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2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第7章 專題突破9 化學(xué)反應(yīng)原理在物質(zhì)制備中的調(diào)控作用精講義+優(yōu)習(xí)題(含解析)魯科版.docx

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2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第7章 專題突破9 化學(xué)反應(yīng)原理在物質(zhì)制備中的調(diào)控作用精講義+優(yōu)習(xí)題(含解析)魯科版.docx

化學(xué)反應(yīng)原理在物質(zhì)制備中的調(diào)控作用1化學(xué)反應(yīng)方向的判定首先根據(jù)綜合判據(jù)判斷化學(xué)反應(yīng)是否有發(fā)生的可能性。GHTSG<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;G0時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);G>0時(shí),反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。2化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則(1)從化學(xué)反應(yīng)速率分析,既不能過快,又不能太慢。(2)從化學(xué)平衡移動(dòng)分析,既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性。(3)從原料的利用率分析,增加易得廉價(jià)原料,提高難得高價(jià)原料的利用率,從而降低生產(chǎn)成本。(4)從實(shí)際生產(chǎn)能力分析,如設(shè)備承受高溫、高壓能力等。(5)注意催化劑的活性對溫度的限制。3平衡類問題需綜合考慮的幾個(gè)方面(1)原料的來源、除雜,尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。(2)原料的循環(huán)利用。(3)產(chǎn)物的污染處理。(4)產(chǎn)物的酸堿性對反應(yīng)的影響。(5)氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對平衡造成的影響。(6)改變外界條件對多平衡體系的影響。1無機(jī)鹽儲(chǔ)氫是目前科學(xué)家正在研究的儲(chǔ)氫新技術(shù),其原理如下:NaHCO3(s)H2(g)HCOONa(s)H2O(l)在2L恒容密閉容器中加入足量碳酸氫鈉固體并充入一定量的H2(g),在上述條件下發(fā)生反應(yīng),體系中H2的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如表所示:t/min0246810n(H2)/mol2.01.51.20.90.80.8下列推斷正確的是()A當(dāng)容器內(nèi)氣體的相對分子質(zhì)量不再變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B04min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率v(H2)0.2molL1min1C若溫度不變,平衡后再充入2molH2,達(dá)到新平衡時(shí)H20.4molL1D若保持溫度不變,平衡后再充入少量H2,H2的轉(zhuǎn)化率減小答案C解析該可逆反應(yīng)中只有H2呈氣態(tài),H2的相對分子質(zhì)量始終保持不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;v(H2)0.1molL1min1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;達(dá)到平衡時(shí)H20.4molL1,平衡常數(shù)K,溫度不變時(shí)平衡常數(shù)不變,再充入H2達(dá)到新平衡時(shí),H2的平衡濃度保持不變,C項(xiàng)正確;溫度不變,再充入H2,相當(dāng)于將原體系壓縮,平衡向右移動(dòng),H2的轉(zhuǎn)化率增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(2018武漢高三模擬)化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。(1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應(yīng):TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0()如下圖所示,反應(yīng)()在石英真空管中進(jìn)行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時(shí)間后,在溫度為T1的一端得到了純凈TaS2晶體,則溫度T1_(填“”“”或“”)T2。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是_。(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)H_(填“”或“”)0。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250、1.3104kPa左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是_。答案(1)I2(2)在1.3104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大,同時(shí)生產(chǎn)成本增加,得不償失解析(1)由題意知,未提純的TaS2粉末變成純凈TaS2晶體,要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化:TaS22I2=TaI4S2,TaI4S2=TaS22I2,即反應(yīng)()先在溫度T2端正向進(jìn)行,后在溫度T1端逆向進(jìn)行,反應(yīng)()的H大于0,因此溫度T1小于T2,該過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是I2。(2)從圖像來看,隨著溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率變小,則H0,綜合溫度、壓強(qiáng)對CO轉(zhuǎn)化率的影響來看,在題給壓強(qiáng)下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大,不必再增大壓強(qiáng)。3(2019長春質(zhì)檢)二甲醚(DME)被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”,由合成氣制備二甲醚的主要原理如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.7kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341.2kJmol1回答下列問題:(1)則反應(yīng)3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)的H_kJmol1。(2)下列措施中,能提高CH3OCH3產(chǎn)率的有_(填字母)。A使用過量的COB升高溫度C增大壓強(qiáng)(3)反應(yīng)能提高CH3OCH3的產(chǎn)率,原因是_。(4)將合成氣以2通入1L的反應(yīng)器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):4H2(g)2CO(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)變化關(guān)系如上圖所示,下列說法正確的是_(填字母)。AH0Bp1p2p3C若在p3和316時(shí),起始時(shí)3,則達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率小于50%答案(1)246.1(2)AC(3)消耗了反應(yīng)的H2O(g),有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,同時(shí)生成H2(4)A4煤炭是重要的化工原料,但屬于不可再生能源,高效、清潔地利用煤炭資源至關(guān)重要。請回答下列問題:(1)煤的氣化。原理是C(s)2H2(g)CH4(g)H。在1L密閉容器中投入1mol碳,并充入2molH2,測得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示。有關(guān)圖1、圖2的說法正確的有_(填字母)。ap16MPabT11000KcH0d工業(yè)生產(chǎn)中,當(dāng)溫度為T2時(shí),壓強(qiáng)越高,經(jīng)濟(jì)效益越好圖2中A點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)Kp_(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)煤生產(chǎn)水煤氣和半水煤氣。工業(yè)上用煤生產(chǎn)作為合成氨原料氣的水煤氣,要求氣體中(COH2)與N2的體積之比為3.13.2,發(fā)生的反應(yīng)有C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),C(s)O2(g)CO(g)。從能量角度考慮,通入空氣的目的是_。煤炭化工中有反應(yīng)為CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)。在400時(shí),反應(yīng)物的物質(zhì)的量均為1mol,在絕熱恒容條件下開始反應(yīng),下列不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有_(填字母)。a體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化b混合氣體的密度不變c混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變d各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變e體系的溫度不再發(fā)生變化fv正(CO)v逆(H2O)如圖是反應(yīng)CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H0中CO和CO2的濃度隨時(shí)間發(fā)生變化的曲線,則t2時(shí)刻改變的條件可能是_(寫出1種即可)。若t4時(shí)刻通過改變?nèi)莘e的方法將壓強(qiáng)增大為原來的2倍,在圖中t4t5區(qū)間內(nèi)畫出CO、CO2濃度變化曲線,并標(biāo)明物質(zhì)名稱(假設(shè)各物質(zhì)狀態(tài)均保持不變)。答案(1)abc(2)前者是吸熱反應(yīng),通入空氣后發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng),可維持體系的熱量平衡bc降低溫度(或增大水蒸氣的量、減少氫氣的量)解析(1)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),碳的轉(zhuǎn)化率增大,故p16 MPa,a項(xiàng)正確;根據(jù)圖1可知,溫度升高,碳的轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動(dòng),則H0,圖2中T1時(shí)碳的轉(zhuǎn)化率大于1 000 K時(shí)的轉(zhuǎn)化率,則T11 000 K,b、c項(xiàng)正確;壓強(qiáng)增大,碳的轉(zhuǎn)化率增大,但增大的幅度較小,并且增大壓強(qiáng)耗費(fèi)較大,故不是壓強(qiáng)越高,經(jīng)濟(jì)效益越好,d項(xiàng)錯(cuò)誤。A點(diǎn)對應(yīng)的碳的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則生成0.5 mol CH4,剩余0.5 mol碳和1 mol H2,由于碳為固體,則p(H2)4.5 MPa3 MPa,p(CH4)4.5 MPa1.5 MPa,故KpMPa1MPa1。

注意事項(xiàng)

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