廣西2019年高考化學一輪復習 高考熱點題型7 化學反應速率和化學平衡在生活、生產和科學研究中的調控作用課件 新人教版.ppt

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化學反應速率和化學平衡在生活、生產和科學研究中的調控作用,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、生產中存在的問題。高考題就是取材于相關研究事實,綜合考查學生化學反應速率和化學平衡理論的運用能力。試題難度大、區(qū)分度大,運算要求高。,1.化工生產選擇適宜條件的一般原則(1)從化學反應速率分析,既不能太大,又不能太小。(2)從化學平衡移動分析,既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性。(3)從原料的利用率分析,增加易得廉價原料,提高難得貴重原料的利用率,從而降低生產成本。(4)從實際生產能力分析,如設備承受高溫、高壓的能力等。(5)注意催化劑的活性對溫度的限制。(6)工業(yè)生產中既不能片面地追求高轉化率,也不能片面追求高反應速率,應尋找比較高的反應速率并獲得適當平衡轉化率的反應條件。,2.化工生產中需綜合考慮的幾個方面(1)原料的來源、除雜,尤其考慮雜質對催化劑的影響。(2)原料的循環(huán)利用,反應熱的綜合利用。(3)產物的污染處理。(4)產物的酸堿性對反應的影響。(5)氣體產物的壓強對平衡的影響。(6)改變外界條件對多平衡體系的影響。(7)化學反應速率與平衡轉化率的問題。(8)催化劑的選擇及其活性溫度問題。,3.化工生產中反應條件的選擇方法(以合成氨為例)(1)反應原理:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJmol-1(2)反應特點:①反應為可逆反應;②正反應為放熱反應;③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。,(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)生產中可采用循環(huán)操作的方法提高原料的利用率。,(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的量之比為1∶9),控制反應溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下,乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數(shù))示意圖如下:,①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率,解釋說明該事實。②控制反應溫度為600℃的理由是。,(3)某研究機構用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝——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,在相同的生產效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應:CO2+H2==CO+H2O,CO2+C==2CO。新工藝的特點有(填編號)。①CO2與H2反應,使乙苯脫氫反應的化學平衡右移②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗③有利于減少積炭④有利于CO2資源利用,(2)①在容積可變的容器中摻入水蒸氣相當于把各反應物和產物稀釋了,又由于該反應為氣體體積增大的反應,因此相當于減小了壓強,平衡右移,乙苯的平衡轉化率增大;②根據(jù)圖示可知,在600℃乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性都是最高的,由于該反應為吸熱反應,如果溫度太低則反應速率較小,且平衡轉化率太低;如果溫度太高,則苯乙烯的選擇性降低。(3)CO2與H2的反應消耗H2,故使乙苯脫氫反應的化學平衡右移,①正確;②獲得水蒸氣需要消耗大量能源,②正確;CO2與C(s)發(fā)生反應生成CO(g),可以減少積炭,③正確;兩個反應都消耗CO2,④正確。,(2)①正反應方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當于起減壓的效果②600℃,乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應速率慢,轉化率低;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)①②③④,1,2,答案,解析,1,2,2.將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=;(2)已知在某壓強下,該反應在不同溫度、不同投料比時,達平衡時CO2的轉化率如圖所示:,1,2,1,2,(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,下列物理量不再發(fā)生變化時,能說明反應達到平衡狀態(tài)的是;A.二氧化碳的濃度B.容器中的壓強C.氣體的密度D.CH3OCH3與H2O的物質的量之比,1,2,(4)某溫度下,在體積可變的密閉容器中,改變起始時加入各物質的量,在不同的壓強下,平衡時CH3OCH3(g)的物質的量如下表所示:,①p1(填“>”“<”或“=”)p2;②X1=;③p2下Ⅲ中CH3OCH3的平衡轉化率為。,1,2,1,2,