高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 學(xué)科素養(yǎng)專項(xiàng)提升7 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的調(diào)控作用課件 魯科版-魯科版高三全冊(cè)化學(xué)課件

1、( (七七) )化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)平衡 在在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的調(diào)控作生產(chǎn)和科學(xué)研究中的調(diào)控作用用素養(yǎng)的認(rèn)知與形成核心素養(yǎng):科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任對(duì)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。關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題,認(rèn)識(shí)環(huán)境保護(hù)和資源合理開發(fā)的重要性,具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念;深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系,能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的調(diào)控作用,積極參與有關(guān)能源和環(huán)境問題的社會(huì)決策。-3-典例1(2017課標(biāo)全國(guó),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(xué)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(yīng)的H1為 kJmol-1。圖(a)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是(填標(biāo)號(hào))。 A.升高溫度B.降低溫度C.增大壓強(qiáng)D.降低壓強(qiáng)-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(yīng)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(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì),其降低的原因是。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)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(shí),由0.1 MPa 變化到x MPa,丁烷的轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動(dòng),由于反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大

4、的反應(yīng),壓強(qiáng)越小平衡轉(zhuǎn)化率越大,所以x的壓強(qiáng)更小,xB,故d正確;-13-相同溫度下,壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大,氨氣的體積分?jǐn)?shù)關(guān)系為p1p2p3,則壓強(qiáng)大小為p1p2p3;在250 、p2時(shí),初始時(shí)氮?dú)?、氫氣的體積比為1 3,物質(zhì)的量之比也為1 3,設(shè)氮?dú)狻錃獾奈镔|(zhì)的量分別為1 mol、3 mol,氨氣的體積分?jǐn)?shù)為50%,設(shè)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為x,則 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)開始/mol1 3 0轉(zhuǎn)化/molx 3x 2x平衡/mol1-x 3-3x 2x答案 (1)c(2)adp1p2p366.7 -14-歸納總結(jié)化工生產(chǎn)中反應(yīng)條件的選擇方法(以合成氨為例)(1

5、)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)。(3)反應(yīng)條件的選擇:-15-16-(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)操作的方法來提高原料的利用率。-17-1231.(2018福建晉江季延中學(xué)高三檢測(cè))在催化劑作用下,用乙醇制乙烯,乙醇轉(zhuǎn)化率和乙烯選擇性(生成乙烯的物質(zhì)的量與乙醇轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量的比值)隨溫度、乙醇進(jìn)料量(單位:mLmin-1)的關(guān)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(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大,乙烯選擇性升高B.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨溫度的升高,乙烯選擇性不一定增大C.當(dāng)溫度一定,隨乙醇進(jìn)料量增大,乙醇轉(zhuǎn)化率減小D.當(dāng)溫度一定,隨乙醇進(jìn)料量增大,乙烯選擇性增大 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)圖像,當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨乙醇轉(zhuǎn)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(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖像,當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨乙醇轉(zhuǎn)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(xiàng)正確;根據(jù)題中第一個(gè)圖,當(dāng)溫度一定,隨乙醇進(jìn)料量增大,乙醇轉(zhuǎn)化

7、率減小,故C項(xiàng)正確;根據(jù)題中第二個(gè)圖,當(dāng)溫度一定,隨乙醇進(jìn)料量增大,乙烯選擇性增大,故D項(xiàng)正確。 答案解析關(guān)閉A-18-1232.在一定條件下探究二甲醚的制備反應(yīng)為2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H,測(cè)定結(jié)果如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是() A.該反應(yīng)的H0B.該反應(yīng)伴隨有副反應(yīng)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(guān)閉由題圖知,隨著溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,所以升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),H”“BD(3)1 072.9(4)正反應(yīng) 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(yīng)、之和為反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+2H2(g),則K=K1K2K3;根據(jù)質(zhì)量守恒定律,容器內(nèi)混合物的質(zhì)量始終不變,不能判斷達(dá)到平衡狀態(tài),a錯(cuò)誤;H2與H2O(g)的物質(zhì)的量之比不再變化,說明正逆反應(yīng)速率相等,能夠判斷達(dá)到了平衡狀態(tài),b正