2024届高三化学二轮复习 多平衡体系中最佳反应条件、选择性、转化率、产率变化规范解答

　多平衡体系中最佳反应条件、选择性、 转化率、产率变化规范解答 【真题演练】 1．[2023·湖南，16(2)(3)(4)]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 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 ④C6H5C2H5(g)C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)　ΔH4＝＋118 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===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______________。 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 2．(2022·全国甲卷，28)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： (1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2 (ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa ①反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为__________ kJ·mol－1，Kp＝__________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是____________________________________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡__________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)＝__________Pa。 ②图中显示，在200 ℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_______________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)TiO2碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于TiO2-C“固-固”接触的措施是__________ ______________________________________________________________________________。 【类型分析】 (一)选择反应最佳条件 1．NH3还原技术是当今最有效、最成熟的去除NOx的技术之一。使用V2O5/(TiO2-SiO2)催化剂能有效脱除电厂烟气中氮氧化物，发生脱硝主要反应为4NO＋4NH3＋O2===4N2＋6H2O。除去NO反应过