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1、突破 07 反应原理综合题（3）限时：30 分钟1.已知H2S高温热分解制H2的反应如下：2H2S（g）w2H2(g)+S2(g)。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行h2s的分解实验。以H2S的起始浓度均为c molL-1测定H2S的转化率，结果如图所示。图中曲线a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时h2s的转化率。请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：【答案】温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，故曲线b向曲线a靠近【解析】弄清两条曲线表示的含义，温度低时，h2s转化率相差较大，温度高时，h2s转化率几乎相等，说 明温度
2、高时，在该段时间里已经达到平衡。2乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：Cl Clhp2p3反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，(CO)减小；反应为吸热反应, 升高温度，平衡向正反应方向移动，班CO)也减小【解析】 (1)已知 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=99 kJmol1 CO2(g) + 3H2(g CH3OH(g)+H2O(g)AH= 58 kJmo卜 1CO(g)+H2O(g)的 AH=+41 kJmo卜 1。则根据盖斯定律可知一即得到反应CO2(g)+H2(g尸(2)相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应
3、，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以图2中的 压强由大到小顺序为p1p2p3；反应为放热反应，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，使得体系中 CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向正反应方向移动，产生CO的量增大；因此最终结果是随温度升 高， CO 的转化率减小。4.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应:反应 I : CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH =41.2 kJmol-i反应 II: 2CO2(g)+6H2(g=CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH = - 122.5 kJmo卜 1在恒压、co2和h
4、2的起始量一定的条件下，co2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变 化如图。其中：的逃择性2(X1241)2W)321)360转优率K /2 CH OCH 的物质的量CH3OCH3的选择性=反应的CO的物质的量如0%2 温度高于300 C, CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因。 220 C时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48% (图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高ch3och3选择性的措施有。【答案】反应I的AH0，反应II的AHV0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转 化为ch3och3的平衡转化率下降
5、，且上升幅度超过下降幅度 增大压强，使用对反应II催化活性更高 的催化剂【解析】根据反应方程式，反应I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大， 反应II为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，CO2的转化率降低，根据图像，上升幅度超过下 降幅度，因此温度超过300C时，CO2转化率上升；图中a点ch3och3的选择性没有达到此温度下平衡时ch3och3的选择性，依据ch3och3选择性公式, 提高ch3och3选择性，不改变反应时间和温度时，根据反应II,可以增大压强，或者使用对反应II催化活性更高的催化剂。5环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温
6、度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的 关系如图所示，下列说法正确的是 （填标号）。反应时间几厂I丄03、鰹疑翌口輕盘A. T1T2B. a点的反应速率小于c点的反应速率C. a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D. b点时二聚体的浓度为0.45 molL-i【答案】CD【解析】A.温度越高化学反应速率越快，单位时间内反应物浓度减少越多，则TVT2，故A错误；B.温 度越高化学反应速率越快，因此a点反应速率大于c点反应速率，故B错误；C. a点、b点反应一直在正 向进行，故v （正）v（逆），a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，故C正确；D. b点时 环戊二烯浓度由1.5mol/L
7、减小到0.6mo 1/L,减少了 0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确。6已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：2CO2（g）+6H2（g）C2H5OH(g)+3H2O(g)AHT2T正反应放热，升高温度平衡逆向移动，温度越高，CO2的平衡转化率越小,所以T3T2T1 m1m2m3保持n（CO2）不变，增大n（H2），平衡正向移动，C02的平衡转化率增大，所以m1m2m3(2) C2H5OH 0.243【解析】（2）升高温度平衡逆向移动，C02、H2含量增大、C2H5OH、H2O含量减小，乙醇的含量是水蒸气的3倍，所以曲线d代表的物质为c2h5oh； KP=（5XX7
8、25%6gX725%0-2436.反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：消碳反应CH4(g)= C(s)+2H2(g)CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)75172活化能/催化剂X3391催化剂Y4372积碳反应在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系 如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是 （填标号）。A. K、K均增加B. v减小，v增加积 消 积 消C. K 减小， K 增加D. v 增加的倍数比 v 增加的倍数大积 消 消 积在一定温度下，测
9、得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)P(CO2)丁0.5(k为速 率常数)。在p(CH4) 一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)pb(CO2)Pc(CO2)从大到小的顺序为。【答案】 ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【解析】根据表中数据可知相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消 碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于Y。A.正反应均是吸热反应，升高温度平衡向 正反应方向进行，因此K积、K消均增加，A正确；B.升高温度反应速率均增大，B错误；C.根据A中分积消析可知选项C错误；D.积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明v消增加的倍数比v积增加的消积倍数大，D正确。答案选AD。根据反应速率方程式可知在p(CH4) 一定时，生成速率随p(CO2)的升高而降低，所以根据“图像可知Pa(CO2)、 pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、Pa(CO2)。
