内容正文:
押江苏卷第13题
化学反应速率与化学平衡
核心考点
考情统计
考向预测
备考策略
化学反应速率与化学平衡
2023·江苏卷,13
2022·江苏卷,13
2021·江苏卷,14
结合多平衡图像综合考查平衡移动、转化率、选择性等知识点
1.化学反应速率及化学平衡往往结合图表信息,对化学平衡的影响因素、平衡转化率进行综合考查;
2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化
1.(2023·江苏,13)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A.反应的焓变
B.的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值
2.(2022·江苏,13)乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为,,在、时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
3.(2021·江苏,14)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300 ℃范围,随温度的升高,出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
1.化学平衡移动方向的判断
(1)根据浓度商(Q)规则判断:若某温度下Q<K,则反应向正反应方向进行;Q>K,反应向逆反应方向进行。
(2)根据化学平衡移动原理判断
在一定条件下,aA(g)+bB(g)mC(g) ΔH<0达到平衡后,若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡的移动
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对于有气体存在的反应)
a+b≠m
增大压强
向气体总体积减小的方向移动
减小压强
向气体总体积增大的方向移动
a+b=m
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热方向移动
降低温度
向放热方向移动
催化剂
使用催化剂
平衡不移动
2.化工生产适宜条件选择的一般原则
条件
原则
从化学反应速率分析
既不能过快,又不能太慢
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,又要注意二者影响的矛盾性
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
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析
注意温度对催化剂活性的限制
3.多重平衡定性分析
(1) 找准目标物质及所在反应,根据原理(勒夏特列原理以及影响速率的因素等)推断条件改变的影响,作出判断。
(2) 竞争型多重平衡解题思路
①先分析是速率问题,还是平衡问题。
②若是速率问题,考虑温度、压强、投料比、催化剂选择性等。
③若是平衡问题,先判断以哪个反应为主,再描述平衡移动。
④若改变条件出现两种相反的结论,要结合问题中的结论抓住矛盾的主要方面解题。
(3)有关多重平衡及选择性的问题
在多重平衡中,几个可逆反应是相互影响的。
①如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应,那么该反应物的平衡转化率就会增大。
②在一定温度下,特定的混合体系,多重平衡选择性为定值。因为平衡常数不变,催化剂的选用与品种无关。催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。
③如果在同一条件下,两个物质同时可以发生几个可逆反应,那么催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。
④多重平衡体系中随着温度的增加,如果两个物质的选择之和等于100%,那么两者的选择性变化曲线呈镜像对称。
考点 化学反应速率与化学平衡
1.(2024·江苏靖江高级中学、华罗庚中学第一次阶段考试,14)将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇,在催化剂作用下发生下述反应: