2025版高考化學全程一輪復習第47講實際工業(yè)生產(chǎn)中圖像問題分類突破課件

第47講實際工業(yè)生產(chǎn)中圖像問題分類突破認識化學反應速率和化學平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學研究中的重要作用。類型一類型二類型三類型一

答案：B解析：結合圖像分析可知，A項正確，B項錯誤；該反應為吸熱反應，溫度升高，平衡常數(shù)增大，結合圖像可知平衡常數(shù)Ka<Kb＝Kc，C項正確；該反應反應前后氣體分子數(shù)不相等，恒溫恒容時，容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化，即達到平衡狀態(tài)，D項正確?！編熣f·延伸】

投料比與轉化率之間的關系以N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)為例，當N2與H2的投料比為1∶3(系數(shù)比)時，N2與H2的平衡轉化率相等，且平衡時NH3的體積分數(shù)最大；增大N2與H2的投料比，則α(H2)增大，α(N2)減??；減小N2與H2的投料比，則α(H2)減小，α(N2)增大?！緦c演練】1．(1)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制備二甲醚(DME)。主反應：2CO(g)＋4H2(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)副反應：CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)、CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)測得反應體系中各物質(zhì)的產(chǎn)率或轉化率與催化劑的關系如圖所示。則催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為________時最有利于二甲醚的合成。2.0(2)將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為2CO2(g)＋6H2(g)

CH3OCH3(g)＋3H2O(g)已知在壓強為aMPa下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉化率如圖：此反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應；若溫度不變，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，則K將________(填“增大”“減小”或“不變”)。放熱不變

(1)圖中m1、m2、m3的大小順序為________。反應的化學平衡常數(shù)Kp表達式為______________(用平衡分壓代替平衡濃度表示)。(2)圖中A點原料氣的成分：n(SO2)＝10mol，n(O2)＝24.4mol，n(N2)＝70mol，達平衡時SO2的分壓p(SO2)為________Pa(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。m1>m2>m3

1200

類型二類型二選擇性—溫度圖像【典題示例】典例1[2023·湖南卷，16(3)]在913K、100kPa下，以水蒸氣作稀釋氣。Fe2O3作催化劑，除乙苯脫氫生成苯乙烯外[④C6H5C2H5(g)?C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)]，還會發(fā)生如下兩個副反應：⑤C6H5C2H5(g)?C6H6(g)＋CH2===CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g)?C6H5CH3(g)＋CH4(g)

苯反應④為主反應，反應⑤⑥為副反應，苯乙烯的選擇性最大；在恒溫恒壓下，隨乙苯轉化率的增大，反應⑤正向移動，反應⑥不移動，則曲線b代表產(chǎn)物苯解析：曲線a芳香烴產(chǎn)物的選擇性大于曲線b、c芳香烴產(chǎn)物的選擇性，反應④為主反應，反應⑤⑥為副反應，則曲線a代表產(chǎn)物苯乙烯的選擇性；反應④⑤的正反應為氣體分子數(shù)增大的反應，反應⑥的正反應是氣體分子數(shù)不變的反應；在913K、100kPa(即恒溫恒壓)下以水蒸氣作稀釋氣，乙苯的轉化率增大，即減小壓強，反應④⑤都向正反應方向移動，反應⑥平衡不移動，故曲線b代表的產(chǎn)物是苯。典例2[2022·江蘇卷，13]乙醇—水催化重整可獲得H2。其主要反應為C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)

ΔH＝＋173.3kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1，在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3時，若僅考慮上述反應，平衡時CO2和CO的選擇性及H2的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。

答案：D解析：根據(jù)已知反應①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)

ΔH＝＋173.3kJ·mol－1，反應②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋41.2kJ·mol－1，且反應①的熱效應更大，故溫度升高對反應①影響更大一些，即CO2選擇性增大，同時CO的選擇性減小，根據(jù)CO的選擇性的定義可知③代表CO2的選擇性，①代表CO的選擇性，②代表H2的產(chǎn)率，A、B錯誤；兩種物質(zhì)參加反應增大一種物質(zhì)的濃度，會降低該物質(zhì)的平衡轉化率，C錯誤；加入CaO(s)與水反應放熱，對反應①影響較大，可以增大H2產(chǎn)率，或者選用對反應①影響較大的高效催化劑，也可以增大H2產(chǎn)率，D正確。

下列說法不正確的是(

)A．反應2CO(g)＋4H2(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓變?yōu)棣2－2ΔH1B．根據(jù)圖像推測ΔH1>0C．其他條件不變時，溫度越高，CO2主要還原產(chǎn)物中碳元素的價態(tài)越低D．其他條件不變時，增大體系壓強可以提高A點CH3OCH3的選擇性答案：C解析：由蓋斯定律可知，反應2CO(g)＋4H2(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)可由Ⅱ－2×Ⅰ得到，其焓變?yōu)棣2－2ΔH1，A正確；反應Ⅱ為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，由圖可知隨著溫度的升高，二氧化碳的平衡轉化率下降速率小于二甲醚的選擇性下降速率，且高于300℃時二氧化碳的平衡轉化率升高，說明反應Ⅰ正向進行，正反應為吸熱反應，ΔH1>0，B正確；由B分析可知，其他條件不變時，溫度越高，反應Ⅰ占據(jù)主導地位，CO2主要還原產(chǎn)物為CO，CO中碳元素的價態(tài)較高，C錯誤；反應Ⅰ為氣體分子數(shù)不變的反應，反應Ⅱ為氣體分子數(shù)減小的反應，其他條件不變時，增大體系壓強，導致反應Ⅱ平衡正向移動，可以提高A點CH3OCH3的選擇性，D正確。

下列說法正確的是(

)A．CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH＝＋99.8kJ·mol－1B．曲線a表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化C．圖中所示270℃時，對應CO2的轉化率為21%D．在210～250℃之間，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的選擇性增大導致答案：C

3．丙烯是制造一次性醫(yī)用口罩的重要原料。丙烷催化脫氫法是工業(yè)生產(chǎn)丙烯的重要途徑，丙烷催化脫氫技術主要分為氧化脫氫和直接脫氫兩種?；卮鹣铝袉栴}：(1)丙烷催化氧化脫氫法制備丙烯的主要反應如下：2C3H8(g)＋O2(g)催化劑2C3H6(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－236kJ·mol－1(ⅰ)反應過程中消耗的C3H8和

生成的C3H6

的物質(zhì)的量隨溫度的變化關系見下表。反應溫度

n(消耗)或n(生成)/mol

535550575C3H861333C3H64817

降低升高溫度，反應ⅰ的化學平衡逆向移動

(2)丙烷催化直接脫氫反應：C3H8(g)?C3H6(g)＋H2(g)ΔH2＝＋124.3kJ·mol－1(ⅱ)

副反應：C3H8(g)?C2H4(g)＋CH4(g)

ΔH3(ⅲ)

溫度控制在650℃

，丙烯選擇性高，反應速率快，平衡常數(shù)較大50ac

類型三

下列措施既能提高反應物的平衡轉化率，又能增大生成C40H10的反應速率的是________(填標號)。a．升高溫度b．增大壓強c．加入催化劑a解析：由反應歷程可知，該反應為吸熱反應，升溫，反應正向進行，提高了平衡轉化率，反應速率也加快，a符合題意；由化學方程式可知，該反應為正向體積增大的反應，加壓，反應逆向進行，降低了平衡轉化率，b不符合題意；加入催化劑，平衡不移動，不能提高平衡轉化率，c不符合題意。典例2[2023·浙江1月，19(4)]“碳達峰·碳中和”是我國社會發(fā)展重大戰(zhàn)略之一，CH4還原CO2是實現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟的有效途徑之一，相關的主要反應有：Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)?2CO(g)＋2H2(g)

ΔH1＝＋247kJ·mol－1，K1Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)

ΔH2＝＋41kJ·mol－1，K2CH4還原能力(R)可衡量CO2轉化效率，R＝Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一時段內(nèi)CO2與CH4的物質(zhì)的量變化量之比)。催化劑X可提高R值，一時段內(nèi)CH4轉化率、R值隨溫度變化如下表：溫度/℃480500520550CH4轉化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法不正確的是________。A．R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應Ⅱ的速率B．溫度越低，含氫產(chǎn)物中H2O占比越高C．溫度升高，CH4轉化率增加，CO2轉化率降低，R值減小D．改變催化劑提高CH4轉化率，R值不一定增大答案：C解析：R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應Ⅱ的速率，使單位時間內(nèi)反應Ⅱ中CO2的轉化率增大，Δn(CO2)增大的倍數(shù)比Δn(CH4)大，則R提高，選項A正確；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度越低，CH4轉化率越小，而R越大，Δn(CO2)增大的倍數(shù)比Δn(CH4)大，含氫產(chǎn)物中H2O占比越高，選項B正確；溫度升高，CH4轉化率增加，CO2轉化率也增大，且兩個反應中的CO2轉化率均增大，增大倍數(shù)多，故R值增大，選項C不正確；改變催化劑使反應有選擇性按反應Ⅰ進行而提高CH4轉化率，若CO2轉化率減小，則R值不一定增大，選項D正確。【對點演練】1．(1)汽車尾氣是霧霾形成的原因之一。研究氮氧化物的處理方法可有效減少霧霾的形成，可采用氧化還原法脫硝：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)

4N2(g)＋6H2O(g)

ΔH<0根據(jù)下圖判斷提高脫硝效率的最佳條件是_______________________________；氨氮比一定時，在400℃時，脫硝效率最大，其可能的原因是__________________________________________________________。氨氮物質(zhì)的量之比為1，溫度為400℃在400℃時催化劑的活性