化學(xué)7 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第3講 化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng) 蘇教版

第第3講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)【2019備考】備考】最最新新考考綱綱：1.了了解解化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的可可逆逆性性。2.了了解解化化學(xué)學(xué)平平衡衡建建立立的的過過程程，掌掌握握化化學(xué)學(xué)平平衡衡的的概概念念。3.理理解解外外界界條條件件(濃濃度度、溫溫度度、壓壓強(qiáng)強(qiáng)、催催化化劑劑等等)對(duì)對(duì)化化學(xué)學(xué)平平衡衡的的影影響響，認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)并并能能用用相相關(guān)關(guān)理理論論解解釋釋其其一一般般規(guī)規(guī)律律。4.了了解解化化學(xué)學(xué)平平衡衡的的調(diào)調(diào)控控在在生生活活、生生產(chǎn)產(chǎn)和和科科學(xué)學(xué)研研究究領(lǐng)領(lǐng)域中的重要作用。域中的重要作用。考點(diǎn)一可逆反考點(diǎn)一可逆反應(yīng)應(yīng)與化學(xué)平衡狀與化學(xué)平衡狀態(tài)態(tài)(頻數(shù)：頻數(shù)：難度：難度：)相等相等不不變變(2)建立建立過過程程在一定條件下，把某一可逆反在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)應(yīng)的反的反應(yīng)應(yīng)物加入固定容物加入固定容積積的密的密閉閉容器中。反容器中。反應(yīng)過應(yīng)過程如下：程如下：以上以上過過程可用下程可用下圖圖表示：表示：(3)平衡特點(diǎn)平衡特點(diǎn)可逆可逆v(正正)v(逆逆)濃濃度或百分含量度或百分含量答案答案(1)(2)(3)(4)答案答案B答案答案(3)探探源源：本本考考題題源源于于教教材材SJ選選修修4 P46“化化學(xué)學(xué)平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)”，對(duì)對(duì)化化學(xué)學(xué)平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)的的特特征征及及其其判斷依據(jù)進(jìn)行了考查。判斷依據(jù)進(jìn)行了考查。解解析析A項(xiàng)項(xiàng)，可可逆逆反反應(yīng)應(yīng)則則反反應(yīng)應(yīng)物物不不可可能能完完全全轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為生生成成物物；B項(xiàng)項(xiàng)，達(dá)達(dá)平平衡衡時(shí)時(shí)，v(正正)、v(逆逆)相相等等但但不不為為零零；C項(xiàng)項(xiàng)，從從正正向向開開始始的的反反應(yīng)應(yīng)，正正反反應(yīng)應(yīng)速速率率隨隨反反應(yīng)應(yīng)物物濃濃度度降降低低而而減減小小，逆逆反反應(yīng)應(yīng)速速率率隨隨生生成成物物濃濃度度升升高高而而增增大大，達(dá)達(dá)平平衡衡時(shí)時(shí)，v(正正)v(逆逆)；D項(xiàng)項(xiàng)，工工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)上上既既要要提提高高原原料料的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率，又又要要提提高高生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率，應(yīng)應(yīng)同同時(shí)時(shí)考考慮慮反反應(yīng)應(yīng)的的限限度度和和化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)速率兩方面的問題。應(yīng)速率兩方面的問題。答案答案B2.在在密密閉閉容容器器中中進(jìn)進(jìn)行行反反應(yīng)應(yīng)：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已已知知X2、Y2、Z的的起起始始濃濃度度分分別別為為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在在一一定定條條件件下下，當(dāng)當(dāng)反反應(yīng)應(yīng)達(dá)達(dá)到到平平衡衡時(shí)時(shí)，各各物物質(zhì)質(zhì)的的濃濃度可能是度可能是()A.Z為為0.3 molL1B.Y2為為0.4 molL1C.X2為為0.2 molL1D.Z為為0.4 molL1解解析析若若X2完完全全轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為Z，則則X2、Y2、Z的的濃濃度度分分別別是是0 molL1、0.2 molL1、0.4 molL1；若若Z完完全全轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為X2、Y2，則則X2、Y2、Z的的濃濃度度分分別別是是0.2 molL1、0.4 molL1、0 molL1；反反應(yīng)應(yīng)為為可可逆逆反反應(yīng)應(yīng)，反反應(yīng)應(yīng)物物不不能能完完全全轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化，所所以以，0c(X2)0.2 molL1，0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1，0c(Z)0.4 molL1。答案答案A【練后歸納】【練后歸納】極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍上上述述題題目目2可可根根據(jù)據(jù)極極端端假假設(shè)設(shè)法法判判斷斷，假假設(shè)設(shè)反反應(yīng)應(yīng)正正向向或或逆逆向向進(jìn)進(jìn)行行到到底底，求求出出各各物物質(zhì)質(zhì)濃濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2(0，0.2)，Y2(0.2，0.4)，Z(0，0.4)。解解析析生生成成CO的的物物質(zhì)質(zhì)的的量量等等于于生生成成CO2的的物物質(zhì)質(zhì)的的量量，但但是是時(shí)時(shí)間間不不一一定定相相等等，故故CO正正、逆逆反反應(yīng)應(yīng)速速率率不不一一定定相相等等，A項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)錯(cuò)誤誤；氣氣體體總總質(zhì)質(zhì)量量由由小小到到大大，當(dāng)當(dāng)保保持持不不變變時(shí)時(shí)達(dá)達(dá)到到平平衡衡，B項(xiàng)項(xiàng)正正確確；氣氣體體總總物物質(zhì)質(zhì)的的量量始始終終不不變變，故故氣氣體體壓壓強(qiáng)強(qiáng)始始終終不不變變，C項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)錯(cuò)誤誤；氧氧化銅為固態(tài)，其濃度始終不變，化銅為固態(tài)，其濃度始終不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案答案B4.(2018湖湖北北宜宜昌昌模模擬擬)苯苯乙乙烯烯是是現(xiàn)現(xiàn)代代石石油油化化工工產(chǎn)產(chǎn)品品中中最最重重要要的的單單體體之之一一。在在工工業(yè)業(yè)上上，苯乙苯乙烯烯可由乙苯和可由乙苯和CO2催化脫催化脫氫氫制得：制得：在在溫溫度度為為T1時(shí)時(shí)，此此反反應(yīng)應(yīng)的的平平衡衡常常數(shù)數(shù)K0.5。在在2 L密密閉閉容容器器中中加加入入乙乙苯苯(g)與與CO2，反反應(yīng)應(yīng)到某到某時(shí)時(shí)刻刻測測得混合物中各得混合物中各組組分的物分的物質(zhì)質(zhì)的量均的量均為為1.0 mol，請(qǐng)請(qǐng)回答下列回答下列問題問題：(1)該時(shí)該時(shí)刻的化學(xué)反刻的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)_(填填“已達(dá)到已達(dá)到”或或“未達(dá)到未達(dá)到”)平衡狀平衡狀態(tài)態(tài)。(2)下列能下列能說說明乙苯與明乙苯與CO2在在該該條件下反條件下反應(yīng)應(yīng)已達(dá)到平衡狀已達(dá)到平衡狀態(tài)態(tài)的是的是_(填字母填字母)。a.v正正(CO2)v逆逆(CO2)b.c(CO2)c(CO)0.5 mol/Lc.混合氣體的密度不混合氣體的密度不變變d.CO2的體的體積積分?jǐn)?shù)保持不分?jǐn)?shù)保持不變變(3)若若將將反反應(yīng)應(yīng)改改為為恒恒壓壓絕絕熱熱條條件件下下進(jìn)進(jìn)行行，達(dá)達(dá)到到平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)，則則乙乙苯苯的的物物質(zhì)質(zhì)的的量量濃濃度度_(填字母填字母)。a.大于大于0.5 mol/Lb.小于小于0.5 mol/Lc.等于等于0.5 mol/Ld.無法確定無法確定答案答案(1)已達(dá)到已達(dá)到(2)ad(3)d【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)志判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)志1.兩方法兩方法逆向相等、變量不變逆向相等、變量不變(1)“逆逆向向相相等等”：反反應(yīng)應(yīng)速速率率必必須須一一個(gè)個(gè)是是正正反反應(yīng)應(yīng)的的速速率率，一一個(gè)個(gè)是是逆逆反反應(yīng)應(yīng)的的速速率率，且且經(jīng)經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。(2)“變變量量不不變變”：如如果果一一個(gè)個(gè)量量是是隨隨反反應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)行行而而改改變變的的，當(dāng)當(dāng)不不變變時(shí)時(shí)為為平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)；一一個(gè)個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。2.兩標(biāo)志兩標(biāo)志本質(zhì)標(biāo)志、等價(jià)標(biāo)志本質(zhì)標(biāo)志、等價(jià)標(biāo)志考點(diǎn)二化學(xué)平衡移考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng)動(dòng)與等效平衡與等效平衡(頻數(shù)：頻數(shù)：難度：難度：)1.化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)平平衡衡移移動(dòng)動(dòng)就就是是由由一一個(gè)個(gè)“平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)不不平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)新新平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)”的的過過程程。一一定定條條件件下下的平衡體系，條件改的平衡體系，條件改變變后，平衡可能后，平衡可能發(fā)發(fā)生移生移動(dòng)動(dòng)，如下所示：，如下所示：2.化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系v正正v逆逆，平衡向，平衡向_移移動(dòng)動(dòng)；v正正v逆逆，反，反應(yīng)應(yīng)達(dá)到平衡狀達(dá)到平衡狀態(tài)態(tài)，_平衡移平衡移動(dòng)動(dòng) ；v正正甲丙甲丙B.甲甲乙乙丙丙丁丁C.乙甲乙甲丁丙丁丙D.丁丁丙丙乙乙甲甲解析解析四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物(CO2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CO)相對(duì)于甲和丙提高，故有乙丁相對(duì)于甲和丙提高，故有乙丁甲丙。甲丙。答案答案A解解析析兩兩平平衡衡的的溫溫度度相相同同，故故平平衡衡常常數(shù)數(shù)KK，兩兩容容器器中中的的反反應(yīng)應(yīng)物物都都可可以以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為1 mol N2和和3 mol H2，故故兩兩個(gè)個(gè)平平衡衡是是等等效效平平衡衡，且且兩兩平平衡衡中中H2的的百百分分含含量量相相同同，但但反反應(yīng)應(yīng)是是可可逆逆反反應(yīng)應(yīng)不不能能進(jìn)進(jìn)行行徹徹底底，平平衡衡中中已已經(jīng)經(jīng)有有一一部部分分NH3，反反應(yīng)應(yīng)放放出出的的熱熱量量：QQ，且都小于，且都小于92.3 kJ，N2的轉(zhuǎn)化率：平衡的轉(zhuǎn)化率：平衡平衡平衡。答案答案B試題試題分析分析兩個(gè)反兩個(gè)反應(yīng)應(yīng)在在熱熱力學(xué)上力學(xué)上趨勢趨勢均很大，其原因是均很大，其原因是_；有利于提高丙有利于提高丙烯腈烯腈平衡平衡產(chǎn)產(chǎn)率的反率的反應(yīng)應(yīng)條件是條件是_；提高丙提高丙烯腈烯腈反反應(yīng)選擇應(yīng)選擇性的關(guān)性的關(guān)鍵鍵因素是因素是_。(2)圖圖(a)為為丙丙烯烯腈腈產(chǎn)產(chǎn)率率與與反反應(yīng)應(yīng)溫溫度度的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線，最最高高產(chǎn)產(chǎn)率率對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的溫溫度度為為460，低低于于460 時(shí)時(shí)，丙丙烯烯腈腈的的產(chǎn)產(chǎn)率率_(填填“是是”或或“不不是是”)對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)溫溫度度下下的的平平衡衡產(chǎn)產(chǎn)率率，判判斷理由是斷理由是_；高于高于460 時(shí)時(shí)，丙，丙烯腈產(chǎn)烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是率降低的可能原因是_(雙雙選選，填，填標(biāo)標(biāo)號(hào)號(hào))。A.催化催化劑劑活性降低活性降低B.平衡常數(shù)平衡常數(shù)變變大大C.副反副反應(yīng)應(yīng)增多增多D.反反應(yīng)應(yīng)活化能增大活化能增大考考查查意意圖圖：本本題題以以“丙丙烯烯氨氨氧氧化化法法”生生產(chǎn)產(chǎn)一一種種重重要要的的有有機(jī)機(jī)化化工工原原料料丙丙烯烯腈腈為為背背景景，綜綜合合考考查查了了化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)方方向向的的判判斷斷、反反應(yīng)應(yīng)條條件件的的控控制制、影影響響化化學(xué)學(xué)平平衡衡的的因因素素、平平衡衡常常數(shù)數(shù)K與與溫溫度度T的的關(guān)關(guān)系系、活活化化能能與與溫溫度度的的關(guān)關(guān)系系、簡簡單單物物質(zhì)質(zhì)的的量量的的計(jì)計(jì)算算等等知知識(shí)識(shí)點(diǎn)點(diǎn)。題題目目應(yīng)應(yīng)用用物物質(zhì)質(zhì)的的性性質(zhì)質(zhì)、反反應(yīng)應(yīng)原原理理和和規(guī)規(guī)律律，從從“物物質(zhì)質(zhì)變變化化是是有有條條件件的的”角角度度來來分分析析化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)條條件件的的控控制制以以及及物物質(zhì)質(zhì)之之間間的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化；通通過過對(duì)對(duì)圖圖像像的的觀觀察察，從從“模模型型”、“分分類類與與比比較較”、“定定性性與與定定量量”、“化化學(xué)學(xué)與與社社會(huì)會(huì)和和諧諧發(fā)發(fā)展展”的的角角度度考考查查考考生生結(jié)結(jié)合合已已有有知知識(shí)識(shí)進(jìn)進(jìn)行行圖圖文文轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換、加加工工信信息息和和正正確確表表達(dá)達(dá)思思維維歷歷程程及及結(jié)結(jié)論論的的能能力力。試試題題以以實(shí)實(shí)際際生生產(chǎn)產(chǎn)為為背背景景，體體現(xiàn)現(xiàn)了了新新課課程程標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化學(xué)學(xué)與與生生產(chǎn)產(chǎn)、生生活活密密切切聯(lián)聯(lián)系系的的要要求求，體體現(xiàn)現(xiàn)了了化化學(xué)學(xué)的的學(xué)學(xué)科科價(jià)價(jià)值值和和社社會(huì)會(huì)價(jià)價(jià)值值，考考查查了了“綠綠色色應(yīng)應(yīng)用用”的的化化學(xué)學(xué)核核心心素素養(yǎng)養(yǎng)。試試題題以以多多種種方方式式呈呈現(xiàn)現(xiàn)信信息息，有有利利于于不不同同思思維維習(xí)習(xí)慣慣的的考考生生快快速速攝攝取取關(guān)關(guān)鍵鍵信信息息；試試題題設(shè)設(shè)問問靈靈活活，有有利利于于考考生生多多元元化化思思維維的的發(fā)發(fā)揮揮。題題目目要要求求考考生生具具有有思思維維的的深深刻刻性性、敏敏捷捷性性、批批判判性性和和獨(dú)獨(dú)創(chuàng)創(chuàng)性性，具具有有接接受受、吸吸收收和和整整合合化化學(xué)學(xué)信信息息的的能能力力以及分析和解答以及分析和解答(解決解決)化學(xué)問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為化學(xué)問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.34。解解題題思思路路：化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的方方向向的的判判斷斷也也就就是是化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)能能否否自自發(fā)發(fā)進(jìn)進(jìn)行行的的問問題題，可可以以通通過過焓焓判判據(jù)據(jù)做做出出判判斷斷。因因?yàn)闉閮蓛蓚€(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)均均為為放放熱熱量量大大的的反反應(yīng)應(yīng)，故故兩兩個(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)在在熱熱力力學(xué)學(xué)上上趨趨勢勢均均很很大大。因因?yàn)闉樵撛摲捶磻?yīng)應(yīng)為為氣氣體體體體積積增增大大的的放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)，所所以以降降低低溫溫度度、降降低低壓壓強(qiáng)強(qiáng)有有利利于于提提高高丙丙烯烯腈腈的的平平衡衡產(chǎn)產(chǎn)率率，由由圖圖(a)可可知知，提提高高丙丙烯烯腈腈反反應(yīng)應(yīng)選選擇擇性性的的關(guān)關(guān)鍵鍵因因素素是是催催化化劑劑；由由于于反反應(yīng)應(yīng)的的H0，升升高高溫溫度度，K減減小小，而而圖圖(a)中中的的產(chǎn)產(chǎn)率率增增大大，因因此此圖圖(a)中中低低于于460 的的產(chǎn)產(chǎn)率率，不不是是對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)溫溫度度下下的的平平衡衡產(chǎn)產(chǎn)率率；溫溫度度升升高高，K減減少少，活活化化能能不不變變，故故高高于于460 時(shí)時(shí)，丙丙烯烯腈腈的的產(chǎn)產(chǎn)率率降降低低可可能能是是催催化化劑劑的的活活性性降降低低和和副副反反應(yīng)應(yīng)增增多多造造成成的的；根根據(jù)據(jù)圖圖像像(b)可可知知，當(dāng)當(dāng)n(氨氨)/n(丙丙烯烯)約約為為1時(shí)時(shí)，該該比比例例下下丙丙烯烯腈腈產(chǎn)產(chǎn)率率最最高高，而而副副產(chǎn)產(chǎn)物物丙丙烯烯醛醛產(chǎn)產(chǎn)率率最最低低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)NH3(g)3/2O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)，氨氣、氧氣、，氨氣、氧氣、丙丙烯烯按按11.51的的體體積積比比加加入入反反應(yīng)應(yīng)達(dá)達(dá)到到最最佳佳狀狀態(tài)態(tài)，而而空空氣氣中中氧氧氣氣約約占占20%，所所以以進(jìn)進(jìn)料料氨氨、空空氣氣、丙丙烯烯的的理理論論體體積積約約為為17.51。教教學(xué)學(xué)中中一一定定建建構(gòu)構(gòu)解解題題模模型型，積積累累解解題題方方法法，用用化化工工生生產(chǎn)產(chǎn)的的實(shí)實(shí)際際問問題題設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)問問題題線線索索，進(jìn)進(jìn)而而組組織織教教學(xué)學(xué)。學(xué)學(xué)生生對(duì)對(duì)“熱熱力力學(xué)學(xué)”這這一一概概念念未必都能理解。未必都能理解。正確答案：正確答案：(1)兩個(gè)反兩個(gè)反應(yīng)應(yīng)均均為為放放熱熱量大的反量大的反應(yīng)應(yīng)降低溫度、降低降低溫度、降低壓壓強(qiáng)強(qiáng)催化催化劑劑(2)不是不是 該該反反應(yīng)為應(yīng)為放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)，平衡，平衡產(chǎn)產(chǎn)率率應(yīng)應(yīng)隨溫度升高而降低隨溫度升高而降低AC(3)1該該比例下丙比例下丙烯腈產(chǎn)烯腈產(chǎn)率最高，而副率最高，而副產(chǎn)產(chǎn)物丙物丙烯醛產(chǎn)烯醛產(chǎn)率最低率最低17.51真題演練真題演練解解析析根根據(jù)據(jù)該該反反應(yīng)應(yīng)的的特特點(diǎn)點(diǎn)結(jié)結(jié)合合平平衡衡移移動(dòng)動(dòng)原原理理逐逐項(xiàng)項(xiàng)分分析析。A項(xiàng)項(xiàng)該該反反應(yīng)應(yīng)為為反反應(yīng)應(yīng)前前后后氣氣體體物物質(zhì)質(zhì)的的量量不不變變的的反反應(yīng)應(yīng)，平平衡衡不不受受壓壓強(qiáng)強(qiáng)影影響響，減減小小容容器器體體積積，平平衡衡不不移移動(dòng)動(dòng)；B項(xiàng)項(xiàng)催催化化劑劑不不能能使使平平衡衡移移動(dòng)動(dòng)，不不改改變變產(chǎn)產(chǎn)物物的的產(chǎn)產(chǎn)率率；C項(xiàng)項(xiàng)增增大大c(X)，平平衡衡正正向向移移動(dòng)動(dòng)，Y的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率增增大大，X本本身身的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率反反而而減減小小；D項(xiàng)項(xiàng)該該反反應(yīng)應(yīng)的的正正反反應(yīng)應(yīng)是是放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)，降降低低溫溫度度，平衡正向移動(dòng)，平衡正向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率增大。的轉(zhuǎn)化率增大。答案答案D答案答案C圖圖(a)是是反反應(yīng)應(yīng)平平衡衡轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率與與反反應(yīng)應(yīng)溫溫度度及及壓壓強(qiáng)強(qiáng)的的關(guān)關(guān)系系圖圖，x_0.1(填填“大大于于”或或“小于小于”)；欲使??；欲使丁烯烯的平衡的平衡產(chǎn)產(chǎn)率提高，率提高，應(yīng)應(yīng)采取的措施是采取的措施是_(填填標(biāo)標(biāo)號(hào)號(hào))。A.升高溫度升高溫度B.降低溫度降低溫度C.增大增大壓壓強(qiáng)強(qiáng)D.降低降低壓壓強(qiáng)強(qiáng)(2)丁丁烷烷和和氫氫氣氣的的混混合合氣氣體體以以一一定定流流速速通通過過填填充充有有催催化化劑劑的的反反應(yīng)應(yīng)器器(氫氫氣氣的的作作用用是是活活化化催催化化劑劑)，出出口口氣氣中中含含有有丁丁烯烯、丁丁烷烷、氫氫氣氣等等。圖圖(b)為為丁丁烯烯產(chǎn)產(chǎn)率率與與進(jìn)進(jìn)料料氣氣中中n(氫氫氣氣)/n(丁丁烷烷)的的關(guān)關(guān)系系。圖圖中中曲曲線線呈呈現(xiàn)現(xiàn)先先升升高高后后降降低低的的變變化化趨趨勢勢，其其降降低低的的原原因因是是_。(3)圖圖(c)為為反反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)率率和和反反應(yīng)應(yīng)溫溫度度的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線，副副產(chǎn)產(chǎn)物物主主要要是是高高溫溫裂裂解解生生成成的的短短碳碳鏈鏈烴烴類類化合物。丁化合物。丁烯產(chǎn)烯產(chǎn)率在率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁之后，丁烯產(chǎn)烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是率快速降低的主要原因可能是_。解解析析(1)由由a圖圖可可以以看看出出，溫溫度度相相同同時(shí)時(shí)，由由0.1 MPa變變化化到到x MPa，丁丁烷烷的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率增增大大，即即平平衡衡正正向向移移動(dòng)動(dòng)，所所以以x的的壓壓強(qiáng)強(qiáng)更更小小，x0.1。由由于于反反應(yīng)應(yīng)為為吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)，所所以以溫溫度度升升高高時(shí)時(shí)，平平衡衡正正向向移移動(dòng)動(dòng)，丁丁烯烯的的平平衡衡產(chǎn)產(chǎn)率率增增大大，因因此此A正正確確、B錯(cuò)錯(cuò)誤誤。反反應(yīng)應(yīng)正正向向進(jìn)進(jìn)行行時(shí)時(shí)體體積積增增大大，加加壓壓時(shí)時(shí)平平衡衡逆逆向向移移動(dòng)動(dòng)，丁丁烯烯的的平平衡衡產(chǎn)產(chǎn)率率減減小小，因因此此C錯(cuò)錯(cuò)誤誤，D正正確確。(2)反反應(yīng)應(yīng)初初期期，H2可可以以活活化化催催化化劑劑，進(jìn)進(jìn)料料氣氣中中n(氫氫氣氣)/n(丁丁烷烷)較較小小，丁丁烷烷濃濃度度大大，反反應(yīng)應(yīng)向向正正反反應(yīng)應(yīng)方方向向進(jìn)進(jìn)行行的的程程度度大大，丁丁烯烯轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率升升高高；然然后后進(jìn)進(jìn)料料氣氣中中n(氫氫氣氣)/n(丁丁烷烷)增增大大，原原料料中中過過量量的的H2會(huì)會(huì)使使反反應(yīng)應(yīng)平平衡衡逆逆向向移移動(dòng)動(dòng)，所所以以丁丁烯烯產(chǎn)產(chǎn)率率下下降降。(3)590 之之前前，溫溫度度升升高高時(shí)時(shí)反反應(yīng)應(yīng)速速率率加加快快，生生成成的的丁丁烯烯會(huì)會(huì)更更多多，同同時(shí)時(shí)由由于于反反應(yīng)應(yīng)是是吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)，升升高高溫溫度度平平衡衡正正向向移移動(dòng)動(dòng)，平平衡衡體體系系中中會(huì)會(huì)含含有有更更多多的的丁丁烯烯。而而溫溫度度超超過過590 時(shí)時(shí)，由由于于丁丁烷烷高高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)的丁烷也就相應(yīng)減少。的丁烷也就相應(yīng)減少。答案答案(1)小于小于AD(2)原料中過量原料中過量H2會(huì)使反應(yīng)會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降(3)590 前升高溫度，反應(yīng)前升高溫度，反應(yīng)平衡正向移動(dòng)升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)平衡正向移動(dòng)升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多溫度高于間產(chǎn)生丁烯更多溫度高于590 時(shí)有更多的時(shí)有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低熱熱點(diǎn)點(diǎn)說說明明：化化學(xué)學(xué)平平衡衡在在化化工工生生產(chǎn)產(chǎn)中中有有非非常常重重要要的的應(yīng)應(yīng)用用，尤尤其其是是控控制制合合適適的的反反應(yīng)應(yīng)條條件件使使平平衡衡向向著著理理想想的的方方向向移移動(dòng)動(dòng)，近近幾幾年年來來涉涉及及面面非非常常廣廣，如如2017全全國國卷卷T27、2016全全國國卷卷T27、2016四四川川卷卷T11、2016海海南南卷卷T16、2016天天津津卷卷T10、2015全全國國卷卷T27、2015浙浙江江卷卷T28、2015北北京京卷卷T26、2014天天津津卷卷T10、2014全全國國卷卷T28等等均對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡理論進(jìn)行了考查。均對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡理論進(jìn)行了考查。1.總體原則總體原則(1)化工生化工生產(chǎn)產(chǎn)適宜條件適宜條件選擇選擇的一般原的一般原則則條件條件原則原則從化學(xué)反從化學(xué)反應(yīng)應(yīng)速率分析速率分析既不能既不能過過快，又不能太慢快，又不能太慢從化學(xué)平衡移從化學(xué)平衡移動(dòng)動(dòng)分析分析既要注意外界條件既要注意外界條件對(duì)對(duì)速率和平衡影響的一致性，又要注速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析從原料的利用率分析增加易得廉價(jià)原料，提高增加易得廉價(jià)原料，提高難難得高價(jià)原料的利用率，從而得高價(jià)原料的利用率，從而降低生降低生產(chǎn)產(chǎn)成本成本從從實(shí)際實(shí)際生生產(chǎn)產(chǎn)能力分析能力分析如如設(shè)備設(shè)備承受高溫、高承受高溫、高壓壓能力等能力等從催化從催化劑劑的使用活性分析的使用活性分析注意催化注意催化劑劑的活性的活性對(duì)對(duì)溫度的限制溫度的限制(2)平衡平衡類問題類問題需考需考慮慮的幾個(gè)方面的幾個(gè)方面原料的來源、除原料的來源、除雜雜，尤其考，尤其考慮雜質(zhì)對(duì)慮雜質(zhì)對(duì)平衡的影響。平衡的影響。原料的循原料的循環(huán)環(huán)利用。利用。產(chǎn)產(chǎn)物的物的污污染染處處理。理。產(chǎn)產(chǎn)物的酸堿性物的酸堿性對(duì)對(duì)反反應(yīng)應(yīng)的影響。的影響。氣體氣體產(chǎn)產(chǎn)物的物的壓壓強(qiáng)強(qiáng)對(duì)對(duì)平衡造成的影響。平衡造成的影響。改改變變外界條件外界條件對(duì)對(duì)多平衡體系的影響。多平衡體系的影響。(3)反反應(yīng)應(yīng)條件的條件的選擇選擇反應(yīng)反應(yīng)條件條件對(duì)對(duì)化學(xué)反化學(xué)反應(yīng)應(yīng)速率的速率的影響影響對(duì)對(duì)平衡混合物中平衡混合物中氨含量的影響氨含量的影響合成氨條件的合成氨條件的選擇選擇增大增大壓強(qiáng)壓強(qiáng)增大反增大反應(yīng)應(yīng)速率速率平衡正向移平衡正向移動(dòng)動(dòng)，提，提高平衡混合物中氨高平衡混合物中氨的含量的含量壓壓強(qiáng)強(qiáng)增大，有利于氨的合成，但需要增大，有利于氨的合成，但需要?jiǎng)觿?dòng)力大，力大，對(duì)對(duì)材料、材料、設(shè)備設(shè)備的要求高。故的要求高。故采用采用1030 MPa的高的高壓壓(4)原料氣的充分利用原料氣的充分利用合合成成氨氨反反應(yīng)應(yīng)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率較較低低，從從原原料料充充分分利利用用的的角角度度分分析析，工工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)中中可可采采用用循循環(huán)環(huán)操操作的方法可提高原料的利用率。作的方法可提高原料的利用率。升高升高溫度溫度增大反增大反應(yīng)應(yīng)速率速率平衡逆向移平衡逆向移動(dòng)動(dòng)，降低平衡混合降低平衡混合物中氨的含量物中氨的含量溫度要適宜，既要保溫度要適宜，既要保證證反反應(yīng)應(yīng)有有較較快的速率，快的速率，又要使反又要使反應(yīng)應(yīng)物的物的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率不能太低。故采用化率不能太低。故采用400500 左右的溫度，并且在左右的溫度，并且在該該溫度下催化溫度下催化劑劑的活性最大的活性最大使用使用催化劑催化劑增大反增大反應(yīng)應(yīng)速率速率沒有影響沒有影響工工業(yè)業(yè)上一般上一般選選用用鐵鐵觸媒作催化觸媒作催化劑劑物質(zhì)制備適宜條件的選擇物質(zhì)制備適宜條件的選擇模型解模型解題題解解析析這這是是一一個(gè)個(gè)放放熱熱的的熵熵減減反反應(yīng)應(yīng)，只只有有當(dāng)當(dāng)HTS0時(shí)時(shí)，該該反反應(yīng)應(yīng)才才能能自自發(fā)發(fā)進(jìn)進(jìn)行行，A錯(cuò)錯(cuò)誤誤；加加入入過過量量的的B，可可以以提提高高A的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率，B正正確確；升升高高溫溫度度，平平衡衡逆逆向向移移動(dòng)動(dòng)，反反應(yīng)應(yīng)物物的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率降降低低，C錯(cuò)錯(cuò)誤誤；使使用用催催化化劑劑只只能能改改變變反反應(yīng)應(yīng)速速率率，不不能能使使平平衡衡發(fā)發(fā)生生移移動(dòng)動(dòng)，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案B解解析析第第一一步步產(chǎn)產(chǎn)生生的的H2使使第第二二步步的的平平衡衡逆逆移移，故故應(yīng)應(yīng)先先進(jìn)進(jìn)行行分分離離；第第二二步步反反應(yīng)應(yīng)為為放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)，溫溫度度過過低低，反反應(yīng)應(yīng)速速率率太太小小而而影影響響產(chǎn)產(chǎn)量量，溫溫度度過過高高則則對(duì)對(duì)平平衡衡不不利利，且且要要考考慮慮催催化化劑劑的的活活性性，故故應(yīng)應(yīng)選選擇擇適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡臏販囟榷群秃痛叽呋瘎﹦使收_確錯(cuò)錯(cuò)；增增大大廉廉價(jià)價(jià)易易得得的的水水蒸蒸氣氣濃濃度度可可提提高高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率，正正確確；壓壓強(qiáng)強(qiáng)對(duì)對(duì)第第二二步步反反應(yīng)應(yīng)無無影影響響，不不必必采采取取高高壓壓，錯(cuò)錯(cuò)；增大增大CO濃度并未提高主要原材料濃度并未提高主要原材料C的利用率，的利用率，錯(cuò)。錯(cuò)。答案答案D平衡原理對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的理論指導(dǎo)平衡原理對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的理論指導(dǎo)解析解析(1)由題意可知，未提純的由題意可知，未提純的TaS2粉末變成純凈粉末變成純凈TaS2晶體，要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化：晶體，要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即即反反應(yīng)應(yīng)()先先在在溫溫度度T2端端正正向向進(jìn)進(jìn)行行，后后在在溫溫度度T1端端逆逆向向進(jìn)進(jìn)行行，反反應(yīng)應(yīng)()的的H大大于于0，因因此此溫溫度度T1小小于于T2，該該過過程程中中循循環(huán)環(huán)使使用用的的物物質(zhì)質(zhì)是是I2。(2)從從圖圖像像來來看看，隨隨著著溫溫度度的的升升高高，CO的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率變變小小，故故H0，綜綜合合溫溫度度、壓壓強(qiáng)強(qiáng)對(duì)對(duì)CO轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率的的影影響響來來看看，在在題題給給壓壓強(qiáng)強(qiáng)下下，CO的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率已已經(jīng)經(jīng)很大，不必再增大壓強(qiáng)。很大，不必再增大壓強(qiáng)。答案答案(1)I2(2)在在1.3104 kPa下，下，CO的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率已化率已較較高，再增大高，再增大壓壓強(qiáng)強(qiáng)CO轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率提高不大，同化率提高不大，同時(shí)時(shí)生生產(chǎn)產(chǎn)成本增加，得不成本增加，得不償償失失