《浙江省选考化学培优“题对题”提分狂练》题型19：化学反应原理(题目版)

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2021 届浙江省选考化学培优“题对题”提分狂练

题型 19：化学反应原理

1．甲醇是重要的能源以及化工原料。

(1)已知：

(I)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H1=-442.8kJ·mol-1

(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ·mol-1

(III)H2O(l)=H2O(g)△H3=44.0kJ·mol-1

25°C 时，甲醇完全燃烧的热化学方程式为________________________。

(2)工业上利用 CO2和H2制甲醇：

(IV)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1。

① 借助高分子选择性吸水膜可有效提高 CO2平衡利用率。其原因是_____________。

② 下列关于反应 IV 的说法正确的是_________(填序号)。

A．有利于减少碳排放，体现了绿色化学思想

B．充分反应后，放出热量可能大于 49kJ

C．降低温度可提高 CH3OH 含量，工业生产时应控制低温

D．当气体密度保持不变时，反应一定达到平衡状态

(3)经研究发现，反应 IV 分两步完成：

(V)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

(VI)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H＜0

①当1molCO2和3molH2投入密闭容器中，当反应 V、VI 达到平衡后，经测定容器中

n(CO2)=n(CO)，n(H2)=n(H2O)。则混合气体中水蒸气的体积分数为_____________。

② 下列关于反应 VI 的图像，不正确的是___________(填序号)。

③ 经研究发现，反应 VI 的速率显著低于反应 V，请画出反应过程中 CO 的浓度随时间的变化________

________。

2．(1)煤气化制合成气(CO 和H2)

已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝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反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH＜0。

① 在容积均为 VL 的甲、乙、丙、丁四个密闭容器中分别充入 amolCO 和2amolH2，四个容器的反应

温度分别为 T1、T2、T3、T4且恒定不变。在其他条件相同的情况下，实验测得反应进行到 tmin 时H2的体

积分数如图所示，则 T3温度下的化学平衡常数为_____(用a、V表示)

② 图反映的是在 T3温度下，反应进行 tmin 后甲醇的体积分数与反应物初始投料比的关系，请

画出 T4温度下的变化趋势曲线。______________

③ 在实际工业生产中，为测定恒温恒压条件下反应是否达到平衡状态，可作为判断依据的是_____

A．容器内气体密度保持不变 B．CO的体积分数保持不变

C．气体的平均相对分子质量保持不变 D．c(H2)=2c(CH3OH)

(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)

由图像可知，使用 Cat.2 反应 2h 后甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性均明显下降，可能的原因是(结

合碰撞理论解释)_____

3．研究 CO 还原 NOx对环境的治理有重要意义，相关的主要化学反应有：

ⅠNO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)ΔH1

Ⅱ2NO2(g)+4CO(g) N2(g)+4CO2(g)ΔH2＜0

Ⅲ2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)ΔH3＜0

(1)已知：每 1mol 下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为

NO2CO CO2NO

819kJ 1076kJ 1490k

J632kJ

① 根据上述信息计算 ΔH1=_______kJ·molˉ1。

② 下列描述正确的是_______。

A．在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ，若压强不变，能说明反应Ⅰ达到平衡状态

B．反应Ⅱ ΔH＜0，ΔS＜0；该反应在低温下自发进行

C．恒温条件下，增大CO 的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动，平衡常数增大

D．上述反应达到平衡后，升温，三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡

(2)在一个恒温恒压的密闭容器中， NO2和CO 的起始物质的量比为 1∶2进行反应，反应在无分子筛

膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性

分离出N2。

① 二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_____________________。

②P点二氧化氮转化率高于 T点的原因为____________________________。

(3)实验测得，V正＝k正·c2(NO)·c2(CO)，V逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)(k 正、k逆为速率常数，只与温度有关)。

① 一定温度下，向体积为 1L 的密闭容器中充入一定量的 NO 和CO，只发生反应Ⅲ，在 tl时刻达到平

衡状态，此时n(CO)=0.1mol，n(NO)=0.2mol，n(N2)=amol，且 N2占平衡总体积的 1/4 则： =__________

____。

②在t2时刻，将容器迅速压缩到原容积的 1/2，在其它条件不变的情况下．t3时刻达到新的平衡状态。

请在图中补充画出 t2-t3-t4时段，正反应速率的变化曲线_______。

4．产生雾霾天气的原因之一是烟道气和汽车尾气(氮氧化物、NH3等)的排放，研究这些排放气的无害

化处理是化学工作者研究的重要课题。

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