摘要: 反应条件对化学平衡的影响 (1)化学平衡移动:一定条件下的可逆反应达到平衡状态以后.反应条件改变.平衡混合物中各组分的浓度也随之发生改变而达到新的平衡状态.这种由一个平衡达到新的平衡的过程称为化学平衡移动. (2)反应条件对化学平衡的影响 ①改变温度: 升高温度.化学平衡向吸热反应方向移动. 降低温度.化学平衡向放热反应方向移动. ②改变浓度: 若Qc<Kc.化学平衡正向移动. 若Qc>Kc.化学平衡逆向移动. ③改变压强: 若Qp<Kp.化学平衡正向移动. 若Qp>Kp.化学平衡逆向移动. (3)勒夏特列原理:在封闭体系中.如果只改变平衡体系中的一个条件时.平衡将向减弱这个条件改变的方向移动. 典型例题 [例1] 二甲醚是一种重要的清洁燃料.也可替代氟利昂作制冷剂等.对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物合成二甲醚. 请回答下列问题: ⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为: . ⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收.生成两种酸式盐.该反应的化学方程式为: . ⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ① 2H2 CH3OH(g),ΔH = -90.8 kJ·mol-1 ② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),ΔH= -23.5 kJ·mol-1 ③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),ΔH= -41.3 kJ·mol-1 总反应:3H2 CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= , 一定条件下的密闭容器中.该总反应达到平衡.要提高CO的转化率.可以采取的措施是 . a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚 ⑷ 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 .此温度下.在密闭容器中加入CH3OH .反应到某时刻测得各组分的浓度如下: 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 浓度/(mol·L-1) 0.44 0.6 0.6 ① 比较此时正.逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“> .“< 或“= ). ② 若加入CH3OH后.经10 min反应达到平衡.此时c(CH3OH) = ,该时间内反应速率v(CH3OH) = . 解析:(1)煤生成水煤气的反应为C+H2OCO+H2. (2)既然生成两种酸式盐.应是NaHCO3和NaHS.故方程式为: Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS. (3)观察目标方程式.应是①×2+②+③.故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ· mol -1. 正反应是放热反应.升高温度平衡左移.CO转化率减小,加入催化剂.平衡不移动.转化率不变,减少CO2的浓度.分离出二甲醚.平衡右移.CO转化率增大,增大CO浓度.平衡右移.但CO转化率降低,故选c.e. (4)此时的浓度商Q==1.86<400.反应未达到平衡状态.向正反应方向移动.故正>逆,设平衡时生成物的浓度为0.6+x.则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=.解得x=0.2 mol·L-1.故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1. 由表可知.甲醇的起始浓度度为 mol·L-1=1.64 mol·L-1.其平衡浓度为0.04 mol·L-1. 10min变化的浓度为1.6 mol·L-1.故(CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1. 答案:(1) C+H2OCO+H2. (2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS (3) -246.4kJ· mol -1 c.e (4) ①> ②0.04 mol·L-1 0.16 mol·L-1·min-1 命题立意:本题是化学反应原理的综合性试题.考查了化学方程式的书写.盖斯定律的应用.化学平衡移动原理.和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向.平衡常数和速率的计算等. [例2] 反应aM cP达到平衡时.M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示.其中:Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比.下列说法正确的是 A.同温同压Z时.加入催化剂.平衡时Q的体积分数增加 B.同压同Z时.升高温度.平衡时Q的体积分数增加 C.同温同Z时.增加压强.平衡时Q的体积分数增加 D.同温同压时.增加Z.平衡时Q的体积分数增加. 答案:B 解析:本题考查了平衡移动原理的应用.A项加入催化剂只能改变反应速率.不会使平衡移动.B项由图像(1)知随着温度的升高M的体积分数降低.说明正反应吸热.所以温度升高平衡正向移动.Q的体积分数增加.C项对比可以看出相同温度条件.压强增大M的体积分数增大.所以正反应是体积缩小的反应.增大压强Q的体积分数减小.D项由C项可以判断D也不对. [巩固练习1](福建省泉州一中2010届高三上学期期中考试)在1 L密闭容器中.把1 mol A和1 mol B混合发生如下反应: 3AxC.当反应达到平衡时.生成0.4 mol D.并测得C的平衡浓度为0.4 mol·Lˉ1.下列叙述中不正确的是 A.x的值为2 B.A的转化率为40% C.B的平衡浓度为0.8 mol·Lˉ1 D.D的体积分数为20% 答案 B [巩固练习2](贵州省巴结中学2010届高三10月月考)某体积可变的密闭容器.盛有适量的A和B的混合气体.在一定条件下发生反应: .若维持温度和压强不变.当达到平衡时.容器的体积为VL.其中C气体的体积占10%.下列推断正确 ( ) ①原混合气体体积为1.2VL, ②原混合气体的体积为1.1VL, ③反应达平衡时气体A消耗0.05VL, ④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL. A.②③ B.②④ C.①③ D.②① 答案 A [巩固练习3](重庆西南师大附中2010年上学期期末考试)T℃时.A气体与B气体反应生成C气体.反应过程中A.B.C物质的量变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变.温度分别为T1和T2时.B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示.则下列结论正确的是( ) A.在(t1+1)min时.保持其他条件不变.增大压强.平衡向逆反应方向移动 B.在(t1+1)min时.保持容器总压强不变.通入稀有气体.平衡向正反应方向移动 C.不再增减物质.只改变压强或温度时.A的体积分数V(A)%变化范围为25%<V(A)%<40% D.其他条件不变.升高温度.正.逆反应速率均增大.且A的转化率增大 答案 C 基础过关 第4课时 反应速率与限度理论在化工生产上的应用

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某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分MnO2,杂质为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰,过程如下(部分操作和条件略):

① 缓慢向烧瓶中(见图)通入过量混合气进行“浸锰”操作,主要反应原理为:

SO2+ H2O = H2SO3

MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O

(铁浸出后,过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+

② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。

③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右,过滤。

④ 调节滤液pH为6.5~7.2 ,加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤、洗涤、干燥,得到高纯碳酸锰。

回答:

(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成,温度对“浸锰”反应的影响如下图,为减少MnS2O6 的生成,“浸锰”的适宜温度是          

(2)查阅表1,③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是       。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是         ,相应反应的离子方程式为         

表1:生成相应氢氧化物的pH

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Cu(OH)2

开始沉淀pH

2.7

7.6

8.3

4.7

完全沉淀pH

3.7

9.6

9.8

6.7

 

(3)③中所得的滤液中含有Cu2+,可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+,经过滤,得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。

(4)④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。

(5)检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是          

 

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某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分MnO2,杂质为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰,过程如下(部分操作和条件略):
① 缓慢向烧瓶中(见图)通入过量混合气进行“浸锰”操作,主要反应原理为:

SO2+ H2O = H2SO3
MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O
(铁浸出后,过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。
③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右,过滤。
④ 调节滤液pH为6.5~7.2 ,加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤、洗涤、干燥,得到高纯碳酸锰。
回答:
(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成,温度对“浸锰”反应的影响如下图,为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是          

(2)查阅表1,③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是      。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是        ,相应反应的离子方程式为         
表1:生成相应氢氧化物的pH

物质
 
Fe(OH)3
 
Fe(OH)2
 
Mn(OH)2
 
Cu(OH)2
 
开始沉淀pH
 
2.7
 
7.6
 
8.3
 
4.7
 
完全沉淀pH
 
3.7
 
9.6
 
9.8
 
6.7
 
 
(3)③中所得的滤液中含有Cu2+,可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+,经过滤,得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。
(4)④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。
(5)检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是          

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