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1、最佳反应条件、原因解释集训 专题六 大题题空逐空突破(八) 1.二甲醚催化重整制氢的反应过程主要包括以下几个反应(以下数据为25 、 1.01105Pa测定)： 12345678 工业生产中测得不同温度下各组分体积分数 及二甲醚转化率的关系如图所示： 12345 你认为反应控制的最佳温度应为_(填字母)。 A.300350 B.350400 C.400450 D.450500 C 678 解析 400450 二甲醚的转化率较高，再升高温度，增大成本，转化率提高有限 ，温度太低，反应速率太慢。 2.重晶石主要成分为BaSO4，含少量的SiO2、CaO和MgO杂质，以下是一种制取 Ba(NO3)2
2、的工业流程。 焙烧过程中主反应为：BaSO4 4C BaS 4CO，除此以外还可能有BaCO3 等副产物生成，通过改变温度以及煤粉的用量可减少副反应发生。 12345678 (1)依据图1判断生成BaS的反应是_(填“放热”或“吸热”)反应；反应温度至 少应控制在_以上。 解析 由图可知升高温度，CO的物质的量增大，则升高温度平衡正向移动，为吸热 反应，为减少副反应的发生，应在600 以上进行。 12345678 吸热 600 (2)控制BaSO4的量不变，改变C的量，测得原料中碳的物质的量对平衡组成的影响如 图2所示，判断原料中 至少为_(填字母)。 解析 由图像可知加入C可以减少副反应，使
3、硫酸钡完全转化生成BaS，且C生成CO ， 12345678 c 3.以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，脱硝机理如图1，则总反应的化学方程式为 _；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催 化剂的质量分数)的关系如图2，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是_ _。 12345678 350 左右、 负载率3.0% 解析 根据图1可以知道，在催化剂的作用下，C2H4与NO、O2反应最终生成N2、CO2 、 12345678 由图可知，b曲线的最高点处，脱硝率高，负载率低，温度适宜，适宜条件为350 左右、负载率3.0%。 4.在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO，发生反应2NO(g)
4、 2CO(g) N2(g) 2CO2(g) H1746.5 kJmol1，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关 系。 (1)温度：T1_(填“”或“”) T2。 解析 根据反应2CO(g)2NO(g) N2(g)2CO2(g) H746.5 kJmol1，升高 温度，平衡逆向移动，所以NO的体积分数会增大，即T1T2。 12345678 (2)若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态 可能是图中AG点中的_点。 解析 若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移 动，NO的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A点。 A 12345
5、678 (3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两 种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮 率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图2所示。若低于 解析 根据图像可知，温度较低时，催化剂的活性偏低，因此温度低于200 ，曲 线脱氮率随温度升高变化不大；a点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为 放热反应，根据曲线可知，a点对应温度下的平衡脱氮率应该更高。 12345678 200 ，图2中曲线脱氮率随温度升高而变化不大 的主要原因为_； a点_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡 脱氮率，说明其理由_ _ 。 温度较低时
6、，催化剂的活性偏低 不是 该反应为放热反应，根据 线可知，a点对应温度下的平衡脱氮率应该更高 5.锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、 As、Pb的氧化物)为原料，制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示： 从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作 是_、趁热过滤、洗涤、干 燥。右图是“碱浸”实验的参数，请 选择“碱浸”的合适条件_ _。 解析 由图可知，烧碱浓度为100 gL1，温度为85 时，锡浸出率最高。 蒸发结晶 烧碱浓度为 100 gL1、温度为85 12345678 6.某实验室模拟反应2C(s)2NO2(g) N2(g)2CO2(g) H64.2 kJmo
7、l1，在 密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T ，如图为不同压强下 该反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析， 1 050 kPa前，反应中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_ _；在1 100 kPa时，NO2 的体积分数为_。 12345678 1 050 kPa前反应未达 平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高 50% 解析 根据示意图，1 050 kPa前，反应未达到平衡，随着压强增大，反应速率增大 ，NO2的转化率加快；假设通入1 mol NO2， 2C(s)2NO2(g) N2(g)2CO2(g) 起始/mol
8、1 0 0 变化/mol 0.4 0.2 0.4 平衡/mol 0.6 0.2 0.4 12345678 12345678 7.T 时，向一恒容密闭容器中加入3 mol H2和1 mol Se，发生反应： H2(g)Se(s) H2Se (g) H0，温度对H2Se产率的影响如图： 550 时H2Se产率最大的原因：_ _ _。 低于550 时，温度越高反应速率越快，H2Se的 产率越大；高于550 时，反应达到平衡，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向 移动，H2Se的产率越小 8.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯，主要涉及下列反应： 2C4H8(g) 2C3H6(g) C2H4(g)
9、H0 2CH3OH(g) C2H4(g)2H2O(g) H0 C2H4(g)C4H8(g) 2C3H6(g) H0 已知：甲醇吸附在催化剂上，可以活化催化剂；甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化 剂上的转化。 12345678 1.0 (2)图2是某压强下，将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料，反应达到平衡时 C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高 呈现先升高后降低，其原因可能是_ _ _ _ _。 12345678 300500 时，丁烯裂解(反应)为主要反应， 是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500 时， 反应均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降 低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、 等，使 C3H6的体积分数降低 解析 由图2可知，300500 时，丁烯裂解(反应)为主要反应，是吸热反应，升 高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500 时，反应均为主要 反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高 易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、 等，使C3H6的体积分数降 低。 12345678