全国高考新课程卷Ⅱ理综第27题的探究.doc
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1、全国高考新课程卷理综第27题的探究 2018年全国高考理综新课程卷,第27题是考查选修4化学反应原理内容的一道题,题干叙述简练,设置的问题耐人回味。本文仅对该题进行评析。 一、题目 丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题 (1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(c3H4O)的热化学方程式如下 两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是_;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。 (2)图1为丙烯腈产率与
2、反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460。低于460时,丙烯腈的产率_(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是_;高于460时,丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选,填标号) A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大 (3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图2所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为_,理由是_。进料氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。 二、信息梳理 (1)丙烯氨氧化法可生产丙烯腈,副产物为丙烯醛、乙腈等;而题目设问中副产物只讨论丙烯醛。 (2)给出丙烯腈、丙烯醛的化学式和结构简式丙烯腈化学式为c3H3N,结
3、构简式为CH2=CHCN;丙烯醛的化学式为c3H4O,结构简式为CH2=CHCHO。 (3)给出两个热化学方程式,一个是生成丙烯腈的热化学方程式,一个是生成丙烯醛的热化学方程式;两个反应均为放热反应,且“单位物质的量”放出热量大。 (4)两个图象一个是丙烯腈产率与温度的关系曲线;一个是丙烯腈、丙烯醛的产率分别与n(氨)/n(丙烯)的关系曲线。 三、问题解析 (1)两个反应放出的热量大,说明两个反应在热力学上趋势大。从平衡移动的角度考查反应,降低温度、减小压强,有利于反应平衡正向移动,也就有利于丙烯腈平衡产率的提高。催化剂对产物具有选择性,可提高主要产物产率而降低或抑制副产物的产率。 (2)根据
4、反应,由350到460的变化过程中,反应正向进行趋势应减弱,即丙烯腈的产率随温度的升高而降低。而图1中350460时,丙烯腈产率却是随着温度升高而增大,说明该反应在进行时采用了催化剂,且每一状态都是瞬时状态,而不是平衡态。丙烯腈的产率并不是随温度的升高而一直在增大,当高于460时,丙烯腈的产率随温度的升高反而降低,原因是温度过高,催化剂活性降低,或是副产物增多(或副反应增多),即题中A、C选项是问题的原因。题中又给出B、D选项,分别讨论之。平衡常数变大,说明反应正向进行的趋势增大,也就是丙烯腈的产率会增大,这与题中曲线变化趋势不符,故B选项不是问题的原因。活化能的作用在于使反应物活化,从而启动
5、反应或改变反应速率,活化能对化学反应前后的能量变化并不产生任何影响,也就不影响该反应进行的趋势,即D选项不是问题的原因。 (3)看图2,横坐标是氨与丙烯的物质的量比,纵坐标是主产物丙烯腈和副产物丙烯醛的产率,最佳的氨与丙烯的物质的量比应是主产物产率高、而副产物产率最低甚或为零之时,从图上的数据来看,应在横坐标轴的1.0处,即氨与丙烯的物质的量比为1.0,此时反应几乎完全按反应进行,其反应物的用量按反应的系数计量,即n(氨)n(氧气)n(丙烯)11.51,由于空气中的氧气体积占空气体积的1/5,空气中氧气的物质的量也就是空气中各种气体物质的量和的1/5,按空气计量,应有 n(氨)n(空气)n(丙
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- 全国 高考 新课程 理综第 27 探究
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