简谈流程图温度参数在化工流程图题中教学拓展

摘 要： 高考中化学工业流程图题是必考题，题目中信息往往会与温度有关的问答，温度作为一个条件参数，在中学中只要求做定性要求，因此掌握一定的经验技巧，在解题中应用很广泛。
关键词： 温度 催化 化学平衡
中学化学中，涉及与温度有关的题型很多，主要集中在化工流程题中。因为温度一般作为一个不变的参数，所以学生碰到此类题目相对比较棘手，失分很多。下面对中学中常见的与温度有关的类型题作探讨。

一、化学反应速率

反应速率与温度成正比，温度越高，反应速率越快，对于可逆反应会同时提高正逆反应速率。温度每升高10℃，化学反应速率提高2～4倍。例如对于反应M+N=P，如果温度每升高10℃化学反应速率增大为原来的3倍。在10℃时完成反应10%需81min，求在30℃时完成反应10%所需的时间。

二、化学平衡

温度变化会引起化学平衡移动，因为反应会伴随着热量变化，温度升高平衡会向吸热的反应方向移动，反之亦然。温度升高会促进水解和电离反应的进行，而且化学平衡常数只与温度有关，特别是不同温度下平衡常数，是近年来高考的热点。题目中出现温度时，一定要考虑与平衡常数的关系。可以从温度与平衡常数的关系中得出反应进行的方向与反应热的大小等，比如高炉炼铁中发生的反应有：
（1）已知1100℃时，K=0.263温度升高，平衡常数K？摇？摇 ？摇（增大，减少或不变）；（2）1100℃时，测得高炉中c（CO ）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态？摇？摇 ？摇？摇（填是或否），此时反应速率是v正？摇 ？摇？摇v逆（填>，<，=）。
以上两题都是温度与化学平衡的完美结合。再比如，往含Ti 的溶液中鼓入高压水蒸汽，可促进Ti 水解，加速Ti（OH） 生成，因为水蒸汽隐含条件温度较高，促进水解。
三、溶解度
溶解度第一考虑的是气体，一般水中溶解度随温度上升而下降，比如在制备Fe（OH） 时，所需蒸馏水必须煮沸除氧，氨水溶液中加热可能直接逸出氨气。再如海水中提取溴的过程中，往溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽，促进溴的挥发。其次是溶液，主要是结晶或重结晶的问题，有些物质的溶解度与温度成正比，但也有成反比的，比如Ca（OH） 溶解度随温度的升高而下降，在题目中，经常会问到为何在温度比较高时过滤等，主要是考虑温度对溶解度的影响较大，应注意结合题意加以分析。例如往Li SO 浓溶液中加入饱和Na CO 溶液，加热至95℃，再过滤得到Li CO 固体。已知Li CO 在水中的溶解度随着温度的升高而减小，最后一步过滤时应怎么操作？本题问得比较特殊，过滤操作的条件，溶解度随温度升高而减小，就是要尽可能保持颗粒状，也就是要趁热过滤。

四、物质挥发性

具有挥发性的物质不多，在工业流程题主要涉及是酸类，比较HCl、HNO 、氯水、氨水、溴水等物质，比如二氧化锰中加浓盐酸为何不宜在较高温度下反应，在考虑盐酸的浓度时还要考虑盐酸挥发，导致变稀反应难以持续进行等。比如从海水中提取溴的蒸馏过程中，溴出口温度为何要控制在80℃～90℃，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因？因为温度过高，大量水蒸气排出，溴气中水增加若温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低。

五、物质不稳定性

不稳定性主要是物质的化学性质，常见为HNO 、H O 等，这些物质在较高温度下都会发生分解，因此在高温下都不适合这些物质的存在，对整个反应体系也会有影响。溶液硝酸酸化温度太高会使得硝酸分解。
例：控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H O 和

3.0mol/LH SO 的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率如下：

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是什么？比较在铜和硫酸、H O 存在下反应得到CuSO ，温度高会提高反应速率，但同时也会造成H O 的分解速率加快，反而影响反应的进行。

六、催化剂的活性

中学化学中用到催化剂的方程不多，但一般方程中如果用到的催化剂与温度有关，则基本要考虑到催化剂的活性温度，在这个活性温度下催化剂才能发挥出最佳的效果，比如合成氨中铁触媒的活性温度基本选择在500℃左右。再如用钼镍矿粉催化二氧化硫的实验中，在0℃～195℃，随着温度的升高，生成物的产率随之升高，钼镍矿粉催化剂的活性逐渐增强。195℃左右时，生成物产率最大，钼镍矿粉催化剂活性最高。温度高于195℃，随着温度的升高，生成物的产率逐渐降低，钼镍矿粉催化剂的活性逐渐降低，最后源于：论文模板www.618jyw.com
因为高温使其失去活性而无催化作用。

七、溶液冷却

有些实验操作需要等溶液冷却下才能进行，比如一定物质的量浓度溶液的配制过程，在酸稀释或碱溶液配制过程会放出热量，要等冷却才能转移到容量瓶中。再如用量气筒在测量气体体积时往往要冷却后再读数，才不会出现误差。若要往溶液加入盐酸或硝酸酸化，则应先冷却后再加入酸，避免挥发或分解。
八、反应条件
加热、点燃、高温、煅烧等都作为反应的条件，它们只是温度不同，不过在试题中，最常见的控制温度，比如某溶液蒸发浓缩需保持温度在90℃～100℃，控制温度实验方法是什么？这里主要指的是水浴加热，水浴加热的优点是便于控制温度（100℃以下）与反应物受热均匀。
现在高考中的无机方框推断题已经逐渐被化工流程题所取代，因为后者更贴近工业生产，更能体现新课程理念，而化工流程题重在探究，重在考查学生分析与解决问题的能力，而温度作为一种常用的实验控制条件，值得我们探讨与总结。
参考文献：
秦晋颖，邹贵田.钼镍催化剂催化合成溴代正幸烷[J].贵阳学院生物与环境工程系.贵州贵阳.550005第3卷.第4期.2008年12月.
李文波，毛鹏生.化工时刊.第6期.1998.