第二章　提升课时4　速率平衡综合题的解题策略 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）

第二章　提升课时4　速率平衡综合题的解题策略 1.(8分)一种以CO2为碳源，在催化剂作用下催化加氢制备可再生能源甲醇的反应如下： 反应i：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH4＝－49.1 kJ·mol－1 反应ii：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH5＝＋41.1 kJ·mol－1 (1)(4分)往恒容密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总量为a mol)充入反应物，在合适催化剂作用下，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(转化为甲醇的CO2物质的量与参加反应的CO2总物质的量之比)如图所示。在513 K达平衡时，甲醇的物质的量为_____ mol(列出计算式即可)。 随着温度的升高，ABC所在曲线逐渐升高的原因是 _____。 (2)(4分)现向恒温恒容(0.1 MPa)的密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2和6 mol He，选择合适的催化剂使其仅按反应i进行，反应10 min后达平衡CO2的转化率为20%，则氢气的分压变化率为_____ MPa·min－1(请计算出结果)，该反应的Kp＝_____ MPa－2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，列出计算式即可)。 2.(9分)我国提出了碳达峰和碳中和的目标。为了实现这一目标，科技工作者加大了对二氧化碳转化技术研究的力度。 Ⅰ.中国科技研究者在催化剂作用下利用CO2人工合成甲醇，在CO2加氢合成甲醇的体系中，同时存在以下反应： ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 (1)(3分)在特定温度下，由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在298K的标准摩尔生成焓 物质 CO2(g) CH3OH(g) H2O(g) H2(g) 标准摩尔生成焓/(kJ·mol－1) －393.51 －201.17 －241.82 0 ①(2分)由此可求得ΔH1＝_____ kJ/mol。 ②(1分)反应ⅰ在_____(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可以自发进行。 (2)(4分)已知甲醇选择性(S—CH3OH)＝×100%，CO2的平衡转化率(X—CO2)、甲醇的选择性(S—CH3OH)随温度、压强变化如图所示： ①(2分)由图可知压强大小关系：p1_____p2(填“>”“<”或“＝”，下同)，ΔH2_____0。 ②(2分)300 ℃之后，随着温度的升高，CO2的平衡转化率增大，甲醇的选择性降低，是因为：_____ _____ _____。 (3)(2分)在恒温恒容的容器中，充入0.5 mol CO2(g)和1.0 mol H2(g)，起始压强为p kPa，一段时间后达到平衡测得容器中生成0.3 mol H2O(g)，压强为p kPa，反应ⅱ的平衡常数Kp＝_____。(分压＝物质的量分数×总压，用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数即为Kp)。 3.(12分)(2024·佛山顺德一中高二期中)由CO2与H2制备甲醇是当今研究的热点之一，由CO2人工合成淀粉(节选途径见图)中的重要反应之一。 已知： 反应①：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1 反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋40.9 kJ/mol 反应③：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ΔH3＝＋90.4 kJ/mol (1)(2分)ΔH1＝_____。 (2)(4分)某研究小组将2 mol CH3OH通入2L的刚性密闭容器内，只发生反应③，5分钟后容器压强变为原来的2.5倍，则这段时间内，v(H2)＝_____；CH3OH的转化率为_____。 (3)(6分)某研究小组采用上述催化剂，向V＝2 L的恒容密闭容器中通入3 mol H2和1 mol CO2，只发生反应①和反应②，在不同条件下达到平衡。其中，在T＝300 ℃下甲醇的物质的量分数φ(CH3OH)随压强p的变化、在p＝600 kPa下φ(CH3OH)随温度T的变化，如图所示。 ①(2分)Y点对应的温度和压强为_____ ℃、_____ kPa。 ②(2分)M点时容器中CO2为 mol，CO为 mol，反应①的化学平衡常数K＝_____。 ③(2分)图中M点的φ(CH3OH)高于N点的原因是_____ _____ _____。 4.(11分)处理、回收和利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题： (1)(3分)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)。在Zn＋作用 ... ...