2020年高考化学一轮复习高考热考题型攻关十一含解析

1、化学反应速率与化学平衡的陌生图象题新课标全国卷对化学反应速率、化学平衡知识的考查，往往根据工业生产实际，并结合陌生图象，分析投料比、转化率、产率的变化。该类题目信息量较大，综合性较强，能够充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力以及原理分析、规范描述的表达能力，该类题目在高考中常受到命题者的青睐。1(2018全国卷)CH4CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，在反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：项目积碳反应CH4(g)= C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s) =2CO(g) H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化剂X3391催化剂Y4372(1)由上表判断，催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK积、K消均增加Bv积减小、v消增加CK积减小、K消增加Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大(2)在一定温度下

2、，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vkp(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。解析：(1)积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，温度升高，反应速率均增大，从图象可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。(2)由速率方程表达式vkp(CH4)p(CO2)0.5可知，v与p(CO2)成反比例关系，p(CO2)越大，反应速率越小，所以pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。答案：(1)劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大AD(2)pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)2. (

3、2017全国卷)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反应的H1为_kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A升高温度B降低温度C增大压强 D降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。解析：(1)根据盖斯定律，可得，则H1H2H31

4、19 kJmol1242 kJmol1123 kJmol1。反应为气体总体积增大的反应，在温度相同时降低压强有利于提高平衡转化率，故x”或“”)。700 K投料比2时，H2的平衡转化率为_。解析：(1)由图象可知，在相同条件下，水碳比越小，CO2的转化率越高，所以生产中应选用水碳比的数值范围为0.60.7。氨碳比在4.0左右时CO2的转化率与4.5时相差不大，所以生产中氨碳比控制在4.0左右比较适宜。氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2转化率增加不大，提高了生产成本。(2)反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)的化学平衡常数的表达式为K。该反应正反应方向是气体分子数减少的方向，反应的S0，由于该反应在一定的条件下可以自发进行，所以H0。由图象可知，700 K投料比2时，CO2的转化率为30%。假设H2和CO2的起始投料分别为2 mol和1 mol，则CO2的变化量为1 mol30%0.3 mol，由反应方程式CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)求出氢气的变化量为0.3 mol30.9 mol，所以H2的平衡转化率为100%45%。答案：(1)

5、0.60.74.0比较适宜；氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2转化率增加不大，提高了生产成本(2)K45%2(2019锦州模拟)二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向，发展成一项重要的新兴产业。二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃，起始时以0.1 MPa，n(H2)n(CO2)31的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)H。(1)温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图1所示。图中M点时，乙烯的体积分数为_(保留两位有效数字)；为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施有_(任写两条)。(2)不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示：b曲线代表的物质是_；T1温度下的平衡转化率为_。解析：(1)设H2的物质的量为3n mol，则CO2的物质的量为n mol，由图知，M点时CO2的转化率为50%，则有：6H2(g) 2CO2(g)C2H4(g)4H2O(g)n起始/mol3nn 0 0n变化/mol 1.5n 0.5n 0.25n nnM点/mol 1.5n 0.5n 0.25n n乙烯的体积分数为100%7.7%；提高CO2平衡转化率的措施还有：增大压强、增大n(H2)n(CO2)的比值、将产物乙烯气体分离出来等。(2)由图1可知，升高温度，CO2的平衡转化率降低，则正反应为放热反应，图2表示的是不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量随温度的升高而变化，b曲线随温度的升高物质的量减小，则为生成物，且变化趋势大，应该是化学计量数大的H2O(g)，即b曲线代表的物质是H2O(g)；起始时以H2和CO2投料，T1时n(H2)6 mol，n(H2O)4 mol，生成4 mol H2O，需反应6 mol H2，则开始投料时n(H2)6 mol6 mol12 mol，转化率为100%50%。答案：(1)7.7%(或0.077)增大压强、提高H2和CO2的物质的量的比值(或将产物乙烯气体分离出来等)(2)H2O(g)50%3(2019攀枝花模拟)甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在于地球上，储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。(1)乙炔(CHCH)是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解

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