2022年高考化學(xué)二輪（化學(xué)反應(yīng)原理）專題板塊二化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第五講化學(xué)平衡解題策略1.(1)2∶1SO2O22SO2(g)+O2(g)得平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度T、壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖甲所示1.(1)2∶1SO2O22SO2(g)+O2(g)得平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度T、壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖甲所示:2SO3(g),測(cè)D D D 時(shí),D點(diǎn)v 與v 的大小關(guān)系為v D D D 正 逆 正 逆(2),2SO(g)+O(g)222SO(g),測(cè)得平衡時(shí)SO的體積分?jǐn)?shù)與起始??(????2)33??(2),2SO(g)+O(g)222SO(g),測(cè)得平衡時(shí)SO的體積分?jǐn)?shù)與起始??(????2)33??(??2)??(????2)=1.5,SO的體積分?jǐn)?shù)是圖乙中DEF三點(diǎn)??(??2)2中的 點(diǎn)AB兩點(diǎn)SO2轉(zhuǎn)化率的大小關(guān)系為填“>”“<”“=”)αB?！窘馕觥?1)①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)放熱,壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越低,SO2的轉(zhuǎn)化率越大,所以T1<T2,該反應(yīng)的平衡常數(shù)KKA>KB;T1時(shí)DSO2的轉(zhuǎn)化率大于平衡轉(zhuǎn)化率,所以反應(yīng)需要逆向移動(dòng)達(dá)到平衡,即vD正度下的Kp值,設(shè)SO2的起始加入量為2mol:<vD 。選取C點(diǎn)計(jì)算T1溫逆2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol 2 1 0轉(zhuǎn)化/mol平衡/mol

1.20.8

0.6 1.20.4 1.2SO%= 0.8 =1,O

0.4 =1,SO

1.2 。2 0.8+0.4+1.23

0.8+0.4+1.26

3 0.8+0.4+1.22由于分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),所以C平衡點(diǎn)各物質(zhì)的分壓分別為1 1 1 (1????)2 27 27p(SO2)=pC,p(O2)=pC,p(SO3)=pC,Kp=1221 =

kPa-1。3 6

(3????)

(6????)

2????800(2)??(????2)=2

的平衡體積分?jǐn)?shù)最大,所以當(dāng)投??(??2) 3??(????2)=1.5

??(????2)=1

的平衡體積分?jǐn)?shù)??(??2)

3 ??(??2) 3B所以應(yīng)該是D點(diǎn),由于從A到B只增加了SO2,所以SO2αA>α。B答案:(1)①> < ②27800

(2)D >2.全球碳計(jì)劃組織(GCP,TheGlobalCarbonProject)報(bào)告稱,2018年全球碳排放量約371億噸,達(dá)到歷史新高。①已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-12CO2(g)+6H①已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-12CO2(g)+6H2(g)4H2O(g)+CH2 CH2(g) ΔH=-128kJ·mol-1則上述過程中CO和H2轉(zhuǎn)化為CH2 CH2的熱化學(xué)方程式是 。②下列有關(guān)CO2轉(zhuǎn)化為汽油的說正確的填標(biāo))A.該過程,CO2轉(zhuǎn)化為汽油的轉(zhuǎn)化率高達(dá)78%C.在Na-Fe3O4上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+H2C.在Na-Fe3O4上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+H2CO+H2OD.催化劑HZSM-5可以提高汽油中芳香烴的平衡產(chǎn)率(2)研究表,CO2和H2在一定條件下可以合成甲醇。反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 。一定條件往2L恒容密閉容器中充入(2)研究表,CO2和H2在一定條件下可以合成甲醇。反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 。一定條件往2L恒容密閉容器中充入1.0mol和3.0molH2,在不同催化劑作用下合成甲,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件填“高低”或“任意溫”)②催化效果最佳的催化劑填“A”“B”“C”);b點(diǎn)時(shí),v v (填“>”“<”或正 逆“=”)。③若容器容積保持不則不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的。2 a.c(CO2)c(H2)b.v(CO)=v(H2 正 逆c.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化d.混合氣體的密度不變e.1mol3mol的H—H鍵f.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變④已知容器內(nèi)的起始?jí)簭?qiáng)為100kPa,若圖2中c點(diǎn)已達(dá)到平衡狀則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= 只列出計(jì)算不要求化為以分壓表示的平衡常,分總【解析】(1)①已知:【解析】(1)①已知:ⅠCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-1,Ⅱ2CO2(g)+6H2(g)4H2O(g)+CH2 CH2(g)CH2CH2(g)+2H2O(g)ΔH=-128kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律Ⅱ-Ⅰ×2ΔH=-128kJ·mol-1-CH2 CH2(g)+2H2O(g) ΔH=-210kJ·mol-1。(+41kJ·molCH2 CH2(g)+2H2O(g) ΔH=-210kJ·mol-1。②78%并不是表示CO2故A;中間產(chǎn)物Fe3C2是無機(jī)物,,故B;1,在Na-Fe3O4應(yīng)為CO2生成CO,故C;催化劑HZSM-5的作用是加快反應(yīng)速率故D③烷烴的通式為CnH2n+2,假設(shè)只生成C6H14和水則根據(jù):6mol1molC6H1412mol需要的H2的物質(zhì)的1??????×14+12??????×2=19mol所以CO和H

的物質(zhì)的量之比不低于6mol∶19mol=6∶2 2 219。①,ΔH<0,ΔG=ΔH-TΔS,若ΔG<0則T,如圖所示相同時(shí)間內(nèi)催化劑A,;b點(diǎn)時(shí),則說明v正>v逆。③c(CO2)c(H2)初始時(shí)比1∶3,1∶3,,,2 2 故a選;根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比知:v(CO)=v(HO)=v(HO),正逆反應(yīng)速率相等,2 2 正 正 逆,故b;,,,故c不選,反應(yīng)前后總質(zhì)量,所以氣體密度不變不能說明達(dá)到平衡,故d選;3mol的H—H3mol,1mol則CO2的濃度保持不變,能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故e不選;f.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量減小,質(zhì)量保持不變,則氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)增大,若不變,說明達(dá)到平衡狀態(tài),故f不選。④c點(diǎn)時(shí)CO2CO2(g)+3H2(g)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始(mol)起始(mol)130變化(mol)0.82.40.80.8平衡(mol)0.20.60.80.8起始狀態(tài)容器中氣體總物質(zhì)的量1mol+3mol=4mol,平衡時(shí)容器中氣體總物質(zhì)的量為0.2mol+0.6mol+0.8mol+0.8mol=2.4mol,容器體積不變,起始?jí)簭?qiáng)為100kPa,則平衡時(shí)總壓強(qiáng)為100kPa×2.4??????=60kPa,根據(jù)分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),計(jì)算4????????(??

??)·??(????

60×1×60×1得:Kp=

3 = 3 3。3??(????2)·??3(??2)

60×1×(60×1)答案:(1)答案:(1)①2CO(g)+4H2(g)CH2CH2(g)+2H2O(g)ΔH=-210kJ·mol-1②B ③6∶19(2)①低溫②A > ③ad60×1×60×1④ 3 360×1×(60×1)33.(1)一定條件下3.(1)一定條件下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)COS(g)+H2O(g)(2)反應(yīng)COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖2所示,其中表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆的是 填“A”或。T℃向容積為101L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g),發(fā)生反應(yīng),COS(2)反應(yīng)COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖2所示,其中表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆的是 填“A”或。T℃向容積為101L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g),發(fā)生反應(yīng),COS的平衡轉(zhuǎn)化率為 ?；瘜W(xué)鍵E/kJ·mol化學(xué)鍵E/kJ·molH—H436C 745C S580H—S339C≡O(shè)1076(1),COS和H2S二者化學(xué)反應(yīng)(2)反應(yīng)的焓變?chǔ)2=E(CO)+E(CS)+E(H—H)-2E(H—S)-E(C≡O(shè))=7kJ·mol-1,正反應(yīng)吸熱,,則(2)反應(yīng)的焓變?chǔ)2=E(CO)+E(CS)+E(H—H)-2E(H—S)-E(C≡O(shè))=7kJ·mol-1,正反應(yīng)吸熱,,則A,B為逆反,,T1℃時(shí),10L2mol1molH2(g),,,K正=K逆=1,設(shè)反應(yīng)轉(zhuǎn)化了xmol·L-1的COS,則有: COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)起始/mol·L-1 0.2 0.1 0轉(zhuǎn)化/mol·L-1 x x0xx平衡/mol·L-1 0.2-x 0.1-xx xK=??(H2??)??(CO)=

??2

=1,x1,則COS的平衡轉(zhuǎn)化率為??(H2)??(COS)(0.2-??)(0.1-??) 151mol·L-1=0.2mol·L-1

×100%≈33.3%。4.在四個(gè)恒容密閉容器中充入相應(yīng)量的氣體(圖甲4.在四個(gè)恒容密閉容器中充入相應(yīng)量的氣體(圖甲),發(fā)生反應(yīng)2N2O(g)容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示:2N2(g)+O2(g) ΔH,(1)該反應(yīng)的ΔH 填“>”或。1470,:v正(N2O) v逆(N2O)(“>”“<”“=”)。已知容器Ⅰ的體積為10L,370℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ?！窘馕觥?1)升高溫度,N2O的轉(zhuǎn)化率升高,則向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH>0。,ⅠⅡⅢ,,中2 一氧化二氮轉(zhuǎn)化率也是減;容Ⅳ的體積為1容器Ⅳ中的物質(zhì)也在470下進(jìn)行反,縮小體壓強(qiáng)增平衡向逆方向移,即起始反應(yīng)速:v (NO)<v (NO)2 正 逆2N2O(g)2N2(g)+O2(g)容器10L,370℃時(shí)2N2O(g)2N2(g)+O2(g)起始(mol·L-1) 0.01 0變化(mol·L-1) 0.004平衡(mol·L-1) 0.006

00.004 0.0020.004 0.002所以K=??2(N2)??(O2)=0.0042×0.002=8.9×10-4。??2(N2O)

0.0062答案:(1)> (2)< (3)8.9×10-4或11125質(zhì),:(2)一定溫度下,向2L恒容密閉容器中充入0.40molN2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)ΔH=+QkJ·mol-1,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得數(shù)據(jù)如下:2NO2(g)時(shí)間/s20c(2)一定溫度下,向2L恒容密閉容器中充入0.40molN2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)ΔH=+QkJ·mol-1,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得數(shù)據(jù)如下:2NO2(g)時(shí)間/s20c(NO2)/(mol·L-1)0.1240 60 80 1000.20 0.26 0.30 0.30①0~40s內(nèi),v(NO2)= 。③該溫度下反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=。②達(dá)平衡③該溫度下反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=。(3)近年來,地下水中的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下,密閉容器中的H2可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮(N),其工作原理如圖所示。①Ir表面發(fā)生反應(yīng)的方程式為 。②若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增造成的結(jié)果是 。(3)①H2+N2ON2+H2O ②不利于降低溶液中的含氮量答案:(1)-56 (2)(3)①H2+N2ON2+H2O ②不利于降低溶液中的含氮量解析:(1)由圖可知,2molNO完全反應(yīng)被氧化為二氧化氮放出熱量180kJ-68kJ=112kJ,則1molNO氧化為NO2放出的熱量為56kJ,該反應(yīng)的焓變?chǔ)=-56kJ·mol-1。(2)①0~40s內(nèi),v(NO2)=mol·L-1·s-1=0.005mol·L-1·s-1。②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,達(dá)到平衡時(shí)NO2的平衡濃度為0.3mol·L-1,則反應(yīng)生成NO2物質(zhì)的量為0.3mol·L-1×2L=0.6mol,根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,生成2molNO2吸收QkJ的熱量,則達(dá)平衡時(shí),反應(yīng)體系吸收的熱量為×0.6mol=0.3QkJ。該溫度下反應(yīng)N2O4(g)該溫度下反應(yīng)N2O4(g)化學(xué)平衡常數(shù)K=≈0.56。2NO2(g)K==1.8,2NO2(g)N2O4(g)的(3)①,Ir表面上H2和N2O反應(yīng)生成N2和H2O,反應(yīng)的方程式為H2+N2ON2+H2O。在Pt,N若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多,造成的后果是N更多轉(zhuǎn)化為銨根存在溶液中,不利于降低溶液中含氮量。N2O4(g)2NO2(g)起始/(mol·L-1)0.20反應(yīng)/(mol·L-1)0.150.3平衡/(mol·L-1)0.050.3(1)已知:②2CO(g)+O2(g)③2H2(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-12CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-12H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1CH3OH(g) ΔH= kJ·mol-1(2)一定條件下,在2L恒容密閉容器中投入1molCO和2molH2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。①能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填序)A.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)保持不變?nèi)萜鲀?nèi)的總壓強(qiáng)保持不變混合氣體的密度保持不變混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變②達(dá)平衡,維持容器的溫度不,將容器的容積擴(kuò)大一下列說法正確的是 填號(hào))。A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.CO的濃度增大C.平衡常數(shù)不變D.CO③維持容器的體積和溫度不向密閉容器中加入氦,達(dá)到新平衡,CO、CH3OH的濃度比將 填“增減小或“不”)。④甲醇在混合氣體中的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如則p3 p1(填“>”“<”“=”);300℃p3條件,處于E點(diǎn)時(shí)v(正) v(逆)(填或“=”);C點(diǎn)的平衡常數(shù)K= 。解析:(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2解析:(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1;②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1;③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1;×[①×2+②-③]CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),ΔH=×[-49.0×2+(-566)-(-483.6)]kJ·mol-1=-90.2kJ·mol-1。(2)①由于恒容時(shí),反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),所以甲醇的體積分?jǐn)?shù)保持不變,可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A項(xiàng)正確;由于恒容時(shí),反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),所以容器內(nèi)的總壓強(qiáng)保持不變,可,B;,,所以混合氣體密,,C;質(zhì)量相等,,,D②,,項(xiàng)錯(cuò)誤,B;,C;移動(dòng),CO,D,,因此、CH3OHB→D,,D,所以p3<p1;從E→D,甲醇體積分?jǐn)?shù)減小,說明要達(dá)到D點(diǎn)平衡,逆反應(yīng)速率比正反應(yīng)速率大,故v(正)<v(逆);C點(diǎn)平衡常數(shù)計(jì)算,設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO反應(yīng)了xmol,列“三段式”計(jì)算:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)/mol反應(yīng)平衡1x1-x22x2-2x0xx平衡時(shí)甲醇的體積分?jǐn)?shù)為50%,則×100%=50%,x=0.75,K==48。直接裂解:C3H8(g)直接裂解:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+124kJ·mol-1氧氣氧化脫氫:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)ΔH=-235kJ·mol-1回答下列問題:,C3H8平衡轉(zhuǎn)化率的是 填標(biāo)號(hào)。C.高溫高壓

低溫高壓D.氧氣氧化脫相比直接裂的優(yōu)點(diǎn)是 列舉1點(diǎn)。,1molC3H81mol平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量;②一定壓強(qiáng)向一密閉容器中充入一定量的C3H8和CO2發(fā)生反:CO2②一定壓強(qiáng)向一密閉容器中充入一定量的C3H8和CO2發(fā)生反:CO2(g)+C3H8(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) ΔHC3H8的平衡轉(zhuǎn)化率在不同投料[m=]下與溫度的關(guān)系如圖示:ΔH (填“<”或“>”)0投料比從小到大的順序?yàn)?。0.1MPap2MPa,:p壓強(qiáng)p2 填“<”或“>”)0.1D為 (填化學(xué));a點(diǎn)溫度下裂解反應(yīng)的衡常數(shù)K= 用平衡分壓代替平衡濃度計(jì),分總×物質(zhì)的量分)。p(3)①3CO2+C3H86CO+4H2 (3)①3CO2+C3H86CO+4H2 C3H8C3H6+H2②> m3<m2<m1 (4)< C3H8 0.0125MPa解析:(1)丙烷直接裂解是氣體分子數(shù)增多的吸熱反應(yīng),高溫低壓有利于平衡正向移動(dòng),可提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率,故選A。(3)①500~800(3)①500~800K之間,C3H6,主要產(chǎn)物為、H2,主要發(fā)生的反應(yīng)為3CO2+C3H86CO+4H2;據(jù)圖可知823K以上時(shí)C3H6的含量增多,而CO的含量基本不變,說明823K以上有利于直接裂解,主要發(fā)生的反應(yīng)為C3H8C3H6+H2 隨溫。度升高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0;當(dāng)C3H8,增大CO2,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率增大,m,C3H8m3<m2<m。1C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)(4),,C3H8,所以p2<0.1;,,,C3H8,BD為C3H8;C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)起始/mol轉(zhuǎn)化/mol平衡/mol

a 0 0x x xa-x x x3 8 3 6 a點(diǎn)時(shí)C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%,則=50%,x=;所以CH、CH、H3 8 3 6 p0.1MPa×、0.1MPa×、0.1MPa×,則K==0.0125MPa。p:Ⅰ.CH4(g)+2O2(g)Ⅱ.CH4(g)+CO2(g)Ⅳ.CO2(g)+H2(g)回答下列問題:

CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-820.6kJ·mol-12CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3kJ·mol-1CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1kJ·mol-1CO(g)+H2O(g) ΔH4反應(yīng)Ⅳ的ΔH4= kJ·mol-1。一定條件,向體積為VL的恒容密閉容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)和適量O2(g)發(fā)生上述反,達(dá)到平衡容器中CH4(g)為amol,CO2(g)為bmol,H2O(g)為cmol,此時(shí)CO(g)的濃度為 mol·L-1(用含、b、V的代數(shù)式表下同