（全国通用）高考化学一轮复习 第7章 化学反应速率和化学平衡 专项突破14 化学平衡的调控在化工生产中的重要作用学案-人教版高三全册化学学案VIP免费

(十四)化学平衡的调控在化工生产中的重要作用[考纲知识整合]实例——工业合成氨的原理与条件选择1．反应原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1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、生成物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。2．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，但需要的动力大，对材料、设备的要求高。故采用10MPa～30MPa的高压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3.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，工业生产中采用循环操作的方法可提高原料的利用率。[高考命题点突破]命题点1化工生产中条件的调控1．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)2M(g)ΔH<0。下列有关该工业生产的说法中正确的是()A．这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行B．若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A的转化率C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D．工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率B[这是一个放热的熵减反应，只有当ΔH－TΔS＜0时，该反应才能自发进行，A错误；加入过量的B，可以提高A的转化率，B正确；升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，D错误。]2．工业上利用焦炭与水蒸气生产H2的反应原理为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＞0；CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0。第二步生产的原料CO来源于第一步的产物。为提高原料的利用率及H2的日产量，下列措施中不可取的是()①第一步产生的混合气直接作为第二步的反应物②第二步生产应采用适当的温度和催化剂③第一、二步生产中均充入足量水蒸气④第二步应在低温下进行⑤第二步生产采用高压⑥第二步生产中增大CO的浓度A．①③⑤B．②④⑥C．②③⑤D．①④⑤⑥D[第一步产生的H2使第二步的平衡逆向移动，故应先进行分离，①错；第二步反应为放热反应，温度过低，反应速率太小而影响产量，温度过高则对平衡不利，且要考虑催化剂的活性，故应选择适当的温度和催化剂，故②正确，④错；增大廉价易得的水蒸气浓度可提高转化率，③正确；压强对第二步反应无影响，不必采取高压，⑤错；增大CO浓度并未提高主要原材料C的利用率，⑥错。]3．工业制SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，实际生产时一般采用常压和400～500℃条件的理由分别是__________________________________________________________________________________。【答案】常压下，SO2的转化率已较高，且高压需要强度大的设备和动力，成本较高；正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于增大转化率，但采用400～500℃，此时催化剂活性最大，反应速率最大命题点2化学平衡在化工生产中的综合应用[典例导航](2016·全国Ⅱ卷，节选)丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ·mol－1②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ·mol－1有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是__________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是___________________________________________________________________________...