1、1化学反应原理在物质制备中的调控作用李仕才基础知识梳理：1化学反应方向的判定(1)自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。(2)熵和熵变的含义熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号 S 表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是 S(g)S(l)S(s)。熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化，用 S 表示，化学反应的 S 越大，越有利于反应自发进行。(3)判断化学反应方向的判据 G H T S G0 时，反应不能自发进行。2化工生产适宜条件选择的一般原则(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。(2)从化学平衡移动
2、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。(3)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。(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。(5)注意催化剂的活性对温度的限制。3平衡类问题需综合考虑的几个方面(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专题训练1(2017四川资阳诊断)无机盐储氢是目前科学家正在研究的储氢新技术，其原理如下：NaHCO3(s)H
3、2(g) HCOONa(s)H 2O(l)?Pd或 PdO 70 ， 0.1 MPa在 2 L 恒容密闭容器中加入足量碳酸氢钠固体并充入一定量的 H2(g)，在上述条件下发生反应，体系中 H2的物质的量与反应时间的关系如表所示：t/min 0 2 4 6 8 10n(H2)/mol 2.0 1.5 1.2 0.9 0.8 0.8下列推断正确的是( )A当容器内气体的相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态B04 min 内 H2的平均反应速率 v(H2)0.2 molL 1 min1C若温度不变，平衡后再充入 2 mol H2，达到新平衡时 c(H2)0.4 molL 1D若保持温度不变，平衡
4、后再充入少量 H2，H 2的转化率减小答案 C3(2018武汉高三模拟)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备 TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I 2(g) TaI4(g)S 2(g) H0()如下图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为 T2的一端放入未提纯的 TaS2粉末和少量 I2(g)，一段时间后，在温度为 T1的一端得到了纯净 TaS2晶体，则温度T1_(填“” “”或“”) T2。上述反应体系中循环使用的物质是_。(2)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为 CO(g)2H 2(g)?CH3OH(g)。CO 在不同温度下的平衡转化率与压
5、强的关系如下图所示。该反应 H_(填“”或“”)0。实际生产条件控制在 250 、1.310 4 kPa 左右，选择此压强的理由是_。3答案 (1) I 2(2) 在 1.3104 kPa 下，CO 的转化率已较高，再增大压强 CO 转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失4(2018重庆适应性考试)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)3H 2 (g) 2NH3 (g) H92.4 kJmol 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
6、出再生反应的化学方程式：_。(2)步骤中制氢气原理如下：CH 4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g) H206.4 kJmol 1CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) H41.2 kJmol 1对于反应，一定可以提高平衡体系中 H2百分含量，又能加快反应速率的措施是_(填字母)。a升高温度 b增大水蒸气浓度c加入催化剂 d降低压强利用反应，将 CO 进一步转化，可提高 H2产量。若 1 mol CO 和 H2的混合气体(CO 的体积分数为 20%)与 H2O 反应，得到 1.18 mol CO、CO 2和 H2的混合气体，则 CO 转化率为_。(3)图 1 表示 500 、60.0 MPa 条件下，原料气投料比与平衡时 NH3体积分数的关系。根据图中 a 点数据计算 N2的平衡体积分数：_。4(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图 2 坐标中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH 3物质的量变化的曲线示意图。(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是_(填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_。答案 (1)2NH 4HSO 2 2NH3H2O2S (2)a 90% (3)14.5%= = = = =一 定 条 件 (4) (5) 对原料气加压；分离液氨后，未反应的 N2、H 2循环使用
