歷史第24講 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向 新人教版

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1、第第24講化學平衡常數(shù)化學反應進行的方向講化學平衡常數(shù)化學反應進行的方向考綱要求考綱要求 1.了解化學平衡常數(shù)的含義并能利用化學平衡了解化學平衡常數(shù)的含義并能利用化學平衡常數(shù)進行相關計算。常數(shù)進行相關計算。2.能正確計算化學反應的轉(zhuǎn)化率能正確計算化學反應的轉(zhuǎn)化率()。3.了解化學反應的方向與化學反應的焓變與熵變的關系。了解化學反應的方向與化學反應的焓變與熵變的關系。高頻考點一化學平衡常數(shù)高頻考點一化學平衡常數(shù)1判斷正誤判斷正誤(正確的打正確的打“”“”，錯誤的打，錯誤的打“”)。(1)平衡常數(shù)表達式中，可以是物質(zhì)的任一濃度平衡常數(shù)表達式中，可以是物質(zhì)的任一濃度()(2)溫度、濃度、壓強、催化劑

2、均能改變平衡常數(shù)溫度、濃度、壓強、催化劑均能改變平衡常數(shù)()(3)升高溫度，平衡常數(shù)一定增大升高溫度，平衡常數(shù)一定增大()(4)平衡常數(shù)變化，化學平衡不一定發(fā)生移動平衡常數(shù)變化，化學平衡不一定發(fā)生移動()1化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)(1)概念概念在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物_與反應物與反應物_的比值是一個常數(shù)，稱為的比值是一個常數(shù)，稱為化學平衡常數(shù)，用符號化學平衡常數(shù)，用符號K表示。表示。濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積(3)實例實例2.化學平衡常數(shù)的意義化學平衡常數(shù)的意義(1)K值越大，反應物的轉(zhuǎn)化率值越大，反應物

3、的轉(zhuǎn)化率_，正反應進行的程度，正反應進行的程度_。(2)K只受只受_影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。(3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)?；瘜W平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。越大越大越大越大溫度溫度(2)判斷可逆反應的熱效應判斷可逆反應的熱效應【解析解析】 按先后順序?qū)Ψ磻竭M行編號，依次為按先后順序?qū)Ψ磻竭M行編號，依次為、，由于所求的反應式，由于所求的反應式可用反應式可用反應式反應式反應式得得到，故由化學平衡常數(shù)的意義知，到，故由化學平衡常數(shù)的意義知，K3K1/K2?！敬鸢复鸢浮?D考點考點2化學平衡常數(shù)的影響因素化學平衡常數(shù)的影響因

4、素3(2016上海高考上海高考)隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，提高，CO2的捕集利用技術成為研究的重點。的捕集利用技術成為研究的重點。完成下列填空：完成下列填空：(1)目前國際空間站處理目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將的一個重要方法是將CO2還原，還原，所涉及的反應方程式為所涉及的反應方程式為CO2(g)4H2(g) CH4(g)2H2O(g)已知已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從若溫度從300 升至升至400 ，重新達到平衡，判斷下列表，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。格中各物理量的變

5、化。(選填選填“增大增大”“”“減小減小”或或“不變不變”)v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率(2)相同溫度時，上述反應在不同起始濃度下分別達到平相同溫度時，上述反應在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表：衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表：【知識歸納知識歸納】 (1)化學平衡常數(shù)與物質(zhì)狀態(tài)的關系化學平衡常數(shù)與物質(zhì)狀態(tài)的關系由于固體或純液體的濃度視為常數(shù)由于固體或純液體的濃度視為常數(shù)1，所以在平衡常數(shù)表，所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出。達式中不再寫出。(2)化學平衡常數(shù)與平衡移動的關系化學平衡常數(shù)與平衡移動的關系即使化學平衡發(fā)生移動，但只要溫度不變，平衡常數(shù)就不即使化學平衡發(fā)生移動，但只要溫度不變

6、，平衡常數(shù)就不會改變，利用此守恒可以計算恒定溫度下再次平衡后的轉(zhuǎn)化會改變，利用此守恒可以計算恒定溫度下再次平衡后的轉(zhuǎn)化率等物理量，這也是定量計算的重要定律。率等物理量，這也是定量計算的重要定律?？键c考點3應用應用K判斷反應的狀態(tài)及熱效應判斷反應的狀態(tài)及熱效應5(2018貴陽模擬貴陽模擬)某溫度下反應某溫度下反應H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)的平衡常數(shù)K57.0，現(xiàn)向此溫度下的真空容器中充入，現(xiàn)向此溫度下的真空容器中充入0.2 molL1H2(g)、0.5 molL1I2(g)及及0.3 molL1HI(g)，則下列，則下列說法中正確的是說法中正確的是()A反應正好達平衡反應正好達平

7、衡B反應向左進行反應向左進行C反應向某方向進行一段時間后反應向某方向進行一段時間后K57.0D反應向某方向進行一段時間后反應向某方向進行一段時間后c(H2)0.2 molL16(2016海南高考海南高考)順順1，2二甲基環(huán)丙烷和反二甲基環(huán)丙烷和反1，2二甲基二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應的速率方程可表示為：該反應的速率方程可表示為：v(正正)k(正正)c(順順)和和v(逆逆)k(逆逆)c(反反)，k(正正)和和k(逆逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應速率常數(shù)。回答下列問題：反應速率常數(shù)。回答下列問題：(1)已知：已知：t1溫度

8、下，溫度下，k(正正)0.006 s1，k(逆逆)0.002 s1，該溫度下反應的平衡常數(shù)值該溫度下反應的平衡常數(shù)值K1_；該反應的活化能；該反應的活化能Ea(正正)小于小于Ea(逆逆)，則，則H_0(填填“小于小于”“”“等于等于”或或“大于大于”)。 (2)t2溫度下，圖中能表示順式異構體的質(zhì)量分數(shù)隨時間變化溫度下，圖中能表示順式異構體的質(zhì)量分數(shù)隨時間變化的曲線是的曲線是_(填曲線編號填曲線編號)，平衡常數(shù)值，平衡常數(shù)值K2_；溫度溫度t2_t1(填填“小于小于”“”“等于等于”或或“大于大于”)，判斷理由，判斷理由是是_。【解析解析】 (1)根據(jù)根據(jù)v(正正)k(正正)c(順順)、k(正

9、正)0.006 s1，則則v(正正)0.006c(順順)，v(逆逆)k(逆逆)c(反反)，k(逆逆)0.002 s1，v(逆逆)k(逆逆)c(反反)0.002c(反反)，化學平衡狀態(tài)時正逆反，化學平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，則應速率相等，則0.006c(順順)0.002c(反反)，K1c(反反)/c(順順)0.0060.0023；該反應的活化能；該反應的活化能Ea(正正)小于小于Ea(逆逆)，說明，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應為放熱反斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應為放熱反應，則應，則H小于零。小于零。(2)反應開始時，反應開始時，c(順順)的濃度大，單位時間的濃度

10、變化大，的濃度大，單位時間的濃度變化大，w(順順)的變化也大，故的變化也大，故B曲線符合題意，設順式異構體的起始濃曲線符合題意，設順式異構體的起始濃度為度為x，該可逆反應左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為，該可逆反應左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為1，則平衡時，順，則平衡時，順式異構體為式異構體為0.3x，反式異構體為，反式異構體為0.7x，所以平衡常數(shù)值，所以平衡常數(shù)值K20.7x0.3x7/3，因為，因為K1K2，放熱反應升高溫度時平衡向逆，放熱反應升高溫度時平衡向逆反應方向移動，所以溫度反應方向移動，所以溫度t2大于大于t1?！敬鸢复鸢浮?(1)3小于小于(2)B7/3大于因大于因K1K2，放熱反應升高溫度時

11、平衡向逆，放熱反應升高溫度時平衡向逆反應方向移動反應方向移動 高頻考點二化學平衡常數(shù)的計算高頻考點二化學平衡常數(shù)的計算1某溫度下，向容積為某溫度下，向容積為2 L的密閉反應器中充入的密閉反應器中充入0.10 mol SO3，當反應器中的氣體壓強不再變化時，測得，當反應器中的氣體壓強不再變化時，測得SO3的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率為為20%，則該溫度下反應，則該溫度下反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡的平衡常數(shù)為常數(shù)為_?？键c考點1化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的基本計算化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的基本計算1(2018銅川模擬銅川模擬)在在10 L密閉容器中，密閉容器中，1 mol A和和3 mol B在一

12、定條件下反應：在一定條件下反應：A(g)xB(g)2C(g)，2 min后反應達后反應達到平衡時，測得混合氣體共到平衡時，測得混合氣體共3.4 mol，生成，生成0.4 mol C，則下列，則下列計算結果正確的是計算結果正確的是()A平衡時，物質(zhì)的量之比平衡時，物質(zhì)的量之比n(A)n(B)n(C)2114Bx值等于值等于3CA的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為20%DB的平均反應速率為的平均反應速率為0.4 molL1min12a0.4 mol，a0.2 mol。平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量。平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量為為3.4 mol，1a3xa2a3.4 mol，x4，B錯；平衡時錯；平衡時A、B、C的物

13、質(zhì)的量分別為的物質(zhì)的量分別為0.8 mol、2.2 mol、0.4 mol，所以，所以比值為比值為4112，A錯；錯；A的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為0.2 mol/1 mol100%20%，C對；對；B的平均反應速率為的平均反應速率為0.8 mol/(10 L2 min)0.04 molL1min1，D錯。錯?！敬鸢复鸢浮?C2(2018遼寧五校聯(lián)考遼寧五校聯(lián)考)t 時，在體積不變的密閉容器中時，在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應：發(fā)生反應：X(g)3Y(g)2Z(g)，各組分在不同時刻的濃，各組分在不同時刻的濃度如表所示，下列說法正確的是度如表所示，下列說法正確的是()物質(zhì)XYZ初始濃度/molL10.

14、10.202 min末濃度/molL10.08ab平衡濃度/molL10.050.050.1A.平衡時，平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為20%Bt 時，該反應的平衡常數(shù)為時，該反應的平衡常數(shù)為40C增大平衡后的體系壓強，增大平衡后的體系壓強，v正正增大，增大，v逆逆減小，平衡向正減小，平衡向正反應方向移動反應方向移動D前前2 min內(nèi)，用內(nèi)，用Y的變化量表示的平均反應速率的變化量表示的平均反應速率v(Y)0.03 molL1min1考點考點2化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的相互換算化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的相互換算(一一)已知化學平衡常數(shù)，求轉(zhuǎn)化率已知化學平衡常數(shù)，求轉(zhuǎn)化率3羰基硫羰基硫(COS)可作為一種糧

15、食熏蒸劑，能防止某些昆可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和和H2S混混合加熱并達到下列平衡：合加熱并達到下列平衡：CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1反應前反應前CO物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為10 mol，平衡后，平衡后CO物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是。下列說法正確的是()A升高溫度，升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應是吸熱反應濃度增加，表明該反應是吸熱反應B通入通入CO后，正反應速率逐漸增大后，正反應速率逐漸增大C反應前反應前H2S物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為7 molDCO的平衡

16、轉(zhuǎn)化率為的平衡轉(zhuǎn)化率為80%(二二)已知轉(zhuǎn)化率，求化學平衡常數(shù)已知轉(zhuǎn)化率，求化學平衡常數(shù)4已知：已知：C2H4(g)H2O(g) C2H5OH(g)H45.5 kJmol1。乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。間接水合法生產(chǎn)。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系的關系(其中其中nH2OnC2H411)。(1)列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)點的平衡常數(shù)Kp_(用平衡分壓用平衡分壓代替平衡濃度計算。分壓

17、總壓代替平衡濃度計算。分壓總壓物質(zhì)的量分數(shù)物質(zhì)的量分數(shù))。(2)圖中壓強圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為的大小順序為_，理由，理由是是_。(3)氣相直接水合法常采用的工藝條件為：磷酸氣相直接水合法常采用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為硅藻土為催化劑，反應溫度催化劑，反應溫度290 ，壓強，壓強6.9 MPa。nH2OnC2H40.61。乙烯的轉(zhuǎn)化率為。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%。若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，。若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有_、_。高頻考點三化學反應進行的方向高頻考點三化學反應進行

18、的方向(4)由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復合判據(jù)，將更適合于由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復合判據(jù)，將更適合于所有的過程所有的過程()(5)凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的()(6)10的水結成冰，可用熵變的判據(jù)來解釋反應的自發(fā)的水結成冰，可用熵變的判據(jù)來解釋反應的自發(fā)性性()2能自發(fā)進行的反應一定能實際發(fā)生嗎？能自發(fā)進行的反應一定能實際發(fā)生嗎？【答案答案】 不一定；化學反應方向的判據(jù)指出的僅僅是在不一定；化學反應方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學反應自發(fā)進行的趨勢，并不能說明在該條件一定條件下化學反應自發(fā)進行的趨勢，并不能說明在該條件

19、下反應一定能實際發(fā)生，還要考慮化學反應的快慢問題。下反應一定能實際發(fā)生，還要考慮化學反應的快慢問題。1自發(fā)過程自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動進含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動進行的過程。行的過程。(2)特點特點體系趨向于從體系趨向于從_狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開狀態(tài)狀態(tài)(體系對外部體系對外部做功或做功或_熱量熱量)。在密閉條件下，體系有從在密閉條件下，體系有從_轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)開的傾向性的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定無序體系更加穩(wěn)定)。高能高能低能低能放出放出有序有序無序無序2化學反應方向的判據(jù)化學反應方向的判據(jù)(1)焓判據(jù)焓判據(jù)放熱過程中體系能量放熱過程中體系

20、能量_，H_0，具有自發(fā)進行的傾，具有自發(fā)進行的傾向，但有些吸熱反應也可以自發(fā)進行，故只用焓變判斷反應方向，但有些吸熱反應也可以自發(fā)進行，故只用焓變判斷反應方向不全面。向不全面。(2)熵判據(jù)熵判據(jù)熵：描述體系熵：描述體系_程度的物理量，符號為程度的物理量，符號為_，熵值越，熵值越大，體系混亂度大，體系混亂度_。降低降低混亂混亂S越大越大同種物質(zhì)的熵值比較：同種物質(zhì)的熵值比較：S(g)_ S(l)_ S(s)。 熵判據(jù)：體系的混亂度熵判據(jù)：體系的混亂度_，S0，反應有自發(fā)進行，反應有自發(fā)進行的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進行，故只用熵變來判的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進行，故只用熵變來判斷

21、反應方向也不全面。斷反應方向也不全面。增大增大(3)復合判據(jù)復合判據(jù)在溫度、壓強一定的條件下，化學反應方向是反應的焓變在溫度、壓強一定的條件下，化學反應方向是反應的焓變和熵變共同影響的結果，反應方向的復合判據(jù)為和熵變共同影響的結果，反應方向的復合判據(jù)為GHTS?！咀⒁庾⒁狻?(1)反應能否自發(fā)進行，需要綜合考慮焓變和熵反應能否自發(fā)進行，需要綜合考慮焓變和熵變對反應的影響。變對反應的影響。(2)復合判據(jù)復合判據(jù)HTS04(2018天水模擬天水模擬)下列說法中，正確的是下列說法中，正確的是()A反應產(chǎn)物的總能量大于反應物的總能量時，反應產(chǎn)物的總能量大于反應物的總能量時，H0B已知反應已知反應H2(

22、g)I2(g)2HI(g)平衡常數(shù)為平衡常數(shù)為K，則，則2H2(g)2I2(g)4HI(g)的平衡常數(shù)為的平衡常數(shù)為2KCH0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行的反應在溫度低時不能自發(fā)進行D在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，不能改在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，不能改變化學反應進行的方向變化學反應進行的方向【知識歸納知識歸納】 焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響規(guī)律規(guī)律HSHTS反應情況永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)進行永遠是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進行低溫為正高溫為負低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)低溫為負高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā)難點專攻難

23、點專攻(二十二二十二)化學原理在化工生產(chǎn)中的應用化學原理在化工生產(chǎn)中的應用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副反應增多副反應增多 D反應活化能增大反應活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨氨)/n(丙烯丙烯)的關系如圖的關系如圖(b)所所示。由圖可知，最佳示。由圖可知，最佳n(氨氨)/n(丙烯丙烯)約為約為_，理由是，理由是_。進 料 氣 氨 、 空 氣 、 丙 烯 的 理 論 體 積 比 約 為進 料 氣 氨 、 空 氣 、 丙 烯 的 理 論 體 積 比 約 為_?！窘馕鼋馕觥?(1)由于反應由于反應是一個氣體分子數(shù)增加的放熱反應是一個氣

24、體分子數(shù)增加的放熱反應，降溫、減壓均有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率。有機反應中要，降溫、減壓均有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率。有機反應中要提高某反應的選擇性，關鍵是選擇合適的催化劑。提高某反應的選擇性，關鍵是選擇合適的催化劑。(2)由于反應由于反應是放熱反應，溫度降低，平衡右移，丙烯腈的是放熱反應，溫度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡產(chǎn)率應增大，因此圖平衡產(chǎn)率應增大，因此圖(a)中中460 以下的產(chǎn)率不是對應溫度以下的產(chǎn)率不是對應溫度下的平衡產(chǎn)率。反應下的平衡產(chǎn)率。反應的平衡常數(shù)隨溫度的升高而變小，反應的平衡常數(shù)隨溫度的升高而變小，反應的活化能不受溫度的影響，故當溫度高于的活化能不受溫度的影響，故當溫度高

25、于460 時，丙烯腈的時，丙烯腈的產(chǎn)率降低的可能原因是催化劑活性降低和副反應增多。產(chǎn)率降低的可能原因是催化劑活性降低和副反應增多。【答案答案】 (1)降低溫度、降低壓強催化劑降低溫度、降低壓強催化劑(2)不是該反應為放熱反應，平衡產(chǎn)率應隨溫度升高而降不是該反應為放熱反應，平衡產(chǎn)率應隨溫度升高而降低低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)率最低低17.51【反思歸納反思歸納】 (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原則從化學反應速率分析既不能過快，又不能太慢從化學平衡移動分析既要注意外界條件對速率和平衡影響

26、的一致性，又要注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本從實際生產(chǎn)能力分析如設備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制(2)平衡類問題需考慮的幾個方面平衡類問題需考慮的幾個方面原料的來源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。原料的來源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。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)物的酸堿性對反應的影響。產(chǎn)物的酸堿性對反應的影響。氣體產(chǎn)物的壓強對平衡造成的影響。氣體產(chǎn)物的壓強對平衡造成的影響。改變外界條件對多平衡體系的影響。改變外界條件對多平衡體系的影響。對于

27、反應對于反應，一定可以提高平衡體系中，一定可以提高平衡體系中H2百分含量，又百分含量，又能加快反應速率的措施是能加快反應速率的措施是_。a升高溫度升高溫度b增大水蒸氣濃度增大水蒸氣濃度c加入催化劑加入催化劑 d降低壓強降低壓強利用反應利用反應，將，將CO進一步轉(zhuǎn)化，可提高進一步轉(zhuǎn)化，可提高H2產(chǎn)量。若產(chǎn)量。若1 mol CO和和H2的混合氣體的混合氣體(CO的體積分數(shù)為的體積分數(shù)為20%)與與H2O反應，得反應，得到到1.18 mol CO、CO2和和H2的混合氣體，則的混合氣體，則CO轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為_。(3)圖圖1表示表示500、60.0 MPa條件下，原料氣投料比與平衡條件下，原料氣投料

28、比與平衡時時NH3體積分數(shù)的關系。根據(jù)圖中體積分數(shù)的關系。根據(jù)圖中a點數(shù)據(jù)計算點數(shù)據(jù)計算N2的平衡體積的平衡體積分數(shù)：分數(shù)：_。(4)依據(jù)溫度對合成氨反應的影響，在圖依據(jù)溫度對合成氨反應的影響，在圖2坐標系中，畫出坐標系中，畫出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，隨溫度不斷一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，隨溫度不斷升高，升高，NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。(5)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是要步驟是(填序號填序號)_。簡述本流程中提高合成氨原料。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化

29、率的方法：總轉(zhuǎn)化率的方法：_?！窘馕鼋馕觥?(1)由題意可知空氣中的由題意可知空氣中的O2將將2價硫氧化為硫單價硫氧化為硫單質(zhì)，同時生成質(zhì)，同時生成NH3H2O，根據(jù)得失電子守恒將方程式配平即，根據(jù)得失電子守恒將方程式配平即可?？?。(2)反應反應為氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應，降低壓強使為氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應，降低壓強使平衡右移，但反應速率減小，平衡右移，但反應速率減小，d錯；催化劑不能改變反應限錯；催化劑不能改變反應限度，即不能改變度，即不能改變H2百分含量，百分含量，c錯；增大水蒸氣濃度雖可使錯；增大水蒸氣濃度雖可使反應速率增大且使平衡右移，但平衡體系中反應速率增大且使平衡右移，但平衡

30、體系中H2的百分含量卻的百分含量卻減小，減小，b錯；升高溫度可使反應速率增大，且平衡右移，錯；升高溫度可使反應速率增大，且平衡右移，H2百分含量增大，百分含量增大，a對。對。CO與與H2O(g)的反應中，反應體系的氣的反應中，反應體系的氣體物質(zhì)的量不變，而體物質(zhì)的量不變，而1 mol CO與與H2的混合氣體參加反應生成的混合氣體參加反應生成【反思歸納反思歸納】 工業(yè)合成氨反應條件的選擇依據(jù)工業(yè)合成氨反應條件的選擇依據(jù)(1)反應原理反應原理N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1(2)反應特點：反應特點：反應為可逆反應；反應為可逆反應；正反應為放熱反應；正反應為放熱反應；反應

31、物、生成物均為氣體，且正反應為氣體物質(zhì)的量減小反應物、生成物均為氣體，且正反應為氣體物質(zhì)的量減小的反應。的反應。(3)反應條件的選擇反應條件的選擇反應條件對化學反應速率的影響對平衡混合物中氨含量的影響合成氨條件的選擇增大壓強增大反應速率平衡正向移動，提高平衡混合物中氨的含量壓強增大，有利于氨的合成，但需要動力大，對材料、設備的要求高。故采用1030 MPa的高壓升高溫度增大反應速率平衡逆向移動，降低平衡混合物中氨的含量溫度要適宜，既要保證反應有較快的速率，又要使反應物的轉(zhuǎn)化率不能太低。故采用400500 左右的溫度，并且在該溫度下催化劑的活性最大使用催化劑增大反應速率沒有影響工業(yè)上一般選用鐵觸

32、媒作催化劑(4)原料氣的充分利用原料氣的充分利用合成氨反應的轉(zhuǎn)化率較低，從原料充分利用的角度合成氨反應的轉(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。利用率。下列說法正確的是下列說法正確的是()A增加增加Fe2O3固體可以提高固體可以提高CO的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率B該反應的該反應的H”“”或或“”)。(4)要使要使n(CH3OH)/n(CO2) )增大增大，應使平衡向正反應方，應使平衡向正反應方向移動。向移動。A項，將項，將H2O(g)從體系中分離，平衡向正反應方從體系中分離，平衡向正反應方向移動，正確；向移動

33、，正確；B項，充入項，充入He(g)，使體系壓強增大，但平，使體系壓強增大，但平衡不移動，衡不移動，n(CH3OH)/n(CO2)不變，錯誤；不變，錯誤；C項，因正反項，因正反應 放 熱 ， 升 高 溫 度 平 衡 向 逆 反 應 方 向 移 動 ， 則應 放 熱 ， 升 高 溫 度 平 衡 向 逆 反 應 方 向 移 動 ， 則n(CH3OH)/n(CO2)減小，錯誤；減小，錯誤；D項，再充入項，再充入1 mol CO2和和3 mol H2，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，則，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，則n(CH3OH)/n(CO2)增大，正確。增大，正確。(5)向容器中再加入一定量向容器中再加入一定量CO2，c(CO2)增大，平衡向右移動，故增大，平衡向右移動，故c1c2?！敬鸢复鸢浮?(1)0.075(2)75%(3)5.33(4)AD(5)