内容正文:
导与球
大题突破四
化学反应原理综合
HC
HC
250
CH,
HC
小
Ho
250
H o
NO。1/重温经典明确考向_____
么题型1反应热与化学平衡的综合
1.(2022山东卷,20)利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四
氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
ω-2cHcoH”Tca
BL”-2H_1cHcHoH,′cHCHA
反应ⅠBD+H_20(g BuOH
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压H_2氛围
下进行,故H_2压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以5.0×10-3molBL或BD为初始原料,在493K、3.0×10^3kPa的高压H_2氛围下,分
别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热XkJ;以BD为原料,
体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变ΔH(493K,3.0×10^3kPa)=
_______kJⅧol-^1。
解析:(1)依题意,结合已知信息,可推出在同温同压下,以同物质的量的BL或BD
为初始原料,达到平衡时的状态相同,两个平衡完全等效。则以5.0×103mo1
BL为原料,达到平衡时放出XkJ热量,以同物质的量的BD为原料达到平衡时吸
收YkJ热量,两者能量差值为(X+Y)kd,则原料物质的量为1oI时两者能
量差值为200(X+Y)kd,反应1为放热反应,因此焓变△H=-200(X+Y)
曾樂-200(X+Y)
1.(2022山东卷,20)利用Y-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四
氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
CH,CHOH
应L凸®+H0e
THF
CH-CH-CH:CH-OH
反应I
BD
反应醒
+H-O(g)
BuOH
己知:①反应I为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响:②因反应I在高压2氛围
下进行,故2压强近似等于总压。回答下列问题:
(2)初始条件同上。X1表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比,x既
和x即随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X<Y,则图中表示x变化的曲线是
;反
应I平衡常数K
kPa2(保留两位有效数字)。以BL为原料时,t时刻
,BD产率=
(保留两位有效
1.0
0.8
0.6
0.48
0.4
0.36
0.2
图甲
解析:(2)实验测得X<Y,则达到平衡时BD物质转化量大于BL物质转化量,平衡状态
BD物质的量较小,根据图示可知,表示xu变化的曲线是a或c;该平衡状态下BL的
分压是0.48X3.0×10kPa,BD的分压是0.36X3.0×10kPa,的压强近似等于总
()
p BD
32
BL为原料时,根据题给反应队、A、H可累总勒喷的量的增加量正好是BD参
与反应川、川的量,也正好是H0(g)的物质的量,设t时BL转化了amol,BD转化了
b i
mol,则体系总物质的量为(5.0×103+b)mol,得到
=0.48、-
-3
50×10
0.36,解得a=一×103、b=一×103,则t时刻
50x10908;此时R的产李
55
为
-×100%≈39%。答案3(2)a或c8.3¥108Q108b39%
5a103
1.(2022山东卷,20)利用Y-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四
氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
+2H:CH:CH:OH
应L心园+H,0g
DT”g2 H:CH.CH0He
THF
BI
CH CH-CH-CH-OH(g)
反应
BD
+H0
BuOH
己知:①反应I为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响:②因反应I在高压2氛围
下进行,故H2压强近似等于总压。回答下列问题:
(3)(xm/xm)mx为达平衡时xm与xm.的比值。(493K,2.5×10kPa)、(493K,3.5×10°kPa)、
(513K,2.5×10kP)三种条件下,以5.0×103 mol BL为初始原料,在相同体积的刚性容器中
发生反应,。
随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压业氛围下进行,可忽略压强
对反应速率影躺ax曲线a、b、c中,(xm/x)a最大的是
(填代号);与曲线b相比,
曲线c达到
=1.0所需时间更长,原因是
BL
0.2
0.
图乙
解析:(③)依题意,反应〡是正向放热过程,以BL为初始原料,温度升高则平衡逆向
移动,温度越高,反应速率越快,达到平衡时的时间越短,()越小6
的值越大;相同温度时,压强增大,x即增大,(xm/X)增大,又可忽略压强度应墨
率的影响,则(x/xa)最大即(b
最小,对应曲线c;由于b和c代表