反應原理綜合題測試-高考化學二輪復習練習

1、題型2反應原理綜合題1 .反應熱的計算。2 .化學平衡狀態(tài)的標志及平衡移動方向的判斷。3 .轉化率及平衡常數的相關計算。4 .信息圖象題的綜合分析。測試時間 45 分鐘1. (2019河南八市測評)乙二醛(OHG-CHO 是紡織工業(yè)常用的一種有機原料， 其工業(yè)生產方法主要是乙二醇(HOCHGHOH 汽相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法，請回答下列相關問題。(1)乙二醇氣相催化氧化法。乙二醇氣相催化氧化的反應為：I.HOCHCHOH(g)+Q(g),OHG-CHO(g)+2HaO(g)AH已知n.OHG-CHO(g)+2hb.、HOGHOH(g)AH1-出.H2(g)+23OHC-CHO-4N0?

2、+5H2。，因此存在比較明顯的缺點是生成的 NO 會污染空氣，硝酸會腐蝕設備等。(3)乙二醛電解氧化制備乙醛酸(OHC-COOH)通電后，陽極產生的 C12與乙二醛溶液反應生成乙醛酸，氯氣被還原生成氯化氫，反應的化學方程式為OHC-CHOC12+H2O2HC1+OHC-COOHAHi+AHiK3答案：(1)2K溫度過局乙二醇(或乙二醛)被大量氧化為 COABC(2)會產生 NO 等有毒氣體、產生的酸性廢水容易腐蝕設備(其他答案合理即可)(3)OHCCHOFCl2+H2O2HC1+OHC-COOH0.20.40.42.(2019南昌一模)乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氫具有重要意義。熱裂解反

3、應：CHCOOH(g)2CO(g)+2H(g)AH=+213.7kJmol1脫酸基反應：CH3COOH(g)CH(g)+CO(g)AH=33.5kJmol1(1)請寫出 CO 與 H 甲烷化的熱化學方程式。(2)在密閉容器中，利用乙酸制氫，選擇的壓強為(填“較大”或“常壓”)。其中溫度與氣體產率的關系如圖：約 650C 之前，脫酸基反應活化能低速率大，故氫氣產率低于甲烷；650c 之后氫氣產率高于甲烷，理由是隨著溫度升高后，熱裂解反應速率增大，同時保持其他條件不變，在乙酸氣中摻雜一定量水，氫氣產率顯著提高而 CO 的產率下降,請用化學方程式表示：(3)若利用合適的催化劑控制其他的副反應，溫度為

4、水時達到平衡，總壓強為 pkPa,熱裂解反應消耗乙酸 20%脫酸基反應消耗乙酸 60%乙酸體積分數為(計算結果保留 l 位小數)；脫酸基反應的平衡常數 K 為 kPa(為以分壓表示的平衡常數，計算結果保留 1 位小數)。解析：(1)由蓋斯定律計算：熱裂解反應 CHCOOH(g)2CO(g)+2H(g)AH=+213.7kJmol1,脫酸基反應 CHCOOH(gLCH4(g)+CO(g)AH=-33.5kJ-mol1,一得：CO 與 H2甲烷化的熱化學方程式 2CO(g)+2H2(g)CH(g)+CO(g)AHk-247.2kJ-mol1o(2)在密閉容器中，利用乙酸制氫，CHCOOH(gL2C

5、O(g)+2H2(g),反應為氣體體積增大的反應，選擇的壓強為常壓。熱裂解反應 CHCOOH(gL2CO(g)+2 屋色)是吸熱反應，熱裂解反應正向移動，脫酸基反應 CHCOOH(gLCH4(g)+CO(g)是放熱反應，而脫酸基反應逆向移動。650C 之后氫氣產率高于甲烷，理由是隨著溫度升高后，熱裂解反應速率加快，同時熱裂解反應正向移動，而脫酸基反應逆向移動，故氫氣產率高于甲烷。CO 能與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣，在乙酸氣中摻雜一定量水，氫氣產率顯著提高而 CO 的產率下降，CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)。(3)熱裂解反應_.-1CHCOOH(g)2CO(g)+2H(g)

6、AH=+213.7kJmol脫酸基反應CHCOOH(gLCH(g)+CO(g)AH=-33.5kJmol0.60.60.60.2乙酸體積分數為(0/+0.4+0.6+0.6+0.2)X100公0.6p0.6p,_、-rX-p(CH)p(CO)2.22.2p(CHCOOH=0Tp=.8p。2.2答案：(1)2CO(g)+2H(g)-CH(g)+CO(g)1AH=247.2kJ-mol1(2)常壓熱裂解反應正向移動，而脫酸基反應逆向移動，故氫氣產率高于甲烷CO(g)+CO(g)=HKg)+CO(g)(3)9.1%1.8p3.以高純 H 為燃料的質子交換膜燃料電池具有能量效率高、 無污染等優(yōu)點， 但

7、燃料中若混有 CO 將顯著縮短電池壽命。(1)以甲醇為原料制取高純代是重要研究方向。甲醇水蒸氣重整制氫主要發(fā)生以下兩個反應：主反應：CHOH(g)+HO(g)=CO(g)+3H(g).一一一-1AH=+49kJmol副反應：H2(g)+CO(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+41kJmol1甲醇蒸氣在催化劑作用下裂解可得到 H2和 CO,則該反應的熱化學方程式為,既能加快反應速率又能提高 CHOH 平衡轉化率的一種措施是分析適當增大水醇比7工?對甲醇水蒸氣重整制氫的好處是。n(CHOH某溫度下，將 n(H2O)：n(CH3OH)=1：1 的原料氣充入恒容密閉容器中，初始壓強為 p,反應達平

8、衡時總壓強為 p2,則平衡時甲醇的轉化率為(忽略副反應)。(2)工業(yè)上用 CH 與水蒸氣在一定條件下制取原理為：CH(g)+。，、CO(g)+3H(g)-1AH=+203kJmol該反應逆反應速率表達式為：v 逆=kc(CO)c3(H2),k 為速率常數，在某溫度下測得實驗數據如表：CO 濃度/(molLbH2 濃度/(molLT)逆反應速率/(molL1min1)0.05C14.8C2C119.2C20.158.1由上述數據可得該溫度下，該反應的逆反應速率常數 k 為 L3mol3-min2GI2GI, ,，_，I ITt力T、TtT,溫度在體積為 3L 的密閉容器中通入物質的量均為 3mo

9、l 的 CH 和水蒸氣，在一定條件下發(fā)生上述反應，測得平衡時 Hz 的體積分數與溫度及壓強的關系如圖所示：則壓強 pi8(填“大于”或“小于”)；N 點 v 正 M 點 v 逆(填“大于”或“小于”)；求 Q 點對應溫度下該反應的平衡常數 K=。平衡后再向容器中加入 1molCH4和 1molCO,平衡移動(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不”)。解析：(1)已知：CHOH(g)+hbO(g),-CO(g)+3H(g)AH=+49kJmol：1,Ha(g)+CO(g)，-CO(g)+HaO(g)AH=+41kJ-mol,根據蓋斯定律，反應可由十整理可得，CHOH(g)=CO(g)+2H，(g

10、)AH=AH+A+90kJmol1;該反應為吸熱反應，升高溫度既能增大化學反應速率同時可以促使反應正向進行，提高 CHOH 平衡轉化率，而增大壓強能增大化學反應速率，但對正反應不利，所以既能增大反應速率又能提高 CHOHF衡轉化率的一種措施是升高溫度；適當增大水醇比n(HzO)：n(CHOH),可視為增大 HO 的量，能使 CHOH 轉化率增大，生成更多的 H2,抑制轉化為 CO 的反應的進行，所以適當增大水醇比n(H2O)：n(CHOH)對甲醇水蒸氣重整制氫的好處為：提高甲醇的利用率，有利于抑制 CO的生成；主反應為：CHOH(g)+H2O(g).、CQ(g)+3H(g),n(HzO):n(

11、CHOH)=1：1 的原料氣充入恒容密閉容器中，初始壓強為 P1,反應達到平衡時總壓強為 P2,CHOH(g)+H2O(g)、CO(g)+3Mg)初始壓強 0.5p10.5p1轉化壓強 ppp3p平衡壓強 0.5p1-p0.5p1-pp3p_D2D1所以可得 p2=(0.5p1-p)+(0.5p1p)+p+3p=p+2p,故 p=-2-,則平衡時甲醇的P2Pl轉化率為&=pX100 唳 7-2X100 唳(p21)X100%(2)根據 v 逆=kc(CO)-c3(H2),0.5p0.5p1p1由表中數據，c3=.=停 mol3L3,則 C2=-4-=0.2(mol-L1),所以 k=30.05

12、kkkC10.2K0.151.2x104(L3-mol3-min1);反應為氣體分子數增多的反應，隨著反應的進行，體系壓強增大，增大壓強不利于反應正向進行，所以壓強 p1大于 S；MN 都處于平衡狀態(tài)，該點的正反應速率等于逆反應速率。由于溫度：MN,壓弓雖:MNI,升高溫度或增大壓強都會使化學反應速率加快，因此 N 點 v 正iCO(g)+2H2(g)AH=+90kJmol1升高溫度提高甲醇的利用率、有利于抑制 CO 的生成或抑制副反應發(fā)生一一 1X100%P1(2)1.2X104大于小于 48mol2/L2正反應方向4.(2019韶關調研)甲醇是一種可再生能源，由 CO 制備甲醇的過程可能涉

13、及的反應如反應 I:CO(g)+3H2(g).PhlOH(g)+HO(g)AH=-49.58kJ-mol1反應 n：CO(g)+H2(g)k、CO(g)+H2O(g)AH.一、4._1反應出：CO(g)+2H2(g)&、CHOH(g)AH3=-90.77kJmol回答下列問題:(1)反應n的AH=,若反應I、n、出平衡常數分別為 K、K、K,則 K2=(用 K、K3表木)。所以可得3x(3x)+(3x)+x+3x=60%,解得 x=2,所以平衡時C(CH4)=(32)mol1TL=3mol.L1,c(HzO)=；molL1,c(CO)=|molL1,C(H2)=2mol-L1,33則化學平衡常

14、數為-一3c(C。c(H)=K=c(CH)c(HO)=48mol2/L2；若平衡后再向容器中加入(2)反應出自發(fā)進行條件是(填“較低溫度”、“較高溫度”或“任何溫度”)。(3)在一定條件下 2L 恒容密閉容器中充入 3molH2和 1.5molCO2,僅發(fā)生反應I,實驗測得不同反應溫度與體系中 CO 的平衡轉化率的關系，如下表所示。溫度(c)500TCO 的平衡轉化率60%40%T500C(填“”“”或“=”)。溫度為 500C時，該反應 10min 時達到平衡。用 H2表示該反應的反應速率v(Hz)=;該溫度下，反應 I 的平衡常數 K=L2/mol2。(4)由 CO 制備甲醇還需要氫氣。工業(yè)上用電解法制取 N&FeQ,同時獲彳#氫氣：Fe+2H，O通電+2OH=FeO4+3 屋T,工作原理如圖所示。電解一段時間后，