2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书配套课件第7章化学反应的方向、限度与速率第7章热点强化19　化学反应速率和化学平衡简答题

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2024-11-17 0 0 775.92KB 8 页 5.9玖币

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热点强化 19　化学反应速率和化学平衡简答题

文字描述代表一种开放性思维与能力，一般从速率问题、平衡(转化率)问题、安全问题、节

能减排等角度作答(考查前两个角度居多)，实际上就是效益最大化的问题。

1．条件选择类

(1)实验最佳条件的选择或控制就是为了又“快”又“好”地生产，即主要是从反应速率与

转化率(化学平衡)两个角度来分析。“快”就是提高反应速率，“好”就是提高转化率，原

料利用率高，而影响速率与转化率的主要因素就是浓度、温度、压强与催化剂，其中温度与

压强是试题中经常考查的因素。

(2)从速率、转化率、产率、纯度等角度分析，选择最佳条件。如针对反应速率时，思考方

向为如何提高浸出速率、如何提高反应速率等；针对平衡转化率、产率时，可运用平衡移动

原理解释(其他条件不变的情况下，改变××条件，可逆反应平衡向××方向移动，导致×

×发生变化)；针对综合生产效益时，可从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能

源成本，对设备的要求，环境保护，绿色化学等方面作答。

(3)选择当前条件的优势，其他条件的不足，往往不足的描述比较容易疏忽，如温度过高或

过低，压强过小或过大，也要进行分析。

2．原因分析类

(1)依据化学反应速率和平衡移动原理，分析造成图像曲线变化的原因。

(2)催化剂对反应的影响、不同反应的选择性问题是这类题目的难点，解题时要多加关注，

不同的条件会有不同的选择性。

(3)这类题目一般都是多因素影响，需要多角度分析原因。

题组一　曲线上特殊点的分析

1．用(NH4)2CO3捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)。为研究温

度对(NH4)2CO3捕获 CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一

定量的 CO2气体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得 CO2

气体浓度，得到趋势图：

(1)c 点的逆反应速率和 d点的正反应速率的大小关系为 v逆(c)________(填“＞”“＝”或

“＜”)v正(d)。

(2)b、c、d三点的平衡常数 Kb、Kc、Kd从大到小的顺序为________。

(3)T3～T4温度区间，容器内 CO2气体浓度呈现增大的变化趋势，其原因是________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________________________。

答案　(1)＜　(2)Kb＞Kc＞Kd　(3)T3～T4温度区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放

热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，不利于 CO2的捕获

解析　(1)温度越高，反应速率越快，d点温度高，则 c点的逆反应速率和 d点的正反应速率

的大小关系为 v逆(c)＜v正(d)。(2)根据图像，温度为 T3时反应达平衡，此后温度升高，

c(CO2)增大，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。升高温度，平衡逆向移动，平衡常数

减小，故 Kb＞Kc＞Kd。

2．[2020·天津，16(4)]用H2还原 CO2可以在一定条件下合成 CH3OH(不考虑副反应)：CO2(g)

＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0

恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为 1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率

和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。

① 甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为________________________________________

_____________________________________________________________________________。

②P点甲醇产率高于 T点的原因为________________________________________________

_____________________________________________________________________________。

③ 根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为____________℃。

答案　①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)　②分子筛膜从反

应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高　③210

解析　①图中有分子筛膜时，P点甲醇产率最大，达到平衡状态，P点后甲醇的产率降低，

其原因是合成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇产率降低。 ② P点

有分子筛膜，T点无分子筛膜，而分子筛膜能选择性分离出 H2O，使平衡正向移动，提高甲

醇的产率。③由图可知，当有分子筛膜，温度为 210 ℃时，甲醇产率最大，故该分子筛膜的

最佳反应温度为 210 ℃。

3．[2020·山东，18(3)]探究CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高 CH3OH 的产

率。以 CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的主要反应如下：

Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1

Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1

Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3

不同压强下，按照 n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定 CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡

产率随温度的变化关系如下图所示。

已知：CO2的平衡转化率＝×100%

CH3OH 的平衡产率＝×100%

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强 p1、p2、p3由大

到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________

_______________________________________________________________________________

。

答案　乙　p1＞p2＞p3　T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡

没有影响

解析　由反应Ⅰ、Ⅱ可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低，因此图甲的纵坐标

表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是 CO2的平衡转化率。同温度下，随着压强

的增大，甲醇的平衡产率应增大，因此压强由大到小的顺序为 p1＞p2＞p3。图乙中，当升温

到T1时，CO2的平衡转化率与压强的大小无关，说明以反应Ⅲ为主，因为反应Ⅲ前后气体分

子数相等。

(1)对于化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M

点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或

C的百分含量减少，平衡左移，故 ΔH＜0。

(2)对于化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的

左上方(如E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的 A的百分含量，所以，E点：v正>v

逆；则 L线的右下方(如F点)：v正＜v逆。

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热点强化19　化学反应速率和化学平衡简答题文字描述代表一种开放性思维与能力，一般从速率问题、平衡(转化率)问题、安全问题、节能减排等角度作答(考查前两个角度居多)，实际上就是效益最大化的问题。1．条件...

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