备考2025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

第4讲化学反应的方向和化学反应的调控1.[2024浙江]尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4（含SiO2杂质）。已知：MgAl2O4（s）＋4Cl2（g）MgCl2（s）＋2AlCl3（g）＋2O2（g）ΔH＞0。该反应难以发生，但接受“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3，同时还可得到副产物SiCl4（SiCl4沸点为58℃，AlCl3在180℃升华）：MgAl2O4（s）＋4C（s）＋4Cl2（g）高温MgCl2（s）＋2AlCl3（g）＋4CO（g）。下列说法不正确的是（D）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，又为氯化供应了能量D.为避开产生大量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，必需保持管道温度高于AlCl3的升华温度，B项正确；高温时C转化为CO，放出热量，为氯化供应了能量，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）按确定体积比加入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℃的缘由是依据题图知，900℃时，合成气产率已经较高，再上升温度产率增幅不大，但上升温度，能耗上升，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）已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：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，所以温度变更对平衡转化率的影响大D.因为反应前后都是液态物质，所以压强变更对化学平衡的影响可忽视不计（2）确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变更的示意图（计算时不计副反应）。图1（3）工业上多接受乙酸过量的方法，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℃，起先从塔顶出料。限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别。（4）近年，科学家探讨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，下列推想合理的是ACD。图2A.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，削减乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键解析（1）依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，所以温度变更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，所以压强变更对化学平衡的影响可忽视不计，D项合理。（2）设起始时乙酸和乙醇的物质的量均为bmol，达到平衡时生成乙酸乙酯amol，利用“三段式”法进行求解：CH3COOH（l）＋C2H5OH（l）浓硫酸△CH3COOC2H5（l）＋H2O（l起始量/molbb00转化量/molaaaa平衡量/molb－ab－aaaK＝a2（b－a）2＝4.0，解得a＝23b，所以乙酸乙酯的平衡产率为66.7％。乙酸与乙醇依据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1