第7章 微课堂(26) “速率、平衡”原理在物质制备中的应用（PPT课件）-【金版新学案】2024高考化学大一轮复习讲义·高三总复习（人教版）

第七章 化学反应速率和化学平衡 微课堂(26)　“速率、平衡”原理在物质制备中的应用 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 [友情提示]　每道习题都是一个高考点，每项训练都是对能力的检验， 认真对待它们吧！进入“课时作业（二十四）”，去收获希望，体验成 功！本栏目内容以活页形式分册装订 返回 返回 　在最新考试大纲中明确提出：了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。所以在全国新课标卷以及各省市高考卷中均有所涉及，且具有一定的难度，属于难点拉分型题目，做该类题目应注意以下两个方面： 1．化工生产适宜条件选择的一般原则 (1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。 (2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。 (3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。 (4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。 (5)注意催化剂的活性对温度的限制。 2．平衡类问题需综合考虑的几个方面 (1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。 (2)原料的循环利用。 (3)产物的污染处理。 (4)产物的酸碱性对反应的影响。 (5)气体产物的压强对平衡造成的影响。 (6)改变外界条件对多平衡体系的影响。 3．化工生产中反应条件的选择方法(以合成氨为例) (1)反应原理 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 (2)反应特点：①反应为可逆反应；②正反应为放热反应；③反应物、生成物均为气态，且正反应为气体物质的量减小的反应。 (3)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，但需要动力大，对材料、设备的要求高。故采用10～30 MPa的高压 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 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400～500 ℃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 (4)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，工业生产中可采用循环操作的方法提高原料的利用率。 1．合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3Cu(NH3)3Ac·CO　ΔH<0。 (1)必须除去原料气中CO的原因是____________________________。 (2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)吸收CO的生产适宜条件应是_________________。 (3)吸收CO后的醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生的生产适宜条件应是__________________________________________。 解析：　合成氨流程中的除杂，是为了除去能使催化剂中毒的物质。题中指出：在合成氨的过程中必须除去CO，因此CO是属于使催化剂中毒的物质。从吸收CO的化学方程式可得：吸收CO的反应是正反应为气体体积减小的放热反应，因此为了使CO尽最大可能地被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡正向移动，要使醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生，即使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。 答案：　(1)防止CO使催化剂中毒 (2)低温、高压　(3)高温、低压 2．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 (1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)　ΔH>0(Ⅰ)。 如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1________________T2(填“>”“<”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________________。 (2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)