苏教版高考化学一轮总复习精品课件 专题7 化学反应速率 化学平衡 微专题4 多重平衡体系中的产物选择性图像分析.pptVIP

微专题4多重平衡体系中的产物选择性图像分析目录索引专题精讲1.一个化学反应体系中,往往存在着多个化学反应,一种物质既可能是某个反应的产物,同时也可能是其他反应的反应物,在一定条件下,这些反应都可以达到平衡状态,这种现象称作多重平衡现象,该体系称作多重平衡体系。2.多重平衡定性分析(1)找准目标物质及所在反应,根据原理(勒夏特列原理以及影响速率的因素等)推断条件改变的影响,作出判断。(2)竞争型多重平衡解题思路①先分析是速率问题,还是平衡问题。②若是速率问题,考虑温度、压强、投料比、催化剂选择性等。③若是平衡问题,先判断以哪个反应为主,再描述平衡移动。④若改变条件出现两种相反的结论,要结合问题中的结论抓住矛盾的主要方面解题。3.多重平衡定量分析在多反应体系中,各反应之间存在同时平衡,即浓度对反应的平衡常数都满足。某物质的平衡浓度,是所有有关反应平衡时的浓度。有关多平衡体系平衡常数的计算,如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算,对反应过程分析要求高,容易出错。但无论多少个反应,反应进行的程度如何,反应前后的原子总数是不变的,因而解答这类问题可用原子守恒法,可规避对反应过程的分析。(1)若是连续型多重平衡,可用“三段式法”或原子守恒法进行计算。(2)若是竞争型多重平衡,建议用原子守恒法进行计算。(3)原子守恒法解题基本思路:专题精练1.(2023·江苏南京模拟)将金红石(TiO2)转化为TiCl4是生产金属钛的关键步骤。在1.0×105Pa下,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2∶2进行反应,平衡体系中主要物质的物质的量分数x随温度变化理论计算结果如图所示。下列说法不正确的是()A.200~1600℃反应达到平衡时,TiO2的转化率均已接近100%B.将400℃时的平衡体系加热至800℃,平衡C(s)+CO2(g)2CO(g)向正反应方向移动C.1000℃时,测得某时刻x(TiCl4)=0.2,其他条件不变,延长反应时间能使x(TiCl4)超过该温度下平衡时的x(TiCl4)D.实际生产时反应温度选择900℃而不选择200℃,其主要原因是900℃比200℃时化学反应速率更快,生产效益更高C解析A项,反应方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2∶2进行反应,当完全反应时,生成的TiCl4和CO的物质的量比为1∶2,TiCl4的含量为0.33,与题图中200~1600℃时接近,说明反应在200℃时,TiO2的转化率均已接近100%,正确;B项,由题图知,400~800℃时,CO的含量增多,CO2的含量减小,说明该反应正向移动,正确;C项,延长时间不可改变平衡时物质的产量,错误;D项,温度越高,反应速率越快,单位时间内获得的TiCl4更多,生产效益更高,正确。2.为考查CO2和CH4共存对H2S制氢的影响,在0.1MPa下,n(H2S)∶n(CH4)∶n(CO2)∶n(N2)=15∶15∶15∶15的混合气体反应达到平衡时,反应物的转化率、产物的物质的量分数随温度的变化分别如图甲、图乙所示,体系中的反应主要如下。Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260.4kJ·mol-1Ⅱ.H2(g)+CO2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH=+34.0kJ·mol-1Ⅲ.H2S(g)+CO2(g)═COS(g)+H2O(g)ΔH=+34.4kJ·mol-1下列说法不正确的是()A.反应CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO(g)ΔH=+226.4kJ·mol-1B.图甲中曲线①表示CO2转化率随温度的变化C.温度700℃时,反应Ⅰ是体系中的主要反应D.反应Ⅲ的平衡常数:K(400℃)K(700℃)答案D解析A项,根据盖斯定律,由反应Ⅰ-反应Ⅱ得反应CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO2(g)的ΔH=+260.4kJ·mol-1-(+34.0kJ·mol-1)=+226.4kJ·mol-1,正确;B项,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有CO2参加反应,所以在几种反应物中CO2转化率最高,三个反应都是吸热反应,升高温度CO2转化率提高,故题图甲中曲线①表示CO2转化率随温度的变化,正确;C项,观察题图甲中曲线,700℃时,CO和H2的物质的量分数几乎相等,说明反应Ⅱ可以忽略,同时观察到H2O和COS的物质的量分数相对很小,则反应Ⅲ程度很小,故温度700℃时,反应Ⅰ是体系中的主要反应,正确;D项,反应Ⅲ为吸热反应,温