内容正文:
综合通关Ⅰ 化学反应原理综合题
1
题型
概述 ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
二 轮 专 题 复 习
2
典型
例题 (2024·安徽卷)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,由乙烷制
乙烯的研究备受关注。回答下列问题:
【乙烷制乙烯】
(1) 氧化脱氢反应:
计算:_______ 。
续表
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3
典型
例题 (2)直接脱氢反应为 。
的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,则 ___
(填“ ”“ ”或“ ”)0。结合下图,下列条件中,达到平衡时转
化率最接近 的是___(填标号)。
____________________________________________________________________________________
, , ,
续表
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4
典型
例题 (3)一定温度和压强下
反应
反应远大于
( 是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
①仅发生反应ⅰ时,的平衡转化率为,计算 _ __。
②同时发生反应ⅰ和ⅱ时,与仅发生反应ⅰ相比, 的平衡产率
______(填“增大”“减小”或“不变”)。
增大
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5
典型
例题 【乙烷和乙烯混合气的分离】
(4)通过修饰的分子筛的吸附-脱附,可实现和 混合
气的分离。的__________与分子的 键电子形成配位键,
这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离
和 的优点是_______________________________________
_____________________________。
空轨道
识别度高,能有效将和分离,分离出的产物中杂质少,纯度较高
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6
典型
例题 (5)常温常压下,将和 等体积混合,以一定流速通过某
吸附剂,测得两种气体出口浓度与进口浓度 之比随时间变化
关系如下图所示。下列推断合理的是____(填字母)。
_______________________________________
A.前 ,两种气体均未被吸附
B.点对应的时刻,出口气体的主要成分是
C.对应的时间段内,吸附的逐渐被 替代
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命题
立意 以“乙烷制乙烯”为情境,考查化学原理综合运用,涉及反应热
的计算与判断、平衡转化率与温度和压强的关系图像分析、物质的
量分数平衡常数的计算、化学平衡移动及平衡产率的判断、配位键
的形成与分离物质的优点、吸附图像变化的理解等。多角度、多层
次、多维度地考查化学反应原理的知识,在分析和解决化学问题中
考查学科关键能力,引导学生培养核心素养。
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关键
能力 本题以“乙烯的制备、分离”为载体,在化学反应原理的相关问
题情境下,主要考查了学生信息获取与加工能力、逻辑推理与论证
能力以及批判性思维能力。
(1)信息获取与加工能力
①由题给已知热化学方程式信息推断未知热化学方程式
已知热化学方程式 未知热化学方程式
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关键
能力 ②由题给平衡转化率与温度和压强的关系图信息判断反应热的正负
③由题给平衡转化率与温度和压强的关系图信息判断平衡转化率
温度与平衡转化率关系图一定温度、压强 识图确定转化率
④由题给平衡转化率信息计算物质的量分数平衡常数
平衡转化率 化学平衡三段式 平衡时物质的量分数
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关键
能力 ⑤由题给竞争反应信息判断某物质的产率
竞争反应 化学反应三段式 浓度商与的关系 产率的
变化
(2)逻辑推理与论证能力
①基于题给信息计算反应的焓变
将题给反应编号为反应Ⅰ、Ⅱ
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关键
能力 ②基于题给平衡转化率与温度和压强的关系图信息判断反应热的正
负和平衡转化率
_______________________________________________________________________________________________________
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关键
能力 ③基于题给平衡转化率信息计算并判断 产率的变化
Ⅰ的计算[设起始时
_______________________________________________________________________________________________________
Ⅱ.的平衡产率的变化[设起始时
_______________________________________________________________________________________________________
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关键
能力 ④基于题给信息确定配位键的形成和分离的优点
基态 的价层电子排布:
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________,分离出的产物中杂质少,
纯度较高
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关键
能力 ⑤基于题给 图分析气体的吸附和释放
_______________________________________
A:前, 出口浓度 两种气体均被吸附
错误
B:______________________________________________________________________________________________________
C:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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关键
能力 (3)批判性思维能力
①陌生复杂图像问题的识别:解答时要求首先弄清楚自变量和因变
量各代表什么样的化学量,然后根据化学知识分析概念、图像、数
量三者之间的关系,具体步骤可以概括为“一明标、二析点、三识
线”。其次当有两个条件因素对一个事件的影响相反时,事件的最终
发展方向由影响大的因素决定,但两个条件的影响程度可能会发生
转变,此时事件的发展方向会发生转折。基于题给 图分析气体的
吸附和释放,关键是从中选出最优或最适合自己的解题方法。
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关键
能力 ②化学与数学有机融合陌生问题的识别:数学与化学之间有着密切
的关系,二者是相辅相成、相得益彰的,数学的很多思想方法及语
言都能有效地应用到化学的研究中,因而在平时学习中要加强对数
学与化学之间关系的相关研究,如弄清物质的量分数与平衡三段式
及化学平衡常数之间的数学关系。
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反思
归纳 (1)化学反应图像首先要弄清横坐标和纵坐标的数学意义和化学
意义,弄清公式中每个符号的意义,提高识别图像的能力;其次要
看曲线的起点、看曲线的变化趋势、看曲线的转折点、看曲线的终
点。
(2)化学反应原理中的有关计算要弄清分数平衡常数、浓度平衡
常数、压强平衡常数、浓度商等概念与平衡三段式的关系并进行相
关计算。
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PART
01
第一部分
练透题型
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1.(2024·晋城一模)氨是一种重要的化工产品。回答下列问题:
(1)已知:
②
③
则反应
__________ ,该反应在______(填“高温”“低温”或“任意温度”)
下能自发进行。
高温
练透题型
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解析:根据盖斯定律,由反应 反应①-反应③得到反应
, ,该反应为熵增的吸热反应,高温条件下该反应的
,能自发进行。
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(2)下列关于合成氨工艺的理解中,正确的是______(填字母)。
BCD
A.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和较大的反应
速率
B.合成氨反应在不同温度下的和 都小于零
C. 易液化,不断将液氨移去,有利于反应正向进行
D.原料气中由分离空气得到, 由天然气与水蒸气反应生成,原料气
需要经过净化处理,以防催化剂中毒和安全事故发生
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解析:合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,
氨的平衡转化率减小,控制温度远高于室温,是为了保证催化剂的活性最
大,反应速率较大,故A错误;合成氨反应是熵减的放热反应,反应的
、 均小于0,故B正确;不断将液氨移去,生成物的浓度减小,平衡
向正反应方向移动,有利于反应正向进行,故C正确;合成氨反应所需原
料气中的氮气由分离空气得到,氢气由天然气与水蒸气反应生成,原料气
中的杂质会使催化剂中毒,易燃易爆的氢气与氧气反应可能发生安全事故,
所以原料气需要经过净化处理,以防催化剂中毒和安全事故发生,故D正
确。
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(3)温度为,压强恒定为,用处理和
(起始时的体积分数为 )的混合气体,部分气体的体积分数随时
间的变化如下图所示,反应经 达到平衡。
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①内用的压强变化表示的反应速率 ________
。
解析:由题图可知,起始时氨的体积分数为 ,分压为
,反应达到平衡时氨的体积分数为 ,
分压为, 内用氨的压强变化表示的
反应速率为 。
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②反应 的平衡常数
_ ___________ (列出计算式即可);若升高温度,则该反应的
平衡常数将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
增大
解析:由题图可知, 反应达到平衡时氨、氮气、水蒸气的体积分数
分别为、、 ,该反应的平衡常数
;该反应是吸热反应,
升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大。
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(4)在催化剂作用下,可用去除 ,反应原理为
。不同温度条件下, 分别为
、、时,得到的 脱除率曲线如下图所示:
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①曲线中,在温度超过时, 脱除率骤然下降的原因可能是
_________________。
催化剂失去活性
解析:催化剂在一定温度下具有较强的催化活性,当温度较高时,催化剂
会失去活性导致反应速率减小,故曲线中,在温度超过 时,一氧
化氮脱除率骤然下降的原因可能是温度过高,催化剂失去活性。
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②曲线对应的与 的物质的量之比是_____。
解析:氨和一氧化氮的物质的量的比值增大,相当于增大氨的浓度,平衡
向正反应方向移动,一氧化氮的脱除率增大,结合题图可知,曲线 对应
的氨和一氧化氮的物质的量之比是 。
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2.(2024·黄冈三模)某研究小组探究1,己二硫醇( ,
用 表示)与铜的反应历程。
已知下列反应:
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(1)一些化学键的键能数据见下表,反应Ⅳ的焓变 _____________
_______。仅考虑反应Ⅳ,写出两种提高己烷平衡转化率的措施:_______
_____________。
化学键
键能/ 413 347 436
减小压强、升高温度
解析: 反应物总键能-生成物总键能,反应Ⅳ的焓变
。
反应Ⅳ是吸热反应,升高温度平衡正向移动,正反应是气体分子数增大的反应,减小压强也能使平衡正向移动,故提高己烷平衡转化率的措施有减小压强、升高温度。
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(2)温度一定时,在隔绝空气的条
件下使 以恒定的流速通过如
图甲所示的反应器,仅发生反应Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ,在反应器出口处实时检测各物质
的相对含量,如图乙所示。
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① 内反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率均______(填“增大”“减小”或“不
变”)。
减小
解析:由题图乙可知, 内生成物己烷、环己烷、
的相对含量减小,说明浓度减小,故反应Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ的速率均减小。
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②推测在该实验条件下与 反应生成烃类产物的名称为______
________(写两种)。
乙烷、正丁烷
解析:由与 反应生成
,碳原子数目不变,推测 在该实验条
件下与反应生成即乙烷;根据 还
能生成环己烷,说明烷烃还能首尾相连,推测与 反应还能生
成 ,即正丁烷。
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(3)向恒温刚性容器中充入己烷和,初始总压为 ,己
烷的体积分数为。容器 中只发生反应Ⅳ,达到平衡时,若己烷的转
化率为,则反应Ⅳ的___。使容器 中的混合气通过图甲所示
的反应器,该反应器中仅发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。将反应后的混合气全部充入
容器内,反应Ⅳ重新达到平衡时,(己烷)/(环己烷) ,则
的完全脱硫率为______。 的完全脱硫率
1
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解析:恒温恒容下,气体的压强与物质的量成正比,初始总压为 ,
己烷的体积分数即物质的量分数为 ,己烷的分压为
,只发生反应Ⅳ,达到平衡时,若己烷的转化率为
,则压强减小了 ,列压强“三段式”:
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反应Ⅳ的。反应前 的分压为
,温度不变,反应Ⅳ的 不变,反
应Ⅳ重新达到平衡时,(己烷)/(环己烷) ,
, ,反应Ⅲ和
反应Ⅳ生成的、环己烷的分压均为,平衡时 (己烷)
,起始时容器中的混合气(己烷)
(环己烷),故与 反应生成的己烷的分压为
,由与 反应生成的环己烷的分压为
,的完全脱硫率为 。
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