2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7單元化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡高考熱點(diǎn)題型化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在生活生產(chǎn)和科學(xué)研究中的調(diào)控作用課件新人教版

1、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在生活、生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在生活、生產(chǎn) 和科學(xué)研究中的調(diào)控作用和科學(xué)研究中的調(diào)控作用 -2- 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)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。高考題就是取材于相關(guān)研究事實(shí),綜合考查學(xué) 生化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的運(yùn)用能力。試題難度大、區(qū)分 度大,運(yùn)算要求高。 -3- 1.化工生產(chǎn)選擇適宜條件的一般原則 (1)從化學(xué)反應(yīng)速率分析,既不能太大,又不能太小。 (2)從化學(xué)平衡移動(dòng)分析,既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的 一致性,又要注意兩者影響的矛盾性。 (3)從原料的利用率分析,增加易得廉價(jià)原料,提高難得貴重原料 的利用率,從而降低生產(chǎn)成本

2、。 (4)從實(shí)際生產(chǎn)能力分析,如設(shè)備承受高溫、高壓的能力等。 (5)注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制。 (6)工業(yè)生產(chǎn)中既不能片面地追求高轉(zhuǎn)化率,也不能片面追求高反 應(yīng)速率,應(yīng)尋找比較高的反應(yīng)速率并獲得適當(dāng)平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條 件。 -4- 2.化工生產(chǎn)中需綜合考慮的幾個(gè)方面 (1)原料的來源、除雜,尤其考慮雜質(zhì)對(duì)催化劑的影響。 (2)原料的循環(huán)利用,反應(yīng)熱的綜合利用。 (3)產(chǎn)物的污染處理。 (4)產(chǎn)物的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。 (5)氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響。 (6)改變外界條件對(duì)多平衡體系的影響。 (7)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡轉(zhuǎn)化率的問題。 (8)催化劑的選擇及其活性溫度問題。 -5- 3.化工生產(chǎn)

3、中反應(yīng)條件的選擇方法(以合成氨為例) (1)反應(yīng)原理: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1 (2)反應(yīng)特點(diǎn): 反應(yīng)為可逆反應(yīng);正反應(yīng)為放熱反應(yīng);反應(yīng)物、生成物均 為氣體,且正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。 -6- -7- (4)原料氣的充分利用: 合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)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)操作的方法提高原料的利用率。 -8- -9- (2)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸 氣的物質(zhì)的量之比為1 9),控制反應(yīng)溫度600 ,并保持體系總壓 為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率 和某催化劑

4、作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下: 摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實(shí) 。 控制反應(yīng)溫度為600 的理由是 。 -10- (3)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝 乙苯-二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不 變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產(chǎn)效率下,可降低操作溫度;該 工藝中還能夠發(fā)生反應(yīng):CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO。 新工藝的特點(diǎn)有(填編號(hào))。 CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移 不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗 有利于減少積碳 有利于CO2資源利用 -11- -12-

5、 (2)在容積可變的容器中摻入水蒸氣相當(dāng)于把各反應(yīng)物和產(chǎn)物 稀釋了,又由于該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),因此相當(dāng)于減小了 壓強(qiáng),平衡右移,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大;根據(jù)圖示可知,在600 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性都是最高的, 由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),如果溫度太低則反應(yīng)速率較小,且平衡轉(zhuǎn) 化率太低;如果溫度太高,則苯乙烯的選擇性降低。 (3)CO2與H2的反應(yīng)消耗H2,故使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移, 正確;獲得水蒸氣需要消耗大量能源,正確;CO2與C(s)發(fā)生反應(yīng) 生成CO(g),可以減少積碳,正確;兩個(gè)反應(yīng)都消耗CO2,正確。 -13- (2)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸

6、氣稀釋,相當(dāng)于起減 壓的效果 600 ,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反 應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑 失活,且能耗大 (3) -14- 12 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -15- 12 2.將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為: (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=; -16- 12 (2)已知在某壓強(qiáng)下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí),達(dá)平衡 時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示: -17- 12 (3)某溫度下,向容積一定的密閉容器中通入CO2(g)與H2(g)發(fā)生 上述反應(yīng),下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 的是; A.二氧化碳的濃度 B.容器中的壓強(qiáng) C.氣體的密度 D.CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比 -18- 12 (4)某溫度下,在體積可變的密閉容器中,改變起始時(shí)加入各物質(zhì) 的量,在不同的壓強(qiáng)下,平衡時(shí)CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量如下表所示: p1(填“”“p2;在體積可變的等溫 等壓條件下,中反應(yīng)物的起始量是的 ,因此平衡時(shí)CH3OCH3 的量也為的 ,即0.