反应原理综合题测试-高考化学二轮复习练习

1、题型2反应原理综合题1 .反应热的计算。2 .化学平衡状态的标志及平衡移动方向的判断。3 .转化率及平衡常数的相关计算。4 .信息图象题的综合分析。测试时间 45 分钟1. (2019河南八市测评)乙二醛(OHG-CHO 是纺织工业常用的一种有机原料， 其工业生产方法主要是乙二醇(HOCHGHOH 汽相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法，请回答下列相关问题。(1)乙二醇气相催化氧化法。乙二醇气相催化氧化的反应为：I.HOCHCHOH(g)+Q(g),OHG-CHO(g)+2HaO(g)AH已知n.OHG-CHO(g)+2hb.、HOGHOH(g)AH1-出.H2(g)+23OHC-CHO-4N0?

2、+5H2。，因此存在比较明显的缺点是生成的 NO 会污染空气，硝酸会腐蚀设备等。(3)乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC-COOH)通电后，阳极产生的 C12与乙二醛溶液反应生成乙醛酸，氯气被还原生成氯化氢，反应的化学方程式为OHC-CHOC12+H2O2HC1+OHC-COOHAHi+AHiK3答案：(1)2K温度过局乙二醇(或乙二醛)被大量氧化为 COABC(2)会产生 NO 等有毒气体、产生的酸性废水容易腐蚀设备(其他答案合理即可)(3)OHCCHOFCl2+H2O2HC1+OHC-COOH0.20.40.42.(2019南昌一模)乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氢具有重要意义。热裂解反

3、应：CHCOOH(g)2CO(g)+2H(g)AH=+213.7kJmol1脱酸基反应：CH3COOH(g)CH(g)+CO(g)AH=33.5kJmol1(1)请写出 CO 与 H 甲烷化的热化学方程式。(2)在密闭容器中，利用乙酸制氢，选择的压强为(填“较大”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图：约 650C 之前，脱酸基反应活化能低速率大，故氢气产率低于甲烷；650c 之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，热裂解反应速率增大，同时保持其他条件不变，在乙酸气中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而 CO 的产率下降,请用化学方程式表示：(3)若利用合适的催化剂控制其他的副反应，温度为

4、水时达到平衡，总压强为 pkPa,热裂解反应消耗乙酸 20%脱酸基反应消耗乙酸 60%乙酸体积分数为(计算结果保留 l 位小数)；脱酸基反应的平衡常数 K 为 kPa(为以分压表示的平衡常数，计算结果保留 1 位小数)。解析：(1)由盖斯定律计算：热裂解反应 CHCOOH(g)2CO(g)+2H(g)AH=+213.7kJmol1,脱酸基反应 CHCOOH(gLCH4(g)+CO(g)AH=-33.5kJ-mol1,一得：CO 与 H2甲烷化的热化学方程式 2CO(g)+2H2(g)CH(g)+CO(g)AHk-247.2kJ-mol1o(2)在密闭容器中，利用乙酸制氢，CHCOOH(gL2C

5、O(g)+2H2(g),反应为气体体积增大的反应，选择的压强为常压。热裂解反应 CHCOOH(gL2CO(g)+2 屋色)是吸热反应，热裂解反应正向移动，脱酸基反应 CHCOOH(gLCH4(g)+CO(g)是放热反应，而脱酸基反应逆向移动。650C 之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，热裂解反应速率加快，同时热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动，故氢气产率高于甲烷。CO 能与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，在乙酸气中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而 CO 的产率下降，CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)。(3)热裂解反应_.-1CHCOOH(g)2CO(g)+2H(g)

6、AH=+213.7kJmol脱酸基反应CHCOOH(gLCH(g)+CO(g)AH=-33.5kJmol0.60.60.60.2乙酸体积分数为(0/+0.4+0.6+0.6+0.2)X100公0.6p0.6p,_、-rX-p(CH)p(CO)2.22.2p(CHCOOH=0Tp=.8p。2.2答案：(1)2CO(g)+2H(g)-CH(g)+CO(g)1AH=247.2kJ-mol1(2)常压热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动，故氢气产率高于甲烷CO(g)+CO(g)=HKg)+CO(g)(3)9.1%1.8p3.以高纯 H 为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、 无污染等优点， 但

7、燃料中若混有 CO 将显著缩短电池寿命。(1)以甲醇为原料制取高纯代是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：主反应：CHOH(g)+HO(g)=CO(g)+3H(g).一一一-1AH=+49kJmol副反应：H2(g)+CO(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+41kJmol1甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到 H2和 CO,则该反应的热化学方程式为,既能加快反应速率又能提高 CHOH 平衡转化率的一种措施是分析适当增大水醇比7工?对甲醇水蒸气重整制氢的好处是。n(CHOH某温度下，将 n(H2O)：n(CH3OH)=1：1 的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为 p,反应达平

8、衡时总压强为 p2,则平衡时甲醇的转化率为(忽略副反应)。(2)工业上用 CH 与水蒸气在一定条件下制取原理为：CH(g)+。，、CO(g)+3H(g)-1AH=+203kJmol该反应逆反应速率表达式为：v 逆=kc(CO)c3(H2),k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：CO 浓度/(molLbH2 浓度/(molLT)逆反应速率/(molL1min1)0.05C14.8C2C119.2C20.158.1由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数 k 为 L3mol3-min2GI2GI, ,，_，I ITt力T、TtT,温度在体积为 3L 的密闭容器中通入物质的量均为 3mo

9、l 的 CH 和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时 Hz 的体积分数与温度及压强的关系如图所示：则压强 pi8(填“大于”或“小于”)；N 点 v 正 M 点 v 逆(填“大于”或“小于”)；求 Q 点对应温度下该反应的平衡常数 K=。平衡后再向容器中加入 1molCH4和 1molCO,平衡移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)。解析：(1)已知：CHOH(g)+hbO(g),-CO(g)+3H(g)AH=+49kJmol：1,Ha(g)+CO(g)，-CO(g)+HaO(g)AH=+41kJ-mol,根据盖斯定律，反应可由十整理可得，CHOH(g)=CO(g)+2H，(g

10、)AH=AH+A+90kJmol1;该反应为吸热反应，升高温度既能增大化学反应速率同时可以促使反应正向进行，提高 CHOH 平衡转化率，而增大压强能增大化学反应速率，但对正反应不利，所以既能增大反应速率又能提高 CHOHF衡转化率的一种措施是升高温度；适当增大水醇比n(HzO)：n(CHOH),可视为增大 HO 的量，能使 CHOH 转化率增大，生成更多的 H2,抑制转化为 CO 的反应的进行，所以适当增大水醇比n(H2O)：n(CHOH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处为：提高甲醇的利用率，有利于抑制 CO的生成；主反应为：CHOH(g)+H2O(g).、CQ(g)+3H(g),n(HzO):n(

11、CHOH)=1：1 的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为 P1,反应达到平衡时总压强为 P2,CHOH(g)+H2O(g)、CO(g)+3Mg)初始压强 0.5p10.5p1转化压强 ppp3p平衡压强 0.5p1-p0.5p1-pp3p_D2D1所以可得 p2=(0.5p1-p)+(0.5p1p)+p+3p=p+2p,故 p=-2-,则平衡时甲醇的P2Pl转化率为&=pX100 唳 7-2X100 唳(p21)X100%(2)根据 v 逆=kc(CO)-c3(H2),0.5p0.5p1p1由表中数据，c3=.=停 mol3L3,则 C2=-4-=0.2(mol-L1),所以 k=30.05

12、kkkC10.2K0.151.2x104(L3-mol3-min1);反应为气体分子数增多的反应，随着反应的进行，体系压强增大，增大压强不利于反应正向进行，所以压强 p1大于 S；MN 都处于平衡状态，该点的正反应速率等于逆反应速率。由于温度：MN,压弓虽:MNI,升高温度或增大压强都会使化学反应速率加快，因此 N 点 v 正iCO(g)+2H2(g)AH=+90kJmol1升高温度提高甲醇的利用率、有利于抑制 CO 的生成或抑制副反应发生一一 1X100%P1(2)1.2X104大于小于 48mol2/L2正反应方向4.(2019韶关调研)甲醇是一种可再生能源，由 CO 制备甲醇的过程可能涉

13、及的反应如反应 I:CO(g)+3H2(g).PhlOH(g)+HO(g)AH=-49.58kJ-mol1反应 n：CO(g)+H2(g)k、CO(g)+H2O(g)AH.一、4._1反应出：CO(g)+2H2(g)&、CHOH(g)AH3=-90.77kJmol回答下列问题:(1)反应n的AH=,若反应I、n、出平衡常数分别为 K、K、K,则 K2=(用 K、K3表木)。所以可得3x(3x)+(3x)+x+3x=60%,解得 x=2,所以平衡时C(CH4)=(32)mol1TL=3mol.L1,c(HzO)=；molL1,c(CO)=|molL1,C(H2)=2mol-L1,33则化学平衡常

14、数为-一3c(C。c(H)=K=c(CH)c(HO)=48mol2/L2；若平衡后再向容器中加入(2)反应出自发进行条件是(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。(3)在一定条件下 2L 恒容密闭容器中充入 3molH2和 1.5molCO2,仅发生反应I,实验测得不同反应温度与体系中 CO 的平衡转化率的关系，如下表所示。温度(c)500TCO 的平衡转化率60%40%T500C(填“”“”或“=”)。温度为 500C时，该反应 10min 时达到平衡。用 H2表示该反应的反应速率v(Hz)=;该温度下，反应 I 的平衡常数 K=L2/mol2。(4)由 CO 制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取 N&FeQ,同时获彳#氢气：Fe+2H，O通电+2OH=FeO4+3 屋T,工作原理如图所示。电解一段时间后，