第7章 专项突破14 化学平衡的调控在化工生产中的重要作用.doc

(十四)化学平衡的调控在化工生产中的重要作用 (对应学生用书第137页) 考纲知识整合实例工业合成氨的原理与条件选择1反应原理N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1反应特点：反应为可逆反应；正反应为放热反应；反应物、生成物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。2反应条件的选择反应条件对化学反应速率的 影响对平衡混合物中氨含量的影响合成氨条件的选择增大压强增大反应速率平衡正向移动，提高平衡混合物中氨的含量压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备的要求高。故采用10 MPa30 MPa的高压升高温度增大反应速率平衡逆向移动，降低平衡混合物中氨的含量温度要适宜，既要保证反应有较快的速率，又要使反应物的转化率不能太低。故采用400500 左右的温度，并且在该温度下催化剂的活性最大使用催化剂增大反应速率没有影响工业上一般选用铁触媒作催化剂3. 原料气的充分利用合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中采用循环操作的方法可提高原料的利用率。高考命题点突破命题点1化工生产中条件的调控1某工业生产中发生反应：2A(g)B(g) 2M(g)Hp2p3，对于有气体参与的反应，其他条件相同时，压强越大，反应速率越快。(2)乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等，故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。(4)根据题图，p1 MPa、80 时乙酸乙酯的产率最大，为较适宜的生产条件。根据平衡移动原理，通入乙烯气体或增大压强，均可提高乙酸乙酯的合成速率和产率。【答案】(1)v(p1)v(p2)v(p3)其他条件相同时，对于有气体参与的反应，压强越大化学反应速率越快(2)30%(3)由图象可知，p1 MPa、80 时反应已达平衡且正反应放热，故压强不变升高温度平衡逆向移动，产率下降(4)p1 MPa、80 通入乙烯气体或增大压强备选考点| “等效平衡”在平衡状态比较中的应用(教师选讲)考纲知识整合1等效平衡的概念在相同条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，同一可逆反应体系，不管是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。2等效平衡的类型等效类型条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压反应的特点任何可逆反应反应前后气体分子数相等任何可逆反应起始投料换算为化学方程式同一边物质， 其“量”相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例平衡特点质量分数(w%)相同相同相同浓度(c)相同成比例相同(气体)物质的量(n)相同成比例成比例3. 实例在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g) HQ1 kJmol1(Q10)，起始物质的量如表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？。(2)达到平衡后，放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为Q2Q3Q1。(3)其他条件不变，当D为固体时，上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？。(4)将“恒温恒容”改为“恒温恒压”，A上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？。B达平衡后放出的热量分别为Q1和Q2，则Q1与Q2的关系Q22Q1。4平衡状态比较的三种思维模板(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 (3)恒温恒容与恒温恒压条件平衡比较模式(起始量相同)高考命题点突破命题点1同温同容条件下等效平衡的应用1(2018石家庄模拟)同温度下，体积均为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.6 kJ/mol。测得数据如表：容器编号起始时各物质的物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化N2H2NH323027.78 kJ1.61.80.8Q下列叙述不正确的是() 【导学号：97500130】A容器、中反应达平衡时压强相等B容器中反应开始时v(正)v(逆)C容器中反应达平衡时，吸收的热量Q为9.26 kJD若条件为“绝热恒容”，容器中反应达平衡时n(NH3)0.6 molB根据容器中反应达到平衡时能量的变化可知，该反应中转化的N2为0.3 mol，因此根据三段式法可得 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)起始/(mol) 2 3 0转化/(mol) 0.3 0.9 0.6平衡/(mol) 1.7 2.1 0.6故平衡常数K0.0230.069，因此容器中反应向逆反应方向进行，v(正)”“”或“”)。【解析】(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，当它们的压强相等达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质