新蘇教版選擇性必修1專題2化學反應速率與化學平衡復習學案

1、專題21化學反應速率 eq avs4al(化學,反應,速率) eq blc(avs4alco1(表示方法：vf(c,t),單位：molL1s1或molL1min1,簡單計算blc(avs4alco1(公式法,化學計量數之比法),影響因素blc(avs4alco1(內因：反應物結構、性質（活化分子）,外因blc(avs4alco1(濃度：c增大，v增大,壓強：有氣體參加的反應，p增大，v增大,溫度：T升高，v增大,催化劑：一般加快反應速率) 2化學反應的方向 eq avs4al(化學反應,進行的方向) eq blc(avs4alco1(avs4al(焓判據：使體系能量降低的方向，,就是反應容易進

2、行的方向。),avs4al(熵判據：使體系熵增大的方向，,就是反應容易進行的方向。),avs4al(綜合判據,（GHTS）)blc(avs4alco1(G0，反應自發(fā)進行,G0，反應不能自發(fā)進行,G0，反應達到平衡) 3化學反應的限度及化學平衡的移動氨是化肥工業(yè)和基本有機化工的主要原料。用氨可加工成硝酸，現代化學工業(yè)中，常將硝酸生產歸屬于合成氨工業(yè)范疇。合成氨工業(yè)在20世紀初期形成，開始用氨作炸藥工業(yè)的原料，為戰(zhàn)爭服務；第一次世界大戰(zhàn)結束后，轉向為農業(yè)、工業(yè)服務。合成氨的反應如下：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1，S198.2 JK1mol1。1化學反應方向的判斷

3、(1)由化學方程式可判斷，反應的熵變是增加的還是減小的？根據熵變判斷反應是否自發(fā)？提示：反應是氣體系數減小的反應，所以反應的熵變S0，大部分熵減小的反應不自發(fā)，所以從熵變來看反應不自發(fā)。(2)如果合成氨反應常溫下能自發(fā)，根據(1)的分析判斷，反應為什么能自發(fā)？提示：熵變不能自發(fā)，所以只能從焓變上看自發(fā)，即反應的H0，且焓變起決定性作用。(3)從(1)(2)看反應的S0，H0，二者符號相同，請問二者符號相同時根據綜合判斷，依據什么條件起決定作用？提示：二者符號相同時溫度起決定作用。(4)已知HTS0時反應能自發(fā)，其中T的單位為K，T(K)273.15t()，合成氨反應的H92.4 kJmol1，

4、S198.2 JK1mol1，試根據以上依據計算反應溫度是多少K時反應能自發(fā)(小數點后保留兩位有效數字)?提示：根據公式代入數據可得T465.19 K。2根據化學反應速率選擇反應條件(1)從加快反應速率的角度分析，合成氨反應中反應物濃度、壓強如何選擇？提示：壓強越大，反應物濃度越大，正反應速率越大，所以應該選擇增大反應物濃度和高壓。(2)從加快反應速率的角度分析，合成氨反應中溫度應如何選擇？提示：溫度越高，反應速率越快，所以應選擇高溫。(3)從加快反應速率的角度分析，是否需要選擇催化劑？提示：需要。催化劑能加快反應速率。3根據化學平衡移動選擇反應條件(1)為了讓平衡向正反應方向進行，從溫度的角

5、度分析選擇什么樣的溫度？和根據反應速率的選擇是否一致？提示：反應的焓變H0，所以低溫有利于反應向正反應方向進行。和反應速率的選擇正好相反。(2)為了讓平衡向正反應方向進行，從壓強的角度分析選擇什么樣的壓強？和根據反應速率的選擇是否一致？提示：合成氨反應是氣體體積較小的反應，所以加壓有利于反應向正反應方向移動。和根據反應速率的選擇是一致的。(3)為了讓平衡向正反應方向進行，從濃度的角度分析應該如何操作？提示：可以增加反應物濃度和及時分離出氨氣。(4)化學平衡的移動是否和催化劑有關？提示：沒有關系。催化劑只改變反應的速率，并不改變反應的平衡。4綜合條件的選擇(1)根據以上分析，從化學反應速率和化學

6、平衡的角度分析合成氨應該選擇怎樣的濃度、壓強、溫度和催化劑？提示：濃度：因為增大反應物濃度，及時分離出生成的氨氣，能提高反應速率或使平衡正向移動。壓強：無論從反應速率還是化學平衡考慮，壓強越大越有利于合成氨。但壓強太大，動力消耗大，對設備的質量和制造水平要求高，故必須綜合考慮。目前我國合成氨廠一般采用的壓強在1030 MPa之間。溫度：對于放熱反應，升溫可提高反應速率，但轉化率降低，若溫度太低，反應速率又太慢，綜合考慮以500 催化劑：加快反應速率但不影響平衡，可以提高單位時間內氨的產量。目前工業(yè)上多以鐵觸媒為催化劑。(2)從節(jié)約成本上分析，合成氨應進行哪些操作？提示：生產中常使廉價易得的原料

7、適當過量，以提高另一原料的利用率。因此生產中常適當增加N2的比例。另外可以把反應后的混合氣體再通入合成塔進行二次應用。1(2021北京東城區(qū)高二檢測)下表的實驗數據是在不同溫度和壓強下，平衡混合物中NH3含量的變化情況，達到平衡時平衡混合物中NH3的含量(體積分數)投料V(N2)V(H2)13(1)比較200 和300 時的數據，可判斷升高溫度，平衡向_方向移動，正反應方向為_(填“吸熱”或“放熱(2)根據平衡移動原理，合成氨適宜的條件是_。A高溫高壓B高溫低壓C低溫高壓 D低溫低壓(3)計算500 、30 MPa時，N2(4)實際工業(yè)生產氨時，考慮濃度對化學平衡的影響及500 對反應速率的影

8、響，還采取了一些措施。請分別寫出其中的一個措施：_?！窘忸}指南】解答本題注意以下兩點：(1)抓住本反應的反應特點。(2)把外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響和實際情況結合起來?！窘馕觥?1)表中數據表明：恒壓時，升高溫度，w(NH3)減小，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應。(2)由反應N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，合成氨適宜條件是低溫、高壓，此時平衡右移，反應物轉化率增大。(3)假設N2的用量為1 mol，H2的用量為3 mol，N2的消耗量為x mol，則：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)初始量(mol) 1 3 0轉化量(mol) x 3x 2x平衡量(mol)

9、1x 33x 2x得： eq f(2x,2x（1x）（33x）) 100%26.4%x0.418，(N2) eq f(0.418 mol,1 mol) 100%41.8%。(4)增大反應物濃度或降低產物濃度有利于平衡右移；低溫時雖然有利于化學反應正向進行，但速率較小，為提高化學反應速率，500 時加入合適的催化劑(鐵觸媒)，既提高化學反應速率，又使鐵答案：(1)逆反應放熱 (2)C(3)41.8%(4)加過量N2或及時從平衡體系中移走NH3，選擇合適的催化劑(如鐵觸媒)2(1)工業(yè)上合成氨的原料之一氫氣，有一種來源是石油氣，如丙烷。有人設計了以下反應途徑(反應方程式未配平)，假設反應都能進行，

10、你認為最合理的是_；AC3H8 eq o(,sup7(極高溫) CH2BC3H8 eq o(,sup7(高溫脫氫) C3H6H2 CC3H8H2O eq o(,sup7(催化劑),sdo5() COH2按以上最合理的反應途徑，理論上用1 mol丙烷最多可制得_NH3；A4 mol B6.7 molC10 mol D2.7 mol該合理的反應途徑最顯著的優(yōu)點是_；A簡單易行 B制得的H2純度高C制得的H2產量高 D可同時獲得大量熱量(2)合成氨工業(yè)的原料氣中含有少量CO，CO會使催化劑失去催化能力(催化劑中毒)，因此，在進入合成塔前必須將其除去，一般用醋酸二氨合銅溶液來吸收原料氣中的CO，CH3

11、COO簡寫為Ac，其反應為Cu(NH3)2AcCONH3 Cu(NH3)3AcCO(正反應為放熱反應)醋酸二氨合銅吸收CO的生產適宜條件是_；吸收CO后的醋酸銅氨溶液經過處理后可再生，恢復其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，醋酸銅氨溶液再生的生產適宜條件是_?！窘馕觥?1) 要分析得出哪種反應方式生成的H2最多，配平反應的化學方程式如下：AC3H8 eq o(,sup7(極高溫) 3C4H2。BC3H8 eq o(,sup7(高溫脫氫) C3H6H2。CC3H83H2O eq o(,sup7(催化劑),sdo5() 3CO7H2，生成的CO又能和H2O反應：COH2OCO2H2。當C3H8均為1 mol時，C選項的途徑中產生H2最多。C3H83H2O eq o(,sup7(催化劑),sdo5() 3CO7H2，3CO3H2O3CO23H2N23H22NH3，由以上反應可得C3H810H2，3H22NH3。根據相關量，進行計算：C3H810H2( eq f(10,3) 2)