2023届高考化学二轮复习：化学反应原理文字表述专题复习课件(共19张PPT)

图1
模型建立
通过表面积相同的催化剂，反应相同时 间且反应物的总浓度、总物质的量一样
投料比较小时可能是因为（二氧化碳浓度 在一定范围内）氢气浓度增大，反应速率 加快；或氢气浓度增大，反应平衡正移。
投料比较大时可能是因为H2浓度太大占据
了催化剂表面的活性位点，导致CO2吸附
x
率下降，反应速率下降。或CO2浓度下降
真平衡
选择性
t2
t
平行反应中的较快反应的产物
t2
t
平行反应中的较慢反应的产物
模型应用
变式1 (2022.6浙江 改)根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热
解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应： Ⅰ Ⅱ 总反C应2HH：42(Sg)(＋g) S2(g)2H2(gC)＋S2S(g2()＋g) 2HΔ2H(g1)＝＋ΔH172＝0 k＋J·6m4okl－J·1mol－1 Ⅲ 投 (升1)料高测2按H时定2体，ST(1g积S、)2＋体之TC2积比（H分VT4((1数gH<)T2峰S2)）值:VC温下(SC度2降H(g下，4))＋=S为224体:H什1，2积么(g并分)？用数N随2稀时S2释体间积。变化的曲线如图所示。当温度 反应II活化能比反应I更大，随温度升高，反 分数 应II速率比反应I速率的增长幅度更大。
解释温度高于 800℃时，随着压强的增大 ，CO2的平衡转化率减小的原因。
压强增大，Ⅰ平衡不移动，Ⅱ平衡正移
，水蒸气浓度增大，H2浓度减小，从而 导致反应Ⅰ平衡逆移。I逆移程度大于II
正移程度，所以CO2的平衡转化率减小。
模型建立
变式2 (2019·江苏 改)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程
Ⅲ 常压2，H不2S(同g)温＋度CH下4(反g)应相C同S时2(g间)＋后4，H2测(g得) H2和CS2体积分数如下表：
温度/℃ 950 1 000 1 050 1 100 1 150 H2/V(%) 0.5 1.5 3.6 5.5 8.5
(2)在950 ℃～1 150 ℃范围内(其他条件 不变)，S2(g)的体积分数随温度升高发 生变化，写出该变化规律并分析原因。
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。 (1)将原料气n(CO2)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，探究三种不同 的催化剂（cat-1、cat-2、cat-3）在不同温度下对甲醇的时空产率的影响， 实验结果如图1所示。时空产率是指经历反应相同时间得到产物的产率。分 别解释220-280℃范围内，催化剂1和催化剂3下甲醇时空产率变化的原因。
模型建立
I活化能小，速率快
Ⅰ 2NO(g) N2O2(g)
ΔH1
Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)
2NO2(g) ΔH2
可逆连续反应
随着温度升高，生成NO2速率变慢。 ΔH1＜0，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反 应Ⅱ速率（决速步）的影响。
模型建立
典例3 研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主
要化学反应有： 可逆平行反应
I C2H6(g)＋CO2(g) II C2H6(g)＋2CO2(g)
C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝177 kJ·mol−1 4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝430 kJ·mol−1
(2)在恒温恒容密闭容器1中加入1 mol C2H6和2 mol CO2，在催化剂Y作用下， 测得C2H4产率随时间变化如图，分析曲线在0~t2区间变化的原因。
催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，
B
测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A
点）。不改变反应时间和温度，加压能提
高A点CH3OCH3的选择性，请解释原因。
增大压强，反应速率II速率加快幅度比反
应I大，二甲醚选择性提高。
图2
反应
读题
可逆/不可逆、平行/连续（中间产物）
放热/吸热
角度
缩体/扩体
3H2O
不可逆连续反应
不同温度下同一物质随时间变化
(2)图2中随温度升高x(CO)峰值更高 ， 请 解 释 原因。
反应I活化能大，随温度升高，反应I速率比反 应II速率的增长幅度更大。
图2
小结
相同温度下连续反应中间产物随时间变化图像
体积 分数
第二步活化能极小 (第二步极快)
t
链接高考 (2020.1·浙江)
2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)
C10H18(l) C10H12(l)
C10H12(l)＋3H2(g) C10H8(l)＋2H2(g)
CO2(g)＋4H2(g) CO2(g)＋H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) CO(g)＋H2O(g)
不可逆反应 可逆反应 连续反应
平行反应
模型建立
典例1 利用CO2合成甲醇是有效利用CO2资源的重要途径，发生反应：
化学反应原理 文字表述专题复习
链接高考
温度升高加快反应速率；温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大 使平衡逆向移动的作用。（速率、平衡） 水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气 有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率。 （能量）
Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)
使速率下降。
模型建立
典例2 (2019.4浙江 改)超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展
了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，
其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。反应如下：
I II
C2H5OH + 2O2 = 2CO + 2CO + O2 = 2CO2
T1
T2
t
模型建立
变式1 (2022.6浙江)根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解
(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ Ⅱ 总反C应2HH：42(Sg)(＋g) S2(g)2H2(gC)＋S2S(g2()＋g) 2HΔ2H(g1)＝＋ΔH172＝0 k＋J·6m4okl－J·1mol－1
度大于T1时减小的原因。
随温度升高，反应Ⅱ速率加快幅度比反
应I大，S2的生成与消耗差距越来越小， S2的体积分数减小。
小结
不同温度下连续反应中间产物随时间变化图像
中间产 物体积 分数
T2(第一步活化能大)
T1
T2(第二步活化能大)
t T1<T2
模型建立
变式2 (2019·江苏 改)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程
答题
速率 平衡 能量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ或多角度
关键词
催化剂 恒压/恒容、恒温 时间、流速、投料比等
反应
特点 主反应/反应I、II等 关系：相对快慢、相互影响
图表
横、纵坐标 拐点、交点等 变化（斜率）、相互关系
关键词
分段 催化剂：活性、吸附位点、活化能 变量：温度、浓度、压强等
在恒温恒容密闭容器1中加入1 mol C2H6和2 mol CO2，相同条件下向另一相同 容器2中加入1 mol C2H6和3 mol CO2，反应相同时间后，测得实验数据如下表：
容器 1
转化率C2H6/% 75
转化率CO2/% 45
2
80
40
容器1
容器2
I C2H6(g)＋CO2(g)
x
x
II C2H6(g)＋2CO2(g)
y
2y
C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) x+y=0.75 x+2y=0.45×2
4CO(g)＋3H2(g)
x=0.6 y=0.15
QI=2.88 QII=8.40
中主要发生下列反应：
反应Ⅰ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1
反应Ⅱ 2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1
(1)在恒容密闭容器中通入 1 mol CO2和3 mol H2，CO2的平衡转化率随温度和压强的 变化如图1所示。
反应物 中间产物 最终产物
图1
模型建立
典例2 (2019.4浙江 改)超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展
了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，
其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。反应如下：
I II
C2H5OH + 2O2 = 2CO + 2CO + O2 = 2CO2
注：C2H4选择性=
容器 1
转化率C2H6/% 75
转化率CO2/% 45
2
80
40
根据表格数据，n(CO2)增大，C2H4选择性 下降 。结合具体反应分析C2H4 选择性变化的原因。
CO2浓度变大，对反应II速率加快的影响大于反应I，因此C2H4选择性下降。
模型建立
典例3 研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主
x+y=0.8 x+2y=0.4×3
x=0.4 y=0.4
QI=4 QII=42.78
S2体积 分数
对比分析
S2体积 分数
t1
t
(1)一定温度下S2体积分数在t1后减
小的原因。
随着反应进行，反应I反应物浓度逐渐
减小，速率逐渐变慢；S2浓度逐渐变大， 反应II速率逐渐变快，S2消耗速率大于 生成速率，S2的体积分数减小。
T1
T
(2) 反 应 相 同 时 间 S2 体 积 分 数 在 温
3H2O
不可逆连续反应
(1)图1在一定 温度 下 x(CO)随反应时间先增大
同一温度下不同物质随时间变化
后减小，请解释原因。
开始时反应I速率较快，反应II速率较慢，CO 的生成大于消耗，因此CO逐渐增多。 随着反应进行，乙醇浓度逐渐减小，反应I速率 逐渐变慢，CO浓度逐渐变大，反应II速率大于 反应I速率，CO消耗大于生成，因此CO逐渐减 少。
220℃ ～ 240℃ 时催化剂1下反应主要随
温度升高，反应速率增大，产率增加。
催化剂3随温度升高、活性增强，反应速
率均增大，产率增加。
温度高于 240 ℃时，催化剂1可能是由于
活性随温度升高而降低，速率减小；或
反应放热，随温度升高平衡逆移，产率
降低。催化剂3是由于活性随温度升高而
降低，速率减小，产率降低。
中主要发生下列反应：
反应Ⅰ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1
反应Ⅱ 2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1
(2)在恒压、CO2和H2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2。220 ℃时，在
要化学反应有： 可逆平行反应
I C2H6(g)＋CO2(g) II C2H6(g)＋2CO2(g)
C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝177 kJ·mol−1 4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝430 kJ·mol−1
(1)在恒温恒容密闭容器1中加入1 mol C2H6和2 mol CO2，相同条件下向另一 相同容器2中加入1 mol C2H6和3 mol CO2，反应相同时间后，测得实验数据 如下表：
先升后降
CS2/V(%) 0.0 0.0 0.1 0.4 1.8 S2/V(%) 0.25 0.75 1.6 1.95 0.65
在低温段，以反应Ⅰ为主，随温度升高，
S2(g)的体积分数增大； 在高温段，随温度升高，反应Ⅱ速率加
快幅度比反应I大，S2(g)的生成与消耗 差距越来越小，S2(g)的体积分数减小。
催化剂Y降低了反应I的活化能，使反应I反 产率
应速率比反应II快，0~t1C2H4产率逐渐增 大，t1时达到最大值（暂时平衡态）。 t1后反应II仍在正向进行，导致C2H6和CO2 浓度减小，CO的浓度增大，使反应I平衡
C2H4
逆移，C2H4产率减小，t2时达平衡状态。
t1
t2
t
小结
选择性
假平衡
平衡移动 速率影响