发布时间 : 星期一 文章2020高考化学二轮复习专题六化学反应速率化学平衡教案更新完毕开始阅读
将温度由250℃升高到300℃；D点移至B点是温度不变平衡正向移动，可采取的具体措施为保持温度为300℃，将压强由p3增大到p1；在C点时，甲醇的体积分数为50%，设甲醇的物1n质的量为n，则反应的CO的物质的量为n，剩余CO的物质的量为n，则CO的转化率为31
n＋n3×100%＝75%。
②M和L点，CO的转化率相同，因为体积相同，且乙中气体是甲中气体的2倍，则相同温度时，p(M)＝2p(L)，M点的温度高，所以p(M)>2p(L)；平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高反应进行的限度越小，平衡常数越小，所以K(M) 4．(2019·江西省萍乡市高三下学期第一次模拟)大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。 (1)CO2与NH3反应可合成尿素[化学式为CO(NH2)2]，反应2NH3(g)＋CO2(g)??CO(NH2)2(l)＋H2O(g)在合成塔中进行，图1中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三条曲线分别表示温度为T℃时，按不同氨碳比水碳比 n?NH3? 和n?CO2? n?H2O? 投料时，二氧化碳平衡转化率的情况。 n?CO2? ①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中水碳比的数值分别为0.6～0.7,1～1.1，1.5～1.6，则生产中应选用的水碳比数值范围是__________________。 ②推测生产中氨碳比应控制在________(选填“4.0”或“4.5”)左右比较适宜。 ③若曲线Ⅱ中水碳比为1，初始时CO2的浓度为1mol·L，则T℃时该反应的平衡常数K＝________(保留有效数字至小数点后两位)。 (2)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸，请写出该反应的化学方程式：______________________________。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2所示。在温度为______时，催化剂的活性最好，效率最高。请解释图中250～ －1 400℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300℃时________；300～400℃时________。 答案 (1) ①0.6～0.7 ②4.0 ③0.59 TiO2/Cu2Al2O4 (2)CO2＋CH4=========CH3COOH 250℃ 催化剂效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因 温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因 解析 (1)①氨碳比相同时，曲线Ⅰ的CO2的转化率大，因此生产中选用水碳比数值范围是0.6～0.7；②氨碳比在4.5时，需要氨气较多，根据图像分析，CO2的转化率增大不多，提高生产成本，所以氨碳比控制在4.0左右；③曲线Ⅱ中水碳比为1，初始时CO2浓度为1 mol·L，则 －1 c(H2O)＝1mol·L－1，氨碳比为4时，CO2的转化率为63%，c(NH3)＝4mol·L－1， 2NH3(g)＋CO2(g)??CO(NH2)2(l)＋H2O(g)， 起始 (mol·L): 411 变化 (mol·L): 1.260.630.63 平衡 (mol·L): 2.740.371.63 平衡常数K＝－1－1－1 c?H2O?1.63 ＝≈0.59。 c?NH3?·c?CO2?2.742×0.37 2 TiO2/Cu2Al2O4 (2)CO2和CH4发生反应：CO2＋CH4=========CH3COOH；根据图像，当温度为250℃时，乙酸的生成速率最大，催化剂的催化效率最大；在250～300℃过程中，催化剂是影响速率的主要因素，因此催化效率降低，导致反应速率也降低；而在300～400℃时催化效率低且变化程度小，但反应速率增加较明显，因此该过程中温度是影响速率的主要因素，温度越高，反应速率越大。 5．(2019·厦门市高三下学期第一次质量检查)二醚水蒸气重整制氢过程涉及的主要反应如下： ⅰ.CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH＝＋23.6kJ·mol ⅱ.CH3OH (g)＋H2O (g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.5kJ·mol ⅲ.CH3OH (g)===CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋90.7kJ·mol ⅳ.H2O (g)＋CO (g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2kJ·mol 各反应平衡常数与温度变化关系如下表： 温度 平衡常数 423K －2－1－1－1－1 523K －2623K －1723K －1823K 3.4×10 7.8×10 2.2×10 3.6 66－1Kⅰ Kⅱ Kⅲ Kⅳ 1.7×10 5.8×10 1.3×10 2.3×10 1.9×10 2.5 7.9×10 234.2×10 4.7×10 89 243.9×10 1.8×10 21 452.1×10 2.8×10 7.5 56(1)重整反应CH3OCH3(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝xkJ·mol，回答下列问题： ①x＝________。 ②有利于提高重整反应中CH3OCH3平衡转化率的条件为________(填字母)。 A．高温低压 C．高温高压 B．低温高压 D．低温低压 －1 －1 ③若在恒温刚性容器中进行重整反应，达到平衡时c(CH3OCH3)＝10mol·L，c(H2O)＝ 0.2mol·L，c(H2)＝10mol·L，c(CO2)＝40mol·L，则反应温度约为________。 ④723K时，v＝k·c[(CH3OCH3)]·[c(CO2)] 2 －1.5 －1 －1 －1 为重整反应速率方程。在相同条件下，c(CO2) 分别为a、b、c时，H2产率随时间的变化关系如图1，则a、b、c由小到大的顺序为__________。 (2)CO会造成燃料电池催化剂中毒，重整反应体系中CO体积分数随水醚比与温度的变化关系如图2。 ①相同温度下，水醚比为________时，CO体积分数最高。 ②实际生产中选择反应温度为250℃的原因为___________________________________； 选择水醚比为3～6的原因为__________。 答案 (1)①＋122.6 ②A ③623K ④c (2)①1 ②相同条件下，温度过高CO体积分数较高，温度过低反应速率较小 相同条件下，水醚比<3，CO体积分数过高，水醚比>6，H2含量过低 解析 (1)①根据盖斯定律：反应CH3OCH3(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)由ⅰ＋ⅱ×2所得，则x＝＋23.6kJ·mol＋49.5kJ·mol×2＝＋122.6kJ·mol。 ②重整反应为吸热反应，且反应后气体的体积增大，所以根据勒夏特列原理，高温、低压时，平衡向正方向移动，所以条件为高温低压。 －1 －1 －1