高考化学二轮总复习精品课件 大题突破练(4) 化学反应原理综合题.ppt

(3)甲醇也是新能源的重要组成部分。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH40ⅴ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH50ⅵ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH60在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,1234567压强p1、p2、p3由大到小的顺序为,曲线(填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数,在T1℃下,压强为p3时,反应ⅴ的浓度平衡常数Kc=(填含α的表达式)。?p1p2p3m1234567解析(1)由盖斯定律可知,反应ⅰ+ⅱ+ⅲ可得反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),则反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3;该反应是气体体积减小的反应,反应中气体压强减小,则混合气体总压强不随时间变化时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A正确;若CO完全反应,由方程式可知,反应后氢气、甲醇、乙醇、水蒸气的物质的量都为1mol,甲醇的体积分数可能为25%,该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以反应达到平衡时,甲醇体积分数不可能为25%,B错误;反应达到平衡后,再充入少量一氧化碳,平衡向正反应方向移动,但一氧化碳的平衡转化率减小,C错误;反应达到平衡后,再加入高效催化剂,化学反应速率加快,但化学平衡不移动,乙醇产率保持不变,D正确。1234567(2)①实验1催化剂的选择性高于实验2、4,原料的转化率高于实验3,所以题述实验中,催化效能最好的为实验1;与实验1相比,实验3的反应温度与1相近,压强小于实验1,说明实验3的压强太小,不利于平衡向正反应方向移动,导致醋酸酯平衡转化率较低;②活化能越小,反应速率越快,慢反应控制总反应速率,所以在b和c的步骤中,活化能较小的是快反应c、控制总反应速率的步骤是慢反应b;由反应CH3CO*+H·―→CH3CHO可知,醋酸酯加氢制乙醇时,副产物除了甲醇外,还有乙醛;1234567(3)设起始二氧化碳和氢气的物质的量为1mol和3mol,容器的容积为VL,反应ⅳ、ⅵ生成甲醇的物质的量分别为amol、bmol,反应ⅴ生成一氧化碳的物质的量为cmol,由图可知,在T1℃下,压强为p3时,甲醇和一氧化碳在含碳产物中物质的量分数相等、二氧化碳的转化率为α,由题意可建立如下三段式: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)起/mol 1 3 0 0变/mol a 3a a a平/mol 1-a 3-3a a a1234567 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)起/mol 1-a 3-3a 0 a变/mol c c c a+c平/mol 1-a-c 3-3a-c c a+c CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起/mol c 3-3a-c a变/mol b 2b b平/mol c-b 3-3a-c-2b a+b12345671234567本课结束(2)①由图像可知,490K之前,温度升高,反应速率加快,甲醇产率增大,在490K时,反应达到平衡,此时甲醇产率达最高值,继续升高温度,主反应平衡逆向移动,另外随温度升高催化剂活性降低或副反应更易进行,使得甲醇产率降低;②根据题意可列三段式,注意主反应各物质的末态量作为副反应对应物质的起始量,已知量为CO2、H2的起始物质的量、CH3OH、CO的末态物质的量:1234567CO2+3H2 CH3OH+H2On0 a 3a 0 0Δn -c -3c +c +cnt a-c 3(a-c) c cCO2+H2 CO+H2On0 a-c 3(a-c) 0 cΔn -d -d +d +dnt a-c-d 3(a-c)-d d c+d1234567123456712345674.(2023·山东临沂二模)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。