专题七 专题突破4 化学平衡图像的分析与绘制-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

专题突破4　化学平衡图像的分析与绘制 考向一　图像信息的获取与相关表述 [典例1] (2022·浙江1月选考节选)工业上,以煤炭为原料,通入一定比例的空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。 请回答: (1)在C和O2的反应体系中: 反应1　C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-394 kJ/mol 反应2　2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2=-566 kJ/mol 反应3　2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH3 ①设y=ΔH-TΔS,反应1、2和3的y随温度的变化关系如图甲所示。图中对应于反应3的线条是　　　　。  ②一定压强下,随着温度的升高,气体中CO与CO2的物质的量之比　　　　。  A.不变　　B.增大　　C.减小　　D.无法判断 (2)水煤气反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=131 kJ/mol 工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是  　。 解析:根据盖斯定律可得ΔH3=2ΔH1-ΔH2=-222 kJ/mol。 (1)①由y=ΔH-TΔS,反应3的ΔH<0,ΔS>0知,y随T的升高而减小,故对应的线条为a。 ②线条a的ΔG(y)随温度升高而减小,说明升高温度,有利于反应③正向进行,CO的量增加,CO2的量减少,故CO与CO2物质的量之比增大。 (2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0,而C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH<0。交替通入空气和水蒸气有利于维持体系的热量平衡,使反应体系处于较高温度,有利于反应快速进行。 答案:(1)①a　②B (2)水蒸气与煤炭反应吸热,氧气与煤炭反应放热,交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡,保持较高温度,有利于加快化学反应速率 1.图像信息的获取流程 2.条件控制的相关表述 (1)从获得物质看,改变外界因素通常为了又“快”又“多”又“纯”地得到物质。“快”就是提高反应速率,回答时要从影响化学反应速率的因素这一角度去分析,如提高浓度、升温、加压、提高催化剂活性等;而“多”就是提高原料转化率,促进反应正向进行,回答要从平衡移动的角度去分析,如改变浓度、温度、压强等,使平衡正向移动;“纯”就是副反应少、选择性高,可通过控制合适的温度或催化剂等条件来实现。 (2)实际的情境中,多因素的影响往往会导致反向的结果,需结合图像的变化趋势(或实际的结果),分析是同向影响还是反向影响,若是反向影响,则需判断是哪个因素占主导。 (3)在外界因素的改变下,若同时存在多个反应(竞争反应、基元反应、连续反应)发生了不同程度或不同方向的移动,需结合图像的变化趋势或实际结果,分析平衡移动的方向和移动幅度的相对大小。 [对点精练1] 乙烯、丙烯是化学工业的最基本原料,工业上可采用多种方法生产,请回答下列问题: 方法一:利用丙烷脱氢制烯烃,反应有 Ⅰ.C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH1 Ⅱ.C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)　ΔH2 Ⅲ.C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)　ΔH3 Ⅳ.C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)　ΔH4 上述各反应常压下平衡常数自然对数值ln Kp随温度(T)的变化如图甲所示。 (1)ΔH1　　 　　(填“<”或“>”)0;图甲中表示反应Ⅱ的曲线为　　　　(填“a”或“b”)。  (2)T1 K温度下,向体积不等的恒容容器中加入等量C3H8,若只发生反应Ⅰ,反应相同时间后,测得各容器中C3H8的转化率与容器体积关系如图乙。 下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A.各容器内反应的平衡常数相同 B.体系处于W点时,加催化剂,可提高C3H8的转化率 C.体系处于W、M两点时,若升高温度,净反应速率均增加 D.反应过程中若容器内气体密度不再变化,则反应已达平衡 方法二:利用甲醇分解制取烯烃,涉及反应有 a.2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH=-22.66 kJ/mol b.3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)　ΔH=-92.24 kJ/mol c.3C2H4(g)2C3H6(g) (3)恒压条件下,平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化如图丙所示。 工业上使甲醇反应气流经ZSM-5分子筛催化分解,该催化剂同时也可催化丁烯裂解。2C4H8(g)C2H4(g)+2C3H6(g)　ΔH=+117.93 kJ/mol。请说明,甲醇分解工艺中常常添加适量丁烯共同反应,其原因可能为 　。 解析:(1)由图甲可知a、b两条曲线均随着温度的升高,ln Kp的数值增大,说明升高温度对于Ⅰ、Ⅱ两个反应的影响相同,都是平衡向正反应方向移动,所以ΔH1>0;根据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的反应的化学方程式,列出各反应的