突破10 化学平衡图像说理题(二)——选择反应最佳条件-备战2023年高考化学《反应原理综合大题》逐空突破系列

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 化学平衡图像说理题(二)
——选择反应最佳条件
【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
注意催化剂的活性对温度的限制
【真题感悟】
1、[2018·天津卷·节选] CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g) ΔH= +120 kJ·mol-1 ，按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900℃的原因是_____________________________
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2、[2017·天津卷·节选] 已知：生物脱H2S的原理：H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4
4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O
由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为_____________________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是___________________________________________________________________________

3、[2016·全国卷Ⅱ·节选] 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＝－515 kJ·mol－1
②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ·mol－1
丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为__________，理由是______________________________________________


4、[2015·浙江卷·节选]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：＋H2(g)　
ΔH＝＋124 kJ·mol－1，工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600 ℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)变化如图，控制反应温度为600 ℃的理由___________________________________________________________________________________
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【经典训练】
1、工业上用AlSiFe合金在一定条件下还原白云石[主要成分为CaMg(CO3)2]可制取金属镁。实际生产中镁的还原率在不同条件下的变化曲线如图3、4所示。

图3　不同氟盐添加量与还原率的关系 图4　不同还原温度下氟盐对还原过程的影响
①实际生产中通过添加氟盐来提高镁的还原率，选择最佳的氟盐及添加量是　　　　　
②温度一般控制在1 140 ℃，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2、汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：
4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1.0时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是______________
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(3)烟气脱硫、脱硝一体化技术是大气污染防治研究的热点。ClO2及NaClO2均是性能优良的脱硫脱硝试剂。某研究小组用ClO2进行单独脱除SO2实验时，测得SO2的脱除率随溶液pH变化如图所示。当3