第九章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡高考化學(xué)新高考適用目錄第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率

考點清單

即練即清第2節(jié)化學(xué)平衡

考點清單

即練即清第3節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)及其相關(guān)計算

考點清單

即練即清考法突破16分壓平衡常數(shù)的計算

即練即清考法突破17反應(yīng)速率常數(shù)的應(yīng)用

即練即清第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控

考點清單

即練即清考法突破18反應(yīng)速率和平衡圖像分析

即練即清

即練即清微專題3

化工生產(chǎn)中多重平衡體系分析考情清單節(jié)考題示例考情分析1.化學(xué)反應(yīng)速率(2024廣西T13)(2024T4)(2024重慶T14)(2024安徽T12)(2024黑、吉、遼T10)(2022廣東T15)(2021遼寧T12)(2021廣東T14)(2021浙江6月T20)(2021福建T12節(jié)選)本章內(nèi)容為高考必考內(nèi)容,是重點也是難點。常會以選擇題和大題的形式在卷中出現(xiàn)。選擇題常結(jié)合圖像或者文字?jǐn)⑹?考查反應(yīng)速率大小比較與計算、反應(yīng)體系中的濃度關(guān)系分析、平衡某著名企業(yè)、平衡常數(shù)比較、轉(zhuǎn)化率變化、反應(yīng)熱效應(yīng)判斷等。大題中常結(jié)合蓋斯定律,可能會結(jié)合晶胞相關(guān)計算或者電化學(xué)等考查反應(yīng)原理,常涉及平衡常數(shù)的計算、轉(zhuǎn)化率的計算、正逆反應(yīng)活化能計算以及與選擇題考查點相似的方面2.化學(xué)平衡(2024江西T9)(2024海南T7)(2024浙江6月T16)(2024重慶T17)(2024海南T16)(2022廣東T13)3.化學(xué)平衡常數(shù)及其相關(guān)計算(2024湖南T14)(2024廣西T17節(jié)選)(2024T17)(2024黑、吉、遼T18節(jié)選)(2022重慶T14)4.化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控(2024北京T7)(2022遼寧T17節(jié)選)(2021江蘇T14)第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率1.表示方法:反應(yīng)體系的體積恒定時,通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃

度的增加來表示。表達(dá)式為v=

,單位為mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。注意不能用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率,因為固體或純液體的濃度視為常數(shù)。2.與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系:對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值可能不同,但意義相同。單位相同時,各物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等

于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素注意影響化學(xué)反應(yīng)速率的特殊情況1.。對于有催化劑參與的反應(yīng),升高,催化劑可能失活,反應(yīng)速率減慢;對于有機(jī)

反應(yīng),升高,有可能發(fā)生副反應(yīng),主反應(yīng)速率減慢。2.壓強(qiáng)。反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率改變的幅度相同。3.濃度。固體和純液體的濃度為定值,改變固體和純液體的用量,反應(yīng)速率不變。但是

加入固體物質(zhì)有時候可能改變接觸面積,反應(yīng)速率增大。4.充入無關(guān)氣體的影響①恒時:充入無關(guān)氣體→總壓強(qiáng)增大,各反應(yīng)物濃度不變→反應(yīng)速率不變。②恒時:充入無關(guān)氣體→總體積增大,各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減小。三、從“有效碰撞”理論理解外因?qū)Ψ磻?yīng)速率的影響

注意加入催化劑,降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率。催化劑不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,

但可以降低反應(yīng)所需的,降低能耗。四、探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(學(xué)生必做實驗)1.注意事項:①選擇的反應(yīng)要有明顯的實驗現(xiàn)象,且反應(yīng)速率快慢適中,便于觀察和記

錄。②用好控制變量法,因采用的是對比實驗,操作時反應(yīng)物的濃度或用量要控制好,試

管的規(guī)格也要相同,同時要保證各試管中的反應(yīng)同時進(jìn)行便于觀察。2.設(shè)計實驗的思路:①確定待研究的影響因素;②選擇化學(xué)反應(yīng);③設(shè)計改變影響因素的

操作;④確定觀測反應(yīng)快慢的指標(biāo)。3.探究過程(1)探究反應(yīng)物本身對反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論分別將兩塊同樣大小的鎂片、鐵

片同時加入等體積0.5mol/L鹽酸

中鎂條與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡速率較

快決定化學(xué)反應(yīng)速率大小的主要因

素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)(2)探究反應(yīng)物之間的接觸面積對反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論分別將兩份等體積0.5mol/L的鹽

酸同時加入盛有等質(zhì)量的塊狀碳

酸鈣、粉末狀碳酸鈣的試管中粉末狀碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣

泡速率較快其他條件相同,反應(yīng)物之間的接

觸面積越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快(3)探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗1實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論分別將兩塊同樣大小的鋅粒同時

加入等體積1mol/L硫酸、4mol/

L硫酸中鋅粒與4mol/L硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣

泡速率較快(或收集相同體積的

氣體,加入4mol/L硫酸所用時間

較短)其他條件相同,反應(yīng)物濃度越大,

化學(xué)反應(yīng)速率越快實驗2取兩支大小相同的試管,分別加入2mL和1mL0.1mol/LNa2S2O3溶液,向盛有1mLNa2

S2O3溶液的試管中加入1mL蒸餾水,搖勻。再同時向上述兩支試管中加入2mL0.1mol

/LH2SO4溶液,振蕩。觀察、比較兩支試管中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢。實驗編號加入0.1mol/LNa2S2O3溶液的體積/mL加入水的體積/mL加入0.1mol/LH2SO4溶液的體積/mL出現(xiàn)渾濁所用時間/s1202

2112

實驗結(jié)論:加水的試管出現(xiàn)渾濁所用時間長,說明反應(yīng)物濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小。(4)探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗1實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論分別將兩塊同樣大小的鐵片同時

加入盛有等體積0.5mol/L鹽酸的

試管中,用酒精燈加熱其中一支

試管用酒精燈加熱的試管中產(chǎn)生氣泡

速率較快其他條件相同,高,化學(xué)反

應(yīng)速率越快實驗2取兩支大小相同的試管,各加入2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液,分別放入盛有冷水和熱水

的兩個燒杯中。再同時向上述兩支試管中加入2mL0.1mol/LH2SO4溶液,振蕩。觀

察、比較兩支試管中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢。實驗編號加入0.1mol/LNa2S2O3溶液的體積/mL加入0.1mol/LH2

SO4溶液的體積/mL水浴/℃出現(xiàn)渾濁所用時間/s122

222

實驗結(jié)論:熱水中的試管先出現(xiàn)渾濁,說明高,化學(xué)反應(yīng)速率增大。注意①不能通過單位時間內(nèi)收集的SO2的量來說明反應(yīng)速率的大小,因為SO2

水。②在通常情況下,鐵與冷水和熱水都不發(fā)生反應(yīng),但是紅熱的鐵與水蒸氣可以反應(yīng)

生成四氧化三鐵和氫氣,說明鐵和水的反應(yīng)的影響非常大。(5)探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論取兩支相同的試管,各加入5mL

3%的H2O2溶液,往其中一支試管

中加入少量MnO2粉末加入MnO2粉末的試管中產(chǎn)生氣

泡速率較快其他條件相同,加入催化劑能加

快化學(xué)反應(yīng)速率1.(2025屆四川江油一中第一次檢測,7)在反應(yīng)2A(g)+B(g)

3C(g)+4D(g)中,下列反應(yīng)速率中最快的是

(

)A.v(A)=0.5mol·L-1·s-1B.v(B)=0.3mol·L-1·s-1C.v(C)=0.8mol·L-1·s-1D.v(D)=6mol·L-1·min-1即練即清B解析

將用A、C、D表示的化學(xué)反應(yīng)速率都轉(zhuǎn)化為用B表示的反應(yīng)速率,并注意單位要統(tǒng)

一。A項,v(B)=

v(A)=0.25mol·L-1·s-1,C項,v(B)=

v(C)≈0.27mol·L-1·s-1,D項,v(B)=

v(D)=1.5mol·L-1·min-1=0.025mol·L-1·s-1;B項,v(B)=0.3mol·L-1·s-1;故選B。示在同一反應(yīng)中,比較反應(yīng)速率時,可以將用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為

同一物質(zhì)的,且統(tǒng)一單位。2.T℃時,在0.5L的密閉容器中,氣體A與氣體B反應(yīng)生成氣體C,反應(yīng)過程中A、B、C的

濃度變化如圖所示。下列結(jié)論正確的是

(

)BA.10s時反應(yīng)生成了0.4molCB.該反應(yīng)進(jìn)行到10s時,消耗了0.1molAC.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A+B

2CD.10s內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為0.01mol·L-1·s-1解析

由題圖知,10s時生成C的物質(zhì)的量為0.4mol·L-1×0.5L=0.2mol,A錯誤;該反應(yīng)進(jìn)行到10

s時,消耗A的物質(zhì)的量為0.2mol·L-1×0.5L=0.1mol,B正確;在10s后反應(yīng)達(dá)到平

衡,A、B、C三種物質(zhì)的濃度變化量分別為0.2mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1,濃度變

化量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,得出反應(yīng)的化學(xué)方程式為A+

3B

2C(提示:體系中三種物質(zhì)均存在,說明為可逆反應(yīng)),C錯誤;在10s內(nèi),v(B)=

=0.06mol·L-1·s-1,D錯誤。名師點睛根據(jù)濃度變化量之比確定物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。另外,需要注意圖中縱坐標(biāo)

表示的是物質(zhì)的量濃度的變化,選項中問的是物質(zhì)的量,如果不注意忘記了體積,就會出錯。3.(2021福建,12節(jié)選)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可發(fā)生反應(yīng):NaNO2+NH4Cl

N2↑+NaCl+2H2O。為探究反應(yīng)速率與c(NaNO2)的關(guān)系,利用如圖裝置(夾持儀器略去)進(jìn)行實

驗。實驗步驟:往A中加入一定體積(V)的2.0mol·L-1NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和

水,充分?jǐn)嚢琛？刂企w系,通過分液漏斗往A中加入1.0mol·L-1醋酸。當(dāng)導(dǎo)管口氣泡

均勻穩(wěn)定冒出時,開始用排水法收集氣體。用秒表測量收集1.0mLN2所需的時間,重復(fù)

多次取平均值(t)。(4)每組實驗過程中,反應(yīng)物濃度變化很小,忽略其對反應(yīng)速率測定的影響。實驗數(shù)據(jù)如

下表所示。實驗編號V/mLt/sNaNO2溶液NH4Cl溶液醋酸水14.0V14.08.03342V24.04.0V315038.04.04.04.083412.04.04.00.038①V1=

,V3=

。②該反應(yīng)的速率方程為v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k為反應(yīng)速率常數(shù)。利用實驗數(shù)

據(jù)計算得m=

(填整數(shù))。③醋酸的作用是

。4.06.02加快反應(yīng)速率解析

(4)①“探究反應(yīng)速率與c(NaNO2)的關(guān)系”,應(yīng)保持NH4Cl濃度、總體積不變,得

V1=4.0。對比1、3兩組數(shù)據(jù),3組c(NaNO2)增大為1組的2倍,3組時間約變?yōu)?組的

,即c(NaNO2)增大為原來的2倍,反應(yīng)速率約提高為原來的4倍,則由2、4兩組數(shù)據(jù)可得V2=V3=6.0。②將1、3組數(shù)據(jù)代入速率方程中可得m=2。③醋酸雖不是反應(yīng)物,但從速率方程可看出c(H+)影響反應(yīng)速率,得出醋酸的作用為加快反應(yīng)速率。第2節(jié)化學(xué)平衡一、化學(xué)平衡1.化學(xué)平衡研究的對象——可逆反應(yīng)

2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)特征

(2)判斷——“正、逆相等,變量不變”

以反應(yīng)mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)為例總結(jié)反應(yīng)是否達(dá)到平衡:(2)判斷——“正、逆相等,變量不變”類別可能的情況舉例是否達(dá)到平衡混合物中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA的同時生成了mmolA,即v正=v逆平衡在單位時間內(nèi)消耗了nmolB的同時消耗了pmolC平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡在單位時間內(nèi)生成了nmolB,同時消耗了qmolD,都是逆反應(yīng)速率不一定平衡壓強(qiáng)恒容時壓強(qiáng)不再變化,當(dāng)m+n≠p+q時平衡恒容時壓強(qiáng)不再變化,當(dāng)m+n=p+q時不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

一定,當(dāng)m+n≠p+q時平衡

一定,當(dāng)m+n=p+q時不一定平衡氣體的密度恒容時氣體密度一定不一定平衡顏色反應(yīng)體系的顏色不變,即有色物質(zhì)的濃度不變平衡注意①絕熱容器中,體系變時,達(dá)到平衡狀態(tài)。②可逆電池中,電流或電壓等于

0時,達(dá)到平衡狀態(tài)。知識歸納有固體生成和固體分解時的平衡判斷1.對于反應(yīng)2A(g)

2B(g)+C(s)①恒時,混合氣體的密度不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài);②混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài)。2.對于反應(yīng)2A(s)

2B(g)+C(g)①恒時,混合氣體的密度不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài);②混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài);③某種氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài)。3.化學(xué)平衡某著名企業(yè)(1)化學(xué)平衡某著名企業(yè)的過程

(2)化學(xué)平衡某著名企業(yè)方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系①v正>v逆:平衡向正反應(yīng)方向某著名企業(yè)。②v正<v逆:平衡向逆反應(yīng)方向某著名企業(yè)。(3)勒夏特列原理:如果改變影響平衡的一個因素(如、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃

度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向某著名企業(yè)。(4)改變條件對化學(xué)平衡的影響改變的條件平衡某著名企業(yè)方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度正向某著名企業(yè)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度逆向某著名企業(yè)壓強(qiáng)(對于有氣體參加的

反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等增大壓強(qiáng)向氣體分子數(shù)減小的方向某著名企業(yè)減小壓強(qiáng)向氣體分子數(shù)增大的方向某著名企業(yè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等改變壓強(qiáng)平衡不某著名企業(yè)升高向吸熱反應(yīng)方向某著名企業(yè)降低向放熱反應(yīng)方向某著名企業(yè)催化劑同等程度地改變v正、v逆,平衡不某著名企業(yè)注意

充入無關(guān)氣體的影響①恒時:充入無關(guān)氣體→總壓強(qiáng)增大,各組分濃度不變,反應(yīng)速率不變→平衡不移

動。②恒時:充入無關(guān)氣體→總體積增大,各組分濃度等比例減小(相當(dāng)于減壓)→平

衡向氣體分子數(shù)增大的方向某著名企業(yè)。4.濃度、壓強(qiáng)對平衡某著名企業(yè)影響的幾種特殊情況(1)當(dāng)反應(yīng)體系中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強(qiáng)的改變對平衡無影響。(2)對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變對平衡無影響,但增大(或減小)壓

強(qiáng)會使氣態(tài)物質(zhì)的濃度增大(或減小)。(3)對于有氣體參加的反應(yīng)在恒容時,同等程度地改變反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視

為壓強(qiáng)的影響,同等程度地增大(或減小)濃度相當(dāng)于增大(或減小)壓強(qiáng)。(4)在恒容容器中,若用α表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率,φ表示氣體的體積分?jǐn)?shù),則:①對于aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)類反應(yīng),達(dá)到平衡后,保持、容積不變,加入一定量的A,則平衡正向某著名企業(yè),α(B)增大但α(A)減小,φ(B)減小而φ(A)增大。②對于aA(g)

bB(g)或aA(g)

bB(g)+cC(g)類反應(yīng),達(dá)到平衡后,保持、容積不變,加入一定量的A(是指反應(yīng)中某一邊存在的唯一氣體,可以有其他非氣態(tài)物質(zhì)),α

(A)和φ(A)的變化可從壓強(qiáng)增大的角度分析,分為以下三種情況(Δn表示氣體分子數(shù)的

變化):特點示例改變平衡某著名企業(yè)方向結(jié)果Δn>0PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g)充入PCl5正向某著名企業(yè)α(PCl5)減小,φ(PCl5)增大Δn=02HI(g)

H2(g)+I2(g)充入HIα(HI)、φ(HI)不變Δn<02NO2(g)

N2O4(g)充入NO2α(NO2)增大,φ(NO2)減小歸納總結(jié)、催化劑對轉(zhuǎn)化率的影響(1)轉(zhuǎn)化率的影響:①若是平衡轉(zhuǎn)化率,則改變ΔH確定平衡某著名企業(yè)的方向,然

后判斷平衡轉(zhuǎn)化率的變化。②若是未達(dá)平衡時的轉(zhuǎn)化率,則由化確定反應(yīng)速率

的變化,然后判斷相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率的變化。(2)催化劑對轉(zhuǎn)化率的影響:催化劑對平衡轉(zhuǎn)化率沒有影響,但是在工業(yè)生產(chǎn)中,未達(dá)平

衡時,可以通過選擇更高效的催化劑來提高單位時間內(nèi)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,或者利用催化

劑的選擇性來提高多重反應(yīng)中某一產(chǎn)物的產(chǎn)率。二、探究影響化學(xué)平衡某著名企業(yè)的因素(學(xué)生必做實驗)1.濃度對化學(xué)平衡的影響Ⅰ.FeCl3溶液與K溶液的反應(yīng)[Fe3++3-

Fe()3](1)在小燒杯中加入10mL蒸餾水,再滴入5滴0.05mol/LFeCl3溶液、5滴0.15mol/L

K溶液,用玻璃棒攪拌,使其充分混合,將混合均勻的溶液平均注入a、b、c三支試管

中。(2)向試管a中滴入5滴0.05mol/LFeCl3溶液,向試管b中滴入5滴0.15mol/LK溶液,

觀察實驗現(xiàn)象,與試管c進(jìn)行對比。實驗結(jié)果如下表:實驗內(nèi)容向試管a中滴入5滴0.05mol/L

FeCl3溶液向試管b中滴入5滴0.15mol/L

K溶液實驗現(xiàn)象溶液紅色加深溶液紅色加深結(jié)論在其他條件不變時,增大反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向某著名企業(yè)(3)繼續(xù)向a、b兩支試管中分別加入少量鐵粉,觀察實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)果如下表:實驗內(nèi)容向試管a中加入少量鐵粉向試管b中加入少量鐵粉實驗現(xiàn)象溶液紅色變淺溶液紅色變淺結(jié)論在其他條件不變時,減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向某著名企業(yè)Ⅱ.在K2Cr2O7溶液中存在平衡:[Cr2

(橙色)+H2O

2Cr

(黃色)+2H+]取一支試管,加入2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液,然后按照下表中的步驟進(jìn)行實驗,觀察溶

液顏色變化,判斷平衡是否發(fā)生某著名企業(yè)及某著名企業(yè)的方向。實驗結(jié)果如下表:實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論向試管中滴加5~10滴6mol/L

NaOH溶液溶液變?yōu)辄S色在其他條件不變時,減小生成物

的濃度,平衡向正反應(yīng)方向某著名企業(yè)向試管中繼續(xù)滴加5~10滴6mol/

LH2SO4溶液溶液由黃色變?yōu)槌壬谄渌麠l件不變時,增大生成物

的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向某著名企業(yè)2.化學(xué)平衡的影響Ⅰ.在CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(藍(lán)色)+4Cl-

[CuCl4]2-(黃色)+4H2O

ΔH>0取兩支試管分別加入2mL0.5mol/LCuCl2溶液,將其中一支試管先加熱,然后置于冷水

中,觀察實驗現(xiàn)象,與另一支試管比較。實驗結(jié)果如下表:實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論加熱試管溶液變?yōu)辄S綠色在其他條件不變時,升高,平

衡向吸熱反應(yīng)方向某著名企業(yè)將上述試管置于冷水中溶液由黃綠色變?yōu)樗{(lán)綠色在其他條件不變時,降低,平

衡向放熱反應(yīng)方向某著名企業(yè)注意

CuCl2溶液中Cl-的濃度會影響溶液的顏色。Ⅱ.NO2和N2O4混合氣體中平衡的影響2NO2(g)

N2O4(g)

ΔH<0取兩個封裝有NO2和N2O4混合氣體的圓底燒瓶(編號分別為1和2),將它們分別浸泡在熱

水和冷水中,比較兩個燒瓶里氣體的顏色。將兩個燒瓶位置互換,稍等片刻,再比較兩個

燒瓶里氣體的顏色。實驗結(jié)果如下表:燒瓶編號12實驗步驟1置于熱水置于冷水實驗現(xiàn)象1氣體紅棕色加深氣體紅棕色變淺實驗步驟2置于冷水置于熱水實驗現(xiàn)象2氣體顏色由深變淺氣體顏色由淺變深結(jié)論在其他條件不變時,升高,平衡向吸熱反應(yīng)方向某著名企業(yè);降低,

平衡向放熱反應(yīng)方向某著名企業(yè)1.5mL0.1mol·L-1KI溶液與1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)2Fe3+(aq)+2I-(aq)

2Fe2+(aq)+I2(aq),達(dá)到平衡。下列說法不正確的是

(

)A.加入苯,振蕩,平衡正向某著名企業(yè)B.經(jīng)苯2次萃取分離后,在水溶液中加入K,溶液呈紅色,表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度C.加入FeSO4固體,平衡逆向某著名企業(yè)D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

即練即清D解析

加入苯振蕩,I2被萃取到苯層,水溶液中c(I2)減小,平衡正向某著名企業(yè),A正確;反應(yīng)中I-過量,Fe3+

應(yīng)完全反應(yīng),但經(jīng)苯2次萃取分離后,向水溶液中加入K溶液后仍呈紅色,說明水溶

液中仍含有Fe3+,即Fe3+沒有完全消耗,表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度,B正確;FeSO4固體溶于

水電離出Fe2+,c(Fe2+)增大,平衡逆向某著名企業(yè),C正確;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

(提示:注意I2的存在形式),D錯誤。2.一定條件下,將等體積的NO2和SO2置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)

SO3(g)+NO(g)。下列不能說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是

(

)A.v正(SO2)=v逆(SO3)B.混合氣體顏色保持不變C.SO3和NO體積分?jǐn)?shù)比保持不變D.NO2的濃度保持不變C解析

v正(SO2)=v逆(SO3),說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);該體系中只有NO2為有

色氣體,當(dāng)混合氣體顏色保持不變時,說明NO2的濃度不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);

SO3和NO均為生成物,兩者的體積分?jǐn)?shù)之比始終為1∶1,故兩者的體積分?jǐn)?shù)之比保持不

變時,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);達(dá)到平衡時,體系中各物質(zhì)的濃度保持不變,則NO2的

濃度保持不變時,可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。故選C。3.一定條件下,銀催化劑表面上存在反應(yīng):Ag2O(s)

2Ag(s)+

O2(g)

ΔH>0。起始狀態(tài)Ⅰ中有Ag2O、Ag和O2,經(jīng)下列過程達(dá)到各平衡狀態(tài)(已知狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ的固體質(zhì)量相

等),下列敘述正確的是

(

)A.從Ⅰ到Ⅱ的過程ΔS>0B.反應(yīng)的平衡壓強(qiáng):p(Ⅱ)>p(Ⅲ)C.平衡常數(shù):K(Ⅱ)=K(Ⅳ)D.若體積V(Ⅲ)=2V(Ⅰ),則Q(Ⅰ)=

K(Ⅲ)D解析

狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ的固體質(zhì)量相等,從平衡狀態(tài)Ⅱ到平衡狀態(tài)Ⅲ改變的條件是增大體積(相當(dāng)

于減壓),則平衡正向某著名企業(yè),固體質(zhì)量減小,則說明從起始狀態(tài)Ⅰ到平衡狀態(tài)Ⅱ固體質(zhì)量

增大,反應(yīng)逆向進(jìn)行,則從Ⅰ到Ⅱ的過程ΔS<0,A錯誤;該反應(yīng)的Kp=

(O2),Kp只受響,Ⅱ和Ⅲ的同,Kp相同,則p(Ⅱ)=p(Ⅲ)=p(O2),B錯誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),

降低,平衡逆向某著名企業(yè),平衡常數(shù)減小,故平衡常數(shù):K(Ⅱ)>K(Ⅳ),C錯誤;已知狀態(tài)Ⅰ和

Ⅲ的固體質(zhì)量相等,則O2的物質(zhì)的量相等,若體積V(Ⅲ)=2V(Ⅰ),根據(jù)阿伏加德羅定律可

知,p(O2,Ⅰ)=2p(O2,Ⅲ),Q(Ⅰ)=[2p(O2,Ⅲ)

,K(Ⅲ)=

(O2,Ⅲ),則Q(Ⅰ)=

K(Ⅲ),D正確。第3節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)及其相關(guān)計算一、化學(xué)平衡常數(shù)1.表達(dá)式:對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),K=

。固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達(dá)式中。2.意義及影響因素(1)化學(xué)反應(yīng)限度的一個特征值。(2)K只受影響。3.應(yīng)用(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度通常,K越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,即該反應(yīng)

進(jìn)行得越完全,平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;反之,K越小,該反應(yīng)進(jìn)行得越不完全,平衡

時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。一般來說,當(dāng)K>105時,認(rèn)為反應(yīng)進(jìn)行完全。(2)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),在一定的任意時刻,反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系

,稱為濃度商,常用Q表示。Q

(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)4.平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的關(guān)系化學(xué)方程式的變化平衡常數(shù)的變化相同,對于可逆反應(yīng)K逆=

化學(xué)方程式乘以系數(shù)nK2=

反應(yīng)1+反應(yīng)2=反應(yīng)3K3=K1·K2反應(yīng)1-反應(yīng)2=反應(yīng)3K3=

5.化學(xué)平衡中的計算方法——“三段式”法對于mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol,達(dá)到平衡后,A的消耗量為mxmol,容器容積為VL。mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)起始(mol)

a

b00變化(mol)

mx

nx

px

qx平衡(mol)

a-mx

b-nx

px

qx則(1)平衡常數(shù)K=

。(2)A的轉(zhuǎn)化率:α(A)=

×100%。(3)平衡時A的體積分?jǐn)?shù):φ(A)=

×100%。(4)平衡時和起始時的壓強(qiáng)比:

=

。等效類型①②③條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應(yīng)的特點反應(yīng)前后氣體分子

數(shù)不等反應(yīng)前后氣體分子

數(shù)相等任何可逆反應(yīng)起始投料換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”相同換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例二、等效平衡1.等效平衡分類及規(guī)律平衡特點物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同相同相同濃度相同成比例相同物質(zhì)的量相同成比例成比例2.平衡轉(zhuǎn)化率分析(1)aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)型①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,達(dá)到平衡后,各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相

等。②若加入一定量的A,平衡正向某著名企業(yè),α(B)增大而α(A)減小。③若按原比例同等程度地增大(或減小)A、B的物質(zhì)的量,恒容條件下相當(dāng)于加壓(或減

壓),則分為三種情況:操作氣體分子數(shù)變化α(A)、α(B)變化恒容時同等程度增大(或減

小)A、B的物質(zhì)的量a+b=c+d不變a+b>c+d增大(或減小)a+b<c+d減小(或增大)(2)aA(g)

bB(g)+cC(g)型操作氣體分子數(shù)變化α(A)恒容時增大(或減小)A的物質(zhì)的量a=b+c不變a>b+c增大(或減小)a<b+c減小(或增大)1.在25℃時,密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表所示:即練即清物質(zhì)XYZ初始濃度/(mol·L-1)0.10.20平衡濃度/(mol·L-1)0.050.050.1下列說法錯誤的是

(

)A.增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向某著名企業(yè),平衡常數(shù)增大B.反應(yīng)可表示為X+3Y

2Z,其平衡常數(shù)為1600(mol·L-1)-2C.反應(yīng)達(dá)平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為50%D.改變以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)A解析

先根據(jù)表中數(shù)據(jù)算出各物質(zhì)的濃度變化量,再寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式,然后進(jìn)行分析。

Δc(X)=0.1mol·L-1-0.05mol·L-1=0.05mol·L-1,Δc(Y)=0.2mol·L-1-0.05mol·L-1=0.15mol·L-1,

Δc(Z)=0.1mol·L-1,Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)=1∶3∶2,則該反應(yīng)可表示為X(g)+3Y(g)

2Z(g)。增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小的方向某著名企業(yè),即平衡向生成Z的方向某著名企業(yè),但平

衡常數(shù)只和關(guān),變,平衡常數(shù)不變,變,平衡常數(shù)改變,A錯誤、D正

確;平衡常數(shù)K=

=

=1600(mol·L-1)-2,B正確;反應(yīng)達(dá)平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為

×100%=50%,C正確。2.已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

,其平衡常數(shù)K和關(guān)系如表：/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)C.800℃時向容器中充入1molCO和1molH2O,保持變,達(dá)到平衡后其K=0.9D.1200℃時,當(dāng)4c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)時,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行C解析

由表中數(shù)據(jù)知,隨高,平衡常數(shù)K增大,則平衡正向某著名企業(yè),反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A錯誤;

根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g),B錯誤;變,平衡常數(shù)不變,故800℃平衡后K=0.9,C正確;1200℃時,K=2.6,當(dāng)4c(CO2)·c

(H2)=c(CO)·c(H2O)時,Q=4>K,反應(yīng)逆向進(jìn)行,D錯誤。3.(2025屆云南師大附中9月月考,17節(jié)選)Ⅰ.在恒容密閉容器中通入CH4與CO2,使其物

質(zhì)的量濃度均為1.0mol·L-1,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+CH4(g)

2CO(g)+2H2(g)。測得平衡時CH4的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。回答下列問題:(1)向絕熱的恒容密閉容器中通入CO(g)和H2(g)發(fā)生反應(yīng),一段時間后,容器內(nèi)

(填“升高”“不變”或“降低”)。(2)壓強(qiáng)為p3時,b點的K(平衡常數(shù))

Q(濃度商)(填“<”“>”或“=”)。(3)1000℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

(mol·L-1)2(用含n的式子表示)。升高<解析(1)根據(jù)題圖可知,壓強(qiáng)相同時,升高,平衡時CH4的體積分?jǐn)?shù)減小,說明平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),逆反應(yīng)為放熱反應(yīng),則向絕熱的恒容密閉容器中通入CO(g)

和H2(g),一段時間后,容器內(nèi)高。(2)壓強(qiáng)為p3時,b點CH4的體積分?jǐn)?shù)比平衡時小,

則反應(yīng)逆向進(jìn)行,即K<Q。(3)在1000℃,壓強(qiáng)為p2時,設(shè)達(dá)到平衡時CO2、CH4均轉(zhuǎn)化了xmol·L-1,列“三段式”如下:CO2(g)+CH4(g)

2CO(g)+2H2(g)起始/mol·L-11.01.000變化/mol·L-1

x

x2x2x平衡/mol·L-11.0-x1.0-x2x2x

a點時CH4的體積分?jǐn)?shù)為

,則

=

,解得x=

,則1000℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

=

(mol·L-1)2?？挤ㄍ黄?6分壓平衡常數(shù)的計算1.分壓平衡常數(shù)在化學(xué)平衡體系中,用各氣體物質(zhì)的分壓代替濃度進(jìn)行計算,得到的平衡常數(shù)稱為分壓

平衡常數(shù)(Kp)。例如對于N2(g)+3H2(g)

2NH3(g),Kp=

。某氣體的分壓=總壓×該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))。2.影響因素Kp只受響。3.計算模板(1)模板1(2)模板2對于恒反應(yīng),氣體的壓強(qiáng)與其物質(zhì)的量成正比,若已知起始時各氣體的分壓,則可

用分壓代替物質(zhì)的量運(yùn)用“三段式”法進(jìn)行計算,直接求出平衡時各氣體的分壓,如:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)始

p03p00變

p3p2p平

p0-p3(p0-p)2pKp=

即練即清典例

(2024新課標(biāo),29節(jié)選)Ni(CO)4(四羰合鎳,沸點43℃)可用于制備高純鎳,也是有機(jī)

化合物羰基化反應(yīng)的催化劑?；卮鹣铝袉栴}:(3)在總壓分別為0.10、0.50、1.0、2.0MPa下,Ni(s)和CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時,Ni(CO)4體積

分?jǐn)?shù)x與關(guān)系如圖所示。反應(yīng)Ni(s)+4CO(g)

Ni(CO)4(g)的ΔH

0(填“大于”或“小于”)。從熱力學(xué)角度考慮,

有利于Ni

(CO)4的生成(寫出兩點),p3、100℃時CO的平衡轉(zhuǎn)化率α=

,該平衡常數(shù)Kp=

(MPa)-3。小于增大壓強(qiáng)、降低97.3%9×103

(4)對于同位素交換反應(yīng)Ni(C16O)4+C18O

Ni(C16O)3C18O+C16O,20℃時反應(yīng)物濃度隨時間的變化關(guān)系為c1[Ni(C16O)4]=c0[Ni(C16O)4]e-kt(k為反應(yīng)速率常數(shù)),則Ni(C16O)4反應(yīng)一半所需時間

=

(用k表示)。解析(3)由題圖可知,隨著升高,Ni(CO)4的體積分?jǐn)?shù)降低,說明升致Ni(s)+4CO(g)

Ni(CO)4(g)平衡逆向某著名企業(yè),則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小,故增大壓強(qiáng)或降低可使平衡向生成Ni(CO)4的方向某著名企業(yè)。增大壓強(qiáng)平衡正向某著名企業(yè),Ni(CO)4的體積分?jǐn)?shù)增大,則p3對應(yīng)總壓為1.0MPa,設(shè)起始投入CO的物質(zhì)的量為4mol,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為4xmol,則有:Ni(s)+4CO(g)

Ni(CO)4(g)起始量/mol40變化量/mol4x

x平衡量/mol4-4x

x

由題圖可知,在p3、100℃時,Ni(CO)4的體積分?jǐn)?shù)為0.9,則

=0.9,x=

,CO的轉(zhuǎn)化率為

×100%≈97.3%。Ni(CO)4(g)的體積分?jǐn)?shù)為0.9,則CO的體積分?jǐn)?shù)為0.1,Kp=

=9×103(MPa)-3。(4)已知c1[Ni(C16O)4]=c0[Ni(C16O)4]e-kt,當(dāng)c1[Ni(C16O)4]=

c0[Ni(C16O)4]時,

=

,-k

=ln

,

=

=

。知識拓展化學(xué)熱力學(xué)即從能量守恒、反應(yīng)的方向和限度角度考慮;化學(xué)動力學(xué)即從

反應(yīng)的快慢與微觀歷程角度考慮。變式1

(同考法,變反應(yīng)特點:反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng))(2024天津北辰三模,16

節(jié)選)(2)甲醇?xì)庀嗝撍萍酌?CH3OCH3)的反應(yīng)可表示為2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH=-25kJ·mol-1。②200℃時向2L恒容密閉容器中充入2.00molCH3OH(g)發(fā)生上述反應(yīng),測得CH3OH(g)

的濃度隨時間(t)的變化如下表:t/min0102030405060c(CH3OH)/

(mol·L-1)1.000.650.500.360.270.200.20達(dá)平衡時該反應(yīng)放出的熱量為

kJ,若此時平衡壓強(qiáng)為p0,則該件下,壓強(qiáng)

平衡常數(shù)Kp=

(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。204解析

(2)②由題表數(shù)據(jù)知,50min后c(CH3OH)不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,此時n(CH3

OH)=2L×0.20mol·L-1=0.40mol,說明反應(yīng)消耗了1.6molCH3OH,則達(dá)到平衡時該反應(yīng)

放出的熱量為

×25kJ=20kJ。依據(jù)題給信息列出下列三段式:2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)起始量(mol)2.0000變化量(mol)1.600.800.80平衡量(mol)0.400.800.80

該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),則反應(yīng)后平衡時氣體總物質(zhì)的量為2.00

mol,則p(CH3OH)=

×p0=0.2p0,p(CH3OCH3)=p(H2O)=

×p0=0.4p0,Kp=

=4。方法歸納對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),可直接將各物質(zhì)的物質(zhì)的量代入平

衡常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計算,如該反應(yīng)的Kp=

=4。變式2

(同考法,變計算方式:利用“蓋斯定律”計算Kp)(2024湖北,17節(jié)選)用BaCO3和

焦炭為原料,經(jīng)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ得到BaC2,再制備乙炔是我國科研人員提出的綠色環(huán)保新路

線。反應(yīng)Ⅰ:BaCO3(s)+C(s)

BaO(s)+2CO(g)反應(yīng)Ⅱ:BaO(s)+3C(s)

BaC2(s)+CO(g)回答下列問題:(2)已知Kp=(pCO)n、K=(

)n(n是CO的化學(xué)計量數(shù))。反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的lgK與關(guān)系曲線如圖所示。①反應(yīng)BaCO3(s)+4C(s)

BaC2(s)+3CO(g)在1585K的Kp=

Pa3。②保持1320K不變,假定恒容容器中只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,達(dá)到平衡時pCO=

Pa,若將容

器體積壓縮到原來的

,重新建立平衡后pCO=

Pa。1016105105解析(2)①由題圖可知1585K時,KⅠ=102.5,KⅡ=10-1.5,由“蓋斯定律”可知,反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ可得BaCO3(s)+4C(s)

BaC2(s)+3CO(g)

K=KⅠ×KⅡ=(

)3=

,則Kp=102.5×10-1.5×1015Pa3=1016Pa3。②由題圖可知1320K時,反應(yīng)Ⅰ的lgK=0,則K=1,即(

)2=1,pCO=105Pa。若將容器體積壓縮到原來的

,重新建立平衡后,變,平衡常數(shù)不變,則pCO不變,即pCO=105Pa。考法突破17反應(yīng)速率常數(shù)的應(yīng)用一、必備知識1.基元反應(yīng)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的,其中的每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。2.基元反應(yīng)的速率方程(1)基元反應(yīng)如aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)的速率方程為v正=k正

ca

(A)·cb(B),v逆=k逆

cc(C)·cd(D)(k正為正反應(yīng)的速率常數(shù),k逆為逆反應(yīng)的速率常數(shù),速率方程題中一般會給出,不

需要單獨識記)。(2)反應(yīng)速率常數(shù)表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率。反應(yīng)速率常數(shù)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。通常,反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越

快。3.速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系一定,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),平衡時v正=v逆,則

=

=K。

二、解題思路即練即清典例

(教考銜接:魯科版選擇性必修1第2章第3節(jié)·追根尋源)(2023河北,12,3分)在恒溫

恒容密閉容器中充入一定量W(g),發(fā)生如下反應(yīng):

反應(yīng)②和③的速率方程分別為v2=k2c2(X)和v3=k3c(Z),其中k2、k3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)的濃度隨時間的變化如下表。t/min012345c(W)/(mol·L-1)0.1600.1130.0800.0560.0400.028下列說法正確的是

(

)A.0~2min內(nèi),X的平均反應(yīng)速率為0.080mol·L-1·min-1B.若增大容器容積,平衡時Y的產(chǎn)率增大C.若k2=k3,平衡時c(Z)=c(X)D.若升高,平衡時c(Z)減小D解析

根據(jù)題表中數(shù)據(jù)計算可得,0~2min內(nèi)反應(yīng)①中v(X)=2v(W)=0.080mol·L-1·min-1,但是X還

參與了反應(yīng)②和反應(yīng)③,反應(yīng)體系中X的平均反應(yīng)速率并不等于其在反應(yīng)①中的平均

反應(yīng)速率,A錯誤。該體系中Y只參與了反應(yīng)①,最終體系達(dá)平衡時,反應(yīng)①進(jìn)行到底,W

全部轉(zhuǎn)化為X和Y,因此增大容器容積不影響Y的產(chǎn)率,B錯誤。X轉(zhuǎn)化為Z的反應(yīng)為可逆

反應(yīng),達(dá)平衡時正、逆反應(yīng)速率相等,v2=v3,若k2=k3,則c(Z)=c2(X),C錯誤。反應(yīng)③的活化

能大于反應(yīng)②(題給信息),由此可知,反應(yīng)②為放熱反應(yīng),反應(yīng)體系高時,反應(yīng)②平

衡逆向某著名企業(yè),達(dá)平衡時c(Z)減小,D正確?；乜壅n本

魯科版選擇性必修1第2章第3節(jié)·追根尋源升高,反應(yīng)速率常數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率隨之提高。阿倫尼烏斯公式是關(guān)于反

應(yīng)速率常數(shù)與間的關(guān)系經(jīng)驗公式:k=A

。由阿倫尼烏斯公式知,活化能越大,改變反應(yīng)速率的影響程度越大。如升高衡向吸熱的方向某著名企業(yè),就是因為

吸熱反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能。變式1

(同考法,變考查點:需求算v=(NH3)中n的值)(2024河北滄州二模,13)已知某條

件下反應(yīng)2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)的速率方程為v=(NH3)。NH3在鎢(W)表面分解的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。t/min020406080100c(NH3)/(mol·L-1)0.1000.0800.060a0.0200已知:①k為速率常數(shù),只與、催化劑有關(guān),與濃度無關(guān)。②n=0時,反應(yīng)為0級反應(yīng),n=1時,反應(yīng)為1級反應(yīng),以此類推。n可以為整數(shù),也可以為分

數(shù)。③濃度消耗一半所用的時間叫半衰期(

)。下列說法錯誤的是

(

)A.表格中a=0.040B.該反應(yīng)為2級反應(yīng)C.該反應(yīng)速率與NH3的濃度無關(guān),可能因為催化劑表面吸附的NH3已達(dá)到飽和D.保持其他條件不變,若起始濃度為0.120mol·L-1,則半衰期為60minB解析

根據(jù)題表中數(shù)據(jù)知,0~20min、20~40min、80~100minNH3的濃度變化量均為0.020

mol·L-1,說明該反應(yīng)是勻速反應(yīng),則40~60minNH3的濃度變化量也是0.020mol·L-1,即a=

0.040,A正確;由A項分析知,該反應(yīng)速率不受NH3濃度變化影響,即n=0,則該反應(yīng)是0級反

應(yīng),B錯誤;該反應(yīng)速率與NH3的濃度無關(guān),說明NH3的濃度為定值,可能是催化劑表面吸

附的氨氣已達(dá)到飽和,C正確;由表中數(shù)據(jù)可知平均反應(yīng)速率為

=0.001mol·L-1·min-1,則半衰期

=

=60min,D正確。歸納總結(jié)一個化學(xué)反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式是實驗測定的結(jié)

果,不能隨意根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式直接寫出。對于很多反應(yīng),這種關(guān)系式中濃度的冪

與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)并無確定關(guān)系。變式2

(同考法,變考查點:速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系)(2024山東聊城三模,20節(jié)選)H2

和CH3OH都是重要的能源物質(zhì),CO2催化加氫合成甲醇是一種有效利用氫氣且減少溫

室氣體CO2排放的方法。該反應(yīng)體系中涉及以下三個反應(yīng):Ⅰ.CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+41.0kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH2Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH3=-49.5kJ·mol-1已知:CH3OH的選擇性=

×100%。(2)反應(yīng)Ⅲ的正、逆反應(yīng)速率方程為v正=k正·p(CO2)·p3(H2),v逆=k逆·p(CH3OH)·p(H2O)。其中

k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),p為氣體分壓(分壓=物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)。恒壓密閉容器中,加入1molCO2和3molH2,初始壓強(qiáng)為p0MPa,反應(yīng)達(dá)平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率

為60%,容器體積減小25%,則CH3OH的選擇性為

,反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kp為

(用平衡分壓代替平衡濃度,用含p0的最簡分?jǐn)?shù)式表示,下同)。該條件下測得某時刻p(CO2)=0.2MPa,p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa,p(H2)=0.4MPa,此時v正∶v逆=

。62.5%解析(2)根據(jù)反應(yīng)特點計算出生成的CH3OH的物質(zhì)的量。根據(jù)H原子守恒計算出生成的H2O的物質(zhì)的量,再根據(jù)C原子和O原子守恒計算出反應(yīng)了的CO2的物質(zhì)的量。CH3OH的選擇性為

×100%=62.5%。根據(jù)上述信息可知平衡時體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:物質(zhì)CO2H2CH3OHH2OCO物質(zhì)的量/mol0.21.20.50.80.3混合氣體總物質(zhì)的量可用上表數(shù)據(jù)求得(提示:不要忘記加CO的量),也可根據(jù)(1mol+3

mol)×(1-25%)=3mol求得。平衡時CO2的分壓為

p0MPa=

p0MPa,同理得H2、CH3OH、H2O的分壓分別為

p0MPa、

p0MPa、

p0MPa,則反應(yīng)Ⅲ的Kp=

=

。平衡時v正=v逆,即k正·p(CO2)·p3(H2)=k逆·p(CH3OH)·p(H2O),則有

=

=Kp。

=

,只需將相關(guān)數(shù)據(jù)代入計算即可。第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控1.化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)注意

復(fù)合判據(jù)可判斷反應(yīng)正向進(jìn)行的可能性,并不能判斷反應(yīng)實際是否能夠進(jìn)行。2.化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控(以合成氨為例)(1)反應(yīng)原理:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。(2)反應(yīng)特點:可逆,正反應(yīng)放熱,氣體分子數(shù)減小。(3)反應(yīng)條件的選擇①濃度:c(N2)∶c(H2)略大于1∶3。②壓強(qiáng):10MPa~30MPa。解釋:從平衡某著名企業(yè)的角度考慮,壓強(qiáng)越大越有利于氨氣的合成,但考慮到壓強(qiáng)增大對設(shè)備的要求也提高,故采用10MPa~30MPa。③:400~500℃。解釋:從平衡某著名企業(yè)的角度考慮,高越不利于氨氣的合成,但考慮到反應(yīng)的速率和催

化劑的活性,故采用400~500℃。④催化劑:鐵觸媒。注意

為防止催化劑中毒,原料氣必須凈化除去雜質(zhì)。1.下列說法正確的是

(

)A.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不需要任何條件,就可以發(fā)生反應(yīng)B.能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是熵增的過程C.ΔH<0的反應(yīng)均是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)D.ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在任何都能自發(fā)進(jìn)行即練即清D解析

自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)有時也需要外界條件,如碳酸鈣的分解反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng),但需要加熱,A

錯誤;ΔS<0、ΔH<0的反應(yīng)在低發(fā)進(jìn)行,B錯誤;ΔH<0的反應(yīng)不一定是自發(fā)進(jìn)行的

反應(yīng),C錯誤;ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng),ΔH-TΔS一定小于0,一定是自發(fā)反應(yīng),D正確。解析

自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)有時也需要外界條件,如碳酸鈣的分解反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng),但需要加熱,A

錯誤;ΔS<0、ΔH<0的反應(yīng)在低發(fā)進(jìn)行,B錯誤;ΔH<0的反應(yīng)不一定是自發(fā)進(jìn)行的

反應(yīng),C錯誤;ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng),ΔH-TΔS一定小于0,一定是自發(fā)反應(yīng),D正確。2.AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)

An+(aq)+Bn-(aq),其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì),下列說法正確的

是

(

)A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零D解析

AB型強(qiáng)電解質(zhì)溶于水包括兩個過程:①固體溶解產(chǎn)生離子,熵增且吸熱;②離子和水分

子間發(fā)生水合,使得水分子的混亂程度降低,熵減且放熱;故整個過程的焓變和熵變均可

能大于零或小于零,故選D。3.如圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關(guān)說法不正確的是

(

)CA.步驟①中“凈化”的目的是防止催化劑中毒B.步驟②中“加壓”既可提高原料的轉(zhuǎn)化率,又可加快反應(yīng)速率C.步驟③中“500℃、鐵觸媒”有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率D.步驟④中“冷卻”的目的是將氨液化分離出來,提高原料的轉(zhuǎn)化率解析

合成氨需加入催化劑,“凈化”原料氣可以防止催化劑中毒,A正確;合成氨反應(yīng)是氣體

分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓,平衡正向某著名企業(yè),可提高原料的轉(zhuǎn)化率,同時又可以加快反應(yīng)速

率,B正確;“鐵觸媒”是催化劑,只能改變反應(yīng)速率,不能使平衡某著名企業(yè),不改變平衡轉(zhuǎn)化

率,C錯誤;“冷卻”將氨液化分離,分離出產(chǎn)物使N2、H2循環(huán)利用,提高原料的轉(zhuǎn)化率,D

正確。考法突破18反應(yīng)速率和平衡圖像分析一、基礎(chǔ)識圖方法和簡單基礎(chǔ)圖像1.基礎(chǔ)識圖方法——“三看一判斷”2.常見的反應(yīng)速率和平衡圖像(1)速率—時間圖像——注意斷點以A(g)+B(g)

C(g)

ΔH>0為例。

①t1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;②t2時升高,正、逆反應(yīng)速率均增大,正反應(yīng)吸熱,正反應(yīng)速率增大程度較大;③t3時

減小壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均減小,對于氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),逆反應(yīng)速率減小程度較

小;④t4時使用催化劑,正、逆反應(yīng)速率均瞬間增大且增大程度相同。(2)全程速率—時間圖像

①DB段反應(yīng)速率增大的原因可能是反應(yīng)放熱,高,反應(yīng)速率加快,也可能是反應(yīng)

生成了催化劑;②BC段反應(yīng)速率減小的原因可能是反應(yīng)物濃度降低。(3)含量(或轉(zhuǎn)化率)—時間—(或壓強(qiáng))圖像“先拐先平”在圖像中先出現(xiàn)拐點的先平衡,說明該條件下反應(yīng)速率快,則反應(yīng)應(yīng)在高

溫、高壓下進(jìn)行或使用了催化劑。以可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)

cC(g)為例。

曲線1先拐,則曲線1用催化劑、曲線2不用催化劑或用了催化效果不好的催化劑,或a+b

=c時曲線1的壓強(qiáng)大于曲線2的壓強(qiáng)(4)恒溫(壓)線當(dāng)圖像中有兩個變量時,先假設(shè)一個量不變,再討論另一個量的影響。有時需在圖像中

作輔助線。以可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)

cC(g)為例,縱坐標(biāo)α(A)為A的平衡轉(zhuǎn)化率。

第一幅圖中任取一條恒行研究,同時,壓強(qiáng)增大,α(A)增大,平衡正移,故正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)即a+b>c;再作一條垂直于橫坐標(biāo)的線與兩條恒

交,壓強(qiáng)相同時,若T1>T2,高,α(A)增大,平衡正移,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。第二幅圖

可采用類似的方法進(jìn)行分析,得出ΔH<0;若a+b>c,得p1>p2>p3。(5)反應(yīng)過程中含量—像對于反應(yīng)aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),不同反應(yīng)相同時間后測定A或C的含量,如圖所示。M點前由于低、反應(yīng)速率較慢,體系尚未達(dá)到平衡,隨著高,反應(yīng)速率加

快,A%減小、C%增大;M點時體系恰好達(dá)到平衡;M點后為平衡的某著名企業(yè),升高,A%增

大、C%減小,平衡逆向某著名企業(yè),故ΔH<0。注意分析圖像時,應(yīng)注意圖像中的變化量是平衡量還是非平衡量,其變化是由平衡移

動引起的,還是由反應(yīng)速率改變引起的,兩者不可混淆。(6)平衡曲線外非平衡點的分析對于反應(yīng)aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),曲線L上所有的點都是平衡點。E點位于曲線L上方,其A%大于此壓強(qiáng)或平衡時的A%,E點必須向正反應(yīng)方向某著名企業(yè)才能達(dá)到平

衡狀態(tài),故E點v正>v逆;同理可知曲線L下方的F點v正<v逆。

二、復(fù)合圖像1.同一反應(yīng)的兩個因變量與同一自變量的圖像分析一條曲線時,忽略另一條縱坐標(biāo)與其他曲線,即成為兩個單一變量的圖像分析。

圖示為某反應(yīng)中催化劑的催化效率和產(chǎn)物的生成速率隨變化關(guān)系。(1)催化效率—析:催化劑在250℃左右活性最強(qiáng)。(2)生成速率—析:速率在250℃和400℃左右達(dá)到兩個峰值。結(jié)論:生成速率在250℃時受催化劑影響較大,在400℃時受響較大。2.同一體系中存在兩個或多個競爭反應(yīng)時的兩個因變量與同一自變量的圖像(1)除了分離成為單個圖進(jìn)行分析之外,還需要根據(jù)不同反應(yīng)的特征(Δng、ΔH)判斷可

能存在的副反應(yīng)。對于這類圖像,縱坐標(biāo)多變,除了常見的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率以外,還可能出

現(xiàn)選擇性(一種反應(yīng)物同時發(fā)生多個反應(yīng)產(chǎn)生多種產(chǎn)物時,其中一種產(chǎn)物的量所占總產(chǎn)

物的量的比例)。(2)圖像分析

圖示是某密閉容器中同一體系中存在兩個反應(yīng)時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率、CH3OH選擇性與

關(guān)系。[已知CH3OH的選擇性=

×100%]①CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1<0②CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)ΔH2>0分析CH3OH的選擇性(

):由于反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),高,反應(yīng)①的平衡逆向某著名企業(yè),反應(yīng)②的平衡正向某著名企業(yè),故CH3OH的選擇性降低。分析CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(

):高,由圖像可知CO2的平衡轉(zhuǎn)化率不斷升高,而反應(yīng)①的平衡逆向某著名企業(yè),反應(yīng)②的平衡正向某著名企業(yè),說明升高反應(yīng)②對CO2平衡轉(zhuǎn)化率的

影響更大。即練即清典例1

(2024安徽安慶一中三模,9)改變某條件對反應(yīng)aA(g)+bB(g)

cC(g)的化學(xué)平衡產(chǎn)生影響,得到如下圖像(圖中p表示壓強(qiáng),T表示,n表示物質(zhì)的量,α表示平衡轉(zhuǎn)化

率,φ表示體積分?jǐn)?shù))。根據(jù)圖像,下列判斷正確的是

(

)

AA.圖1中:若p2>p1,則此反應(yīng)可以在任何均自發(fā)進(jìn)行B.圖2中:此反應(yīng)的ΔH>0,且T1<T2C.圖3中:ΔH>0且T2>T1或ΔH<0且T2<T1D.圖4中:在恒壓條件下,若起始時充入反應(yīng)物的物質(zhì)的量相等且該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則

平衡時體積V1>V2解析

典例2

(2025屆上海交大附中階段測試二,14)絕熱恒容密閉容器中通入A和B,一定條

件下發(fā)生反應(yīng)A(g)+B(g)

C(g)+D(g),正反應(yīng)速率隨時間的變化關(guān)系如圖所示,下列結(jié)論正確的是

(

)A.該反應(yīng)正向放熱B.c點后v(逆)也下降C.c點時:v(正)=v(逆)D.氣體A的濃度:a點小于b點A解析

題給反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),在絕熱容器中通入A和B發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)

物濃度降低,反應(yīng)速率應(yīng)減小,但由題圖可知正反應(yīng)速率先增大后減小,說明正反應(yīng)為放

熱反應(yīng)(絕熱容器內(nèi)高,反應(yīng)速率加快),A正確;c點后,v(正)不斷減小,說明反應(yīng)物

濃度不斷減小,生成物濃度逐漸增大,則v(逆)不斷增大,B錯誤;由B項分析知,c點時,反應(yīng)

仍向正反應(yīng)方向進(jìn)行,故v(正)>v(逆),C錯誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體A的濃度不斷減小,則

氣體A的濃度:a點大于b點,D錯誤。典例3

(2025屆山西懷仁一中摸底,16節(jié)選)CO2是典型的體,Sabatier反應(yīng)可實現(xiàn)

CO2轉(zhuǎn)化為甲烷,實現(xiàn)CO2的資源化利用。合成CH4的過程中涉及如下反應(yīng):甲烷化反應(yīng)(主反應(yīng)):CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)

ΔH=-165.2kJ·mol-1逆變換反應(yīng)(副反應(yīng)):CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

ΔH=+41.1kJ·mol-1回答下列問題:(3)已知:CH4的選擇性=

×100%?？蒲行〗M按

=

進(jìn)行投料。②若在恒容容器中進(jìn)行反應(yīng)(初始壓強(qiáng)為0.1MPa),平衡時各氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫

度變化的曲線如圖所示。圖中表示H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨化的曲線是

(填“曲線1”“曲線2”或“曲線3”)。曲線1和曲線3交叉點處CO2的平衡分壓為

MPa(計算時,忽略逆變換反應(yīng))。曲線20.004解析

(3)②由圖中CO、CO2的變化曲線知,600℃以下時,隨高,CO的量增大,CO2的量也增大,說明此時以主反應(yīng)為主,且主反應(yīng)逆向某著名企業(yè),使得CO2的含量逐漸增大,則H2的含量也逐漸增大,得出曲線3是H2的變化曲線;CH4和H2O(g)的含量逐漸減小,因以主反應(yīng)為主,則消耗的

≈

,故曲線1是CH4的變化曲線,曲線2是H2O(g)的變化曲線。高時(在650℃以上),副反應(yīng)正向某著名企業(yè)占主導(dǎo),且隨著升高,H2的含量

逐漸減小。設(shè)起始時n(H2)=4mol、n(CO2)=1mol,達(dá)到平衡時消耗CO2的物質(zhì)的量為xmol,可列出

三段式:CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)起始量(mol)1400變化量(mol)

x4x

x2x平衡量(mol)1-x4-4x

x2x曲線1和曲線3交叉點處,n(H2)=n(CH4),即4-4x=x,則x=0.8。達(dá)到平衡時體系中n(CO2)=0.

2mol、n(H2)=0.8mol、n(CH4)=0.8mol、n(H2O)=1.6mol,氣體的總物質(zhì)的量為0.2mol

+0.8mol+0.8mol+1.6mol=3.4mol。在恒時,體系的總壓強(qiáng)與氣體物質(zhì)的量成正

比,則

=

,解得p(平衡)=0.068MPa,則CO2的平衡分壓為0.068MPa×

=0.004MPa。微專題3化工生產(chǎn)中多重平衡體系分析1.多重平衡體系在一個化學(xué)反應(yīng)體系中,往往同時存在著多個可逆反應(yīng),同一種物質(zhì)既可能是某個反應(yīng)

的反應(yīng)物,也可能是另一個反應(yīng)的生成物。在一定條件下,這些反應(yīng)都可以達(dá)到平衡狀

態(tài)。這樣的體系稱為多重平衡體系。2.多重平衡體系的類型(1)連續(xù)反應(yīng):指前一個反應(yīng)的產(chǎn)物同時可以進(jìn)一步反應(yīng)生成其他產(chǎn)物的反應(yīng),其主要特成又被消耗。(2)競爭反應(yīng):指反應(yīng)物能同時平行地進(jìn)行兩個或兩個以上的不同反應(yīng),得到不同的產(chǎn)物。

3.多重平衡的思維建模(1)連續(xù)反應(yīng)思維模型A

B

C①若v1?v2,則中間產(chǎn)物B的含量會先快速上升,后緩慢下降。②若v1?v2,則中間產(chǎn)物B的含量始終維持在較低水平。③某時刻中間產(chǎn)物B的濃度=第一步反應(yīng)生成的B的濃度-第二步反應(yīng)消耗的B的濃度