2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)提升訓(xùn)練第7章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第24講考點二化學(xué)平衡的移動化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向微考點2化學(xué)平衡原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

微考點2化學(xué)平衡原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1．(2024·吉林高三模擬)下列事實不能用勒夏特列原理說明的是(B)A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當(dāng)加入少量AgNO3溶液后，溶液的顏色變淺B．對2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，縮小容器的容積可使平衡體系的顏色變深C．反應(yīng)CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，上升溫度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動D．對于合成NH3反應(yīng)，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應(yīng)實行低溫措施[解析]溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr與AgNO3反應(yīng)生成AgBr沉淀，c(HBr)減小，平衡正向移動，溶液的顏色變淺，A可以用勒夏特列原理說明；2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)是反應(yīng)前后氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，縮小容器的容積，壓強增大，平衡不移動，但c(I2)增大，導(dǎo)致平衡體系的顏色變深，由于平衡不移動，故B不能用勒夏特列原理說明；反應(yīng)CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，上升溫度，平衡逆向移動，C可以用勒夏特列原理說明；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理說明。[微點撥]應(yīng)用勒夏特列原理時，該反應(yīng)必需是可逆反應(yīng)，且存在平衡移動，否則勒夏特列原理不適用。如壓強變更但平衡未移動時引起的體系顏色變更、加入催化劑引起的速率變更，均不能用勒夏特列原理進(jìn)行說明。2．(2024·浙江1月選考，29題節(jié)選)工業(yè)上，以煤炭為原料，通入確定比例的空氣和水蒸氣，經(jīng)過系列反應(yīng)可以得到滿足不同需求的原料氣。請回答：(1)水煤氣反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131kJ·mol－1。工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時，通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應(yīng)，其理由是水蒸氣與煤炭反應(yīng)吸熱，氧氣與煤炭反應(yīng)放熱，交替通入空氣和水蒸氣有利于維持體系熱量平衡，保持較高溫度，有利于加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)一氧化碳變換反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。①生產(chǎn)過程中，為了提高變換反應(yīng)的速率，下列措施中合適的是BC(填字母)。A．反應(yīng)溫度愈高愈好B．適當(dāng)提高反應(yīng)物壓強C．選擇合適的催化劑D．通入確定量的氮氣②以固體催化劑M催化變換反應(yīng)，若水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附而解離，能量－反應(yīng)歷程如圖所示。用兩個化學(xué)方程式表示該催化反應(yīng)歷程(反應(yīng)機理)：步驟ⅠM＋H2O=MO＋H2；步驟ⅡMO＋CO=M＋CO2。[解析](1)由于水蒸氣與煤炭反應(yīng)吸熱，會引起體系溫度的下降，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，不利于反應(yīng)的進(jìn)行，通入空氣，利用煤炭與O2反應(yīng)放熱從而維持體系溫度平衡，維持反應(yīng)速率。(2)①反應(yīng)溫度過高，會引起催化劑失活，導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，A錯誤；適當(dāng)增大壓強，可加快反應(yīng)速率，B正確；選擇合適的催化劑，有利于加快反應(yīng)速率，C正確；若為恒容條件，通入氮氣對反應(yīng)速率無影響，若為恒壓條件，通入氮氣后，容器容積變大，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率變慢，D錯誤。②分子首先被催化劑吸附，依據(jù)元素守恒推想第一步產(chǎn)生H2，其次步吸附CO產(chǎn)生CO2，對應(yīng)反應(yīng)歷程依次為M＋H2O=MO＋H2、MO＋CO=M＋CO2。【對點訓(xùn)練】1．(2024·湖北宜昌模擬)下列事實不能用勒夏特列原理說明的是(A)A．運用催化劑可以提高合成氨的產(chǎn)量B．試驗室制取乙酸乙酯時，將乙酸乙酯不斷蒸出C．保存FeCl3溶液時，加少量稀鹽酸D．試驗室用排飽和食鹽水的方法收集氯氣[解析]催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率，但不影響化學(xué)平衡，不能用勒夏特列原理說明，故A入選；試驗室制取乙酸乙酯時．將乙酸乙酯不斷蒸出，生成物濃度減小，平衡正向移動，能夠用勒夏特列原理說明，故B不選；FeCl3溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加少量稀鹽酸后氫離子濃度增大，平衡逆向移動，抑制了Fe3＋的水解，可用勒夏特列原理說明，故C不選；排飽和氯化鈉溶液的方法來收集氯氣，增大了Cl－的濃度，使平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向逆反應(yīng)方向移動，降低了氯氣的溶解度，可用勒夏特列原理說明，故D不選。2．(2024·山東淄博檢測)工業(yè)上利用焦炭與水蒸氣生產(chǎn)H2的反應(yīng)原理為C(s)＋H2O(g)eq\o(,\s\up7(△))CO(g)＋H2(g)ΔH>0；CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CO2(g)＋H2(g)ΔH<0；其次步生產(chǎn)的原料CO來源于第一步的產(chǎn)物。為提高原料的利用率及H2的日產(chǎn)量，下列措施中不行取的是(D)①第一步產(chǎn)生的混合氣干脆作為其次步的反應(yīng)物②其次步生產(chǎn)應(yīng)接受適當(dāng)?shù)臏囟群痛呋瘎鄣谝?、二步生產(chǎn)中均充入足量水蒸氣④其次步應(yīng)在低溫下進(jìn)行⑤其次步生產(chǎn)接受高壓⑥其次步生產(chǎn)中增大CO的濃度A．①③⑤ B.②④⑥C．②③⑤ D.①④⑤⑥[解析]第一步產(chǎn)生的H2使其次步的平衡逆向移動，故應(yīng)先進(jìn)行分別，①錯誤；其次步反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過低，反應(yīng)速率太小而影響H2的日產(chǎn)量，溫度過高則平衡逆