（新）2022届高考化学训练突破06 反应原理综合题（速率、平衡、催化剂）（解析版）

突破06反应原理综合题（2）限时：35分钟1.（天津新高考模拟卷）将4molN2O4放入2L，恒容密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g)，平衡体系中N2O4的体积分数（）随温度的变化如图2所示①D点v（正）________v（逆）（填“>”“=”或“0的反应是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。（2）1200K时，在一体积为2L的恒容密闭容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2，只发生反应Ⅰ，5min后达到平衡，此时CO的浓度为0.125mol·L－1，则0～5min内v(CO2)＝________。（3）在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，只发生反应Ⅱ，下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是________(填字母)。A．容器的体积不再改变B．固体的质量不再改变C．气体的总质量不再改变 【答案】　（1）Ⅲ　（2）0.02mol·L－1·min－1　（3）BC【解析】　（1）由图中信息可知，反应Ⅲ升高温度，ln增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，故选Ⅲ。（2）0～5min内v(CO2)＝v(CO)＝×＝0.02mol·L－1·min－1。（3）反应Ⅱ.Mn(s)＋CO2(g)MnO(s)＋CO(g)为气体体积不变的放热反应，根据“变量不变达平衡”进行判断。反应为气体不变的反应，反应过程中容器的体积不是变量，不能作为平衡状态的判断依据，选项A不选；反应是一个固体质量增大的反应，固体的质量为变量，当固体的质量不再改变说明达到平衡状态，选项B选；反应是一个气体质量减小的反应，气体的总质量为变量，当不再改变说明达平衡状态，选项C选。4.CO2和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源，还可利用CO2根据电化学原理制备塑料，既减少工业生产对乙烯的依赖，又达到减少CO2排放的目的。（1）利用CO2和H2反应合成甲醇的原理为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。相同的温度和时间段内，催化剂中CuO的质量分数对CO2的转化率和CH3OH的产率影响的实验数据如下表所示：ω(CuO)/%102030405060708090CH3OH的产率25%30%35%45%50%65%55%53%50%CO2的转化率10%13%15%20%35%45%40%35%30%由表可知，CuO的质量分数为________催化效果最佳。（2）利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，其两种反应过程中能量的变化曲线如图1中a、b所示，下列说法正确的是________(填字母)。A．上述反应的ΔH＝－91kJ·mol－1 B．a反应正反应的活化能为510kJ·mol－1C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔHE．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段（3）①在1L的恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图2所示，则压强p2________(填“＞”“＜”或“＝”)p1；平衡由A点移至C点、D点移至B点，分别可采取的具体措施为____________________、__________；在C点时，CO的转化率为________。②甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入1molCO和2molH2，向乙中加入2molCO和4molH2，测得不同温度下CO的平衡转化率如图3所示，则L、M两点容器内压强：p(M)________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)2p(L)；平衡常数：K(M)________K(L)。【答案】　（1）60%　（2）ACE　（3）①＜　保持压强为p2，将温度由250℃升高到300℃　保持温度为300℃，将压强由p3增大到p1　75%　②＞　2p(L)；平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高反应进行的限度越小，平衡常数越小，所以K(M)”或“A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：________________________________________________________________________。【答案】　（2）>　反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使平衡正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大（3）SO2　SO　4H＋（4）①0.4　②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率③反应ⅱ比ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快【解析】　（2）由图可知，一定温度下，p2时H2SO4的物质的量分数比p1时大，结合3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动，H2SO4的物质的量分数增大，因此p2>p1。（3）根据歧化反应的特点，反应ⅰ生成S，则反应ⅱ需生成H2SO4，即I2将SO2氧化为H2SO4，反应的离子方程式为I2＋2H2O＋SO2===SO＋4H＋＋2I－。（4）①对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2SO4溶液，则B中KI溶液的浓度应不变，故a＝0.4。③加入少量I2时，反应明显加快，说明反应ⅱ比反应ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快。