2018届二轮复习 化学反应原理中的图像图表和数据分析题 专题卷(全国通用)

化学反应原理中的图像图表和数据分析题

[题型专练]

角度(一)化学平衡中的图像图表和数据分析题

1．CrO2－4和Cr2O2－7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O2－7)随c(H＋)的变化如图所示。

根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。

解析由图中A点数据，可知：c(Cr2O2－7)＝0.25 mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L －1，则进一步可知c(CrO2－4)＝1.0 mol·L－1－2×0.25 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014。

答案 1.0×1014

2．以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：

①C3H6(g)＋NH3(g)＋3

2O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515 kJ·mol

－1

②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353 kJ·mol－1

(1)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃，低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是___________________________________________________；高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。A．催化剂活性降低B．平衡常数变大

C．副反应增多D．反应活化能增大

(2)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为________，理由是__________________________________________________________________，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。

解析(1)因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，主要向正反应方向进行，尚未达到平衡状态，460℃以前是建立平衡的过程，故低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460℃时，丙烯腈产率降低，A项，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B项，平衡常数的大小不影响产率，错误；C项，根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D项，反应活化能的大小不影响平衡，错误。(2)根据图像知，当n(氨)/n(丙烯)约为1.0时，该比例下丙烯腈产率

最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)＋NH3(g)＋3 2

O2(g)===C3H3N(g) ＋3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1∶1.5∶1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1∶7.5∶1。

答案(1)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC (2)1.0该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低1∶7.5∶1 3．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1

②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2

③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3

合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________；图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________。

解析由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1

答案减小升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO 的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低p3>p2>p1相同温度下，由于反应①为气体分数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高4．目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：

(1)CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)

已知H2的体积分数随温度的升高而增加。

若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：

a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为__________________________________________________________________。解析(1)H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。(2)相同温度时平衡常数不变，

则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为cd2

ab4＝

xy2

mn4。

答案(1)

(2)cd2

ab4＝

xy2

mn4

5．硝基苯甲酸乙酯在OH－存在下发生水解反应：

O2NC6H4COOC2H5＋OH－O2NC6H4COO－＋C2H5OH

两种反应物的初始浓度均为0.050 mol·L－1，15 ℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：

(1)列式计算该反应在120～180 s与180～240 s 区间的平均反应速率________、________；比较两者大小可得出的结论是__________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

(2)列式计算15 ℃时该反应的平衡常数________。

解析(1)v＝0.050 mol·L－1×（41.8%－33.0%）

（180－120）s

＝7.3×10－5mol·L－1·s－1