突破07 图像中转化率、产率变化分析-备战2021年高考化学《化学反应原理》逐空突破系列

化学平衡图像说理题(三) ——图像中转化率、产率变化分析 答题要领 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压 强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率， 则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响 【经典训练】 1、[2019·江苏卷·节选] NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同， NO转化为NO3 —的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示 ①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和NO3 —，其离子方程式为 ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 2、[2019·北京卷·节选] 氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点 (1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一 ①反应器中初始反应的生成物为 H2 和 CO2，其物质的量之比为 4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是 _____________________________ ②已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2 iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3 …… iii 为积炭反应，利用ΔH1 和ΔH2 计算ΔH3 时，还需要利用______________________反应的ΔH ③用 CaO 可以去除 CO2。H2 体积分数和 CaO 消耗率随时间变化关系如下图所示。从 t1 时开始，H2 体积分数显 著降低，单位时间 CaO 消耗率_______(填“升高”“降低”或“不变”)。此时 CaO 消耗率约为 35%，但已失效， 结合化学方程式解释原因____________________________ 3、[2017·全国卷Ⅱ·节选] 丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷(C4H10)脱氢制 1丁烯(C4H8) 的热化学方程式如下：C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH＝＋123 kJ·mol－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。如图为丁烯产率 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_____________ _____________________________________________________________________________________________ 4、[2017·全国卷Ⅱ·节选] 丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。烯是一种重要的化工原料，可 由丁烷催化脱氢制备。C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH＝＋123 kJ·mol－1。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________________________________ 5、已知 H2S 高温热分解制 H2 的反应如下：2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行 H2S 的分解实验。 以 H2S 的起始浓度均为 c mol·L－1 测定 H2S 的转化率，结果如图所示。图中曲线 a 为 H2S 的平衡转化率与温度 关系曲线，曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时 H2S 的转化率。请说明随温度的升高， 曲线 b 向曲线 a 逼近的原因：_____________________________________________ 6、采用一种新型的催化剂(主要成分是CuMn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚，反应如下： 4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)，有研究者在压强为5.00 MPa的条件下，将H2和CO反应直接制备二甲 醚，结果如下图所示，其中CO的转化率随温度升高而降低的原因是 7、6NO(g)＋4NH3(g) 5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 807.0 kJ·mol－1；NO 和 NH3 在 Ag2O 催化剂表面的反应活性 随温度的变化曲线见下图。随着反应温度的进一步升高，在有氧的条件下 NO 的转化率明显下降的可能原因是 _________________________________________________________________________________________ 8、NH3 催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氨气足量的情况下，不同 c(NO2)/c(NO)、不同温度对脱氮率的影响如图所示(已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应)，请回答 温度对脱氮率的影响：________________________________________________________________________ 9、研究发现，催化剂可以促使烟气 CO、SO2 转化为 CO2、S。反应原理为 2CO(g)＋SO2(g) 2CO2(g)＋S(l) ΔH＝－270 kJ·mol－1。其他条件相同，研究发现，分别选取 Fe2O3、NiO、Cr2O3 作上述反应的催化剂时，SO2 的转化率随反应温度的变化如图，研究得出，应该选择 Fe2O3 作催化剂，主要原因可能是___________________ _____________________________________________________________________________________________ 10、研究减少 CO2 排放是一项重要课题。CO2 经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) △ H1＝－49.6 kJ/mol，恒压下将 CO2 和 H2 按体积比 1：3 混 合，在不同催化剂作用下发生反应 I 和反应 III，在相同的时间段内 CH3OH 的选择性和产率随温度的变化如图。 其中：CH3OH 的选择性＝ 3 2 CH OH CO 的物质的量 反应的 的物质的量 ×100% ①温度高于 230℃，CH3OH 产率随温度升高而下降的原因是_______________________________ ②在上述条件下合成甲醇的工业条件是______________________________ A．210℃ B．230℃ C．催化剂 CZT D．催化剂 CZ(Zr－1)T 11、2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，一定温度和压强下，若原料气中的 NH3 和 CO2 的物质的量之比   3 2 n(NH ) n CO ＝x，如图是 x 与 CO2 的平衡转化率(α)的关系。α随着 x 增大而增大的原因是___________________ 12、再利用：加工过程中产生的 H2S 废气可用来制 H2，既廉价又环保。已知：H2S(g) H2(g)+S(g) △H 在恒容密闭容器中，控制不同温度进行 H2S 分解实验。以 H2S 起始浓度均为 c mol·L1 测定 H2S 的转化率，结 果见图。△H 0(填 “>”或者“