（浙江选考）高考化学大一轮复习 专题8 化学反应速率和化学平衡 专项突破练（四）-人教版高三全册化学试题.doc

专项突破练(四)加试题中的化学反应速率和化学平衡
1．(2017·浙江名校协作体高三上学期考试)为应对全球石油资源日益紧缺，提高煤的利用效率，我国开发了煤制烯烃技术，并进入工业化试验阶段。
(1)煤气化制合成气(CO和H2)
已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝131.3kJ·mol－1
C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH2＝90kJ·mol－1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是_______________________。
(2)由合成气制甲醇：合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在容积均为VL的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amolCO和2amolH2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如图所示，此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是______________________(填“T1”或“T2”或“T3”)；该温度下的化学平衡常数为____________________(用a、V表示)。

(3)由甲醇制烯烃
主反应：2CH3OHC2H4＋2H2O………i
3CH3OHC3H6＋3H2O………ii
副反应：2CH3OHCH3OCH3＋H2O……iii
某实验室控制反应温度为400℃，在相同的反应体系中分别填装等量的两种催化剂(Cat.1和Cat.2)，以恒定的流速通入CH3OH，在相同的压强下进行两种催化剂上甲醇制烯烃的对比研究。得到如下实验数据：(选择性：转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)

①下列说法错误的是________。
A．反应进行一段时间后甲醇的转化率下降，可能的原因是催化剂失活，工业生产中需定期更换催化剂
B．使用Cat.2反应2h后乙烯和丙烯的选择性下降，可能的原因是生成副产物二甲醚
C．使用Cat.1产生的烯烃主要为丙烯，使用Cat.2产生的烯烃主要为乙烯
D．不管使用Cat.1还是使用Cat.2，都能提高活化分子的百分数
②在上图中分别画出反应i在无催化剂、有Cat.1、有Cat.2三种情况下“反应过程—能量”示意图。
答案(1)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41.3kJ·mol－1(2)T39V2/2a2(3)①C
②
解析(1)已知①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH1＝131.3kJ·mol－1，②C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH2＝90kJ·mol－1，由盖斯定律可知，②－①得到CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝90kJ·mol－1－131.3kJ·mol－1＝－41.3kJ·mol－1。
(2)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0，该反应正反应为放热反应，根据图像，T1中的状态转变成T2中的状态，CO百分含量减小，说明平衡正向移动，说明T1未达平衡状态，T2中的状态转变成T3中的状态，CO百分含量增大，说明平衡逆向移动，说明T2可能达平衡状态，一定达到化学平衡状态的是T3；
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始物质的量/mola2a0
变化物质的量/moln2nn
平衡物质的量/mola－n2a－2nn
平衡时CO的体积分数为eq\f(a－n,3a－2n)×100%＝20%，解得：
n＝eq\f(2,3)a，此温度下平衡常数K＝eq\f(\f(\f(2,3)a,V),\f(\f(a,3),V)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(2a,3),V)))2)＝eq\f(9V2,2a2)。
(3)①当催化剂失活后，副产物增多，甲醇的转化率下降，需要及时更换催化剂，A正确；使用Cat.2时，随反应的不断进行，生成的副产物二甲醚增多，导致生成乙烯和丙烯的选择性下降，B正确；由图示可知，使用Cat.1时丙烯与乙烯的比值随时间增长不断减小，说明乙烯增多，即使用Cat.1时主要生成乙烯，而使用Cat.2时，产物中乙烯的含量明显大于丙烯，可见使用Cat.2时产生的烯烃也主要为乙烯，C错误；使用催化剂能降低反应活化能，提高活化分子的百分数，D正确。
②从图中数据分析，在催化剂Cat.1的作用下，甲醇的转化率更大，说明催化剂Cat.1对反应i催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.1的反应过程中活化能更低，故反应过程——能量图为

2．(2017·浙江“超级全能生”选考科目8月联考)煤的气化得CO和H2，在催化剂存在条件下进一步合成甲醇(反应Ⅰ)，并同时发