高三化學二輪復習工藝流程題分析目錄2.真題回歸1.命題方向4.

解題思路3.歸納總結

工藝流程題以真實的化工生產情境為背景,主要考查物質的提純和制備工藝,以流程框架的形式呈現。一般分為三個部分：原料的預處理、核心反應和分離提純、產品生成階段.該題型情境新、陌生度大、綜合性強。常見題型：1.由原料制備物質2.由原料回收物質1.命題方向

2.真題回歸-考什么？

（24年全國新課標第27題）.鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：已知溶液中相關離子開始沉淀和沉淀完全()時的pH：開始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2

回答下列問題（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理目的是__“濾渣1”中金屬元素主要為_______

（2）“過濾1”后的溶液中加入

的作用是_______

取少量反應后的溶液加入化學試劑____檢驗___若出現藍色沉淀，需補加

（3）“氧化沉鈷”中氧化還原反應的離子方程式為________

______

（4）“除鈷液”中主要的鹽有___殘留的

濃度為_____

廢渣酸浸H2SO41.原料預處理階段過濾1過濾2MnO2ZnO調pH=4濾渣2氧化沉鈷pH=5Co(OH)3MnO2除鈷液回收利用KMnO42.核心反應和分離提純階段3.產品生成階段濾渣1

（2024年全國新課標第27題）.鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：元素線價態線操作線

三段三線解題思路1.鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：實驗目的Co2+Zn2+Fe2+Fe3+SO42-PbSO4Fe(OH)3開始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2ZnSO4、K2SO4

2.真題回歸-考什么？

（2024年全國新課標第27題）.鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：已知溶液中相關離子開始沉淀和沉淀完全()時的pH：開始沉淀的pH156.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2

回答下列問題（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理目的是_______

“濾渣1”中金屬元素主要為_______

（2）“過濾1”后的溶液中加入

的作用是_______取少量反應后的溶液加入化學試劑_______

檢驗___若出現藍色沉淀，需補加

（3）“氧化沉鈷”中氧化還原反應的離子方程式為______________

______________。

（4）“除鈷液”中主要的鹽有_______

殘留的

濃度為_____原料預處理雜質成分反應條件控制離子檢驗陌生方程式書寫雜質成分溶度積計算1.常見原料預處理及目的：回答下列問題（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理目的是___________________

增大反應物接觸面積，加快反應速率，使反應更充分攪拌—使反應物充分接觸，增大反應(或溶解)速率酸浸—-在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物過濾除去堿浸—-除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物水浸—-與水反應或溶解霧化、粉碎，研磨—-增大反應物的接觸面積，加快反應速率或使反應更加充分焙燒（灼燒，煅燒）—使物質在高溫下反應除去雜質，使一些物質能溶解在溶液中。4.[2021·新高考山東卷]工業上以鉻鐵礦（FeCr2O4

，含Al、Si氧化物等雜質）為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題：解題思路（2）“過濾1”后的溶液中加入

的作用是________________________________。

將溶液中的Fe2+氧化Fe3+便于在后續調pH時除去2.反應條件控制d.溫度1.太低-速率慢2.太高-防止物質分解，揮發，水解，催化劑失去活性等a.加入沉淀劑-如用NaF/HF除去Mg2+Ca2+b.加入氧化劑/還原劑-1.除去雜質離子2.生成目標產物c.調解PH值-1.確保某金屬離子完全沉淀2.防止某離子沉淀3.抑制/促進某離子的水解解題思路（3）“氧化沉鈷”中氧化還原反應的離子方程式為________________________________________、_______________________________。

3.陌生方程式書寫氧化還原反應非氧化還原反應確定氧化劑，還原劑，氧化產物，還原產物并根據得失電子守恒將其配平還原劑還原劑判斷溶液的酸堿性依據三大守恒配平確定反應物與產物（結合前后信息）

依據守恒配平元素線3.

歸納總結一.構建思維模型：三段三線二.高頻考點：

1.原料預處理-攪拌，粉碎，酸浸

，堿浸，水浸，灼燒等2.反應條件控制-氧化劑/還原劑，溫度的控制，pH值的調節，加入沉淀劑等4.陌生方程式書寫3.分離提純-過濾，結晶（重結晶），萃取/分液，反萃取

，蒸餾等一

審題頭

1.抓實驗目的2.抓原料，雜質，產品的成分二

析流程（結合題干信息，設問信息抓三條思維主線）三

重設問

帶著問題看流程圖

4.解題思路三條思維主線1.元素轉化線（跟蹤每種元素走向）2.價態轉化線（確定所加試劑的作用）3.實驗操作線（確定除雜分離方法）工藝流程專題：產品的分離提純操作——結晶獲得產品階段——結晶KNO3溶液中獲取KNO3固體蒸發濃縮(至出現晶膜)，降溫結晶，過濾蒸發結晶(至出現大量晶體，余熱蒸干)NaCl溶液中獲取NaCl固體陡升型；受熱不穩定的物質（含結晶水等）緩升型/下降型；受熱穩定的物質0℃10℃20℃30℃40℃60℃80℃100℃KNO313.320.931.645.863.9110.0169246KCl27.631.034.037.040.045.551.156.7NaNO373808896104124148180NaCl35.735.836.036.336.637.338.439.8*不同溫度下不同物質溶解度（g/100g水）KNO3固體(含較多NaCl)中獲取KNO3固體NaCl固體(含較多KNO3)中獲取NaCl固體溶解，蒸發結晶，趁熱過濾(濾出晶體為NaCl)，濾液冷卻結晶(KNO3)溶解，蒸發結晶，趁熱過濾(濾出晶體為NaCl)，濾液冷卻結晶(KNO3)KNO3溶液(含少量NaCl)中獲取KNO3固體NaCl溶液(含少量KNO3)中獲取NaCl固體蒸發濃縮，降溫結晶，過濾(濾出的晶體為KNO3)蒸發結晶，趁熱過濾(濾出的晶體為NaCl)[討論2]根據已給信息設計制備高純度KNO3晶體的實驗流程（提供藥品：NaNO3

、KCl）固體溶解蒸發結晶，趁熱過濾(濾液)冷卻結晶，過濾粗品重結晶NaNO3+KCl=KNO3+NaCl重結晶法：粗產品溶解，配成熱飽和溶液，結晶

結晶是利用固體物質均能溶于水，且在水中溶解度差異較大的一種除雜質方法，指固體物質從溶液中析出的過程①蒸發結晶——蒸發溶劑直接結晶；②蒸發濃縮、冷卻結晶；③蒸發結晶、趁熱過濾——蒸發濃縮至有大量晶體析出，趁熱過濾）。④若得到的晶體（固體）純度不夠，我們將晶體溶解再次結晶，稱之為重結晶——提純固體。一、利用溶解度差異——結晶蒸發結晶:通過加熱蒸發溶劑，使溶液由不飽和變為過飽和溶液，繼續加熱使溶質析出。蒸發結晶一般適用于溶解度受溫度影響不大的物質并且不易變質的物質，常見的是NaCl。

工具原料：鐵架臺、蒸發皿、玻璃棒、酒精燈、坩堝鉗、石棉網方法/步驟步驟1：安裝好裝置。

注意：調節蒸發皿高度，以便利用酒精燈外焰加熱。

步驟2：添加待蒸發液至蒸發皿中。

注意：添加液體不能超過蒸發皿容積的2/3，否則可能導致液體飛濺。

步驟3：加熱。

注意：加熱的過程中必須用玻璃棒不斷攪拌。

1.蒸發結晶:步驟5：用坩堝鉗取下蒸發皿，置于石棉網上。

注意：“坩堝”是土字旁。步驟6：收集固體，并裝瓶。

在此步中，若條件允許可以用無水乙醇沖洗后，在裝瓶。步驟4：停止加熱。

注意：蒸發結晶不該把液體完全蒸干才停止加熱，應該待有較多晶體析出時便停止加熱，利用余熱將剩余水分蒸干。考試答題模板：將溶液倒入蒸發皿中，邊加熱邊攪拌，待大量晶體出現時用余熱烘干——蒸發結晶。1.蒸發結晶:2.蒸發濃縮，冷卻結晶溶解度隨溫度升高而升高得很明顯時，這個溶質叫陡升型（KNO3

）反之叫緩升型（NaCl）。對于單一的陡升型溶液（KNO3）或者所得晶體含有結晶水合物，一般采用蒸發濃縮(至出現晶膜)、冷卻結晶、過濾的方法分離。

（10字口訣）如硫酸銅溶液得到CuSO4·5H2O的晶體過程為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。方法/步驟1.蒸發濃縮2.冷卻結晶3.過濾：將析出的晶體與母液分離，可采取普通過濾或抽濾。2.蒸發濃縮，冷卻結晶溶液放在蒸發皿中，邊加熱邊攪拌，待溶液表面出現一層晶膜時，停止加熱思考：蒸發到何時為止？操作表述：將粗苯甲酸溶解在95℃的熱水中制的飽和溶液，趁熱過濾、冷卻結晶再過濾。實驗目的：除去苯甲酸中不溶性雜質。已知苯甲酸在水中溶解度：25℃，0.17g；50℃，0.95g；95℃，6.8g3.重結晶（固體混合物）趁熱過濾、冷卻結晶再過濾適用范圍1：——

對于陡升型溶液（KNO3），但含有不溶性雜質如想除去Ca(OH)2晶體中的KNO3雜質,宜采用蒸發濃縮，趁熱過濾。趁熱過濾、冷卻結晶再過濾適用范圍2：

——從陡升型溶液（KNO3）中提取溶解度隨溫度增大而且減小的溶質。4.蒸發結晶，趁熱過濾【討論1】①結合圖中溶解度，從MnSO4溶液得到MnSO4·H2O的操作是______。③從MnSO4和MgSO4混合溶液中分離得到MnSO4·H2O和MgSO4·6H2O的具體操作是________。高于60℃蒸發結晶，趁熱過濾，得到MnSO4·H2O晶體，濾液冷卻結晶得到MgSO4·6H2O高于60℃蒸發結晶，趁熱過濾蒸發溫度選擇②從MnSO4溶液得到MnSO4·5H2O的操作是______。低于60℃蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾高考真題將PbO粗品溶解在一定量的110

℃的35

%

NaOH溶液，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻、結晶后再過濾（2016年北京高考）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實現鉛的再生利用。其工作流程如下：（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)

NaHPbO2(aq)，其溶解度曲線如圖所示。②過程Ⅲ的目的是提純。結合上述溶解度曲線，簡述過程Ⅲ的操作___________。粗品：PbO、C

NaHPbO2(aq)結晶是利用溶解度差異——控溫（4）結合MgSO4與MnSO4溶解度曲線，簡述“結晶分離”的具體實驗操作

。將凈化液在100℃時蒸發結晶、趁熱過濾例13（12分）（2021年）用軟錳礦（主要成分MnO2，含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgCO3等雜質）制備MnSO4·H2O的流程如下：

凈化液體MnSO4、MgSO4

產品MnSO4·H2O雜質是什么？【討論2】某小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉（NaClO2）的研究。實驗Ⅰ：制取NaClO2晶體已知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2?3H2O，高于38℃時析出晶體是NaClO2，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下圖所示裝置進行實驗。從裝置④反應后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟為_______。①減壓，55℃蒸發結晶；②趁熱過濾；③用38~60℃的溫水洗滌；④低于60℃干燥，得到成品。條件控制【討論3】鹽湖曬鹽后的母液含MgCl2，其溶解度如表：

欲得到MgCl2·6H2O晶體的操作方法是______。向溶液中加入一定濃鹽酸（通入HCl氣體）置于蒸發皿中，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾注意水解若要獲得無水MgCl2，操作是______。在HCl氣流中加熱蒸干溫度/℃020406080100溶解度/g41.854.170.474.875.280.5【討論4】如何制備Cu(NH3)4SO4·H2O晶體？

選修三教材(2004版)P42選擇性必修二教材(2020版)P96醇析法：利用物質在不同溶劑中的溶解度不同而結晶析出的方法平衡移動思想【討論5】（2020全國I·26）釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。鹽析法：利用平衡移動原理（比如同離子效應）使物質結晶析出的方法。平衡移動思想(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NH4Cl，其原因是___________。利用同離子效應，促進NH4VO3盡可能析出完全6.【2022湖北卷T16】（5）磷酸易形成過飽和溶液，難以結晶，可向過飽和溶液中加入_______________促進其結晶。過飽和溶液暫時處于亞穩態,當加入一些晶體或晃動時可使此狀態失去平衡,過多的溶質就會結晶,因此可向磷酸的過飽和溶液中加入磷酸晶體促進其結晶。磷酸晶體油脂皂化反應后的皂化液分離出高級脂肪酸鈉的方法：

選擇性必修三教材(2020版)P80選擇性必修三教材(2020版)P112鹽析法：利用平衡移動原理（比如同離子效應）使物質結晶析出的方法。平衡移動思想蛋白質的分離提純：選三P60晶粒大小控制瑪瑙是熔融態SiO2快速冷卻形成的，而水晶則是熱液緩慢冷卻形成的。1、晶粒大小與結晶條件有關：溶質的溶解度越小，或溶液的濃度越高，或溶劑的蒸發速度越快，或溶液冷卻得越快，析出的晶粒就越小；反之，可得到較大的晶粒。拓展視野2、若過飽和溶液中沒有析出晶體，可采取以下措施：①振蕩容器，用玻璃棒攪動，增加溶質粒子碰撞的幾率，形成晶核。②用玻璃棒輕輕地摩擦器壁以形成玻璃粗糙面或玻璃小點，作晶核。③投幾粒晶體(晶種)，直接提供晶核。修正基本模型物質性質結晶實驗目的溶解性（陡升型/緩升型/下降型）、穩定性分離產品/提純除雜物質狀態固體/溶液物質含量量相當/量差大方式變溫結晶常溫結晶蒸發結晶、冷卻結晶醇析、鹽析注意濃縮標準溫度控制出現晶膜、大量晶體析出蒸發、冷卻、過濾溫度【2017全國Ⅲ節選】制備K2Cr2O7（4）有關物質的溶解度如圖所示。向“濾液3”(溶質主要為Na2Cr2O7)中加入適量KCl，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到

（填標號）得到K2Cr2O7固體產品最多。a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃Na2Cr2O7

+2KCl=K2Cr2O7

+2NaCld冷卻溫度【2021浙江節選】某興趣小組用鉻鐵礦[Fe(CrO2)2]制備K2Cr2O7晶體，流程如下：Na2Cr2O7

+2KCl=K2Cr2O7

+2NaClNa+、K+、Cr2O72-、Cl-(3)步驟V，重結晶前，為了得到雜質較少的K2Cr2O7粗產品，從下列選項中選出合理的操作(操作不能重復使用)并排序：溶解KCl→______→______→______→______→重結晶。a．50℃蒸發溶劑；b．100℃蒸發溶劑；

c．抽濾；d．冷卻至室溫；e．蒸發至溶液出現晶膜，停止加熱；f．蒸發至溶液中出現大量晶體，停止加熱。蒸發溫度過濾方式濃縮程度aedc【2013江蘇選】結合綠礬溶解度曲線，制備FeSO4·7H2O晶體。（可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液）向一定量燒渣（含Fe2O3、SiO2、Al2O3）加入足量的稀硫酸充分反應，過濾，向反應液中加入足量的鐵粉，充分攪拌后，滴加NaOH溶液調節反應液的pH約為5，過濾，得到FeSO4溶液，

，得到FeSO4·7H2O晶體。滴加稀硫酸酸化，氮氣氛圍下，加熱濃縮得到60℃飽和溶液，冷卻至0℃結晶，過濾，少量冰水洗滌，低溫干燥物質性質(易水解)蒸發溫度洗滌試劑干燥方式物質性質(易氧化)冷卻溫度物質性質(如是否水解、氧化等)、蒸發溫度、蒸發次數、濃縮程度、降溫溫度、過濾方式、洗滌試劑、干燥方式等物質性質結晶實驗目的溶解性（陡升型/緩升型/下降型）、穩定性分離產品/提純除雜物質狀態固體/溶液物質含量量相當/量差大方式變溫結晶常溫結晶蒸發結晶、冷卻結晶醇析、鹽析注意濃縮標準溫度控制出現晶膜、大量晶體析出蒸發、冷卻、過濾溫度[2022全國乙·27]二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀()可用于無機合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟：Ⅰ.取已知濃度的CuSO4溶液，產生淺藍色沉淀。加熱，沉淀轉變成黑色，過濾。Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80~85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁熱過濾。Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮，經一系列操作后，干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體，進行表征和分析。（7）Ⅳ中“一系列操作”包括________。冷卻結晶、過濾、洗滌[2022廣東·18]

稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：（4）②“操作X”的過程為：先_______，再固液分離。冷卻結晶[2022湖北·18]以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。（3）為提高Li2CO3的析出量和純度，“操作A”依次為____、___、洗滌。蒸發濃縮、趁熱過濾[2021河北·14]向濾液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離，根據NaCl和NH4Cl溶解度曲線，需采用的操作為___、___、洗滌、干燥。蒸發濃縮、冷卻結晶[2021福建·11]（5）“沉淀”時，加入NH4NO3的目的是_______。提供NH4+,使MoO42-充分轉化為沉淀析出（4）步驟⑤的具體實驗操作有_____，經干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。加熱濃縮、冷卻結晶、過濾（洗滌）[2021湖南·15]步驟I中晶體A的化學式是____，晶體A能夠析出的原因是_____。NaHCO3；30~35℃，碳酸氫鈉溶解度相對最小，最易析出

（3）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-隨pH的分布如題19圖?2所示，Na2SO3的溶解度曲線如題19圖?3所示）。邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案：_________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。[2021江蘇·17]加熱至450℃左右，加入適量1mol/L硫酸溶液，攪拌，待充分反應后過濾、洗滌反應條件的選擇和控制

——產率、轉化率圖像任務一、探究外界條件對單一反應體系的影響

例1.工業上利用CO2和H2催化反應得到甲醇，反應如下：

CO2(g)

+

3H2(g)

CH3OH(g)

+

H2O(g)

?H1=-49.5kJ·mol-1

特別提醒產率：在化學反應中（尤其在可逆反應當中），產率指的是某種生成物的實

際產量與理論產量的比值。工業產率：一定時期（年、季、月）內工業生產中產品的產出量與生產產品

所使用投入量之間的比例。即工藝生產中存在兩種產率和兩種轉化率；轉化率亦有兩種

問題：畫出其他條件相同時，不同溫度下，同一種催化劑，相同生產時間段內

甲醇的產率的變化圖像，并給出作圖依據。

問題：畫出其他條件相同時，不同溫度下，同一種催化劑，相同生產時間段內

甲醇的產率的變化圖像，并給出作圖依據。

例1、工業上利用CO2和H2催化反應得到甲醇，反應如下：

CO2(g)

+

3H2(g)

CH3OH(g)

+

H2O(g)

?H1=-49.5kJ·mol-1上升段：反應速率角度產率為什么會升高？ν

甲醇產率升高T任務一、探究外界條件對單一反應體系的影響催化劑活性增加

問題：畫出其他條件相同時，不同溫度下，同一種催化劑，相同生產時間段內

甲醇的產率的變化圖像，并給出作圖依據。

甲醇產率降低例1、工業上利用CO2和H2催化反應得到甲醇，反應如下：

CO2(g)

+

3H2(g)

CH3OH(g)

+

H2O(g)

?H1=-49.5kJ·mol-1平衡逆移

T

ν

催化劑活性降低

副反應增強

產率為什么會降低？下降段：化學平衡/反應速率/

副反應角度平衡角度速率角度副反應角度任務一、探究外界條件對單一反應體系的影響熟記思考問題的三個維度，此處如果只有一個角度正確，答案為？請分析丁烯產率隨溫度變化的原因：________________________________________________________________。【鞏固練習】1.（2019高考）工業上用丁烷催化脫氫制備丁烯：C4H10(g)

C4H8(g)＋H2(g)(正反應吸熱)，

將丁烷和氫氣以一定的配比通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用

是活化催化劑)。

丁烯平衡產率隨溫度的變化如圖所示：

在590℃之前，溫度升高平衡正向T平衡平衡產率平衡角度移動，產率增大；在590℃之后，副反應被促進，丁烯產率下降。副反應被促進平衡產率副反應角度T方法建模——分析思路：審題：明確研究對象及特點找分析角度結合信息定主因描述變化；得結論速率問題平衡問題副反應問題催化劑失活問題單角度問題—明變量、控變量多角度問題—分主次，答主要請分析丁烯產率隨溫度變化的原因：________________________________________________________________。【鞏固練習】速率角度T單位時間產率/%副反應發生產率變式.工業上用丁烷催化脫氫制備丁烯：C4H10(g)

C4H8(g)＋H2(g)(正反應吸熱)，將丁烷和氫氣以一定的配比通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用

是活化催化劑)，單位時間產率與溫度關系如圖。

分析步驟：研究對象及特點——找角度——因素——變化——結果速率加快產率催化劑活性降低產率【例題2018江蘇】在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應，裝置見題圖-1。反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如題圖-2所示。（1）在50～250℃范圍內隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是

；（2）當反應溫度高于380℃時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是

。該溫度范圍內，溫度升高催化劑M的活性提高；同時溫度升高，NOx

與NH3反應生成N2速率迅速增大共同導致的圖-1圖-2該溫度范圍內，溫度升高催化劑M的活性幾乎不變，上升緩慢主要是溫度引起的NOx

去除率變化NOx

與NH3生成N2的反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，導致NOx去除率下降NH3與O2反應生成了NO，溫度過高，催化劑失活；氨氣與氧氣發生副反應生成NOx例2.（2022·山東改編）

甲醚（CH3OCH3）被稱為“21世紀的清潔燃料”。以CO2、

H2為原料制備甲醚涉及的主要反應如下：Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)?H1<0Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2＞0

在恒壓條件下，按CO2與H2的物質的量之比為1：3投

料，測得CO2平衡轉化率和平衡時CO的選擇性(轉化的CO2

中生成CO的物質的量分數)隨溫度的變化如圖所示。問題1：曲線n隨溫度升高顯示如圖所示變化的原因是什么？任務二、探究外界條件對復雜反應體系的影響T看主次關系ⅡⅠ

α(CO2)α(CO2)低于300℃，以反應Ⅰ為主，?H1<0，

升溫平衡逆向移動，CO2的轉化率降低；高于300℃，以反應Ⅱ為主，?H2＞0，升溫平衡正向移動，CO2的轉化率升高。Ⅰ為主

調控溫度、調控反應溫度對反應有選擇性CO的選擇性α(CO2)Ⅱ為主

例2.（2022·山東改編）

甲醚（CH3OCH3）被稱為“21世紀的清潔燃料”。以CO2、

H2為原料制備甲醚涉及的主要反應如下：Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)?H1<0Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2＞0

在恒壓條件下，按CO2與H2的物質的量之比為1：3投料，測得CO2平衡轉化率和平衡時CO的選擇性(轉化的CO2中生成CO的物質的量分數)隨溫度的變化如圖所示。

任務二、探究外界條件對復雜反應體系的影響溫度過低，反應速率太慢，溫度過高，CO的選擇性過大，甲醚選擇性減小影響甲醚的產率低生產效率太低速率角度副反應角度T過高T副反應為主T過低ν過慢問題2：實際生產中，合成甲醚采用的適宜溫度為260℃，

為什么？

Ⅰ為主

Ⅱ為主

α(CO2)選擇性CO問題1：轉化相同量的NO，在哪個溫度下消耗的時間更較長？(2)NO氧化反應：2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)分兩步進行，

Ⅰ: 2NO(g)

N2O2(g) ΔH1<0Ⅱ: N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2<0

其中決定NO氧化反應速率的步驟是Ⅱ。在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體，保持其它條件不變，控制反應溫度分別為T3和T4(T4＞T3)，測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖。例3．(2022·浙江卷改編)研究NOx之間的轉化具有重要意義。t3t4T4時耗時長？T則ν

任務二、探究外界條件對復雜反應體系的影響(2)NO氧化反應：2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)分兩步進行，

Ⅰ: 2NO(g)

N2O2(g) ΔH1<0Ⅱ: N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2<0

其中決定NO氧化反應速率的步驟是Ⅱ。在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體，保持其它條件不變，控制反應溫度分別為T3和T4(T4＞T3)，測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖。問題2：試分析溫度是如何影響NO轉化速率的？例3．(2022·浙江卷改編)研究NOx之間的轉化具有重要意義。任務二、探究外界條件對復雜反應體系的影響t3t4速率角度TⅠ、Ⅱ

且Ⅰ快、Ⅱ慢？T則ν

T則ν

Tc平衡角度c(N2O2)ν

Ⅱ的

ν

速率角度ΔH1＜0，溫度升高，反應Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)減小；濃度降低的影響大于溫度對反應Ⅱ速率的影響主2.(2022·河北改編)二甲醚(CH3OCH3)是優良的潔凈燃料，利用CO2催化加氫制二甲醚過程中發生的化學反應為

反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH1<0

反應Ⅱ：2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)＋H2O(g)

ΔH2<0

反應Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH3>0

一定條件下，在恒容密閉容器中按

＝3投料進行上述

反應，CO2的平衡轉化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平

衡體積分數隨溫度變化如圖所示。【鞏固練習】(1)圖中曲線X表示________的平衡體積分數隨溫度變化。Ⅰ和

Ⅱ

、ⅢCH3OCH3％

二甲醚CO％

平衡角度T2.(2022·河北模擬改編)二甲醚(CH3OCH3)是優良的潔凈燃料，利用CO2催化加氫制二甲醚過程中發生的化學反應為

反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH1<0

反應Ⅱ：2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)＋H2O(g)

ΔH2<0

反應Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH3>0

一定條件下，在恒容密閉容器中按

＝3投料進行上述

反應，CO2的平衡轉化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平

衡體積分數隨溫度變化如圖所示。【鞏固練習】(2)溫度從453K上升至573K，CO2的平衡轉化率變化的原因是:453K到553K，主要發生反應Ⅰ，反應Ⅰ正反應放熱，溫度升高CO2的平衡轉化率下降；553K到573K，主要發生反應Ⅲ，反應Ⅲ正反應吸熱，溫度升高CO2的平衡轉化率升高【總結歸納】其他條件不變，對于ΔH<0反應，相同時間（或一段時間）反應物轉化率或產物的產率，隨溫度或壓強改變，出現拐點的分析方法：速率問題非平衡態上坡下坡競爭反應產生的影響作答競爭反應問題副反應的影響勒夏特列原理平衡量平衡移動問題速率問題非平衡量催化劑活性(若沒有使用催化劑，則該方面不予考慮）【達標檢測】1.（2020·浙江卷）研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。

相關的主要化學反應有：Ⅰ:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1>0Ⅱ:C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2>0Ⅲ:C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH3>0CO2和C2H6按物質的量1:1投料，在923K和保持總壓恒定的條件下，研究催化劑X對“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響，所得實驗數據如下表：催化劑轉化率C2H6%轉化率CO2％產率C2H4%催化劑X19.037.63.3①結合具體反應分析，在催化劑X作用下，CO2氧化C2H6的主要產物是______，

判斷依據是_________________________。②采用選擇性膜技術（可選擇性地讓某氣體通過而離開體系）可提高C2H4的選擇

性（生成C2H4的物質的量與消耗C2H6的物質的量之比）。在773K，乙烷平衡轉

化率為9.1%，保持溫度和其他實驗條件不變，采用選擇性膜技術，乙烷轉化率

可提高到11.0%。結合具體反應說明乙烷轉化率增大的原因是____________________________________________。選擇性膜吸附C2H4，促進反應Ⅰ、Ⅱ平衡正向移動COC2H4的產率低，說明催化劑X有利于提高反應Ⅲ速率反應Ⅲ為主乙p1、p2、p3T1時以反應Ⅲ為主，反應前后氣體分子數相等，壓強改變對平衡沒有影響2.（2020·山東卷）探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利于提高

CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應

如下：Ⅰ;CO2(g)

+

3H2(g)

CH3OH(g)

+

H2O(g)

?H1=-49.5kJ·mol-1