學案專題整合突破專題八化學反應(yīng)速率化學平衡1體系構(gòu)建·串真知2真題回放·悟高考3知識深化·精整合4典題精研·通題型5預(yù)測演練·明考向1體系構(gòu)建·串真知2真題回放·悟高考1．了解化學反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。能正確計算化學反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)。2．了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3．了解可逆反應(yīng)及化學平衡的建立。4．掌握化學平衡的特征。了解化學平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學平衡常數(shù)進行相關(guān)的計算。5．理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率和化學平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。6．了解化學反應(yīng)速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。(1)當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的α＝__________，判斷的依據(jù)是____________________________________________________________。影響α的因素有___________________________________________。0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強，α提高。所以p1＝5.0MPa反應(yīng)物(N2和O2)的起始濃度(組成)、溫度、壓強(2)將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強p條件下進行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強為_________，平衡常數(shù)Kp＝___________________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。曲線上v最大值所對應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當t＜tm，k增大對v的提高大于α引起的降低；當t＞tm，k增大對v的提高小于α引起的降低2．(2020·全國卷Ⅱ·28)天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)═══C2H4(g)＋H2(g)

ΔH，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286①提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有____________、________________________。升高溫度減小壓強(增大體積)1－α②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是______。A．增加甲烷濃度，r增大B．增加H2濃度，r增大C．乙烷的生成速率逐漸增大D．降低反應(yīng)溫度，k減小AD②A．增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大，故A說法正確；B．由速率方程可知，初期階段的反應(yīng)速率與氫氣濃度無關(guān)，故B說法錯誤；C．反應(yīng)物甲烷的濃度逐漸減小，結(jié)合速率方程可知，乙烷的生成速率逐漸減小，故C說法錯誤；D．化學反應(yīng)速率與溫度有關(guān)，溫度降低，反應(yīng)速率常數(shù)減小，故D正確。3．(2020·全國卷Ⅲ·28)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領(lǐng)域。回答下列問題：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。當反應(yīng)達到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)________(填“變大”“變小”或“不變”)。1∶4變大(2)理論計算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強為0.1MPa，反應(yīng)達到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分數(shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是____、____。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。dc小于(3)根據(jù)圖中點A(440K,0.39)，計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝______________________________(MPa)－3(列出計算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當____________________。選擇合適催化劑等4．(2019·全國卷Ⅰ，28)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)═══CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：(1)Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0192。根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。大于(2)721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當?shù)拇呋瘎┻M行反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為_____(填標號)。A．<0.25 B．0.25C．0.25～0.50 D．0.50E．>0.50C(3)我國學者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用·標注。可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝_________eV，寫出該步驟的化學方程式________________________________________________________________________。小于2.02COOH·＋H·＋H2O·═══COOH·＋2H·＋OH·(或H2O·═══H·＋OH·)(4)Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系(如圖所示)，催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。0.0047bcad(3)根據(jù)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)═══CO2(g)＋H2(g)]并結(jié)合水煤氣變換的反應(yīng)歷程相對能量可知，CO(g)＋2H2O(g)的能量(0eV)高于CO2(g)＋H2(g)＋H2O(g)的能量(－0.72eV)，故水煤氣變換的ΔH小于0；活化能即反應(yīng)物狀態(tài)達到活化狀態(tài)所需能量，根據(jù)變換歷程的相對能量可知，最大差值為：由(2)中分析得出H2的物質(zhì)的量分數(shù)介于0.25～0.5，CO的物質(zhì)的量分數(shù)介于0～0.25，即H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將圖分成兩部分：由此可知，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向移動，CO分壓增加，H2分壓降低，故467℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是b、c；489℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是a、d。＋89.340%3.56×104BD(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是______(填標號)。A．T1>T2B．a(chǎn)點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率D．b點時二聚體的濃度為0.45mol·L－1CD達到平衡后，通入惰性氣體對平衡沒有影響，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率不變，A錯誤；反應(yīng)③是吸熱反應(yīng)，提高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，B正確；增加環(huán)戊烯濃度，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；增加碘濃度平衡向正反應(yīng)方向移動，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確。(3)由圖知虛線對應(yīng)的速率快，對應(yīng)溫度高，則T2>T1，A錯誤；由T2(c點)>T1(a點)，但環(huán)戊二烯的濃度a點大于c點，則a點、c點的速率大小無法確定，B錯誤；a點、b點的溫度相同，環(huán)戊二烯的濃度a點大于b點，則a點的正反應(yīng)速率大于b點的正反應(yīng)速率，b點沒有達到平衡狀態(tài)，則b點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率，C正確；b點時環(huán)戊二烯的濃度減少0.9mol·L－1，則b點時二聚體的濃度為0.45mol·L－1，D正確。6.(2019·全國卷Ⅲ·28)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)＋O2(g)═══2Cl2(g)＋2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進料濃度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的數(shù)據(jù)計算K(400℃)＝_______________________(列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是______________________________________。大于O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低－116增加反應(yīng)體系壓強、及時除去產(chǎn)物(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有_____________________________________________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣________L(標準狀況)。Fe3＋＋e－═══Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋

═══4Fe3＋＋2H2O5.6(3)根據(jù)平衡移動原理，為了提高HCl的轉(zhuǎn)化率，使反應(yīng)4HCl(g)＋O2(g)═══2Cl2(g)＋2H2O(g)正向移動，可以采用增大反應(yīng)體系壓強、及時分離出產(chǎn)物等措施。(4)根據(jù)示意圖中H＋的流動方向可以判斷電源的正負極情況，左側(cè)為負極，右側(cè)為正極。根據(jù)示意圖中負極區(qū)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以寫出相應(yīng)的方程式：Fe3＋＋e－═══Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋═══4Fe3＋＋2H2O。在反應(yīng)中，1molO2得到4mol電子，所以轉(zhuǎn)移1mol電子時消耗氧氣0.25mol，在標準狀況下的體積為5.6L。該催化重整反應(yīng)的ΔH＝_________kJ·mol－1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_____(填標號)。A．高溫低壓 B．低溫高壓C．高溫高壓 D．低溫低壓某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為______mol2·L－2。＋247A(2)反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

積碳反應(yīng)CH4(g)═══C(s)＋2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)＋C(s)═══2CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)75172活化能/(kJ·mol－1)催化劑X3391催化劑Y4372①由上表判斷，催化劑X________Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是______________________________________________________________________________________________________。劣于相對于催化劑X、催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示。升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是______(填標號)。A．K積、K消均增加B．v積減小、v消增加C．K積減小、K消增加D．v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大AD②在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖2所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為___________________________。pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)(2)①從表格中數(shù)據(jù)可看出相對于催化劑X，用催化劑Y催化時積碳反應(yīng)的活化能大，則積碳反應(yīng)的反應(yīng)速率小，而消碳反應(yīng)活化能相對小，則消碳反應(yīng)的反應(yīng)速率大，再根據(jù)題干信息“反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低”可知催化劑X劣于催化劑Y。兩個反應(yīng)均吸熱，故隨溫度升高，K積和K消均增加，且消碳反應(yīng)速率增加的倍數(shù)比積碳反應(yīng)的大，故A、D正確。②由該圖像可知在反應(yīng)時間和p(CH4)相同時，圖像中速率關(guān)系va>vb>vc，結(jié)合沉積碳的生成速率方程v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5，在p(CH4)相同時，隨著p(CO2)增大，反應(yīng)速率逐漸減慢，即可判斷：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。化學反應(yīng)速率與化學平衡是歷年高考必考知識點，主要考查點為平衡常數(shù)表達式、意義及相關(guān)計算、轉(zhuǎn)化率的計算及化學平衡狀態(tài)的判斷等。預(yù)計在2021年的高考中，選擇題型中會借助速率、平衡圖像的分析進行考查，在化學反應(yīng)原理的綜合題中仍會與生產(chǎn)生活實際聯(lián)系緊密的創(chuàng)新題材為載體，考查考生化學平衡常數(shù)的多種表達形式，通過圖像等信息獲取解題數(shù)據(jù)，完成平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率和Ksp的計算等，另外速率常數(shù)的理解與應(yīng)用也是近年高考考查的重點內(nèi)容之一，應(yīng)予關(guān)注。3知識深化·精整合2．外界因素對化學反應(yīng)速率的影響及規(guī)律(1)當其他條件相同時，增大反應(yīng)物濃度時，v正增大，v逆瞬間不變，隨后也增大。(2)壓強對反應(yīng)速率的影響(有氣體參加的化學反應(yīng))①恒溫時，壓縮體積→壓強增大→反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率加快。②恒溫時，對于恒容密閉容器a．充入氣體反應(yīng)物→總壓強增大→氣體反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率加快。b．充入“惰性”氣體→總壓強增大→氣體反應(yīng)物濃度未改變→反應(yīng)速率不變。③恒溫恒壓時充入“惰性”氣體→體積增大→氣體反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減小。(3)升高溫度，v正和v逆都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度大；降低溫度，v正和v逆都減小，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率減小的程度大。(4)使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。3．化學反應(yīng)速率常數(shù)及應(yīng)用(1)速率常數(shù)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1mol·L－1時的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學反應(yīng)的反應(yīng)速率?；瘜W反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時的反應(yīng)速率。(2)定——“變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的(即變量)，當其“不變”時反應(yīng)就達到平衡狀態(tài)，即“變量”不變―→平衡狀態(tài)。①平衡體系中各物質(zhì)的m、n、c和n%等保持不變。②一定條件下的氣體密度、總壓強、氣體的平均相對分子質(zhì)量不變等。③有色體系的顏色保持不變。(3)依Qc與K關(guān)系判斷：若Qc＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。2．平衡移動方向的判斷(1)依勒夏特列原理判斷。(2)根據(jù)圖像中正、逆反應(yīng)速率相對大小判斷：若v正>v逆，則平衡向正反應(yīng)方向移動；反之向逆反應(yīng)方向移動。(3)依變化過程中速率變化的性質(zhì)判斷：若平衡移動過程中，正反應(yīng)速率逐漸增大(減小)，則平衡向逆(正)反應(yīng)方向移動。(4)依濃度商(Qc)規(guī)則判斷：若某溫度下Qc<K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行；Qc>K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。(3)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。Q<K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行Q＝K反應(yīng)達到平衡狀態(tài)Q>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行四、化學反應(yīng)速率與化學平衡圖像1．化學反應(yīng)速率與化學平衡圖像分析方法分析圖像時，一看面(即看清橫坐標和縱坐標所代表的含義)；二看線(即看線的走向和變化趨勢)；三看點(即看線是否通過原點，兩條線的交點或線的拐點)；四看有沒有作輔助線(如等溫線、等壓線)；五看定量圖像中有關(guān)數(shù)據(jù)。在分析時要聯(lián)系可逆反應(yīng)的特點，即外界因素對化學反應(yīng)速率和化學平衡的影響規(guī)律以及化學平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等計算公式。(1)v(正)、v(逆)同時突變(2)v(正)、v(逆)之一漸變t1時增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快；t3時減小壓強，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減??；t4時使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大。(2)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時間圖甲表示壓強對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應(yīng)物化學計量數(shù)之和大于氣體生成物化學計量數(shù)之和的反應(yīng)，壓強越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；乙表示溫度對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；丙表示催化劑對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學反應(yīng)速率，不能改變平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(3)恒壓(溫)線分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應(yīng)的影響。4典題精研·通題型角度一化學反應(yīng)速率的影響因素 (2020·寧波模擬)不同條件下，用O2氧化amol/LFeCl2溶液過程中所測的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測合理的是

(

)考點一化學反應(yīng)速率及影響因素典例1A．由①、②可知，pH越大，＋2價鐵越易被氧化B．由②、③推測，若pH＞7，＋2價鐵更難被氧化C．由①、③推測，F(xiàn)eCl2被O2氧化的反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．60℃、pH＝2.5時，4h內(nèi)Fe2＋的平均消耗速率大于0.15a

mol/(L·h)【答案】D【解析】①、②中溫度和pH均不同，無法判斷pH對反應(yīng)的影響，A錯誤；若pH＞7，F(xiàn)eCl2變成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2非常容易被氧化成Fe(OH)3，B錯誤；①、③中pH相同、溫度升高、Fe2＋的氧化率增大，即平衡正向移動，則FeCl2被O2氧化的以應(yīng)為吸熱反應(yīng)，C錯誤；50℃、pH＝2.5時，4h內(nèi)Fe2＋的氧化率是60%，即消耗0.6amol/L,4h內(nèi)平均消耗速率等于0.15amol/(L·h)，溫度升高到60℃、pH＝2.5時，＋2價鐵的氧化率速率加快，4h內(nèi)Fe2＋的平均消耗速率大于0.15amol/(L·h)，D正確。典例2c>b>a逆向66.7%10大于類題精練時間(min)0t1t2t3NH3物質(zhì)的量(mol)00.20.30.3A．設(shè)k為該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)，則有k＝k逆∶k正B．達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比為20∶17C．容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小D．若改變溫度為T2，且T2>T1，則k正∶k逆<0.8【答案】C平衡常數(shù)為K＝0.3×0.72/0.12＝14.7>0.8，所以容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小，C正確；由于該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度T2>T1，所以T2時平衡常數(shù)增大，則k正∶k逆>0.8。2.7×10－2考點二化學平衡狀態(tài)及移動方向的判斷＋175.2kJ/mol典例3BC②P1______P2(填“>”“＝”或“不確定”，下同)；反應(yīng)的平衡常數(shù)：B點______D點。③C點H2的轉(zhuǎn)化率為___________；在A、B兩點條件下，該反應(yīng)從開始到平衡時生成氮氣的平均速率：v(A)______v(B)。<>66.7%<Ⅱ.用間接電化學法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。已知陰極室溶液呈酸性，則陰極的電極反應(yīng)式為______________________________________。反應(yīng)過程中通過質(zhì)子交換膜(ab)的H＋為2mol時，吸收柱中生成的氣體在標準狀況下的體積為_________L。11.2化學平衡狀態(tài)的判斷(1)兩方法——逆向相等、變量不變①“逆向相等”：反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率，一個是逆反應(yīng)的速率，且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等。②“變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的，當不變時為平衡狀態(tài)；一個隨反應(yīng)進行保持不變的量，不能作為是否達到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。規(guī)律方法(2)“三關(guān)注”①關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓還是絕熱容器；②關(guān)注反應(yīng)特點，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；③關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。角度二化學平衡移動方向的判斷 (2020·阜陽模擬)CO2是主要的溫室氣體，也是一種工業(yè)原料?；厥绽肅O2有利于緩解溫室效應(yīng)帶來的環(huán)境問題。(1)我國科學家通過采用一種新型復(fù)合催化劑，成功實現(xiàn)了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油。已知：2H2(g)＋O2(g)═══2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/mol2C8H18(l)＋25O2(g)═══16CO2(g)＋18H2O(l)

ΔH＝－11036kJ/mol典例425℃、101kPa條件下，CO2與H2反應(yīng)生成辛烷(以C8H18表示)和液態(tài)水的熱化學方程式是______________________________________________________________。8CO2(g)＋25H2(g)═══C8H18(l)＋16H2O(l)

ΔH＝－1627kJ/molm1>m2>m3溫度相同時，c(H2)增大，CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡向正反應(yīng)方向

移動實驗序號T/K催化劑CO2轉(zhuǎn)化率/%甲醇選擇性/%實驗1543Cu/ZnO納米棒12.342.3實驗2543Cu/ZnO納米片10.972.7實驗3553Cu/ZnO納米棒15.339.1實驗4553Cu/ZnO納米片12.071.6①對比實驗1和實驗3可發(fā)現(xiàn)：同樣催化劑條件下，溫度升高，CO2轉(zhuǎn)化率升高，而甲醇的選擇性卻降低，請解釋甲醇選擇性降低的可能原因__________________________________________________________________________________________；②對比實驗1和實驗2可發(fā)現(xiàn)：在同樣溫度下，采用Cu/ZnO納米片使CO2轉(zhuǎn)化率降低，而甲醇的選擇性卻提高，請解釋甲醇的選擇性提高的可能原因__________________________________________________________________________________。反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此甲醇的產(chǎn)率減小，甲醇的選擇性降低Cu/ZnO納米片對反應(yīng)I的催化作用更好，測定時間內(nèi)得到的甲醇較多，甲醇選擇性提高cd2nCO2＋12nH＋＋12ne－═══即一定溫度下二氧化碳轉(zhuǎn)化率隨m(為起始時的投料比)增大而增大，根據(jù)圖示可知轉(zhuǎn)化率：m1＞m2＞m3，所以m1、m2、m3投料比從大到小的順序為：m1＞m2＞m3；(3)①同樣催化劑條件下，溫度升高，CO2轉(zhuǎn)化率升高，而甲醇的選擇性卻降低的原因是反應(yīng)Ⅰ為生成甲醇的反應(yīng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，因此甲醇的產(chǎn)率減小，甲醇的選擇性降低；②在同樣溫度下，采用Cu/ZnO納米片使CO2轉(zhuǎn)化率降低，而甲醇的選擇性卻提高的可能原因是在該時間內(nèi)，使用Cu/ZnO納米片催化劑使反應(yīng)I速率增加，因此測得該時間內(nèi)得到的甲醇較多，甲醇選擇性提高；③a.使用Cu/ZnO納米棒做催化劑，對化學平衡無影響，無法提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，a錯誤；b.使用Cu/ZnO納米片做催化劑，催化劑不影響化學平衡移動，無法提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，b錯誤；c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，c正確；d.投料比不變，增加反應(yīng)物氫氣的濃度，可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，d正確；e.增大CO2和H2的初始投料比，二氧化碳濃度增大，則CO2轉(zhuǎn)化率降低，e錯誤；故合理選項為cd；解答化學平衡移動問題的步驟技巧點撥其中條件改變可以按以下思路分析：類題精練C【解析】由表格數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，化學平衡常數(shù)降低，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)反向進行，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，A正確；此反應(yīng)的化學平衡常數(shù)應(yīng)是上述反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù)，即1/5×104＝2×10－5，B正確；在80℃時，K＝2，此時的濃度商為0.5/0.54＝8>2，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，即v正<v逆，C錯誤；此時c(CO)＝0.3/300×10－3mol·L－1＝1mol·L－1，根據(jù)平衡常數(shù)的表達式，c[Ni(CO)4]/14＝2，即c[Ni(CO)4]＝2mol·L－1，D正確。AB(2)下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)的值增大的是_____。A．升高溫度B．恒溫恒容下，充入HeC．使用高效催化劑D．恒溫恒容下，再充入2molCO2、3molH2D(3)反應(yīng)10min時體系達到平衡狀態(tài)，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為25%，該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(H2)＝_____________________________，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝__________(保留三位有效數(shù)字)；若使K的值變?yōu)?，則應(yīng)采取的措施是_____。A．增大壓強 B．恒壓下加入一定量H2C．降低溫度 D．升高溫度0.075mol·L－1·min－10.198C【解析】(1)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)或體積分數(shù)保持不變，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；該反應(yīng)的投料比不等于其化學計量數(shù)之比，當反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比保持不變時，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；反應(yīng)中物質(zhì)的總質(zhì)量和體積恒定不變，不管反應(yīng)是否達到平衡，混合氣體的密度都不變，無法說明反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)；H—H鍵的斷裂和O—H鍵的生成都表示正反應(yīng)方向，無法說明反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。(2)反應(yīng)正向移動時，n(CH3OH)/n(CO2)的值增大。升高溫度，平衡逆向移動；恒溫恒容下，充入He，平衡不移動；催化劑不影響化學平衡的移動；D項條件可等效為增大壓強，平衡正向移動?？键c三化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計算1268典例5②一定條件下，將4molNH3和5.2molO2混合于容積為4L的恒容密閉容器中發(fā)生催化氧化反應(yīng)，經(jīng)過10s后達到平衡，測得NO的濃度為0.4mol/L，則0到10s內(nèi)用NH3表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為__________________________，O2的轉(zhuǎn)化率為___________(用百分數(shù)表示，且保留小數(shù)點后一位)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________(列出計算式即可)。0.04mol·L－1·s－138.5%③若上述反應(yīng)第一次達到平衡時，保持其他條件不變的情況下，只是將容器的體積擴大一倍，假定在25s后達到新的平衡。請在下圖中用曲線表示15～30s這個階段體系中NH3的濃度隨時間變化的趨勢。(3)下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是_____(填字母)。A．恒溫恒容，再充入4molNH3和5.2molO2，再次達到平衡時，NH3的轉(zhuǎn)化率增大B．恒溫恒容，當容器內(nèi)的密度保持不變時，反應(yīng)達到了平衡C．當混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時，反應(yīng)達到了平衡D．當2v正(NO)＝3v逆(H2O)時，反應(yīng)達到了平衡C(4)工業(yè)上常用氨水吸收SO2，可生成(NH4)2SO3，請判斷常溫下(NH4)2SO3溶液的酸堿性并通過計算說明判斷依據(jù)：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(已知：NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5；H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.3×10－8)③容器體積擴大一倍，15s時NH3濃度變?yōu)?.3mol/L，體積擴大，壓強減小，平衡正向移動，15s～25sNH3濃度繼續(xù)減小，25s后達到新的平衡狀態(tài)。(3)恒溫恒容，再充入4molNH3和5.2molO2，相當于加壓，平衡逆向移動，再次達到平衡時，NH3的轉(zhuǎn)化率減小，A錯誤；恒溫恒容，容器中氣體的質(zhì)量不變，當容器內(nèi)的密度保持不變時，無法判斷反應(yīng)是否達到了平衡，B錯誤；反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變，當混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時，反應(yīng)達到了平衡，C正確；當3v正(NO)＝2v逆(H2O)時，反應(yīng)達到了平衡，D錯誤?！敬鸢浮?2)③技巧點撥角度二分壓平衡常數(shù)的計算 (2020·西安模擬)氮和硫的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要應(yīng)用。請回答下列問題：(1)航天領(lǐng)域中常用N2H4作為火箭發(fā)射的助燃劑。N2H4與氨氣相似，是一種堿性氣體，易溶于水，生成弱堿N2H4·H2O。用電離方程式表示N2H4·H2O顯堿性的原因是：__________________________________________________________________。典例6①A、B兩點的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：Kc(A)______Kc(B)(填“<”或“>”或“＝”)。②A、B、C三點中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是_____(填“A”或“B”或“C”)點。③計算C點時該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp＝_____MPa(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。＝A210.6－399.76．(2019·江蘇高考改編)在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法錯誤的是

(

)類題精練A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)═══2NO2(g)的ΔH<0B．圖中X點所示條件下，延長反應(yīng)時間能提高NO轉(zhuǎn)化率C．圖中Y點所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K>2000【答案】C【解析】A項，實線表示不同溫度下相同時間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率，虛線表示相同條件下隨溫度變化的NO的平衡轉(zhuǎn)化率，隨著溫度升高，由虛線知，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，即溫度升高，2NO＋O2═══2NO2的平衡逆向移動，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，正確；B項，與X點相同溫度下，NO的轉(zhuǎn)化率沒有達到最大，所以反應(yīng)沒有達到平衡，如果延長時間，使反應(yīng)達到平衡，則可以提高NO的轉(zhuǎn)化率，正確；C項，Y點處，反應(yīng)已達平衡，通入O2時，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率會提高，錯誤；D項，設(shè)起始時c(NO)＝amol·L－1，則：7．(2020·煙臺模擬)研究化學反應(yīng)時，既要考慮物質(zhì)變化與能量變化，又要關(guān)注反應(yīng)的快慢與限度?；卮鹣铝袉栴}：