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新高考化学一轮复习讲义课件第7章 专项特训4 化学反应速率、平衡综合题（含解析）
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这是一份新高考化学一轮复习讲义课件第7章 专项特训4 化学反应速率、平衡综合题（含解析），共27页。PPT课件主要包含了ABD，25×10－5，019MPa，降低压强或移去，钾蒸气或适当升高温度，生产成本增加，选择相对较低的温度等内容，欢迎下载使用。
1.二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1＝－159.47 kJ·ml－1反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2＝＋72.49 kJ·ml－1请回答下列问题：(1)写出CO2和NH3为原料生成尿素和气态水的热化学方程式：___________________________________________________________，反应Ⅱ自发进行的条件是_______。
CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝－86.98 kJ·ml－1
(2)CO2和NH3为原料合成尿素的反应中影响CO2转化率的因素很多，图1为某特定条件下，不同水碳比 和温度影响CO2转化率变化的趋势曲线。
下列说法不正确的是______(填字母)。A.温度升高该反应平衡常数逐渐减小，移走部分尿素平衡向正方向移动B.当温度低于190 ℃，随温度升高CO2转化率逐渐增大， 其原因可能是温度升高平衡向正方向移动C.当温度高于190 ℃后，随温度升高CO2转化率逐渐减小， 其原因可能是温度升高发生了副反应D.其他条件相同时，为提高CO2的转化率，生产中可以采取的措施是提高水碳比
(3)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素，在恒温下将0.4 ml NH3和0.2 ml CO2放入容积为2 L的密闭容器中，t1时达到平衡，其c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图2所示。则其逆反应的平衡常数为___________。
2.丙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。“丁烯裂解法”是一种重要的丙烯生产法，生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。反应如下：主反应：3C4H8 4C3H6；副反应：C4H8 2C2H4。测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数(w%)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如图1和图2所示：
(1)平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比[ ]是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，从图1和图2中表现的趋势来看，下列反应条件最适宜的是_____(填字母)。A.300 ℃ 0.1 MPa B.700 ℃ 0.1 MPaC.300 ℃ 0.5 MPa D.700 ℃ 0.5 MPa
(2)有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素，认为450 ℃的反应温度比300 ℃或 700 ℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)图2中，随压强增大，平衡体系中丙烯的质量分数呈上升趋势，从平衡角度解释其原因是_____________________________________________________________________________________________。
450 ℃的反应速率比300 ℃快，比700 ℃的副反应程度小，丁烯转化为丙烯的转化率高，该温度下催化剂的选择性最高，是催化剂的最佳活性温度
压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，丙烯含量增大
3.苯乙烯( )是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：
ΔH＝＋123.5 kJ·ml－1。工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1∶10，N2不参与反应)，控制反应温度为600 ℃，并保持体系总压为0.1 MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如右。
(1)A、B两点对应的正反应速率较大的是___。
(2)掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_____________________________________________________。
(3)用平衡分压代替平衡浓度计算600 ℃时的平衡常数Kp＝___________(保留两位有效数字，分压＝总压×物质的量分数)。
正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压
(4)控制反应温度为600 ℃的理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
600 ℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较
高；温度过低，反应速率慢，乙苯的转化率低；温度过高，苯乙烯的选择性下降；高温还可能使催化剂失活，且能耗大
4.Ⅰ.钾是一种活泼金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应：Na(l)＋KCl(l) NaCl(l)＋K(g) ΔH>0。该反应的平衡常数可表示：K＝c(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表：
(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为________，而反应的最高温度应低于________。
(2)制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是_______________________________________。(3)常压下，当反应温度升高到900 ℃时，该反应的平衡常数可表示为__________。
Ⅱ.(4)CO可用于合成甲醇，反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH________(填“＞”或“＜”)0。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是_______________________________________________________________________________________。
在1.3×104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，同时
5.(2022·江西抚州市高三模拟)丙烯是三大合成材料的基本原料之一，其用量最大的是生产聚丙烯。另外，丙烯可制备1,2－二氯丙烷、丙烯醛等。回答下列问题：Ⅰ.工业上用丙烯加成法制备1,2－二氯丙烷，主要副产物为3－氯丙烯，反应原理为①CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) ΔH1＝－134 kJ·ml－1②CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g) ΔH2＝－102 kJ·ml－1
(1)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2==CHCH3(g)和Cl2(g)，在催化剂作用下发生反应①②，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v＝ ，则反应①前180 min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)＝_____ kPa·min－1(保留小数点后2位)。
Ⅱ.丙烯的制备方法方法一：丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·ml－1(2)①某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压强为14 kPa，C3H8的平衡转化率为______。该反应的平衡常数Kp＝______ kPa(保留小数点后2位)。
②总压分别为100 kPa和10 kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图1所示。
10 kPa时C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是____、___。
③高温下，丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为r＝k×c(C3H8)，其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是______(填字母)。A.增加丙烷浓度，r增大B.增加H2浓度，r增大C.丙烯的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，k减小
方法二：丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、CO2等副产物，制备丙烯的反应：C3H8(g)＋ O2(g) C3H6(g)＋H2O(g) ΔH＝－118 kJ·ml－1，在催化剂的作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图2所示。
(3)图中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是________________________________________________________，观察图2，回答能提高C3H6选择性的措施是_____________________________________________。(C3H6的选择性＝ ×100%)
温度升高，反应速率增大(或
温度升高，催化剂的活性增大)
(或选择更合适的催化剂)
1.二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1＝－159.47 kJ·ml－1反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2＝＋72.49 kJ·ml－1请回答下列问题：(1)写出CO2和NH3为原料生成尿素和气态水的热化学方程式：___________________________________________________________，反应Ⅱ自发进行的条件是_______。
CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝－86.98 kJ·ml－1
(2)CO2和NH3为原料合成尿素的反应中影响CO2转化率的因素很多，图1为某特定条件下，不同水碳比 和温度影响CO2转化率变化的趋势曲线。
下列说法不正确的是______(填字母)。A.温度升高该反应平衡常数逐渐减小，移走部分尿素平衡向正方向移动B.当温度低于190 ℃，随温度升高CO2转化率逐渐增大， 其原因可能是温度升高平衡向正方向移动C.当温度高于190 ℃后，随温度升高CO2转化率逐渐减小， 其原因可能是温度升高发生了副反应D.其他条件相同时，为提高CO2的转化率，生产中可以采取的措施是提高水碳比
(3)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素，在恒温下将0.4 ml NH3和0.2 ml CO2放入容积为2 L的密闭容器中，t1时达到平衡，其c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图2所示。则其逆反应的平衡常数为___________。
2.丙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。“丁烯裂解法”是一种重要的丙烯生产法，生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。反应如下：主反应：3C4H8 4C3H6；副反应：C4H8 2C2H4。测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数(w%)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如图1和图2所示：
(1)平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比[ ]是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，从图1和图2中表现的趋势来看，下列反应条件最适宜的是_____(填字母)。A.300 ℃ 0.1 MPa B.700 ℃ 0.1 MPaC.300 ℃ 0.5 MPa D.700 ℃ 0.5 MPa
(2)有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素，认为450 ℃的反应温度比300 ℃或 700 ℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)图2中，随压强增大，平衡体系中丙烯的质量分数呈上升趋势，从平衡角度解释其原因是_____________________________________________________________________________________________。
450 ℃的反应速率比300 ℃快，比700 ℃的副反应程度小，丁烯转化为丙烯的转化率高，该温度下催化剂的选择性最高，是催化剂的最佳活性温度
压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，丙烯含量增大
3.苯乙烯( )是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：
ΔH＝＋123.5 kJ·ml－1。工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1∶10，N2不参与反应)，控制反应温度为600 ℃，并保持体系总压为0.1 MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如右。
(1)A、B两点对应的正反应速率较大的是___。
(2)掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_____________________________________________________。
(3)用平衡分压代替平衡浓度计算600 ℃时的平衡常数Kp＝___________(保留两位有效数字，分压＝总压×物质的量分数)。
正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压
(4)控制反应温度为600 ℃的理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
600 ℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较
高；温度过低，反应速率慢，乙苯的转化率低；温度过高，苯乙烯的选择性下降；高温还可能使催化剂失活，且能耗大
4.Ⅰ.钾是一种活泼金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应：Na(l)＋KCl(l) NaCl(l)＋K(g) ΔH>0。该反应的平衡常数可表示：K＝c(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表：
(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为________，而反应的最高温度应低于________。
(2)制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是_______________________________________。(3)常压下，当反应温度升高到900 ℃时，该反应的平衡常数可表示为__________。
Ⅱ.(4)CO可用于合成甲醇，反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH________(填“＞”或“＜”)0。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是_______________________________________________________________________________________。
在1.3×104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，同时
5.(2022·江西抚州市高三模拟)丙烯是三大合成材料的基本原料之一，其用量最大的是生产聚丙烯。另外，丙烯可制备1,2－二氯丙烷、丙烯醛等。回答下列问题：Ⅰ.工业上用丙烯加成法制备1,2－二氯丙烷，主要副产物为3－氯丙烯，反应原理为①CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) ΔH1＝－134 kJ·ml－1②CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g) ΔH2＝－102 kJ·ml－1
(1)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2==CHCH3(g)和Cl2(g)，在催化剂作用下发生反应①②，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v＝ ，则反应①前180 min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)＝_____ kPa·min－1(保留小数点后2位)。
Ⅱ.丙烯的制备方法方法一：丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·ml－1(2)①某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压强为14 kPa，C3H8的平衡转化率为______。该反应的平衡常数Kp＝______ kPa(保留小数点后2位)。
②总压分别为100 kPa和10 kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图1所示。
10 kPa时C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是____、___。
③高温下，丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为r＝k×c(C3H8)，其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是______(填字母)。A.增加丙烷浓度，r增大B.增加H2浓度，r增大C.丙烯的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，k减小
方法二：丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、CO2等副产物，制备丙烯的反应：C3H8(g)＋ O2(g) C3H6(g)＋H2O(g) ΔH＝－118 kJ·ml－1，在催化剂的作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图2所示。
(3)图中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是________________________________________________________，观察图2，回答能提高C3H6选择性的措施是_____________________________________________。(C3H6的选择性＝ ×100%)
温度升高，反应速率增大(或
温度升高，催化剂的活性增大)
(或选择更合适的催化剂)
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