2023届新高考化学选考一轮总复习学案-专题突破4　化学平衡图像的分析与绘制.docxVIP

专题突破4化学平衡图像的分析与绘制

考向一图像信息的获取与相关表述

[典例1](2021·浙江6月选考节选)(1)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。

接触室结构如图1所示,其中1～4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是。?

A.a1→b1B.b1→a2C.a2→b2

D.b2→a3 E.a3→b3 F.b3→a4

G.a4→b4

(2)一定条件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中,检测得到pH-时间振荡曲线如图3,同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程,请补充其中的2个离子方程式。

Ⅰ.S2-+H+HS-;

Ⅱ.①;?

Ⅲ.HS-+H2O2+H+S↓+2H2O;

Ⅳ.②。?

解析:(1)热交换过程在催化剂层进行,不改变物质的转化率,题图2所示进程中表示热交换过程的是b1→a2、b2→a3、b3→a4。

(2)结合题图pH变化和所给出的反应,可知反应Ⅰ消耗H+,反应Ⅱ生成H+,即反应Ⅱ为HS-+4H2O2SO42-+4H2O+H+,得到澄清溶液,经反应Ⅲ出现浑浊,是因为有单质S生成,经反应Ⅳ后溶液又变澄清且pH减小,即S被H2O2氧化,生成了H+,则反应Ⅳ为S+3H2O2SO42-+2H

答案:(1)BDF

(2)①HS-+4H2O2SO42-+4H2

②S+3H2O2SO42-+2H2

1.图像信息的获取流程

2.条件选择的相关表述

实验最佳条件的选择或控制就是为了又“快”又“多”又“纯”地生产。“快”就是提高反应速率,回答的时候要从影响速率的因素角度去回答,如增大浓度、升温、加压、提高催化剂活性等。“多”就是提高原料转化率,使反应正向进行,回答的时候要从平衡移动的角度来分析,如改变浓度、温度、压强等使平衡正向移动。“纯”就是副反应少,选择性高,可通过控制合适的温度或催化剂等条件实现。

[考向专练1](2021·嘉兴二模节选)CO2、CO的捕集、利用与封存是我国能源研究领域的一个重要战略方向。

(1)CO2加氢时主要发生以下两个反应:

反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165.0kJ·mol-1

反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.18kJ·mol-1

在相同容积的密闭容器中按n(H2)∶n(CO2)=3∶1通入H2和CO2,分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化关系如图所示。

①表示0.1MPa时CH4物质的量分数随温度变化关系的曲线是(填字母)。?

②N点低于M点的原因是??。

(2)气体在固体催化剂表面反应时,一般存在吸附和解吸两个过程。某小组模拟消除汽车排气管中CO、NO气体,发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH0,其反应机理如下[Pt(s)表示催化剂,“*”表示吸附状态]:

Ⅰ.NO+Pt(s)NO*

Ⅱ.CO+Pt(s)CO*

Ⅲ.NO*N*+O*

Ⅳ.CO*+O*CO2+Pt(s)

Ⅴ.N*+N*N2+Pt(s)

Ⅵ.NO*+N*N2O+Pt(s)

相同时间内上述反应中相关物质浓度随温度变化的曲线如图1和图2,某温度下反应Ⅰ的速率v随压强p变化的曲线如图3,则下列说法不正确的是(填字母)。?

A.图1,Ta℃至Tb℃催化剂活性较大

B.图2,330℃时发生的主要反应为2NO+2CO2CO2+N2

C.图3,ab段压强增大时,反应Ⅰ的吸附速率增大、解吸速率减小

D.反应Ⅳ达到平衡后,继续升温,则平衡向逆反应方向移动

解析:(1)①反应Ⅰ正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,甲烷的物质的量分数减小,所以a、c表示CH4物质的量分数随温度变化关系;增大压强,反应Ⅰ正向移动,CH4物质的量分数增大,所以表示0.1MPa时CH4物质的量分数随温度变化关系的曲线是c。②反应Ⅱ为吸热反应,升温,平衡正向移动,CO的物质的量分数增加,所以b、d代表CO;在恒温条件下,增大压强,平衡向气体总物质的量减小的方向移动,从M点到N点,温度相同时压强增大,则反应Ⅰ向正反应方向移动,反应Ⅰ中的H2O浓度增大、CO2浓度减小,这使反应Ⅱ向逆反应方向移动,故压强增大,CO物质的量分数减小。

(2)A.图1,相同时间内,Ta℃至Tb℃反应速率明显加快,所以Ta℃至Tb℃催化剂活性大,正确;B.由图2可知,330℃时发生的主要反应为2NO+COCO2+