2022年高考化学总复习智能考点归类总结反应速率与限度理论在化工生产上的应用.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 智能考点 反应速率与限度理论在化工生产上的应用. 课标要求熟悉化学反应速率和化学平稳的调控在生活、生产和科学讨论领域中的重要作用；. 考纲要求 明白化学反应速率和化学平稳的调控在生活、生产和科学讨论领域中的重要作用；. 教材精讲1. 合成氨的反应原理：N2（g）+3H2（g） 2NH 3（g）298K 时, H=92.2kJ mol1特点：合成氨是一个气体体积缩小的放热的可逆反应；2. 合成氨相宜条件的挑选（1）挑选依据：从提高反应速率的角度分析,提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平稳移动的角度分析,降低温度、提高压强和适时分别反应产

2、物氨；从实际生产 的角度分 析,温度和压强要与生产实际相适应；（2）挑选原就：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设 备条件要求不能太高；（3）合成氨的相宜条件：使用催化剂；相宜的压强：2 1075 107Pa；相宜的温度：500左右；准时分别出氨和准时补充氮气和氢气；（4）合成氨的简要流程：压缩氮气、氢气的循环使用分别液氨原 料 气 的制备净化合成. 典型例题例 1. 合成氨工业中,原料气（N2、H2、少量 CO、NH3）在进入合成塔之前,常用醋酸二名师归纳总结 氨合铜（）溶液来吸取CO,其反应为：CO的才能而循环使用,第 1 页,共 9 页CuNH32Ac +CO+N

3、H3 CuNH3 2Ac CO,其 H0 （1）必需除去CO缘由是；（2）醋酸二氨合铜（）溶液吸取原料气中 CO的相宜条件是；（3）吸取 CO后的醋酸铜氨液经适当处理又可再生,复原其吸取其再生的条件是；热反应,就：【解析】由于吸取CO的反应特点是正反应为气体体积缩小的放- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （1）除去 CO是为了防止催化剂中毒；（2）吸取 CO的相宜条件是挑选高压、低温及浓氨水作溶液；（3）醋酸铜氨溶液再生的相宜条件是高温、低压；例 2. 将对空气的相对密度为0.293 的 N2 和 H2的混合气体通过一固定容积的密闭容器中合成氨,反应一段

4、时间后,从该容器中出来的气体在 747、 1.01 10 5Pa 的条件下测得其密度为 0.12g/L ,此时达到平稳,求平稳时 N2的转化率；【解析】起始时混合气的平均相对分子质量又N 228 6.5 M =0.293 29=8.5 8.5 =1/3（物质的量之比）H 2 2 19.5 设起始时 N2、 H2 的物质的量分别为 1mol 和 3mol,平稳时生成氨气的物质的量为 xmol ； N 2g + 3H 2g 2NH3g 起始量 1mol 3mol 0 平稳量 1x/2mol 33/2xmol xmol n 平= 1 x/2mol + 3 3/2xmol + xmol=（4x）mol

5、 由 PV=m/M RT得：M=mRT/PV=0.12g L1 0.082atm L/mol k 1020k 1atm=10g/mol 据质量守恒得：1mol 28g/mol +3mol 2g/mol 4 x）mol=10g/mol 解得： x=0.6 N2 的转化率 =（0.6mol/2 1mol ） 100%=30% 答： N2 的转化率为 30%；. 跟踪训练一. 挑选题（以下各题均只有一个合理答案,请将合理答案的序号填在第二卷题首的答案栏内,填在其它地方无效）1. 下面是合成氨的简要流程示意图：N 2（1 体积）压缩机热交换器H 2（3 体积）x 有 催 化 剂名师归纳总结 液氨冷凝器

6、的合成塔第 2 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 沿 x 路线回去的物质是A.N2 和 H2B. 催化剂C.N2D.H2CO +H2O CO2 +H 2,其 H2. 合成氨所需的氢气可由水和煤反应制得,其中有一步反应为0；欲提高 CO的转化率可采纳的方法是降低温度增大压强使用催化剂增大 CO的浓度增大水蒸气的浓度A. B. C.D.6:8:1 ,出3. 在某合成氨厂的合成氨反应中,测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3 的体积比为口处 N2、H2、 NH3的体积比为9:27:8 ,就 N2的转化率为D.20% A.75% B.50% C.

7、25% 4. 在固定容积的密闭容器中,氮气和氢气合成氨的反应达到了平稳,此时容器中含有0.1molN 2、0.3 molH2、0.2molNH3；如维护原先的条件,向该容器中再同时加入0.1molN 2、0.3molH 2、0.2molNH 3,就A. 正、逆反应速率同时增大,化学平稳不移动B. 正、逆反应速率同时增大,平稳混合气中 NH3的体积分数增大C.正、逆反应速率同时增大,化学平稳向逆反应方向移动D.正逆反应速率不变,化学平稳不移动5. 将装有 1mol NH3 的密闭容器加热,部分NH3分解后达到平稳,此时混合气中NH3的体积分数为 x%；如在同一容器中最初加入的是2mol NH3,

8、密封、加热到相同温度,反应达到平衡时,设此时混合气体中 NH3 的体积分数为 y%；就 x 和 y 的正确关系是A.x y B.x y C.x y D.x y 二. 挑选题（以下各题可能有 12 个合理答案）6. 已知 1molA 和 nmolB 按下式反应： A（g）+nB（g） mCg 一段时间后,测得A 的转化率为 50%,同温同压下,反应前的气体密度是反应后的3/4 ,就 n 和 m的值可能为A.n=3 m=3 B.n=2 m=3 C.n=1 m=1 D.n=3 m=2 7. 在肯定条件下, 向密闭容 器中充入 30molCO和 20mol 水蒸气, 反应 CO（ g）+H2O（g）

9、CO 2（ g）+H2（g）达到平稳时,水蒸气和与氢气的体积A. 平稳后, CO的体积分数为 40% B. 平稳后, CO的转化率为 25% C.平稳后,水蒸气的转化率为 50% 分数相等,就以下表达错误选项名师归纳总结 D.平稳后,混合气体的平均相对分子质量为24 N2的转化率为第 3 页,共 9 页8. 在密闭容器内,N2 和 H2起始的物质的量分别为10mol、30mol,达到平稳时25%；如从 NH3开头,在相同条件下欲使平稳时各成分的百分含量相同,就应加入NH3的物质的量及NH3 的转化率为A.15mol 和 25% B.20mol 和 50% - - - - - - -精选学习资料

10、 - - - - - - - - - C.20mol 和 75% D.40mol 和 80% 9. 今有 xg+yg 2zg, H（298K） 0,如反应开始经 t 1s 后达到平稳,又经t 2s 后,由于反应条件的转变浓z x 或 y 使平稳破坏；到t 3s 时又达到平稳；如下列图,试分析从度t 2s 到 t 3s 曲线变化的缘由是A. 增大了 x 或 y 的浓度B. 使用了催化剂 C.增大了反应体系的压强D.上升了反应体系的温度3g ,其 H 0,0 t1x 或 y t 3z 10. 工业合成氨中,N2g+3H 2g 2NHt2时间常采纳 700k 左右的温度条件,其缘由是 A. 加快反应

11、速率B. 提高原料的转化率 C.使平稳向合成氨的方向移动 D.使催化剂的活性达到正确状态11. 在肯定条件下,将1molN2 和 3molH2 混合,发生反应N2g+3H 2g 2NH3g ,平稳后测得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的 A.10% B.30% C.50% D.60% 5 倍,就 N2的转化率为12. 在合成氨工业中,达到下 列目的的变化过程中与平稳移动无关的是 A. 为增加氨气的日产量,不断将氨分别出来B. 为增加氨气的日产量,使用催化剂 C.为增加氨气的日产量,而采纳 1 10 7Pa 1 10 8Pa 的压强 D.为增加氨气的日产量,而采纳 700K 左右的高温 13.

12、 工业上用来合成氨的原料之一是氢气,有一种是取自石油气,有人设计了以下反应途径,假设反应都能进行,其中最合理的是极高温 A.C3H8 C +H2 B. C3H8 C 高温脱氢3H6+H2H2O 催化剂 C. C3H8 +H2O CO +H2 D. C电解 3H8 +O 2 CO2+H2O；O2 +H2名师归纳总结 14. 在容积固定不变的4L 密闭容器中,存在可逆反应：X（g）+2Y（g） 2Z（g）,并第 4 页,共 9 页达到化学平稳, 在此过程中, 以 Y的浓度转变表示的反应速率 正、 逆与时是t 的关- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 系 如下列

13、图,就图中阴影部分表示：A.X 的浓度削减 B.Y 物质的量的削减 C.Z 的浓度的增加D.X 物质的量的削减a Y/mol L11 s正b O 逆d t/s 三、试验题 15. 某讨论性学习小组为了探究合成氨的原理,设计了以下试验装置；下图中 A 是简易 的氢气发生器,B 是圆底烧瓶,盐酸a D 仍原铁粉锌 干燥剂A C E 酚酞试液B C是装有干燥剂的U形管, a 是旋转活塞, D是装有仍原铁粉的反应管,E 是装有酚酞试液的烧杯；试验前先检查装置的气密性；试验开头时,先关闭活塞 a,并取下烧瓶 B；向 A 中加入 肯定量的适当浓度的盐酸,使之产生氢气；经必要的操作后,在导管出口处点燃氢气,

14、然后如上图所示装上烧瓶 B,塞紧瓶塞,氢气在烧瓶中连续燃烧,用酒精灯加热反应管 D中的仍 原铁粉,待 B 中氢气的火焰熄灭后,打开活塞 a,气体通过反应管 D进入烧杯 E中；（1）试验前,如何检查装置的气密性？（2）点燃氢气前必需进行操作,进行该操作的方法是；名师归纳总结 （3）写出 A 中反应的离子方程式：；第 5 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - B、D中发生反应的化学方程式：B：；D：；（4）C中干燥剂的名称是,该干燥剂的作用是；（5）E 中的试验现象是,缘由是（用电离方程式进行回答）；（6）工业生产上合成氨一般挑选的压强是 20M

15、Pa50MPa,其缘由是；16. 已知氯水中有如下平稳：Cl 2+H2O HCl +HClO；常温下,在一个体积为 50mL的针筒里吸入 40mLCl2后,再吸入 10mL水；（ 1）写出针筒中可能观看到的现象：；（2）如将此针筒长期放置,又可能看到何种变化,试用平稳的观点说明；（3）如把针筒中的氯水分成、份；第份加少量固体NaHSO 3,第份加少量固体 NaHCO 3,第份不加任何物质,保持原样；就三份氯水中cHClO 的大小是；（4）如在针筒中的氯水加入氢氧化钠的酚酞试液,红色褪去；其缘由可能有两种,分别是：；如何用试验方法确认上述缘由：四、填空 题17（）在容积不变的密闭容器中,分别充入

16、10mol N2 和 30molH2,任其发生反应：N2g ）+3H2（ g）2NH3（g）,分别在不同时测定NH3 的含量,然后绘制出下图：试回答以下问题：（1）A、C 段 的曲线是增函数,度说明理由：（2）此可逆反应的正反应是C、E 段曲线是减函数,试从反应速率和化学平稳的角反应（填“ 放热” 或“ 吸热” ）,在实际生产名师归纳总结 上,合成氨反应一般挑选在500左右的温度下进行,试从化学平稳移动原理和综合因素等第 6 页,共 9 页角度分析“ 挑选在500左右下进行” 的缘由：（）利用自然气合成NH3 的工艺流程如下：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -

17、- - 依据上述流程,完成以下填空：（3）自然气脱硫时的化学反应方程式是（4）nmol 甲烷经一次转化后产生CO 0.9nmol ,就产生 H2摩（用含 n 的代表式表示）；（5）上述过程中包含了三个循环,一是FeOH3 循环,二是K2CO3循环,请在上述流程图中标出第三处循环（指出循环方向和循环物质）；18、在硫酸工业生产过程中,有反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（ g） 正反应为放热反应 ,依据下表供应的不同压强下 V2O5作催化剂）SO2 的转化率（ %）的数据试挑选该反应的相宜条件（以压强1 105Pa 5 105Pa 10 105Pa 50 10 5Pa 100 105Pa 温

18、度45097.5 98. 9 99.2 99.6 99.7 50085.6 92.9 94.9 97.7 98.3 （1）温度；（ 2）压强；19. 已知 N2g ）+3H2（g）2NH3（g）,正反应为放热反应,2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）,正反应为放热反应；回答以下问题：（1）从影响反应速率、平稳的因素分析,要有利于NH3 和 SO3的生成,理论上应实行的措施是；实际上实行的措施分别是；（2）在实际生产中,合成氨要分别出氨,目的是要 分 离 出 三 氧 化；而 合 成 三氧 化 硫的 过 程 中, 不 需硫 , 原 因是；20. 合成氨厂通过测定反应前后气体的密度来确定氮气的转

19、化率；某工厂测得合成塔中氮气和氢气混合气体的密度为0.5536g/L （标准状况）,从合成塔出来的混合气体在相同条名师归纳总结 件下密度为0.693g/L ；就该合 成氨厂氮气的转化率为；第 7 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案 一、挑选题1.A 2.C 3.C4.B 5.B 二、挑选题6.CD 7.B 8.C 9.D 10.AD 11.B 12.BD13.C 14.C提示：因可逆反应中YZ的化学计量数相等,所以依据图像可得,oabd 和 obd 围成的面积大小在数值上分别等于正反应 Z 浓度的增加量和逆反应 Z 浓度的削减量,

20、 由此可见, 图中阴影部分面积即为在时间t 内 Z 浓度的净增量 三、试验题15. （1）在 A 中放入少量水,使水面刚好浸没漏斗下端,打开旋塞 a,在 B底部稍加热,如在 A 中漏斗颈内水面上升,且 E中导管口有气泡逸出,停止加热后 E 中导管有水柱上升,表示装置不漏气（也可关闭活塞 a,用同样的方法分别在烧瓶 B 底部和反应管 D下部稍加热,检查活塞前后两部分装置是否漏气；两种回答都正确）；（2）检验氢气的纯度；用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,移近火焰,产生轻轻的“ 噗” 的一声（或没有尖锐的爆鸣声）,表示氢气纯度合格,可以收集和点燃；（3）A 中： Zn +2H +=Zn 2+

21、 +H 2 ；点燃B 中： 2H2 +O 2=2H2O；高温、高压D中： N2+3H2 2NH 催化剂 3 （4）碱石灰（或生石灰、氢氧化钠固体）；吸取气体中少量的水蒸气和盐酸酸雾；（5）酚酞试液变红；NH3+H2O NH3 H2O NH4 +OH（ 6）由于合成氨的反应是一气体积缩小的可逆反应,率,又有利于氨的合成,实际生产中,压强越大,需要的动增大压强,既有利加快反应速 力越大,对材料的强度要求更高,从而会降低综合经济效益,因而选 20MPa50MPa；16. （1）针筒向里缩进,气体体积变小,气体溶液颜色变浅；（2）气体、溶液颜色接近无色,最终仍有气体,大约是原氯气的一半；光照2HClO

22、=2HCl+O2 , HClO 的削减,原平衡不断向右移动,Cl2削减,生成氧气；理论上讲：2 Cl2+2H2O=4HCl +O2（ 3）（ 4）氯水的次氯酸对酚酞漂白；氢氧化钠和氯水反应,溶液不再呈碱性,故酚酞褪色；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 向已褪色的溶液中滴加氢氧化钠溶液,如溶液呈红色,就是的缘由,否就是的原因；四、填空题17. （1）A、 C段为增函数,缘由是开头充入的物质是N2和 H2,未达到化学平稳,故 （ NH3）不断增大； C点达到平稳后,随着温度上升平稳向逆反应方向移动, （NH3）的含量削减

23、,故 CE段 为减函数；（2）放热；由于合成氨的反应是放热反应,依据化学平稳移动原理,较低温度下有利于氨的生成, 但温度过低,反应速率很小,单位时间的产量低,这在工业生产上是很不经济的,而且 500时此反应的催化剂的活性最大；（3）流程图中已给出反应物是 H2S 和 Fe（OH）3,生成物是 Fe2S3和 H2O,CH4未参与反应,故其反应方程式为：3H2S +2Fe（OH） 3=Fe2S3+6H2O （4）由反应方程式：CH4+ H2OCO +3H2知,产生氢气的量应为3 0.9nmol=2.7nmol ；（5）合成氨是可逆反应,N2和 H2 的转化率低,必需循环使用,循环图如下：N2、H2N 2、H2合成5Pa N2、H2、NH318. （1）450（ 2）1 1019. （1）高温、高压、催化剂；合成氨：高温、高压、催化剂；合成三氧化硫：高温、常压、催化剂；（2）削减生成物浓度,使平稳向生成氨的方向移动；该反应向生成三氧化 硫方向进行的程度很大,达平稳后 SO2的含量很少, 且制得的三氧化硫在生产硫酸时,是用 98.3%吸取三氧化硫,SO2不被吸取,故不需要分别出三氧化硫；20.25%；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页