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文檔簡介
/搶分秘籍5化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡考向預(yù)測①化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及計算。②化學(xué)平衡移動與圖像分析。③平衡常數(shù)(K)及相關(guān)計算。化學(xué)反應(yīng)速率與平衡是化學(xué)反應(yīng)原理模塊中的重要組成部分,涉及宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想以及證據(jù)推理與模型認(rèn)知等多重學(xué)科素養(yǎng)。近年來,選擇題在自主命題省份的試卷中有不同程度的呈現(xiàn),有的省份出現(xiàn)的概率達到100%。選擇題的題干多為文字+圖像,文字部分主要給出題設(shè)情境和研究對象,圖像部分給出與物質(zhì)的量相關(guān)的數(shù)據(jù)與時間、溫度等的變化曲線,所給的研究對象一般為復(fù)雜動態(tài)的,包含多個不同的反應(yīng);所給的圖像一般含有多條曲線,分為給出曲線含義和未給曲線含義兩種情況,主要圖繞外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響設(shè)置,包括定性的分析和定量的計算,主要以定性的分析為主。從近年高考題的情況來看,根據(jù)研究對象及變化數(shù)據(jù)和規(guī)律所給的形式可將本專題分為4個熱點:一是反應(yīng)速率與平衡及其圖像分析;二是反應(yīng)速率與平衡及其表格分析;四是多重平衡及其圖像分析;四是多重平衡及其表格分析。技法1反應(yīng)速率、平衡圖像題解題策略1.反應(yīng)速率、平衡圖像題解題模型2.解答化學(xué)反應(yīng)速率圖像題的方法思路(1)看面:認(rèn)清坐標(biāo)系,搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義,并與有關(guān)的原理相聯(lián)系。(2)看線:弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平。(3)看點:弄清曲線上點的含義,特別是一些特殊點,如起點、終點、交點、折點、最高點、最低點。例如,在濃度—時間圖像中,一定要看清終點時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量,并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。(4)看變化趨勢:在速率—時間圖像上,要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的,分清漸變和突變、大變和小變。例如,升高溫度,v(吸)大增,v(放)小增;增大反應(yīng)物濃度,v(正)突變,v(逆)漸變。3.解答化學(xué)平衡移動問題的步驟1.正確分析反應(yīng)特點:包括反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)、氣體體積變化、反應(yīng)的熱效應(yīng)。2.明確外界反應(yīng)條件:恒溫恒容、恒溫恒壓、反應(yīng)溫度是否變化、反應(yīng)物配料比是否變化。3.結(jié)合圖像或K與Q的關(guān)系、平衡移動原理等,判斷平衡移動的方向或結(jié)果。(4)結(jié)合題意,運用“三段式”,分析計算、確定各物理量的變化。4.化學(xué)平衡圖像題解題技巧(1)“定一議二”原則在化學(xué)平衡圖像中,了解縱軸、橫軸和曲線所表示的三個量的意義。在確定橫軸所表示的量后,討論縱軸與曲線的關(guān)系,或在確定縱軸所表示的量后,討論橫軸與曲線的關(guān)系。比如:反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)達到化學(xué)平衡時,A的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強和溫度的關(guān)系如圖1所示[A的平衡轉(zhuǎn)化率(α),橫軸為反應(yīng)溫度(T)]。圖1定壓看溫度變化,升高溫度曲線走勢降低,說明A的轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。定溫看壓強變化,因為此反應(yīng)是反應(yīng)后氣體體積減小的反應(yīng),壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率增大,故p2>p1。(2)“先拐先平數(shù)值大”原則對于同一化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達到平衡狀態(tài),先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高(如圖2所示,α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率)或壓強較大[如圖3所示,φ(A)表示反應(yīng)物A的體積分?jǐn)?shù)]。圖2圖3圖2:T2>T1,正反應(yīng)放熱。圖3:p1<p2,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。(3)三步分析法一看反應(yīng)速率是增大還是減小;二看v正、v逆的相對大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動的方向。(4)v-t圖像中的“斷點”和“接點”“斷點”表示改變溫度、壓強、催化劑引起v正、v逆的變化。“接點”表示改變反應(yīng)體系中某種物質(zhì)濃度引起v正、v逆的變化。5.解答復(fù)雜圖像題應(yīng)注意的幾個要點(1)復(fù)雜圖像五看:一看面(坐標(biāo)),二看線(變化趨勢),三看點(起點、交點、終點),四看輔助線,五看量(數(shù)字計算)。如坐標(biāo)表示的有c(M)、α(M)、lgc(M)、lgeq\f(c(M),c(N))、pM、lgeq\f(V,V0)等,不同符號表示的意義不同。(2)pH:可以得出c(H+);通過比較溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可判斷是強電解質(zhì)或弱電解質(zhì)。(3)交點:相交的兩種物質(zhì)的某量相等,常進行相互代換用于計算。(4)pH=7:常溫下表示溶液顯中性,此時,c(H+)=c(OH-),在等式中常進行抵消。(5)數(shù)據(jù)與濃度符號的轉(zhuǎn)化:在坐標(biāo)圖中,標(biāo)明了某種物質(zhì)的量,一般要用標(biāo)明的量進行分析。(6)守恒:元素守恒,電荷守恒,質(zhì)子守恒。技法2化學(xué)平衡狀態(tài)的快速判斷法——“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)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。特別注意:同一反應(yīng)方向的反應(yīng)速率不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。2.“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。技法3化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)拓展1、概念:對于一個基元反應(yīng):αA+βD=γG+hH其化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)數(shù)學(xué)表達式為:v=kcα(A)cβ(D)上式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)又稱速率常數(shù)。2.k的物理意義:在一定的條件下(溫度、催化劑),反應(yīng)物濃度為1mol·L-1時的反應(yīng)速率。k與反應(yīng)物濃度無關(guān)。(1)反應(yīng)不同,k值不同。(2)同一反應(yīng),溫度不同k值不同。(3)同一反應(yīng),溫度一定時,有無催化劑k也是不同的。(4)不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù),速率常數(shù)與反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)(溶劑)、催化劑等有關(guān),甚至?xí)S反應(yīng)器的形狀、性質(zhì)而異。與濃度無關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。3.速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系(1)兩者的關(guān)系:對于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常數(shù)K=eq\f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))=eq\f(k正·v逆,k逆·v正),反應(yīng)達到平衡時v正=v逆,故K=eq\f(k正,k逆)。(2)兩者的區(qū)別:①反應(yīng)速率常數(shù)通過量化化學(xué)反應(yīng)速率,來表示反應(yīng)的快慢;其影響因素包括溫度和反應(yīng)物性質(zhì)等。②平衡常數(shù)屬于平衡程度的標(biāo)志,表示反應(yīng)進行的最大限度;平衡常數(shù)只受溫度的影響,而與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。技法4表格數(shù)據(jù)的處理方法1.表格數(shù)據(jù)的理解(1)明確表格數(shù)據(jù)的單位(2)總結(jié)表格數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,判斷相應(yīng)的平衡狀態(tài)。(3)結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡轉(zhuǎn)化率進行相關(guān)計算。(4)不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理要注意利用對比法綜合分析。2.看單位時間內(nèi)某量的變化量,比較速率快慢和條件高低(1)單位時間內(nèi)某量的變化量越大,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)條件越高(2)舉例:不同溫度下,反應(yīng)物A的物質(zhì)的量(mol)隨時間變化表組別溫度時間/min010204050結(jié)論①T10.500.350.250.100.10T1___T2②T20.500.300.18a0.15a=___①單位時間內(nèi)實驗②的物質(zhì)的量變化大,則②的反應(yīng)速率快,溫度:T1<T2②實驗②反應(yīng)速率快,達到平衡所用的時間短,實驗②不到40min達到平衡,則a=0.153.表格數(shù)據(jù)的應(yīng)用要根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析化學(xué)反應(yīng)速率與平衡,首先需要?理解表格中的數(shù)據(jù),并掌握化學(xué)平衡圖像的意義?。具體步驟如下:(1)?仔細閱讀表格數(shù)據(jù)?:包括反應(yīng)物的初始濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化等。這些數(shù)據(jù)是分析化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的基礎(chǔ)。(2)?識別反應(yīng)類型?:根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),判斷反應(yīng)是單一反應(yīng)還是多個反應(yīng)同時進行的復(fù)雜反應(yīng),以及反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。(3)?計算反應(yīng)速率?:利用表格中的濃度變化和時間數(shù)據(jù),可以計算出不同時間段的反應(yīng)速率。通常,反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。(4)?繪制反應(yīng)速率-時間曲線?:將計算出的反應(yīng)速率與時間對應(yīng)起來,繪制成曲線圖。這有助于直觀地觀察反應(yīng)速率隨時間的變化趨勢,以及反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。(5)?分析平衡狀態(tài)?:在反應(yīng)速率-時間曲線上,當(dāng)反應(yīng)速率趨于穩(wěn)定且不再隨時間變化時,可以認(rèn)為反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。此時,反應(yīng)物和生成物的濃度將保持不變。技法4多重平衡體系的分析和計算方法1.多重平衡體系分類:多重平衡可分成兩類:一種是競爭性的多重平衡,此類反應(yīng)被稱為平行反應(yīng)或競爭反應(yīng)。平行反應(yīng)指的是反應(yīng)物相同,生成物不同的兩個或多個反應(yīng)(其中一個生成目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)是主反應(yīng),其余的是副反應(yīng))。另一種是連續(xù)性的多重平衡,此類反應(yīng)被稱為連續(xù)反應(yīng)或分步反應(yīng)。2.有關(guān)多重平衡及選擇性的問題在多重平衡中,幾個可逆反應(yīng)是相互影響的。(1)如果主反應(yīng)的生成物又與主反應(yīng)的某一反應(yīng)物發(fā)生另一個可逆反應(yīng),那么該反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率就會增大。(2)在一定溫度下,特定的混合體系,多重平衡選擇性為定值。因為平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),且催化劑不能改變某一物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率。(3)如果在同一條件下,兩個物質(zhì)同時可以發(fā)生幾個可逆反應(yīng),那么催化劑的選用就可以使其中某一反應(yīng)的選擇性提高。3.解答多重平衡問題的思維模型(1)連續(xù)反應(yīng)的思維模型【易錯提醒】連續(xù)反應(yīng)中只要有一個反應(yīng)平衡發(fā)生移動,那么另一個反應(yīng)平衡也會聯(lián)動。(2)競爭反應(yīng)的思維模型4.多平衡體系中有關(guān)平衡常數(shù)的計算技巧(1)有關(guān)多平衡體系平衡常數(shù)的計算,如何確定多個反應(yīng)相關(guān)聯(lián)物質(zhì)在平衡時量的多少是解題的關(guān)鍵點。若用常規(guī)的三段式計算,對反應(yīng)過程分析要求高,容易出錯。但無論多少個反應(yīng),反應(yīng)進行的程度如何,反應(yīng)前后的原子總數(shù)是不變的,因而解答這類問題可用原子守恒法,可規(guī)避對反應(yīng)過程的分析。(2)原子守恒法解題步驟:第一步:確定反應(yīng)體系中有哪些元素,根據(jù)已知反應(yīng)物分別計算出體系中各元素原子的總物質(zhì)的量;第二步:確定平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量,分析平衡時,已給出哪些物質(zhì)的物質(zhì)的量,將未給出物質(zhì)的物質(zhì)的量設(shè)未知數(shù),利用原子守恒列方程式組,求出未知量。第三步:計算平衡常數(shù)(1)若為濃度平衡常數(shù),根據(jù)容器的容積計算各物質(zhì)的平衡濃度,代入平衡常數(shù)表達式計算。(2)若為壓強平衡常數(shù),根據(jù)平衡時各氣體的物質(zhì)的量及氣體總物質(zhì)的量,計算出平衡分壓,最后代人平衡常數(shù)表達式計算?!久麕熖嵝选浚?)在多重平衡體系中,某物質(zhì)的平衡濃度,是所有有關(guān)反應(yīng)的平衡濃度,對各相關(guān)反應(yīng)的平衡常數(shù)都滿足。(2)在計算某反應(yīng)的平衡常數(shù)時,要善于選特殊點計算。只要溫度不變,這個平衡常數(shù)值可以運用于平衡曲線上的任何一點,選取多曲線的交點,往往能簡化計算。技法6工業(yè)生產(chǎn)圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化分析思路1.判斷是否為平衡狀態(tài)(1)非平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率:側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對反應(yīng)快慢,催化劑對反應(yīng)快慢及選擇性(主、副反應(yīng))的影響;(2)平衡轉(zhuǎn)化率:側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對化學(xué)平衡的影響,有時也涉及溫度、某物質(zhì)對催化活性的影響。2.結(jié)合圖像分析實際生產(chǎn)中反應(yīng)的最佳條件條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析非平衡狀態(tài),著重考慮外因?qū)Ψ磻?yīng)速率的影響導(dǎo)致反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(或產(chǎn)品產(chǎn)率)的變化從化學(xué)平衡移動分析平衡后,著重考慮外因?qū)ζ胶庖苿臃较虻挠绊憦拇呋瘎┑幕钚苑治鲎⒁獯呋瘎┑幕钚允軠囟鹊挠绊?,還要注意催化劑對主、副反應(yīng)的選擇性的影響綜合分析既要注意外界條件對反應(yīng)速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性,還要考慮設(shè)備要求一、走出誤區(qū)——化學(xué)平衡圖像解讀(1)v-t圖像解讀①看改變條件的一瞬間(t1),若v′正在v′逆上方,則平衡向正反應(yīng)方向移動;反之,則平衡向逆反應(yīng)方向移動。②若a、b重合為一點,則t1時刻改變的是某一物質(zhì)的濃度。③若a、b不重合,則t1時刻可能是改變了溫度或壓強。④若v′正和v′逆改變程度相同,即v′正=v′逆,平衡不移動,則t1時刻可能是使用了催化劑或是對反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)改變壓強。(2)物質(zhì)的量(或濃度或轉(zhuǎn)化率)與時間關(guān)系的圖像解讀①每條曲線在轉(zhuǎn)折點以前表示該條件下此反應(yīng)未達平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)折點后表示已達平衡狀態(tài)。②先出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點的則先達到平衡。如圖甲,壓強為p1條件下先達平衡,可推知p1>p2;圖乙中,溫度為T2條件下先達平衡,可推知T2>T1。根據(jù)Y表示的意義,可推斷反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和的大小,或判斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。(3)等溫(壓)平衡曲線解讀①縱坐標(biāo)Y可表示物質(zhì)的量、濃度、轉(zhuǎn)化率以及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等含義。②解題分析時,常需要作輔助線(對橫坐標(biāo)軸作垂線),若橫坐標(biāo)表示溫度(或壓強),則此輔助線為等溫線(或等壓線)。③如圖丙所示,在曲線上的每個點(如B點)都達到平衡狀態(tài),若縱坐標(biāo)表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,則有:A點是非平衡狀態(tài),若要達到平衡,需降低轉(zhuǎn)化率,即平衡要向逆反應(yīng)方向移動,此點v正<v逆;C點是非平衡狀態(tài),若要達到平衡,需增大轉(zhuǎn)化率,即平衡要向正反應(yīng)方向移動,此點v正>v逆;處于平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài)的各點的反應(yīng)速率,其大小主要由溫度決定,故有vC>vB>vA。(4)同一段時間內(nèi),不同溫度下反應(yīng)進程中某個量的圖像解讀如圖是不同溫度下經(jīng)過一段時間,某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系。①此圖像表明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則同一時間段內(nèi)溫度越高,平衡正向移動程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,曲線應(yīng)一直為增函數(shù),與圖像不符。②T1~T2段,反應(yīng)未達到平衡,隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。③T2點表示反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。④T2~T3段是隨溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動的結(jié)果,T2~T3段曲線上的點均為平衡點。二、規(guī)避“2”個易失分點1.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”①關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;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)。2.不能作為“標(biāo)志”的四種情況①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。三、易錯易混提醒1.無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示,由于Δc是取濃度變化的絕對值,因此,其化學(xué)反應(yīng)速率都取正值,且是某一段時間內(nèi)的平均速率。2.化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中一種反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示,一般是以最容易測定的一種物質(zhì)表示,書寫時應(yīng)標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率。3.在一定溫度下,固體和純液體物質(zhì),其單位體積里的物質(zhì)的量保持不變,即物質(zhì)的量濃度為常數(shù),因此它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)。由此可知,現(xiàn)在采用的表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法還有一定的局限性。4.在同一反應(yīng)中,用不同的物質(zhì)表示同一時間的反應(yīng)速率時,其數(shù)值可能不同,但這些數(shù)值所表達的意義是相同的即都是表示同一反應(yīng)的速率。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值有相互關(guān)系,彼此可以根據(jù)化學(xué)方程式中的各化學(xué)計量數(shù)進行換算。5.一般來說在反應(yīng)過程中都不是等速進行的,因此某一時間內(nèi)的反應(yīng)速率實際上是這一段時間內(nèi)的平均速率。6.由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù),故改變其用量反應(yīng)速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時,其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。7.壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物濃度實現(xiàn)的,所以分析壓強的改變對反應(yīng)速率的影響時,要從反應(yīng)物濃度是否發(fā)生改變的角度來分析。若改變總壓強而各物質(zhì)的濃度不改變,則反應(yīng)速率不變,如恒容時通入稀有氣體來增大壓強,反應(yīng)速率不變(因為濃度未改變)。8.改變溫度,使用催化劑,反應(yīng)速率一定發(fā)生變化,其他外界因素的改變,反應(yīng)速率則不一定發(fā)生變化。9.其他條件一定,升高溫度,不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng),不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都要增大,只不過正、逆反應(yīng)速率增加的程度不同。10.在不同條件下進行的反應(yīng)物和生成物相反的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)。11.各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于方程式的化學(xué)計量數(shù)之比時,不一定是平衡狀態(tài),因為此條件并不能說明各組分的物質(zhì)的量不再變化了。12.化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),既可以從正反應(yīng)方向(投入反應(yīng)物),也可以從逆反應(yīng)方向(投入生成物)建立。13.某一可逆反應(yīng),在一定條件下達到了平衡,化學(xué)反應(yīng)速率再改變時,平衡不一定發(fā)生移動,如反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強或使用催化劑,速率發(fā)生變化,但平衡不移動。如果平衡發(fā)生了移動,則化學(xué)反應(yīng)速率一定發(fā)生了改變。14.化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大,若有多種反應(yīng)物的反應(yīng),當(dāng)增大某一反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,只會使別的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,但該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率反而減小。15.增加固體或純液體的量,化學(xué)平衡不移動,因為當(dāng)反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡均無影響,但要注意固體的表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。16.化學(xué)平衡發(fā)生移動時,化學(xué)平衡常數(shù)不一定改變,只有溫度改變,平衡常數(shù)才會改變。17.要記清楚最基本的速率時間圖,如改變反應(yīng)物或生成物的濃度導(dǎo)致速率變化時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率中有一支與原平衡點相連。若同時改變反應(yīng)物和生成物濃度(或改變壓強、溫度、使用催化劑)則與原平衡點相脫離。記住先到達平衡表示溫度高,壓強大。根據(jù)平衡圖像分析可逆反應(yīng)特點時,往往從最高點以后進行分析,也就是說研究的對象必須是已建立平衡的反應(yīng)。18.改變濃度和壓強不能改變活化分子百分?jǐn)?shù),但能改變單位體積活化分子數(shù),故能改變反應(yīng)速率。改變溫度和使用催化劑均能改變活化分子百分?jǐn)?shù),使單位體積活化分子數(shù)改變,從而改變反應(yīng)速率。19.勒夏特列原理只適用于判斷“改變一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,不能簡單地根據(jù)平衡移動原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據(jù)平衡移動原理進行判斷。例如,N2(g)+3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)ΔH高溫、高壓催化劑20.正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù);若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)都擴大或縮小至原來的n倍,則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎次冪或eq\f(1,n)次冪;兩方程式相加得到新的化學(xué)方程式,其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。21.代入平衡常數(shù)表達式的是平衡濃度,而不是任意時刻的濃度,更不能將物質(zhì)的量代入,反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時,由于其濃度可看做“l(fā)”而不代入公式。22.化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。23.起始濃度、平衡濃度不一定符合化學(xué)計量數(shù)之比,但物質(zhì)之間是按化學(xué)計量數(shù)之比反應(yīng)和生成的,故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,這是計算的關(guān)鍵。24.反應(yīng)能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應(yīng)的影響,復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS<0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生,只是指出了在該條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢,還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。25.判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,若無任何外加條件,可以認(rèn)為我們所學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)(電解反應(yīng)除外)都是能夠自發(fā)進行的。26.升高溫度,不論吸熱還是放熱反應(yīng),也不論正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率都增大。27.向恒溫恒容已達平衡的反應(yīng)體系中,充入“惰性氣體”(不參加反應(yīng)的氣體),對平衡無影響。28.增大壓強(縮小體積),化學(xué)平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動,但v正、v逆均增大。29.平衡常數(shù)K只受溫度影響,既與任何一種反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān),也與壓強的改變無關(guān)。30.對于一個可逆反應(yīng),若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。【熱點一】反應(yīng)速率與平衡及其圖像分析1.(2025·安徽·一模)“雙碳”戰(zhàn)略背景下,和的減排和轉(zhuǎn)化利用受到普遍關(guān)注,已知和催化重整的主反應(yīng)為
。其他條件一定,在Ar作為輔助氣體時,與的物質(zhì)的量之比以及氣體總流量對重整反應(yīng)的影響分別如圖1、2所示,下列說法錯誤的是A.恒溫恒壓時,充入氣體Ar有利于提高和的平衡轉(zhuǎn)化率B.主反應(yīng)的正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能C.與物質(zhì)的量之比達后轉(zhuǎn)化率有所下降,的產(chǎn)率提升并不明顯,可能是過量的發(fā)生了反應(yīng)D.隨氣體流量增加,原料氣轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率逐漸降低,所以氣體流量越低越好2.(2025·湖南·模擬預(yù)測)現(xiàn)模擬HCl催化氧化制,發(fā)生反應(yīng):
。在密閉容器中,充入一定量HCl和發(fā)生反應(yīng),HCl平衡轉(zhuǎn)化率與X和L的變化關(guān)系如圖1所示,其中L(、、)、X可分別代表壓強或溫度。恒溫恒容時,HCl平衡轉(zhuǎn)化率與進料比的變化關(guān)系如圖2所示。下列說法錯誤的是A.L代表溫度,且B.點a、b、c的正反應(yīng)速率大小關(guān)系:C.若圖2中HCl的初始濃度為,則M點的平衡常數(shù)K為D.在實際生產(chǎn)中,若進料比太小,會增加和的分離成本3.(2025·河南信陽·二模)某密閉容器中發(fā)生反應(yīng),維持總壓為,當(dāng)投料比時的平衡轉(zhuǎn)化率與的關(guān)系、時的平衡轉(zhuǎn)化率與投料比的關(guān)系分別如下圖所示,下列說法錯誤的是A.金剛石中,一個鍵連接6個六元環(huán)B.上圖中,當(dāng)不再變化,能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)C.時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)D.點時,按照初始投料比向容器中又充入和,達到平衡時和的轉(zhuǎn)化率均增大4.(2025·黑龍江·模擬預(yù)測)向恒容密閉容器中充入和一定量的,發(fā)生反應(yīng);。的平衡轉(zhuǎn)化率隨投料比、溫度變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是A. B.正反應(yīng)速率:C.平衡常數(shù): D.時,壓強不變則反應(yīng)達到平衡5.(2025·重慶·模擬預(yù)測)利用丙烷制取丙烯的原理為:
。在總壓分別為時發(fā)生該反應(yīng),平衡體系中和的體積分?jǐn)?shù)隨溫度和壓強的變化如圖所示。下列說法錯誤的是A.增大壓強該反應(yīng)正,逆反應(yīng)速率均增大B.總壓由變?yōu)闀r,平衡常數(shù)變大C.壓強、溫度不變,充入惰性氣體,的轉(zhuǎn)化率增大D.曲線④表示時的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線【熱點二】反應(yīng)速率與平衡及其表格分析6.(2025·江西九江·一模)恒溫下,向2L的剛性密閉容器中充入一定量W(g),反應(yīng)關(guān)系如圖,反應(yīng)②和③的速率方程分別為和分別為反應(yīng)②和③的速率常數(shù),反應(yīng)③的活化能大于反應(yīng)②。測得W(g)物質(zhì)的量隨時間變化如下表。下列說法正確的是012340.4000.3060.2400.1920.160A.內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為B.若擴大容器體積,平衡時Y的產(chǎn)率增大C.若,平衡時D.若升高溫度,平衡時增大7.(2025·遼寧丹東·一模)已知反應(yīng)的速率方程為。向恒溫恒容的密閉容器中加入一定量發(fā)生上述反應(yīng),測得部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法正確的是反應(yīng)時間010203040A.前為B.其他條件相同時,的濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越大C.D.當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化率為時,容器內(nèi)壓強為初始壓強的倍8.(2025·湖南·模擬預(yù)測)某溫度下,在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應(yīng),有關(guān)數(shù)據(jù)如下:時間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/0~20.200~40.150~60.10下列說法正確的是A.1min時,Z的濃度等于B.2min時,加入0.20molZ,此時C.3min時,Y的體積分?jǐn)?shù)約為66.7%D.5min時,X的物質(zhì)的量為1.4mol9.(2025·湖南·二模)一定條件下,分別向體積為1L的恒容密閉容器中充入氣體,發(fā)生反應(yīng),測得實驗①、②、③反應(yīng)過程中體系壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是實驗充入氣體量反應(yīng)過程條件反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率①恒溫②恒溫③絕熱A.實驗①、②中X的濃度相等時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)B.時間內(nèi),實驗②、③中Z的平均反應(yīng)速率:前者后者C.圖中c、d兩點的氣體的總物質(zhì)的量:D.實驗①、②、③平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:10.(2025·陜西·三模)臭氧是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝的反應(yīng)之一為:,不同溫度下,在兩個恒容容器中發(fā)生該反應(yīng),相關(guān)信息如下表及圖所示,下列說法正確的是容器容積/L溫度/K起始充入量甲11和2乙11和2A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.時平衡后,向恒容容器中再充入和,再次平衡后,的百分含量將不變C.反應(yīng)體系在溫度為時的平衡常數(shù)D.在恒溫恒容條件下,混合氣體密度不再改變能證明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡【熱點三】多重平衡及其圖像分析11.(2025·江蘇·一模)硫酸工業(yè)尾氣中可用CO處理并回收S,涉及的反應(yīng)有:反應(yīng)I:反應(yīng)II:恒壓條件下,按充入原料,其中的平衡轉(zhuǎn)化率以及COS和S的平衡選擇性隨溫度的變化如圖所示。已知曲線b表示的平衡選擇性。(X的平衡選擇性,X為COS或S)。下列說法不正確的是A.曲線c表示S的平衡選擇性B.C.1400K下,反應(yīng)的平衡常數(shù)D.其它條件不變,增大體系壓強的平衡轉(zhuǎn)化率不變12.(2025·江蘇南通·一模)一碘甲烷(CH3I)熱裂解可制取乙烯等低碳烯烴化工原料。CH3I熱裂解時發(fā)生如下反應(yīng)。反應(yīng)Ⅰ:2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g);ΔH1>0反應(yīng)Ⅱ:3C2H4(g)2C3H6(g);ΔH2<0反應(yīng)Ⅲ:2C2H4(g)C4H8(g);ΔH3<0p=0.1MPa,向密閉容器中起始投入1molCH3I(g),維持壓強恒定,平衡時容器內(nèi)C2H4、C3H6和C4H8所占容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(X)與溫度的關(guān)系如圖所示。C2H4的分壓p(C2H4)=p總·X(C2H4),反應(yīng)Ⅰ的壓強平衡常數(shù)Kp=。下列說法正確的是A.圖中a對應(yīng)的物質(zhì)是C2H4B.750K時,反應(yīng)Ⅲ的Kp=1C.300K時,要提高C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可以使用C3H6選擇性高的催化劑D.1000K時,其他條件不變,若增大容器的壓強,C2H4平衡時的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定會減小13.(2025·浙江·一模)利用和可制得甲烷,實現(xiàn)資源綜合利用。已知:I.Ⅱ.在一定的溫度和壓強下,將按一定比例混合的和混合氣體通過裝有催化劑的反應(yīng)器,反應(yīng)相同時間,轉(zhuǎn)化率和選擇性隨溫度變化關(guān)系如圖所示。,下列說法不正確的是A.反應(yīng)I的B.時,其他條件不變,增大壓強,的轉(zhuǎn)化率增大C.在間,其他條件不變,升高溫度,的產(chǎn)率增大D.時的轉(zhuǎn)化率最大,可能的原因是反應(yīng)I和反應(yīng)IⅡ達到了平衡狀態(tài)14.(2025·湖南·二模)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應(yīng)為Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
ΔH=-164.7kJ·mol-1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
ΔH=+41.2kJ·mol-1在密閉容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4時,CO2平衡轉(zhuǎn)化率、在催化劑作用下反應(yīng)相同時間所測得的CO2實際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。CH4的選擇性可表示。下列說法正確的是A.反應(yīng)CO(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH4(g)的焓變ΔH=-123.5kJ·mol-1B.400℃前CO2實際轉(zhuǎn)化率增大的主要原因是:溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡正移C.降低體系溫度,CH4的平衡選擇性增大D.450℃時,使用更高效催化劑,有可能使CO2平衡轉(zhuǎn)化率達到X點15.(2025·山西·模擬預(yù)測)在剛性容器中,充入的,發(fā)生如下反應(yīng)主反應(yīng):
副反應(yīng):催化反應(yīng)相同時間,測得的轉(zhuǎn)化率和的選擇性[選擇性]隨溫度變化如圖所示(溫度為700°C時,反應(yīng)恰好達到首次平衡)。下列說法錯誤的是A.主反應(yīng):正反應(yīng)活化能>逆反應(yīng)活化能B.點對應(yīng)條件下,甲醛速率:C.高于600℃,催化劑對副反應(yīng)的選擇性可能提高D.700℃,的平衡濃度為(甲醛選擇性值近似取)【熱點四】多重平衡及其表格分析16.(2025·云南昆明·一模)甲醇重整制氫涉及三個反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ.
反應(yīng)Ⅱ.
反應(yīng)Ⅲ.
反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ不同溫度下的平衡常數(shù)如下表:反應(yīng)Ⅰ0.5535185.89939.5Ⅱ872.7下列說法正確的是A.相同溫度下,B.反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ在低溫下可自發(fā)進行C.恒容恒溫體系中,反應(yīng)達平衡后充入稀有氣體,體系壓強增大,反應(yīng)Ⅱ平衡逆移D.時,向起始容積相同的恒壓和恒容兩個容器中,均充入與,恒壓條件下的平衡產(chǎn)率更高17.(2025·全國·模擬預(yù)測)丙酮醛(CH3COCHO)是重要的醫(yī)藥中間體。以1,2-丙二醇為原料,通過“氣固相催化氧化法”可合成丙酮醛:主反應(yīng):;副反應(yīng):。3種催化劑的催化效果,以及使用某催化劑時溫度對轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的影響如下(表、圖)。下列說法錯誤的是催化劑原料轉(zhuǎn)化率/%產(chǎn)率/%Ⅰ號95.055.9Ⅱ號97.063.5Ⅲ號98.572.0A.實際生產(chǎn)中可選?、筇柎呋瘎〣.該制備方法的最佳溫度為450℃C.溫度高于450℃后,產(chǎn)物中乙酸、甲醛分壓增大D.相同溫度時,加入合適催化劑可提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率18.(2025·北京·一模)工業(yè)上以1,4-丁二醇(BD)為原料催化脫氫制備γ-丁內(nèi)酯(BL),其副反應(yīng)產(chǎn)物為四氫呋喃(,THF)、正丁醇(BuOH)以及其他四碳有機物。其他條件相同時,不同溫度下,向1L容器中通入4×10-2molBD反應(yīng)2h,測得BL、THF、BuOH在四碳有機產(chǎn)物中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下:溫度/℃220240250255BL/%60.284.692.695.2THF/%1.21.81.92.1BuOH/%0.20.30.40.6已知:HO(CH2)4OH(g,BD)(g,BL)+2H2(g)ΔH>0下列說法不正確的是A.220℃,2h時n(BL)=9.03×10-3mol,則BD的總轉(zhuǎn)化率為37.5%B.250℃,2h時n(BD)+n(BL)+n(THF)+n(BuOH)<4×10-2molC.255℃,2h時n(BL)=1.5×10-2mol,則0~2h內(nèi)υ(H2)主反應(yīng)=1.5×10-2mol·L?1·h?1D.由表中數(shù)據(jù)可知,220~255℃,催化劑活性、選擇性均隨著溫度的升高而提高19.(2025·湖南·模擬預(yù)測)能除去空氣中的氣體,反應(yīng)如下:反應(yīng)I:平衡常數(shù);反應(yīng)Ⅱ:平衡常數(shù)。已知:在相同條件下,。向兩個容積相同的密閉容器中按下表投料(不參與反應(yīng)),在催化劑作用下分別發(fā)生上述反應(yīng),在相同的時間內(nèi)的物質(zhì)的量隨溫度的變化關(guān)系如圖中實線所示。圖中虛線c、d表示兩反應(yīng)的平衡曲線。下列有關(guān)說法錯誤的是反應(yīng)I反應(yīng)Ⅱ起始投料起始物質(zhì)的量113113A.,曲線c為反應(yīng)Ⅱ的平衡曲線B.時,C.相同條件下,延長反應(yīng)時間能使反應(yīng)體系中Y點的量達到X點D.恒溫恒壓下,向W點表示的反應(yīng)體系中增大的物質(zhì)的量,能提高的轉(zhuǎn)化率20.(2025·上海靜安·一模)一定溫度下,向2L密閉恒容容器中充入2molCO2和6molH2,發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ(主反應(yīng))CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1<0
K1反應(yīng)Ⅱ(副反應(yīng))CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
ΔH2<0
K2反應(yīng)Ⅲ(副反應(yīng))CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH3>0
K3(1)反應(yīng)均達平衡后,測得數(shù)據(jù)如下:物質(zhì)CH3OHCH4CO物質(zhì)的量(mol)10.40.2則CH3OH的選擇性=。(CH3OH選擇性=),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K2=(列出包含數(shù)據(jù)的計算式,無須算出結(jié)果)。(2)不同溫度下,若測得上述反應(yīng)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與甲醇的選擇性如下圖:①試根據(jù)圖中信息判斷,更適合生產(chǎn)甲醇的溫度為。A.1000°C
B.800°C
C.600°C
D.400°C②當(dāng)溫度高于800°C,CO2轉(zhuǎn)化率反而增大,主要原因是。
搶分秘籍5化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡考向預(yù)測①化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及計算。②化學(xué)平衡移動與圖像分析。③平衡常數(shù)(K)及相關(guān)計算?;瘜W(xué)反應(yīng)速率與平衡是化學(xué)反應(yīng)原理模塊中的重要組成部分,涉及宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想以及證據(jù)推理與模型認(rèn)知等多重學(xué)科素養(yǎng)。近年來,選擇題在自主命題省份的試卷中有不同程度的呈現(xiàn),有的省份出現(xiàn)的概率達到100%。選擇題的題干多為文字+圖像,文字部分主要給出題設(shè)情境和研究對象,圖像部分給出與物質(zhì)的量相關(guān)的數(shù)據(jù)與時間、溫度等的變化曲線,所給的研究對象一般為復(fù)雜動態(tài)的,包含多個不同的反應(yīng);所給的圖像一般含有多條曲線,分為給出曲線含義和未給曲線含義兩種情況,主要圖繞外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響設(shè)置,包括定性的分析和定量的計算,主要以定性的分析為主。從近年高考題的情況來看,根據(jù)研究對象及變化數(shù)據(jù)和規(guī)律所給的形式可將本專題分為4個熱點:一是反應(yīng)速率與平衡及其圖像分析;二是反應(yīng)速率與平衡及其表格分析;四是多重平衡及其圖像分析;四是多重平衡及其表格分析。技法1反應(yīng)速率、平衡圖像題解題策略1.反應(yīng)速率、平衡圖像題解題模型2.解答化學(xué)反應(yīng)速率圖像題的方法思路(1)看面:認(rèn)清坐標(biāo)系,搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義,并與有關(guān)的原理相聯(lián)系。(2)看線:弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平。(3)看點:弄清曲線上點的含義,特別是一些特殊點,如起點、終點、交點、折點、最高點、最低點。例如,在濃度—時間圖像中,一定要看清終點時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量,并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。(4)看變化趨勢:在速率—時間圖像上,要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的,分清漸變和突變、大變和小變。例如,升高溫度,v(吸)大增,v(放)小增;增大反應(yīng)物濃度,v(正)突變,v(逆)漸變。3.解答化學(xué)平衡移動問題的步驟1.正確分析反應(yīng)特點:包括反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)、氣體體積變化、反應(yīng)的熱效應(yīng)。2.明確外界反應(yīng)條件:恒溫恒容、恒溫恒壓、反應(yīng)溫度是否變化、反應(yīng)物配料比是否變化。3.結(jié)合圖像或K與Q的關(guān)系、平衡移動原理等,判斷平衡移動的方向或結(jié)果。(4)結(jié)合題意,運用“三段式”,分析計算、確定各物理量的變化。4.化學(xué)平衡圖像題解題技巧(1)“定一議二”原則在化學(xué)平衡圖像中,了解縱軸、橫軸和曲線所表示的三個量的意義。在確定橫軸所表示的量后,討論縱軸與曲線的關(guān)系,或在確定縱軸所表示的量后,討論橫軸與曲線的關(guān)系。比如:反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)達到化學(xué)平衡時,A的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強和溫度的關(guān)系如圖1所示[A的平衡轉(zhuǎn)化率(α),橫軸為反應(yīng)溫度(T)]。圖1定壓看溫度變化,升高溫度曲線走勢降低,說明A的轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。定溫看壓強變化,因為此反應(yīng)是反應(yīng)后氣體體積減小的反應(yīng),壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率增大,故p2>p1。(2)“先拐先平數(shù)值大”原則對于同一化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達到平衡狀態(tài),先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高(如圖2所示,α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率)或壓強較大[如圖3所示,φ(A)表示反應(yīng)物A的體積分?jǐn)?shù)]。圖2圖3圖2:T2>T1,正反應(yīng)放熱。圖3:p1<p2,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。(3)三步分析法一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看v正、v逆的相對大??;三看化學(xué)平衡移動的方向。(4)v-t圖像中的“斷點”和“接點”“斷點”表示改變溫度、壓強、催化劑引起v正、v逆的變化?!敖狱c”表示改變反應(yīng)體系中某種物質(zhì)濃度引起v正、v逆的變化。5.解答復(fù)雜圖像題應(yīng)注意的幾個要點(1)復(fù)雜圖像五看:一看面(坐標(biāo)),二看線(變化趨勢),三看點(起點、交點、終點),四看輔助線,五看量(數(shù)字計算)。如坐標(biāo)表示的有c(M)、α(M)、lgc(M)、lgeq\f(c(M),c(N))、pM、lgeq\f(V,V0)等,不同符號表示的意義不同。(2)pH:可以得出c(H+);通過比較溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可判斷是強電解質(zhì)或弱電解質(zhì)。(3)交點:相交的兩種物質(zhì)的某量相等,常進行相互代換用于計算。(4)pH=7:常溫下表示溶液顯中性,此時,c(H+)=c(OH-),在等式中常進行抵消。(5)數(shù)據(jù)與濃度符號的轉(zhuǎn)化:在坐標(biāo)圖中,標(biāo)明了某種物質(zhì)的量,一般要用標(biāo)明的量進行分析。(6)守恒:元素守恒,電荷守恒,質(zhì)子守恒。技法2化學(xué)平衡狀態(tài)的快速判斷法——“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)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。特別注意:同一反應(yīng)方向的反應(yīng)速率不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。2.“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。技法3化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)拓展1、概念:對于一個基元反應(yīng):αA+βD=γG+hH其化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)數(shù)學(xué)表達式為:v=kcα(A)cβ(D)上式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)又稱速率常數(shù)。2.k的物理意義:在一定的條件下(溫度、催化劑),反應(yīng)物濃度為1mol·L-1時的反應(yīng)速率。k與反應(yīng)物濃度無關(guān)。(1)反應(yīng)不同,k值不同。(2)同一反應(yīng),溫度不同k值不同。(3)同一反應(yīng),溫度一定時,有無催化劑k也是不同的。(4)不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù),速率常數(shù)與反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)(溶劑)、催化劑等有關(guān),甚至?xí)S反應(yīng)器的形狀、性質(zhì)而異。與濃度無關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。3.速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系(1)兩者的關(guān)系:對于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常數(shù)K=eq\f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))=eq\f(k正·v逆,k逆·v正),反應(yīng)達到平衡時v正=v逆,故K=eq\f(k正,k逆)。(2)兩者的區(qū)別:①反應(yīng)速率常數(shù)通過量化化學(xué)反應(yīng)速率,來表示反應(yīng)的快慢;其影響因素包括溫度和反應(yīng)物性質(zhì)等。②平衡常數(shù)屬于平衡程度的標(biāo)志,表示反應(yīng)進行的最大限度;平衡常數(shù)只受溫度的影響,而與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。技法4表格數(shù)據(jù)的處理方法1.表格數(shù)據(jù)的理解(1)明確表格數(shù)據(jù)的單位(2)總結(jié)表格數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,判斷相應(yīng)的平衡狀態(tài)。(3)結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡轉(zhuǎn)化率進行相關(guān)計算。(4)不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理要注意利用對比法綜合分析。2.看單位時間內(nèi)某量的變化量,比較速率快慢和條件高低(1)單位時間內(nèi)某量的變化量越大,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)條件越高(2)舉例:不同溫度下,反應(yīng)物A的物質(zhì)的量(mol)隨時間變化表組別溫度時間/min010204050結(jié)論①T10.500.350.250.100.10T1___T2②T20.500.300.18a0.15a=___①單位時間內(nèi)實驗②的物質(zhì)的量變化大,則②的反應(yīng)速率快,溫度:T1<T2②實驗②反應(yīng)速率快,達到平衡所用的時間短,實驗②不到40min達到平衡,則a=0.153.表格數(shù)據(jù)的應(yīng)用要根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析化學(xué)反應(yīng)速率與平衡,首先需要?理解表格中的數(shù)據(jù),并掌握化學(xué)平衡圖像的意義?。具體步驟如下:(1)?仔細閱讀表格數(shù)據(jù)?:包括反應(yīng)物的初始濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化等。這些數(shù)據(jù)是分析化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的基礎(chǔ)。(2)?識別反應(yīng)類型?:根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),判斷反應(yīng)是單一反應(yīng)還是多個反應(yīng)同時進行的復(fù)雜反應(yīng),以及反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。(3)?計算反應(yīng)速率?:利用表格中的濃度變化和時間數(shù)據(jù),可以計算出不同時間段的反應(yīng)速率。通常,反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。(4)?繪制反應(yīng)速率-時間曲線?:將計算出的反應(yīng)速率與時間對應(yīng)起來,繪制成曲線圖。這有助于直觀地觀察反應(yīng)速率隨時間的變化趨勢,以及反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。(5)?分析平衡狀態(tài)?:在反應(yīng)速率-時間曲線上,當(dāng)反應(yīng)速率趨于穩(wěn)定且不再隨時間變化時,可以認(rèn)為反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。此時,反應(yīng)物和生成物的濃度將保持不變。技法4多重平衡體系的分析和計算方法1.多重平衡體系分類:多重平衡可分成兩類:一種是競爭性的多重平衡,此類反應(yīng)被稱為平行反應(yīng)或競爭反應(yīng)。平行反應(yīng)指的是反應(yīng)物相同,生成物不同的兩個或多個反應(yīng)(其中一個生成目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)是主反應(yīng),其余的是副反應(yīng))。另一種是連續(xù)性的多重平衡,此類反應(yīng)被稱為連續(xù)反應(yīng)或分步反應(yīng)。2.有關(guān)多重平衡及選擇性的問題在多重平衡中,幾個可逆反應(yīng)是相互影響的。(1)如果主反應(yīng)的生成物又與主反應(yīng)的某一反應(yīng)物發(fā)生另一個可逆反應(yīng),那么該反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率就會增大。(2)在一定溫度下,特定的混合體系,多重平衡選擇性為定值。因為平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),且催化劑不能改變某一物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率。(3)如果在同一條件下,兩個物質(zhì)同時可以發(fā)生幾個可逆反應(yīng),那么催化劑的選用就可以使其中某一反應(yīng)的選擇性提高。3.解答多重平衡問題的思維模型(1)連續(xù)反應(yīng)的思維模型【易錯提醒】連續(xù)反應(yīng)中只要有一個反應(yīng)平衡發(fā)生移動,那么另一個反應(yīng)平衡也會聯(lián)動。(2)競爭反應(yīng)的思維模型4.多平衡體系中有關(guān)平衡常數(shù)的計算技巧(1)有關(guān)多平衡體系平衡常數(shù)的計算,如何確定多個反應(yīng)相關(guān)聯(lián)物質(zhì)在平衡時量的多少是解題的關(guān)鍵點。若用常規(guī)的三段式計算,對反應(yīng)過程分析要求高,容易出錯。但無論多少個反應(yīng),反應(yīng)進行的程度如何,反應(yīng)前后的原子總數(shù)是不變的,因而解答這類問題可用原子守恒法,可規(guī)避對反應(yīng)過程的分析。(2)原子守恒法解題步驟:第一步:確定反應(yīng)體系中有哪些元素,根據(jù)已知反應(yīng)物分別計算出體系中各元素原子的總物質(zhì)的量;第二步:確定平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量,分析平衡時,已給出哪些物質(zhì)的物質(zhì)的量,將未給出物質(zhì)的物質(zhì)的量設(shè)未知數(shù),利用原子守恒列方程式組,求出未知量。第三步:計算平衡常數(shù)(1)若為濃度平衡常數(shù),根據(jù)容器的容積計算各物質(zhì)的平衡濃度,代入平衡常數(shù)表達式計算。(2)若為壓強平衡常數(shù),根據(jù)平衡時各氣體的物質(zhì)的量及氣體總物質(zhì)的量,計算出平衡分壓,最后代人平衡常數(shù)表達式計算。【名師提醒】(1)在多重平衡體系中,某物質(zhì)的平衡濃度,是所有有關(guān)反應(yīng)的平衡濃度,對各相關(guān)反應(yīng)的平衡常數(shù)都滿足。(2)在計算某反應(yīng)的平衡常數(shù)時,要善于選特殊點計算。只要溫度不變,這個平衡常數(shù)值可以運用于平衡曲線上的任何一點,選取多曲線的交點,往往能簡化計算。技法6工業(yè)生產(chǎn)圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化分析思路1.判斷是否為平衡狀態(tài)(1)非平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率:側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對反應(yīng)快慢,催化劑對反應(yīng)快慢及選擇性(主、副反應(yīng))的影響;(2)平衡轉(zhuǎn)化率:側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對化學(xué)平衡的影響,有時也涉及溫度、某物質(zhì)對催化活性的影響。2.結(jié)合圖像分析實際生產(chǎn)中反應(yīng)的最佳條件條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析非平衡狀態(tài),著重考慮外因?qū)Ψ磻?yīng)速率的影響導(dǎo)致反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(或產(chǎn)品產(chǎn)率)的變化從化學(xué)平衡移動分析平衡后,著重考慮外因?qū)ζ胶庖苿臃较虻挠绊憦拇呋瘎┑幕钚苑治鲎⒁獯呋瘎┑幕钚允軠囟鹊挠绊?,還要注意催化劑對主、副反應(yīng)的選擇性的影響綜合分析既要注意外界條件對反應(yīng)速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性,還要考慮設(shè)備要求一、走出誤區(qū)——化學(xué)平衡圖像解讀(1)v-t圖像解讀①看改變條件的一瞬間(t1),若v′正在v′逆上方,則平衡向正反應(yīng)方向移動;反之,則平衡向逆反應(yīng)方向移動。②若a、b重合為一點,則t1時刻改變的是某一物質(zhì)的濃度。③若a、b不重合,則t1時刻可能是改變了溫度或壓強。④若v′正和v′逆改變程度相同,即v′正=v′逆,平衡不移動,則t1時刻可能是使用了催化劑或是對反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)改變壓強。(2)物質(zhì)的量(或濃度或轉(zhuǎn)化率)與時間關(guān)系的圖像解讀①每條曲線在轉(zhuǎn)折點以前表示該條件下此反應(yīng)未達平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)折點后表示已達平衡狀態(tài)。②先出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點的則先達到平衡。如圖甲,壓強為p1條件下先達平衡,可推知p1>p2;圖乙中,溫度為T2條件下先達平衡,可推知T2>T1。根據(jù)Y表示的意義,可推斷反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和的大小,或判斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。(3)等溫(壓)平衡曲線解讀①縱坐標(biāo)Y可表示物質(zhì)的量、濃度、轉(zhuǎn)化率以及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等含義。②解題分析時,常需要作輔助線(對橫坐標(biāo)軸作垂線),若橫坐標(biāo)表示溫度(或壓強),則此輔助線為等溫線(或等壓線)。③如圖丙所示,在曲線上的每個點(如B點)都達到平衡狀態(tài),若縱坐標(biāo)表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,則有:A點是非平衡狀態(tài),若要達到平衡,需降低轉(zhuǎn)化率,即平衡要向逆反應(yīng)方向移動,此點v正<v逆;C點是非平衡狀態(tài),若要達到平衡,需增大轉(zhuǎn)化率,即平衡要向正反應(yīng)方向移動,此點v正>v逆;處于平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài)的各點的反應(yīng)速率,其大小主要由溫度決定,故有vC>vB>vA。(4)同一段時間內(nèi),不同溫度下反應(yīng)進程中某個量的圖像解讀如圖是不同溫度下經(jīng)過一段時間,某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系。①此圖像表明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則同一時間段內(nèi)溫度越高,平衡正向移動程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,曲線應(yīng)一直為增函數(shù),與圖像不符。②T1~T2段,反應(yīng)未達到平衡,隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。③T2點表示反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。④T2~T3段是隨溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動的結(jié)果,T2~T3段曲線上的點均為平衡點。二、規(guī)避“2”個易失分點1.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”①關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;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)。2.不能作為“標(biāo)志”的四種情況①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。三、易錯易混提醒1.無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示,由于Δc是取濃度變化的絕對值,因此,其化學(xué)反應(yīng)速率都取正值,且是某一段時間內(nèi)的平均速率。2.化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中一種反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示,一般是以最容易測定的一種物質(zhì)表示,書寫時應(yīng)標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率。3.在一定溫度下,固體和純液體物質(zhì),其單位體積里的物質(zhì)的量保持不變,即物質(zhì)的量濃度為常數(shù),因此它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)。由此可知,現(xiàn)在采用的表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法還有一定的局限性。4.在同一反應(yīng)中,用不同的物質(zhì)表示同一時間的反應(yīng)速率時,其數(shù)值可能不同,但這些數(shù)值所表達的意義是相同的即都是表示同一反應(yīng)的速率。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值有相互關(guān)系,彼此可以根據(jù)化學(xué)方程式中的各化學(xué)計量數(shù)進行換算。5.一般來說在反應(yīng)過程中都不是等速進行的,因此某一時間內(nèi)的反應(yīng)速率實際上是這一段時間內(nèi)的平均速率。6.由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù),故改變其用量反應(yīng)速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時,其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。7.壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物濃度實現(xiàn)的,所以分析壓強的改變對反應(yīng)速率的影響時,要從反應(yīng)物濃度是否發(fā)生改變的角度來分析。若改變總壓強而各物質(zhì)的濃度不改變,則反應(yīng)速率不變,如恒容時通入稀有氣體來增大壓強,反應(yīng)速率不變(因為濃度未改變)。8.改變溫度,使用催化劑,反應(yīng)速率一定發(fā)生變化,其他外界因素的改變,反應(yīng)速率則不一定發(fā)生變化。9.其他條件一定,升高溫度,不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng),不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都要增大,只不過正、逆反應(yīng)速率增加的程度不同。10.在不同條件下進行的反應(yīng)物和生成物相反的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)。11.各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于方程式的化學(xué)計量數(shù)之比時,不一定是平衡狀態(tài),因為此條件并不能說明各組分的物質(zhì)的量不再變化了。12.化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),既可以從正反應(yīng)方向(投入反應(yīng)物),也可以從逆反應(yīng)方向(投入生成物)建立。13.某一可逆反應(yīng),在一定條件下達到了平衡,化學(xué)反應(yīng)速率再改變時,平衡不一定發(fā)生移動,如反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強或使用催化劑,速率發(fā)生變化,但平衡不移動。如果平衡發(fā)生了移動,則化學(xué)反應(yīng)速率一定發(fā)生了改變。14.化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大,若有多種反應(yīng)物的反應(yīng),當(dāng)增大某一反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,只會使別的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,但該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率反而減小。15.增加固體或純液體的量,化學(xué)平衡不移動,因為當(dāng)反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡均無影響,但要注意固體的表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。16.化學(xué)平衡發(fā)生移動時,化學(xué)平衡常數(shù)不一定改變,只有溫度改變,平衡常數(shù)才會改變。17.要記清楚最基本的速率時間圖,如改變反應(yīng)物或生成物的濃度導(dǎo)致速率變化時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率中有一支與原平衡點相連。若同時改變反應(yīng)物和生成物濃度(或改變壓強、溫度、使用催化劑)則與原平衡點相脫離。記住先到達平衡表示溫度高,壓強大。根據(jù)平衡圖像分析可逆反應(yīng)特點時,往往從最高點以后進行分析,也就是說研究的對象必須是已建立平衡的反應(yīng)。18.改變濃度和壓強不能改變活化分子百分?jǐn)?shù),但能改變單位體積活化分子數(shù),故能改變反應(yīng)速率。改變溫度和使用催化劑均能改變活化分子百分?jǐn)?shù),使單位體積活化分子數(shù)改變,從而改變反應(yīng)速率。19.勒夏特列原理只適用于判斷“改變一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,不能簡單地根據(jù)平衡移動原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據(jù)平衡移動原理進行判斷。例如,N2(g)+3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)ΔH高溫、高壓催化劑20.正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù);若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)都擴大或縮小至原來的n倍,則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎次冪或eq\f(1,n)次冪;兩方程式相加得到新的化學(xué)方程式,其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。21.代入平衡常數(shù)表達式的是平衡濃度,而不是任意時刻的濃度,更不能將物質(zhì)的量代入,反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時,由于其濃度可看做“l(fā)”而不代入公式。22.化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。23.起始濃度、平衡濃度不一定符合化學(xué)計量數(shù)之比,但物質(zhì)之間是按化學(xué)計量數(shù)之比反應(yīng)和生成的,故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,這是計算的關(guān)鍵。24.反應(yīng)能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應(yīng)的影響,復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS<0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生,只是指出了在該條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢,還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。25.判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,若無任何外加條件,可以認(rèn)為我們所學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)(電解反應(yīng)除外)都是能夠自發(fā)進行的。26.升高溫度,不論吸熱還是放熱反應(yīng),也不論正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率都增大。27.向恒溫恒容已達平衡的反應(yīng)體系中,充入“惰性氣體”(不參加反應(yīng)的氣體),對平衡無影響。28.增大壓強(縮小體積),化學(xué)平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動,但v正、v逆均增大。29.平衡常數(shù)K只受溫度影響,既與任何一種反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān),也與壓強的改變無關(guān)。30.對于一個可逆反應(yīng),若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。【熱點一】反應(yīng)速率與平衡及其圖像分析1.(2025·安徽·一模)“雙碳”戰(zhàn)略背景下,和的減排和轉(zhuǎn)化利用受到普遍關(guān)注,已知和催化重整的主反應(yīng)為
。其他條件一定,在Ar作為輔助氣體時,與的物質(zhì)的量之比以及氣體總流量對重整反應(yīng)的影響分別如圖1、2所示,下列說法錯誤的是A.恒溫恒壓時,充入氣體Ar有利于提高和的平衡轉(zhuǎn)化率B.主反應(yīng)的正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能C.與物質(zhì)的量之比達后轉(zhuǎn)化率有所下降,的產(chǎn)率提升并不明顯,可能是過量的發(fā)生了反應(yīng)D.隨氣體流量增加,原料氣轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率逐漸降低,所以氣體流量越低越好【答案】D【解析】A.反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),恒溫恒壓時充入Ar,體系體積增大,相當(dāng)于減壓,根據(jù)勒夏特列原理,減小壓強平衡正向移動,有利于提高和的平衡轉(zhuǎn)化率,A項正確;B.主反應(yīng)的,反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)中,正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能,B項正確;C.由圖1知與物質(zhì)的量之比達后轉(zhuǎn)化率有所下降,的產(chǎn)率提升并不明顯,可能是過量的與發(fā)生了反應(yīng),C項正確;D.由圖2知隨氣體流量增加,原料氣轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率逐漸降低,當(dāng)流量過低時,反應(yīng)速率慢,單位時間內(nèi)的產(chǎn)量也低,并非氣體流量越低越好,D項錯誤;綜上所述,答案是D。2.(2025·湖南·模擬預(yù)測)現(xiàn)模擬HCl催化氧化制,發(fā)生反應(yīng):
。在密閉容器中,充入一定量HCl和發(fā)生反應(yīng),HCl平衡轉(zhuǎn)化率與X和L的變化關(guān)系如圖1所示,其中L(、、)、X可分別代表壓強或溫度。恒溫恒容時,HCl平衡轉(zhuǎn)化率與進料比的變化關(guān)系如圖2所示。下列說法錯誤的是A.L代表溫度,且B.點a、b、c的正反應(yīng)速率大小關(guān)系:C.若圖2中HCl的初始濃度為,則M點的平衡常數(shù)K為D.在實際生產(chǎn)中,若進料比太小,會增加和的分離成本【答案】B【分析】該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),增大壓強,平衡正向移動,HCl平衡轉(zhuǎn)化率增大,升高溫度,平衡逆向移動,HCl平衡轉(zhuǎn)化率減小,所以X代表壓強,L代表溫度?!窘馕觥緼.根據(jù)分析可知,L代表溫度,升高溫度,平衡逆向移動,HCl平衡轉(zhuǎn)化率減小,所以,A正確;B.點a、b、c位于同一曲線上,表示溫度相同,壓強越大,體系內(nèi)氣體濃度越大,反應(yīng)速率越大,則速率:,B錯誤;C.若HCl的初始濃度為,圖中M點,,O2的初始濃度為,HCl轉(zhuǎn)化率為76%,列三段式:平衡常數(shù):,C正確;D.在實際生產(chǎn)中,若進料比太小,氧氣過量,不利于和的分離,D正確;答案選B。3.(2025·河南信陽·二模)某密閉容器中發(fā)生反應(yīng),維持總壓為,當(dāng)投料比時的平衡轉(zhuǎn)化率與的關(guān)系、時的平衡轉(zhuǎn)化率與投料比的關(guān)系分別如下圖所示,下列說法錯誤的是A.金剛石中,一個鍵連接6個六元環(huán)B.上圖中,當(dāng)不再變化,能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)C.時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)D.點時,按照初始投料比向容器中又充入和,達到平衡時和的轉(zhuǎn)化率均增大【答案】D【分析】相同溫度下,越大,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小,則曲線Ⅱ表示時時的平衡轉(zhuǎn)化率與關(guān)系,曲線Ⅰ表示時的CO2平衡轉(zhuǎn)化率與關(guān)系。【解析】A.金剛石中,一個C連接12個六元環(huán),1個C-C鍵連接6個六元環(huán),A正確;B.反應(yīng)中是變量,當(dāng)不再變化,能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B正確;C.由圖可知,、T3時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,根據(jù)三段式:,Kp=,C正確;D.a(chǎn)點時為平衡狀態(tài),題干為恒壓條件,按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2,重新達到平衡時CO2和N2的轉(zhuǎn)化率均不變,D錯誤;答案選D。4.(2025·黑龍江·模擬預(yù)測)向恒容密閉容器中充入和一定量的,發(fā)生反應(yīng);。的平衡轉(zhuǎn)化率隨投料比、溫度變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是A. B.正反應(yīng)速率:C.平衡常數(shù): D.時,壓強不變則反應(yīng)達到平衡【答案】B【分析】由圖可知,隨溫度升高,的平衡轉(zhuǎn)化率降低,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),據(jù)此分析;【解析】A.投入,,對應(yīng)轉(zhuǎn)化率較大,則較大,即較小,A正確;B.b、c兩點對應(yīng)溫度相同,起始投入都是,則點投入較大,起始濃度較大,正反應(yīng)速率較大,即正反應(yīng)速率:,B錯誤;C.溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率減低,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),較低溫度下平衡常數(shù)較大,溫度相同,平衡常數(shù)相等,故平衡常數(shù):,C正確;D.該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小反應(yīng),當(dāng)恒容恒溫條件下,氣壓不變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D正確;故選B。5.(2025·重慶·模擬預(yù)測)利用丙烷制取丙烯的原理為:
。在總壓分別為時發(fā)生該反應(yīng),平衡體系中和的體積分?jǐn)?shù)隨溫度和壓強的變化如圖所示。下列說法錯誤的是A.增大壓強該反應(yīng)正,逆反應(yīng)速率均增大B.總壓由變?yōu)闀r,平衡常數(shù)變大C.壓強、溫度不變,充入惰性氣體,的轉(zhuǎn)化率增大D.曲線④表示時的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線【答案】B【分析】該反應(yīng)是吸熱且氣體體積增大的反應(yīng)。升高溫度,平衡正向移動,體積分?jǐn)?shù)降低,體積分?jǐn)?shù)升高;增大壓強,平衡逆向移動,體積分?jǐn)?shù)增大,體積分?jǐn)?shù)減小。曲線④在相同溫度下體積分?jǐn)?shù)相對較小,符合壓強為10kPa時隨溫度升高體積分?jǐn)?shù)降低的變化;曲線①在相同溫度下體積分?jǐn)?shù)相對較大,符合壓強為100kPa時隨溫度升高體積分?jǐn)?shù)升高的變化;曲線②③分別對應(yīng)不同壓強下體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化?!窘馕觥緼.對于有氣體參與的反應(yīng),增大壓強,氣體濃度增大,反應(yīng)體系中活化分子濃度增加,有效碰撞幾率增大,正、逆反應(yīng)速率均增大,A正確;B.平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變。總壓由10kPa變?yōu)?00kPa,溫度不變,平衡常數(shù)不會改變,B錯誤;C.壓強、溫度不變,充入惰性氣體,容器體積會增大,各物質(zhì)濃度減小,相當(dāng)于減小壓強。該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),減小壓強,平衡正向移動,的轉(zhuǎn)化率增大,C正確;D.該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強,平衡逆向移動,的體積分?jǐn)?shù)增大??倝簽?0kPa時壓強小,平衡正向移動程度大,體積分?jǐn)?shù)相對較小,且該反應(yīng)吸熱,升高溫度平衡正向移動,體積分?jǐn)?shù)減小,曲線④符合10kPa時體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化,D正確;綜上,答案是B。【熱點二】反應(yīng)速率與平衡及其表格分析6.(2025·江西九江·一模)恒溫下,向2L的剛性密閉容器中充入一定量W(g),反應(yīng)關(guān)系如圖,反應(yīng)②和③的速率方程分別為和分別為反應(yīng)②和③的速率常數(shù),反應(yīng)③的活化能大于反應(yīng)②。測得W(g)物質(zhì)的量隨時間變化如下表。下列說法正確的是012340.4000.3060.2400.1920.160A.內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為B.若擴大容器體積,平衡時Y的產(chǎn)率增大C.若,平衡時D.若升高溫度,平衡時增大【答案】C【解析】A.由表格數(shù)據(jù)可知,2min時W的物質(zhì)的量為0.240mol,則0~2min內(nèi),W的反應(yīng)速率為,則Y的反應(yīng)速率為,故A錯誤;B.由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,反應(yīng)①為W完全分解生成X和Y,Y只參與反應(yīng)①,所以增大容器容積,平衡時Y的物質(zhì)的量不變、產(chǎn)率不變,故B錯誤;C.由反應(yīng)達到平衡時,正逆反應(yīng)速率相等可得:k2c2(X)=,若,則X和Z的濃度關(guān)系為,故C正確;D.反應(yīng)③的活化能大于反應(yīng)②說明X轉(zhuǎn)化為Z的反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)②平衡向逆反應(yīng)方向移動,Z的濃度減小,故D錯誤;故答案為C。7.(2025·遼寧丹東·一模)已知反應(yīng)的速率方程為。向恒溫恒容的密閉容器中加入一定量發(fā)生上述反應(yīng),測得部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法正確的是反應(yīng)時間010203040A.前為B.其他條件相同時,的濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越大C.D.當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化率為時,容器內(nèi)壓強為初始壓強的倍【答案】D【解析】A.前,,,A錯誤;B.實驗數(shù)據(jù)顯示,濃度隨時間線性減少,每10分鐘減少相同量,說明反應(yīng)速率為常數(shù),與濃度無關(guān)(零級反應(yīng)),因此,速率不隨濃度增大而增大,B錯誤;C.若速率方程為,且實驗數(shù)據(jù)符合零級反應(yīng)特征(線性變化),則,而非,C錯誤;D.初始壓強由濃度決定,當(dāng)轉(zhuǎn)化率為50%時,假設(shè)初始物質(zhì)的量為,分解的,根據(jù)反應(yīng)式,每生成氣體(),故分解的生成和,剩余,總物質(zhì)的量為,壓強為初始的1.25倍,D正確;故選D。8.(2025·湖南·模擬預(yù)測)某溫度下,在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應(yīng),有關(guān)數(shù)據(jù)如下:時間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/0~20.200~40.150~60.10下列說法正確的是A.1min時,Z的濃度等于B.2min時,加入0.20molZ,此時C.3min時,Y的體積分?jǐn)?shù)約為66.7%D.5min時,X的物質(zhì)的量為1.4mol【答案】D【分析】4min時生成的Z的物質(zhì)的量為,6min時生成的Z的物質(zhì)的量為,故反應(yīng)在4min時已達到平衡,設(shè)達到平衡時生了,列三段式:根據(jù),得,則Y的平衡濃度為,Z的平衡濃度為,平衡常數(shù);【解析】A.反應(yīng)開始一段時間,隨著時間的延長,產(chǎn)物Z的平均生成速率逐漸減小,則內(nèi)Z的平均生成速率大于內(nèi)的,故1min時,Z的濃度大于,A錯誤;B.2min時Y的濃度為,Z的濃度為,加入后Z的濃度變?yōu)?,,反?yīng)正向進行,故,B錯誤;C.反應(yīng)生成的Y與Z的物質(zhì)的量之比恒等于1∶2,反應(yīng)體系中只有Y和Z為氣體,相同條件下,體積之比等于物質(zhì)的量之比,,故Y的體積分?jǐn)?shù)始終約為33.3%,C錯誤;D.由B項分析可知5min時反應(yīng)處于平衡狀態(tài),此時生成Z為,則X的轉(zhuǎn)化量為,初始X的物質(zhì)的量為,剩余X的物質(zhì)的量為,D正確;故答案選D。9.(2025·湖南·二模)一定條件下,分別向體積為1L的恒容密閉容器中充入氣體,發(fā)生反應(yīng),測得實驗①、②、③反應(yīng)過程中體系壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是實驗充入氣體量反應(yīng)過程條件反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率①恒溫②恒溫③絕熱A.實驗①、②中X的濃度相等時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)B.時間內(nèi),實驗②、③中Z的平均反應(yīng)速率:前者后者C.圖中c、d兩點的氣體的總物質(zhì)的量:D.實驗①、②、③平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:【答案】B【解析】A.達到平衡前,實驗①中X的濃度始終大于實驗②中X的濃度,平衡時,X的濃度相等,A正確;B.時間內(nèi),實驗②中Z的平均反應(yīng)速率為零,實驗③中Z的平均反應(yīng)速率大于零,所以前者后者,B錯誤;C.由圖可知,由線III達到平衡所需的時間長,反應(yīng)速率慢,說明由于絕熱,體系溫度降低,故該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),由線III對應(yīng)實驗③,根據(jù)起點相同可以判斷曲線II對應(yīng)實驗②,c、d兩點的壓強相同,體積相同,反應(yīng)吸熱,體系③溫度低,根據(jù)可知,,,,故,C正確;D.實驗①中充入,實驗②中充入,二者為等效平衡,平衡時反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),相同條件下,恒溫恒容條件下轉(zhuǎn)化率大于絕熱恒容條件下轉(zhuǎn)化率,所以,D正確;故選B。10.(2025·陜西·三模)臭氧是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝的反應(yīng)之一為:,不同溫度下,在兩個恒容容器中發(fā)生該反應(yīng),相關(guān)信息如下表及圖所示,下列說法正確的是容器容積/L溫度/K起始充入量甲11和2乙11和2A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.時平衡后,向恒容容器中再充入和,再次平衡后,的百分含量將不變C.反應(yīng)體系在溫度為時的平衡常數(shù)D.在恒溫恒容條件下,混合氣體密度不再改變能證明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡【答案】C【解析】A.根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”,結(jié)合圖像可知乙對應(yīng)的溫度高于甲,由甲平衡到乙平衡,升高溫度,減小,可知平衡逆向移動,則正向為放熱反應(yīng),故A錯誤;B.時平衡后,向恒容容器中再充入和,反應(yīng)物的濃度增大一倍,等同于增大壓強,平衡正向移動,的百分含量將減小,故B錯誤;C.結(jié)合已知數(shù)據(jù)列三段式:時的平衡常數(shù),故C正確;D.在恒溫恒容條件下,混合氣體總質(zhì)量不變,容器體積恒定,則混合氣體的密度始終恒定,不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故D錯誤;故選:C?!緹狳c三】多重平衡及其圖像分析11.(2025·江蘇·一模)硫酸工業(yè)尾氣中可用CO處理并回收S,涉及的反應(yīng)有:反應(yīng)I:反應(yīng)II:恒壓條件下,按充入原料,其中的平衡轉(zhuǎn)化率以及COS和S的平衡選擇性隨溫度的變化如圖所示。已知曲線b表示的平衡選擇性。(X的平衡選擇性,X為COS或S)。下列說法不正確的是A.曲線c表示S的平衡選擇性B.C.1400K下,反應(yīng)的平衡常數(shù)D.其它條件不變,增大體系壓強的平衡轉(zhuǎn)化率不變【答案】D【分析】由圖可知,升高溫度,S的平衡選擇性增大,說明反應(yīng)II正向移動,根據(jù)勒夏特列原理,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),即ΔH2>0,隨著溫度升高,反應(yīng)I逆向移動,COS的量減少,而反應(yīng)II正向移動,S的量增加,已知曲線b表示COS的平衡選擇性,所以曲線c表示S的平衡選擇性,曲線a表示SO2的平衡選擇性;【解析】A.隨著溫度升高,反應(yīng)I逆向移動,COS的量減少,而反應(yīng)II正向移動,S的量增加,已知曲線b表示COS的平衡選擇性,所以曲線c表示S的平衡選擇性,A正確;B.由圖可知,升高溫度,S的平衡選擇性增大,說明反應(yīng)II正向移動,根據(jù)勒夏特列原理,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),即ΔH2>0,B正確;C.設(shè)起始n(SO2)=1mol,n(CO)=3mol,在1400K下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率為80%,則轉(zhuǎn)化的n(SO2)=0.8mol,COS平衡選擇性為50%,則生成n(COS)=0.8mol×50%=0.4mol,生成n(S)=0.4mol。根據(jù)反應(yīng)I生成n(CO2)=0.8mol×2=1.6mol,剩余n(CO)=3mol?0.8mol×3+0.4mol=0.4mol。對于反應(yīng)SO2(g)+2CO(g)?S(g)+2CO2(g),平衡時n(SO2)=1mol?0.8mol=0.2mol,n(CO)=0.4mol,n(S)=0.4mol,n(CO2)=1.6mol。因為是恒壓體系,體積比等于物質(zhì)的量之比,設(shè)平衡時總體積為V,根據(jù)平衡常數(shù)表達式,C正確;D.反應(yīng)I是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強,反應(yīng)I正向移動,從而使SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,D錯誤;故選D。12.(2025·江蘇南通·一模)一碘甲烷(CH3I)熱裂解可制取乙烯等低碳烯烴化工原料。CH3I熱裂解時發(fā)生如下反應(yīng)。反應(yīng)Ⅰ:2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g);ΔH1>0反應(yīng)Ⅱ:3C2H4(g)2C3H6(g);ΔH2<0反應(yīng)Ⅲ:2C2H4(g)C4H8(g);ΔH3<0p=0.1MPa,向密閉容器中起始投入1molCH3I(g),維持壓強恒定,平衡時容器內(nèi)C2H4、C3H6和C4H8所占容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(X)與溫度的關(guān)系如圖所示。C2H4的分壓p(C2H4)=p總·X(C2H4),反應(yīng)Ⅰ的壓強平衡常數(shù)Kp=。下列說法正確的是A.圖中a對應(yīng)的物質(zhì)是C2H4B.750K時,反
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