第七章 专题突破26（2021高考化学一轮复习资料）.docx

1、专题突破专题突破 26 化学反应原理在物质制备中的调控作用化学反应原理在物质制备中的调控作用 1化学反应方向的判定 (1)自发反应 在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 (2)熵和熵变的含义 熵的含义 熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号 S 表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值， 同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是 S(g)S(l)S(s)。 熵变的含义 熵变是反应前后体系熵的变化，用 S 表示，化学反应的 S 越大，越有利于反应自发进行。 (3)判断化学反应方向的判据 GHTS G0 时，反应不能自发进行。 2控制反应条件的目的 (1)促进有利的化学反应：

2、通过控制反应条件， 可以加快化学反应速率， 提高反应物的转化率， 从而促进有利的化学反应进行。 (2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害 物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 3控制反应条件的基本措施 (1)控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化 剂等途径调控反应速率。 (2)提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度， 从而提高转化率。 如： 以工业合成氨为例，理解运用化学反应原理选择化工生产中的适宜

3、条件 反应原理：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJ mol 1。 从反应快慢和反应限度两个角度选择反应条件 综合考虑选择适宜的生产条件 a温度：400500 b压强：1030 MPa c投料比：nN2 nH2 1 2.8 d以铁触媒作催化剂 e采用循环操作提高原料利用率 1据报道，在 300 、70 MPa 下由二氧化碳和氢气合成乙醇(CH3CH2OH)已成为现实： 2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g) 下列叙述错误的是( ) A使用 CuZnFe 催化剂可大大提高生产效率 B升高温度，该反应平衡常数 K 一定增大 C充入大量 CO2气体可提高 H

4、2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 答案 B 解析 因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故 A 正确；反应需在 300 进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热， 所以 K 不一定增大，故 B 错误；充入大量 CO2气体，能使平衡正向移动，提高 H2的转化率， 故 C 正确；从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高 CO2和 H2的转化率， 故 D 正确。 2(2020 武汉高三模拟)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 (1)利用“化学蒸气转移法”制备 TaS2晶

5、体，发生如下反应： TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g) H0() 如下图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为 T2的一端放入未提纯的 TaS2粉末和 少量 I2(g)，一段时间后，在温度为 T1的一端得到了纯净 TaS2晶体，则温度 T1_(填 “”“”或“”)T2。上述反应体系中循环使用的物质是_。 (2)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO 在不同温度下的平 衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应 H_(填“”或“”)0。实际生产条 件控制在 250 、1.3104 kPa 左右，选择此压强的理由是_。 答案 (1) I2

6、 (2) 在 1.3104 kPa 下，CO 的转化率已较高，再增大压强 CO 转化率提高不大，同时生 产成本增加，得不偿失 解析 (1)由题意知，未提纯的 TaS2粉末变成纯净 TaS2晶体，要经过两步转化：TaS2 2I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反应()先在温度 T2端正向进行，后在温度 T1 端逆向进行， 反应()的 H 大于 0， 因此温度 T1小于 T2， 该过程中循环使用的物质是 I2。 (2) 从图像来看，随着温度的升高，CO 的转化率变小，则 H0，综合温度、压强对 CO 转化 率的影响来看，在题给压强下，CO 的转化率已经很大，不必再增大压强。 3苯乙

7、烯()是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得： 催化剂 =CH2(g)H2(g) H123.5 kJ mol 1。工业 上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混 N2(原料气中乙苯和 N2的物质的量之比为 110，N2不参与 反应)，控制反应温度为 600 ，并保持体系总压为 0.1 MPa 不变的条件下进行反应。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)示意图为 (1)A、B 两点对应的正反应速率较大的是_。 (2)掺入 N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实 _。 (3)用平衡分压代替平衡浓度计算 600 时的

8、平衡常数 Kp_。(保留两位有效数字， 分压总压物质的量分数) (4)控制反应温度为 600 的理由是_。 答案 (1)B (2)正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压 (3)0.019 (4)600 时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低； 温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大 解析 (1)由图可知，A、B 两点对应的温度和压强都相同，A 点是乙苯和氮气的混合气体，B 点是纯乙苯，则 B 点乙苯浓度大于 A 点，浓度越大反应速率越大，则正反应速率 B 点大于 A 点。(2)该反应正反应气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压，减小压强，化学平衡正 向移动，乙苯的转化率增大。(3)由图可知，反应温度为 600 ，并保持体系总压为 0.1 MPa 时，乙苯转化率为 40%，设乙苯起始物质的量为 1 mol，则依据题意可建立如下三段式： 催化剂 =CH2(g)H2(g) 起始量/mol 1 0 0 变化量/mol 0.4 0.4 0.4 平衡量/mol 0.6 0.4 0.4 平衡时总物质的量为 1.4 mol，乙苯的平衡分压为0.6 1.40.1 MPa，苯乙烯和氢气的平衡分压为 0.4 1.40.1 MPa，则 600 时的平衡常数 Kp 0.4 1.40.1 2 0.6 1.40.1 0.019。