第11章　第44讲　热点强化14　化学反应调控作用的综合应用

热点强化14化学反应调控作用的综合应用(一)题型特点反应原理综合题常以多平衡体系为载体，涵盖多个方面考查：(1)热化学：焓变计算、盖斯定律应用。(2)化学平衡：多平衡体系的选择性分析与平衡常数相关计算。(3)反应动力学：反应速率与浓度、催化剂关系的图像分析。(4)催化机理：催化剂的识别、反应路径分析。(5)几乎所有题目都配有图像，考查学生从图像中提取信息、定性分析、定量计算的能力。(二)审题及解题策略——将大题划分为几个独立又关联的小问1.热力学与动力学基础(焓变、速率、催化剂)(1)反应机理的分析——区分催化剂与中间体①催化剂：在机理图中，它首先作为反应物参与，最终又作为生成物出现。②中间体：在反应过程中，先生成后又被消耗，不会在最终产物中出现。(2)能量历程图分析①决速步：能垒最高(活化能最大)的一步。②总焓变(ΔH)：根据盖斯定律，总反应的焓变=生成物总能量-反应物总能量。在分步历程中，ΔH=各分步焓变之和。2.图像信息提取：学会从坐标轴、曲线趋势、特殊点中提取关键信息。(1)看清坐标轴含义(如时间、浓度、压强、选择性、转化率等)。(2)识别曲线变化趋势、交点、极值点等关键信息。(3)将图像信息转化为化学语言(如反应速率、平衡移动方向)。3.多平衡体系的定量计算(1)列出已知条件和所求量。(2)写出相关平衡常数的表达式。(3)从图像中读出平衡时某物种的浓度或分数。(4)利用三段式、元素守恒等辅助列式。例(2025·河北，17)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。(1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。主反应：EO(aq)+H2O(l)=EG(aq)ΔH<0副反应：EO(aq)+EG(aq)=DEG(aq)体系中环氧乙烷初始浓度为1.5mol·L-1，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1。①0~30min内，v总(EO)=mol·L-1·min-1。

②下列说法正确的是(填序号)。

a.主反应中，生成物总能量高于反应物总能量b.0~30min内，v总(EO)=v总(EG)c.0~30min内，v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率(2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：2CO(g)+3H2(g)⥬HOCH2CH2OH(g)ΔH按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图：①代表α=0.6的曲线为(填“L1”“L2”或“L3”)；原因是。

②ΔH0(填“>”“<”或“=”)。

③已知：反应aA(g)+bB(g)⥬yY(g)+zZ(g)，Kx=xy(Y)·M、N两点对应的体系，Kx(M)Kx(N)(填“>”“<”或“=”)，D点对应体系的Kx的值为。

④已知：反应aA(g)+bB(g)⥬yY(g)+zZ(g)，Kp=py(Y)·pz(Z)pa(A)·pb(B)，p为组分的分压。调整进料比为n(CO)∶n(H2)=m∶3，系统压强维持p0MPa，使α(H2)=0.75，此时Kp=答案(1)①0.05②cd(2)①L1该反应为气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大②<③=12④1解析(1)①v总(EO)=Δc总(EO)Δt=1.5mol·L-130min=0.05mol·L-1·min-1。②主反应ΔH<0，为放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，a错误；由题目信息知，合成乙二醇的过程中伴随着副反应的发生，EG既是主反应的生成物，又是副反应的反应物，即EG的浓度变化量小于EO的浓度变化量，故v总(EO)>v总(EG)，b错误；由题目信息知，反应完成后产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1，即Δn(EG)∶Δn(DEG)=10∶1，反应时间相同，则v总(EG)∶v副(DEG)=10∶1，v总(EG)=v主(EG)-v副(EG)可得，v主(EG)-v副(EG)v副(DEG)=101，则v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1，c正确；选择适当催化剂可以提高主反应的选择性，从而提高乙二醇的最终产率，d正确。(2)①该反应为气体分子数减小的反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，则α增大，故L1、L2、L3分别代表α=0.6、0.5、0.4的曲线。②由图可知，压强相等时，温度越高则对应的平衡转化率α越小，即平衡逆向移动，故该反应为放热反应，ΔH<0。③M、N两点对应平衡转化率相等，则平衡时各组分物质的量分数分别相等，故Kx(M)=Kx(N)；D平衡时x(CO)=13、x(H2)=12、x(HOCH2CH2OH)=16，则D点对应体系的Kx=