高三化学一轮复习 2.3.7工业化学及化学反应进行的方向教学案 苏教版

3.2 化学平衡 ( 7工业化学 )【归纳与整理】一、工业化学-合成氨的工业空气水分离液化空气N2O2C + O2 = CO2H2NH3CO2煤提供热量C + H2O CO + H2CO + H2O CO2 + H2压缩 1原料气的准备 思考 怎样以空气、水和煤为原料，制备硝酸铵。写出有关化学反应方程式。 _ 2合成氨工业条件的选择 请根据反应特点：N2 + 3H2 2NH3 (H0)，说明合成氨工业选择合适条件的依据。 改变条件化学反应速率化学平衡生产措施浓度压强温度催化剂 总结合成氨的条件：_。3合成氨反应达平衡时平衡混合物中NH3所占的体积分数 n(N2) : n(H2) = 1 : 3 压强(MPa)温度()0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.27184.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4 *根据上表中的有关数据，计算在500、20MPa条件下合成氨反应达到平衡时，N2的转化率为_；列出由NH3的体积分数（a %）计算N2的转化率的一般表达式_。二、化学反应进行的方向1自发过程（1）含义：在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程。（2）特点： 体系趋向于从 状态转变为 状态。 在密闭条件下，体系趋向于从 状态转变为 状态。2化学反应方向的判据（1）焓判据 用 判断反应进行的方向。 焓减原理：自发反应的H 0，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。（2）熵判据 用 判断反应进行的方向。自发反应的S 0 熵：描述体系 的物理量，用符号S表示 熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。大多数熵增加反应都能自发进行，且反应的熵增加越多，体系混乱度增加越多，反应越完全。产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ S 0），为熵增加反应。 熵的大小：在同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：气态 液态 固态（3）焓判断和熵判断的复合判据（自由能变化）: G=HT SHTS0 反应 HTS = 0 反应 HTS0 反应 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向HTS0的方向进行，直至达到平衡状态。【例1】化学工业在国民经济中占有极其重要的地位，江苏省是国内最早的硫酸生产基地之一。（1）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 （填写序号）。 A矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B使用V2O5作催化剂C接触室中不使用很高的温度 D净化后炉气中要有过量的空气E接触氧化在常温下进行 F吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3（2）在537时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2（g）、1molO2（g），此时容器的体积为200L，压强为1.01105Pa。向容器中加入固体催化剂，并保持恒温恒压，发生反应：2SO2 + O2 2SO3，达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题： 从理论上看，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。但工业上二氧化硫催化氧化采用常压而不用高压，主要的原因是 。 保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3，并加入固体催化剂，则平衡时SO2的体积分数是 ，此时平衡混合气体的体积是 。 温度仍保持537，容器的体积保持200L不变。充入amol SO2和bmolO2，并加入固体催化剂，反应达到平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01105Pa。若a:b2:1，则a= 。（3）硫酸工业的尾气中含有少量的SO2，常加氨水吸收后再加硫酸回收SO2，同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为 。【基本练习】 化学反应进行的方向1下列过程是非自发的是A水由高处向低处流 B天然气的燃烧C铁在潮湿空气中生锈 D室温下水结成冰2自发进行的反应一定是A吸热反应 B放热反应C熵增加反应 D熵增加或者放热反应3下列说法正确的是A凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的B自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变C自发反应在恰当条件下才能实现D自发反应在任何条件下都能实现4250和1.01105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g） H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是A是吸热反应 B是放热反应C是熵减少的反应 D熵增大效应大于能量效应5以下自发反应可用能量判据来解释的是A硝酸铵自发地溶于水B2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H= -571.6 kJ/mol C(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H= +74.9 kJ/molD2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H= +56.7kJ/mol6下列反应中，熵减小的是A(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) B2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C2CO(g)2C(s)O2(g) DMgCO3(s)MgO(s)CO2(g) 工业化学1乙酸蒸气能形成二聚分子：2CH3COOH(g) (CH3COOH)2(g) ，H0。现欲测定乙酸的式量，应采取的措施是 A高温低压 B低温高压 C低温低压 D高温高压2有平衡体系CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g），H0。为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是 A高温、高压 B适宜温度、高压、催化剂 C低温、低压 D低温、高压、催化剂3将物质的量之比为1:3的N2和H2混合，在一定条件下进行合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3， 请说明采取下列措施，对化学平衡所产生的影响。 （1）使用催化剂_；（2）及时分离出NH3_； （3）等温等容条件下充