2019版高考化學一輪復習第7章化學反應速率和化學平衡專項突破14化學平衡的調控在化工生產中的重要作用學案

1、(十四)化學平衡的調控在化工生產中的重要作用 考綱知識整合實例工業(yè)合成氨的原理與條件選擇1反應原理N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1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。2反應條件的選擇反應條件對化學反應速率的 影響對平衡混合物中氨含量的影響合成氨條件的選擇增大壓強增大反應速率平衡正向移動，提高平衡混合物中氨的含量壓強增大，有利于氨的合成，但需要的動力大，對材料、設備的要求高。故采用10 MPa30 MPa的高壓升高溫度增大反應速率平衡逆向移動，降低平衡混合物中氨的含量溫度要適宜，既要保證反應有較快的速率

2、，又要使反應物的轉化率不能太低。故采用400500 左右的溫度，并且在該溫度下催化劑的活性最大使用催化劑增大反應速率沒有影響工業(yè)上一般選用鐵觸媒作催化劑3. 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)生產中采用循環(huán)操作的方法可提高原料的利用率。高考命題點突破命題點1化工生產中條件的調控1某工業(yè)生產中發(fā)生反應：2A(g)B(g) 2M(g)Hp2p3，對于有氣體參與的反應，其他條件相同時，壓強越大，反應速率越快。(2)乙烯與乙酸乙酯的化學計量數(shù)相等，故乙烯的轉化率與乙酸乙酯的產率相等。(4)根據(jù)題圖，p1 MPa、80 時乙酸乙酯的產率最大，為較適宜的生產條件。根據(jù)平

3、衡移動原理，通入乙烯氣體或增大壓強，均可提高乙酸乙酯的合成速率和產率?！敬鸢浮?1)v(p1)v(p2)v(p3)其他條件相同時，對于有氣體參與的反應，壓強越大化學反應速率越快(2)30%(3)由圖象可知，p1 MPa、80 時反應已達平衡且正反應放熱，故壓強不變升高溫度平衡逆向移動，產率下降(4)p1 MPa、80 通入乙烯氣體或增大壓強備選考點| “等效平衡”在平衡狀態(tài)比較中的應用(教師選講)考綱知識整合1等效平衡的概念在相同條件下(恒溫、恒容或恒溫、恒壓)，同一可逆反應體系，不管是從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始，在達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(體積分數(shù)、物質的量分數(shù)

4、等)均相同，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。2等效平衡的類型等效類型條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應的特點任何可逆反應反應前后氣體分子數(shù)相等任何可逆反應起始投料換算為化學方程式同一邊物質， 其“量”相同換算為化學方程式同一邊物質，其“量”符合同一比例換算為化學方程式同一邊物質，其“量”符合同一比例平衡特點質量分數(shù)(w%)相同相同相同濃度(c)相同成比例相同(氣體)物質的量(n)相同成比例成比例3. 實例在恒溫恒容條件下，可逆反應：2A(g)B(g)3C(g)D(g) HQ1 kJmol1(Q10)，起始物質的量如表所示：序號ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol

5、0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol(1)上述反應達到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？。(2)達到平衡后，放出的熱量為Q2 kJ，吸收的熱量為Q3 kJ，則Q1、Q2、Q3的定量關系為Q2Q3Q1。(3)其他條件不變，當D為固體時，上述反應達到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？。(4)將“恒溫恒容”改為“恒溫恒壓”，A上述反應達到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？。B達平衡后放出的熱量分別為Q1和Q2，則Q1與Q2的關系Q22Q1。4平衡狀態(tài)比較的三種思維模板(1)構建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮

6、而成，相當于增大壓強。(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。 (3)恒溫恒容與恒溫恒壓條件平衡比較模式(起始量相同)高考命題點突破命題點1同溫同容條件下等效平衡的應用1(2018石家莊模擬)同溫度下，體積均為1 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.6 kJ/mol。測得數(shù)據(jù)如表：容器編號起始時各物質的物質的量/mol達到平衡時體系能量的變化N2H2NH323027.78 kJ1.61.80.8Q下列敘述不正確的是() 【導學號：】A容器、中反應達平衡

7、時壓強相等B容器中反應開始時v(正)v(逆)C容器中反應達平衡時，吸收的熱量Q為9.26 kJD若條件為“絕熱恒容”，容器中反應達平衡時n(NH3)0.6 molB根據(jù)容器中反應達到平衡時能量的變化可知，該反應中轉化的N2為0.3 mol，因此根據(jù)三段式法可得 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)起始/(mol) 2 3 0轉化/(mol) 0.3 0.9 0.6平衡/(mol) 1.7 2.1 0.6故平衡常數(shù)K0.0230.069，因此容器中反應向逆反應方向進行，v(正)”“”或“”)。【解析】(1)由于甲容器定容，而乙容器定壓，當它們的壓強相等達到平衡時，乙的容積應該為甲的兩倍，生成的NH3的物質