备考2024届高考化学一轮复习强化训练第七章化学反应速率和化学平衡第4讲化学反应的方向和化学反应的调控

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A.制备时要保持无水环境
B.输送气态产物的管道温度要保持在180 ℃以上
C.氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量
D.为避免产生大量CO2，反应过程中需保持炭过量
解析 AlCl3、MgCl2均易水解，且高温下C与H2O反应，故制备时需保持无水环境，A项正确；为保证AlCl3为气态，且防止其凝华堵塞管道，必须保持管道温度高于AlCl3的升华温度，B项正确；高温时C转化为CO，放出热量，为氯化提供了能量，加入C，消耗生成物O2，增大了反应的趋势，C项正确；高温时C过量得到的固体中可能混有Si，D项错误。
2.[天津高考]CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4（g）＋CO2（g）催化剂2CO（g）＋2H2（g）
按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900 ℃的原因是 根据题图知，900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但升高温度，能耗升高，经济效益降低 。
3.[浙江高考]乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：
CH3COOH（l）＋C2H5OH（l）浓 H2SO4 △ CH3COOC2H5（l）＋H2O（l） ΔH＝－2.7 kJ·ml－1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：
请完成：
（1）关于该反应，下列说法不合理的是 BC 。
A.反应体系中硫酸有催化作用
B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零
C.因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大
D.因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
（2）一定温度下该反应的平衡常数K＝4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y＝ 0.667或66.7％ ；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图1中绘制x随n变化的示意图（计算时不计副反应）。
图1
（3）工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110 ℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71 ℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有 提高乙醇平衡转化率；提高反应温度，从而加快反应速率；有利于后续产物的分离 。
（4）近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：
2C2H5OH（g）催化剂 △ CH3COOC2H5（g）＋2H2（g）
在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图2所示。关于该方法，下列推测合理的是 ACD 。
图2
A.反应温度不宜超过300 ℃
B.增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C.在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物
D.提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
解析 （1）根据反应的化学方程式可知，反应体系中硫酸作催化剂，A项合理；该反应的ΔS不等于零，B项不合理；因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响小，C项不合理；因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计，D项合理。（2）设起始时乙酸和乙醇的物质的量均为b ml，达到平衡时生成乙酸乙酯a ml，利用“三段式”法进行求解：
CH3COOH（l）＋C2H5OH（l）浓硫酸 △ CH3COOC2H5（l）＋H2O（l）
起始量/ml b b 0 0
转化量/ml a a a a
平衡量/ml b－a b－a a a
K＝a2（b－a）2＝4.0，解得a＝23b，所以乙酸乙酯的平衡产率为66.7％。乙酸与乙醇按照化学计量数之比投料时，乙酸乙酯的物质的量分数达到最大值，所以n＝1时，乙酸乙酯的物质的量分数最大，且最大值为13，据此画出图像。（4）根据题图2，可知反应温度不宜超过300 ℃，A项合理；增大体系压强，该反应的平衡逆向移动，不利于提高乙醇的平衡转化率，B项不合理；由题图2可知，在275～300 ℃时，乙醛的质量分数逐渐减小，乙酸乙酯的质量分数逐渐增大，所以乙醛是反应历程中的中间产物，C项合理；有机反应中副反应较多，提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键，D项合理。纯物质
沸点/℃
恒沸混合物（质量分数）
沸点/℃
乙醇
78.3
乙酸乙酯（0.92）＋水（0.08）
70.4
乙酸
117.9
乙酸乙酯（0.69）＋乙醇（0.31）
71.8
乙酸乙酯
77.1
乙酸乙酯（0.83）＋乙醇（0.08）＋水（0.09）
70.2