专题13 图像的分析应用及速率常数、平衡常数的计算-【金版新学案】2024高考化学大二轮专题复习与测试（新教材，广东专版）

复习目标　1.掌握综合题中图像的分析应用。　2.掌握速率常数、平衡常数的计算。 考点一　综合题中图像的分析应用 (2023·湖南卷，16)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 苯乙烯的制备 (1)已知下列反应的热化学方程式： ①C6H5C2H5(g)＋O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g) ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1 ②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1 计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1； (2)在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入________mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)； (3)在913 K、100 kPa下，以水蒸气作稀释气、Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应： ⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)＋CH2(g) ⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g) 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S＝×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是________(填字母)。 A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构 B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率 C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率 答案：(1)＋118　(2)5　(3)甲苯　主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动，甲苯的选择性大于苯的选择性　(4)BD 解析：(1)根据盖斯定律，由①－②－③，可得④C6H5C2H5(g)C6H5CH))CH2(g)＋H2(g) ΔH4＝－4 386.9 kJ· mol－1 －(－4 263.1 kJ·mol－1)－(－ 241.8 kJ·mol－1)＝＋118 kJ·mol－1。(2)当乙苯的平衡转化率为50%时，由题中信息可得： 　C6H5C2H5(g)C6 H5CH=== CH2(g)＋H2(g) 起始量/mol　　　1　　　　　　　0 　　　　　　0 转化量/mol 0.5 0.5 0.5 平衡量/mol 0.5 0.5 0.5 平衡分压/kPa 则压强平衡常数Kp＝\f(p(苯乙烯)·p(H2),p(乙苯))＝\f(100,3) kPa。设充入x mol水蒸气时乙苯平衡转化率提高到75%，则： C6H5C2H5(g)C6H5CH === CH2(g)＋H2(g) 起始 量/mol　　 1 　　　　　　　0 　　　　　0 转化 量/mol 0.75 0.75 0.75 平衡 量/mol 0.25 0.75 0.75 平衡 分压/kPa 温度不变，平衡常数不变，则压强平衡常数Kp＝＝ kPa＝ kPa，解得x＝5。(3)生成苯乙烯的反应为主反应，则苯乙烯的选择性最高，主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动，则甲苯的选择性大于苯的选择性，故b代表的产物为甲苯。(4)X射线衍射技术可以测定晶体结构，A项正确；Fe2O3是催化剂，催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯平衡转化率，B项错误；Fe2O3作催化剂，可以降低乙苯脱氢反应的活化能，C项正确；改变Fe2O3颗粒大小即改变催化剂的表面积，可以改变反应速率，D项错误。 类型一　选择反应最佳条件 1．甲烷还原可消除NO污染。将NO、O2、CH4混合物按一定体积比通入恒容容器中