内容正文:
化学 选择性必修1 化学反应原理 RJ
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第二章高考强化
刷真题
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高考强化
主讲老师
1.[江苏化学2023·10,3分] 金属硫化物催化反应 ,
既可以除去天然气中的,又可以获得 。下列说法正确的是( )
C
A.该反应的
B.该反应的平衡常数
C.如图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的 与催化剂
中的 之间发生作用
D.该反应中每消耗,转移电子的数目约为
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解析 该反应是反应后气体分子数增大的反应,即熵增反应,所以 ,A错误;该反应的化
学平衡常数,B错误;由反应机理图示可知步骤Ⅰ中分子中带部分负电荷的
与催化剂中的之间发生了作用,C正确;由于分子中C元素显价、分子中C元素显
价,所以由化学方程式可知有参与反应将转移电子,所以每消耗 将转移
电子,即转移电子数约为 ,D错误。
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2.[重庆化学2024·14,3分] 醋酸甲酯制乙醇的反应为
。三个 恒容密闭
容器中分别加入醋酸甲酯和氢气,在不同温度下,反应 分钟时
醋酸甲酯物质的量 如图所示。下列说法正确的是( )
D
A.该反应的
B.容器甲中平均反应速率
C.容器乙中当前状态下反应速率(正) (逆)
D.容器丙中乙醇的体积分数为
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【思路导引】 此题虽仅给出三个不同温度下的数据,但可自行构建模型,把三个点用曲线连起
来,得到相同时间内该反应体系中醋酸甲酯的量随温度的变化关系,而拐点应在 附近
(不一定是 。对于同一反应,升高温度平衡向吸热反应方向移动,而改变温度时,平衡时的
转化率应单调性变化,图中三点连成的曲线出现拐点,说明经 容器甲中因为温度低,反应慢
而未达到平衡,容器丙中已达到平衡,而因不确定具体拐点在哪里,不能确定容器乙中是否达到
平衡。
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解析 由容器乙、丙中 时醋酸甲酯的量可知,升温后,平衡逆向移动,正反应放热,
,A错误; ,
B错误;由【思路导引】可知,无法确定时容器乙中是否达到平衡状态,则无法比较其
(正)、 (逆),C错误;根据题给数据,列三段式:
容器丙中,、、 、
, ,气体体积分数等于物质的量分数,则容器丙中乙醇体积
分数为 ,D正确。
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3.(双选)[山东化学2024·15,4分] 逆水气变换反应:
。一定压力下,按、 物质的量之比
投料,、 温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应
的速率方程为,、温度时反应速率常数分别为、 。下列说法错误
的是( )
CD
A.
B.、温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲
线不变
D.温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与 温
度时相同
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解析 在投料比一定的情况下,温度越高,反应速率越快,则反应达到平衡所需要的时间越短,
由题给图像可知温度下反应达到平衡所需要的时间比温度下的短,因此 ,相同条件下,
反应速率常数的大小只与温度有关,反应速率常数随温度的升高而增大,则有 ,A正确;
根据速率方程可得 ,该反应的正反应是吸热反应,升高温度平衡正移,则
平衡时有,,因此,所以 ,B正
确;该反应气体总物质的量不变,温度不变时仅改变体系初始压力,平衡不移动,但反应速率会
改变,因此达到平衡所需要的时间也会改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线会改变,C错
误;温度下,投料比 ,符合化学方程式中的计量数之比,因此达到平衡时
与的摩尔分数相等,温度下,若改变初始投料比例,则达到平衡时和 的摩尔分数
不相等,不能使平衡时各组分摩尔分数与 温度时相同,D错误。
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4.[湖南化学2023·13,3分] 向一恒容密闭容器中加入 和一定量的
,发生反应:。 的平衡转化率按
不同投料比 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
( )
B
A.
B.反应速率:正 正
C.点、、对应的平衡常数:
D.反应温度为 ,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
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【思路导引】 由题图可知,投料比不变时,随温度的升高 的平衡转化率增大,所以该反应为
吸热反应;在相同的温度下,投料比减小,相当于在的投料量不变的情况下增大 的
投料量,当反应物不止一种时,其他条件不变,增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反
应物的平衡转化率,同时降低自身平衡转化率,故投料比越小, 的平衡转化率越大。
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解析 由题图可知,点对应的平衡转化率大于点,结合分析可知,点对应投料比小于点 ,
故,A正确;点、均为平衡状态,,点的平衡转化率大于点,两点
的投料量相同,则反应产物、的平衡浓度:点 点,两点温度相同,故逆逆,
正正,B错误;由分析可知,该反应为吸热反应,随温度升高,平衡常数增大,又由点、
温度相同,则平衡常数: ,C正确;该反应为反应前后气体分子数改变的反应,恒
温恒容条件下,随反应进行容器内压强改变,当压强不变时,反应达到平衡状态,D正确。
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5.[福建化学2023·13节选] 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。
丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压 物质的量分数×总压强。
(2)在、下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数 见表。
组分
/% 21.0 23.7 55.2 0.1 0.0
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②从初始进料到体系达平衡时,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ消耗丙烷的平均速率从大到小的顺序为反应____
反应____ 反应____(填序号)。
ⅱ
ⅰ
ⅲ
解析 根据平衡时各组分的体积分数: (乙烯) (丙烯),以及反应ⅰ中 ,
反应ⅱ中可知,消耗丙烷的平均速率:反应 反应 ,反应ⅱ和反应ⅲ都生成甲
烷,则反应ⅲ生成的 (甲烷)为,而反应ⅰ中生成的 (丙烯)为
,根据反应ⅰ中,反应ⅲ中 可知,消耗丙烷的平均速率:反应
反应ⅲ,故消耗丙烷的平均速率:反应 反应 反应ⅲ。
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③平衡体系中检测不到,可认为存在反应
下列相关说法正确的是____(填序号)。
.
.
.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
解析 目标反应 反应反应ⅲ,故,正确;分压物质的量分数×总压
体积分数×总压,故
, 正确;催化剂
不影响平衡, 错误;通入丙烷平衡正向移动,恒温恒压条件下,新平衡与原平衡等效,因此丙
烯的体积分数不变, 错误。
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④由表中数据推算:丙烯选择性
_ _____________________________________________________(列出计算式)。
(或,合理即可)
解析 在相同压强、温度下,气体物质的量之比等于体积之比,因此丙烯的选择性
。
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(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.
在、 下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的
关系如图所示。
解析 ①目标反应反应ⅲ 反应ⅳ,故
。
①进料比(丙烷)(甲醇) 时,体系总反应:
_____ 。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是____________________________
_______________________________________________________________________________。
随着甲醇投料增加,反应ⅳ生成,抑制反应ⅰ的进行,同时促进反应ⅲ的进行,造成丙烷过多消耗,减少丙烯的生成
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6.[湖北化学2023·19节选] 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下, 可
以由 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
的反应机理和能量变化如图甲:
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回答下列问题:
(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和, 键能
为。估算的_______ 。
解析 由分析可知,1分子转变为 断裂2个碳氢键,形成了1个碳碳键及氢氢
键,结合键能数据,
。
(2)图示历程包含___个基元反应,其中速率最慢的是第___个。
3
3
解析 由转变为 反应机理及能量变化图可知,题图反应历程包含3个基元反
应,其中第3个基元反应的活化能最大,速率最慢。
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(4)时,假定体系内只有反应 发生,反应过程中压强恒
定为(即的初始压强),平衡转化率为 ,该反应的平衡常数 为_ _______(用平衡分压
代替平衡浓度计算,分压 总压×物质的量分数)。
解析 设起始时的物质的量为 ,根据题意可列三段式如下:
平衡时,气体的总物质的量为,则、、 的物质的量分数
分别为、、, 。
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(5)及
反应的( 为平衡常数)随温度倒数的关系如图乙所示。
已知本实验条件下,(为理想气体常数, 为截距)。图
中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是______________________
________________________。
反应前后化学键的变化相同,反应热近似相等
解析 由可知,两条线的斜率为 ,两步反应都是断裂1个碳氢键,形成1个碳
碳键,所以两反应的几乎相同,为理想气体常数,则两反应的 几乎相同,斜率几乎相同,
故两条线几乎平行。
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(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成 的反应速率的是___
(填序号)。
.升高温度 .增大压强 .加入催化剂
解析 由题意知,该反应为反应后气体分子数增多的吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,
可提高反应物的平衡转化率,增大压强,平衡逆向移动,会降低反应物的平衡转化率,加入催化
剂不影响平衡移动,不影响反应物的平衡转化率,且升高温度、增大压强和加入催化剂均能增大
生成的反应速率,故选 。
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【思路导引】 由转变为 反应机理可知,发生了1次氢抽提(断裂1个碳氢键)
和闭环脱氢(断裂另一个碳氢键,形成一个碳碳键闭环),再经过4次类似反应可生成纳米碗
( ),其中五元环和六元环数目分别为6、10。
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第二章高考强化
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1.双氧水、盐酸和在催化剂作用下,制备1,或2, 的反应如下:
达到平衡时,的转化率和 随温度的变
化如图所示,下列说法正确的是( )
C
A. 时,催化剂的活性最强
B.②点的一定大于①点的
C.高于时,的转化率下降可能是由于 分解
D.时,若反应进行 后达到平衡,则
内1, 的平均生成速率约为
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解析 时, 的平衡转化率最高,催化剂不影响反应物的平衡转化率,无法判断催化剂此时
活性是否最强,A错误;②点与①点的转化率相同,不考虑分解及 挥发的情况下,各
反应物的浓度相等,②点的温度高,但催化剂的活性与速率常数均受温度的影响,因此②点的
不一定大于①点的,B错误;高于时,受热可能会加快分解,导致 转化率下降,
C正确;时,反应达到平衡,的转化率是,参与反应的的物质的量为 ,此时
,由题意可得关系式:,(或2,),则生成1, 的物质
的量,故内1, 的平均生成速率约为
,D错误。
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2.乙炔可在催化剂作用下发生选择性加氢反应转化为乙烯。该反应速率方程为
,(、 为速率常数,只与温度、催化剂有关)。
(1)该过程在 催化剂表面的反应机理如图甲,其
中吸附在表面上的物种用 标注。
吸附阶段发生反应 ,
该反应在低温时自发趋势较大,理由是___________
_____________________________________________
_____________________________________________
______________________。
该反应的,气体被催化剂吸附导致熵减,则,低温时才能满足,因此该反应在低温时自发趋势较大
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(2)已知实际生产过程中往往伴随副反应: ,
在密闭容器中充入和发生上述两个反应,测得 平
衡转化率与温度、压强的关系如图乙所示。在、下 的选择
性等于选择性。下,主反应的平衡常数
______(为用气体分压计算的平衡常数,气体分压 气体总压强×
气体的物质的量分数)。
1.75
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解析 时,设平衡时、的物质的量分别为、
由题图乙可知,在、下的平衡转化率为,则,在 、
下的选择性等于,则,解得,,平衡时 ,
,, ,则反应体系中气体总物质的量为
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, 下,主反应的平衡常数
。
(3)在两个相同的恒容密闭容器中,各加入和 ,
分别选用两种催化剂,反应进行相同时间,测得 的转化率随反
应温度的变化如图丙所示。
已知:在 温度范围内,同一温度下,催化剂Ⅰ、Ⅱ对该反
应的催化效果不同。使用催化剂Ⅰ时反应的活化能______催化剂Ⅱ
小于
反应已达到平衡,反应放热,温度升高,平衡逆向移动
(填“大于”“小于”或“等于”)。温度高于时, 的转化率降低的原因可能是______
_____________________________________________。
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解析 未达到平衡时,相同温度条件下,催化剂Ⅰ对应的转化率更高,说明使用催化剂Ⅰ时反应速
率更快,活化能更小。两种催化剂在相同温度下的催化效果不同,但温度为 时,转化率相同,
且随温度升高转化率降低,说明 时反应达到平衡,随温度升高,转化率降低的原因是反应放
热,温度升高,平衡逆向移动。
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