高中教育化学人教版选修4 转化率微课设计思路及其配套作业Word文档格式.docx
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C
氮气的转化率,等于参加反应的氮气的物质的量浓度,与最初投放氮气的物质的量浓度之比
D
氮气的转化率,与氢气的转化率永远相等
答案:
D
提 示:
当且仅当投放的氮气与氢气的物质的量之比为化学计量数之比,即1:
3时,氮气与氢气二者的转化率才相等
2(单选题20分)对于反应:
,增大I2(g)浓度,氢气的转化率(
)
A增大
B减小
C不变
D不能确定
A
这个问题,属于视频讨论的第一类,即:
分母不变的情况,分子增大,分数值增大。
增大I2(g)浓度,氢气的转化率增大
3(单选题20分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
ΔH<
0欲提高CO的平衡转化率,可采取的措施是_____________。
a.减少Fe的量
b.增加Fe2O3的量
c.移出部分CO2
d.提高反应温度
e.减小容器的容积
f.加入合适的催化剂
a、b、c、f
c
a、b、c、d、e、f
D
上述组合都不正确
B
增加或减少固体的量,不影响正、逆反应速率,对平衡状态没有影响;
加入催化剂同等程度地加快正、逆反应速率,对平衡状态没有影响,a、b、f对CO的平衡转化率没有影响;
移出部分CO2,生成物浓度减小,平衡向右移动,CO的平衡转化率增大;
因正反应是放热反应,提高反应温度,平衡向左移动,CO的平衡转化率减小;
因反应前后气体的化学计量数不变,压强对平衡没有影响,故减小容器的容积不影响CO的平衡转化率。
4(单选题20分)已知反应:
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,可以采取的措施包括:
a.高温
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
f.高压
则答案选c、e、f。
该判断(
正确
错误
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;
气体化学计量数减小,增大压强有利于提高CO转化率。
故选c、e、f
5(单选题20分)温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应
经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0.16
0.19
0.20
则相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
A
正确
相当于在题干所给条件下,用2.0molPCl5进行实验,相对于1.0molPCl5平衡将向生成PCl5的方向移动,所以PCl3转化率将大于80%
第二组
1(单选题20分)以二氧化硫的催化氧化制三氧化硫的反应为例,下列说法不正确的是(
A二氧化硫的转化率,等于参加反应的二氧化硫的物质的量,与实际投放的二氧化硫的物质的量之比
B二氧化硫的转化率,等于二氧化硫的物质的量变化量,与最初投放二氧化硫的物质的量之比
C二氧化硫的转化率,等于参加反应的二氧化硫的物质的量浓度,与最初投放二氧化硫的物质的量浓度之比
二氧化硫的转化率,与氧气的转化率永远相等
当且仅当投放的二氧化硫与氧气的物质的量之比为化学计量数之比,即2:
1时,二氧化硫与氧气二者的转化率才相等
,及时分离出H2O(g),氨气的转化率(
及时分离出H2O(g),氨气的转化率增大
3(单选题20分)低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
在恒容的密闭容器中,下列两种说法
a.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
b.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
a正确b正确
B
a错误b正确
C
a错误b错误
a正确b错误
C
前者:
增大一种反应物浓度,另一种反应物的转化率增大,a错;
使用催化剂,化学平衡不移动,b错。
4(单选题20分)电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
下列示意图(
)
pH增大,c(H+)减小,平衡向右移动,故Cr2O72-转化率增大
5(单选题20分)已知
反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
830℃时,向一个5L密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,达到平衡时A的转化率为
如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率
;
80%,不变
80%,增大
80%,减小
80%,不能确定
直接写“三段式”可得计算所需数据;
因体积没变,加入的氩气不引起各物质浓度变化,因而转化率不变
第三组
1(单选题20分)以
为例,下列说法,不正确的是(
)
NH3的转化率,等于参加反应的NH3的物质的量,与实际投放的NH3的物质的量之比
BNH3的转化率,等于NH3的物质的量变化量,与最初投放NH3的物质的量之比
CNH3的转化率,等于参加反应的NH3的物质的量浓度,与最初投放NH3的物质的量浓度之比
DNH3的转化率,与O2的转化率永远相等
当且仅当投放的NH3与O2的物质的量之比为化学计量数之比,即4:
5时,NH3与O2二者的转化率才相等
2(单选题20分)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1molN2、3molH2
2molNH3
4molNH3
反应物转化率
а1
а2
а3
下列说法错误的是
а1+а2=1
a1+a3>1
a2>a3
无法比较a1与a2的大小
设想一个实验丁,其反应物投入量为甲的两倍,其他条件与甲相同,丁的反应物转化率记为a4,丁可以看成是两个甲合并,并将容积压缩成一半而得,压缩有利于N2和H2合成NH3,所以a4>
a1,丁与丙为等效平衡,a4+a3=1,所以a1+a3<
1,B错误
3(单选题20分)已知反应:
取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如图所示:
则:
升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率。
此判断(
错误
升高温度,加快化学反应速率,可缩短达到平衡所用的时间;
由图像可知达到平衡时从a曲线到b曲线,CH3COCH3转化分数降低,即升高温度,平衡左移,降低平衡转化率。
4(单选题20分)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势如下:
。
则x与y的组合可以是x:
MgSO4的质量(忽略体积)
y:
CO的转化率。
该说法(
因MgSO4为固体,增加其量,对平衡没有影响,CO的转化率不变
5(单选题20分)对于反应:
,增大氧气浓度,二氧化硫的转化率(
增大氧气浓度,二氧化硫的转化率增大
第四组
以
AH2的转化率,等于参加反应的H2的物质的量,与实际投放的H2的物质的量之比
BH2的转化率,等于H2的物质的量变化量,与最初投放H2的物质的量之比
CH2的转化率,等于参加反应的H2的物质的量浓度,与最初投放H2的物质的量浓度之比
DH2的转化率,与I2的转化率永远相等
当且仅当投放的H2与I2的物质的量之比为化学计量数之比,即1:
1时,H2与I2二者的转化率才相等
,及时液化氨气,并从混合体系中分离出来,可以使氢气的转化率(
及时液化氨气,并从混合体系中分离出来,可以使氢气的转化率增大
3(单选题20分)将0.23molSO2和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中,发生反应
,在一定温度下,反应达到平衡,得到0.12molSO3。
若温度不变,再加入0.50mol氧气后重新达到平衡,则氧气的转化率_____
降低
增大
不变
无法确定
这属于视频中讨论的第二类情况,有两种或两种以上的反应物,增大A的浓度,A自身的转化率降低
4(单选题20分)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应:
达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。
△t1=△t2时,SO2的转化率:
a~b段小于b~c段。
图中曲线a~b正下方的面积代表△t1时间段内SO2的转化浓度,曲线b~c正下方的面积代表△t2时间段内SO2的转化浓度,显然曲线b~c正下方的面积大,故b~c段内SO2的转化率大。
5(单选题20分)硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:
为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可采取的措施有
(要求写出两条)
增大O2NC6H4COOC2H5浓度,移走乙醇
增大O2NC6H4COOC2H5浓度,增大OH-的浓度
减小O2NC6H4COO-浓度,增大O2NC6H4COOC2H5浓度
增大OH-的浓度、移去乙醇
提高反应物的转化率,是使化学平衡向正反应方向移动,除了控制温度外,根据化学反应特点(溶液间进行的反应),压强不能改变平衡,因此可以增大另一种反应物的浓度提高转化率,还可以减少生成物浓度(即移走生成物)增大反应物的转化率。
四、微视频解说词
转化率是工业生产中的一个重要指标,也是化学平衡理论中一个鲜活的部分,历来受到高考命题专家们的青睐。
在解决有关转化率相关的问题时,同学们通常是怎样分析的呢?
今天就让我们一起来探讨这类问题的解决思路。
不难发现,问题的解决主要集中在以下两个方面:
1)反应物的转化率是怎样定义的?
2)化学平衡移动时,反应物的转化率将如何变化?
对于第一个问题,我们可以从质量、物质的量给出定义,那就是A物质的转化率,等于参与转化的A的质量与反应开始时投入的A的总质量的比值再乘以百分之百。
如果分子分母同时除以摩尔质量,转化率就等于参与转化的A的物质的量与起始投入的A的总的物质的量的比值。
对于溶液或者气体,如果体积一定,转化率甚至还可以等于参与转化的A的物质的量浓度与起始投入的A的总的物质的量浓度的比值。
至于第二个问题:
“化学平衡移动时,反应物的转化率是怎样变化的”,我们不妨先来看四个高考试题片段:
先看2014年高考安徽卷第10题,臭氧是理想的烟气脱硝剂,给出其脱硝反应
该反应在恒容密闭容器中进行,给出图像:
请由图像判断正误:
平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
由图分析,随着x增大,NO2的转化率增大。
跟据转化率计算公式,在不改变NO2的投料,即不改变NO2的转化率等式的分母的情况下,只要能使平衡正向移动,都能增大NO2的转化率,根据勒夏特列原理,这些包括:
增大O3的物质的量浓度,减小N2O5或O2的物质的量浓度。
故题目所说的判断是不正确的。
但要注意,如果分子、分母同时改变,即增大NO2的浓度,NO2的转化率是减小的。
好,我们再看2014重庆高考题片段:
在恒容密闭容器中通入X并发生如下反应:
请判断:
待反应平衡后再加入一定量的X,再次平衡时X的转化率将减小
在处理这个问题时,我们可以采取“分箱子”的办法。
假设现有恒容的甲、乙两个箱子,前者通入amolX,后者通入a+bmolX,直接比较平衡时二者X的转化率,很难得出结论。
此时,我们换一种思维方式,先构造另一个箱子丙,将后阶段加入的bmolX先充入到丙中,并确保丙与甲箱等压。
一段时间后,丙中达到平衡,再将丙内的气体压缩到甲中,此时甲中X、Y的浓度按照2:
1的比例同时增加,则相当于增大容器的压强,平衡正向移动。
这样乙中X的转化率就增大了,于是题设的判断是不正确的。
我们再看2014山东高考题:
为研究不同条件对如下反应的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应达到平衡,NO的转化率为а1。
其它条件保持不变,反应若改在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2和а1的关系是
反应正向进行,恒容过程体积不变,恒压过程体积减小。
于是,我们可把后者看成是前者建立平衡之后压缩体积得到的。
而压缩体积,平衡正向移动,故NO的转化率а2>а1
我们再分析一道例题:
对于如下反应,若要进一步提高乙烯的转化率,可以采取的措施有:
通过观察发现,这个反应的特点非常明显,一是正反应气体的化学计量数减小,增大压强有利于提高乙烯的转化率,二是正反应放热,降低温度有利于提高乙烯的转化率。
此外,增大水蒸气浓度,或者降低乙醇的浓度,也可以提高乙烯的转化率。
好了,现在让我们一起回头梳理一下这四个反应,对于第一个反应,我们的结论有:
增大O3的物质的量浓度,减小N2O5或O2的物质的量浓度,可以提高NO2的转化率,但是增大NO2的浓度,NO2自身的转化率是减小的。
第二个反应,由于只有一个反应物,增大X浓度,讨论它的转化率时,我们通过构造法,设计等压——压缩过程解决。
而第三个反应,我们重点放在体积改变引起转化率变化的分析上了,最后第四个反应,我们则把浓度、体积和温度的改变全部囊括进去了。
综合以上的分析,讨论平衡移动引起的转化率的变化时,我们可以根据定义分为两类:
第一类:
分母不变的情况,分子增大,分数值增大,反之减小
第二类:
分母、分子均改变的情况
而第一类又包括改变温度、改变体积,以及改变其他物质投料。
这几种情况都是,平衡正向移动,反应物A的转化率增大,平衡逆向移动,反应物的转化率减小。
而第二类分母、分子均改变的情况,也分为三种,一是有多个反应物的反应,增大A的浓度,A的转化率降低;
其余两种情况,分别是只有一种反应物,或者虽然有多种反应物,等比例增加它们的投料,可以仿照例2的形式,借助等压——压缩过程进行分析。
同学们,你是否可以根据今天的讨论,去调查考证一下合成氨、接触法制硫酸等工艺过程中,人们都采取了哪些措施,来提高反应物的转化率呢?
老师十分期待看到你的研究性学习报告呢!
好了,今天的内容就到这里,让我们期待下次再见!
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