2025屆高三高考化學二輪復(fù)習題型突破21補充繪制有關(guān)物理量變化曲線1.(2023·浙江6月選考)水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng),可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng),需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示),保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進行。若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫,在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線。2.(2023·浙江1月選考)“碳達峰·碳中和”是我國社會發(fā)展重大戰(zhàn)略之一,CH4還原CO2是實現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟的有效途徑之一,相關(guān)的主要反應(yīng)有:Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ·mol-1,K1Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1,K2CH4還原能力(R)可衡量CO2轉(zhuǎn)化效率,R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一時段內(nèi)CO2與CH4的物質(zhì)的量變化量之比)。①常壓下CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1∶3投料,某一時段內(nèi)CH4和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖1,請在圖2中畫出400~1000℃之間R的變化趨勢,并標明1000℃時R值。②催化劑X可提高R值,另一時段內(nèi)CH4轉(zhuǎn)化率、R值隨溫度變化如下表:溫度/℃480500520550CH4轉(zhuǎn)化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法不正確的是。

A.R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)Ⅱ的速率B.溫度越低,含氫產(chǎn)物中H2O占比越高C.溫度升高,CH4轉(zhuǎn)化率增加,CO2轉(zhuǎn)化率降低,R值減小D.改變催化劑提高CH4轉(zhuǎn)化率,R值不一定增大3.(2022·浙江6月選考)主要成分為H2S的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。熱解H2S制H2。根據(jù)文獻,將H2S和CH4的混合氣體導(dǎo)入石英管反應(yīng)器熱解(一邊進料,另一邊出料),發(fā)生如下反應(yīng):Ⅰ.2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH1=+170kJ·mol-1Ⅱ.CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g)ΔH2=+64kJ·mol-1總反應(yīng):Ⅲ.2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)若將反應(yīng)Ⅲ看成由反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ兩步進行,畫出由反應(yīng)原料經(jīng)兩步生成產(chǎn)物的反應(yīng)過程能量示意圖。考情分析:基于題給信息下解讀圖像和補充繪制圖像,是浙江高考熱點題型。考查學生分析解決問題、遷移創(chuàng)新能力。考查角度:(1)從能量角度補充繪制;(2)從平衡角度補充繪制;(3)從速率角度補充繪制。1.圖像信息的提取與處理2.圖像繪制繪制多步基元反應(yīng)過程能量變化圖像要點:①基元反應(yīng)的活化能越大,化學反應(yīng)速率越小。②總反應(yīng)速率由多個基元反應(yīng)中反應(yīng)速率最慢的決定。1.有研究表明,在鐵系催化劑作用下反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH<0分兩步進行:i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1>0,慢反應(yīng);ii.2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)ΔH2,快反應(yīng)。在圖中畫出反應(yīng)分兩步進行的“能量—反應(yīng)過程圖”。起點從[2CO2(g)+6H2(g)]開始。2.在催化劑作用下,CO與H2可以直接合成甲醇。一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO和2molH2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系如圖1所示。其他條件相同時,某同學研究該甲醇合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同催化劑Ⅰ或Ⅱ作用下,反應(yīng)相同時間時,CO的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化情況。請在圖2中補充T℃后的變化情況(在反應(yīng)溫度范圍內(nèi),不考慮催化劑失活情況)。3.實驗測得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。(1)一定溫度下,向體積為1L的密閉容器中充入一定量的NO和CO,只發(fā)生2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0,在t1時刻達到平衡狀態(tài),此時n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡總體積的1/4,則:k正k逆=(2)在t2時刻,將容器迅速壓縮到原容積的1/2,在其他條件不變的情況下,t3時刻達到新的平衡狀態(tài)。請在圖中補充畫出t2-t3-t4時段,正反應(yīng)速率的變化曲線。4.(2024·浙江稽陽聯(lián)誼學校高三聯(lián)考)丙烯是一種重要的化工原料,在催化劑作用下,可以由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。反應(yīng)Ⅰ(直接脫氫):C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH1反應(yīng)Ⅱ(氧化脫氫):C3H8(g)+12O2(g)C3H6(g)+H2O(g)ΔH2=-118kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ(氫氣燃燒):2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-484kJ·mol-1恒溫條件下,測得反應(yīng)Ⅰ平衡時C3H6(g)的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖。請在圖上畫出平衡時C3H8(g)的物質(zhì)的量濃度隨平衡總壓變化的曲線。(在圖中C點平衡總壓為10MPa時,丙烷和丙烯的物質(zhì)的濃度相等)。5.(2024·溫州高三適應(yīng)性考試)甲醇和二甲醚是可再生能源,具有廣泛的發(fā)展前景。相關(guān)的主要反應(yīng)有:制備合成氣:Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ·mol-1K1制備甲醇和二甲醚:Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.7kJ·mol-1K2Ⅲ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-24.0kJ·mol-1K3請回答:一定條件下,相關(guān)物質(zhì)的相對能量與反應(yīng)過程如下圖:(1)E1-E3=kJ·mol-1。

(2)某溫度下,在體積為1L的恒容容器中,投料為1molCO和2molH2,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ(K2>K3),在t1時達到平衡狀態(tài),請畫出0~t2之間c(CH3OH)的變化趨勢。6.(2024·瑞安中學高三適應(yīng)性測試)CO2催化加氫制CH3OH的反應(yīng)體系中,發(fā)生的主要反應(yīng)有:ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.1kJ·mol-1ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ·mol-1ⅲ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=-48.9kJ·mol-1一定壓強下,往某密閉容器中按投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1充入H2和CO2,反應(yīng)達到平衡時,測得各組分的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化的曲線如圖所示。(1)下列說法正確的是。

A.恒溫恒壓時充入氦氣,反應(yīng)ⅱ、ⅲ的平衡均逆向移動,反應(yīng)ⅰ不移動B.增大n(H2)∶n(CO2)的比值,H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大C.圖中X、Y分別代表CO、H2OD.體系中的CO2的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化不大,原因是溫度變化,反應(yīng)ⅰ、ⅲ的平衡移動方向相反(2)在上圖中畫出反應(yīng)達到平衡時,n(H2)n(CO參考答案題型突破21補充繪制有關(guān)物理量變化曲線真題導(dǎo)航1.解析增大水蒸氣的濃度,平衡正向移動,則一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大,會高于原平衡線,故圖像為:。2.①②C解析①根據(jù)圖1可知,1000℃時CH4轉(zhuǎn)化率為100%,即Δn(CH4)=1mol,CO2轉(zhuǎn)化率為60%,即Δn(CO2)=3mol×60%=1.8mol,故R=Δn(CO2)/Δn(CH4)=1.8mol1mol=1.8,400~1000℃間R的變化趨勢如圖:;②A項,R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)Ⅱ的速率,使單位時間內(nèi)反應(yīng)Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率增大,Δn(CO2)增大的倍數(shù)比Δn(CH4)大,則R提高,A正確;B項,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,溫度越低,CH4轉(zhuǎn)化率越低,而R越大,Δn(CO2)增大的倍數(shù)比Δn(CH4)大,含氫產(chǎn)物中H2O占比越高,B正確;C項,溫度升高,CH4轉(zhuǎn)化率增大,CO2轉(zhuǎn)化率也增大,且增大倍數(shù)多,故R值增大,C不正確;D項,改變催化劑使反應(yīng)有選擇性按反應(yīng)Ⅰ進行而提高CH4轉(zhuǎn)化率,若CO2轉(zhuǎn)化率減小,則R值不一定增大,D正確;故選C。3.解析反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均是吸熱反應(yīng),則反應(yīng)過程能量示意圖可表示為。模擬預(yù)測1.解析慢反應(yīng)為吸熱反應(yīng),由于總反應(yīng)為放熱反應(yīng),則快反應(yīng)必然為放熱反應(yīng),起點從[2CO2(g)+6H2(g)]開始,第一步得到的產(chǎn)物應(yīng)該為2CO(g)+2H2O(g)+4H2(g),第二步得到的產(chǎn)物應(yīng)該為C2H4(g)+4H2O(g),即可繪制“能量-反應(yīng)過程圖”。2.解析開始升高溫度時,由于溫度較低反應(yīng)速率較慢,所以該時間內(nèi)沒有達到平衡,所以CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,繼續(xù)升高溫度,反應(yīng)速率也隨著加快,一段時間內(nèi)能達到平衡,之后CO的轉(zhuǎn)化率開始隨溫度升高而減小,根據(jù)所給的部分圖可知催化劑Ⅰ效果更好,所以達到平衡所需的溫度較低,所以先拐,但催化劑可以加快反應(yīng)速率,不會引起化學平衡的移動,所以T℃后的變化情況如圖:。3.(1)270(2)解析(1)列三段式求解:因為N2占平衡總體積的1/4,所以a0.2+0.1+a+2a=14,a=0.3mol,此時為平衡狀態(tài),有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正k逆=c(N2)·c2(CO2)c2(NO)·c2(CO)=0.3×0.624.解析增大壓強縮小體積,平衡時兩種物質(zhì)的濃度都隨平衡總壓(體積縮小)的增大而增大。增大壓強時,由于平衡向著氣體分子數(shù)減少的逆反應(yīng)方向移動,所以在兩者濃度相等之后,兩者濃度增加的程度不同,丙烷的濃度增大得更多,故丙烷的濃度大于丙烯的濃度。據(jù)此理可作圖。5.(1)205.4(2)解析(1)E1為2molCO和4molH2的總能量,E3為1molCH3OCH3(g)和1molH2O(g)的總能量。由反應(yīng)2×Ⅱ+Ⅲ得到:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-181.4kJ·mol-1+(-24.0kJ·mol-1)=-205.4kJ·mol-1=E生成物-E反應(yīng)物=E3-E1,E1-E3=205.4kJ·mol-1。(2)由相對能量圖可知反應(yīng)Ⅱ活化能小于反應(yīng)Ⅲ,故開始時CH3OH的生成速率大于消耗速率,CH3OH在反應(yīng)Ⅱ中作為產(chǎn)物濃度不斷增加,在反應(yīng)Ⅲ中,作為反應(yīng)物,逐漸消耗,在t1時刻達到平衡狀態(tài),然后濃度保持不變。6.(1)D(2)解析(1)A.恒溫恒壓時充入氦氣,各物質(zhì)分壓減少,ⅱ和ⅲ的平衡逆向移動,反應(yīng)物濃度變化,反應(yīng)Ⅰ的平衡也發(fā)生變化,A錯誤;B.增大n(H2)∶n(CO2)的比值