2020版高考化学新增分大一轮复习 第7章 专题突破9 化学反应原理在物质制备中的调控作用精讲义+优习题（含解析）鲁科版.docx

化学反应原理在物质制备中的调控作用1化学反应方向的判定首先根据综合判据判断化学反应是否有发生的可能性。GHTSG0时，反应不能自发进行。2化工生产适宜条件选择的一般原则(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。(2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。(3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。(5)注意催化剂的活性对温度的限制。3平衡类问题需综合考虑的几个方面(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。(2)原料的循环利用。(3)产物的污染处理。(4)产物的酸碱性对反应的影响。(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。1无机盐储氢是目前科学家正在研究的储氢新技术，其原理如下：NaHCO3(s)H2(g)HCOONa(s)H2O(l)在2L恒容密闭容器中加入足量碳酸氢钠固体并充入一定量的H2(g)，在上述条件下发生反应，体系中H2的物质的量与反应时间的关系如表所示：t/min0246810n(H2)/mol2.01.51.20.90.80.8下列推断正确的是()A当容器内气体的相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态B04min内H2的平均反应速率v(H2)0.2molL1min1C若温度不变，平衡后再充入2molH2，达到新平衡时H20.4molL1D若保持温度不变，平衡后再充入少量H2，H2的转化率减小答案C解析该可逆反应中只有H2呈气态，H2的相对分子质量始终保持不变，A项错误；v(H2)0.1molL1min1，B项错误；达到平衡时H20.4molL1，平衡常数K，温度不变时平衡常数不变，再充入H2达到新平衡时，H2的平衡浓度保持不变，C项正确；温度不变，再充入H2，相当于将原体系压缩，平衡向右移动，H2的转化率增大，D项错误。2(2018武汉高三模拟)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0()如下图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_(填“”“”或“”)T2。上述反应体系中循环使用的物质是_。(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应H_(填“”或“”)0。实际生产条件控制在250、1.3104kPa左右，选择此压强的理由是_。答案(1)I2(2)在1.3104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失解析(1)由题意知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反应()先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应()的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，则H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。3(2019长春质检)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.7kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341.2kJmol1回答下列问题：(1)则反应3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)的H_kJmol1。(2)下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有_(填字母)。A使用过量的COB升高温度C增大压强(3)反应能提高CH3OCH3的产率，原因是_。(4)将合成气以2通入1L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)2CO(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H，则CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如上图所示，下列说法正确的是_(填字母)。AH0Bp1p2p3C若在p3和316时，起始时3，则达到平衡时，CO转化率小于50%答案(1)246.1(2)AC(3)消耗了反应的H2O(g)，有利于反应正向进行，同时生成H2(4)A4煤炭是重要的化工原料，但属于不可再生能源，高效、清洁地利用煤炭资源至关重要。请回答下列问题：(1)煤的气化。原理是C(s)2H2(g)CH4(g)H。在1L密闭容器中投入1mol碳，并充入2molH2，测得相关数据如图所示。有关图1、图2的说法正确的有_(填字母)。ap16MPabT11000KcH0d工业生产中，当温度为T2时，压强越高，经济效益越好图2中A点对应的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(2)煤生产水煤气和半水煤气。工业上用煤生产作为合成氨原料气的水煤气，要求气体中(COH2)与N2的体积之比为3.13.2，发生的反应有C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，C(s)O2(g)CO(g)。从能量角度考虑，通入空气的目的是_。煤炭化工中有反应为CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)。在400时，反应物的物质的量均为1mol，在绝热恒容条件下开始反应，下列不能说明反应达到平衡状态的有_(填字母)。a体系的压强不再发生变化b混合气体的密度不变c混合气体的平均相对分子质量不变d各组分的物质的量浓度不再改变e体系的温度不再发生变化fv正(CO)v逆(H2O)如图是反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H0中CO和CO2的浓度随时间发生变化的曲线，则t2时刻改变的条件可能是_(写出1种即可)。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍，在图中t4t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线，并标明物质名称(假设各物质状态均保持不变)。答案(1)abc(2)前者是吸热反应，通入空气后发生的反应是放热反应，可维持体系的热量平衡bc降低温度(或增大水蒸气的量、减少氢气的量)解析(1)该反应为反应前后气体分子数减小的反应，压强增大，平衡正向移动，碳的转化率增大，故p16 MPa，a项正确；根据图1可知，温度升高，碳的转化率减小，平衡逆向移动，则H0，图2中T1时碳的转化率大于1 000 K时的转化率，则T11 000 K，b、c项正确；压强增大，碳的转化率增大，但增大的幅度较小，并且增大压强耗费较大，故不是压强越高，经济效益越好，d项错误。A点对应的碳的平衡转化率为50%，则生成0.5 mol CH4，剩余0.5 mol碳和1 mol H2，由于碳为固体，则p(H2)4.5 MPa3 MPa，p(CH4)4.5 MPa1.5 MPa，故KpMPa1MPa1。