2024版 步步高 考前三个月 化学 新高考第一篇　主题九　热点题空17　化学反应速率与化学平衡文字

热点题空17 化学反应速率与化学平衡文字说理题1．平衡移动类文字说理题答题模板叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)(1)温度：该反应正向为×××(放热或吸热)反应，其他条件不变，升高(或降低)温度，平衡×××(正向或逆向)移动，因此×××(得结论)。(2)压强：反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向(或逆向)移动，因此×××(得结论)。2．工业生产图像中转化率、产率变化文字说理题答题要领考向一 平衡转化率之文字说理1．[2020·山东，18(3)(4)]探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝＋40.9kJ·mol－1不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。(3)其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图__________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为________(填标号)。A．低温、高压 B．高温、低压C．低温、低压 D．高温、高压答案 (3)乙 p1＞p2＞p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响 (4)A解析 (3)由反应Ⅰ、Ⅱ可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低，因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。同温度下，随着压强的增大，甲醇的平衡产率应增大，因此压强由大到小的顺序为p1＞p2＞p3。图乙中，当升温到T1时，CO2的平衡转化率与压强的大小无关，说明以反应Ⅲ为主，因为反应Ⅲ前后气体分子数相等。(4)由图甲和图乙知，要提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，需要低温、高压的条件，A正确。2．丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)＋eq\f(1,2)O2(g)C3H6(g)＋H2O(g) ΔH<0。一定条件下，恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量之比分别为2∶1、1∶1、1∶2、1∶3，平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、eq\f(nC3H8,nO2)的变化关系如图所示。(1)表示eq\f(nC3H8,nO2)＝1∶2的曲线是____________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)，判断理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)T3____________T4(填“>”或“<”)，原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(3)M点时，O2的转化率是____________(保留三位有效数字)。答案 (1)Ⅱ 在温度一定时，eq\f(nC3H8,nO2)减小相当于增大氧气的浓度，平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，平衡时的体积分数减小，“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”“Ⅳ”代表eq\f(nC3H8,nO2)比值分别为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1(2)< 该反应是放热反应，C3H8与O2起始物质的量之比相同时，升高温度，平衡逆向移动，C3H8体积分数增大，故横坐标向左是升高温度，所以T3高考向二 选择性与转化率之文字说理5．科学家正致力于研究一种“碳中和”技术—(CH4-CO2)重整，该技术具有一定的经济效益和深远的社会意义。其工艺过程中涉及如下反应：Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋234kJ·mol－1Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝＋41kJ·mol－1将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。(1)923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)CH4和CO2按1∶1投料发生反应Ⅰ时转化率相等，CO2还发生反应Ⅱ，所以平衡转化率大于CH4 (2)1200K以上时反应Ⅰ的正向进行程度远大于反应Ⅱ6．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＝＋123kJ·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________0.1(填“大于”或“小于”)；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(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______________________________________________________________________________________________________________。(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____________________________________。答案 (1)小于 AD(2)氢气是产物之一，随着eq\f(n氢气,n丁烷)的增大，该平衡向逆反应方向移动(3)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解析 (1)由图(a)可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，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，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误；反应正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误、D正确。(2)反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中eq\f(n氢气,n丁烷)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eq\f(n氢气,n丁烷)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。7．[2021·辽宁，17(2)(3)(4)]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：Ⅰ.主反应：(g)＋3H2(g)(g) ΔH1<0Ⅱ.副反应：(g)(g) ΔH2>0回答下列问题：(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有________(填字母)。A．适当升温 B．适当降温C．适当加压 D．适当