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2023届高三化学一轮专题训练—化学反应原理综合题
1.(2023·陕西榆林·统考二模)丙烯是制备聚丙烯塑料的单体,工业上可用丙烷和制取丙烯:
反应1:。
反应2:。
回答下列问题
(1)反应3:_______。
(2)向恒温恒容密闭容器中充入和,只发生反应3,不能说明反应3达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.混合气体密度不随时间变化 B.混合气体总压强不随时间变化
C.混合气体平均相对分子质量不随时间变化 D.丙烷的消耗速率等于丙烯的生成速率
(3)向密闭容器中充入只发生反应1,测得速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。已知:(R、C为常数,T为温度,为活化能)。实验测得其他条件相同,不同催化剂、对速率常数的影响如图1所示。其中,催化效能较高的是_______(填“”或“”),判断的依据是_______。
(4)向密闭容器中充入和,发生上述反应1和反应2,测得丙烷的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①X代表_______(填“温度”或“压强”),_______(填“>”、“”或“=”)。
②M点时,和的浓度相等。则M点对应的反应2的平衡常数_______。
(5)向总压强恒定为的密闭容器中充入和,只发生反应1,的平衡转化率与的关系如图3所示。其他条件不变,随着增大,的平衡转化率减小,其原因是_______,当等于2时,经达到平衡,丙烯的分压变化速率为_______。
2.(2023·吉林白山·统考三模)随着时代的进步,人类对能源的需求量与日俱增,我国全球首套焦炉气化学合成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程实现,项目投产成功。
(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
已知:i.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
(2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。
①醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
实验组
催化剂
原料
反应条件
反应性能
温度/°C
压力/MPa
转化率/%
选择性/%
1
Cu/SiO2
醋酸甲酯
190
28
96.1
99.0
2
Cu-Cr
醋酸乙酯
250
2.8
接近完全
93.8
3
Cu/ZnO
醋酸乙酯
185
1
56
99.0
4
Cu/SiO2
醋酸乙酯
280
4.0
94.6
96.6
上述实验中,催化效能最好的为实验_______(填序号),与之对比,实验3中,醋酸酯平衡转化率较低的主要原因可能是________(从表中所给条件的角度分析)。
②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:CH3CO*+H·→CH3CHO):
a.CH3COOCH3→CH3CO·+CH3O·
b.CH3CO·+*→CH3CO*(慢)
c.CH3O·+*→CH3O*(快)
d.CH3CO*+3H·→CH3CH2OH
e.CH3O*+H·→CH3OH
……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是_______(填标号,下同),控制总反应速率的步骤是_______,分析上述步骤,副产物除CH3OH外,还可能有_______(写一种即可)。
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
iv.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0
v.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0
vi.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0
在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在器容中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______,曲线_______(填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳产物中物质的