2017届高三化学二轮复习第1部分专题2化学基本理论突破点8化学反

2017

1 突破点8 化学反应速率与化学平衡

提炼1 判断化学平衡状态的标志

1.绝对标志

2．相对标志

3．一个角度 从微观的角度分析，如反应N 2(g)＋3H 23(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：

(1)断裂1 mol N≡N 键的同时生成1 mol N≡N 键；

2017

2 (2)断裂1 mol N≡N 键的同时生成

3 mol H —H 键；

(3)断裂1 mol N≡N 键的同时断裂6 mol N —H 键；

(4)生成1 mol N≡N 键的同时生成6 mol N —H 键。

4．定量依据：若Q c ＝K ，反应处于平衡状态。

提炼2 影响化学反应速率和化学平衡的因素

1.影响化学反应速率的“4大因素”(外因

)

2．浓度、温度、压强改变对平衡的影响

外界条件改变――→影响

反应速率????? v 正

v 逆――→影响

化学平衡， 可归纳为：

2017

3

提炼3 化学平衡常数的应用

1.化学平衡常数表达式

对反应：m A(g)＋n p C(g)＋q D(g)

K ＝c p 平·c q 平

c m 平·c n 平

四个注意：

(1)固体或纯液体的浓度是常数，表达式中不能出现固体或纯液体。

(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

(3)化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K 值不一定大。

(4)平衡常数表达式与方程式的书写形式有关，对于同一个反应，当方程式的化学计量数发生变化时，平衡常数的数值及单位均发生变化，当方程式逆写时，此时平衡常数为原平衡常数的倒数。

2．“三段式法”计算化学平衡常数

(1)明确三个量：起始量、变化量、平衡量

如m A(g)＋n

p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol·L －1、b mol·L －1，达到平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol·L －1。

m A(g)＋n

p C(g)＋q D(g) 起始/mol·L －1 a b 0 0

变化/mol·L －1

mx nx px qx

平衡/mol·L －1 a －mx b －nx px qx K ＝px p qx q a －mx m b －nx n

说明： ①对于反应物：c (平)＝c (始)－c (变)；

对于生成物：c (平)＝c (始)＋c (变)。

②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。

3．化学平衡常数的应用

(1)判断反应进行的程度

2017

4 化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。K 值越大，说明正向反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。

(2)判断反应进行的方向

对于可逆反应m A(g)＋n p C(g)＋q D(g)，在一定温度下的任意时刻，浓度商(Q c )

表达式为：Q c ＝c p

c q c m c n

。 若Q c <K ，v (正)>v (逆)，向正反应方向进行。

若Q c ＝K ，v (正)＝v (逆)，反应处于平衡状态。

若Q c >K ，v (正)<v (逆)，向逆反应方向进行。

(3)判断反应的热效应

若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。

(4)用于计算反应物的转化率

4．掌握三个“百分数”

(1)转化率＝n 转化n 起始×100%＝c 转化c 起始

×100%。 (2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。

产率＝产物实际质量理论产量

×100%。 (3)混合物中某组分的百分含量＝平衡量平衡总量

×100%。

回访 1 (2016·全国甲卷)丙烯腈(CH 2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH 2===CHCHO)和乙腈(CH 3CN)等。回答下列问题：

【导学号：14942036】

(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C 3H 3N)和副产物丙烯醛(C 3H 4O)的热化学方程式如下：

①C 3H 6(g)＋NH 3(g)＋32

O 2(g)===C 3H 3N(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝－515 kJ·mol －1 ②C 3H 6(g)＋O 2(g)===C 3H 4O(g)＋H 2O(g) ΔH ＝－353 kJ·mol －1

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是____________________；

有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是______________________；

2017

5 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是__________________________。

(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_________________________________________；

高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。

A ．催化剂活性降低

B. 平衡常数变大 C ．副反应增多 D. 反应活化能增大

图(a) 图(b)

(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n (氨)/n (丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n (氨)/n (丙烯)约为________，理由是_____________________。

进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。

[解析] (1)由热化学方程式可知，反应①气体分子数增加，是一个熵增的放热反应，反应②气体分子数不变，是一个熵变化不大的放热量较大的反应，在热力学上都属于自发进行的反应。由于反应①是一个气体分子数增加的放热反应，降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。有机反应中要提高某反应的选择性，关键是选择合适的催化剂。

(2)由于反应①是放热反应，温度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡产率应增大，因此图(a)中460 ℃以下的产率不是对应温度下的平衡产率。反应①的平衡常数随温度的升高而变小，反应的活化能不受温度的影响，故当温度高于460 ℃时，丙烯腈的产率降低的可能原因是催化剂活性降低和副反应增多。

(3)由图(b)可知，当n (氨)/n (丙烯)＝1时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n (氨)/n (丙烯)再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n (氨)/n (丙烯)约为1。

空气中O 2的体积分数约为15

，结合反应①方程式及最佳n (氨)/n (丙烯)约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1∶? ??

??32×5∶1＝1∶7.5∶1。 [答案] (1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂

(2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC

(3)1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1

回访2 (2015·全国卷Ⅱ节选)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO 、CO 2和H 2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：

2017

①CO(g)＋2H 23OH(g) ΔH1

②CO2(g)＋3H 23OH(g)＋H2O(g) ΔH2

③CO2(g)＋H 2＋H2O(g) ΔH3

回答下列问题：

(1)反应①的化学平衡常数K表达式为______________________________；

图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是____________________________。

图1

(2)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随 …… 此处隐藏：5915字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……