新高三暑假必刷題：熱點09最佳反應條件、原因解釋 - 新高三暑假化學命題熱點突破

1、2022年高考化學考前命題熱點突破熱點09 最佳反應條件、原因解釋1二甲醚催化重整制氫的反應過程主要包括以下幾個反應(以下數(shù)據(jù)為25 、1.01105Pa條件下測定)：CH3OCH3(g)H2O(l)2CH3OH(l)H0：CH3OH(l)H2O(l)CO2(g)3H2(g)H0：CO(g)H2O(l)CO2(g)H2(g)H0工業(yè)生產(chǎn)中測得不同溫度下各組分體積分數(shù)及二甲醚轉化率的關系如下圖所示：你認為反應控制的最佳溫度應為_(填字母)。A300350 B350400 C400450 D450500 答案C解析400450 二甲醚的轉化率較高，如果再升高溫度，則會增大成本，轉化率提高有限，溫度

2、太低，反應速率太慢。2在一定條件下，向恒容密閉容器中充入1.0 mol CO2和3.0 mol H2，在一定溫度范圍內(nèi)發(fā)生如下轉化：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)Hx kJmol1(x0)。在不同催化劑作用下，相同時間內(nèi)CO2的轉化率隨溫度的變化如圖所示：(1)催化效果最佳的是催化劑_(填“”“”或“”)；b點v正_(填“”“(2)該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動解析(1)根據(jù)圖示可知，相同溫度時，在催化劑的作用下，反應相同時間CO2的轉化率最大，因此催化劑的效果最好；b點時反應還未達到平衡狀態(tài)，CO2的轉化率還會繼續(xù)增加，反應正向進行，因此v正v逆。(2)該反應

3、為放熱反應，a點時達到平衡，從a點到c點，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的轉化率下降。3丙烷氧化脫氫法制備丙烯的主要反應如下：C3H8(g)eq f(1,2)O2(g)C3H6(g)H2O(g)H2118 kJmol 1在催化劑作用下，C3H8氧化脫氫除生成C3H6外，還生成CO、CO2等物質(zhì)。C3H8的轉化率和C3H6的產(chǎn)率隨溫度變化關系如圖所示。(1)圖中C3H8的轉化率隨溫度升高而上升的原因是_。(2)575 時，C3H6的選擇性為_。(C3H6的選擇性eq f(C3H6的物質(zhì)的量,反應的C3H8的物質(zhì)的量)100%)(3)基于本研究結果，能提高C3H6選擇性的措施是_。答案(1)溫度升

4、高，催化劑的活性增大(2)51.5%(3)選擇相對較低的溫度解析(1)該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，C3H8的轉化率應該降低，但實際上C3H8的轉化率隨溫度升高而上升，可能是升高溫度，催化劑的活性增大導致的。(2)根據(jù)圖像，575 時，C3H8的轉化率為33%，C3H6的產(chǎn)率為17%，假設參加反應的C3H8為100 mol，生成的C3H6為17 mol，C3H6的選擇性eq f(17,33)100%51.5%。(3)根據(jù)圖像，535 時，C3H6的選擇性eq f(4,6)100%66.7%，550 時，C3H6的選擇性eq f(8,13)100%61.5%，575 時，C3H6的選

5、擇性eq f(17,33)100%51.5%，故選擇相對較低的溫度能夠提高C3H6選擇性。4在密閉容器中充入5 mol CO和4 mol NO，發(fā)生反應2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)H746.5 kJmol1，圖1為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。(1)溫度：T1_(填“”或“”) T2。(2)若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中AG點中的_點。(3)某研究小組探究催化劑對CO、NO轉化的影響。將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應，相同時間內(nèi)測量逸出氣體中NO含量，從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即NO的轉化率)

6、，結果如圖2所示。若低于200 ，圖2中曲線脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因為_；a點_(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡脫氮率，說明其理由_。答案(1)(2)A(3)溫度較低時，催化劑的活性偏低不是該反應為放熱反應，根據(jù)曲線可知，a點對應溫度下的平衡脫氮率應該更高解析(1)根據(jù)反應2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H746.5 kJmol1，升高溫度，平衡逆向移動，所以NO的體積分數(shù)會增大，即T1T2。(2)若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小，則平衡會逆向移動，NO的體積分數(shù)增加，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A點。(3)根據(jù)圖像可知，溫度較低時，催化劑的

7、活性偏低，因此溫度低于200 ，曲線脫氮率隨溫度升高變化不大；a點不是對應溫度下的平衡脫氮率，因為該反應為放熱反應，根據(jù)曲線可知，a點對應溫度下的平衡脫氮率應該更高。5某研究小組將2 mol NH3、3 mol NO和一定量的O2充入2 L密閉容器中，在Ag2O催化劑表面發(fā)生4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l)H0，NO的轉化率隨溫度變化的情況如圖所示：(1)在5 min內(nèi)，溫度從420 K升高到580 K，此時段內(nèi)NO的平均反應速率v(NO)_；(2)在有氧條件下，溫度580 K之后NO生成N2的轉化率降低的原因可能是_。答案(1)0.171 molL1min1(2)反應為放

8、熱反應，溫度升高，平衡逆向移動解析(1)420 K時一氧化氮的轉化率為2%，此時消耗的n(NO)3 mol2%0.06 mol，580 K時一氧化氮的轉化率為59%，此時消耗的n(NO)3 mol59%1.77 mol，此時段內(nèi)一氧化氮的變化量為：1.77 mol0.06 mol1.71 mol，容器的體積為2 L，所以反應速率veq f(c,t)eq f(f(1.71 mol,2 L),5 min)0.171 molL1min1 。(2)該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，一氧化氮的轉化率降低。6某實驗室模擬反應2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)H64.2 kJmol1，

9、在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體，維持溫度為T ，如圖為不同壓強下該反應經(jīng)過相同時間NO2的轉化率隨著壓強變化的示意圖。請從動力學角度分析，1 050 kPa前，反應中NO2的轉化率隨著壓強增大而增大的原因_；在1 100 kPa時，NO2的體積分數(shù)為_。答案1 050 kPa前反應未達平衡狀態(tài)，隨著壓強增大，反應速率加快，NO2的轉化率增大50%解析根據(jù)示意圖，1 050 kPa前，反應未達到平衡，隨著壓強增大，反應速率增大，NO2的轉化率增大；假設通入1 mol NO2，2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)起始/mol1 00變化/mol 0.4 0.2 0.4平衡

10、/mol 0.6 0.2 0.41 100 kPa時，NO2的體積分數(shù)為eq f(0.6 mol,0.60.20.4mol)100%50%。7T 時，向一恒容密閉容器中加入3 mol H2和1 mol Se，發(fā)生反應：H2(g)Se(s)H2Se (g)H0，溫度對H2Se產(chǎn)率的影響如圖：550 時H2Se產(chǎn)率最大的原因：_。答案低于550 時，溫度越高反應速率越快，H2Se的產(chǎn)率越大；高于550 時，反應達到平衡，該反應為放熱反應，溫度升高平衡逆向移動，H2Se的產(chǎn)率減小8將甲醇轉化耦合到丁烯裂解過程中生產(chǎn)丙烯，主要涉及下列反應：2C4H8(g)2C3H6(g)C2H4(g)H02CH3OH

11、(g)C2H4(g)2H2O(g)H0C2H4(g)C4H8(g)2C3H6(g)H0已知：甲醇吸附在催化劑上，可以活化催化劑；甲醇濃度過大也會抑制丁烯在催化劑上的轉化。(1)圖1是C3H6及某些副產(chǎn)物的產(chǎn)率與eq f(nCH3OH,nC4H8)的關系曲線。最佳的eq f(nCH3OH,nC4H8)約為_。(2)圖2是某壓強下，將CH3OH和C4H8按一定的物質(zhì)的量之比投料，反應達到平衡時C3H6的體積分數(shù)隨溫度的變化曲線。由圖可知平衡時C3H6的體積分數(shù)隨溫度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的變化，其原因可能是_。答案(1)1.0(2)300500 時，丁烯裂解(反應)為主要反應，是吸熱反應，升高溫度，平衡正向移