2020年高考化学人教版第二轮复习 原理综合题
Ⅱ.用CO2催化加氢还可以制取二甲醚： 2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
－
ΔH＝－122.5 kJ·mol1
某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图3所示。
(3)图中T1、T2分别表示反应温度，判断T1、T2大小关系的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________； 图中A、B、C三点对应的平衡常数分别为KA、KB、KC，三者大小关系是____________。 (4)T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，经过5 min反应达到平衡，则0～5 min内的平均反应速率v(H2)＝____________，平衡常数K＝________(列出计算式即可)。
解析：(1)根据图1知，该反应为放热反应，ΔH＝(a－b)kJ·mol－1。根据ΔH＝反应物总1键能－生成物总键能知，该反应的ΔH＝(803 kJ·mol－1×2＋436 kJ·mol－1×3)－[×(x
2kJ·mol－1＋414 kJ·mol－1×4)＋464 kJ·mol－1×4]＝－152 kJ·mol－1，解得x＝764。(2)M极上CO2转化为C2H4，碳元素由＋4价降为－2价，M极上的电极反应式为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O。(3)该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低。根据题图3，在相同投料比时，T1温度下CO2的平衡转化率大于T2温度下CO2的平衡转化率，可知T1
c（H2）
根据题图3知，温度为T1、投料比＝2时，CO2的平衡转化率为60%，根据2CO2(g)
c（CO2）
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＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)知，CO2转化6 mol×60%＝3.6 mol时，H2转化3.6
10.8 mol
＝1.08 mol·L－1·min－1。平衡时n(CO2)＝(6－
2 L×5 min
mol×3＝10.8 mol，故v(H2)＝
1
3.6)mol＝2.4 mol，n(H2)＝(12－10.8)mol＝1.2 mol，n(CH3OCH3)＝×3.6 mol＝1.8 mol，
2c（CH3OCH3）·c3（H2O）0.9×2.733
n(H2O)＝×3.6 mol＝5.4 mol，故平衡常数K＝＝2。
21.2×0.66c2（CO2）·c6（H2）
答案：(1)(a－b)kJ·mol1 764 (2)2CO2＋12e＋12H===C2H4＋4H2O
(3)该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，从图中可知，在相同投料比时，T1
温度下CO2的平衡转化率大于T2温度下CO2的平衡转化率，则T1
0.9×2.73
(4)1.08 mol·L·min (其他合理答案均可)
1.22×0.66
－1
－1
－
＋－
4．(2019·怀化模拟)丙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。
Ⅰ.(1)以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法称为“烯烃歧化法”，反应为C4H8(g)＋C2H4(g)
一定条件
2C3H6(g)。
已知：①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－1 411 kJ·mol1
9
②C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
2ΔH2＝－2 049 kJ·mol1
③C4H8(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l) ΔH3＝－2 539 kJ·mol1
“烯烃歧化法”反应的热化学方程式为__________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)一定温度下，在一体积恒为V L的密闭容器中充入一定量的C4H8和C2H4，发生烯烃歧化法的主要反应。t1 min达到平衡状态，此时容器中n(C4H8)＝a mol，n(C2H4)＝2a mol，n(C3H6)＝b mol，且C3H6占平衡总体积的1/4。求该时间段内的反应速率v(C4H8)＝________mol·L1·min1。(用只含a、V、t1的式子表示)
下列能作为该反应达到平衡状态的标志的是________。 A．2v生成(C4H8)＝v消耗(C3H6)
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－
－
－－－
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B．C4H8、C2H4、C3H6的物质的最之比为1∶1∶2 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．C4H8、C2H4、C3H6的浓度均不再变化
(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：C4H8(g)＋C2H4(g)
一定条件
2C3H6(g)，该反应中正反应速率v
正
＝k正·p(C4H8)·p(C2H4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(C3H6)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________(用k正、k逆表示)。
Ⅱ.“丁烯裂解法”是另一种重要的丙烯生产方法，但生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。主反应：3C4H8
催化剂
4C3H6；副反应：C4H8
催化剂
2C2H4。
测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数(w)随温度(t)和压强(p)变化的趋势分别如图1和图2所示。
(1)平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，从图1和图2中表现的趋势来看，下列反应条件最适宜的是________(填字母序号)。
A．300 ℃ 0.1 MPa C．300 ℃ 0.5 MPa
B．700 ℃ 0.1 MPa D．700 ℃ 0.5 MPa
(2)有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素，认为450 ℃的反应温度比300 ℃或700
℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是
____________________________________________。
(3)图2中，随压强增大平衡体系中丙烯的质量分数呈上升趋势，从平衡角度解释其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.(1)根据盖斯定律，由①＋③－②×2得：C4H8(g)＋C2H4(g)
2C3H6(g) ΔH
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＝＋148 kJ·mol－1。
(2)根据题意，可列出三段式： C4H8(g)＋C2H4(g)
2C3H6(g)
起始物质的量/mol a＋0.5b 2a＋0.5b 0 转化物质的量/mol 0.5b 0.5b b 平衡物质的量/mol a 2a b
1b1
根据题意可知，C3H6占平衡总体积的，则＝，解得a＝b。根据化学反应速
4a＋2a＋b4
0.5b0.5aa
mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·min－
2Vt1V·t1V·t1
率的定义可得：v(C4H8)＝
1。由于v生成(C4H8)和v消耗(C3H6)都是逆反应速率，二者之比恒等于1∶2，A项错误。C4H8(g)、
C2H4(g)、C3H6(g)的物质的量之比为1∶1∶2，不能说明各物质的物质的量不变，故该项不能作为该反应达到平衡状态的标志，B项错误。由于混合气体的总质量不变，总物质的量也不变，所以混合气体的平均相对分子质量始终不变，C项错误。C4H8(g)、C2H4(g)、C3H6(g)的浓度不变，表明反应已达平衡状态，D项正确。(3)平衡时v
v逆
k正
＝＝。
p（C4H8）·p（C2H4）v正k逆
k正
Ⅱ.(1)由题图1可知，300 ℃时，乙烯的质量分数最低，虽然丙烯的质量分数不是最高，但丙烯与乙烯的质量比最大。由题图2可知，当压强为0.5 MPa时，乙烯的质量分数最低，丙烯的质量分数最高，则丙烯与乙烯的质量比最大。故最适宜的条件为300 ℃、0.5 MPa。
答案：Ⅰ.(1)C4H8(g)＋C2H4(g)ΔH＝＋148 kJ·mol1 a
(2) D (3)k正/k逆 2Vt1
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正＝v逆，则Kp＝
p2（C3H6）k逆
2C3H6(g)
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Ⅱ.(1)C
(2)450 ℃比300 ℃的反应速率快，比700 ℃的副反应程度小；该温度下丁烯转化成丙烯的转化率高；该温度下催化剂的选择性最高；该温度是催化剂的活性温度(合理即可)
(3)压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，从而使丙烯含量增大
5．氮的化合物在生产、生活中广泛存在。
(1)键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。已知下列化学键的键能如表所示：
化学键 键能/(kJ·mol1)
写出1 mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式：____________________。
(2)用焦炭还原NO的反应为2NO(g)＋C(s)
N2(g)＋CO2(g)，向容积均为1 L的甲、
－NN 946 O===O 497 N—N 193 N—H 391 O—H 463 乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400 ℃、400 ℃、T ℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如表所示。
t/min n(NO)(甲容器)/mol n(NO)(乙容器)/mol n(NO)(丙容器)/mol
①该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器中的反应在60 min时达到平衡状态，则0～60 min 内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)＝________。
(3)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)
N2(g)＋
0 2.00 1.00 2.00 10 1.50 0.80 1.45 20 1.10 0.65 1.00 30 0.80 0.53 1.00 40 0.80 0.45 1.00 2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量焦炭发生反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压强的关系如图所示：
①A、C两点用浓度表示的平衡常数关系：Kc(A)_______(填“<”“>”或“＝”)Kc(C)。
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