大单元五 主观题突破(二) 多平衡体系中最佳反应条件、选择性、转化率变化分析-【优化探究】2026年高考化学二轮专题复习课时作业巩固提升课件（双选版）

2 3 4 5 6 7 1 非选择题 1.工业上以合成气(CO和H2,少量CO2、N2和稀有气体)为原料制二甲醚(DME),主要发生下列反应: ⅰ:CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH1<0 ⅱ:2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2<0 ⅲ:CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g)　ΔH3<0 ⅳ:…… 1 2 3 4 5 6 7 1 500 K、5 MPa时,只发生反应ⅰ~ⅲ,初始投料比与平衡时CO转化率(XCO)、二甲醚产率(YDME)和二甲醚选择性[SDME=]的关系如图: 2 2 3 4 5 6 7 1 当<1.2时,CO的平衡转化率随投料比增大而增大的原因是 ______________________________________________________________   　 。  投料比增大,反应ⅰ平衡正移,反应ⅲ平衡逆移,反应ⅰ消耗的n(CO)大于反应ⅲ生成的n(CO) 解析:当<1.2时,投料比增大,反应ⅰ平衡正移,反应ⅲ平衡逆移,反应ⅰ消耗的n(CO)大于反应ⅲ生成的n(CO),故CO的平衡转化率随投料比增大而增大。 3 2 3 4 5 6 7 1 2.水煤气是H2的主要来源,C-H2O体系制H2涉及的主要反应如下: 反应Ⅰ:C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g)　ΔH1>0 反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g)　ΔH2<0 在恒压条件下,反应达平衡后,气相中CO、CO2和H2的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,若该过程中无固体剩余,则曲线b表示　 　(填化学式)的物质的量分数随温度变化的曲线,随温度升高,其物质的量分数略有增大的原因是________________________________________________ 　  　 。  CO 达平衡后无固体剩余,则只存在反应Ⅱ,由于反应放热,温度升高,平衡逆向移动,CO的物质的量分数增大 4 2 3 4 5 6 7 1 解析:该过程中无固体剩余,则仅发生反应Ⅱ,随温度升高,反应Ⅱ的平衡逆向移动,CO2、H2的量均减少,CO的量增多,由图可知,曲线b升高,则曲线b表示CO的物质的量分数随温度变化的曲线。 5 2 3 4 5 6 7 1 3.常压条件下,将等物质的量的CH4与CO2充入密闭容器,同时存在以下反应: ①CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g)　ΔH1 ②CH4(g)⥫⥬C(s)+2H2(g)　ΔH=+75 kJ·mol-1 ③CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ·mol-1 ④2CO(g)⥫⥬C(s)+CO2(g)　ΔH=-172 kJ·mol-1 反应达平衡时混合气体的组成如图,曲线m和n中,表示CO的是　　　　。在900 ℃之前,m曲线明显处于表示H2的曲线上方,原因是______________ 　 　 。  m 温度低于900 ℃时, 温度升高有利于反应③正向移动,反应③既消耗H2,又生成CO 6 2 3 4 5 6 7 1 解析:根据盖斯定律,由反应②-反应④可得反应①CH4(g)+CO2(g)=== 2CO(g)+2H2(g)　ΔH1=+75 kJ·mol-1-(-172 kJ·mol-1)=+247 kJ·mol-1,反应①和反应③是吸热反应,反应④是放热反应,升高温度反应①和反应③平衡正向移动,反应④平衡逆向移动,CO的体积分数增大,则表示CO的是m,在900 ℃之前,m曲线明显处于表示H2的曲线上方,原因是温度低于900 ℃时, 温度升高有利于反应③正向移动,反应③既消耗H2,又生成CO。 2 3 4 5 6 7 1 4.丙烯是重要的化工原料,可用丙烷脱氢制备丙烯: C3H8(g)⥫⥬C3H6(g)+H2(g)　ΔH1　Kp1 已知:2C3H8(g)+O2(g)⥫⥬2C3H6(g)+2H2O(g)　ΔH2=-236 kJ·mol-1　Kp2 2H2(g)+O2(g)⥫⥬2H2O(g)　ΔH3=-484 kJ·mol-1　Kp3 (1)ΔH1=　　　　 kJ·mol-1;平衡常数Kp1=　　　　(用Kp2和Kp3表示)。  +124 8 2 3 4 5 6 7 1 解析:将3个反应依次记为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,由盖斯定律可知反应Ⅰ=,ΔH1===+124 kJ·mol-1;则Kp1=。 9 2 3 4 5 6 7 1 (2)不同压强下,在密闭容器中丙烷平衡转化率随温度变化关系如图1。 ①图中压强由大到小的顺序为　　 　　,判断的依据是_____________ ______________________________________________________________ 　 　 。  ②800 K、p2压强下,若进料组成中加入惰性气体Ar,a点将　　　　(填“上移”或“下移”)。  p3>p2>p1 该反应为正向气体分子数增大的反应,当温度一定时,增大压强,平衡逆向移动,丙烷的平衡转化率减小 上移 10 2 3 4 5 6 7 1 解析:①该反应为正向气体分子数增大的反应,当温度一定时,增大压强,平衡逆向移动,丙烷的平衡转化率减小,则压强:p3>p2>p1。②800 K、p2压强下,若进料组成中加入惰性气体Ar,原气体的分压减小,则平衡正向移动,丙烷的平衡转化率增大,a点将上移。 11 2 3 4 5 6 7 1 (3)丙烷直接脱氢存在副反应C3H8(g)⥫⥬C2H4(g)+CH4(g)。一定温度下,丙烷和氢气的混合气体以一定流速通过Ga2O3/Al2O3催化剂表面,丙烷转化率、丙烷平衡转化率、丙烯选择性(曲线a)和丙烯生成速率随变化如图2。催化剂Ga2O3/Al2O3反应过程中会有如图3转化,且Ga-H/GaOx催化活性更强。 2 3 4 5 6 7 1 ①丙烷转化率随变化的曲线为　　　　(填字母)。  ②曲线b随的增加而降低的原因是___________________________  　 。  丙烯生成速率随增加变化的原因是 　 。  c 随着H2的含量增大,平衡向左移动,丙烷平衡转化率降低 H2活化了催化剂 解析:①已知曲线a为丙烯选择性,随增加丙烯的选择性基本不变,则丙烷转化率几乎没有起伏,故曲线c为丙烷转化率。 2 3 4 5 6 7 1 5.以CO2、H2为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。涉及的反应有 Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)⥫⥬CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1<0 Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH2<0 Ⅲ.CO2(g)+CH4(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g)　ΔH3<0 14 2 3 4 5 6 7 1 工业中,对于反应Ⅰ,通常同时存在副反应Ⅳ:CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH4。在一定条件下,在合成塔中充入一定量CO2和H2。不同压强时,CO2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1 MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。 15 2 3 4 5 6 7 1 (1)图a中,相同温度下,压强越大,CO2的平衡转化率越大,其原因是 ________________________________________________________。  增大压强,反应Ⅳ平衡不移动,反应Ⅰ平衡向正反应方向移动 2 3 4 5 6 7 1 (2)由图b可知,ΔH4　　　　(填“>”“<”或“=”)0;H2的物质的量分数随温度升高而增大,原因是_____________________________________________ 　 　 。  > 反应Ⅰ放热,反应Ⅳ吸热,温度升高时,反应Ⅰ平衡向左移动增加的H2的量大于反应Ⅳ平衡向右移动减少的H2的量 2 3 4 5 6 7 1 解析:根据反应Ⅰ、Ⅳ可知只有反应Ⅳ生成CO,根据图b可知CO平衡时的物质的量分数随着温度的升高而增大,说明该反应吸热,ΔH4>0。 2 3 4 5 6 7 1 6.丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备: C4H10(g)⥫⥬C4H8(g)+H2(g)　ΔH=+123 kJ·mol-1。 回答下列问题: (1)图(a)是该反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x　　　　(填“大于”或“小于”)0.1;欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是 　　　　(填字母)。  A.升高温度　　　　　　 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强 小于 AD 19 2 3 4 5 6 7 1 解析:由图(a)可以看出,温度相同时,压强由0.1 MPa 变化到x MPa,丁烷的平衡转化率增大,即平衡正向移动,所以x<0.1。由于正反应为吸热反应,所以温度升高时,平衡正向移动,丁烯的平衡产率提高,因此A正确、B错误;反应正向进行时气体体积增大,加压时平衡逆向移动,丁烯的平衡产率降低,因此C错误、D正确。 20 2 3 4 5 6 7 1 (2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的 变化趋势,其降低的原因是_______________________________________  　 。  氢气是产物之一,随着的增大,该平衡向逆反应方向移动 21 2 3 4 5 6 7 1 解析:反应初期,H2可以活化催化剂,进料气中较小,丁烷浓度大,反应向正反应方向进行的程度大,丁烯产率升高;随着进料气中增大,原料中过量的H2会使平衡逆向移动,所以丁烯产率下降。 22 2 3 4 5 6 7 1 (3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是________________________________________________________  　 ; 590 ℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是 　 。  升高温度,反应速率加快,生成的丁烯会增多,同时由于反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动 丁烯高温裂解生成短碳链烃类化合物 23 2 3 4 5 6 7 1 7.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应: ①2C4H8(g)→2C3H6(g)+C2H4(g)　ΔH>0 ②2CH3OH(g)→C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH<0 ③C2H4(g)+C4H8(g)→2C3H6(g)　ΔH<0 已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。 24 2 3 4 5 6 7 1 (1)图1是C3H6及某些副产物的产率与约为　　　　　　。  1.0 25 2 3 4 5 6 7 1 (2)图2是某压强下,将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图2可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低的变化,其原因可能是 ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ____________________。  300~500 ℃时,丁烯裂解(反应①)为主要反应,是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,使C3H6的体积分数增大;温度高于500 ℃时,反应②③为主要反应,是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,使C3H6的体积分数降低,同时温度升高易发生副反应,C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、等,使C3H6的体积分数降低 26 $