化學(xué)反應(yīng)原理圖像的繪制學(xué)案新版

2NH3(g)+CO2(g)2NH3(g)+CO2(g)C.GI.bC.6r.20.151D1520253035404550556口時(shí)間fmin化學(xué)反應(yīng)原理圖像的繪制學(xué)案例1往恒溫恒容，容積為5L的密閉容器中充入3molNH3和1.5molCO2,發(fā)生反應(yīng):H2NCOONH4（s）AH=—159.47kJ-molr一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)。上述反應(yīng)經(jīng)15min達(dá)到平衡，各物質(zhì)濃度的變化曲線如下圖所示。（1）25min時(shí)再向該容器中充入molNH和0.5molCQ，在40min時(shí)重新達(dá)到平衡請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫成5?50min內(nèi)NH3的濃度變化趨勢(shì)曲線。（2）若氨基甲酸銨的狀態(tài)為氣態(tài)，其他條件與（1）中相同，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出25?50min內(nèi)NH3的濃度變化趨勢(shì)曲線（不要求定量）。（3）圖中虛線為該反應(yīng)在使用催化劑條件下，起始NH3、CO2投料比和NH3平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。當(dāng)其他條件完全相同時(shí)，用實(shí)線畫出不使用催化劑情況下，起始nh3、CO2投料比和NH3平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系示意圖。「 我兇IL的ifCOd4.0 5.0I練習(xí)1.工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下：C6H5c2H式g）C6H5cH=CH2（g）+H2（g）； AH>0在恒溫恒容容器中通入一定量的乙苯，發(fā)生上述反應(yīng)，在t1時(shí)刻達(dá)到平衡。（1）若反應(yīng)置于絕熱體系中，試畫出苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化圖。（2）若在1L恒容容器中充入0.100mol乙苯氣體，加熱到一定溫度后使之反應(yīng)，假設(shè)乙苯平衡轉(zhuǎn)化率為50%，請(qǐng)畫出容器中氣體的總濃度c（總）隨時(shí)間t變化的總趨勢(shì)圖。0.25&0.2000.25&0.200D.1500.100（3）在恒溫恒容的密閉容器中，該反應(yīng)達(dá)到平衡后，q時(shí)刻瞬間充入乙苯和苯乙烯，使它們的濃度增大一倍，試畫出t1時(shí)刻后正逆反應(yīng)速率的變化圖像。（4）實(shí)際生產(chǎn)中以高溫水蒸氣作為反應(yīng)體系的稀釋劑（稀釋劑不參加反應(yīng)）。在恒溫恒壓容器中通入物質(zhì)

的量之比為7:1的水蒸氣和乙苯，發(fā)生上述反應(yīng)，在t1時(shí)刻達(dá)到平衡。保持其他條件不變，此時(shí)分離出一定量的水蒸氣，在t2時(shí)刻重新達(dá)到平衡，請(qǐng)畫出反應(yīng)再次達(dá)平衡的速率時(shí)間圖。（5）在恒溫恒壓容器中通入水蒸氣和乙苯，發(fā)生上述反應(yīng)。C6H5c2H5的平衡轉(zhuǎn)化率與水蒸氣的用量、體系總壓強(qiáng)關(guān)系如圖，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出101KPa、900K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率隨■1事「木、仁川門變化的曲線。TOC\o"1-5"\h\zK0例2（2016年浙江理綜T28節(jié)選）催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研 、，究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，82和H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反 壟應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： ：CO2（g）+3H2（g）=CH30H（g）+H2O（g） 4。AH］=-53.7kJ-mol-1 ICO2（g）+H2（g）-CO（g）+H2O（g）AH2II某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):7W催化劑CQ?轉(zhuǎn)化率（%）甲碑選擇性（強(qiáng)）543CaLl12.342.3543C1L210.972.7553Cm,115,339」553Cai.212,0 716［注］Cat.1:Cu/ZnO納米棒；Cat.2:Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比（4）在下圖中分別畫出I在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程-能量”示意圖。???反應(yīng)過程第30題圖2鹽酸和氫氧化鈉碳酸鈣受熱分解乙醇在氧氣中燃銅和濃硫酸加熱溶液反應(yīng)反應(yīng)【催化劑作用下的微觀辨析】（武漢17第30題圖2鹽酸和氫氧化鈉碳酸鈣受熱分解乙醇在氧氣中燃銅和濃硫酸加熱溶液反應(yīng)反應(yīng)【催化劑作用下的微觀辨析】（武漢17年模擬）已知：2H2O2⑴=2H2O⑴+O2（g）￡H=T96kJ/mol,活化能Ea=76kJ/mol,若用I-催化時(shí)活化能Ea’=57kJ/mol若在H2O2溶液中加入KI溶液作催化劑，反應(yīng)過程中經(jīng)歷了兩步反應(yīng)：反應(yīng)甲：h2o2+i-=h2o+io-；反應(yīng)乙：h2o2+io-=h2o+o2T+i-①反應(yīng)甲為吸熱反應(yīng)，且甲的反應(yīng)速率小于乙的反應(yīng)速率，在下圖中畫出在H2O2溶液中加入KI后，反應(yīng)過程的能量變化圖。②若升高50℃后，其他條件不變，畫出反應(yīng)過程的能量變化圖？（不考慮溫度對(duì)催化劑的影響）反應(yīng)過程【真題解析】（2016年10月浙江選考節(jié)選）③有研究表明，生成NaClO3的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：I2C1O-=C1O2—+Cl— IIC1O2—+C1O-=ClO3—+Cl-常溫下，反應(yīng)II能快速進(jìn)行，但氯氣與NaOH溶液反應(yīng)很難得到NaClO3,試用碰撞理論解釋其原因?練習(xí)2（浙江省寧波十校高三9月節(jié)選）尿素（NH2CONH2）是目前含氮量最高的氮肥。國內(nèi)外主要以nh3和CO2為原料進(jìn)行合成。主要通過以下二個(gè)反應(yīng)進(jìn)行：第一步：2nh3⑴+CO2（g）^^h2ncoonh4⑴△H1=-117.2kJ-mol-i第二步:h2ncoonh4（i）^^h2o（i）+h2nconh2（i）△H2=+21.7kJ.mol-i 請(qǐng)回答：②恒溫密閉容器中，一定量的nh3和CO2反應(yīng)合成尿素，第10min達(dá)到平衡。若相同條件下反應(yīng)1的速率要快于反應(yīng)2,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出0?15min內(nèi)，NH2COONH4的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線?！净罨軟Q定速率快慢】請(qǐng)將下面四個(gè)圖像，大致與下列四個(gè)常見反應(yīng)對(duì)應(yīng)連線，并說明理由？

【活化能作用下的宏觀體現(xiàn)】例1：一定條件下，由CO2和H2制備甲醇的過程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)=【活化能作用下的宏觀體現(xiàn)】例1：一定條件下，由CO2和H2制備甲醇的過程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)AH在恒容密閉容器中，充入一定量H2和C02在催化劑A的作用下發(fā)生上述反應(yīng)，若起始溫度為303K,反應(yīng)在503K時(shí)達(dá)到平衡(此時(shí)轉(zhuǎn)化率約為30%),圖中曲線為相同時(shí)間內(nèi)303K到653K時(shí)C02轉(zhuǎn)化率隨溫度升高的變化曲線。(1)請(qǐng)解釋曲線變化的原因：0 303353403453503553603653703國4 顯圖K(2)當(dāng)其他條件相同時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D4中補(bǔ)充在催化劑B作用下CO2的轉(zhuǎn)化率變化曲線。(已知：催化劑B的催化效果比催化劑A差，催化劑均未失效)⑶當(dāng)其他條件相同時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D4中補(bǔ)充選用催化效果更好的納米結(jié)構(gòu)催化劑A作用下CO2的轉(zhuǎn)化率變化曲線可能出現(xiàn)的最大區(qū)域范圍，用 時(shí)，表示。(4)當(dāng)其他條件相同時(shí)，以催化劑A和C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得CH3OH濃度變化情況如右下圖所示。下列說法正確的是( )A.在催化劑A的作用下反應(yīng)的平衡常數(shù)比催化劑C時(shí)大B.反應(yīng)在N點(diǎn)達(dá)到平衡，此后甲醇濃度減小的原因可能是溫度升高，平衡向左移動(dòng)C.M點(diǎn)后甲醇濃度減小的原因可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)或催化劑活性降低D.催化劑A的催化活性在300-400℃時(shí)有所增加【課堂鞏固】(17?金麗衢)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。已知:反應(yīng)I：4NHQ)+5O心四二-反應(yīng)U：N式呂)+0乂。22N0(&)A//=+18O.5OkJ*m<)l-]則反應(yīng)嘰4NH(g)+6NO(g)15N&)+6HQS)iH=_-lS07.98kJ/mol某研究小組通過對(duì)no+nh3+o2反應(yīng)的催化活性，控制其他條件相同，得到NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示：據(jù)此作出的判斷正確的是A、催化劑中添加WO3越多，催化活性越好B、曲線1表示相應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件下200c以上反應(yīng)達(dá)到平衡，因?yàn)榉磻?yīng)放熱，平衡左移，NO轉(zhuǎn)化率降低C、曲線2、4表示升高溫度NO的轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到100%D、曲線4對(duì)應(yīng)的催化劑活性受溫度影響明顯15馳wo/nq；3-15%MnOJ/5%WO/liOJ■J15%MnQ/7,5%WOa/liO.;不同鐳輒化物催化劑NgNHdOK反應(yīng)的催化活性例2：在一定壓強(qiáng)、不同溫度下，加氫甲烷化反應(yīng)2h的結(jié)果如圖兩種催化劑分別催化CO21所示(一定溫度下僅改變催化劑，其他條件不變):b-催化劑I；c、d-催化劑甲烷化選擇性：指含碳產(chǎn)物中甲烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).請(qǐng)據(jù)圖1分析：反應(yīng)ICO2(g)+4H2(g)" CH4(g)+2H2O(g) AH1反應(yīng)HCO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) AH2>0

①仔細(xì)分析圖中變化規(guī)律，你從圖中獲得了哪些信息?①仔細(xì)分析圖中變化規(guī)律，你從圖中獲得了哪些信息?②請(qǐng)?jiān)谟覉D中繪制在催化劑i作用下反應(yīng)I、反應(yīng)n的“能量?反應(yīng)過程〃示意圖【課堂鞏固】二氧化碳的捕集、利用與封存(CCUS)是我國能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向，CCUS或許發(fā)展成一項(xiàng)重要的新興產(chǎn)業(yè)。利用廢氣中的co2為原料制取甲醇，反應(yīng)方程式為：CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g),其他條件相同，該甲醇合成反應(yīng)在不同催化劑(I、n、m)作用下反應(yīng)相同時(shí)間后，co2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1所示。酮酮①a點(diǎn)所代表的狀態(tài)(填“是”或“不是")平衡狀態(tài)；c點(diǎn)C02的轉(zhuǎn)化率高于b點(diǎn)，原因是 ;②請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出其他條件都相同時(shí)，在750c下使用三種不同催化劑至反應(yīng)平衡時(shí)，C02的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間關(guān)系的變化曲線，并用I、n、m標(biāo)出對(duì)應(yīng)的曲線。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，隨著甲醇的生成，還伴隨有少量CO副產(chǎn)物出現(xiàn)：co2+h2co+h2o,且co2的轉(zhuǎn)化率、甲醇的產(chǎn)率和CO含量除受濃度、度、壓強(qiáng)等因素影響外，還受催化劑CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、氣體混合物在反應(yīng)鍋爐內(nèi)的流動(dòng)速率影響(用空間流率表示)。通過實(shí)驗(yàn)分別得到數(shù)據(jù)圖3、4：在其他條件不變的前提下調(diào)整催化劑配比，并記錄到達(dá)平衡所需的時(shí)間，得到如表數(shù)據(jù)，試說明不選擇單組份ZnO原因是 ;催化劑組分質(zhì)量分效(%)CuO02550?5100ZnO]0Q7550250到達(dá)平衡所需時(shí)間(h)2.57.48.L12無催化活性【鞏固練習(xí)】1、(17.協(xié)作體)工業(yè)上利用甲醇制取烯烴

主反應(yīng)：2CH3OH^^C2H4+2H2O I 3CH3OH^^C3H6+3H2O II副反應(yīng)：2CH30H后TCH30cH3+H2O III某實(shí)驗(yàn)室控制反應(yīng)溫度為400℃,在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑(Cat.1和Cat.2),以恒定的流速通入CH30H，在相同的壓強(qiáng)下進(jìn)行兩種催化劑上甲醇制烯烴的對(duì)比研究。得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)①下列說法錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后甲醇的轉(zhuǎn)化率下降是由于反應(yīng)逆向進(jìn)行了B.使用Cat.2反應(yīng)2h后乙烯和丙烯的選擇性下降，可能的原因是生成副產(chǎn)物二甲醚C.使用Cat.1產(chǎn)生的烯烴主要為丙烯，使用Cat.2產(chǎn)生的烯烴主要為乙烯D.不管使用Cat.1還是使用Cat.2,都能提高活化分子的百分?jǐn)?shù)②在上圖中分別畫出反應(yīng)I在無催化劑、有Cat.1、有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程一能量”示意圖。2、工業(yè)上利用SAPO-34分子篩催化甲醇制取乙烯，主要分兩步進(jìn)行：反應(yīng)I：2CH30H(g)^^CH30cH3(g)+H2O(g) AH1=-23.9kJ/mol反應(yīng)I：CH30CH3(g)^^C2H4(g)+H2O(g) AH2=-29.1kJ