2025高考冲刺考试方法答题技巧预测化学-12.化学反应原理综合题答案解析

12.化学反应原理综合题1.【解析】(1)由盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1-ΔH2=-90.4kJ·mol-1;反应③是气体体积减小的放热反应,当ΔH3-TΔS<0时反应能自发进行,则该反应自发进行的条件是低温。(2)i.原料气CO2(g)、H2(g)以物质的量浓度之比1∶3投料时,已知初始c(CO2)=1.0mol·L-1,则初始c(H2)=3.0mol·L-1,根据H元素守恒,反应过程中c(H2)+2c(CH3OH)+c(H2O)=3.0mol·L-1,故A错误;反应①是气体体积变化的反应,容器的压强不再变化时,①达到平衡,则H2O的浓度不再变化,说明反应②也达到平衡,故B正确;加入反应①的催化剂,反应①的平衡不会发生移动,不可提高平衡时甲醇的选择性,故C错误;降低反应温度,正逆反应速率都要减小,即反应①②的正、逆反应的速率都减小,故D正确;ii.根据已知条件列出“三段式”CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始(mol) 1 3 0 0转化(mol) x 3x x x平衡(mol) 1-x 3-3x x xCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)起始(mol) 1-x 3-3x 0 x转化(mol) y y y y平衡(mol) 1-x-y 3-3x-y y x+y甲醇的选择性为xy+x×100%=60%,CO2平衡转化率为x=0.3mol,y=0.2mol,则平衡压强为4MPa×3.44=3.4MPa,该条件下反应②Kp=p((3)由于SM+SCO=1,随着温度的升高,SM降低,所以表示SM的是曲线b;表示SCO的是曲线c,反应①、③均为放热反应,反应②为吸热反应,温度升高,反应①、③逆向移动,反应②正向移动,CO的选择性变大,曲线c随温度的升高而升高。(4)n(CO)n(CO2)增大,与CO反应的H2变多,与CO2反应的H2变少,所以α(CO2)降低;n(CO)n(CO2)增大,更有利于反应③的正向进行,产生CH3OH变多,所以γ升高;初始3molH21mol×(1-0.1)=0.9mol,n(CO)=0.15mol,根据碳元素守恒,n(CH3OH)=(1+0.4-0.9-0.15)mol=0.35mol,所以γ=0.35。答案:(1)-90.4低温(2)i.BDii.0.105(3)b(4)n(CO)n(CO2)增大,与CO反应的H2变多,与CO2反应的H2变少,所以α(CO2)降低,n(CO)n(CO2.【解析】(1)根据盖斯定律分析,由Ⅰ×2+Ⅱ得热化学方程式2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH2,则平衡常数有K=K12·K2(2)①从题图分析,随着温度升高,甲醚的平衡选择性降低,说明生成甲醚的反应为放热反应,二氧化碳的平衡转化率先降低后升高,说明反应Ⅰ为吸热反应,而反应Ⅱ为放热反应,但总反应为放热反应,故A正确;若反应在恒容密闭容器中进行,当体系压强不再变化,因为反应Ⅱ为前后气体总物质的量不同的反应,故反应Ⅱ达到平衡,进而推知反应Ⅰ也达到平衡状态,故B正确;若提高氢碳比[n(H2)n(CO2)],从反应Ⅰ分析,二氧化碳的转化率应该增大,但平衡时CO2的转化率增大,说明反应Ⅱ进行的程度较大,故CH②从图中(360,35)点分析,二氧化碳的转化率为35%,此时没有生成甲醚,故有CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)起始量 1 4 0 0改变量 0.35 0.35 0.35 0.35平衡量 0.65 3.65 0.35 0.35则平衡常数K=0.35×0③从表中数据分析,在240℃二甲醚的实际选择性最大,故最佳反应温度为240℃。④240~300℃,在催化剂作用下,随着温度升高,反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大,故二甲醚的实际选择性逐渐减小。答案:(1)2ΔH1+ΔH2K12·(2)①AB②0.052③240℃④240~300℃,在催化剂作用下,随着温度升高,反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大,故二甲醚的实际选择性逐渐减小3.【解析】(1)①根据题干信息,随着温度的升高,反应i分压平衡常数Kp逐渐增大,说明该反应为吸热反应,则活化能Ea(正)>Ea(逆);②根据表格数据,随着温度的升高,反应iii分压平衡常数Kp逐渐减小,说明该反应为放热反应,ΔH3<0,该反应ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,该反应在低温时可自发进行。(2)①根据图1可知,473K时,ΔH1=+102.8kJ·mol-1,ΔH2=-110kJ·mol-1,反应3CH3I(g)C3H6(g)+3HI(g)可以由反应i×32+反应ii×12得到,根据盖斯定律ΔH4=32×ΔH1+12ΔH2=32×(+102.8)+②由表格数据可知,反应i为吸热反应,反应ii、iii为放热反应,升高温度,反应i平衡正向移动,反应ii、iii平衡逆向移动,三者均导致C2H4在平衡时的物质的量分数增加;平衡体系温度在800K之前,C3H6的物质量分数随温度升高而增加的可能原因:乙烯物质的量的增加对反应ii的影响大于温度升高的影响;③若维持体系温度为715K,平衡时n(C3H6)=n(C4H8)=2n(C2H4),设平衡时n(C2H4)=x,则n(C3H6)=n(C4H8)=2x,n(CH3I)=y,由碘原子守恒可知:n(HI)=1-y,由碳原子