新高考化学二轮复习课件 第1部分 专题突破 专题14　化学反应速率与化学平衡归因分析.pptVIP

专题14

化学反应速率与化学平衡归因分析

复习目标

1.掌握速率、平衡图像的分析方法及类型。

2.掌握实际工业生产中的陌生图像的分析方法。

1.(2022·全国甲卷，28)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着

重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进

一步还原得到钛。回答下列问题：

(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化

学方程式及其平衡常数如下：

－1

(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋172kJ·mol，

－2

Kp1＝1.0×10

(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·

－112

mol，Kp2＝1.2×10Pa

－－1

①反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为___2_2_3___kJ·mol，Kp＝

_1_._2_×__1_0_14__Pa。

②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_碳__氯__化__反__应__气__体__分__子__数__

_增__加__，__Δ_H_＜__0_，__是__熵__增__、__放___热__过__程__，__根__据__Δ_G_＝__Δ__H_－__T_Δ__S_可__知__Δ_G_＜__0_，___故_

_该__反__应__能__自__发__进__行__，__而__直__接__氯__化__的__体__系__气__体__分__子__数__不__变__且__是__吸__热__过__程___，_

_反__应__趋__势__远__小__于__碳__氯__化__。

碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增

加，ΔH＜0，是熵增、放热过程，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知ΔG＜0，

故该反应能自发进行，而直接氯化的体系气体分子数不变且是吸热

过程，反应趋势远小于碳氯化；

③对于碳氯化反应：增大压强，平衡__向_左___移动(填“向左”“向右”或

“不”)；温度升高，平衡转化率_变__小__(填“变大”“变小”或“不变”)。

对于碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，

平衡向气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放

热反应，温度升高，平衡向吸热方向移动，即向左移动，则平衡转

化率变小。

5

(2)在1.0×10Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体

系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图

所示。

×5

①反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝_7_._2___1_0__Pa。

从图中可知，1400℃时，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4

是0.35，CO是0.6，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)

②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中

反应温度却远高于此温度，其原因是_为__了__提__高__反__应__速__率__，__在__相__同__时__间__内__

_得__到__更__多__的__T_i_C_l_4产__品__，__提__高__效__益___。

实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，

实际反应温度远高于200℃，就是为了提高反应速率，在相同时间

内得到更多的TiCl4产品。

(3)TiO2碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于TiO2-C“固-固”接触的

措施是_将__两__固__体__粉__碎__后__混__合__，__同__时__鼓__入__C__l2_，__使__固__体__粉__末__“__沸__腾__”__。

固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2-

C“固-固”接触的措施为将两者粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体

粉末“沸腾”，增大接触面积。

2.[2019·北京，27(1)]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备

是目前的研究热点。

甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

①反应器中初始反应