人教高中化学核心素养提升24 化学平衡移动原理在化工生产中的广泛应用.doc

素养说明：化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动，是近几年高频考点，充分体现了学以致用的原则。
1.总体原则
(1)化工生产适宜条件选择的一般原则
条件
原则
从化学反应速率分析
既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析
注意催化剂的活性对温度的限制
(2)平衡类问题需考虑的几个方面
①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。
②原料的循环利用。
③产物的污染处理。
④产物的酸碱性对反应的影响。
⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。
⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。
2.典型实例——工业合成氨
(1)反应原理
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
(2)反应特点：①反应为可逆反应；②正反应为放热反应；③反应物、生成物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。
(3)反应条件的选择
反应条件
对化学反应速率的影响
对平衡混合物中
合成氨条件的选择
氨含量的影响
增大
压强
增大反应
速率
平衡正向移动，提高平衡混合物中氨的含量
压强增大，有利于氨的合成，但需要动力大，对材料、设备的要求高。故采用10～30 MPa的高压
升高
温度
增大反
应速率
平衡逆向移动，降低平衡混合物中氨的含量
温度要适宜，既要保证反应有较快的速率，又要使反应物的转化率不能太低。故采用400～500 ℃左右的温度，并且在该温度下催化剂的活性最大
使用
催化剂
增大反
应速率
没有影响
工业上一般选用铁触媒作催化剂
(4)原料气的充分利用
合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操作的方法可提高原料的利用率。
[题型专练]
1.某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)2M(g)　ΔH＜0。下列有关该工业生产的说法中正确的是(　　)
A.这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行
B.若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A的转化率
C.工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高
D.工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率
解析　这是一个放热的熵减反应，只有当ΔH－TΔS＜0时，该反应才能自发进行，A错误；加入过量的B，可以提高A的转化率，B正确；升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，D错误。
答案　B
2.(天津高考)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N2 (g)＋3H2 (g)2NH3 (g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
一种工业合成氨的简易流程图如下：
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： __