高考化學大一輪復習 學科素養(yǎng)專項提升7 化學反應速率和化學平衡在生產(chǎn)和科學研究中的調(diào)控作用課件 魯科版-魯科版高三全冊化學課件

1、( (七七) )化學反應速率和化學反應速率和化學平衡化學平衡 在在生產(chǎn)和科學研究中的調(diào)控作生產(chǎn)和科學研究中的調(diào)控作用用素養(yǎng)的認知與形成核心素養(yǎng):科學態(tài)度與社會責任對化學反應速率和化學平衡理論的研究本身就是為了解決生活、生產(chǎn)中存在的問題。關注與化學有關的社會熱點問題,認識環(huán)境保護和資源合理開發(fā)的重要性,具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念;深刻理解化學、技術、社會和環(huán)境之間的相互關系,能運用所學知識綜合分析化學反應速率和化學平衡在生產(chǎn)和科學研究中的調(diào)控作用,積極參與有關能源和環(huán)境問題的社會決策。-3-典例1(2017課標全國,27)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}:(1)

2、正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下:C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)H1已知:C4H10(g)+ O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)H2=-119 kJmol-1H2(g)+ O2(g)=H2O(g)H3=-242 kJmol-1反應的H1為 kJmol-1。圖(a)是反應平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應采取的措施是(填標號)。 A.升高溫度B.降低溫度C.增大壓強D.降低壓強-4-5-(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(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含

3、有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(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。 (3)圖(c)為反應產(chǎn)率和反應溫度的關系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是、;590 之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是。 -6-解析 (1)根據(jù)蓋斯定律,式-式可得式,因此H1=H2-H3=-119 kJmol-1+242 kJmol-1=+123 kJmol-1。由圖(a)可以看出,溫度相同時,由0.1 MPa 變化到x MPa,丁烷的轉化率增大,即平衡正向移動,由于反應是氣體物質的量增大

4、的反應,壓強越小平衡轉化率越大,所以x的壓強更小,xB,故d正確;-13-相同溫度下,壓強增大,平衡正向移動,氨氣的體積分數(shù)增大,氨氣的體積分數(shù)關系為p1p2p3,則壓強大小為p1p2p3;在250 、p2時,初始時氮氣、氫氣的體積比為1 3,物質的量之比也為1 3,設氮氣、氫氣的物質的量分別為1 mol、3 mol,氨氣的體積分數(shù)為50%,設氮氣的轉化率為x,則 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)開始/mol1 3 0轉化/molx 3x 2x平衡/mol1-x 3-3x 2x答案 (1)c(2)adp1p2p366.7 -14-歸納總結化工生產(chǎn)中反應條件的選擇方法(以合成氨為例)(1

5、)反應原理:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1(2)反應特點:反應為可逆反應;正反應為放熱反應;反應物、生成物均為氣體,且正反應為氣體物質的量減小的反應。(3)反應條件的選擇:-15-16-(4)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(chǎn)中可采用循環(huán)操作的方法來提高原料的利用率。-17-1231.(2018福建晉江季延中學高三檢測)在催化劑作用下,用乙醇制乙烯,乙醇轉化率和乙烯選擇性(生成乙烯的物質的量與乙醇轉化的物質的量的比值)隨溫度、乙醇進料量(單位:mLmin-1)的關系如圖所示(保持其他條件相同)。 在410440

6、 溫度范圍內(nèi),下列說法不正確的是()A.當乙醇進料量一定,隨乙醇轉化率增大,乙烯選擇性升高B.當乙醇進料量一定,隨溫度的升高,乙烯選擇性不一定增大C.當溫度一定,隨乙醇進料量增大,乙醇轉化率減小D.當溫度一定,隨乙醇進料量增大,乙烯選擇性增大 答案解析解析關閉根據(jù)圖像,當乙醇進料量一定,隨乙醇轉化率增大,乙烯選擇性逐漸升高,但溫度高于430 后,乙烯選擇性又逐漸降低,故A項錯誤;根據(jù)圖像,當乙醇進料量一定,隨乙醇轉化率增大,乙烯選擇性逐漸升高,但溫度高于430 后,乙烯選擇性又逐漸降低,因此隨溫度的升高,乙烯選擇性不一定增大,故B項正確;根據(jù)題中第一個圖,當溫度一定,隨乙醇進料量增大,乙醇轉化

7、率減小,故C項正確;根據(jù)題中第二個圖,當溫度一定,隨乙醇進料量增大,乙烯選擇性增大,故D項正確。 答案解析關閉A-18-1232.在一定條件下探究二甲醚的制備反應為2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H,測定結果如圖所示。下列判斷錯誤的是() A.該反應的H0B.該反應伴隨有副反應的發(fā)生C.工業(yè)選擇的較適宜溫度為280290 D.加入催化劑可以提高CH3OCH3的產(chǎn)率 答案解析解析關閉由題圖知,隨著溫度升高,CO的轉化率降低,所以升高溫度,平衡逆向移動,則該反應是放熱反應,H”“BD(3)1 072.9(4)正反應 不變123-23-解析 (1)已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)K1, :CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)K2, :CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)K3,反應、之和為反應C(s)+2H2O(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+2H2(g),則K=K1K2K3;根據(jù)質量守恒定律,容器內(nèi)混合物的質量始終不變,不能判斷達到平衡狀態(tài),a錯誤;H2與H2O(g)的物質的量之比不再變化,說明正逆反應速率相等,能夠判斷達到了平衡狀態(tài),b正