内容正文:
专题精准强化
⑧错题序号:
大题突破
化学反应原理综合题
@错因分析:
1.(2025·湖南卷)在温和条件下,将CO转化
*H
TSI
C.Hs(g)+*H
为C4烃类具有重要意义。采用电化学一化
3
*H+*C2Ha
*CH用
TSⅢC.H*H
学串联催化策略可将CO高选择性合成
C.Ho
C+CH.CH()
C4H。,该流程示意图如下:
5*表示吸附在催化剂表面上的物种
TS表示过渡态
反应进程
co
NCO、CH、H
图1
出口
☐CHo
□CHa
KOH
反应器
100
T100
KOH
电解池
90
o
80
回答下列问题:
60
(1)电解池中电极M与电源的
极
60
40
20
40
相连。
0
(2)CO放电生成CH的电极反应式为
图2
①根据图1,写出生成C4H。的决速步反应
(3)在反应器中,发生如下反应:
式
;C4Ho的选择
性大于C4H的原因是
反应ⅰ:2C2H4(g)=C4H3(g)
△H1=-104.7kJ·mol-1
②结合图2,当x≥2时,混合气体以较低的
反应ii:2C2H4(g)+H2(g)-C4H1o(g)
流速经过恒容反应器时,反应近似达到平
△H2=-230.7kJ·mol-
衡,随着x的增大,C2H4的转化率减小的原
计算反应C4H(g)+H2(g)一C4H1o(g)
因是
的△H=
kJ·mol1,该反应
当x=2时,该温度下反应ⅱ的K。=
(填标号)。
(kPa)-2(保留两位小数)。
A.高温自发
2.甲烷水气重整反应是我国主要的制氢技术,
B.低温自发
有关反应如下:
C.高温低温均自发
反应i:CH(g)+HO(g)==CO(g)+3H2(g)
D.高温低温均不自发
△H1=akJ·mol-1;
(4)一定温度下,CO、C2H4和H2(体积比为
反应i:CO(g)+HO(g)==CO2(g)+H2(g)
x:2:1)按一定流速进入装有催化剂的恒
△H2=bkJ·mol-1.
回答下列问题:
容反应器(入口压强为100kPa)发生反应i
(1)反应i、反应ⅱ的平衡常数分别为K1=
和iⅱ。有CO存在时,反应iⅱ的反应进程如
图1所示。随着x的增加,C2H,的转化率
1,198×e、K,=1.767×e,反应温度
和产物的选择性(选择性=
为T℃.
转化为目的产物所消耗乙烯的量×100%)
①b
0(填“<”或“>”)。
已转化的乙烯总量
②对于反应i,正=k正c(CH)·c(H2O),
如图2所示。
℃递=k逆c(CO)·c3(H2)(k正、k滋均为速率
161
|化学
常数,仅与温度有关)。向等压密闭容器中
主要发生的积碳反应是
,其理由是
充入2 mol CH4、2molH,O(g)仅发生反应
i,达到平衡后生成1 mol CO和3molH2。
In K
20
(填标号)。
10
反应
下列说法不正确的是
-1
A.CO的体积分数保持不变能判断反应处
0
一反应iv
2003003504503003前温度/℃
于平衡状态
3.运用化学反应原理研究与氨气有关反应有
B.及时分离出CO,有利于提高甲烷的转
重要意义。请回答下列问题。
化率
工已知合成氨反应的热化学方程式为:
C.1000℃时,k正一定小于k逆
N(g)+3H2(g)=2NH3(g)
D.其他条件不变,达平衡后再向容器中充
△H=-90.8kJ·mol1。
入1 mol CH4、1molH2O(g)、1 mol CO、
(1)我国科学家为了解决合成氨反应速率和
3molH2,则v正>v逆
平衡产率的矛盾,选择使用Fe-TiO2-,H
(2)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入
双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温
CH4和H2O(g),起始时CH4和H2O(g)的
度为495℃时,Fe的温度为547℃,而
分压分别为1MPa、3MPa,发生反应i和
TiO2-,H,的温度为415℃)。结合图示解
反应iⅱ。反应进行t1min时达到平衡状态,
释该双催化剂的工作原理(已知:常温下氮
此时CO、CO2的分压分别为mMPa、
氮三键不易断裂):
nMPa。
①H2(g)的平衡分压为
MPa(用含
热Fe冷Ti双温催化原理如下:
m、n的代数式表示,下同)。
NO-Q
②反应i的K,=
(用平衡时各物
)热铁
○冷钛
质的分压代替物质的量浓度)。
NH
(3)复合载氧体可以
Ⅱ.催化氧化法除尾气中氨气的反应为:
99
氧化甲烷制取合成气
a.4NH(g)+3O2(g)—→2N2(g)+6HO(g)
(CO、H2),如图为
△H1=-1282kJ·mol厂
95
350℃时载氧体的质
到94
在实际反应中还伴随如下副反应发生:
51015202530
时间/min
量与时间的关系
b.4NHs (g)+50(g)4NO(g)+6H2O(g)
[一定条件下有积碳反应发生,反应i:2CO(g)
△H2=-992kJ·mol
CO2(g)+C(s)或反应iV:CH(g)=
c.4NH(g)+4O2(g)—2N2O(g)+6HO(g)
C(s)+2H2(g)]。
△H3=-1118kJ·mol厂
①从开始到13min时,曲线呈下降趋势的
(2)反应a在常压下自发进行的温度条件是
原因主要是甲烷还原载氧体,载氧体失去氧
(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
而出现失重的情况;反应在13~15min时,
(3)其他条件不变,升高温度,NH3的平衡
出现了一个短暂的小平台,其主要的原因是
转化率
(填“增大”“减小”或“不
变”)。原因为
②已知△G=一RTIn K,反应i和反应iV的
(4)将一定比例的NH3和O2的混合气体以
lnK与温度的关系如图所示,则350℃时,
一定流速通过装有催化剂的反应管,NH
162
专题精准强化
的转化率、生成N2的选择率与温度的关系
l0MPa,计算该反应的平衡常数K。=
如图所示。
(MPa)-2(已知:分压=总压×
100
100
体积分数)。
90
60
80
4.丙烯是有机化工中的重要原料,可用丙烷直
70
接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备,其主
20175200225250275300
温度/℃
反应和有关物质的燃烧热数据如下。
①其他条件不变,在175℃~300℃范围,
I.丙烷直接脱氢工艺:C3H(g)=CH(g)十
催化氧化除去尾气中的NH应选择反应温
H2(g)
度范围为200℃~225℃之间,理由是
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺:2C3Hg(g)+O2(g)
→2C3H6(g)+2H2O(g)
②随温度的升高,N2选择率下降的原因可
物质
CHs
C3H6
H2
能为
燃烧热△H
-2219.9
-2058.0
-285.8
Ⅲ.请回答:
(k·mol厂1)
(5)含氮化合物对工业生产有多种影响,化
回答下列问题:
学工作者设计了如下再利用的方案:
(1)反应I的△H=
kJ·mol厂1,其
以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH)2],
自发进行的条件是
两步反应的能量变化如图:
丙烷在不同温度下按照一定流速通过铬催
4能量/kJmo
化剂反应相同时间,所得混合物中部分物质
的体积分数如下表所示,实际控制温度为
2NH(g)
580℃,原因是
+CO:(g)
CO(NH)(S)+H2O(g)
NH.COONH(S)
反应过程
510℃
550℃
580℃
620℃
①已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,
丙烷(%)64.82
57.87
37.7631.91
可推测E
E(填“>”“<”或
丙烯(%)12.33
15.85
22.72
23.13
“=”)。
乙烯(%)0.12
0.19
0.20
0.71
甲烷(%)1.50
2.78
4.03
7.31
②该反应达到化学平衡后,下列措施能提高
氢气(%)20.47
18.99
25.45
31.14
NH转化率的是
(填字母)。
(2)反应Ⅱ属于自由基反应,其反应历程如
A.选用更有效的催化剂
下,写出第V步的反应方程式。
B.及时从体系转移出生成的尿素
(1)C3H3+O2→·CH,+HO2·
C.降低反应体系的温度
(ii)·C3H2+HO2·→C3H6+H2O2
D.增大二氧化碳的浓度
(im)H2O2→2HO·
(6)某实验小组为了模拟
↑NH体积分数%
(i)
工业合成尿素,在恒温恒
(3)将3molC3Hg、2molO2置于某恒温(高
容的真空密闭容器中充人
20
于100℃)、恒压(p)的密闭容器中进行反应
一定量的CO2和NH发生
时间
Ⅱ时,发生了副反应Ⅲ:C3Hg(g)+2O2(g)
反应:2NH(g)+CO2(g)一CO(NH2)2(s)
=CHsCH2OH(g)+CO2(g)+H2O(g).
十HO(g),反应过程中NH3的体积分数如
达平衡时的体积分数p(C3H)=40%,
图所示。实验测得体系平衡时的压强为
p(CO2)=4%,则C3H。的选择性为
163
1化学
(C3H。的选择性=
用于生成CH。消耗的CH×1O0%,计算
全部消耗的C3H8
-1.4
-1.6
结果保留3位有效数字),反应Ⅲ的K。=
024
(用平衡分压代替平衡浓度计
1.0
20
3.0
4.0
元10K)
算,分压=总压×物质的量分数)。
①一定温度下,向密闭容器中充入适量
(4)使用惰性电极电解
丙烯
PCL3(g)和Cl2(g),实验测得在催化剂
CO2的酸性溶液制丙
烯,其装置如图所示。
Cal,Cat2下RInk与的关系如图乙所
①若以铅酸蓄电池作
离子交换膜
示。催化效能较高的是
(填“Cat1”或
为直流电源,其工作时负极质量
“Cat2”),判断依据是
(填“增大”“减小”或“不变”)。
②将2 n mol PCla(g)和n mol Cl2.(g)充入体
②X电极的电极反应式为
积不变的密闭容器中,一定条件下发生上述
反应,达到平衡时,PCL(g)为amol,如果此时
5.PC13、PCL常用于制造农药等。磷
Q
移走n mol PCl(g)和0.5 n mol Cl,(g),在相同
在氯气中燃烧生成这两种氯化磷。
温度下再达到平衡时PCL(g)的物质的量为
甲
请回答下列问题:
x,则x为
(填标号)。
(1)PCL的VSEPR模型是
。
已知
A.x=a mol
B.x=0.5a mol
PCl,中P原子的d能级参与杂化,分子呈
C.x<0.5a mol D.0.5a mol<x<a mol
三角双锥形(如图甲),由此推知PCL中P
(4)向恒容密闭容器中投入0.2 mol Cl2和
的杂化类型为
(填标号)。
0.2 mol PCI(g),发生反应:PCL(g)+C(g)
=一PCL(g),在不同条件下进行,反应体系
A.sp
B.sp2
C.dsp
D.spd
总压强随时间的变化如图丙所示。
(2)已知,①P4(s)+6CL2(g)=4PCL(1)
1751
△H1=-akJ·mol厂1,
②P4(s)+10CL2(g)--4PCL(s)△H2=
145
140
135
-bkJ·mol-1(b>a>0)。
130
1
则PCL,I)+C,(g)==PCL(s)△H=
1
0
51015202530354045505560t/mim
丙
(用含a、b、c的式子表示)kJ·mol1。
①相对曲线b,曲线a改变的条件可能是
(3)实验测得PCL(g)+Cl2(g)一PCl,(g)
;曲线c改变的条件
的速率方程为v=kc”(PCL)·c"(CL2)(k为
可能是
速率常数,只与温度、催化剂有关),速率常
②曲线b条件下,该反应平衡常数(K)为
。
[提示:用分压计算的平
数k与活化能的经验关系式为Rlnk=
E
衡常数为压强平衡常数K。,分压=总压×
(R为常数,E为活化能,T为绝对温度)。
物质的量分数。]
1641化学
体,n(总)=专mol,K,=
(CH)·p(H2)
(C Hg)
3
p:X
3
4
4
3
3
,温度不变,K,不变,
8
3
p:X
3
若丙烷的转化率为75%时,计算Q,
C;Hs (g)=C H (g)+H2 (g)
Ar
初始/mol
0
0
5
转化/mol
0.75
0.75
0.750
平衡/mol
0.25
0.75
0.755.
此时n(总)=6.75mol,
Q,=p(CH)·pH)
·×
(C Hg)
(×需
=号≠K,此时不是平衡状态,即平衡后,丙烷的转化
率不等于75%,D错误。]
13.B「A.由图可知,反应起始阶段,相同时间时W的物
质的量分数大于Z,说明反应I的反应速率比反应Ⅱ
慢,所以速率常数,<2,故A正确;B.近似认为反应
Ⅱ建立平衡后,反应Ⅱ始终处于平衡状态,由图可知,W
物质的量分数最大时,反应Ⅱ达到平衡,之后反应Ⅱ始
终处于平衡状态,时间为nmin时X、Z的物质的量分
数都为30%,设nmin时Z、W的物质的量分别为
amol、bmol,由题意可建立如下三段式:
X(g)+Y(g)=Z(g)
起始(mol)
1
1
0
转化(mol)
a
a
nmin时(mol)1-a
1-a
a
X(g)+Y(g)=W(g)
起始(mol)1一a
1-a
0
转化(mol)b
b
n min (mol)1-a-61-a-6 6,
由XZ的物质的量分数可得}日
=0.3,2-a-b
=0.3,联立解方程可得a=号6=子,剥1L刚性套闭
容器中反应Ⅱ的平衡常数K。
7
1--)×1-多-7)
9,故B错误:C
反应I和反应Ⅱ都是气体体积减小的反应,体系达到
平衡后,再加入X和Y各1mol相当于增大压强,平衡
向正反应方向移动,Z的平衡产率增大,故C正确;D.T
温度下,使用选择性催化反应Ⅱ的催化剂,反应Ⅱ的反
应速率增大,相同时间内W的物质的量增大,物质的量
分数新峰值点可能是a,故D正确。]
14.D[A.恒温恒容条件下,容器中气体的压强与气体的
物质的量成正比,根据化学方程式知,反应前后气体的
物质的量之和减小,则压强减小,在绝热条件下进行,
随着反应的进行,容器内压强先增大后减小,说明开始
时温度对压强的影响大于气体的物质的量,则L:表示
37
绝热条件下△p随时间变化关系,A错误;B.恒温恒容
条件下,容器中气体的压强与气体的物质的量成正比,
根据化学方程式知,反应前后气体的物质的量之和减
小,则压强减小,△p>0,在图中以c所在线表示;在绝
热条件下进行,随着反应的进行,容器内压强先增大后
减小,说明开始时温度对压强的影响大于气体的物质
的量,说明该反应为放热反应,△H<0,B错误:C.b点
温度高于℃点,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向
移动,所以HBr的转化率:a(b)<a(c),C错误:D.在恒
温恒容条件下,气体压强之比等于总物质的量之比,根
据三段式:
4HBr(g)+),(g=2Br2(g)+2H,O(g)
起始mol4
1
0
0
变化mol4.x
2x
平衡mol4-4.x
1-x
2x
2x,
根搭a点时据有:写50的年得=05,光时
5
/1.5mol1
4
IL
浓度商Q=
=20.25L/mol,a、
()×(0
IL
b,点总压强相等,容器容积相等,b点温度较高,故b点
气体的物质的量小于,点,正反应是气体分子数减小的
反应,说明b点HBr的转化率大于a,点,即b点平衡常
数K大于a点Q,D正确。]
大题突破化学反应原理综合题
1.解析:(1)由图可知,N电极上C)转化为C2H:,C元素
化合价下降,发生还原反应,N为阴极,则M为阳极,与
电源正极相连;
(2)C)发生得电子的还原反应转化为C,H,,电解液是
碱性环境,电极反应为:2CO+8e+6H2O一CH,
+80H;
(3)根据盖斯定律,反应ⅱ一反应「即可得到目标反应,
则△H=-230.7kJ/mol-(-104.7kJ/mol)=-126
kJ/mol,该反应是熵减的放热反应,则依据△G=△H
T△S0,则低温下能自发进行,选B:
(4)①总反应的反应速率由慢反应决定,故决速步是反
应最慢的步骤,由图可知,TSⅡ的能垒最大,该步骤是决
速步骤,反应式为”CH十"C2H一·C,H;由图可
知,由C,H。生成C,H。时,活化能较大,反应速率慢,所
以C,Ho的选择性大于C,H:
②当x≥2时,由题意可知,该过程近似认为是平衡状
态,则增大C)的分压,相当于减压,反应和反应ⅱ平
衡均逆向移动,所以C,H,的转化率减小;
当x=2时,C2H,的转化率为90%,C,H1。的选择性为
80%,设初始投料:C):2mol、C。H,:2mol、H2:1mol,则
n(C,H。)=2mol×90%×号×80%=0.72mol、
aC,H,)=2mol×90%×号×20%=0.18mol、
n (C2 H.)=2 mol-2 mol x90%=0.2 moln(H )=1 mol-
0.72mol=0.28mol,气体总物质的量为(2十0.72十0.18
十0.2+0.28)mol=3.38mol,此时压强为3,.38m0×
5 mol
100kPa=67.6kPa,b(C,H。)=97molX67.6kPa
3.38 mol
=14.4 kPa(C:H.mo X67.6 kPa=4 kPas
3.38 mol
p(H:):38X67.6kPa=5.6kPa,反应的K,
←,6xkPa)≈0.16kPa)。
答案:(1)正(2)2C0+8e+6HO一C2H,+8OH
(3)-126B
(4)①CH+CH,CH由CH,生成
C,H时,活化能较大,反应速率慢②随着x的增大,
CO的分压增大,对于反应ⅰ和反应ⅱ相当于减压,反应
ⅰ和反应ⅱ平衡均逆向移动,所以C,H,的转化率减小
0.16
2.解析:(1)①根据K2的表达式可知,温度越低,平衡常数
越大,即降低温度平衡正向移动,为放热反应,所以b<0。
②随着反应的进行,C)的体积分数逐渐增大,直到平衡
状态,当C)的体积分数不变时,反应达到平衡状态,故
A正确:及时分离出C),平衡正向移动,甲烷的转化率
升高,故B正确;根据红k的表达式可知,K=三,
1000℃时,根据K,=1.198×e0臀,可知生<1,故C
-26830
k送
正确:其他条件不变,达平衡后容器中CH,、H,)、C)和
H2的物质的量各为1mol、1mol、1mol、3mol,若在恒
压条件下,再向容器中充入1 mol CH、1 mol H2O、
1molC)、3molH,容器体积增大一倍,各物质浓度不变,
反应仍然为平衡状态,则正、逆反应速率相等,故D错误。
(2)①根据反应ⅱ知,生成CO2、H,的物质的量相等,则
反应ⅱ中生成的H,的分压和CO。的分压相等,为
nMPa:根据碳原子守恒知,反应1中生成总的CO分压
为(m+n)MPa,反应i生成H,的分压为生成C)分压
的3倍,所以反应i生成H,的分压为3(m+n)MPa,则
生成H2的总分压为[3(m+n)+n]MPa=(3m+
4n)MPa。
②恒温恒容条件下气体压强之比等于其物质的量之比,
平衡时COCO2的分压分别为mMPa、nMPa,则CO、
CO,的物质的量之比为m:n,假设平衡时n(C0)
=mmol、n(CO)=nmol,生成n mol CO.消耗n mol CO,
则生成n(H)=nmol+3(m十n)mol=(3m+4n)mol。起始
时CH和H,O(g)的分压分别为1MPa、3MPa,则n(CH)
:n(HO)=1:3,设n(CH,)=1mol,则n(H)=3mol,根
据氧原子守恒得剩余n(H,O)=(3一m一21)mol,反应i的
K=80-%
(3)①发生积碳反应时生成的碳是固体,复合载氧体失
去氧的质量与积碳的质量相等,载氧体总体质量不变,
所以反应在13~15min时,出现了一个短暂的小平台。
②350℃时,根据△G=一RT1nK可知,反应im的△G>
0,几乎不能自发进行,而反应V的△G<0,能正向自发
进行,因此主要发生反应V。
答案:(1)①<②D
(2①3m+n巴0时2%
(3)①复合载氧体失去氧的质量与积碳的质量相等
②反应350℃时,反应m的△G>0,几乎不能自发进
行,而反应V的△G<0,能正向自发
3.解析:(1)根据图中信息,“热e”高于体系温度,N2在
“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率:“冷Ti”
低于体系温度,氨气在“冷T”表面生成,有利于提高氨
37
练习册参考答案
的平衡产率;(2)反应a的△H<0,△S>0,则△G=△H
一T△S<0,任意温度下反应都能自发进行;(3)由信息
可知,、b、c三个反应均为放热反应,升高温度平衡逆向
移动,NH,的平衡转化率减小;(4)①其他条件不变,反
应温度范围为200℃~225℃之间时NH3的转化率较
大,且氯气的选择率较高,副产物较少:②由图可知,低
温下NH,转化率和N,选择率均较高,随温度的升高,
N,选择率下降的原因可能为催化剂对生成N,的反应
活性下降,副反应的速率变大;(5)①活化能越大,反应
速率越慢,慢反应决定反应速率,第二步反应决定了生
产尿素的快慢,则第二步的活化能大于第一步活化能,
即E,<E;②催化剂只改变化学反应速率,不影响平衡
移动,所以不能提高平衡时氨气的转化率,A错误;尿素
是固体,从体系转移出生成的尿素,平衡不移动,氨气的
转化率不变,B错误:降低反应体系的温度,平衡正向移
动,氨气转化率增大,C正确:增大二氧化碳的浓度,平衡
正向移动,使氨气消耗量增多,氨气转化率增大,D正确;
(6)起始氨气的体积分数为50%,说明二氧化碳的体积
分数也为50%,设起始氨气和二氧化碳的物质的量均为
1mol,平衡时二氧化碳的转化率为x,列出如下三段式:
2NH (g)+CO.(g-=COXNH)(s)+H(Xg)
起始量/mol1
1
0
转化量/mol2x
x
平衡量/mol1-2x1-x
1-2x
平衡时氢气的体积分数为=2z十1二x十2X100%
3
=20%,解得工=名,混合气体总物质的量为
(2-2x)mol-5mol,(NH.)-
I mol-2 molx
5
mol
X10MPa=2MPa,同理,p(CO,)=5MPa,(HO)
(H,O)
3 MPa
-3 MPa,K,(NH)(CO.)(2 MPa)X5 MPa
=0.15(MPa)-2。
答案:(I)N=N键在“热Fe”表面断裂,利于提高合成氨
的反应速率;氨气在“冷T”表面生成,利于提高氨的平
衡产率(2)任意温度(3)减小a、b、c三个反应均为
放热反应,温度升高,平衡均逆向移动(4)①该温度范
围NH,的转化率较大,且氮气的选择率较高,副产物较
少②催化剂对生成氮气的反应活性下降,副反应的反
应速率加快
(5)①<②CD(6)0.15
4.解析:(1)CH燃烧热的热化学方程式:CH(g)十5O2(g)
--3CO2(g)+4H2O(1)△H=-2219.9kJ·mol-1
①:C,H,燃烧热的热化学方程式:C,H(g)+号0,(g)
一-3CO,(g)+3HO()△H=-2058.0kJ·mo1
②:H,燃烧热的热化学方程式:H,(g)+20(g)-
H,O(I)△H=-285.8kJ·mol-1③。根据盖斯定
律,①一②一③可得到反应I,则反应I的△H=
-2219.9kJ·mol-1-(-2058.0kJ·mol1)
(-285.8kJ·mol)=+123.9kJ·mol。该反应是
吸热反应,△H>0;该反应是气体体积增加的反应,则
△S>0;根据△G=△H-TAS<0,则高温下反应能自发
1化学
进行。温度小于580℃时,反应速率慢,单位时间产率
较低;温度高于580℃时,丙烯的含量虽然有所增加,但
是幅度不大,乙烯、甲烷等杂质的含量大幅度增加,同时
耗能增大,因此580℃最适合。
(2)根据盖斯定律,可利用反应Ⅱ减去2(ⅰ十ⅱ十ⅷ),
可得反应4HO·→2H,O+O:。由第m步自由基反
应,可知最后一步反应W应为2H0·一H:0十号O,。
(3)假设在反应Ⅱ中C,H.反应了xmol,在副反应Ⅲ中
CHg反应了ymol,列出三段式,可得:
2C Ha(g)+0,(g)=2C H(g)+2H,O(g)
开始(mol)
3
2
0
0
转化(mol)
x/2
平衡(mol)
Cs Hs (g)--20 (g-CHCH OH(g)-CO (g)+H (Xg)
开始(mol)3
2
0
0
0
转化(mol)y
2y
y
y
y
平衡(mol)
结合两个反应的数据,可得平衡时,n(CH)=(3一x一y)mdl,
n(O)(-2)mol,n(C,H.)z mol.
n(CH;CH2 OH)=y mol,n(CO:)=y mol,n(H.O)
=(x+mol,各物质总的物质的量n=(5+2mol。根
据体积分数计算,p(C,H)=T,=40%:9(C0,)=
5+2
y
-=4%,可得x=2.5mol,y=0.25mol。则CgHg
的递择准=千,×10%=28.5×100%≈
2.5
90.9%。
平衡时,n(C3Hg)=0.25mol,n(),)=0.25mol,
n(CHCH,OH)=0.25 mol,n(CO2)=0.25 mol,
n(H,O)=2.75mol,ns=6.25mol。分压=总压X物质
的量分数,总压为卫,可得:
K-(CH,CH:OH)P(CO(HO)
(C,H)p(O2)
×)×)×是
0.251
2.75
L=11。
(x器)x新】
(4)①铅酸蓄电池负极的电极反应式为Pb一2e+十S)
一PbS),,工作时负极质量增大。②根据图示,在X极
CO转化为丙烯,电解质溶液为酸性。电极反应式为
3CO,+18e+18H+一C3H+6HO。
答案:(1)十123.9高温温度过高,副产物大量增加,
能耗增大;温度过低,反应速率慢,单位时间产率降低
(2)2H0.一H,0+20,(3)90.9%11(4)0增
大②3CO2+18e+18H+C3H+6H)
5.解析:(1)PC1分子中P原子价层电子对数为4,其中孤
电子对数为1,VSEPR模型为四面体形。PCI,分子含5
个单键,需要5个杂化轨道。基态P原子电子排布式为
1s2s2p3s23p,3s、3p、3d能量相近,可以参与杂化,杂
化类型为spd。
37
(2)根据盖斯定律可知,(②一①)÷4得目标热化学方程
式,则△H=-b-k·mol1,由于b>a,则a-b<0,
三氯化磷与氯气反应生成五氯化磷是放热反应。
(3)①根据表达式可知,温度变化相同时,E.值越小,Rlnk
变化值(绝对值)越小,直线斜率越小,催化剂催化效能
越大。由图乙可知,Catl对应直线的斜率较小。
②移走一半反应物,压强减小,减压平衡逆向移动,即平
衡时PCL,的物质的量小于原平衡的一半,故选C。
(4)①曲线a、b起始状态时,容器体积相同,反应物的物
质的量相同,温度越高,压强越大,即温度:>b。曲线c
和b达到相同的平衡状态,只是前者先达到平衡,c反应
速率较大,该反应是气体分子数不相等的反应,故c改变
条件是加入催化剂,或加入效率更高的催化剂。
②设平衡时PCL3转化的物质的量为xol,列三段式
PCI(g)+Cl,(g)PCI;(g)
起始物质的量/mol0.2
0.2
变化物质的量/molx
T
平衡物质的量/mol0.2一x0.2一x
同温同容条件下,压强之比等于其物质的量之比
0.4 mol
0.4 molz mol=120 kPa=0.1,(PCl )=(Cl)
=p(PCI:)=120 kPax=40 kPa.
(PCI)
40 kPa
K,(PCI )(Cl.)10 kPax40 kPa
=0.025(kPa)-1。
答案:(1)四面体形D(2)-6二4
4
(3)①Cat1改变相同温度,Rlnk变化值较小,E,较小
②C
(4)①升高温度加催化剂②0.025(kPa)-
专题精准强化15“突跃曲线”的分析应用
1.D[第一个化学计量,点的pH=4.7,甲基橙的变色范围
为3.1~4,4,终点时溶液由橙色变为黄色,故A错误;X
,点到Y点是磷酸二氢钠逐渐转化为磷酸氢二钠,发生的
反应为H,P(),十OH一HP()十H),故B错误:第
二个化学计量点的含磷物种主要是HPO,此时溶液的
pH=9.7>7,显碱性,说明HPO的水解常数大于其
电离常数,故C错误;由图中c(H3P),)=c(H2PO,)时
溶液的pH=2.16可知,H,PO,==HPO十H的
K4(HPO,)=102.1,图中c(H2PO,)=c(HPO)时
溶液的pH=7.21可知,H,P)=HPO十H+的
Ke(HPO,)=101,21,两式相减得到HPO,+HPO
2HP0的平新常数K-=0=10,故
D正确。]
2.D[0.1mol·L1MOH溶液的pH小于13,则其为弱
碱,其电离方程式为:MOH=二M+OH,A错误;
M)H电离出的氢氧根离子会抑制水的电离,随着盐酸
的加入消耗MOH,水的电离程度增大,c点时HCI与
MOH恰好完全反应,水的电离程度最大,则水的电离程
度:c>b>,B错误:根据电荷守恒可知,b点有c(CI)
十c(OH)=c(M)+c(H),此时溶液显中性,则
c(CI厂)=c(M),C错误;c为滴定终点,则c点溶质为
MCl,此时由于M的水解,导致溶液显酸性,则c(CI厂)
>c(M)>c(H+)>c(OH),D正确。]