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高中第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控作业课件ppt
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这是一份高中第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控作业课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了增大N2浓度，0×10-3，低温高压等内容，欢迎下载使用。
1.由丙烯合成正丁醛的反应:CH3CH== CH2(g)+CO(g)+H2(g) CH3CH2CH2CHO(l) ΔH<0,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是( )A.低温、高压、催化剂B.适当的温度、高压、催化剂C.常温、常压、催化剂D.适当的温度、常压、催化剂
解析 合成正丁醛的反应是气体体积减小的反应,故可以采用高压,可加快反应速率且增大转化率;又因为该反应的正反应为放热反应,高温会使原料气的转化率降低,低温会使反应速率减慢,所以要采用适当的温度来提高反应速率,故选B。
2.工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.增大压强,甲醇转化率增大B.d点反应速率v(正)=v(逆)C.平衡常数K(75 ℃)
3.硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的说法中正确的是( )A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3B.该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正、逆反应速率均为零C.在达到平衡的体系中,充入由18O组成的O2后,SO2中18O含量减少,SO3中18O含量增多D.在工业合成SO3时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题
解析 反应为可逆反应,SO2和O2不能全部转化为SO3,A错误;达到平衡后反应不停止,正、逆反应速率相等,B错误;达到平衡后充入由18O组成的O2,平衡向正反应方向移动,SO3中18O含量增多,因为反应可逆,SO2中18O含量也增多,C错误;D正确。
4.德国哈伯发明低成本制造大量氨的方法,流程图中为提高原料转化率而采取的措施是( )A.①②③B.②④⑤C.①③⑤D.②③④
解析 氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下反应生成氨气,正反应是气体体积减小的放热反应。净化气体是防止杂质气体对催化剂的影响,不能提高原料的转化率,①不符合;加压,平衡正向移动,可以提高原料的利用率,②符合;使用催化剂,可以加快反应速率,但平衡不移动,不能提高原料转化率,③不符合;分离出氨气,平衡正向移动,可以提高原料的转化率,④符合;氮气和氢气的再循环,可提高原料的转化率,⑤符合。
5.[2020海南高考真题]NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应:CO(g)+NO(g) === CO2(g)+ N2(g) ΔH=-374.3 kJ·ml-1 K=2.5×1060,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是( )A.K很大,NO与CO在排入大气之前就已反应完全B.增大压强,平衡将向右移动,K>2.5×1060C.升高温度,既增大反应速率又增大KD.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
解析 平衡常数很大,表示该反应进行的程度大,由于NO与CO反应速率较小,在排入大气之前没有反应完全,故A错误;平衡常数只与温度有关,增大压强,K不变,故B错误;CO(g)+NO(g) ===CO2(g)+ N2(g)正反应放热,升高温度,速率加快,平衡逆向移动,K减小,故C错误;选用适宜催化剂可加快反应速率,使尾气得到净化,达到尾气排放标准,故D正确。
6.科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h):
相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g) ΔH=+765.2 kJ·ml-1。
回答下列问题:(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。 (2)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 ml N2(g)和1.60 ml H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 。计算:
①该条件下N2的平衡转化率为 。
②该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为 。 ③根据合成氨反应的特点分析,当前最有前途的研究发展方向是 (填字母)。 A.研制耐高压的合成塔B.采用超大规模的工业生产C.研制耐低温复合催化剂D.探索不用H2和N2合成氨的新途径
解析 (2)①设反应消耗x ml N2(g),列三段式N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)起始/ml0.601.600转化/mlx3x2x平衡/ml0.60-x1.60-3x2x平衡时反应体系总物质的量为[(0.60-x)+(1.60-3x)+2x] ml=(2.20-2x) ml
7.据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是( )A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析 使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率,A正确;只根据反应所需温度无法确定该反应是吸热反应还是放热反应,B错误;增大反应物CO2的浓度,可提高H2的转化率,C正确;从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O,减小生成物的浓度,可使平衡正向移动,提高CO2和H2的利用率,D正确。
8.某温度下,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )A.将1 ml N2和3 ml H2置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJB.平衡状态由A到B时,平衡常数K(A)
9.工业上合成氨是在一定条件下进行反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,其部分工艺流程如图:
(1)N2、H2需要经过铜氨液处理净化,除去其中的CO,其反应为
(2)下列有关合成氨工业的叙述,正确的是 (填字母)。 A.循环的气体是N2、H2、NH3B.采用高温是为了保证尽可能高的平衡转化率与快的反应速率C.及时分离出产品,有利于反应正向进行D.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率E.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
(3)在其他条件相同时,分别测定不同压强、不同温度下,N2的平衡转化率,结果如图:
(4)温度为t ℃时,将4a ml H2和2a ml N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应达平衡后测得N2的转化率为50%,此时放出热量46.2 kJ。则该温度下N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为 。
T1 (填“>”或“<”)T2,判断的理由是____________________________________________________________________________。
合成氨为放热反应,在一定压强下,升高温度,平衡逆向移动,N2的平衡转化率降低
(5)依据温度对合成氨反应的影响,在如图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
反应为气体分子数减小的反应,且正反应放热,若要尽量吸收CO,则需要使平衡尽量正向移动,结合勒夏特列原理,适宜的条件为低温高压。(2)循环的气体是N2和H2,A错误;采用高温是为了加快反应速率,不能提高该反应的平衡转化率,B错误;及时分离出产品使平衡正向移动,C正确;当温度、压强一定时,充入惰性气体会使体系体积变大,各气体分压变小,平衡逆向移动,平衡转化率减小,D错误;合成氨的反应是气体体积减小的放热反应,故合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零,E正确;故选CE。
(3)由于反应放热,温度越高,N2平衡转化率越低,结合图像可知T1
1.由丙烯合成正丁醛的反应:CH3CH== CH2(g)+CO(g)+H2(g) CH3CH2CH2CHO(l) ΔH<0,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是( )A.低温、高压、催化剂B.适当的温度、高压、催化剂C.常温、常压、催化剂D.适当的温度、常压、催化剂
解析 合成正丁醛的反应是气体体积减小的反应,故可以采用高压,可加快反应速率且增大转化率;又因为该反应的正反应为放热反应,高温会使原料气的转化率降低,低温会使反应速率减慢,所以要采用适当的温度来提高反应速率,故选B。
2.工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.增大压强,甲醇转化率增大B.d点反应速率v(正)=v(逆)C.平衡常数K(75 ℃)
3.硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的说法中正确的是( )A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3B.该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正、逆反应速率均为零C.在达到平衡的体系中,充入由18O组成的O2后,SO2中18O含量减少,SO3中18O含量增多D.在工业合成SO3时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题
解析 反应为可逆反应,SO2和O2不能全部转化为SO3,A错误;达到平衡后反应不停止,正、逆反应速率相等,B错误;达到平衡后充入由18O组成的O2,平衡向正反应方向移动,SO3中18O含量增多,因为反应可逆,SO2中18O含量也增多,C错误;D正确。
4.德国哈伯发明低成本制造大量氨的方法,流程图中为提高原料转化率而采取的措施是( )A.①②③B.②④⑤C.①③⑤D.②③④
解析 氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下反应生成氨气,正反应是气体体积减小的放热反应。净化气体是防止杂质气体对催化剂的影响,不能提高原料的转化率,①不符合;加压,平衡正向移动,可以提高原料的利用率,②符合;使用催化剂,可以加快反应速率,但平衡不移动,不能提高原料转化率,③不符合;分离出氨气,平衡正向移动,可以提高原料的转化率,④符合;氮气和氢气的再循环,可提高原料的转化率,⑤符合。
5.[2020海南高考真题]NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应:CO(g)+NO(g) === CO2(g)+ N2(g) ΔH=-374.3 kJ·ml-1 K=2.5×1060,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是( )A.K很大,NO与CO在排入大气之前就已反应完全B.增大压强,平衡将向右移动,K>2.5×1060C.升高温度,既增大反应速率又增大KD.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
解析 平衡常数很大,表示该反应进行的程度大,由于NO与CO反应速率较小,在排入大气之前没有反应完全,故A错误;平衡常数只与温度有关,增大压强,K不变,故B错误;CO(g)+NO(g) ===CO2(g)+ N2(g)正反应放热,升高温度,速率加快,平衡逆向移动,K减小,故C错误;选用适宜催化剂可加快反应速率,使尾气得到净化,达到尾气排放标准,故D正确。
6.科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h):
相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g) ΔH=+765.2 kJ·ml-1。
回答下列问题:(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。 (2)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 ml N2(g)和1.60 ml H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 。计算:
①该条件下N2的平衡转化率为 。
②该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为 。 ③根据合成氨反应的特点分析,当前最有前途的研究发展方向是 (填字母)。 A.研制耐高压的合成塔B.采用超大规模的工业生产C.研制耐低温复合催化剂D.探索不用H2和N2合成氨的新途径
解析 (2)①设反应消耗x ml N2(g),列三段式N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)起始/ml0.601.600转化/mlx3x2x平衡/ml0.60-x1.60-3x2x平衡时反应体系总物质的量为[(0.60-x)+(1.60-3x)+2x] ml=(2.20-2x) ml
7.据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是( )A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析 使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率,A正确;只根据反应所需温度无法确定该反应是吸热反应还是放热反应,B错误;增大反应物CO2的浓度,可提高H2的转化率,C正确;从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O,减小生成物的浓度,可使平衡正向移动,提高CO2和H2的利用率,D正确。
8.某温度下,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )A.将1 ml N2和3 ml H2置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJB.平衡状态由A到B时,平衡常数K(A)
9.工业上合成氨是在一定条件下进行反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,其部分工艺流程如图:
(1)N2、H2需要经过铜氨液处理净化,除去其中的CO,其反应为
(2)下列有关合成氨工业的叙述,正确的是 (填字母)。 A.循环的气体是N2、H2、NH3B.采用高温是为了保证尽可能高的平衡转化率与快的反应速率C.及时分离出产品,有利于反应正向进行D.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率E.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
(3)在其他条件相同时,分别测定不同压强、不同温度下,N2的平衡转化率,结果如图:
(4)温度为t ℃时,将4a ml H2和2a ml N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应达平衡后测得N2的转化率为50%,此时放出热量46.2 kJ。则该温度下N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为 。
T1 (填“>”或“<”)T2,判断的理由是____________________________________________________________________________。
合成氨为放热反应,在一定压强下,升高温度,平衡逆向移动,N2的平衡转化率降低
(5)依据温度对合成氨反应的影响,在如图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
反应为气体分子数减小的反应,且正反应放热,若要尽量吸收CO,则需要使平衡尽量正向移动,结合勒夏特列原理,适宜的条件为低温高压。(2)循环的气体是N2和H2,A错误;采用高温是为了加快反应速率,不能提高该反应的平衡转化率,B错误;及时分离出产品使平衡正向移动,C正确;当温度、压强一定时,充入惰性气体会使体系体积变大,各气体分压变小,平衡逆向移动,平衡转化率减小,D错误;合成氨的反应是气体体积减小的放热反应,故合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零,E正确;故选CE。
(3)由于反应放热,温度越高,N2平衡转化率越低,结合图像可知T1
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