2024年高三化学复习主观题一遍过专题22平衡图像专练含解析.docVIP

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专题22平衡图像专练

1．二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2，具有无毒、无刺激性等优点。回答下列问题：

(1)CH3OCH3和O2发生反应I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g)△H

已知：CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)△H1

CH4(g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H2

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H3

①保持温度和压强不变，分别按不同进料比通入CH3OCH3和O2，发生反应I。测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。当n(O2)/n(CH3OCH3)＞0.6时，H2的体积百分含量快速降低，其主要缘由是____(填标号)。

A．过量的O2起稀释作用

B．过量的O2与H2发生副反应生成H2O

C．n(O2)/n(CH3OCH3)＞0.6平衡向逆反应方向移动

(2)T℃时，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应II：CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)，测得容器内初始压强为41.6kPa，反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。

①t=400s时，CH3OCH3的转化率为____(保留2位有效数字)；反应速率满意v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_____s-1；400s时v(CH3OCH3)=_____kPa．s-1。

【答案】B16%4.410-41.6510-2

【解析】

(1)①反应I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)2CO(g)+3H2(g)，由信息可知，过量的O2与H2发生副反应生成H2O，使H2的体积百分含量快速降低，A、C选项不能说明H2的体积百分含量快速降低，故选B；

故答案为：B；

(2)①设起始时CH3OCH3的物质的量为n，则

CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)，

起始量（mol）n000

转化量（mol）nnnn

400s时（mol）n-nnnn总物质的量：n+2n

依据等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，有=，解得=0.16=16%；

由图象可知，当P(CH3OCH3)=10.0kPa时，v(CH3OCH3)=4.4×10-3kPa·s-1，

依据v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3)，n=1，则k=s-1=4.410-4s-1；

由图象可知，400s时P(CH3OCH3)=35.0kPa，则v(CH3OCH3)==1.65×10-2kPa．s-1。

故答案为：16%；4.410-4；1.6510-2。

2．中科院大连化学物理探讨所的一项必威体育精装版成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_____________。

（2）在400℃时，向初始体积1L的恒压反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①若容器体积固定，不同压强下可得变更如下图，则压强的关系是__________。

②实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)→C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

A．在200℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要缘由可能是_____________。

B．400℃时，C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%，则体系中CH4的体积分数是_________。

【答案】2CH4（g）C2H4（g）+2H2（g）△H=+202.0??kJ/molp1＞p2在200℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快28%

【解析】(1)依据表格中数据有：①H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol，②CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)△H2=-890.3kJ/mol，③C2H4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l)△H3=-1411.5kJ/mol，甲烷制备乙烯的化学方程式为：2CH4(g)→C2H4(g)+2H2(g)，依据盖斯定律，将②×2-③-①×2得到，2CH4(g)→C2H4(g)+2H2(g)△H=2△H2-△H3-2△H1=+202.5k