化學第七章 化學反應速率和化學平衡 第2講 化學平衡狀態(tài)及其移動
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1、第第2講化學平衡狀態(tài)及其移動講化學平衡狀態(tài)及其移動【2019備考】備考】最新考綱最新考綱:1.了解化學反應的可逆性。了解化學反應的可逆性。2.了解化學平衡建立的過程,掌握化學平衡了解化學平衡建立的過程,掌握化學平衡的概念。的概念。3.理解外界條件理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響,認識對化學平衡的影響,認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學平衡的調控在生活、生產和科學研究了解化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。領域中的重要作用??键c一可逆反應與化學平衡狀態(tài)考點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)(頻數(shù)
2、:頻數(shù):難度:難度:)相等相等不變不變(2)建立過程建立過程在一定條件下,把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。反應過程如下:在一定條件下,把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。反應過程如下:以上過程可用下圖以上過程可用下圖表示:表示:(3)平衡特點平衡特點可逆可逆v(正正)v(逆逆)濃度或百分含量濃度或百分含量答案答案(1)(2)(3)(4)答案答案B答案答案(3)探源:探源:本考題源于教材本考題源于教材RJ選修選修4 P26“化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)”,對化學平衡狀態(tài)的特征及,對化學平衡狀態(tài)的特征及其判斷依據(jù)進行了考查。其判斷依據(jù)進行了考查。解析解析A項,可逆反應則反應
3、物不可能完全轉化為生成物;項,可逆反應則反應物不可能完全轉化為生成物;B項,達平衡時,項,達平衡時,v(正正)、v(逆逆)相等但不為零;相等但不為零;C項,從正向開始的反應,正反應速率隨反應物濃度降低而減項,從正向開始的反應,正反應速率隨反應物濃度降低而減小,逆反應速率隨生成物濃度升高而增大,達平衡時,小,逆反應速率隨生成物濃度升高而增大,達平衡時,v(正正)v(逆逆);D項,工業(yè)生項,工業(yè)生產上既要提高原料的轉化率,又要提高生產效率,應同時考慮反應的限度和化學反產上既要提高原料的轉化率,又要提高生產效率,應同時考慮反應的限度和化學反應速率兩方面的問題。應速率兩方面的問題。答案答案B2.在密閉
4、容器中進行反應:在密閉容器中進行反應:X2(g)Y2(g) 2Z(g),已知,已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為的起始濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1,在一定條件下,當反應達到平衡時,各,在一定條件下,當反應達到平衡時,各物質的濃度可能是物質的濃度可能是()A.Z為為0.3 molL1B.Y2為為0.4 molL1C.X2為為0.2 molL1D.Z為為0.4 molL1解析解析若若X2完全轉化為完全轉化為Z,則,則X2、Y2、Z的濃度分別是的濃度分別是0 molL1、0.2 molL1、0.4 molL1;若;若Z完全轉化為完全轉化為X2、Y2,則,則X2
5、、Y2、Z的濃度分別是的濃度分別是0.2 molL1、0.4 molL1、0 molL1;反應為可逆反應,反應物不能完全轉化,所以,;反應為可逆反應,反應物不能完全轉化,所以,0c(X2)0.2 molL1,0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1,0c(Z)0.4 molL1。答案答案A【練后歸納】【練后歸納】極端假設法確定各物質濃度范圍極端假設法確定各物質濃度范圍上述題目上述題目2可根據(jù)極端假設法判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質濃可根據(jù)極端假設法判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度
6、范圍。平衡體系中各物質的濃度范圍為平衡體系中各物質的濃度范圍為X2(0,0.2),Y2(0.2,0.4),Z(0,0.4)。解析解析生成生成CO的物質的量等于生成的物質的量等于生成CO2的物質的量,但是時間不一定相等,故的物質的量,但是時間不一定相等,故CO正、逆反應速率不一定相等,正、逆反應速率不一定相等,A項錯誤;氣體總質量由小到大,當保持不變時達到項錯誤;氣體總質量由小到大,當保持不變時達到平衡,平衡,B項正確;氣體總物質的量始終不變,故氣體壓強始終不變,項正確;氣體總物質的量始終不變,故氣體壓強始終不變,C項錯誤;氧項錯誤;氧化銅為固態(tài),其濃度始終不變,化銅為固態(tài),其濃度始終不變,D項
7、錯誤。項錯誤。答案答案B4.(2018湖北宜昌模擬湖北宜昌模擬)苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產品中最重要的單體之一。在工業(yè)上,苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產品中最重要的單體之一。在工業(yè)上,苯乙烯可由乙苯和苯乙烯可由乙苯和CO2催化脫氫制得:催化脫氫制得:在溫度為在溫度為T1時,此反應的平衡常數(shù)時,此反應的平衡常數(shù)K0.5。在。在2 L密閉容器中加入乙苯密閉容器中加入乙苯(g)與與CO2,反應到某時刻測得混合物中各組分的物質的量均為反應到某時刻測得混合物中各組分的物質的量均為1.0 mol,請回答下列問題:,請回答下列問題:(1)該時刻的化學反應該時刻的化學反應_(填填“已達到已達到”或或“未達到未達到”)平衡
8、狀態(tài)。平衡狀態(tài)。(2)下列能說明乙苯與下列能說明乙苯與CO2在該條件下反應已達到平衡狀態(tài)的是在該條件下反應已達到平衡狀態(tài)的是_(填字母填字母)。a.v正正(CO2)v逆逆(CO2)b.c(CO2)c(CO)0.5 mol/Lc.混合氣體的密度不變混合氣體的密度不變d.CO2的體積分數(shù)保持不變的體積分數(shù)保持不變(3)若將反應改為恒壓絕熱條件下進行,達到平衡狀態(tài)時,則乙苯的物質的量濃度若將反應改為恒壓絕熱條件下進行,達到平衡狀態(tài)時,則乙苯的物質的量濃度_(填字母填字母)。a.大于大于0.5 mol/Lb.小于小于0.5 mol/Lc.等于等于0.5 mol/Ld.無法確定無法確定答案答案(1)已達
9、到已達到(2)ad(3)d【方法總結】【方法總結】判斷化學平衡狀態(tài)的兩方法和兩標志判斷化學平衡狀態(tài)的兩方法和兩標志1.兩方法兩方法逆向相等、變量不變逆向相等、變量不變(1)“逆向相等逆向相等”:反應速率必須一個是正反應的速率,一個是逆反應的速率,且:反應速率必須一個是正反應的速率,一個是逆反應的速率,且經過換算后同一種物質的減少速率和生成速率相等。經過換算后同一種物質的減少速率和生成速率相等。(2)“變量不變變量不變”:如果一個量是隨反應進行而改變的,當不變時為平衡狀態(tài);一:如果一個量是隨反應進行而改變的,當不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。個隨
10、反應的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。2.兩標志兩標志本質標志、等價標志本質標志、等價標志考點二化學平衡移動與等效平衡考點二化學平衡移動與等效平衡(頻數(shù):頻數(shù):難度:難度:)1.化學平衡的移動化學平衡的移動平衡移動就是由一個平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)”的過程。一定條件的過程。一定條件下的平衡體系,條件改變后,平衡可能發(fā)生移動,如下所示:下的平衡體系,條件改變后,平衡可能發(fā)生移動,如下所示:2.化學平衡移動與化學反應速率的關系化學平衡移動與化學反應速率的關系v正正v逆逆,平衡向,平衡向_移動;移動;v正正v逆逆,反應達到平衡狀
11、態(tài),反應達到平衡狀態(tài), _平衡移動平衡移動 ;v正正甲丙甲丙B.甲甲乙乙丙丙丁丁C.乙甲乙甲丁丙丁丙D.丁丁丙丙乙乙甲甲解析解析四種情況的反應物起始量可折合成下表情況四種情況的反應物起始量可折合成下表情況所以乙和丁相當于提高了反應物所以乙和丁相當于提高了反應物(CO2)的初始量,平衡向正反應方向移動,的初始量,平衡向正反應方向移動,n(CO)相對于甲和丙提高,故有乙丁相對于甲和丙提高,故有乙丁甲丙。甲丙。答案答案A解析解析兩平衡的溫度相同,故平衡常數(shù)兩平衡的溫度相同,故平衡常數(shù)KK,兩容器中的反應物都可以轉化為,兩容器中的反應物都可以轉化為1 mol N2和和3 mol H2,故兩個平衡是等效
12、平衡,且兩平衡中,故兩個平衡是等效平衡,且兩平衡中H2的百分含量相同,但的百分含量相同,但反應是可逆反應不能進行徹底,平衡反應是可逆反應不能進行徹底,平衡中已經有一部分中已經有一部分NH3,反應放出的熱量:,反應放出的熱量:QQ,且都小于,且都小于92.3 kJ,N2的轉化率:平衡的轉化率:平衡平衡平衡。答案答案B試題分析試題分析兩個反應在熱力學上趨勢均很大,其原因是兩個反應在熱力學上趨勢均很大,其原因是_;有利于提高丙烯腈平衡產率的反應條件是有利于提高丙烯腈平衡產率的反應條件是_;提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是_。(2)圖圖(a)為丙烯腈產率與反應溫度的關系
13、曲線,最高產率對應的溫度為為丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線,最高產率對應的溫度為460 ,低于,低于460 時,丙烯腈的產率時,丙烯腈的產率_(填填“是是”或或“不是不是”)對應溫度下的平衡產率,判對應溫度下的平衡產率,判斷理由是斷理由是_;高于高于460 時,丙烯腈產率降低的可能原因是時,丙烯腈產率降低的可能原因是_(雙選,填標號雙選,填標號)。A.催化劑活性降低催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大平衡常數(shù)變大C.副反應增多副反應增多D.反應活化能增大反應活化能增大考查意圖:考查意圖:本題以本題以“丙烯氨氧化法丙烯氨氧化法”生產一種重要的有機化工原料生產一種重要的有機化工原料丙烯腈為背景,丙烯腈為
14、背景,綜合考查了化學反應方向的判斷、反應條件的控制、影響化學平衡的因素、平衡常數(shù)綜合考查了化學反應方向的判斷、反應條件的控制、影響化學平衡的因素、平衡常數(shù)K與溫度與溫度T的關系、活化能與溫度的關系、簡單物質的量的計算等知識點。題目應用的關系、活化能與溫度的關系、簡單物質的量的計算等知識點。題目應用物質的性質、反應原理和規(guī)律,從物質的性質、反應原理和規(guī)律,從“物質變化是有條件的物質變化是有條件的”角度來分析化學反應條件角度來分析化學反應條件的控制以及物質之間的轉化;通過對圖像的觀察,從的控制以及物質之間的轉化;通過對圖像的觀察,從“模型模型”、“分類與比較分類與比較”、“定性與定量定性與定量”、
15、“化學與社會和諧發(fā)展化學與社會和諧發(fā)展”的角度考查考生結合已有知識進行圖文轉的角度考查考生結合已有知識進行圖文轉換、加工信息和正確表達思維歷程及結論的能力。試題以實際生產為背景,體現(xiàn)了新?lián)Q、加工信息和正確表達思維歷程及結論的能力。試題以實際生產為背景,體現(xiàn)了新課程標準化學與生產、生活密切聯(lián)系的要求,體現(xiàn)了化學的學科價值和社會價值,考課程標準化學與生產、生活密切聯(lián)系的要求,體現(xiàn)了化學的學科價值和社會價值,考查了查了“綠色應用綠色應用”的化學核心素養(yǎng)。試題以多種方式呈現(xiàn)信息,有利于不同思維習慣的化學核心素養(yǎng)。試題以多種方式呈現(xiàn)信息,有利于不同思維習慣的考生快速攝取關鍵信息;試題設問靈活,有利于考生
16、多元化思維的發(fā)揮。題目要求的考生快速攝取關鍵信息;試題設問靈活,有利于考生多元化思維的發(fā)揮。題目要求考生具有思維的深刻性、敏捷性、批判性和獨創(chuàng)性,具有接受、吸收和整合化學信息考生具有思維的深刻性、敏捷性、批判性和獨創(chuàng)性,具有接受、吸收和整合化學信息的能力以及分析和解答的能力以及分析和解答(解決解決)化學問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計難度為化學問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.34。解題思路:解題思路:化學反應的方向的判斷也就是化學反應能否自發(fā)進行的問題,可以通過焓化學反應的方向的判斷也就是化學反應能否自發(fā)進行的問題,可以通過焓判據(jù)做出判斷。因為兩個反應均為放熱量大的反應,故兩個反應在熱力學上趨勢均很
17、判據(jù)做出判斷。因為兩個反應均為放熱量大的反應,故兩個反應在熱力學上趨勢均很大。因為該反應為氣體體積增大的放熱反應,所以降低溫度、降低壓強有利于提高丙大。因為該反應為氣體體積增大的放熱反應,所以降低溫度、降低壓強有利于提高丙烯腈的平衡產率,由圖烯腈的平衡產率,由圖(a)可知,提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是催化劑;由于可知,提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是催化劑;由于反應反應的的H0,升高溫度,升高溫度,K減小,而圖減小,而圖(a)中的產率增大,因此圖中的產率增大,因此圖(a)中低于中低于460 的產率,不是對應溫度下的平衡產率;溫度升高,的產率,不是對應溫度下的平衡產率;溫度升高,K減少,活化
18、能不變,故高于減少,活化能不變,故高于460 時,丙烯腈的產率降低可能是催化劑的活性降低和副反應增多造成的;根據(jù)圖像時,丙烯腈的產率降低可能是催化劑的活性降低和副反應增多造成的;根據(jù)圖像(b)可知,當可知,當n(氨氨)/n(丙烯丙烯)約為約為1時,該比例下丙烯腈產率最高,而副產物丙烯醛產率最時,該比例下丙烯腈產率最高,而副產物丙烯醛產率最低;根據(jù)化學反應低;根據(jù)化學反應C3H6(g)NH3(g)3/2O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g),氨氣、氧氣、,氨氣、氧氣、丙烯按丙烯按11.51的體積比加入反應達到最佳狀態(tài),而空氣中氧氣約占的體積比加入反應達到最佳狀態(tài),而空氣中氧氣約占20%,所以
19、進,所以進料氨、空氣、丙烯的理論體積約為料氨、空氣、丙烯的理論體積約為17.51。教學中一定建構解題模型,積累解題。教學中一定建構解題模型,積累解題方法,用化工生產的實際問題設計問題線索,進而組織教學。學生對方法,用化工生產的實際問題設計問題線索,進而組織教學。學生對“熱力學熱力學”這這一概念未必都能理解。一概念未必都能理解。正確答案:正確答案:(1) 兩個反應均為放熱量大的反應降低溫度、降低壓強催化劑兩個反應均為放熱量大的反應降低溫度、降低壓強催化劑(2)不是不是 該反應為放熱反應,平衡產率應隨溫度升高而降低該反應為放熱反應,平衡產率應隨溫度升高而降低AC(3)1該比例下丙烯腈產率最高,而副
20、產物丙烯醛產率最低該比例下丙烯腈產率最高,而副產物丙烯醛產率最低17.51真題演練真題演練解析解析根據(jù)該反應的特點結合平衡移動原理逐項分析。根據(jù)該反應的特點結合平衡移動原理逐項分析。A項該反應為反應前后氣體項該反應為反應前后氣體物質的量不變的反應,平衡不受壓強影響,減小容器體積,平衡不移動;物質的量不變的反應,平衡不受壓強影響,減小容器體積,平衡不移動;B項催化項催化劑不能使平衡移動,不改變產物的產率;劑不能使平衡移動,不改變產物的產率;C項增大項增大c(X),平衡正向移動,平衡正向移動,Y的轉化的轉化率增大,率增大,X本身的轉化率反而減小;本身的轉化率反而減?。籇項該反應的正反應是放熱反應,
21、降低溫度,項該反應的正反應是放熱反應,降低溫度,平衡正向移動,平衡正向移動,Y的轉化率增大。的轉化率增大。答案答案D答案答案C圖圖(a)是反應是反應平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖,平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖,x_0.1(填填“大于大于”或或“小于小于”);欲使丁烯的平衡產率提高,應采取的措施是;欲使丁烯的平衡產率提高,應采取的措施是_(填標號填標號)。A.升高溫度升高溫度B.降低溫度降低溫度C.增大壓強增大壓強D.降低壓強降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用是活化氫氣的作用是活化催化劑
22、催化劑),出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖,出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產率與進料氣中為丁烯產率與進料氣中n(氫氫氣氣)/n(丁烷丁烷)的關系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,其降低的原因是的關系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,其降低的原因是_。(3)圖圖(c)為反應產率和反應溫度的關系曲線,副產物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴為反應產率和反應溫度的關系曲線,副產物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產率在類化合物。丁烯產率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_;590 之后,丁烯產率快速降低的主要原因可能是之后,丁烯
23、產率快速降低的主要原因可能是_。解析解析(1)由由a圖可以看出,溫度相同時,由圖可以看出,溫度相同時,由0.1 MPa變化到變化到x MPa,丁烷的轉化率增,丁烷的轉化率增大,即平衡正向移動,所以大,即平衡正向移動,所以x的壓強更小,的壓強更小,x0.1。由于反應。由于反應為吸熱反應,所以溫為吸熱反應,所以溫度升高時,平衡正向移動,丁烯的平衡產率增大,因此度升高時,平衡正向移動,丁烯的平衡產率增大,因此A正確、正確、B錯誤。反應錯誤。反應正向正向進行時體積增大,加壓時平衡逆向移動,丁烯的平衡產率減小,因此進行時體積增大,加壓時平衡逆向移動,丁烯的平衡產率減小,因此C錯誤,錯誤,D正確。正確。(
24、2)反應初期,反應初期,H2可以活化催化劑,進料氣中可以活化催化劑,進料氣中n(氫氣氫氣)/n(丁烷丁烷)較小,丁烷濃度大,反較小,丁烷濃度大,反應向正反應方向進行的程度大,丁烯轉化率升高;然后進料氣中應向正反應方向進行的程度大,丁烯轉化率升高;然后進料氣中n(氫氣氫氣)/n(丁烷丁烷)增增大,原料中過量的大,原料中過量的H2會使反應會使反應平衡逆向移動,所以丁烯產率下降。平衡逆向移動,所以丁烯產率下降。(3)590 之前,之前,溫度升高時反應速率加快,生成的丁烯會更多,同時由于反應溫度升高時反應速率加快,生成的丁烯會更多,同時由于反應是吸熱反應,升高是吸熱反應,升高溫度平衡正向移動,平衡體系
25、中會含有更多的丁烯。而溫度超過溫度平衡正向移動,平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590 時,由于丁時,由于丁烷高溫會裂解生成短鏈烴類,所以參加反應烷高溫會裂解生成短鏈烴類,所以參加反應的丁烷也就相應減少。的丁烷也就相應減少。答案答案(1)小于小于AD(2)原料中過量原料中過量H2會使反應會使反應平衡逆向移動,所以丁烯產率下降平衡逆向移動,所以丁烯產率下降(3)590 前升高溫度,反應前升高溫度,反應平衡正向移動升高溫度時,反應速率加快,單位時平衡正向移動升高溫度時,反應速率加快,單位時間產生丁烯更多溫度高于間產生丁烯更多溫度高于590 時有更多的時有更多的C4H10裂解導致產率降低裂解導
26、致產率降低熱點說明:熱點說明:化學平衡在化工生產中有非常重要的應用,尤其是控制合適的反應條件化學平衡在化工生產中有非常重要的應用,尤其是控制合適的反應條件使平衡向著理想的方向移動,近幾年來涉及面非常廣,如使平衡向著理想的方向移動,近幾年來涉及面非常廣,如2017全國全國卷卷T27、2016全國全國卷卷T27、2016四川卷四川卷T11、2016海南卷海南卷T16、2016天津卷天津卷T10、2015全全國卷國卷T27、2015浙江卷浙江卷T28、2015北京卷北京卷T26、2014天津卷天津卷T10、2014全國卷全國卷T28等均對化學反應速率、化學平衡理論進行了考查。等均對化學反應速率、化學
27、平衡理論進行了考查。1.總體原則總體原則(1)化工生產適宜條件選擇的一般原則化工生產適宜條件選擇的一般原則條件條件原則原則從化學反應速率分析從化學反應速率分析既不能過快,又不能太慢既不能過快,又不能太慢從化學平衡移動分析從化學平衡移動分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性,又要既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析從原料的利用率分析增加易得廉價原料,提高難得高價原料的利用率,從增加易得廉價原料,提高難得高價原料的利用率,從而降低生產成本而降低生產成本從實際生產能力分析從實際生產能力分析如設備承受高溫、高壓能力等如設備承受高
28、溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制注意催化劑的活性對溫度的限制(2)平衡類問題需考慮的幾個方面平衡類問題需考慮的幾個方面原料的來源、除雜,尤其考慮雜質對平衡的影響。原料的來源、除雜,尤其考慮雜質對平衡的影響。原料的循環(huán)利用。原料的循環(huán)利用。產物的污染處理。產物的污染處理。產物的酸堿性對反應的影響。產物的酸堿性對反應的影響。氣體產物的壓強對平衡造成的影響。氣體產物的壓強對平衡造成的影響。改變外界條件對多平衡體系的影響。改變外界條件對多平衡體系的影響。(3)反應條件的選擇反應條件的選擇反應反應條件條件對化學反對化學反應速率的應速率的影響影響對平衡
29、混合物中對平衡混合物中氨含量的影響氨含量的影響合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇增大增大壓強壓強增大反應增大反應速率速率平衡正向移動,提平衡正向移動,提高平衡混合物中氨高平衡混合物中氨的含量的含量壓強增大,有利于氨的合成,但需要壓強增大,有利于氨的合成,但需要動力大,對材料、設備的要求高。故動力大,對材料、設備的要求高。故采用采用1030 MPa的高壓的高壓(4)原料氣的充分利用原料氣的充分利用合成氨反應的轉化率較低,從原料充分利用的角度分析,工業(yè)生產中可采用循環(huán)操合成氨反應的轉化率較低,從原料充分利用的角度分析,工業(yè)生產中可采用循環(huán)操作的方法可提高原料的利用率。作的方法可提高原料的利用率。升高
30、升高溫度溫度增大反增大反應應速率速率平衡逆向移動,平衡逆向移動,降低平衡混合降低平衡混合物中氨的含量物中氨的含量溫度要適宜,既要保證反應有較快的速率,溫度要適宜,既要保證反應有較快的速率,又要使反應物的轉化率不能太低。故采用又要使反應物的轉化率不能太低。故采用400500 左右的溫度,并且在該溫度下催左右的溫度,并且在該溫度下催化劑的活性最大化劑的活性最大使用使用催化劑催化劑增大反增大反應速率應速率沒有影響沒有影響工業(yè)上一般選用鐵觸媒作催化劑工業(yè)上一般選用鐵觸媒作催化劑物質制備適宜條件的選擇物質制備適宜條件的選擇模型解題模型解題解析解析這是一個放熱的熵減反應,只有當這是一個放熱的熵減反應,只有
31、當HTS0時,該反應才能自發(fā)進行,時,該反應才能自發(fā)進行,A錯誤;加入過量的錯誤;加入過量的B,可以提高,可以提高A的轉化率,的轉化率,B正確;升高溫度,平衡逆向移動,正確;升高溫度,平衡逆向移動,反應物的轉化率降低,反應物的轉化率降低,C錯誤;使用催化劑只能改變反應速率,不能使平衡發(fā)生移錯誤;使用催化劑只能改變反應速率,不能使平衡發(fā)生移動,不能提高反應物的轉化率,動,不能提高反應物的轉化率,D錯誤。錯誤。答案答案B解析解析第一步產生的第一步產生的H2使第二步的平衡逆移,故應先進行分離;第二步反應為放使第二步的平衡逆移,故應先進行分離;第二步反應為放熱反應,溫度過低,反應速率太小而影響產量,溫
32、度過高則對平衡不利,且要考熱反應,溫度過低,反應速率太小而影響產量,溫度過高則對平衡不利,且要考慮催化劑的活性,故應選擇適當?shù)臏囟群痛呋瘎?,故慮催化劑的活性,故應選擇適當?shù)臏囟群痛呋瘎?,故正確正確錯;增大廉價易得錯;增大廉價易得的水蒸氣濃度可提高轉化率,的水蒸氣濃度可提高轉化率,正確;壓強對第二步反應無影響,不必采取高壓,正確;壓強對第二步反應無影響,不必采取高壓,錯;增大錯;增大CO濃度并未提高主要原材料濃度并未提高主要原材料C的利用率,的利用率,錯。錯。答案答案D平衡原理對工農業(yè)生產的平衡原理對工農業(yè)生產的理論指導理論指導解析解析(1)由題意可知,未提純的由題意可知,未提純的TaS2粉末變
33、成純凈粉末變成純凈TaS2晶體,要經過兩步轉化:晶體,要經過兩步轉化:TaS22I2=TaI4S2,TaI4S2=TaS22I2,即反應,即反應()先在溫度先在溫度T2端正向端正向進行,后在溫度進行,后在溫度T1端逆向進行,反應端逆向進行,反應()的的H大于大于0,因此溫度,因此溫度T1小于小于T2,該過程,該過程中循環(huán)使用的物質是中循環(huán)使用的物質是I2。(2)從圖像來看,隨著溫度的升高,從圖像來看,隨著溫度的升高,CO的轉化率變小,故的轉化率變小,故H0,綜合溫度、壓強對,綜合溫度、壓強對CO轉化率的影響來看,在題給壓強下,轉化率的影響來看,在題給壓強下,CO的轉化率已的轉化率已經很大,不必再增大壓強。經很大,不必再增大壓強。答案答案(1)I2(2)在在1.3104 kPa下,下,CO的轉化率已較高,再增大壓強的轉化率已較高,再增大壓強CO轉化率提高不大,同轉化率提高不大,同時生產成本增加,得不償失時生產成本增加,得不償失
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