專題04化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控

i目錄

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i01知識(shí)腦圖?學(xué)科框架速建

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|02考點(diǎn)精析?知識(shí)能力全解

|【知能解讀01】化學(xué)反應(yīng)的方向

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【知能解讀02】化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控——工業(yè)上合成氨

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j03攻堅(jiān)指南?高頻考點(diǎn)突破口|難

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|【重難點(diǎn)突破01】判斷化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性

；【重難點(diǎn)突破02］工業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)條件的選擇

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!04避坑錦囊?易混易錯(cuò)診療

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【易混易錯(cuò)01】化學(xué)反應(yīng)的方向和調(diào)控易混易錯(cuò)點(diǎn)

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|05通法提煉?高頻思維拆解

【方法技巧01】化學(xué)平衡原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

[_

知識(shí)腦圖?學(xué)科框架速建

概念一定條件下，無(wú)需外界幫助能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)

知惋解篌，01化學(xué)反應(yīng)的方向

1.自發(fā)反應(yīng)

(1)概念；在一定條件下，無(wú)需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。

(2)特征：

①具有方向性，即反應(yīng)的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆反應(yīng)在該條件下肯定不自發(fā)，如:

鐵器暴露于潮濕的空氣中會(huì)生銹，是自發(fā)的，則鐵銹變?yōu)殍F在該條件肯定不是自發(fā)的。

②體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。

③體系趨向于從有序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序體系。

⑶判斷：

①根據(jù)條件判斷：不是看是否需要條件，而是看是否需要持續(xù)施加外力(如加熱等)。

②根據(jù)其逆向過(guò)程是否自發(fā)判斷：若逆向過(guò)程自發(fā)，則正向過(guò)程一定不自發(fā)；若逆向過(guò)程不自發(fā)，則

正向過(guò)程一定自發(fā)。

(4)應(yīng)用:

①可被用來(lái)完成有用功。如：氏燃燒可設(shè)計(jì)成原電池。

②非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生，必須對(duì)它做功。如：通電將水分解為H2和02。

2.烯和烯變的含義

(1)-的含義

度量體系混亂程度的物理量，符號(hào)為S。墉值越大，體系混亂度越大。

同一條件下，不同物質(zhì)有不同的端值；同一種物質(zhì)在不同狀態(tài)下端值也不同，一般規(guī)律是S(g)>5⑴>S(s)。

(2)婚變的含義

△S=S(生成物)一S(反應(yīng)物)，化學(xué)反應(yīng)的AS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

3.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向

(1)臼由能與玲變、婚變的關(guān)系

△G=A〃一必S。AG不僅與雄變和燧變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。

(2)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系

化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行，直到體系達(dá)到平衡。

①當(dāng)AGV0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行：

②當(dāng)AG=0時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

③當(dāng)AG>0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.下列說(shuō)法正確的是()

A.非自發(fā)反應(yīng)一定不能實(shí)現(xiàn)

B.同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)牖值最小，固態(tài)時(shí)端值最大

C.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△”<()

D.恒溫恒壓下，△〃<()且AS>0的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行

答案C

解析反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行，由炳變、焰變、溫度共同決定，非自發(fā)反應(yīng)在改變條件時(shí)可以發(fā)生，選項(xiàng)A錯(cuò)

誤；精是指體系的混亂度，同種物質(zhì)燧值：氣態(tài),液態(tài)〉固態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行說(shuō)明：\H-

7A5<0,由化學(xué)方程式NHKg)+HQ(g)=NH4CI(s)可知該反應(yīng)的A5<0,要使bH-TbS〈0,必須滿足

<0,選項(xiàng)C正確；恒溫恒壓下，△“<()且△§>()的反應(yīng)的A"—TASVO,反應(yīng)一定可以自發(fā)進(jìn)行，選項(xiàng)

D錯(cuò)誤。

2.實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將82轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有

一種方法是用CO?來(lái)生產(chǎn)燃料日醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如圖

表示該反應(yīng)過(guò)程中能量(單位為kJ-mo「i)的變化:

下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法中，正確的是()

A.A/7>0,AS>0AS<0

C.△〃<(),AS<0D.AH<0,AS>0

答案C

解析根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的情況可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，AA7<0；該反

應(yīng)發(fā)生后氣體的物質(zhì)的量減小，AS<00

3.⑴汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)o己知

該反應(yīng)的簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：o

(2)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中

的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N?,化學(xué)方程式為2NO+2co2CO2+N2O反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的

NH0(填或“理由是。

(3)已知CaSOMs)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△"=+218kJmolj該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的

反應(yīng)條件是o

答案(。不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的△”>(),A5<0,反應(yīng)不可能自發(fā)進(jìn)行(2)V該反應(yīng)的ASVO,因該

反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)AG=A/7—7ASV0可知△“<()(3)高溫

R館解篌，02化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控工業(yè)上合成氨

1.合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)

合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

已知298K時(shí):A/7=-92.4kJmoF1,A5=-198.2J-moF^K-1

(1)可逆性：反應(yīng)為可逆反應(yīng)

(2)體積變化：正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)

(3)焰變：△“<(),烯變：A5<0

(4)自發(fā)性：常溫(298K)下，AH—TAS<0,能自發(fā)進(jìn)行

2.提高合成氨反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的條件比較

原理分析：根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，利用影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析應(yīng)如何選擇反應(yīng)條

件，以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量。

條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率綜合結(jié)果

壓強(qiáng)高壓高壓高壓

兼顧速率和平衡，且考慮催

溫度高溫低溫

化劑活性

催化劑使用無(wú)影響使用

增大反應(yīng)物濃度，降低生增大反應(yīng)物濃度，且不斷減少

濃度增大反應(yīng)物濃度

成物濃度生成物濃度

3.工業(yè)合成氨的適宜條件

外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件

壓強(qiáng)10?30MPa

溫度400~500℃

催化劑使用鐵觸媒作催化劑

濃度液化氨并及時(shí)分離，補(bǔ)充原料氣并循環(huán)利用[〃例2）:〃出2）=1：2.8]

【跟蹤訓(xùn)練】

I.（2025?浙江?模擬預(yù)測(cè)）工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)如下：N2（g）+

1

3H2（g）2NH3（g）\H=-92.4kJ-mol_o下面說(shuō)法正確的是（）

A.合成氨?般選擇400?500C的原因主要考慮了溫度對(duì)速率的影響

B.將生成的氨氣及時(shí)液化分離，可推動(dòng)平衡正向移動(dòng)，加快反應(yīng)速率

C.增大壓強(qiáng)雖能提高平衡產(chǎn)率，但實(shí)際生產(chǎn)中常采用20MPa以節(jié)省設(shè)備成本

D.由于N?在空氣中含量高，因此直接將空氣與氫氣混合通入反應(yīng)爐

答案C

解析A.合成氨選擇400―500。，既考慮溫度對(duì)速率的影響（加快反應(yīng)速率），也考慮催化劑（鐵觸

媒）的活性，該溫度下催化劑活性高，不只是考慮速率，A錯(cuò)誤；B.及將氨氣及時(shí)液化分離，平衡正

向移動(dòng)，但濃度降低了，反應(yīng)速率會(huì)減慢，不是加快，B錯(cuò)誤；C.增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，能提高平

衡產(chǎn)率，但壓強(qiáng)過(guò)大對(duì)設(shè)備要求高、成本高，實(shí)際生產(chǎn)采用20Mpa左右可節(jié)省設(shè)備成本，C正確；

D.直接將空氣與氫氣混合通入反應(yīng)爐，空氣中的氧氣會(huì)與氧氣混合發(fā)牛爆炸等危險(xiǎn)，且空氣中含有其他

求質(zhì)氣體，會(huì)影響反應(yīng)，不能直接混合，D錯(cuò)誤；故答案選C。

2.（2024.上海徐匯.模擬預(yù)測(cè)）冶銅煙氣可以作為工業(yè)制硫酸為原料。下列的說(shuō)法正確的是（）

A.5（）0℃左右，轉(zhuǎn)化器中反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率最大

B.使用以鐵為主的催化劑

C.冶煉煙氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化器之前，必須進(jìn)行除塵、干燥等凈化操作，防止催化劑中毒

D.壓強(qiáng)一般采用20~50MPa

答案c

【分析】冶銅煙氣中含有二氧化硫氣體，二氧化硫凈化后轉(zhuǎn)化為三氧化硫，三氧化硫與水反應(yīng)制得硫

酸。

解析A.轉(zhuǎn)化器中二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率比較大，

500c左右該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率不是最大的，A錯(cuò)誤；B.由于硫酸與鐵能夠發(fā)生反應(yīng)，不能使用以鐵為

蘭的催化劑，B錯(cuò)誤；C.冶煉煙氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化器之前，必須進(jìn)行除塵、干燥等凈化操作，防止催化劑中

毒，C正確；D.工業(yè)制硫酸用濃硫酸吸收三氧化硫，產(chǎn)物是液體，無(wú)需高壓反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選C。

3.在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使SO?氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g);2so3(g)AH=-196.6

kJmoF'o(已知：催化劑是V2O5,在400?500c時(shí)催化劑效果最好)下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率。

平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率/%

溫度/℃

0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa

45097.598.999.299.699.7

55085.692.994.997.798.3

(1)從理論上分析，為了使二氧化硫盡可能多地轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)選擇的條件是°

(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，選定的溫度為40()?500℃,原因是

(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，采用的壓強(qiáng)為常壓，原因是。

(4)在實(shí)際生產(chǎn)中，通入過(guò)量的空氣，原因是o

(5)尾氣中SO2必須回收，原因是o

答案:(1)450℃、10MPa

⑵在此溫度下，催化劑活性最高。溫度較低，會(huì)使反應(yīng)速率減小，達(dá)到平衡所需時(shí)間變長(zhǎng)；溫度較高，SO2

轉(zhuǎn)化率會(huì)降低

⑶在常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率就已經(jīng)很高了(97.5%),若采用高壓，平衡能向右移動(dòng)，但效果并不明顯，且采用

高壓時(shí)會(huì)增大對(duì)設(shè)備的要求而增大生產(chǎn)成本(4)增大反應(yīng)物02的濃度，有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率

(5)防止污染環(huán)境：循環(huán)利用，提高原料的利用率(合理即可)

唱矗南?高頻重難點(diǎn)突破

q雍點(diǎn)突破?01判斷化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性

判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的方法

婚變sm端變(AS)反應(yīng)在某狀況下能否自發(fā)進(jìn)行

<0>0能自發(fā)進(jìn)行

>0<0不能自發(fā)進(jìn)行

<0<0取決于溫度，低溫自發(fā)

>0>0取決于溫度，高溫自發(fā)

【跟蹤訓(xùn)練】

I.恒容絕熱的密閉容器中充入反應(yīng)物，在一定條件下分別發(fā)生四個(gè)不同的反應(yīng)，平衡常數(shù)與壓強(qiáng)隨反

應(yīng)講行變化情況合理.，且在高溫下能自發(fā)講行的是()

答案A

解析若為吸熱反應(yīng)，AH>0,隨著反應(yīng)進(jìn)行，溫度降低，K減小：〃增大，說(shuō)明氣體物質(zhì)的量增多，AS>0,

因此高溫下能自發(fā)進(jìn)行，〃減小，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。若為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，溫度升高,

K減小;〃增大，任何條件都能自發(fā)進(jìn)行，〃減小，低溫下能自發(fā)進(jìn)行。

2.AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)=A〃+(aq)+B〃1aq),其焰變

和病變分別為NH和AS。對(duì)于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()

A.△”和AS均大于零

B.和均小于零

C.A〃可能大于零或小于零，A.S大于零

D.△，和AS均可能大于零或小于零

答案D

解析強(qiáng)電解質(zhì)溶于水有的放熱，如硫酸銅等；有的吸熱，如NaHCCh等，故在水中溶解對(duì)應(yīng)的△”可能

大于零或小于零。體系越混亂，則焙越大。AB型強(qiáng)電解質(zhì)固體溶于水，存在燧的變化，固體轉(zhuǎn)化為離子，

混亂度增加，但離子在水中存在水合過(guò)程，這樣會(huì)引發(fā)水的混亂度的變化，讓水分子會(huì)更加規(guī)則，即水的

混亂度下降，故整個(gè)溶解過(guò)程的爆變AS取決于固體轉(zhuǎn)化為離了?的焙增與水合過(guò)程的燧減兩個(gè)作用的相對(duì)

天小關(guān)系。若是前者占主導(dǎo)，則整個(gè)溶解過(guò)程嫡增，即&A0,反之，嫡減，即ASvO。綜上所述，D項(xiàng)符

合題意。

3.已知在100kPa、298.15K時(shí)，石灰石發(fā)生分解反應(yīng)：CaCCh⑸=CaO(s)+CO2(g)A/7=+178.3

kJmol-1AS=+160.4JmoF'-K-1,則

(I)該反應(yīng)不能(填“能”或“不能”)正向自發(fā)進(jìn)行。

(2)若溫度能決定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為111L6K(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。

⑴不能(2)1111.6K

解析(1)AG=AH-7^S=+178.3kJ-mol-1-298.15Kx(+160.4xl0-3kJ-mor,K_1)?130.5kJmo「X),所

以該反應(yīng)不能正向自發(fā)進(jìn)行。

(2)根據(jù)AG=A"—TASvO時(shí)，反應(yīng)可正向自發(fā)進(jìn)行，則有111.6K。

W雍支突破，02工業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)條件的選擇

化學(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程

找條件

設(shè)備可行

成本核算

【跟蹤訓(xùn)練】

1.下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法中，正確的是()

A.從合成塔出來(lái)的混合氣體中，其中NIL只占15%,所以合成氨廠的產(chǎn)率都很低

B.由于氨易液化，N?、比在實(shí)際生產(chǎn)中可循環(huán)使用，所以總體來(lái)說(shuō)合成氨的產(chǎn)率很高

C,合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在400?500°C,目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

D.合成氨廠采用的壓強(qiáng)越大，產(chǎn)率越高，無(wú)需考慮設(shè)備、條件

答案B

解析合成氨的反應(yīng)在適宜的生產(chǎn)條件下達(dá)到平衡時(shí)，原料的絳化率并不高，但將生成的N%分離，再將

天反應(yīng)的N2、小循環(huán)利用，可使氨的產(chǎn)率較高，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；合成氨工業(yè)選擇40()?50()℃的溫

度，主要從反應(yīng)速率和催化劑活性兩方面考慮，合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫才有利于平衡向正反應(yīng)方

向移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；不論從反應(yīng)速率還是化學(xué)平衡考慮，高壓更有利于合成氨，但壓強(qiáng)太大，對(duì)設(shè)備、動(dòng)

刀的要求更高，因此選擇10?30MPa,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)M(g)△“<0。下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的說(shuō)法正確的是()

A.工業(yè)上合成M時(shí)，一定采用高壓條件，因?yàn)楦邏河欣贛的生成

B.若物質(zhì)B廉價(jià)易得，工'也上?般采用加入過(guò)量的B以提高A和B的轉(zhuǎn)化率

C.工業(yè)上一般采用較高溫度合成M,因溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高

D.工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因?yàn)樯a(chǎn)中使用催化劑可提高M(jìn)的日產(chǎn)量

答案D

解析加入過(guò)量B只能提高A的轉(zhuǎn)化率，B的轉(zhuǎn)化率降低；溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降

低；使用催化劑可降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率。

?避杭錦妻:易混易錯(cuò)診療

易混易箱'"01化學(xué)反應(yīng)的方向和調(diào)控易混易錯(cuò)點(diǎn)

(1)自發(fā)反應(yīng)也需要一定條件引發(fā)反應(yīng)，一旦反應(yīng)后即可自發(fā)進(jìn)行。

(2)一般的，如果一個(gè)過(guò)程是自發(fā)的，則其逆過(guò)程就是非自發(fā)的。非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生，則必須對(duì)它做

功，如利用水泵可將水從低處拍向高出，通電可將水分解生成氫氣和氧氣。

(3)判斷某反應(yīng)是否自發(fā)，只是判斷反應(yīng)的方向，與是否會(huì)發(fā)生、反應(yīng)的快慢、反應(yīng)的熱效應(yīng)無(wú)關(guān)。

(4)同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熠值規(guī)律是5(g)>5(l)>5(s)o

(5)在用判據(jù)△”一7AS判斷時(shí)要注意與AS的單位的差別，需要轉(zhuǎn)換。

(6)不能錯(cuò)誤認(rèn)為“自發(fā)反應(yīng)”不需要任何條件。

(7)復(fù)合判據(jù)AH—7AS<0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生，只是指出了在該條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨

勢(shì)，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問(wèn)題。

【跟蹤訓(xùn)練】

易錯(cuò)辨析：正確的打7"，錯(cuò)誤的打"X”。

(1)同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的牖值相同(X)

(2)非自發(fā)反應(yīng)，一定條件下也能使其反應(yīng)發(fā)生(J)

(3)在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向(X)

(4)需要加熱才能夠進(jìn)行的反應(yīng)，肯定不是自發(fā)反應(yīng)(X)

(5)AH<(),AGO的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行(X)

⑹一定溫度下，反應(yīng)MgCbd)Mg⑴+Cb(g)的AH>0、ASX)(V)

(7)反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4。⑸在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△”<()(J)

通法提煉?高頻思維拆解

方法技巧化學(xué)平衡原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.化工生產(chǎn)適宜條件選擇的?般原則

條件原則

從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過(guò)快，又不能過(guò)慢

既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性，又要

從化學(xué)平衡移動(dòng)分析

注意對(duì)二者影響的矛盾性

增加廉價(jià)易得原料，提高高價(jià)難得原料的利用率，從

從原料利用率分析

而降低生產(chǎn)成本

從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)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(duì)溫度的限制

2.平衡類問(wèn)題需考慮的幾個(gè)方面

（1）原料的來(lái)源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對(duì)平衡的影響。

⑵原料的循環(huán)利用。

（3）產(chǎn)物的污染處理。

（4）產(chǎn)物的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。

（5）參加反應(yīng)的物質(zhì)的壓強(qiáng)對(duì)平衡造成的影響。

（6）改變外界條件對(duì)多平衡體系的影響。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.工業(yè)上用丁烷催化脫氫制備丁烯：SMg）C4H￡g）+H2（g）（正反應(yīng)吸熱），將丁烷和氫氣以一定

的配比通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器（氫氣的作用是活化催化劑），反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與溫度、投料比

有關(guān)。下列判斷不正確的是（）

%

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陽(yáng)

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遂

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12346

〃（氫氣）

〃（丁烷）

乙

A.由圖甲可知，工小于0.1

B.由圖乙可知，丁烯產(chǎn)率先增大后減小，減小的原因是氫氣是產(chǎn)物之一，隨著，H箱氫氣）增大，逆反應(yīng)

速率減小

C.由圖丙可知，丁烯產(chǎn)率在590°C之前隨溫度升高而增大的原因可能是溫度升高平衡正向移動(dòng)

D.由圖丙可知，丁烯產(chǎn)率在590c之后快速降低的主要原因是丁烯高溫分解生成副產(chǎn)物

答案B

解析增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，則丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，結(jié)合圖像可知，％小于0.1,A項(xiàng)正確；加入

氫氣，平衡逆向移動(dòng)，丁烯產(chǎn)率上升的可能原因是通入的H2對(duì)催化劑有活化作用，減小的原因是氫氣是產(chǎn)

物之一，而隨著茨〃（氧瑞氣）增大，逆反應(yīng)速率增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.乙烯是石油化工最基本的原料之一。

（1）乙烷在一定條件下可脫氫制得乙烯：C2H6（g）C2H4（g）+H2（g）AM〉。。提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率的

措施有、0

（2）在乙烷中引入02可以降低反應(yīng)溫度，減少積碳。涉及如下反應(yīng)：

a.2c2H6（g）+O2（g）2C2H4（g）4-2H2O（g）AH2Vo

b.2C2H6（g）+5O2（g）4CO（g）+6H2O（g）3Vo

c.C2Hj（g）+2Ch（g）2CO（g）+2H2O（g）A/74<0

氧氣的引入可能導(dǎo)致過(guò)度氧化。為減少過(guò)度氧化，需要尋找催化劑降低反應(yīng)________（填或"c”）

的活化能，判斷的依據(jù)是，

（3）常壓下，在某催化劑作用下按照〃（C2H6）：〃（。2）=1：1投料制備乙烯，體系中C2H4和CO在含碳產(chǎn)物

口的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)及C2H6轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。

溫度/t?

①乙烯的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因是。

②在570?600°C溫度范圍內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（填字母）。

A.C2H4產(chǎn)率隨溫度升高而增大

B.比0的含量隨溫度升高而增大

C.C2H6在體系中的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大

D.此催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在較低溫度下降低CO的平衡產(chǎn)率

答案（1）減小壓強(qiáng)升高溫度（或及時(shí)移出生成物）

（2）a制備的目標(biāo)產(chǎn)品是C2H4,b、c均為副反應(yīng)，應(yīng)加快反應(yīng)a的反應(yīng)速率

⑶①反應(yīng)a、c是放熱反應(yīng)，升高溫度，a反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)程度較大@BD

解析（l）C2H6（g）C2H4（g）+H2（g）該反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率

的措施有減小壓強(qiáng)、升高溫度或及時(shí)移出生成物。（3）①分析反應(yīng)a、c都為放熱反應(yīng)，升高溫度，兩者反

應(yīng)平衡均逆向移動(dòng)，但反應(yīng)a平衡逆向移動(dòng)的程度較大，則乙烯的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)降低。②根據(jù)圖中信

息，C2H4產(chǎn)率隨溫度升高而降低，故A錯(cuò)誤：乙烷轉(zhuǎn)化率增大，生成水的量增大，而乙烯量減小，說(shuō)明發(fā)

生反應(yīng)c,水的量增大，因此HQ的含量隨溫度升高而增大，故B止確；根據(jù)圖中信息C2H6轉(zhuǎn)化率增大，

則C2H6在體系中的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低，故C倍誤：根據(jù)圖中信息，CO在較高溫度時(shí)含量

較大，因此該催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在較低溫度卜降低CO的平衡產(chǎn)率，故D正確。

3.（2024高三上?四川成都?專題練習(xí)）丙烷價(jià)格低廉且產(chǎn)量大，而丙烯及其衍生物具有較高的經(jīng)濟(jì)附

加值，因此丙烷脫氫制丙烯具有重:要的價(jià)值。

方法（一）熱裂解法：反應(yīng)1（直接脫氫）：C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）

⑴在25℃、lOlkPa條件下，幾種物質(zhì)的燃燒熱如表所示:

物質(zhì)

C3H8(g)C3H6(g)H2(g)

燃燒熱/(kJ/mol)-2219.9-2049-286

△H=kJ/mol,該反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行的條件為（填“高溫”“低溫”或“任何溫

度”）。

（2）下列關(guān)于反應(yīng)I的說(shuō)法正確的是___________（填標(biāo)號(hào)）

A.恒溫恒容下，向體系中加入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快

B.恒溫恒壓下，氣體的密度不變，表明對(duì)于反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)

C.C3H8的消耗速率與C3H6的生成速率相等，反應(yīng)I達(dá)平衡

D.其他條件相同，反應(yīng)I分別在恒容和恒壓時(shí)進(jìn)行，后者丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率更高

（3）發(fā)生反應(yīng)I時(shí)，易發(fā)生副反應(yīng)C3H8（g）C2H4（g）+CH4（g）,將2moi丙烷通入反應(yīng)器，在T℃、

lOOkPa條件下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得平衡體系中C3HS與CH4的體積分?jǐn)?shù)分別為40%和4%,則丙烷的轉(zhuǎn)化率

為,反應(yīng)I的平衡常數(shù)KP=kPa（計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后面1位）。

方法（二）氧化裂解法：反應(yīng)II：2c3H8（g）+O2U2c3H6（g）+2H2O

（4）反應(yīng)H屬于自由基反應(yīng)，其反應(yīng)歷程如下：

①C3H8+02—C3H7+HO2-

②……

@H2O2>2HO

④2Ho?一；O2+H2O

第②步反應(yīng)的方程式為:從平衡移動(dòng)角度解釋氧化裂解法制備丙烯的趨勢(shì)

遠(yuǎn)大于熱裂解的原因是O

（5）CCh是一種溫和的氧化劑，研究人員嘗試?yán)肅O2代替02氧化丙烷脫氫制丙烯。從產(chǎn)率角度分

析，CO2代替02的優(yōu)點(diǎn)是0

答案（1）+115.1高溫（2）BD

（3）42.9%或方16.9

（4>C3H7+HO2?一H2O2+C3H6氧氣與熱裂解的氫氣氫氣反應(yīng)生成水，使平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)趨勢(shì)增大

（5）氧氣氧化性強(qiáng)，易氧化C3H8、C3H6,使產(chǎn)率下降或CO2是一種溫和的氧化劑，不與氧化C3H8、C3H6

解析（1）C3H$燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（