为什么a链接不起作用了_考前必读：原理题难点——最高点是平衡点？催化剂为什么能提高产率？...

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方法指导

许多同学一看到催化剂，就想到

它不会影响平衡的移动，从而产率不变，

这是把产率和转化率两个概念混淆了。

高考试题中这两个概念是分得非常清楚的，

一般是表述为某物质的产率，或者会强调是某物质的平衡产率。

另一个是某物质的平衡转化率。

催化剂不会影响平衡的移动，是不会影响平衡转化率的，

但是可以影响物质的产率。

化工生产上，反应常采用工业流化床方式进行。

反应气体以一定的流速和一定压强进入

填有催化剂温度恒定的反应器中，

并从反应器后端口流出产物与未反应的原料气。

这样生产方式进行的反应可以是在平衡状态下，

也可以是在非平衡状态下。

所以化工生产要考虑生产效率问题，

不一定要等到反应达到平衡状态。

化学反应往往是在非平衡状态进行，

化工上的产率，它包括生产效率的意思在内。

意思就是反应速率越快，单位时间生产效益提高了，

某物质的产率就提高了。

使用催化剂可以提高物质的产率。

首先是使用催化剂可以加快反应速率，

那当然就可以提高生产效率。

其次是催化剂有选择性和专一性，

化工生产时，可以控制反应条件，选择一种合适的催化剂。

选择高效、高选择性的催化剂，只催化主反应，而对副反应不起作用，从而加快主反应的反应速率，减少了副反应，提高主反应中产物的产率。

一定要避免学生产生这样错误的想法：

“使用催化剂，所有的反应都是加快反应速率的”。

※催化剂有以下特点：

①在适宜的温度(活化温度)下使用，否则会降低效率

②会中毒，工业上对原料要净化

③催化剂能改变活化能，但不能改变焓变

④催化剂对同一反应的正逆反应同时影响

例1、(2014福建省质检12)

硝酸生产中，500℃时，NH₃和O₂可能发生如下反应：

① 4NH₃ (g) + 5O₂ (g)＝4NO (g) + 6H₂O (g)  

△H =-9072kJ·mol^-1  K=1.1×10²⁶

② 4NH₃ (g) + 4O₂ (g)＝2N₂O (g) + 6H₂O(g) 

△H=-1104.9kJ·mol^-1  K=4.4×10²⁸

③ 4NH₃ (g) + 3O₂ (g)＝2N₂ (g) + 6H₂O(g) 

△H=-1269.02kJ·mol-1   K=7.1×10³⁴

其中，② 、③是副反应。若要减少副反应，

提高NO的产率，最合理的措施是

A．减小压强        B．降低温度       

 C．增大O₂浓度    D．使用合适的催化剂

解析：题意的关键是“减少副反应，提高NO的产率”，

就是要进行主反应①，抑制②、③两个副反应。

可看出三个反应的K都特别大，就是它们的热力学趋势很大，

②、③的平衡常数比主反应①还大，

所以从热力学的角度来分析是不行的，

只能从动力学角度来分析，从反应速率入手，

选择一种合适的催化剂，只催化主反应，

而对副反应不起作用，从而加快主反应的反应速率，

反应大部分按照①式进行，

自然“减少了副反应，提高了NO的产率”。

这样答案自然就是D。(参考了摩尔盐博客，表示致谢)

例2、(2016全国新课标2卷27)

27. (1)丙烯腈(CH₂=CHCN)是一种重要的化工原料，

工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。

主要副产物有丙烯醛(CH₂=CHCHO)和乙腈(CH₃CN)

和副产物丙烯醛(C₃H₄O)的热化学方程式如下：

①C₃H₆(g) + NH₃(g) + 3/2O₂(g) == C₃H₃N(g)+3H₂O(g)  

ΔH = −515 kJ·mol⁻¹

②C₃H₆(g) +O₂(g) ==C₃H₄O(g) +H₂O(g)               

ΔH = −353 kJ·mol⁻¹

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是

两个反应均为放热量大的反应；

有利于提高丙烯腈平衡产率的反应

条件是降低温度、降低压强；

提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。

(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，

最高产率对应的温度为460℃。

低于460℃时，丙烯腈的产率不是(填“是”或“不是”)

对应温度下的平衡转化率，判断理由是

该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低；

高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是AC(双选，填标号)。

A.催化剂活性降低    B.平衡常数变大  

 C.副反应增多          D.反应活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。

由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为1，理由是该比例下丙烯腈产率最高，

而副产物丙烯醛产率最低。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为1：7.5：1。

解析：从题目中可以看出“丙烯腈平衡产率”“平衡转化率”

与“丙烯腈产率”是区分的非常清楚的。题目为了降低难度，

特别设问“提高丙烯腈反应选择性的关键因素是”

就是提示考生要从催化剂的角度来思考问题。

许多同学疑惑是就是“高于460℃时，丙烯腈产率降低的

可能原因是”就是A催化剂活性降低，C副反应增多。

该反应是放热反应，温度升高，该反应的平衡常数变小，B选项错误。

反应活化能与温度有没有关系呢？经查找文献认为活化能与温度无关。

[朱志良. 正确理解活化能和温度的关系[J]. 化学教育, 1993, (5):48-50+11.]

例3、(2017全国新课标2卷27)

27．(14分)

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

(1)正丁烷(C₄H₁₀)脱氢制1-丁烯(C₄H₈)的热化学方程式如下：

①C₄H₁₀(g)=C₄H₈(g)+H₂(g)  ΔH₁

已知：②C₄H₁₀(g)+1/2O₂(g)= C₄H₈(g)+H₂O(g) 

ΔH₂=−119kJ·mol⁻¹

③H₂(g)+1/2O₂(g)= H₂O(g) 

ΔH₃=−242kJ·mol⁻¹

反应①的ΔH₁为+123kJ·mol⁻¹。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x小于0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是AD  (填标号)。

A．升高温度      B．降低温度                   

C．增大压强      D．降低压强

内容来自C3H3化学，谨此致谢！

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