（江苏专用）2020高考化学二轮复习 专题六 化学反应速率 化学平衡大题题空逐空突破（六）课件

专题六大题题空逐空突破(六)1.[2019·江苏卷，20(3)]CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图3。真题演练112其中：CH3OCH3的选择性＝2×CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物质的量×100%312①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。反应Ⅰ的ΔH＞0，反应Ⅱ的ΔH＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度解析反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，当升高温度时，反应Ⅰ平衡正向移动，CO2转化为CO的平衡转化率上升，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度。312②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有____________________________________________。解析反应Ⅰ是气体分子数不变的反应，反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，所以可以通过加压使反应Ⅱ平衡正向移动，或者加入有利于反应Ⅱ进行的催化剂。增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂32.[2018·江苏，20(4)]在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为____mol。24712解析NH3中N的化合价为－3，NO2中N的化合价为＋4，N2中N的化合价为0，每生成1molN2，有8/7的N由－3价变为0价，被氧化的N的物质的量为8/7mol，因此每生成1molN2转移的电子数为24/7mol。3②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。12反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________；当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_______________________________________。随温度升高增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO3迅速上升段是催化剂活性解析温度升高，反应速率增大，同时催化剂的活性增大也会提高反应效率。一段时间后催化剂活性增大幅度变小，主要是温度升高使反应速率增大。当温度超过一定值时，催化剂的活性下降，同时氨气与氧气反应生成NO而使反应速率减小。1233.[2015·江苏，20(2)]烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)ΔH＝－200.9kJ·mol－1NO(g)＋O2(g)===NO2(g)ΔH＝－58.2kJ·mol－1SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)ΔH＝－241.6kJ·mol－1(1)反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。1212－317.3解析对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为①、②、③，由反应①和②可知O2是中间产物，①＋②×2消去O2，可得目标反应的ΔH＝－200.9kJ·mol－1＋(－58.2kJ·mol－1)×2＝－317.3kJ·mol－1。3(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)∶n(NO)的变化见下图：①当n(O3)∶n(NO)＞1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是____________________________________________。O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5)123解析由图可知，当n(O3)∶n(NO)1时，n(NO)没有变化，而n(NO2)减少，说明NO2被O3氧化了，生成了更高价态的氧化物N2O5；123②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是____________________。SO2与O3的反应速率慢解析SO2具有较强的还原性，O3具有较强的氧化性，而增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其原因可能是SO2与O3的反应速度很慢，SO2的量变化不明显。123解析SO2－3将NO2还原为NO－2，本身被氧化为SO2－4，溶液的pH约为8，说明溶液呈弱碱性，由此可写出反应的离子方程式：SO2－3＋2NO2＋2OH－===SO2－4＋2NO－2＋H2O。(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中将NO2转化为，其离子方程式为______________________________________。SO2－3NO－2SO2－3＋2NO2＋2OH－===SO2－4＋2NO－2＋H2O123(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c()＝_________________[用c()、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因_____________________________________________________________________。SO2－3KspCaSO3KspCaSO4×c(SO2－4)SO2－4CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO2－3的浓度增大，加快SO2－3与NO2的反应速率123解析CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，发生反应：CaSO3(s)＋SO2－4CaSO4(s)＋SO2－3(aq)，溶液中CaSO3、CaSO4均处于饱和状态，则有cSO2－3cSO2－4＝KspCaSO3cCa2＋KspCaSO4cCa2＋＝KspCaSO3KspCaSO4，所以c(SO2－3)＝KspCaSO3KspCaSO4·c(SO2－4)；由反应CaSO3(s)＋SO2－4(aq)CaSO4(s)＋SO2－3(aq)可知，CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收率的主要原因是增大了溶液中c(SO2－3)，使反应速率加快。123题组一选择反应最佳条件1.(2018·湖北八市3月联考)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：模拟预测212344NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)催化剂4N2(g)＋6H2O(g)ΔH0根据右图判断提高脱硝效率的最佳条件是____________________________________________________；氨氮比一定时，在400℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是_______________________________________________________________________。在氨氮物质的量之比为1，温度在400℃时，脱硝效率最大在400℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快5672.下图是在一定时间内，使用不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂为______、相应温度为____________；使用Mn作催化剂时，脱氮率b～a段呈现如图变化的可能原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1234Mn200℃左右b～a段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢，反应还没达到化学平衡，随着温度升高反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多，导致脱氮率逐渐升高567题组二解释曲线发生某种现象的原因3.采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu—Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚，反应为4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)。有研究者在压强为5.00MPa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______________________________________________________________。1234该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，导致CO转化率降低5674.汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。1234(2)若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为_____________________________________________。(3)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大：_________________________________________________________________________________________________。该反应放热，(1)在nNOnCO＝1条件下，最佳温度应控制在______________________________左右。加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高升高温度，反应向逆反应方向进行870K(860～880K范围内均可)567题组三图像信息的阅读与分析在综合大题中的应用5.(2019·南通、扬州、泰州、宿迁四市高三一模)消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。(1)用次氯酸钠除去氨氮的原理如图1所示。写出该图示的总反应化学方程式：___________________________________。该反应需控制温度，温度过高时氨氮去除率降低的原因是_____________________________________________。12342NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O温度过高，HClO发生分解，氨氮去除率随之降低567解析在整个转化关系图中，“进入”的物质是NaClO、NH3和H2O，“流出”的物质有N2、NaCl和H2O，根据Cl和N得失电子守恒配平反应。从图中转化知，