1、第4讲 化学反应的方向和化学反应的调控1.2022浙江 尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4（含SiO2杂质）。已知：MgAl2O4（s）4Cl2（g）MgCl2（s）2AlCl3（g）2O2（g）H0。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3，同时还可得到副产物SiCl4（SiCl4沸点为58 ，AlCl3在180 升华）：MgAl2O4（s）4C（s）4Cl2（g）高温MgCl2（s）2AlCl3（g）4CO（g）。下列说法不正确的是（D）A.制备时要保持无水环境B.输送气态产物的管道温度要保持在180 以上C.氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量D.
2、为避免产生大量CO2，反应过程中需保持炭过量解析AlCl3、MgCl2均易水解，且高温下C与H2O反应，故制备时需保持无水环境，A项正确；为保证AlCl3为气态，且防止其凝华堵塞管道，必须保持管道温度高于AlCl3的升华温度，B项正确；高温时C转化为CO，放出热量，为氯化提供了能量，加入C，消耗生成物O2，增大了反应的趋势，C项正确；高温时C过量得到的固体中可能混有Si，D项错误。2.天津高考CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）CO2（g）催化剂2CO（g）2H2（g）按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900 的
3、原因是根据题图知，900 时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但升高温度，能耗升高，经济效益降低。3.浙江高考乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH（l）C2H5OH（l）浓 H2SO4 CH3COOC2H5（l）H2O（l）H2.7 kJmol1已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：纯物质沸点/恒沸混合物（质量分数）沸点/乙醇78.3乙酸乙酯（0.92）水（0.08）70.4乙酸117.9乙酸乙酯（0.69）乙醇（0.31）71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯（0.83）乙醇（0.08）水（0.09）70.2请完成：（1）关于该反应，下列说法不合理的是BC。A.反应
4、体系中硫酸有催化作用B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的S等于零C.因为反应的H接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大D.因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计（2）一定温度下该反应的平衡常数K4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y0.667或66.7；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图1中绘制x随n变化的示意图（计算时不计副反应）。图1（3）工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110 左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到
5、7071 ，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有提高乙醇平衡转化率；提高反应温度，从而加快反应速率；有利于后续产物的分离。（4）近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH（g）催化剂 CH3COOC2H5（g）2H2（g）在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图2所示。关于该方法，下列推测合理的是ACD。图2A.反应温度不宜超过300 B.增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率C.在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物D.提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键解析（1）根据反应的化学方程式可知，反应体系中硫酸作催化剂，A
6、项合理；该反应的S不等于零，B项不合理；因为反应的H接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响小，C项不合理；因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计，D项合理。（2）设起始时乙酸和乙醇的物质的量均为b mol，达到平衡时生成乙酸乙酯a mol，利用“三段式”法进行求解：CH3COOH（l）C2H5OH（l）浓硫酸 CH3COOC2H5（l）H2O（l）起始量/molbb00转化量/molaaaa平衡量/molbaba aaKa2（ba）24.0，解得a23b，所以乙酸乙酯的平衡产率为66.7。乙酸与乙醇按照化学计量数之比投料时，乙酸乙酯的物质的量分数达到最大值，所以n1时，乙酸乙酯的物质的量分数最大，且最大值为13，据此画出图像。（4）根据题图2，可知反应温度不宜超过300 ，A项合理；增大体系压强，该反应的平衡逆向移动，不利于提高乙醇的平衡转化率，B项不合理；由题图2可知，在275300 时，乙醛的质量分数逐渐减小，乙酸乙酯的质量分数逐渐增大，所以乙醛是反应历程中的中间产物，C项合理；有机反应中副反应较多，提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键，D项合理。
