专题十三 “化学反应原理综合题”的创新应用（专题微讲Word）-【赢在微点·考前顶层设计】2022新教材新高考化学大二轮专题复习

专 题 十 三 “化学反应原理综合题”的创新应用 全览命题新趋势 1．(2021·山东卷) 2­甲氧基­2­甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如下反应： 回答下列问题： (1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是________________(用系统命名法命名)；的数值范围是________(填字母)。 A．<－1 B．－1～0 C．0～1 D．>1 (2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α。 已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则平衡体系中B的物质的量为________ mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。 同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)；平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。 (3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353 K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为________(填“X”或“Y”)；t＝100 s时，反应Ⅲ的正反应速率v正________(填“＞”“＜”或“＝”)逆反应速率v逆。 解析　(1)由平衡常数Kx与温度T变化关系曲线可知，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即ΔH1＜0、ΔH2＜0、ΔH3＜0，因此，B的总能量高于A的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳定的是B，其用系统命名法命名为2­甲基­2­丁烯；由盖斯定律可知，Ⅰ－Ⅱ＝Ⅲ，则ΔH1－ΔH2＝ΔH3＜0，因此ΔH1＜ΔH2，由于放热反应的ΔH越小，其绝对值越大，则的数值范围是大于1，选D。(2)向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α，则平衡时n(TAME)＝(1－α) mol，n(A)＋n(B)＝n(CH3OH)＝α mol。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则＝9.0，将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量为0.9α mol，n(A)＝0.1α mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝＝。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH3OH物质的量浓度之比不变，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。(3)温度为353 K，反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，＝9.0。由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y，则代表B的变化曲线为X；由曲线的变化趋势可知，100 s以后各组分的浓度仍在变化， t＝100 s时＝≈10.2>9，因此，反应Ⅲ正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆。 答案　(1)2­甲基­2­丁烯　D (2)0.9α　　逆向移动　1∶10 (3)X　＜ 2．(2021·河北卷)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 (1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5 则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________________________________。 (2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离： ①CO2(g)===CO2(aq) ②CO2(aq)＋H2O(l)===H＋(aq)＋HCO(aq) 25 ℃时，反应②的平衡常数为K2。 溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为y mol·L－1·kPa－1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H＋浓度为________ mol·L－1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离)。 (3)105 ℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46 kPa。保持温