化學(xué)第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第2講 化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)

第第2講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)【2019備考】備考】最新考綱最新考綱：1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2.了解化學(xué)平衡建立的過程，掌握化學(xué)平衡了解化學(xué)平衡建立的過程，掌握化學(xué)平衡的概念。的概念。3.理解外界條件理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。領(lǐng)域中的重要作用?？键c(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)考點(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)(頻數(shù)：頻數(shù)：難度：難度：)相等相等不變不變(2)建立過程建立過程在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下：在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下：以上過程可用下圖以上過程可用下圖表示：表示：(3)平衡特點(diǎn)平衡特點(diǎn)可逆可逆v(正正)v(逆逆)濃度或百分含量濃度或百分含量答案答案(1)(2)(3)(4)答案答案B答案答案(3)探源：探源：本考題源于教材本考題源于教材RJ選修選修4 P26“化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)”，對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及，對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及其判斷依據(jù)進(jìn)行了考查。其判斷依據(jù)進(jìn)行了考查。解析解析A項(xiàng)，可逆反應(yīng)則反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物；項(xiàng)，可逆反應(yīng)則反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物；B項(xiàng)，達(dá)平衡時(shí)，項(xiàng)，達(dá)平衡時(shí)，v(正正)、v(逆逆)相等但不為零；相等但不為零；C項(xiàng)，從正向開始的反應(yīng)，正反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度降低而減項(xiàng)，從正向開始的反應(yīng)，正反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度降低而減小，逆反應(yīng)速率隨生成物濃度升高而增大，達(dá)平衡時(shí)，小，逆反應(yīng)速率隨生成物濃度升高而增大，達(dá)平衡時(shí)，v(正正)v(逆逆)；D項(xiàng)，工業(yè)生項(xiàng)，工業(yè)生產(chǎn)上既要提高原料的轉(zhuǎn)化率，又要提高生產(chǎn)效率，應(yīng)同時(shí)考慮反應(yīng)的限度和化學(xué)反產(chǎn)上既要提高原料的轉(zhuǎn)化率，又要提高生產(chǎn)效率，應(yīng)同時(shí)考慮反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面的問題。應(yīng)速率兩方面的問題。答案答案B2.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)Y2(g) 2Z(g)，已知，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為的起始濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度可能是物質(zhì)的濃度可能是()A.Z為為0.3 molL1B.Y2為為0.4 molL1C.X2為為0.2 molL1D.Z為為0.4 molL1解析解析若若X2完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為Z，則，則X2、Y2、Z的濃度分別是的濃度分別是0 molL1、0.2 molL1、0.4 molL1；若；若Z完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2，則，則X2、Y2、Z的濃度分別是的濃度分別是0.2 molL1、0.4 molL1、0 molL1；反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，所以，；反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，所以，0c(X2)0.2 molL1，0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1，0c(Z)0.4 molL1。答案答案A【練后歸納】【練后歸納】極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目上述題目2可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2(0，0.2)，Y2(0.2，0.4)，Z(0，0.4)。解析解析生成生成CO的物質(zhì)的量等于生成的物質(zhì)的量等于生成CO2的物質(zhì)的量，但是時(shí)間不一定相等，故的物質(zhì)的量，但是時(shí)間不一定相等，故CO正、逆反應(yīng)速率不一定相等，正、逆反應(yīng)速率不一定相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體總質(zhì)量由小到大，當(dāng)保持不變時(shí)達(dá)到項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體總質(zhì)量由小到大，當(dāng)保持不變時(shí)達(dá)到平衡，平衡，B項(xiàng)正確；氣體總物質(zhì)的量始終不變，故氣體壓強(qiáng)始終不變，項(xiàng)正確；氣體總物質(zhì)的量始終不變，故氣體壓強(qiáng)始終不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氧項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化銅為固態(tài)，其濃度始終不變，化銅為固態(tài)，其濃度始終不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案答案B4.(2018湖北宜昌模擬湖北宜昌模擬)苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單體之一。在工業(yè)上，苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單體之一。在工業(yè)上，苯乙烯可由乙苯和苯乙烯可由乙苯和CO2催化脫氫制得：催化脫氫制得：在溫度為在溫度為T1時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.5。在。在2 L密閉容器中加入乙苯密閉容器中加入乙苯(g)與與CO2，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0 mol，請(qǐng)回答下列問題：，請(qǐng)回答下列問題：(1)該時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)該時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)_(填填“已達(dá)到已達(dá)到”或或“未達(dá)到未達(dá)到”)平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。(2)下列能說明乙苯與下列能說明乙苯與CO2在該條件下反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是在該條件下反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_(填字母填字母)。a.v正正(CO2)v逆逆(CO2)b.c(CO2)c(CO)0.5 mol/Lc.混合氣體的密度不變混合氣體的密度不變d.CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變的體積分?jǐn)?shù)保持不變(3)若將反應(yīng)改為恒壓絕熱條件下進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，則乙苯的物質(zhì)的量濃度若將反應(yīng)改為恒壓絕熱條件下進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，則乙苯的物質(zhì)的量濃度_(填字母填字母)。a.大于大于0.5 mol/Lb.小于小于0.5 mol/Lc.等于等于0.5 mol/Ld.無法確定無法確定答案答案(1)已達(dá)到已達(dá)到(2)ad(3)d【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)志判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)志1.兩方法兩方法逆向相等、變量不變逆向相等、變量不變(1)“逆向相等逆向相等”：反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率，一個(gè)是逆反應(yīng)的速率，且：反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率，一個(gè)是逆反應(yīng)的速率，且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。(2)“變量不變變量不變”：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài)；一：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài)；一個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。2.兩標(biāo)志兩標(biāo)志本質(zhì)標(biāo)志、等價(jià)標(biāo)志本質(zhì)標(biāo)志、等價(jià)標(biāo)志考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng)與等效平衡考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng)與等效平衡(頻數(shù)：頻數(shù)：難度：難度：)1.化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)平衡移動(dòng)就是由一個(gè)平衡移動(dòng)就是由一個(gè)“平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)”的過程。一定條件的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，平衡可能發(fā)生移動(dòng)，如下所示：下的平衡體系，條件改變后，平衡可能發(fā)生移動(dòng)，如下所示：2.化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系v正正v逆逆，平衡向，平衡向_移動(dòng)；移動(dòng)；v正正v逆逆，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)， _平衡移動(dòng)平衡移動(dòng) ；v正正甲丙甲丙B.甲甲乙乙丙丙丁丁C.乙甲乙甲丁丙丁丙D.丁丁丙丙乙乙甲甲解析解析四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物(CO2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CO)相對(duì)于甲和丙提高，故有乙丁相對(duì)于甲和丙提高，故有乙丁甲丙。甲丙。答案答案A解析解析兩平衡的溫度相同，故平衡常數(shù)兩平衡的溫度相同，故平衡常數(shù)KK，兩容器中的反應(yīng)物都可以轉(zhuǎn)化為，兩容器中的反應(yīng)物都可以轉(zhuǎn)化為1 mol N2和和3 mol H2，故兩個(gè)平衡是等效平衡，且兩平衡中，故兩個(gè)平衡是等效平衡，且兩平衡中H2的百分含量相同，但的百分含量相同，但反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，平衡反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，平衡中已經(jīng)有一部分中已經(jīng)有一部分NH3，反應(yīng)放出的熱量：，反應(yīng)放出的熱量：QQ，且都小于，且都小于92.3 kJ，N2的轉(zhuǎn)化率：平衡的轉(zhuǎn)化率：平衡平衡平衡。答案答案B試題分析試題分析兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460 ，低于，低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率_(填填“是是”或或“不是不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是斷理由是_；高于高于460 時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標(biāo)號(hào)雙選，填標(biāo)號(hào))。A.催化劑活性降低催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大平衡常數(shù)變大C.副反應(yīng)增多副反應(yīng)增多D.反應(yīng)活化能增大反應(yīng)活化能增大考查意圖：考查意圖：本題以本題以“丙烯氨氧化法丙烯氨氧化法”生產(chǎn)一種重要的有機(jī)化工原料生產(chǎn)一種重要的有機(jī)化工原料丙烯腈為背景，丙烯腈為背景，綜合考查了化學(xué)反應(yīng)方向的判斷、反應(yīng)條件的控制、影響化學(xué)平衡的因素、平衡常數(shù)綜合考查了化學(xué)反應(yīng)方向的判斷、反應(yīng)條件的控制、影響化學(xué)平衡的因素、平衡常數(shù)K與溫度與溫度T的關(guān)系、活化能與溫度的關(guān)系、簡(jiǎn)單物質(zhì)的量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。題目應(yīng)用的關(guān)系、活化能與溫度的關(guān)系、簡(jiǎn)單物質(zhì)的量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。題目應(yīng)用物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理和規(guī)律，從物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理和規(guī)律，從“物質(zhì)變化是有條件的物質(zhì)變化是有條件的”角度來分析化學(xué)反應(yīng)條件角度來分析化學(xué)反應(yīng)條件的控制以及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化；通過對(duì)圖像的觀察，從的控制以及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化；通過對(duì)圖像的觀察，從“模型模型”、“分類與比較分類與比較”、“定性與定量定性與定量”、“化學(xué)與社會(huì)和諧發(fā)展化學(xué)與社會(huì)和諧發(fā)展”的角度考查考生結(jié)合已有知識(shí)進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)的角度考查考生結(jié)合已有知識(shí)進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)換、加工信息和正確表達(dá)思維歷程及結(jié)論的能力。試題以實(shí)際生產(chǎn)為背景，體現(xiàn)了新?lián)Q、加工信息和正確表達(dá)思維歷程及結(jié)論的能力。試題以實(shí)際生產(chǎn)為背景，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系的要求，體現(xiàn)了化學(xué)的學(xué)科價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，考課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系的要求，體現(xiàn)了化學(xué)的學(xué)科價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，考查了查了“綠色應(yīng)用綠色應(yīng)用”的化學(xué)核心素養(yǎng)。試題以多種方式呈現(xiàn)信息，有利于不同思維習(xí)慣的化學(xué)核心素養(yǎng)。試題以多種方式呈現(xiàn)信息，有利于不同思維習(xí)慣的考生快速攝取關(guān)鍵信息；試題設(shè)問靈活，有利于考生多元化思維的發(fā)揮。題目要求的考生快速攝取關(guān)鍵信息；試題設(shè)問靈活，有利于考生多元化思維的發(fā)揮。題目要求考生具有思維的深刻性、敏捷性、批判性和獨(dú)創(chuàng)性，具有接受、吸收和整合化學(xué)信息考生具有思維的深刻性、敏捷性、批判性和獨(dú)創(chuàng)性，具有接受、吸收和整合化學(xué)信息的能力以及分析和解答的能力以及分析和解答(解決解決)化學(xué)問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為化學(xué)問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.34。解題思路：解題思路：化學(xué)反應(yīng)的方向的判斷也就是化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的問題，可以通過焓化學(xué)反應(yīng)的方向的判斷也就是化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的問題，可以通過焓判據(jù)做出判斷。因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)，故兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很判據(jù)做出判斷。因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)，故兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大。因?yàn)樵摲磻?yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于提高丙大。因?yàn)樵摲磻?yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率，由圖烯腈的平衡產(chǎn)率，由圖(a)可知，提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑；由于可知，提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑；由于反應(yīng)反應(yīng)的的H0，升高溫度，升高溫度，K減小，而圖減小，而圖(a)中的產(chǎn)率增大，因此圖中的產(chǎn)率增大，因此圖(a)中低于中低于460 的產(chǎn)率，不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；溫度升高，的產(chǎn)率，不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；溫度升高，K減少，活化能不變，故高于減少，活化能不變，故高于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率降低可能是催化劑的活性降低和副反應(yīng)增多造成的；根據(jù)圖像時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率降低可能是催化劑的活性降低和副反應(yīng)增多造成的；根據(jù)圖像(b)可知，當(dāng)可知，當(dāng)n(氨氨)/n(丙烯丙烯)約為約為1時(shí)，該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最時(shí)，該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)NH3(g)3/2O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)，氨氣、氧氣、，氨氣、氧氣、丙烯按丙烯按11.51的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占20%，所以進(jìn)，所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為料氨、空氣、丙烯的理論體積約為17.51。教學(xué)中一定建構(gòu)解題模型，積累解題。教學(xué)中一定建構(gòu)解題模型，積累解題方法，用化工生產(chǎn)的實(shí)際問題設(shè)計(jì)問題線索，進(jìn)而組織教學(xué)。學(xué)生對(duì)方法，用化工生產(chǎn)的實(shí)際問題設(shè)計(jì)問題線索，進(jìn)而組織教學(xué)。學(xué)生對(duì)“熱力學(xué)熱力學(xué)”這這一概念未必都能理解。一概念未必都能理解。正確答案：正確答案：(1) 兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是不是 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51真題演練真題演練解析解析根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)結(jié)合平衡移動(dòng)原理逐項(xiàng)分析。根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)結(jié)合平衡移動(dòng)原理逐項(xiàng)分析。A項(xiàng)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體項(xiàng)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，平衡不受壓強(qiáng)影響，減小容器體積，平衡不移動(dòng)；物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，平衡不受壓強(qiáng)影響，減小容器體積，平衡不移動(dòng)；B項(xiàng)催化項(xiàng)催化劑不能使平衡移動(dòng)，不改變產(chǎn)物的產(chǎn)率；劑不能使平衡移動(dòng)，不改變產(chǎn)物的產(chǎn)率；C項(xiàng)增大項(xiàng)增大c(X)，平衡正向移動(dòng)，平衡正向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率增大，率增大，X本身的轉(zhuǎn)化率反而減小；本身的轉(zhuǎn)化率反而減小；D項(xiàng)該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，項(xiàng)該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡正向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率增大。的轉(zhuǎn)化率增大。答案答案D答案答案C圖圖(a)是反應(yīng)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_0.1(填填“大于大于”或或“小于小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_(填標(biāo)號(hào)填標(biāo)號(hào))。A.升高溫度升高溫度B.降低溫度降低溫度C.增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)D.降低壓強(qiáng)降低壓強(qiáng)(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化氫氣的作用是活化催化劑催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氫氣氣)/n(丁烷丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是_。(3)圖圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_。解析解析(1)由由a圖可以看出，溫度相同時(shí)，由圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1 MPa變化到變化到x MPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以大，即平衡正向移動(dòng)，所以x的壓強(qiáng)更小，的壓強(qiáng)更小，x0.1。由于反應(yīng)。由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、正確、B錯(cuò)誤。反應(yīng)錯(cuò)誤。反應(yīng)正向正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正確。正確。(2)反應(yīng)初期，反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中可以活化催化劑，進(jìn)料氣中n(氫氣氫氣)/n(丁烷丁烷)較小，丁烷濃度大，反較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；然后進(jìn)料氣中應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；然后進(jìn)料氣中n(氫氣氫氣)/n(丁烷丁烷)增增大，原料中過量的大，原料中過量的H2會(huì)使反應(yīng)會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降。平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降。(3)590 之前，之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過590 時(shí)，由于丁時(shí)，由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)的丁烷也就相應(yīng)減少。的丁烷也就相應(yīng)減少。答案答案(1)小于小于AD(2)原料中過量原料中過量H2會(huì)使反應(yīng)會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降(3)590 前升高溫度，反應(yīng)前升高溫度，反應(yīng)平衡正向移動(dòng)升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)平衡正向移動(dòng)升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多溫度高于間產(chǎn)生丁烯更多溫度高于590 時(shí)有更多的時(shí)有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低熱點(diǎn)說明：熱點(diǎn)說明：化學(xué)平衡在化工生產(chǎn)中有非常重要的應(yīng)用，尤其是控制合適的反應(yīng)條件化學(xué)平衡在化工生產(chǎn)中有非常重要的應(yīng)用，尤其是控制合適的反應(yīng)條件使平衡向著理想的方向移動(dòng)，近幾年來涉及面非常廣，如使平衡向著理想的方向移動(dòng)，近幾年來涉及面非常廣，如2017全國(guó)全國(guó)卷卷T27、2016全國(guó)全國(guó)卷卷T27、2016四川卷四川卷T11、2016海南卷海南卷T16、2016天津卷天津卷T10、2015全全國(guó)卷國(guó)卷T27、2015浙江卷浙江卷T28、2015北京卷北京卷T26、2014天津卷天津卷T10、2014全國(guó)卷全國(guó)卷T28等均對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡理論進(jìn)行了考查。等均對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡理論進(jìn)行了考查。1.總體原則總體原則(1)化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件條件原則原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動(dòng)分析從化學(xué)平衡移動(dòng)分析既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性，又要既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析從原料的利用率分析增加易得廉價(jià)原料，提高難得高價(jià)原料的利用率，從增加易得廉價(jià)原料，提高難得高價(jià)原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制(2)平衡類問題需考慮的幾個(gè)方面平衡類問題需考慮的幾個(gè)方面原料的來源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對(duì)平衡的影響。原料的來源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對(duì)平衡的影響。原料的循環(huán)利用。原料的循環(huán)利用。產(chǎn)物的污染處理。產(chǎn)物的污染處理。產(chǎn)物的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。產(chǎn)物的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對(duì)平衡造成的影響。氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對(duì)平衡造成的影響。改變外界條件對(duì)多平衡體系的影響。改變外界條件對(duì)多平衡體系的影響。(3)反應(yīng)條件的選擇反應(yīng)條件的選擇反應(yīng)反應(yīng)條件條件對(duì)化學(xué)反對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的應(yīng)速率的影響影響對(duì)平衡混合物中對(duì)平衡混合物中氨含量的影響氨含量的影響合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇增大增大壓強(qiáng)壓強(qiáng)增大反應(yīng)增大反應(yīng)速率速率平衡正向移動(dòng)，提平衡正向移動(dòng)，提高平衡混合物中氨高平衡混合物中氨的含量的含量壓強(qiáng)增大，有利于氨的合成，但需要壓強(qiáng)增大，有利于氨的合成，但需要?jiǎng)恿Υ?，?duì)材料、設(shè)備的要求高。故動(dòng)力大，對(duì)材料、設(shè)備的要求高。故采用采用1030 MPa的高壓的高壓(4)原料氣的充分利用原料氣的充分利用合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低，從原料充分利用的角度分析，工業(yè)生產(chǎn)中可采用循環(huán)操合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低，從原料充分利用的角度分析，工業(yè)生產(chǎn)中可采用循環(huán)操作的方法可提高原料的利用率。作的方法可提高原料的利用率。升高升高溫度溫度增大反增大反應(yīng)應(yīng)速率速率平衡逆向移動(dòng)，平衡逆向移動(dòng)，降低平衡混合降低平衡混合物中氨的含量物中氨的含量溫度要適宜，既要保證反應(yīng)有較快的速率，溫度要適宜，既要保證反應(yīng)有較快的速率，又要使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能太低。故采用又要使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能太低。故采用400500 左右的溫度，并且在該溫度下催左右的溫度，并且在該溫度下催化劑的活性最大化劑的活性最大使用使用催化劑催化劑增大反增大反應(yīng)速率應(yīng)速率沒有影響沒有影響工業(yè)上一般選用鐵觸媒作催化劑工業(yè)上一般選用鐵觸媒作催化劑物質(zhì)制備適宜條件的選擇物質(zhì)制備適宜條件的選擇模型解題模型解題解析解析這是一個(gè)放熱的熵減反應(yīng)，只有當(dāng)這是一個(gè)放熱的熵減反應(yīng)，只有當(dāng)HTS0時(shí)，該反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，時(shí)，該反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；加入過量的錯(cuò)誤；加入過量的B，可以提高，可以提高A的轉(zhuǎn)化率，的轉(zhuǎn)化率，B正確；升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，正確；升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)誤；使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移錯(cuò)誤；使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，動(dòng)，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案B解析解析第一步產(chǎn)生的第一步產(chǎn)生的H2使第二步的平衡逆移，故應(yīng)先進(jìn)行分離；第二步反應(yīng)為放使第二步的平衡逆移，故應(yīng)先進(jìn)行分離；第二步反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過低，反應(yīng)速率太小而影響產(chǎn)量，溫度過高則對(duì)平衡不利，且要考熱反應(yīng)，溫度過低，反應(yīng)速率太小而影響產(chǎn)量，溫度過高則對(duì)平衡不利，且要考慮催化劑的活性，故應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏囟群痛呋瘎蕬]催化劑的活性，故應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏囟群痛呋瘎?，故正確正確錯(cuò)；增大廉價(jià)易得錯(cuò)；增大廉價(jià)易得的水蒸氣濃度可提高轉(zhuǎn)化率，的水蒸氣濃度可提高轉(zhuǎn)化率，正確；壓強(qiáng)對(duì)第二步反應(yīng)無影響，不必采取高壓，正確；壓強(qiáng)對(duì)第二步反應(yīng)無影響，不必采取高壓，錯(cuò)；增大錯(cuò)；增大CO濃度并未提高主要原材料濃度并未提高主要原材料C的利用率，的利用率，錯(cuò)。錯(cuò)。答案答案D平衡原理對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的平衡原理對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的理論指導(dǎo)理論指導(dǎo)解析解析(1)由題意可知，未提純的由題意可知，未提純的TaS2粉末變成純凈粉末變成純凈TaS2晶體，要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化：晶體，要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反應(yīng)，即反應(yīng)()先在溫度先在溫度T2端正向端正向進(jìn)行，后在溫度進(jìn)行，后在溫度T1端逆向進(jìn)行，反應(yīng)端逆向進(jìn)行，反應(yīng)()的的H大于大于0，因此溫度，因此溫度T1小于小于T2，該過程，該過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是中循環(huán)使用的物質(zhì)是I2。(2)從圖像來看，隨著溫度的升高，從圖像來看，隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率變小，故的轉(zhuǎn)化率變小，故H0，綜合溫度、壓強(qiáng)對(duì)，綜合溫度、壓強(qiáng)對(duì)CO轉(zhuǎn)化率的影響來看，在題給壓強(qiáng)下，轉(zhuǎn)化率的影響來看，在題給壓強(qiáng)下，CO的轉(zhuǎn)化率已的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，不必再增大壓強(qiáng)。經(jīng)很大，不必再增大壓強(qiáng)。答案答案(1)I2(2)在在1.3104 kPa下，下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大，同轉(zhuǎn)化率提高不大，同時(shí)生產(chǎn)成本增加，得不償失時(shí)生產(chǎn)成本增加，得不償失