mol−1)75172活化能/(kJ·mol−1)催化剂X3391催化剂Y4372①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣于”），理由是_________________。11．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）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。（2）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。12．丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：①C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=−515kJ/mol②C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=−353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。（2）图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)A．催化剂活性降低B．平衡常数变大C．副反应增多D．反应活化能增大（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_________，理由是____________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。13．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，（1）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，①在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应aHCl—T曲线的示意图，并简要说明理由。14．煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH1=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)请回答下列问题：（1）通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是。15．用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可以提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)△H1=－47.3kJ/mol②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ/mol③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)△H3=-86.2kJ/mol（1）反应①～③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18.结合各反应的△H，归纳lgK～T曲线变化规律：a）b)。16．二甲醚（）是一种应用前景广阔的清洁燃科,以CO和氢气为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：编号热化学方程式化学平衡常数①②③回答下列问题:（1）工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了的产率,原因是___________________________。17．氮的氧化物(NOx)是大气主要污染物，有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。（1）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2，将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，反应相同时间，NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。①在50℃~150℃范围内随温度升高，NOx的去除率迅速上升的原因是____。②当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___。18．大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。(1)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸，请写出该反应的化学方程式：____________。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为____________时，催化剂的活性最好，效率最高。请解释图中250～400℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300℃