（全国版）2021届高考化学二轮复习 题型检测（十一）原理综合题（含解析）.doc

-13-题型检测（十一）原理综合题1．(2019·贵阳模拟)甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。(1)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4，图1为在恒温、紫外光照射、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下，在体积为2L的密闭容器中，CH4的量随光照时间的变化。反应开始后的16小时内，在第________种催化剂作用下，收集的CH4较多；0～20小时内，在第Ⅰ种催化剂作用下，O2的平均生成速度v(O2)＝________。(2)工业上常用CH4和水蒸气在一定条件下的恒容密闭容器中制取H2：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206kJ·mol－1。①下列说法能表明该反应达平衡状态的是________(填字母)。a．各组分的物质的量浓度不再变化b．气体的分子总数不随时间而变化c．体系的密度保持不变d．生成3molH2的同时消耗1molCH4②一定温度时，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入0.25mol的CH4和0.25mol的水蒸气发生以上反应。测得CH4平衡时的转化率与温度、压强的关系如图2所示，则p1________(填“>”“<”或“＝”)p2；当压强为p2时，x点的v(正)________(填“>”“<”或“＝”)v(逆)；温度为1100℃时，y点的平衡常数K＝________。解析：(1)由题图1可知，在反应开始后的16小时内，在第Ⅱ种催化剂作用下生成的甲烷较多。在第Ⅰ种催化剂作用下，在0～20h内共生成15mol甲烷，则v(CH4)＝15mol/(2L×20h)＝0.375mol·L－1·h－1，根据生成甲烷的化学方程式CO2＋2H2OCH4＋2O2可知，v(O2)＝2v(CH4)＝0.75mol·L－1·h－1。(2)①任何一个可逆反应，各组分的物质的量浓度在达到平衡之前的时间内在变化，达到平衡后各组分的物质的量浓度不变，a项正确；该反应为气体分子数增大的反应，故气体的分子总数不变可以说明该反应达到平衡状态，b项正确；容器容积不变，气体的总质量不变，则容器内的气体密度始终不变，c项错误；生成H2和消耗CH4均表示正反应方向，d项错误。②由题图2可知，p1时CH4的平衡转化率比p2时高，而该反应为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，CH4的平衡转化率降低，故p1<p2；压强为p2时，x点甲烷的转化率低于y点，即反应仍在向正反应方向进行，故v(正)>v(逆)。y点甲烷的平衡转化率为80%，则存在：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)始态/mol0.250.2500反应/mol0.25×0.80.25×0.80.25×0.83×0.25×0.8平衡/mol0.050.050.200.60eq\a\vs4\al(平衡浓度/,（mol·L－1）)0.0250.0250.100.30故平衡常数K＝eq\f(（0.30mol·L－1）3×0.10mol·L－1,0.025mol·L－1×0.025mol·L－1)＝4.32mol2·L－2。答案：(1)Ⅱ0.75mol·L－1·h－1(2)①ab②<>4.32mol2·L－22．(2019·福州三模)甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)(1)下表所列数据是各化学键的键能：化学键H—HC—HC—OO—H键能/(kJ·mol－1)abcde该反应的ΔH＝____________________(用含字母的代数式表示)。(2)某科研小组用Pd/C作催化剂，在450℃时，研究了n(H2)∶n(CO)分别为2∶1、3∶1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示n(H2)∶n(CO)＝3∶1的变化曲线为________(填“曲线a”或“曲线b”)。(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：反应时间/min0510152025压强/MPa12.610.89.58.78.48.4则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为____________________，该温度下的平衡常数K为________________________________。(4)将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。T1、T2、T3由大到小的关系是____________________，