2022屆高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)16化學(xué)反應(yīng)原理綜合

#350C后，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，一氧化氮的脫除率增大，故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率增大。13.以CO和CO為原料合成乙烯、二甲醚(CHOCH)等有機(jī)物，一直是當(dāng)前化學(xué)領(lǐng)域研究233的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉栴}：1，已知相關(guān)物質(zhì)能量變化示意圖如下：kJ*mol'2CO(gK2H2O(g)+4H2(g}kJ*mol'2CO2(g)+6H3(g)2CHjOH(g)+2HiO(g)CH3OCHrfg)+3HiO(g)①寫出由CO(g)和^(g)反應(yīng)生成理以嚇)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式：②在一絕熱的恒容密閉容器中，通入CO和H(物質(zhì)的量之比1：2)發(fā)生反應(yīng)22CO(g)+4H(g)=CH(g)+2HO(g)AH<0，反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)壓強(qiáng)(p)與時(shí)間(t)變化如2242圖1所示，隨著反應(yīng)進(jìn)行，a~b段壓強(qiáng)增大的原因是。C■C■//min1\1\溫度廠C罔I圖】CO與H催化重整制備CHOCH的過(guò)程中存在反應(yīng)：2233I.2CO(g)+6H(g)=CHOCH(g)+3HO(g)；II.CO(g)+H(g)=CO(g)+HO(g)。向22332222密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1：3充入CO與H，實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓222強(qiáng)的變化關(guān)系如圖2所示。P、P、p由大到小的順序?yàn)?；T°C時(shí)主要發(fā)生反1232應(yīng)(填“I”或“II”，平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化先降后升的原因?yàn)椤?2)一定溫度和壓強(qiáng)為2.9pMPa條件下，將CO和H按物質(zhì)的量之比為2：3通入密閉彈

性容器中發(fā)生催化反應(yīng)，假設(shè)只發(fā)生反應(yīng)：彳^仗⑷氣⑵二理皿巴⑵+竺仗)、28@)+4呼)=。2巴@)+2巴0@),平衡時(shí)，CO平衡轉(zhuǎn)化率為6°%,c2h4選擇性為5°%CH的選擇性=24)。該溫度下，反應(yīng)2XCH的物質(zhì)的量

CH的選擇性=24)。該溫度下，反應(yīng)CH(g)+2HO(g)=2CO(g)+4H(g)的K=MPa(用含字母p的代數(shù)式表示,TOC\o"1-5"\h\z2422p已知K是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來(lái)表示的平衡常數(shù)，即將K表達(dá)式中平衡濃度用平p衡分壓代替)，若要提高CH的選擇性，則應(yīng)考慮的因素是。24【答案(1)2CO(g)+4H(g)=CHOCH(g)+HO(g)AH=-205.5kJ?mol-i該反應(yīng)放熱，\o"CurrentDocument"2332反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)減少，但反應(yīng)放熱，溫度升高引起的壓強(qiáng)增大，大于氣體分子減少引起壓強(qiáng)減小程度p>p>pII開始升溫時(shí)以反應(yīng)I123為主，反應(yīng)放熱，平衡逆向移動(dòng)，CO平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高一定溫度后，以反應(yīng)II為主,2反應(yīng)吸熱，平衡正向移動(dòng)2)8.339p3選擇合適的催化劑(或其他合理答案)【解析】應(yīng)用蓋斯定律求出2CO(g)+4H(g)=CHOCH(g)+HO(g)的焓變；在一絕熱的2332恒容密閉容器中，通入CO和H(物質(zhì)的量之比1：2)發(fā)生反應(yīng)22CO(g)+4H(g)=CH(g)+2HO(g)AH<0，反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)壓強(qiáng)(p)與時(shí)間(t)變化如圖22421所示，注意找出在不同的時(shí)間段，影響二氧化碳的轉(zhuǎn)化率的主要因素；設(shè)CO和H按物質(zhì)2的量分別為2mol、3mol，達(dá)到平衡時(shí)，消耗的CO的物質(zhì)的量為2molX6°%=1.2mol,CH選24擇性為5°%=2xn(CH)擇性為5°%=2xn(CH)24~1.2molCH的選擇性=242xCH的物質(zhì)的量24參加反應(yīng)的CO物質(zhì)的量)，n(CH)=°.3mol,根24據(jù)兩個(gè)方程式求出平衡時(shí)各物質(zhì)的量，再求出C2H4、h20、co、h2的體積分?jǐn)?shù)，代入公式求出Kp。①由CO(g)和H2(g)反應(yīng)生成C^OCH(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:2CO(g)+4H(g)=CHOCH(g)+HO(g)2332AH=-82.4kJ-mol-i-99.2kJ-mol-i-23.9kJ-mol-i=-205.5kJ-mol-i。故答案為：2CO(g)+4H(g)=CHOCH(g)+HO(g)AH=-205.5kJ-mol-i；2332

在一絕熱的恒容密閉容器中，通入CO和H(物質(zhì)的量之比1：2)發(fā)生反應(yīng)22CO(g)+4H(g)=CH(g)+2HO(g)AH<0，反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)壓強(qiáng)(p)與時(shí)間(t)變化如圖22421所示，隨著反應(yīng)進(jìn)行，a?b段壓強(qiáng)增大的原因是該反應(yīng)放熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)減少，但反應(yīng)放熱，溫度升高引起的壓強(qiáng)增大，大于氣體分子減少引起壓強(qiáng)減小程度。故答案為：該反應(yīng)放熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)減少，但反應(yīng)放熱，溫度升高引起的壓強(qiáng)增大，大于氣體分子減少引起壓強(qiáng)減小程度；當(dāng)溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)I平衡正向移動(dòng)程度越大，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)II平衡不移動(dòng)，P、P、P由大到小的順序?yàn)镻>P>P;T°C時(shí)壓強(qiáng)對(duì)平衡幾乎沒有影響，1231232主要發(fā)生反應(yīng)II,平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化先降后升的原因?yàn)殚_始升溫時(shí)以反應(yīng)I為主，反應(yīng)放熱，平衡逆向移動(dòng)，CO平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高一定溫度后，以反應(yīng)II為主，反應(yīng)吸熱,2平衡正向移動(dòng)。故答案為：P>P>P;II;開始升溫時(shí)以反應(yīng)I為主，反應(yīng)放熱，平衡逆123向移動(dòng)，CO平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高一定溫度后，以反應(yīng)II為主，反應(yīng)吸熱，平衡正向移動(dòng)；2設(shè)CO和H2按物質(zhì)的量分別為沖、3m。1，達(dá)到平衡時(shí)，消耗的C°的物質(zhì)的量為(C2H4的選擇性=參2(C2H4的選擇性=參21反應(yīng)的物質(zhì)的量量)，241.2moln(CH)=0.3mol，242CO(g)+4H(g)=CH(g)+2HO(g)3CO(g)+3H(g)=CHOCH(g)+CO(g)224223320.6mol1.2mol0.3mol0.6mol0.6mol0.6mol0.2mol0.2mol平衡時(shí)，n(CO)=2mol-1.2mol=0.8mol，n(H)=3mol-1.2mol-0.6mol=1.2mol，n(CH)=0.3mol，224n(CHOCH)=0.2mo1,n(C0)=0.2mo1,n(H0)=0.6mo1,n總3322=0.8mo1+1.2mo1+0.3mo1+0.2mo1+0.2mo1+0.6mo1=3.3mo1,CH、HO、CO、H的體積分?jǐn)?shù)分24220.3mol10.6mol0.3mol10.6mol3.3molll‘3.3molll'3.3mol一33,3.3mol~1184=8.339p3MPa3,若要TOC\o"1-5"\h\z(一x2.9P)2x(—x2.9P)4CH(g)+2HO(g)=2CO(g)+4H(g)的Kp=8.339p3MPa3,若要2422P12P(x2.9P)1x(x2.9P)21111提高CH的選擇性，則應(yīng)考慮的因素是選擇合適的催化劑(或其他合理答案)。故答案為:248.339p3；選擇合適的催化劑(或其他合理答案)。14．中國(guó)科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，相關(guān)成果北京時(shí)間9月24日由國(guó)

際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表，因此CO2的捕集、利用與封存成為科學(xué)家研究的重要課題。以CO、CH為原料合成CH涉及的主要反應(yīng)如下：22624I.CO(g)+CH(g)■—CH(g)+HO(g)+CO(g)AH=+177kJ?mol-i(主反應(yīng))II.CH(g)、-22624226CH(g)+H(g)+C(s)AH=+9kJ?mol-i(副反應(yīng))42反應(yīng)I的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：CH(g)—CH(g)+H(g)AH(反應(yīng)速率較快)TOC\o"1-5"\h\z262421H(g)+CO(g)—H^O(g)+CO(g)AH=+44kJ^mol-i(反應(yīng)速率較慢)H二kj.mol-i。相比于提高c(CH),提高c(CO)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大，原因是。262向恒壓密閉容器中充入CO和CH合成CH,發(fā)生主反應(yīng)，溫度對(duì)催化劑K-Fe-Mn/Si-2\o"CurrentDocument"22624性能的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800°C的原因是。圖例—c2h圖例—c2h4選擇性亠c2h6轉(zhuǎn)化率亠co2轉(zhuǎn)化率r740760780800反應(yīng)溫度護(hù)在800C時(shí)，n(CO):n(CH)=l：3，充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的226條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始?jí)簭?qiáng)為P,—段時(shí)間達(dá)到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反0應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=P(用平衡分壓代替平p0衡濃度計(jì)算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用最簡(jiǎn)分式表示)。工業(yè)上也可用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生反應(yīng)如下：吧?二明?+理?AH〉°，①在恒容絕熱的容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，下列不能用來(lái)判斷達(dá)到平衡狀態(tài)的?；旌蠚怏w的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變?nèi)萜髦袎簭?qiáng)不再改變混合氣體的密度不再改變v(CH)=v(H)42②溫度T時(shí)，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2molCH，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中CH的物質(zhì)44的量隨時(shí)間變化如圖所示：

實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=kTC2(CH),v、「k逆c(CH)Xc2(H),k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，T正正4逆逆242正逆k溫度時(shí)則嚴(yán)=(用含有x的代數(shù)式表示)；當(dāng)溫度升高時(shí)，k增大m倍，k逆k正逆逆增大n倍，則mn(填“〉”、“V”或“=”)。【答案(1)+133kJ?mol-i反應(yīng)ii為反應(yīng)I的決速步，c(CO)增大，反應(yīng)ii速率加快，2從而提高反應(yīng)I速率(2)800°C時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大較多，有利于提高C2H4的產(chǎn)率；80O°C時(shí)，C2H4選擇性與820°C相比選擇性略高⑶55P4)CD解析】4)CD解析】(2-x)24x2⑴①根據(jù)蓋斯定律反應(yīng)i-反應(yīng)ii可得C2H6(g)'C2H4(g)+H2(g)的AH1=+177kj?mol-i—44kj?mol-i=+136kj?mol-i；②反應(yīng)ii為慢反應(yīng)，為整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的決速步驟，c(CO)增大，反應(yīng)ii速率加快，從而提2高反應(yīng)i速率；據(jù)圖可知800C時(shí)，CH選擇性比780C略有降低，但CO的轉(zhuǎn)化率增大較多，有利于TOC\o"1-5"\h\z242提高CH的產(chǎn)率；800°C時(shí)，CH選擇性與820C相比選擇性略高；2424投料n(C0):n(CH)=1：3，不防設(shè)初始投料為ImolC0和3molCH,設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為2262262xmol，則剩余的CO為(1-x)mol,根據(jù)方程式可知剩余的CH為(3-x)mol,生成的CH、H0、226242C0均為xmol,則根據(jù)題意有(1-x)+(3-x)=3x，解得x=0.8mol，則C0的分壓為p=21+3020，同理可得C2H6、OSH20、C0的分壓分別為守、十、牛、即16=55￡

①A.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，而氣體總質(zhì)量不變，所以未平衡時(shí)平均相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)變，當(dāng)其不變時(shí)說(shuō)明達(dá)到平衡，A不符合題意；B.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，容器恒容，未平衡時(shí)壓強(qiáng)會(huì)變，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)說(shuō)明達(dá)到平衡，B不符合題意；C.容器恒容，則氣體體積不變，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知?dú)怏w總質(zhì)量也不變，所以無(wú)論是否達(dá)到平衡，混合氣體的密度都不變，不能說(shuō)明平衡，C符合題意；D.若v正(CH)=v/H),貝9可以說(shuō)明正4逆2達(dá)到平衡，但選項(xiàng)未注明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，所以不能說(shuō)明反應(yīng)是否平衡,D符合題意；綜上所述答案為CD；②達(dá)到平衡時(shí)vT=v逆,即k正c平2(CH)=k逆c平(CH)Xc平2(H),TOC\o"1-5"\h\z正逆正平4逆平24平2kc(CH)乂c2(H)所以芾=存24二：平(2丿，據(jù)圖可知平衡時(shí)CH的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)方程式可知此kc2(CH)4逆平4k時(shí)CH、H的物質(zhì)的量分別為0.5(2-x)mol、(2-x)mol，容器體積為2L，所以丁=242k逆(2-x)2/X(2-x)2/X、(尹4x2該反應(yīng)焓變〉0，為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，即v>v正，所以m〉n。逆15.丙烯是重要的有機(jī)化工原料，丙烷脫氫是工業(yè)生產(chǎn)丙烯的重要途徑，其化學(xué)方程式為CH(g)-CH(g)+H(g)?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：38362已知：I.2CH(g)+O(g)=2CH(g)+2HO(g)M=-238kJ?mol-i3823621II.2H(g)+O(g)=2HO(g)超=-484kJ?mol-i2222則丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)CH(g)-CH(g)+H(g)的超為kj?mol-!38362一定溫度下，向IL的密閉容器中充入ImolCH發(fā)生脫氫反應(yīng)，經(jīng)過(guò)lOmin達(dá)到平衡狀38態(tài)，測(cè)得平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是開始的1.5倍。0?1Omin丙烯的化學(xué)反應(yīng)速率v(CH)二mol?L-i?min-i。36TOC\o"1-5"\h\z下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是。A.俎不變B.CH與H的物質(zhì)的量之比保持不變362C.混合氣體的總壓強(qiáng)不變D.v(CH)=v(CH),^36正38逆欲提高丙烷轉(zhuǎn)化率，采取的措施是(填字母標(biāo)號(hào))。A.降低溫度B.升高溫度C.加催化劑D.及時(shí)分離出H2若在恒溫、恒壓的密閉容器中充入丙烷和氬氣發(fā)生脫氫反應(yīng)，起始n(氬氣)/n(丙烷)越大,丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率越大，其原因是?！囟认?，向恒容密閉容器中充入血吃力開始?jí)簭?qiáng)為pkPa,C3%的氣體體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示：此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)《=(用含字母p的代數(shù)式表示，K是用反應(yīng)體系pP中氣體物質(zhì)的分壓表示的平衡常數(shù)，平衡分壓=總壓X體積分?jǐn)?shù))。已知該反應(yīng)過(guò)程中,V=k?p(CH),v=k?p(CH)?p(H),其中k、k為速率常正正38逆逆362正逆v數(shù)，只與溫度有關(guān)，則圖a中m點(diǎn)處"=。v逆【答案(1)+1230.05CDBD該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，恒壓條件下增大氬氣的比例，相當(dāng)于減壓，平衡正向移動(dòng)，丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大0.9p5.41【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律，(I-II)X；得CH(g)CH(g)+H(g)，2383621m=[(-238kJ?mol-i)—(-484kJ?mol-i)]x—=+123kJ?mol-i，故答案為：+123；2(2)①一定溫度下，向1L的密閉容器中充入ImolCH反應(yīng)生成CH和H,經(jīng)過(guò)10min達(dá)到38362平衡狀態(tài)，測(cè)得平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是開始的1.5倍，則氣體的物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍，即1.5mol，增加了0.5mol，所以各組分的變化量均為0.5mol。0?10min丙烯的化學(xué)反應(yīng)速率v(CH)==0.05mol?L-1?min-1；②A.反應(yīng)熱只與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，所以反應(yīng)的超61LX10min始終保持不變，即超不變不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故A錯(cuò)誤；B.CH與H的物質(zhì)的量之362比始終按照1：1增加，因此兩者比值保持不變，不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故B錯(cuò)誤；C.該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，各物質(zhì)均為氣體，壓強(qiáng)是變量，當(dāng)混合氣體的總壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；D.CH和CH兩者速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，3836當(dāng)v(CH)=v(CH)時(shí)，表明正逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；綜36正38逆上所述，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是CD:③由于該反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)，故升高溫度

和及時(shí)分離出H都能使平衡正向移動(dòng)，提高丙烷轉(zhuǎn)化率，催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，故2合理選項(xiàng)是BD:④在恒溫、恒壓的密閉容器中充入丙烷和氬氣發(fā)生脫氫反應(yīng)，起始n（氬氣）/n（丙烷）越大，丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率越大，其原因是該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，恒壓條件下增大氬氣的比例，相當(dāng)于減壓，平衡正向移動(dòng)，丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，恒壓條件下增大氬氣的比例，相當(dāng)于減壓，平衡正向移動(dòng)，丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大；（3）①一定溫度下，向恒容密閉容器中充入ImolCH,開始?jí)?/p>