第09講 2.6化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控（含解析）-2024年高中化學(xué)同步精義（選擇性必修一）

第09講2.6化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控（含解析）-2024年高中化學(xué)同步精品講義（選擇性必修一）第2課第6課時化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。2．知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要作用。1．能從宏觀與微觀結(jié)合的視角，運用溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，分析評估化學(xué)反應(yīng)條件的選擇和優(yōu)化。2．能從限度、速率、平衡等角度對化學(xué)反應(yīng)和化工生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析，解決生產(chǎn)、生活中的化學(xué)問題，形成節(jié)約成本、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境等觀念。自主梳理一、合成氨反應(yīng)的限度1.反應(yīng)原理已知在298?K時，N2(g2.反應(yīng)特點①②③④⑤⑥3.有利于合成氨的條件a.外界條件：⑦溫度、⑧壓強(qiáng)，有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動。b.投料比：溫度、壓強(qiáng)一定時，N2、H2的體積比為⑨二、合成氨反應(yīng)的速率1.提高合成氨反應(yīng)速率的方法①②③④2.濃度與合成氨反應(yīng)速率之間的關(guān)系在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式為v=kc(N2)?c1.5(H2三、合成氨生產(chǎn)的適宜條件1.合成氨反應(yīng)適宜條件分析（1）選擇合成氨生產(chǎn)條件時，既不能片面地追求高①，也不應(yīng)只追求高②，而應(yīng)該尋求③的反應(yīng)條件。（2）考慮原料的④、未轉(zhuǎn)化的合成氣（氮氣和氫氣）的⑤、⑥的綜合利用等。2.合成氨的適宜條件影響因素選擇條件（1）溫度反應(yīng)溫度控制在⑦左右（2）物質(zhì)的量N2、H2（3）壓強(qiáng)1×10（4）催化劑選擇⑨作催化劑（5）濃度使氣態(tài)NH3變成液態(tài)NH3并及時分離出去，同時補(bǔ)充N預(yù)習(xí)檢測1．已知反應(yīng)2NH3?N2+3H2，在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25，在此條件下，氨的合成反應(yīng)N2+3H2?2NH3的平衡常數(shù)為A．4 B．2 C．1 D．0.52．下列關(guān)于硫酸工業(yè)和合成氨工業(yè)說法錯誤的是A．都采用了高壓 B．都使用了催化劑C．生產(chǎn)流程中都有造氣和凈化 D．都使用了熱交換器3．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，通過下列反應(yīng)使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-196.6kJ/mol。下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率溫度/℃平衡時的轉(zhuǎn)化率0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及生產(chǎn)成本、產(chǎn)量等角度綜合分析，在實際生產(chǎn)中有關(guān)該反應(yīng)適宜條件選擇的說法正確的是A．SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度成反比，故采用盡可能低的溫度B．該反應(yīng)在450℃左右、1MPa(常壓)下進(jìn)行較為合適C．SO2的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)成正比，故采用盡可能高的壓強(qiáng)D．為了提高的SO2的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使用合適的催化劑4．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控措施說法不正確的是A．硫酸工業(yè)中，為使黃鐵礦充分燃燒，可將礦石粉碎B．硝酸工業(yè)中，氨的氧化使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率C．合成氨工業(yè)中，為提高氮氣和氫氣的利用率，采用循環(huán)操作D．對于合成氨的反應(yīng)，如果調(diào)控好反應(yīng)條件，可使一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%5．關(guān)于工業(yè)合成NH3的說法中不正確的是A．適當(dāng)加壓可提高氨的產(chǎn)率B．加入催化劑可以加快反應(yīng)速率C．選擇400-500℃是因該溫度下氨的平衡產(chǎn)率最高D．將含N2和H2的原料氣循環(huán)使用可以提高原料的轉(zhuǎn)化率6．德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造氨的方法，大大滿足了當(dāng)時日益增長的人口對糧食的需求。下列是哈伯法的流程圖，其中為提高原料平衡轉(zhuǎn)化率而采取的措施是A．①②③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②⑤探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一工業(yè)合成氨適宜條件的選擇【情境材料】自1784年發(fā)現(xiàn)氨以后，人們一直在研究如何利用化學(xué)方法由氮氣和氫氣合成氨，但直到1913年才實現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)過研究人員的努力，幾十年后建造了日產(chǎn)氨1000噸的大型裝置?！締栴}探究】1．工業(yè)生產(chǎn)中增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？為什么？2．既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好？為什么？3．從工業(yè)合成氨的工藝流程圖中可知，工業(yè)合成氨時為什么要通過冷卻及時分離出液氨？4．催化劑對化學(xué)平衡移動沒有影響，為什么在合成氨工業(yè)中要使用催化劑？要點歸納1．合成氨反應(yīng)的適宜條件在實際生產(chǎn)中，既要考慮氨的產(chǎn)量，又要考慮生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，綜合速率與平衡兩方面的措施，得出合成氨的適宜條件：(1)濃度：一般采用N2和H2的體積比1∶3，同時增大濃度，這是因為合成氨生產(chǎn)的原料氣要循環(huán)使用。(2)溫度：合成氨是放熱反應(yīng)，降低溫度雖有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，但溫度過低，反應(yīng)速率過慢，400～500℃左右為宜，此溫度也是催化劑活性溫度范圍。(3)壓強(qiáng)：合成氨是體積縮小的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，有利于氨的合成，但對設(shè)備要求也就很高，所需動力也越大，應(yīng)選擇適當(dāng)壓強(qiáng)，即10MPa～30MPa。(4)催化劑：選用鐵觸媒，能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需時間。2．工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜生產(chǎn)條件的原則（1）從可逆性、反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)的變化、焓變?nèi)齻€角度分析化學(xué)反應(yīng)的特點。（2）根據(jù)反應(yīng)特點具體分析外界條件對速率和平衡的影響；從速率和平衡的角度進(jìn)行綜合分析，再充分考慮實際情況，選出適宜的外界條件。外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動的條件控制綜合分析結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度、減小生成物的濃度不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物、及時地分離出生成物催化劑加合適的催化劑無加合適的催化劑溫度高溫ΔH＜0低溫兼顧速率和平衡，考慮催化劑的適宜溫度ΔH＞0高溫在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高溫并考慮催化劑的活性壓強(qiáng)高壓(有氣體參加)Δνg＜0高壓在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高壓Δνg＞0低壓兼顧速率和平衡，選取適宜的壓強(qiáng)（1）合成氨反應(yīng)中，為了提高原料轉(zhuǎn)化率，常采用將未能轉(zhuǎn)化的N2、H2循環(huán)使用的措施。（2）工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)限度和反應(yīng)速率兩個角度選擇合成氨的適宜條件，既要考慮盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料，又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，同時還要考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件。典例精講【例1】（2023春·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期中）合成氨反應(yīng)為。圖1表示在一定溫度下此反應(yīng)過程中的能量變化。圖2表示在的密閉容器中反應(yīng)時的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量，平衡時的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化曲線。下列說法正確的是A．該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，由圖1可得加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，E和都減小B．圖2中內(nèi)該反應(yīng)的平均速率，從起其他條件不變，壓縮容器的體積為，則的變化曲線為dC．圖3中，a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最高的是b點D．該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為，圖3中和表示溫度，對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為，則：【例2】（2022秋·廣東廣州）為探究外界條件對反應(yīng)：

的影響，以投料比開始反應(yīng)，通過實驗得到不同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)及溫度的關(guān)系，實驗結(jié)果如圖所示。下列判斷正確的是A．B．a(chǎn)+b<dC．升高溫度，、都增大，平衡常數(shù)減小D．恒溫恒容時，增大投料比，A的轉(zhuǎn)化率增大【例3】（2023春·廣東·高二惠州一中校聯(lián)考階段練習(xí)）甲醇脫氫法制HCOOCH3工藝過程涉及如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：2CH3OH(g)HCOOCH3(g)＋2H2(g)

ΔH1=＋135.4kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)

ΔH2=＋106.0kJ·mol-1向容積為10L的恒容密閉容器中通入1molCH3OH(g)發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時間，測得CH3OH的轉(zhuǎn)化率和HCOOCH3的選擇性隨溫度變化如圖所示。(已知：HCOOCH3的選擇性=)下列說法錯誤的是A．HCOOCH3(g)2CO(g)＋2H2(g)

ΔH=+76.6kJ·mol-1B．實線代表的是CH3OH的轉(zhuǎn)化率C．553K時，H2的體積分?jǐn)?shù)為0.25D．高于553K時，虛線趨勢下降可能是因為HCOOCH3分解一、單選題1．（2022秋·廣東梅州·高二校聯(lián)考期中）硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，目前主要采用“接觸法”進(jìn)行生產(chǎn)。有關(guān)反應(yīng)的說法中不正確的是A．實際生產(chǎn)中，、再循環(huán)使用提高原料利用率B．實際生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)速率，壓強(qiáng)越高越好C．在生產(chǎn)中，通入過量空氣的目的是提高的轉(zhuǎn)化率D．實際生產(chǎn)中，選定400~500℃作為操作溫度的主要原因是催化劑的活性最高2．（2023秋·云南麗江·高二統(tǒng)考期末）下列關(guān)于工業(yè)合成氨的敘述中錯誤的是A．在動力、設(shè)備、材料允許的條件下盡可能在高壓下進(jìn)行B．溫度越高越有利于工業(yè)合成氨C．在工業(yè)合成氨中N2、H2的循環(huán)利用可提高其利用率，降低成本D．將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)3．（2023春·江蘇常州·高二統(tǒng)考期中）以、為原料合成涉及的反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：在5MPa下，按照投料，平衡時，CO和在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖。下列說法正確的是A．反應(yīng)Ⅲ中反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能B．曲線代表CO在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)C．該條件下溫度越低，越有利于工業(yè)生產(chǎn)D．圖示270℃時，平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)約為66.6%4．（2023秋·河南·高二校聯(lián)考期末）下列說法錯誤的是A．合成氨反應(yīng)采取循環(huán)操作主要是為了提高化學(xué)反應(yīng)速率B．

、

，則C．反應(yīng)

，能自發(fā)進(jìn)行的原因是D．一定溫度下，對平衡體系縮小體積，再次達(dá)到平衡時不變5．（2023春·云南·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：，在容積固定的密閉容器中，投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO，測得相同時間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖實線所示(圖中虛線表示相同條件下CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法不合理的是A．適當(dāng)增大壓強(qiáng)可增大甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率B．c點反應(yīng)速率C．反應(yīng)速率，平衡常數(shù)D．生產(chǎn)時反應(yīng)溫度控制在80~85℃為宜6．（2023秋·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末）1913年德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法，從而大太滿足了當(dāng)時日益增長的人口對糧食的需求。下圖是合成氨生產(chǎn)流程示意圖，下列說法不正確的是A．“干燥凈化”可以防止催化劑中毒B．“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率C．“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率D．“鐵觸媒”在生產(chǎn)過程中需使用外加熱源持續(xù)加熱7．（2023秋·江蘇南通·高二統(tǒng)考期末）工業(yè)上通常采用鐵觸媒、在和的條件下合成氨。合成氨的反應(yīng)為。下列說法正確的是A．的B．采用的高溫是有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率C．采用的高壓能增大反應(yīng)的平衡常數(shù)D．使用鐵觸媒可以降低反應(yīng)的活化能8．（2022秋·山西大同·高二統(tǒng)考期中）在硫酸工業(yè)中，通過下列反應(yīng)使氧化為：

。下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時的轉(zhuǎn)化率。下列說法錯誤的是溫度/℃平衡時的轉(zhuǎn)化率/%0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3A．從理論上分析，選擇溫度450-550℃，既利于平衡正向移動又利于提高反應(yīng)速率B．從理論上分析，為了使盡可能多地轉(zhuǎn)化為，應(yīng)選擇的條件是450℃，10MPaC．在實際生產(chǎn)中，為了降低成本采用常壓條件，因為常壓下的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了D．在實際生產(chǎn)中，通入過量的空氣，既利于平衡正向移動，又利于提高反應(yīng)速率9．（2023春·江蘇連云港·高二統(tǒng)考期末）NO氧化成NO2的熱化學(xué)方程式為。對于反應(yīng)，下列說法正確的是A．該反應(yīng)的B．使用高效催化劑能提升的平衡轉(zhuǎn)化率C．反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為D．其他條件相同，減小的平衡轉(zhuǎn)化率上升10．（2022秋·江西南昌·高二南昌縣蓮塘第一中學(xué)校考階段練習(xí)）已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃70090083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4830℃時，向一個2L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反應(yīng)4s時測得C的物質(zhì)的量n(C)=0.04mol，下列說法正確的是A．4s時c(B)為0.76mol?L－1B．830℃達(dá)平衡時，A的轉(zhuǎn)化率為80%C．反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動D．降低溫度，反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)增大11．（2022秋·山東青島）在3個初始溫度均為T℃的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)

△H<0。下列說法正確的是容器編號容器類型初始體積起始物質(zhì)的量/mol平衡時SO3物質(zhì)的量/molSO2O2SO3Ⅰ恒溫恒容1.0L2101.6Ⅱ絕熱恒容1.0L210aⅢ恒溫恒壓2.0L004bA．a(chǎn)>1.6B．b>0.8C．平衡時v正(SO2)：v(Ⅰ)<v(Ⅱ)D．若起始時向容器Ⅰ中充入1.0molSO2(g)、0.20molO2(g)和4.0molSO3(g)，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行12．（2023春·江蘇泰州·高二姜堰中學(xué)?？计谥校┍榻?jīng)催化脫氫制丙烯的反應(yīng)為C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)。600℃，將固定濃度的C3H8通入有催化劑的恒容反應(yīng)器，逐漸提高CO2濃度，經(jīng)相同時間，測得出口處C3H6、CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是A．丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=B．c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因：CO2+H2CO+H2OC．其他條件不變，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8轉(zhuǎn)化率越小D．若體系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，則出口處物質(zhì)濃度c之間一定存在關(guān)系：2c(C3H6)=2c(H2)+c(CO)+2c(H2O)二、填空題13．（2022秋·陜西寶雞·高二校考期中）I.CO2可用來生產(chǎn)燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49kJ·mol-1。在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和2molH2，一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測得的濃度隨時間的變化如表所示：時間/0351015濃度/mol/L00.30.450.50.5(1)H2的平衡轉(zhuǎn)化率=。該條件下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(2)下列措施中能使平衡體系中增大且不減慢化學(xué)反應(yīng)速率的是_______。A．升高溫度 B．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大C．再充入1molH2 D．將H2O(g)從體系中分離出去(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，H2的物質(zhì)的量濃度為c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后，H2的物質(zhì)的量濃度為c2，則c1c2(填“>”、“＜”或“=”)。(4)要提高CO2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是(填序號)。A．加入催化劑B．增大CO2的濃度C．通入惰性氣體D．通入H2E.分離出甲醇(5)T℃時，向恒容密閉容器中充入CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H。在使用不同催化劑時，相同時間內(nèi)測得CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下圖所示。則催化效果最佳的是催化劑(填“I”、“II”或“III”)。如果a點已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則b點的v正v逆(填“>”、“<”或“=”)，c點轉(zhuǎn)化率比a點低的原因是。14．（2023春·上海徐匯·高二上海市第二中學(xué)?？茧A段練習(xí)）化學(xué)科學(xué)家采用丙烯歧化法制取乙烯和丁烯的反應(yīng)原理為。向恒溫反應(yīng)器中加入一定量的，生成的物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如表所示：反應(yīng)時間/min0510152025的物質(zhì)的量00.81.21.51.5(1)；容器初始壓強(qiáng)為p0KPa；平衡壓強(qiáng)=KPa。內(nèi)的平均反應(yīng)速率為。(2)該條件下，任寫一個能說明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的證據(jù)。(3)將置于體積為恒容反應(yīng)器，反應(yīng)進(jìn)行時丙烯的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖：

①該反應(yīng)的0(填“>”或“<”)。②時(保留小數(shù)點后兩位)。③時若繼續(xù)加入，再次達(dá)到平衡后，乙烯體積分?jǐn)?shù)為。15．（2023秋·河南駐馬店·高二統(tǒng)考期末）金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4，再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：(i)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H1=+172kJ?mol-1，Kp1=1.0×10-2(ii)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H2=-51kJ?mol-1，Kp2=1.2×1012Pa①對于直接氯化反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，平衡移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率(填“變大”“變小”或“不變”)。②直接氯化的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)小于碳氯化，其原因是。(2)在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl2按物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。①反應(yīng)C(s)+CO2(g)CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)=Pa(≈8.5)。②圖中顯示，在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4，但實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度，其原因是。(3)TiO2直接氯化和碳氯化都屬于“氣—固”反應(yīng)，工業(yè)生產(chǎn)中有利于“氣—固”充分接觸的措施是。16．（2023春·廣東深圳·高二深圳市龍華中學(xué)?？计谥校┕I(yè)利用、催化合成氨實現(xiàn)了人類“向空氣中要面包”的夢想。(1)原料氣(含、、CO)中的CO能被催化劑吸附，需經(jīng)過銅氨液處理除去，反應(yīng)為：。①除去原料氣中CO的理由是。②為提高CO吸收率，應(yīng)選擇的條件為。A．高溫高壓B．高溫低壓C．低溫高壓D．低溫低壓③中的配體為(2)研究發(fā)現(xiàn)鐵催化劑表面上合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在鐵催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。合成氨反應(yīng)：的(用圖中字母表示)。(3)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可表達(dá)為：，其中為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(0.1MPa)，、和分別為各組分的平衡分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。若和起始物質(zhì)的量之比為1∶3，反應(yīng)在恒溫、恒壓(10MPa)下進(jìn)行，平衡時轉(zhuǎn)化率為50%，則(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。第2課第6課時化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。2．知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要作用。1．能從宏觀與微觀結(jié)合的視角，運用溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，分析評估化學(xué)反應(yīng)條件的選擇和優(yōu)化。2．能從限度、速率、平衡等角度對化學(xué)反應(yīng)和化工生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析，解決生產(chǎn)、生活中的化學(xué)問題，形成節(jié)約成本、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境等觀念。自主梳理一、合成氨反應(yīng)的限度1.反應(yīng)原理已知在298?K時，N2(g2.反應(yīng)特點①②③④⑤⑥3.有利于合成氨的條件a.外界條件：⑦溫度、⑧壓強(qiáng)，有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動。b.投料比：溫度、壓強(qiáng)一定時，N2、H2的體積比為⑨二、合成氨反應(yīng)的速率1.提高合成氨反應(yīng)速率的方法①②③④2.濃度與合成氨反應(yīng)速率之間的關(guān)系在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式為v=kc(N2)?c1.5(H2三、合成氨生產(chǎn)的適宜條件1.合成氨反應(yīng)適宜條件分析（1）選擇合成氨生產(chǎn)條件時，既不能片面地追求高①，也不應(yīng)只追求高②，而應(yīng)該尋求③的反應(yīng)條件。（2）考慮原料的④、未轉(zhuǎn)化的合成氣（氮氣和氫氣）的⑤、⑥的綜合利用等。2.合成氨的適宜條件影響因素選擇條件（1）溫度反應(yīng)溫度控制在⑦左右（2）物質(zhì)的量N2、H2（3）壓強(qiáng)1×10（4）催化劑選擇⑨作催化劑（5）濃度使氣態(tài)NH3變成液態(tài)NH3并及時分離出去，同時補(bǔ)充N【答案】一、2.①可逆②減?、郏饥埽饥荩饥弈?.a.⑦降低⑧增大b.⑨1:3。二、1.①升高②增大③增大④催化劑2.⑤增大⑥減小三、1.（1）①轉(zhuǎn)化率②反應(yīng)速率③以較高的反應(yīng)速率獲取適當(dāng)轉(zhuǎn)化率（2）④價格⑤循環(huán)使用⑥反應(yīng)熱。2.（1）⑦700?K⑧1:2.8預(yù)習(xí)檢測1．已知反應(yīng)2NH3?N2+3H2，在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25，在此條件下，氨的合成反應(yīng)N2+3H2?2NH3的平衡常數(shù)為A．4 B．2 C．1 D．0.5【答案】A【解析】反應(yīng)2NH3?N2+3H2，在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25，在此條件下，其逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，故選A。2．下列關(guān)于硫酸工業(yè)和合成氨工業(yè)說法錯誤的是A．都采用了高壓 B．都使用了催化劑C．生產(chǎn)流程中都有造氣和凈化 D．都使用了熱交換器【答案】A【解析】A．硫酸工業(yè)采用了催化劑加熱條件，合成氨工業(yè)采用高溫、高壓、催化劑作用下反應(yīng)，故A錯誤；B．硫酸工業(yè)使用五氧化二釩作催化劑，合成氨工業(yè)使用鐵觸媒作催化劑，故B正確；C．生產(chǎn)流程中都有造氣和凈化，防止雜質(zhì)使催化劑中毒，降低催化效果，故C正確；D．兩個工業(yè)產(chǎn)生都是放熱反應(yīng)，兩者都使用了熱交換器，將放出的熱量對原料進(jìn)行熱處理，可以降低成本，故D正確。綜上所述，答案為A。3．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，通過下列反應(yīng)使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-196.6kJ/mol。下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率溫度/℃平衡時的轉(zhuǎn)化率0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及生產(chǎn)成本、產(chǎn)量等角度綜合分析，在實際生產(chǎn)中有關(guān)該反應(yīng)適宜條件選擇的說法正確的是A．SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度成反比，故采用盡可能低的溫度B．該反應(yīng)在450℃左右、1MPa(常壓)下進(jìn)行較為合適C．SO2的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)成正比，故采用盡可能高的壓強(qiáng)D．為了提高的SO2的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使用合適的催化劑【答案】B【解析】A．由表格數(shù)據(jù)可知，SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度成反比，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，但反應(yīng)速率減小，不利于提高SO2的產(chǎn)量，故A錯誤；B．在1MPa、450℃時SO3的平衡轉(zhuǎn)化率（97.5%）就已經(jīng)很高了，若繼續(xù)增大壓強(qiáng)，平衡雖正向移動，但效果并不明顯，比其高壓設(shè)備的高額造價，得不償失，故B正確；C．由表格數(shù)據(jù)可知，SO2的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)成正比，但采用高壓，平衡雖正向移動，但效果并不明顯，比其高壓設(shè)備的高額造價，得不償失，故C錯誤；D．催化劑不能改變SO2的平衡轉(zhuǎn)化率，故D錯誤；故選B。4．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控措施說法不正確的是A．硫酸工業(yè)中，為使黃鐵礦充分燃燒，可將礦石粉碎B．硝酸工業(yè)中，氨的氧化使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率C．合成氨工業(yè)中，為提高氮氣和氫氣的利用率，采用循環(huán)操作D．對于合成氨的反應(yīng)，如果調(diào)控好反應(yīng)條件，可使一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%【答案】D【解析】A．硫酸工業(yè)中，將礦石粉碎可以增大反應(yīng)物的接觸面積，有利于黃鐵礦的充分燃燒，故A正確；B．硝酸工業(yè)中，氨的氧化使用催化劑，可以降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，故B正確；C．合成氨工業(yè)中，分離出液氨的混合氣體中含有的氮氣和氫氣采用循環(huán)操作，有利于提高氮氣和氫氣的利用率，故C正確；D．合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不可能完全反應(yīng)，所以調(diào)控反應(yīng)條件不可能使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，故D錯誤；故選D。5．關(guān)于工業(yè)合成NH3的說法中不正確的是A．適當(dāng)加壓可提高氨的產(chǎn)率B．加入催化劑可以加快反應(yīng)速率C．選擇400-500℃是因該溫度下氨的平衡產(chǎn)率最高D．將含N2和H2的原料氣循環(huán)使用可以提高原料的轉(zhuǎn)化率【答案】C【解析】合成氨的反應(yīng)為：

。A．合成氨是氣體體積減小的反應(yīng)，適當(dāng)增加壓強(qiáng)平衡正向移動，可提高氨的產(chǎn)率，A正確；B．加入催化劑可以加快反應(yīng)速率，B正確；C．對于放熱反應(yīng)而言溫度越低氨的平衡產(chǎn)率更高，選擇400-500℃是綜合考慮該溫度下反應(yīng)速率和氨的產(chǎn)率，C錯誤；D．將含N2和H2的原料氣循環(huán)使用可以提高原料的轉(zhuǎn)化率，D正確；故選C。6．德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造氨的方法，大大滿足了當(dāng)時日益增長的人口對糧食的需求。下列是哈伯法的流程圖，其中為提高原料平衡轉(zhuǎn)化率而采取的措施是A．①②③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②⑤【答案】C【解析】合成氨的反應(yīng)是氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)。凈化干燥的目的是提高產(chǎn)物純度，不能提高轉(zhuǎn)化率，①不符合；催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響平衡狀態(tài)，不能提高轉(zhuǎn)化率，③不符合；而②④⑤操作均使合成氨反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動，均能提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率；故選C。探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一工業(yè)合成氨適宜條件的選擇【情境材料】自1784年發(fā)現(xiàn)氨以后，人們一直在研究如何利用化學(xué)方法由氮氣和氫氣合成氨，但直到1913年才實現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)過研究人員的努力，幾十年后建造了日產(chǎn)氨1000噸的大型裝置?！締栴}探究】1．工業(yè)生產(chǎn)中增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？為什么？2．既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好？為什么？3．從工業(yè)合成氨的工藝流程圖中可知，工業(yè)合成氨時為什么要通過冷卻及時分離出液氨？4．催化劑對化學(xué)平衡移動沒有影響，為什么在合成氨工業(yè)中要使用催化劑？【答案】1．不是。因為溫度一定時，增大混合氣體的壓強(qiáng)對合成氨的速率和平衡都有利，但壓強(qiáng)越大需要的動力越大，對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求越高，一般采用的壓強(qiáng)為10MPa～30MPa。2．不是。因為從平衡的角度考慮，低溫有利于合成氨，但是溫度過低反應(yīng)速率很慢，需要很長時間才能達(dá)到平衡，所以實際生產(chǎn)中，采用的溫度為400～500℃(在此溫度時催化劑的活性最大)。3．減少平衡混合氣體中氨的濃度，使合成氨的平衡正向移動，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。4．催化劑可加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。要點歸納1．合成氨反應(yīng)的適宜條件在實際生產(chǎn)中，既要考慮氨的產(chǎn)量，又要考慮生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，綜合速率與平衡兩方面的措施，得出合成氨的適宜條件：(1)濃度：一般采用N2和H2的體積比1∶3，同時增大濃度，這是因為合成氨生產(chǎn)的原料氣要循環(huán)使用。(2)溫度：合成氨是放熱反應(yīng)，降低溫度雖有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，但溫度過低，反應(yīng)速率過慢，400～500℃左右為宜，此溫度也是催化劑活性溫度范圍。(3)壓強(qiáng)：合成氨是體積縮小的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，有利于氨的合成，但對設(shè)備要求也就很高，所需動力也越大，應(yīng)選擇適當(dāng)壓強(qiáng)，即10MPa～30MPa。(4)催化劑：選用鐵觸媒，能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需時間。2．工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜生產(chǎn)條件的原則（1）從可逆性、反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)的變化、焓變?nèi)齻€角度分析化學(xué)反應(yīng)的特點。（2）根據(jù)反應(yīng)特點具體分析外界條件對速率和平衡的影響；從速率和平衡的角度進(jìn)行綜合分析，再充分考慮實際情況，選出適宜的外界條件。外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動的條件控制綜合分析結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度、減小生成物的濃度不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物、及時地分離出生成物催化劑加合適的催化劑無加合適的催化劑溫度高溫ΔH＜0低溫兼顧速率和平衡，考慮催化劑的適宜溫度ΔH＞0高溫在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高溫并考慮催化劑的活性壓強(qiáng)高壓(有氣體參加)Δνg＜0高壓在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高壓Δνg＞0低壓兼顧速率和平衡，選取適宜的壓強(qiáng)（1）合成氨反應(yīng)中，為了提高原料轉(zhuǎn)化率，常采用將未能轉(zhuǎn)化的N2、H2循環(huán)使用的措施。（2）工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)限度和反應(yīng)速率兩個角度選擇合成氨的適宜條件，既要考慮盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料，又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，同時還要考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件。典例精講【例1】（2023春·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期中）合成氨反應(yīng)為。圖1表示在一定溫度下此反應(yīng)過程中的能量變化。圖2表示在的密閉容器中反應(yīng)時的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量，平衡時的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化曲線。下列說法正確的是A．該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，由圖1可得加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎珽和都減小B．圖2中內(nèi)該反應(yīng)的平均速率，從起其他條件不變，壓縮容器的體積為，則的變化曲線為dC．圖3中，a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最高的是b點D．該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為，圖3中和表示溫度，對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為，則：【答案】B【解析】A．加入催化劑活化能E降低，但不影響焓變，△H不變，由圖1可知，合成氨是焓減熵減過程，△G＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)△G＝△H?T△S可知，該反應(yīng)在低溫下自發(fā)進(jìn)行，故A錯誤；B．由圖2可知，0～10min內(nèi)氮氣的物質(zhì)的量變化量為0.6mol?0.3mol＝0.3mol，，速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故v(H2)＝3v(N2)＝3×0.015mol/(L?min)＝0.045mol/(L?min)，11min壓縮體積，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)移動，平衡時氮氣的物質(zhì)的量小于原平衡，故n(N2)的變化曲線為d，故B正確；C．圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質(zhì)的量關(guān)系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，故a、b、c都處于平衡狀態(tài)，達(dá)平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故a、b、c三點中，c的氮氣的轉(zhuǎn)化率最高，故C錯誤；D．由圖3可知，氫氣的起始物質(zhì)的量相同時，溫度T1平衡后，氨氣的含量更高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動，故溫度T1＜T2，溫度越高化學(xué)平衡越低，故K1＞K2，故D錯誤；故答案選B?！纠?】（2022秋·廣東廣州）為探究外界條件對反應(yīng)：

的影響，以投料比開始反應(yīng)，通過實驗得到不同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)及溫度的關(guān)系，實驗結(jié)果如圖所示。下列判斷正確的是A．B．a(chǎn)+b<dC．升高溫度，、都增大，平衡常數(shù)減小D．恒溫恒容時，增大投料比，A的轉(zhuǎn)化率增大【答案】C【解析】A．由圖可知，壓強(qiáng)相等時，溫度升高，Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，所以平衡逆向移動，所以反應(yīng)放熱，A錯誤；B．由圖可知，溫度相同時，壓強(qiáng)增大，Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，所以平衡正向移動，說明，B錯誤；C．由A可在知，反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動，所以平衡常數(shù)K減小，C正確；D．增大，相當(dāng)于增加A，則A本身的轉(zhuǎn)化率降低，D錯誤；故選C?！纠?】（2023春·廣東·高二惠州一中校聯(lián)考階段練習(xí)）甲醇脫氫法制HCOOCH3工藝過程涉及如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：2CH3OH(g)HCOOCH3(g)＋2H2(g)

ΔH1=＋135.4kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)

ΔH2=＋106.0kJ·mol-1向容積為10L的恒容密閉容器中通入1molCH3OH(g)發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時間，測得CH3OH的轉(zhuǎn)化率和HCOOCH3的選擇性隨溫度變化如圖所示。(已知：HCOOCH3的選擇性=)下列說法錯誤的是A．HCOOCH3(g)2CO(g)＋2H2(g)

ΔH=+76.6kJ·mol-1B．實線代表的是CH3OH的轉(zhuǎn)化率C．553K時，H2的體積分?jǐn)?shù)為0.25D．高于553K時，虛線趨勢下降可能是因為HCOOCH3分解【答案】C【解析】A．根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ的2倍減去反應(yīng)Ⅰ得到

，A正確；B．反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ都是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，因此實線代表的是的轉(zhuǎn)化率，B正確；C．553K時，實線為的轉(zhuǎn)化率20.0%，虛線為的選擇性（50.0%），則故553K時，H2的體積分?jǐn)?shù)為，C錯誤；D．根據(jù)圖中分析虛線為的選擇性，實線為的轉(zhuǎn)化率，高于553K時，虛線趨勢下降可能是因為HCOOCH3分解，D正確；故選C。一、單選題1．（2022秋·廣東梅州·高二校聯(lián)考期中）硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，目前主要采用“接觸法”進(jìn)行生產(chǎn)。有關(guān)反應(yīng)的說法中不正確的是A．實際生產(chǎn)中，、再循環(huán)使用提高原料利用率B．實際生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)速率，壓強(qiáng)越高越好C．在生產(chǎn)中，通入過量空氣的目的是提高的轉(zhuǎn)化率D．實際生產(chǎn)中，選定400~500℃作為操作溫度的主要原因是催化劑的活性最高【答案】B【解析】A．二氧化硫和氧氣的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，SO2和O2不能反應(yīng)完，因此SO2和O2需再循環(huán)利用以提高原料利用率，A正確；B．壓強(qiáng)過大，設(shè)備可能無法承受太大的壓強(qiáng)，適當(dāng)增大壓強(qiáng)可提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，B錯誤；C．通入過量的空氣，則反應(yīng)平衡正向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率提高，C正確；D．實際生產(chǎn)中，溫度為400-500℃時，催化劑的活性最高，因此400-500℃作為操作溫度，D正確；故答案選B。2．（2023秋·云南麗江·高二統(tǒng)考期末）下列關(guān)于工業(yè)合成氨的敘述中錯誤的是A．在動力、設(shè)備、材料允許的條件下盡可能在高壓下進(jìn)行B．溫度越高越有利于工業(yè)合成氨C．在工業(yè)合成氨中N2、H2的循環(huán)利用可提高其利用率，降低成本D．將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)【答案】B【解析】A．合成氨的正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高，則在動力、設(shè)備、材料允許的條件下盡可能在高壓下進(jìn)行，故A正確；B．合成氨的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度后不利于氨氣的生成，故B錯誤；C．合成氨中N2和H2的循環(huán)使用，可以提高原料氣的利用率，降低成本，故C正確；D．合成氨的反應(yīng)中，將混合氣體中的氨氣液化，減小了生成物濃度，平衡向著正向移動，可以用平衡移動原理解釋，故D正確；故答案選B。3．（2023春·江蘇常州·高二統(tǒng)考期中）以、為原料合成涉及的反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：在5MPa下，按照投料，平衡時，CO和在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖。下列說法正確的是A．反應(yīng)Ⅲ中反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能B．曲線代表CO在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)C．該條件下溫度越低，越有利于工業(yè)生產(chǎn)D．圖示270℃時，平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)約為66.6%【答案】D【解析】A．根據(jù)蓋斯定律I-Ⅱ可得反應(yīng)ⅢCO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=-49kJ·mol-1-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1；ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，故反應(yīng)Ⅲ中反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能，A錯誤；B．反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，生成物中有CO，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ的平衡正向移動，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大；反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物中有CO，溫度升高，反應(yīng)Ⅲ的平衡逆向移動，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)也會增大，也就是說，溫度升高，CO的產(chǎn)量變大，則CO在含碳產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，故符合這個規(guī)律的是曲線n，B錯誤；C．由圖可知，溫度在150℃時有利于反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行，CH3OH的含量高，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率，但并不是溫度越低越好，因為溫度太低反應(yīng)速率太慢，C錯誤；D．根據(jù)題意設(shè)起始量n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，平衡時甲醇和CO的物質(zhì)的量相等，設(shè)CH3OH物質(zhì)的量為xmol，則CO的物質(zhì)的量也為xmol，270℃時CO2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時CO2的物質(zhì)的量為0.75mol，根據(jù)碳守恒：0.75+2x=1，解得x=0.125，根據(jù)氧守恒，水的物質(zhì)的量為：2mol-0.75mol×2-0.125mol-0.125mol=0.25mol，根據(jù)氫守恒，氫氣的物質(zhì)的量為=2.5mol，則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量0.75mol+0.125mol+0.125mol+2.5mol+0.25mol=3.75mol，則平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)為=66.7%，D正確；答案選D。4．（2023秋·河南·高二校聯(lián)考期末）下列說法錯誤的是A．合成氨反應(yīng)采取循環(huán)操作主要是為了提高化學(xué)反應(yīng)速率B．

、

，則C．反應(yīng)

，能自發(fā)進(jìn)行的原因是D．一定溫度下，對平衡體系縮小體積，再次達(dá)到平衡時不變【答案】A【解析】A．合成氨工業(yè)采用循環(huán)操作，主要是為了提高氮氣和氫氣的利用率，提高經(jīng)濟(jì)效益，A項錯誤；B．因為

，根據(jù)蓋斯定律可得，所以，即，B項正確；C．反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說明，因為，則，C項正確；D．溫度不變，不變，縮小體積，平衡逆向移動，由于K不變，則再次達(dá)到平衡時不變，D項正確；故選A。5．（2023春·云南·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：，在容積固定的密閉容器中，投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO，測得相同時間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖實線所示(圖中虛線表示相同條件下CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法不合理的是A．適當(dāng)增大壓強(qiáng)可增大甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率B．c點反應(yīng)速率C．反應(yīng)速率，平衡常數(shù)D．生產(chǎn)時反應(yīng)溫度控制在80~85℃為宜【答案】C【解析】A．因為反應(yīng)物氣體分子數(shù)大于生成物氣體分子數(shù)，所以適當(dāng)增大壓強(qiáng)可使平衡正向移動，從而增大甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率，A合理；B．c點時，CO的轉(zhuǎn)化率小于該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，則平衡正向移動，反應(yīng)速率，B合理；C．因為e點時溫度高于b點時溫度，所以e點反應(yīng)速率比b點快，即反應(yīng)速率，但正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以平衡常數(shù)，Ｃ不合理；D．80~85℃時，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到95.5%以上，且反應(yīng)速率較快，所以生產(chǎn)時反應(yīng)溫度宜控制在80~85℃，D合理；故選C。6．（2023秋·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末）1913年德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法，從而大太滿足了當(dāng)時日益增長的人口對糧食的需求。下圖是合成氨生產(chǎn)流程示意圖，下列說法不正確的是A．“干燥凈化”可以防止催化劑中毒B．“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率C．“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率D．“鐵觸媒”在生產(chǎn)過程中需使用外加熱源持續(xù)加熱【答案】D【解析】A．合成氨反應(yīng)的原料中含有能使催化劑中毒的雜質(zhì)，所以“干燥凈化”可以防止催化劑中毒，故A正確；B．合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，原料的轉(zhuǎn)化率增大，所以“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率，故B正確；C．氨氣易液化，冷卻時氨氣轉(zhuǎn)化為液氨，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，原料的轉(zhuǎn)化率增大，所以“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率，故C正確；D．合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“鐵觸媒”在生產(chǎn)過程中可以通過反應(yīng)放出的熱量和熱交換達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，不需使用外加熱源持續(xù)加熱，故D錯誤；故選D。7．（2023秋·江蘇南通·高二統(tǒng)考期末）工業(yè)上通常采用鐵觸媒、在和的條件下合成氨。合成氨的反應(yīng)為。下列說法正確的是A．的B．采用的高溫是有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率C．采用的高壓能增大反應(yīng)的平衡常數(shù)D．使用鐵觸媒可以降低反應(yīng)的活化能【答案】D【解析】A．正反向氣體分子總數(shù)減小，，A錯誤；B．采用的高溫是有利于提高催化劑活性、提供反應(yīng)速率，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡左移、平衡轉(zhuǎn)化率小，B錯誤；C．采用的高壓能增大反應(yīng)速率、能使平衡右移，但平衡常數(shù)只受溫度影響，故增壓不影響平衡常數(shù)，C錯誤；D．使用鐵觸媒可以降低反應(yīng)的活化能、加快反應(yīng)速率，D正確；答案選D。8．（2022秋·山西大同·高二統(tǒng)考期中）在硫酸工業(yè)中，通過下列反應(yīng)使氧化為：

。下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時的轉(zhuǎn)化率。下列說法錯誤的是溫度/℃平衡時的轉(zhuǎn)化率/%0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3A．從理論上分析，選擇溫度450-550℃，既利于平衡正向移動又利于提高反應(yīng)速率B．從理論上分析，為了使盡可能多地轉(zhuǎn)化為，應(yīng)選擇的條件是450℃，10MPaC．在實際生產(chǎn)中，為了降低成本采用常壓條件，因為常壓下的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了D．在實際生產(chǎn)中，通入過量的空氣，既利于平衡正向移動，又利于提高反應(yīng)速率【答案】A【解析】A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，從理論上分析，溫度越低越有利于平衡正向移動，但溫度過低反應(yīng)速率太小，且影響催化劑的催化活性，所以工業(yè)上選擇溫度450～550°C，主要原因是考慮催化劑的活性最佳，A錯誤；B．由表格數(shù)據(jù)可知450℃，10MPa，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率達(dá)99.7％，從理論上分析，為了使盡可能多地轉(zhuǎn)化為，應(yīng)選擇的條件是450℃，10MPa，B正確；C．反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動，所以從理論上分析，選擇高壓，但常壓下的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了，繼續(xù)增大壓強(qiáng)，雖然二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率會提高，但不明顯，且會增加設(shè)備成本，增大投資和能量消耗，在實際生產(chǎn)中，為了降低成本采用常壓條件，C正確；D．空氣的成本較低，在實際生產(chǎn)中，通入過量的空氣，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，從而可提高成本較高的二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，D正確；故答案選A。9．（2023春·江蘇連云港·高二統(tǒng)考期末）NO氧化成NO2的熱化學(xué)方程式為。對于反應(yīng)，下列說法正確的是A．該反應(yīng)的B．使用高效催化劑能提升的平衡轉(zhuǎn)化率C．反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為D．其他條件相同，減小的平衡轉(zhuǎn)化率上升【答案】C【解析】A．由于，所以的△H>0，該反應(yīng)是氣體增加的反應(yīng)，所以△S>0，故A錯誤；B．使用催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，故B錯誤；C．反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為正確。故C正確；D．其他條件相同，減小的平衡轉(zhuǎn)化率下降，NO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，故D錯誤；答案選C。10．（2022秋·江西南昌·高二南昌縣蓮塘第一中學(xué)校考階段練習(xí)）已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃70090083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4830℃時，向一個2L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反應(yīng)4s時測得C的物質(zhì)的量n(C)=0.04mol，下列說法正確的是A．4s時c(B)為0.76mol?L－1B．830℃達(dá)平衡時，A的轉(zhuǎn)化率為80%C．反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動D．降低溫度，反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)增大【答案】B【解析】A．反應(yīng)4s時測得C的物質(zhì)的量n(C)=0.04mol，則參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為0.04mol，c(B)==0.38mol?L－1，A不正確；B．830℃達(dá)平衡時，設(shè)參加反應(yīng)A的物質(zhì)的量為x，則可建立如下三段式：則，x=0.16mol，A的轉(zhuǎn)化率為=80%，B正確；C．由分析可知，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，C不正確；D．A(g)+B(g)C(g)+D(g)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，D不正確；故選B。11．（2022秋·山東青島）在3個初始溫度均為T℃的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)

△H<0。下列說法正確的是容器編號容器類型初始體積起始物質(zhì)的量/mol平衡時SO3物質(zhì)的量/molSO2O2SO3Ⅰ恒溫恒容1.0L2101.6Ⅱ絕熱恒容1.0L210aⅢ恒溫恒壓2.0L004bA．a(chǎn)>1.6B．b>0.8C．平衡時v正(SO2)：v(Ⅰ)<v(Ⅱ)D．若起始時向容器Ⅰ中充入1.0molSO2(g)、0.20molO2(g)和4.0molSO3(g)，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行【答案】C【解析】A．Ⅱ與Ⅰ初始投入量相同，Ⅱ為絕熱恒容容器，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Ⅱ隨著反應(yīng)的進(jìn)行容器溫度升高，平衡時相當(dāng)于對Ⅰ容器升高溫度，向逆方向移動，則平衡時SO3的物質(zhì)的量比Ⅰ小，即a<1.6，故A錯誤；B．對于Ⅰ中反應(yīng)，開始時n（SO2）=2mol，n（O2）=1mol，平衡時n（SO3）=1.6mol，若容器Ⅲ反應(yīng)是在恒溫恒容下進(jìn)行，其等效開始狀態(tài)是n（SO2）=4mol，n（O2）=2mol，物質(zhì)的量是Ⅰ的一倍，容器的容積也是Ⅰ的一倍，則二者為等效開始狀態(tài)，平衡時各種物質(zhì)的含量相同，則平衡時SO3的物質(zhì)的量是3.2mol，但由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ是在恒溫恒壓下進(jìn)行，反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開始，反應(yīng)發(fā)生使氣體的壓強(qiáng)增大，為維持壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于在Ⅰ平衡的基礎(chǔ)上擴(kuò)大容器的容積而導(dǎo)致減小壓強(qiáng)，減小壓強(qiáng)化學(xué)平衡逆向移動，因此反應(yīng)Ⅲ中達(dá)到平衡時SO3的物質(zhì)的量比1.6mol要少，即b<1.6，故B錯誤；C．Ⅱ為絕熱容器，隨著反應(yīng)的進(jìn)行容器溫度升高，溫度升高反應(yīng)速率加快，則平衡時的正反應(yīng)速率：v(Ⅰ)<v(Ⅱ)，故C正確；D．反應(yīng)三段式為平衡常數(shù)K==80，容器Ⅰ中充入1.0molSO2(g)、0.2molO2(g)和4.0molSO3(g)的濃度商Qc==80=K，達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)不移動，故D錯誤；故選C。12．（2023春·江蘇泰州·高二姜堰中學(xué)?？计谥校┍榻?jīng)催化脫氫制丙烯的反應(yīng)為C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)。600℃，將固定濃度的C3H8通入有催化劑的恒容反應(yīng)器，逐漸提高CO2濃度，經(jīng)相同時間，測得出口處C3H6、CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是A．丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=B．c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因：CO2+H2CO+H2OC．其他條件不變，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8轉(zhuǎn)化率越小D．若體系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，則出口處物質(zhì)濃度c之間一定存在關(guān)系：2c(C3H6)=2c(H2)+c(CO)+2c(H2O)【答案】D【解析】A．根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義式，丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=，A正確；B．丙烷催化脫氫生成的氫氣會與CO2反應(yīng)生成CO和H2O，因此丙烯的濃度變化基本不受二氧化碳濃度的影響，而H2的濃度隨著二氧化碳濃度的增大而趨于一個定值，B正確；C．其他條件不變，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，說明丙烷的相對濃度越大，丙烷濃度增大使其轉(zhuǎn)化率減小，C正確；D．根據(jù)丙烷催化脫氫制丙烯的反應(yīng)可知，生成的丙烯和氫氣的物質(zhì)的量相同，而CO2+H2CO+H2O，則有c(C3H6)=c(H2)+c(CO)+c(H2O)，D錯誤；故答案選D。二、填空題13．（2022秋·陜西寶雞·高二?？计谥校㊣.CO2可用來生產(chǎn)燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49kJ·mol-1。在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和2molH2，一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測得的濃度隨時間的變化如表所示：時間/0351015濃度/mol/L00.30.450.50.5(1)H2的平衡轉(zhuǎn)化率=。該條件下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(2)下列措施中能使平衡體系中增大且不減慢化學(xué)反應(yīng)速率的是_______。A．升高溫度 B．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大C．再充入1molH2 D．將H2O(g)從體系中分離出去(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，H2的物質(zhì)的量濃度為c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后，H2的物質(zhì)的量濃度為c2，則c1c2(填“>”、“＜”或“=”)。(4)要提高CO2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是(填序號)。A．加入催化劑B．增大CO2的濃度C．通入惰性氣體D．通入H2E.分離出甲醇(5)T℃時，向恒容密閉容器中充入CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H。在使用不同催化劑時，相同時間內(nèi)測得CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下圖所示。則催化效果最佳的是催化劑(填“I”、“II”或“III”)。如果a點已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則b點的v正v逆(填“>”、“<”或“=”)，c點轉(zhuǎn)化率比a點低的原因是?！敬鸢浮?1)75%4(2)C(3)＜(4)DE(5)Ⅰ＞該反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動【解析】（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，甲醇平衡時的濃度為0.5mol/L，依據(jù)反應(yīng)方程式可知，達(dá)到平衡時，消耗氫氣的濃度為0.5mol/L×3=1.5mol/L，氫氣平衡時的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%，達(dá)到平衡時c(CH3OH)=c(H2O)=0.5mol/L，c(CO2)=(1mol/L－0.5mol/L)=0.5mol/L，c(H2)=(2mol/L－1.5mol/L)=0.5mol/L，平衡常數(shù)K==4；故答案為75%；4；（2）A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，甲醇的物質(zhì)的量減小，二氧化碳物質(zhì)的量增大，即升高溫度，該比值減小，故A不符合題意；B．恒容狀態(tài)下，充入He(g)，體系壓強(qiáng)增大，但組分濃度不變，化學(xué)平衡不移動，該比值不變，故B不符合題意；C．再充入1mol氫氣，濃度增大，反應(yīng)速率加快，增加反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，甲醇物質(zhì)的量增大，二氧化碳物質(zhì)的量減小，該比值增大，故C符合題意；D．將水蒸氣從體系中分離出來，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，故D不符合題意；故答案為C；（3）達(dá)到平衡時，再通入氫氣，雖然平衡向正反應(yīng)方向移動，但氫氣濃度比原平衡大，即c1＜c2；故答案為＜；（4）A．加入催化劑，對化學(xué)平衡移動無影響，即CO2的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故A不符合題意；B．增大CO2的濃度，平衡雖然向正反應(yīng)方向移動，但CO2的轉(zhuǎn)化率降低，故B不符合題意；C．恒容狀態(tài)下，通入惰性氣體，雖然氣體壓強(qiáng)增大，但組分濃度不變，化學(xué)平衡不移動，即二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變，故C不符合題意；D．通入氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，故D符合題意；E．分離出甲醇，平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，故E符合題意；故答案為DE；（5）根據(jù)圖中可知，相同溫度下，催化劑Ⅰ的催化效果最大，即催化效果最佳的是催化劑Ⅰ；a點達(dá)到平衡，加入催化劑，對化學(xué)平衡移動無影響，b點沒有達(dá)到平衡，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即v正＞v逆；a點達(dá)到平衡，c點也是平衡點，但c點溫度高于a點，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低；故答案為Ⅰ；＞；該反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動。14．（2023春·上海徐匯·高二上海市第二中學(xué)?？茧A段練習(xí)）化學(xué)科學(xué)家采用丙烯歧化法制取乙烯和丁烯的反應(yīng)原理為。向恒溫反應(yīng)器中加入一定量的，生成的物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如表所示：反應(yīng)時間/min0510152025的物質(zhì)的量00.81.21.51.5(1)；容器初始壓強(qiáng)為p0KPa；平衡壓強(qiáng)=KPa。內(nèi)的平均反應(yīng)速率為。(2)該條件下，任寫一個能說明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的證據(jù)。(3)將置于體積為恒容反應(yīng)器，反應(yīng)進(jìn)行時丙烯的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖：

①該反應(yīng)的0(填“>”或“<”)。②時(保留小數(shù)點后兩位)。③時若繼續(xù)加入，再次達(dá)到平衡后，乙烯體積分?jǐn)?shù)為?！敬鸢浮?1)1.5p00.12mol/(L·min)(2)C2H4的物質(zhì)的量不變、C2H4的體積分?jǐn)?shù)不變，的生成速率等于的消耗速率等(3)<0.1120%【解析】（1）由表格數(shù)據(jù)可知，1.5min后C2H4物質(zhì)的量沒有發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡，故20min時，C2H4物質(zhì)的量不變?nèi)詾?.5mol，a=1.5；該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)不變，平衡壓強(qiáng)=初始壓強(qiáng)=p0；內(nèi)的平均反應(yīng)速率=2v(C2H4)==0.12mol/(L·min)。（2）上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的證據(jù)有：C2H4的物質(zhì)的量不變、C2H4的體積分?jǐn)?shù)不變，的生成速率等于的消耗速率等。（3）①由圖可知，升高溫度，丙烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，<0；②T3時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，且由圖丙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為40%，平衡常數(shù)K=；③再加入2mol丙烯，K=，解得x=0.4，故乙烯體積分?jǐn)?shù)為=20%。15．（2023秋·河南駐馬店·高二統(tǒng)考期末）金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4，再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：(i)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H1=+172kJ?mol-1，Kp1=1.0×10-2(ii)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H2=-51kJ?mol-1，Kp2=1.2×1012Pa①對于直接氯化反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，平衡移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率(填“變大”“變小”或“不變”)。②直接氯化的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)小于碳氯化，其原因是。(2)在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl2按物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。①反應(yīng)C(s)+CO2(g)CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)=Pa(≈8.5)。②圖中顯示，在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4，但實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度，其原因是。(3)TiO2直接氯化和碳氯化都屬于“氣—固”反應(yīng)，工業(yè)生產(chǎn)中有利于“氣—固”充分接觸的措施是?！敬鸢浮?1)不變大直接氯化的體系是氣體分子數(shù)不變、且是吸熱過程，而碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，△H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據(jù)與焓判據(jù)均是自發(fā)過程(2)850為了提高反應(yīng)速率，在相同時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品，提高效益(3)將固體粉碎后加入反應(yīng)容器，鼓入Cl2吹起固體反應(yīng)物，使固體粉末“沸騰”【解析】（1）①對于直接氯化反應(yīng)，反應(yīng)后氣體分子數(shù)不變，依據(jù)勒夏特列原理，增大壓強(qiáng)，平衡往氣體分子數(shù)減少的方向移動，即平衡不移動；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡往吸熱方向移動，即向右移動，則平衡轉(zhuǎn)化率變大；②碳氯化的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接氯化，因為碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，?H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據(jù)與焓判據(jù)均是自發(fā)過程，而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變、且是吸熱過程；（2）①從圖中可知，1400℃，體系中氣體平衡組成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，Cl2是0，反應(yīng)C(s)+CO2(g)=CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)===850；②實際生產(chǎn)中需要綜合考慮反應(yīng)的速率、產(chǎn)率等，以達(dá)到最佳效益，實際反應(yīng)溫度遠(yuǎn)高于200℃，就是為了提高反應(yīng)速率，在相同時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品，提高效益。（3）固體顆粒越小，比表面積越大，反應(yīng)接觸面積越大。有利于TiO2–C“固-固”接觸，可將兩者粉碎后混合，同時鼓入Cl2吹起固體反應(yīng)物，使固體粉末“沸騰”，增大接觸面積。16．（2023春·廣東深圳·高二深圳市龍華中學(xué)?？计谥校┕I(yè)利用、催化合成氨實現(xiàn)了人類“向空氣中要面包”的夢想。(1)原料氣(含、、CO)中的CO能被催化劑吸附，需經(jīng)過銅氨液處理除去，反應(yīng)為：。①除去原料氣中CO的理由是。②為提高CO吸收率，應(yīng)選擇的條件為。A．高溫高壓B．高溫低壓C．低溫高壓D．低溫低壓③中的配體為(2)研究發(fā)現(xiàn)鐵催化劑表面上合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在鐵催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。合成氨反應(yīng)：的(用圖中字母表示)。(3)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可表達(dá)為：，其中為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(0.1MPa)，、和分別為各組分的平衡分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。若和起始物質(zhì)的量之比為1∶3，反應(yīng)在恒溫、恒壓(10MPa)下進(jìn)行，平衡時轉(zhuǎn)化率為50%，則(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)防止催化劑中毒CNH3、CO(2)-(a-b)(3)0.00053【解析】（1）①原料氣(含、、CO)中的CO能被催化劑吸附，為防止催化劑中毒，需除去原料氣中CO；②，正反應(yīng)放熱，降低溫度平衡正向移動，正反應(yīng)氣體系數(shù)和減小，增大壓強(qiáng)平衡正向移動，為提高CO吸收率，應(yīng)選擇的條件為低溫高壓，故選C。③中NH3、CO與Cu+形成配位鍵，所以配體為NH3、CO；（2）①根據(jù)圖示，生成1mol氨氣放熱(a-b)kJ，合成氨反應(yīng)：的-(a-b)。（3）0.00053。第3課第1課時電離平衡課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．從電離、離子反應(yīng)、化學(xué)平衡的角度認(rèn)識電解質(zhì)水溶液的組成、性質(zhì)和反應(yīng)。2．認(rèn)識弱電解質(zhì)在水溶液中存在的電離平衡。3．了解電離平衡常數(shù)的含義。1．能根據(jù)實驗現(xiàn)象辨識強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，認(rèn)識弱電解質(zhì)的電離特點及其溶液的組成等。2．能理解電離平衡的特點，運用動態(tài)平衡的觀點分析濃度、溫度等條件變化對電離平衡的影響，利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行分析和計算。自主梳理一、強(qiáng)弱電解質(zhì)1．電解質(zhì)和非電解質(zhì)2．強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)（1）（2）二、弱電解質(zhì)的電離平衡1．弱電解質(zhì)的電離平衡在一定條件下(如溫度和濃度)，弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率時，電離過程達(dá)到電離平衡狀態(tài)。2．弱電解質(zhì)電離平衡的建立3．電解質(zhì)的電離方程式(1)強(qiáng)電解質(zhì)完全電離，用“”表示；弱電解質(zhì)部分電離，用“”表示。(2)示例①NH3·H2O：。②H2SO3：，。③Cu(OH)2：。④NaHCO3：。三、電離平衡常數(shù)1．含義：電離平衡的平衡常數(shù)叫做電離常數(shù)，用K表示。2．表示方法：對于K＝。3．K的意義：它能表示弱電解質(zhì)的電離能力。(1)溫度一定時，K越大，弱電解質(zhì)的電離程度越大，K，弱電解質(zhì)的；(2)多元弱酸每步電離都有電離常數(shù)，分別表示為等，這些常數(shù)間的關(guān)系為。預(yù)習(xí)檢測1．下列說法中，可以證明醋酸是弱電解質(zhì)的是A．醋酸溶液連接到一電路中，發(fā)現(xiàn)燈泡較暗B．某溫度下，等濃度的醋酸溶液和鹽酸，醋酸溶液中水電離出的H+濃度較大C．50mL的醋酸溶液恰好中和5mL的NaOH溶液D．某溫度下，等濃度的醋酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉溶液的pH較大2．下列有關(guān)電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的分類正確的是選項ABCD電解質(zhì)CuCO2NaClNaOH強(qiáng)電解質(zhì)HClBa(OH)2HClO4BaSO4弱電解質(zhì)CH3COOHH2OCu(OH)2氨水A．A B．B C．C D．D3．下列物質(zhì)的電離方程式書寫正確的是A．Ba(OH)2=Ba2++(OH) B．H2CO32H++COC．NaHCO3=Na++H++CO D．NaHSO4=Na++H++SO4．下列實驗事實不能證明醋酸是弱電解質(zhì)的是A．常溫下，測得0.1mol?L醋酸溶液的pH約為3B．常溫下，測得0.1mol?L醋酸鈉溶液的pH約為8C．常溫下，的醋酸溶液和的溶液等體積混合，溶液呈酸性D．相同pH的醋酸溶液和鹽酸分別與同樣顆粒大小的鋅反應(yīng)，產(chǎn)生的起始速率相等5．常溫下向0.1HF溶液中加入少量水，下列各項增大的是①水的電離程度

②

③

④A．③④ B．①②④ C．①② D．僅有①6．對比觀察下表數(shù)據(jù)，從中獲得的有關(guān)結(jié)論不正確的是25℃幾種酸的Ka不同溫度下CH3COOH的KaHF6.3×10-40℃1.66×10-5HClO4.0×10-810℃1.73×10-5HCN6.2×10-1025℃1.75×10-5A．表中的酸都是弱酸B．25℃時，用水稀釋次氯酸溶液，酸性變?nèi)酰琄a變小C．電離常數(shù)Ka與溫度有關(guān)，但Ka隨溫度的變化不大D．推測常溫下不可發(fā)生反應(yīng)：探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)【情境材料】常溫下，取相同體積、濃度均為0.1mol·L－1的鹽酸和醋酸，比較它們pH的大小，試驗其導(dǎo)電能力，并分別與等量鎂條反應(yīng)。觀察、比較并記錄現(xiàn)象如下表：酸0.1mol·L－1鹽酸0.1mol·L－1醋酸pH1>1導(dǎo)電能力強(qiáng)弱與鎂條反應(yīng)劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡【問題探究】1．常溫下濃度均為0.1mol·L－1的鹽酸和醋酸溶液中，c(H＋)相同嗎？你能根據(jù)二者的pH判斷其電離程度嗎？2．電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力與什么有關(guān)？為什么同濃度的醋酸溶液的導(dǎo)電能力比鹽酸的弱？3．等量的鎂與同等濃度的鹽酸和醋酸反應(yīng)的速率不相同，說明了兩種溶液中哪種離子的濃度不同？4．通過以上實驗得出的實驗結(jié)論是什么？請判斷HCl、CH3COOH中哪種物質(zhì)是弱電解質(zhì)。要點歸納1．強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念(1)強(qiáng)電解質(zhì)：在水中能夠全部電離的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。(2)弱電解質(zhì)：在水中只有部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)。2．電解質(zhì)的分類(1)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其溶解性無關(guān)某些鹽如BaSO4、CaCO3等，雖難溶于水卻是強(qiáng)電解質(zhì)；而如CH3COOH、NH3·H2O盡管易溶于水，卻部分電離，是弱電解質(zhì)。(2)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶液的導(dǎo)電能力沒有必然聯(lián)系溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱由溶液中自由離子的濃度和離子所帶電荷的多少決定，很稀的強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力很弱，濃度較大的弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力可能較強(qiáng)，因此弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定弱。(3)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與化學(xué)鍵沒有必然聯(lián)系一般強(qiáng)電解質(zhì)中含有離子鍵或強(qiáng)極性共價鍵，但含有強(qiáng)極性共價鍵的化合物不一定是強(qiáng)電解質(zhì)，如HF就是弱電解質(zhì)。典例精講【例1】（2023秋·廣西玉林·高二統(tǒng)考期末）下列關(guān)于電解質(zhì)的說法正確的是A．氯化鈉溶液能導(dǎo)電，所以溶液是電解質(zhì)B．液態(tài)不導(dǎo)電，所以不是電解質(zhì)C．難溶于水，所以是弱電解質(zhì)D．同種電解質(zhì)的溶液，濃度大的可能比濃度小的導(dǎo)電性差【例2】（2023春·四川內(nèi)江·高二四川省內(nèi)江市第六中學(xué)校考期中）常溫下，下列實驗一定能證明HA為弱電解質(zhì)的是A．0.1mol/LNaA溶液的pH>7B．0.1mol/LHA溶液中滴入石蕊試液呈紅色C．蛋殼浸泡在0.1mol/LHA溶液中有氣體放出D．HA溶液的導(dǎo)電性很弱【例3】（2023春·四川綿陽·高二統(tǒng)考階段練習(xí)）對室溫下pH和體積均相同的