2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三單元化學(xué)平衡的移動(dòng)(加試)學(xué)案蘇教版.doc

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三單元化學(xué)平衡的移動(dòng)(加試)學(xué)案蘇教版 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)條目 必考要求 加試要求 1.化學(xué)平衡移動(dòng)的概念 a 2.影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素及平衡移動(dòng)方向的判斷 b 3.用化學(xué)平衡移動(dòng)原理選擇和確定合適的生產(chǎn)條件 c 考點(diǎn)一　借助速率－時(shí)間圖像，判斷化學(xué)平衡移動(dòng) 1．概念 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，若反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會(huì)隨之改變，從而在一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過(guò)程，叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。 2．過(guò)程 3．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 (1)v正>v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡不移動(dòng)。 (3)v正<v逆：平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 4．借助圖像，分析影響化學(xué)平衡的因素 (1)影響化學(xué)平衡的因素 若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下： 平衡體系 條件變化 速率變化 平衡變化 速率變化曲線 任一平衡體系 增大反應(yīng)物的濃度 v正、v逆均增大，且v正′>v逆′ 正向移動(dòng) 減小反應(yīng)物的濃度 v正、v逆均減小，且v逆′>v正′ 逆向移動(dòng) 任一平衡體系 增大生成物的濃度 v正、v逆均增大，且v逆′>v正′ 逆向移動(dòng) 減小生成物的濃度 v正、v逆均減小，且v正′>v逆′ 正向移動(dòng) 正反 應(yīng)方 向?yàn)? 氣體 體積 增大 的放 熱反 應(yīng) 增大壓強(qiáng)或升高溫度 v正、v逆均增大，且v逆′>v正′ 逆向移動(dòng) 減小壓強(qiáng)或降低溫度 v正、v逆均減小，且v正′>v逆′ 正向移動(dòng) 任意 平衡 或反 應(yīng)前 后氣 體化 學(xué)計(jì) 量數(shù) 和相 等的 平衡 正催化劑或增大壓強(qiáng) v正、v逆同等倍數(shù)增大 平衡不移動(dòng) 負(fù)催化劑或減小壓強(qiáng) v正、v逆同等倍數(shù)減小 (2)勒夏特列原理(化學(xué)平衡移動(dòng)原理) 如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 5．幾種特殊情況 (1)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(shí)，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(duì)化學(xué)平衡沒(méi)影響。 (2)對(duì)于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響程度是等同的，故平衡不移動(dòng)。 (3)“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響 ①恒溫、恒容條件 原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動(dòng)。 ②恒溫、恒壓條件 (4)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí)，應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。 題組一　選取措施使化學(xué)平衡定向移動(dòng) 1．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w?、墼黾覥O濃度?、軠p壓　⑤加催化劑?、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 答案　B 解析　該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體，相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無(wú)影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。 2．某溫度下，反應(yīng)2A(g)B(g)　ΔH>0在密閉容器中達(dá)到平衡，平衡后＝a，若改變某一條件，足夠時(shí)間后反應(yīng)再次達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)＝b，下列敘述正確的是(　　) A．在該溫度下，保持容積固定不變，向容器內(nèi)補(bǔ)充了B氣體，則a<b B．若a＝b，則容器中一定使用了催化劑 C．若其他條件不變，升高溫度，則a<b D．若保持溫度、壓強(qiáng)不變，充入惰性氣體，則a>b 答案　B 解析　A項(xiàng)，充入B氣體相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，B的體積分?jǐn)?shù)增大，故a>b；B項(xiàng)，只有使用催化劑，平衡不移動(dòng)，a＝b；C項(xiàng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，a>b；D項(xiàng)，相當(dāng)于擴(kuò)大體積，減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，a<b。 題組二　條件改變時(shí)化學(xué)平衡移動(dòng)結(jié)果的判斷 3．對(duì)于一定條件下的可逆反應(yīng) 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＞0 達(dá)到化學(xué)平衡后，改變條件，按要求回答下列問(wèn)題： (1)升溫，平衡移動(dòng)方向分別為(填“向左”、“向右”或“不移動(dòng)”) 甲________；乙________；丙________。 此時(shí)反應(yīng)體系的溫度均比原來(lái)____(填“高”或“低”)。 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”、“減小”或“不變”) 甲________；乙________；丙________。 答案　向左　向左　向右　高　減小　減小　不變 (2)加壓，使體系體積縮小為原來(lái)的 ①平衡移動(dòng)方向(填“向左”、“向右”或“不移動(dòng)”) 甲________；乙________；丙________。 ②設(shè)壓縮之前壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙，壓縮后壓強(qiáng)分別為p、p、p，則p甲與p，p乙與p，p丙與p的關(guān)系分別為 甲________；乙________；丙________。 ③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”、“減小”或“不變”) 甲________；乙________；丙________。 答案　①向右　不移動(dòng)　不移動(dòng)?、趐甲＜p＜2p甲　p＝2p乙　p＝2p丙?、墼龃蟆〔蛔儭〔蛔? 4．在一體積可變的密閉容器中加入一定量的X、Y，發(fā)生反應(yīng)mX(g)nY(g)　ΔH＝Q kJmol－1。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示： 氣體體積/L c(Y)/molL－1 溫度/℃ 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．m>n B．Q<0 C．溫度不變，壓強(qiáng)增大，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少 D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 答案　C 解析　溫度不變時(shí)(假設(shè)100 ℃條件下)，體積是1 L時(shí)，Y的物質(zhì)的量為1 mol，體積為2 L時(shí)，Y的物質(zhì)的量為0.75 molL－12 L＝1.5 mol，體積為4 L時(shí)，Y的物質(zhì)的量為0.53 molL－14 L＝2.12 mol，說(shuō)明體積越小，壓強(qiáng)越大，Y的物質(zhì)的量越小，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小，平衡向生成X的方向進(jìn)行，m<n，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；體積不變時(shí)，溫度越高，Y的物質(zhì)的量濃度越大，說(shuō)明升高溫度，平衡向生成Y的方向移動(dòng)，則Q>0，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 1．判斷轉(zhuǎn)化率的變化時(shí)，不要把平衡正向移動(dòng)與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高等同起來(lái)，要視具體情況而定。 2．壓強(qiáng)的影響實(shí)質(zhì)是濃度的影響，所以只有當(dāng)這些“改變”造成濃度改變時(shí)，平衡才有可能移動(dòng)。 3．化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。如①增大反應(yīng)物A的濃度，平衡右移，A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小，但達(dá)到新平衡時(shí)，A的濃度一定比原平衡大；②若將體系溫度從50 ℃升高到80 ℃，則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50 ℃<T<80 ℃；③若對(duì)體系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加壓，例如從30 MPa加壓到60 MPa，化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡時(shí) 30 MPa<p<60 MPa。 考點(diǎn)二　等效平衡 1．含義 在一定條件下(等溫等容或等溫等壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)體系，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同。 2．原理 同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)，反應(yīng)無(wú)論從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，最后都能達(dá)到平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量相同。 由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無(wú)關(guān)。因而，同一可逆反應(yīng)，從不同的狀態(tài)開(kāi)始，只要達(dá)到平衡時(shí)條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)完全相同，則可形成等效平衡。 3．規(guī)律 等效類型 ① ② ③ 條件 恒溫、恒容 恒溫、恒容 恒溫、恒壓 反應(yīng)的特點(diǎn) 任何可逆反應(yīng) 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 平衡 特 點(diǎn) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%) 相同 相同 相同 濃度(c) 相同 成比例 相同(氣體) 物質(zhì)的量(n) 相同 成比例 成比例 題組一　恒溫、恒容條件下等效平衡的應(yīng)用 1．對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng)，從正反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問(wèn)題。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量______。 答案　正反應(yīng)　減小　增大 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。 答案　正反應(yīng)　不變　不變 (3)2NO2(g)N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。 答案　正反應(yīng)　增大　減小 題組二　恒溫、恒壓條件下等效平衡的應(yīng)用 2．恒溫恒壓下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(g)，若開(kāi)始時(shí)通入1 mol A和1 mol B，達(dá)到平衡時(shí)生成a mol C。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．若開(kāi)始時(shí)通入3 mol A和3 mol B，達(dá)到平衡時(shí)，生成的C的物質(zhì)的量為3a mol B．若開(kāi)始時(shí)通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，達(dá)到平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量一定大于4 mol C．若開(kāi)始時(shí)通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，達(dá)到平衡時(shí)，再通入3 mol C，則再次達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 D．若在原平衡體系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 答案　B 解析　選項(xiàng)A，開(kāi)始時(shí)通入3 mol A和3 mol B，由于容器體積膨脹，保持恒壓，相當(dāng)于將三個(gè)原容器疊加，各物質(zhì)的含量與原平衡中的相同，C的物質(zhì)的量為 3a mol；選項(xiàng)B，無(wú)法確定平衡移動(dòng)的方向，不能確定平衡時(shí)B的物質(zhì)的量一定大于4 mol；選項(xiàng)C，此平衡等效為開(kāi)始通入6 mol A、6 mol B，與開(kāi)始時(shí)通入1 mol A、1 mol B為等效平衡，平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為；選項(xiàng)D，題給條件下混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變。 題組三　恒溫恒容和恒溫恒壓條件下等效平衡的比較應(yīng)用 3．有甲、乙兩容器，甲容器容積固定，乙容器容積可變。一定溫度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡時(shí)生成NH3的物質(zhì)的量為 m mol。 (1)相同溫度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的壓強(qiáng)始終與甲的壓強(qiáng)相等，乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol(從下列各項(xiàng)中選擇，只填字母，下同)；若乙的容積與甲的容積始終相等，乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．小于m B．等于m C．在m～2m之間 D．等于2m E．大于2m (2)相同溫度下，保持乙的容積為甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與上述甲容器中達(dá)到平衡時(shí)相同，則起始時(shí)應(yīng)加入______mol N2和________mol H2。 答案　(1)D　E　(2)0.5　0 解析　(1)由于甲容器定容，而乙容器定壓，它們的壓強(qiáng)相等，達(dá)到平衡時(shí)，乙的容積應(yīng)該為甲的兩倍，生成的NH3的物質(zhì)的量應(yīng)該等于2m mol。當(dāng)甲、乙兩容器的容積相等時(shí)，相當(dāng)于將建立等效平衡后的乙容器壓縮，故乙中NH3的物質(zhì)的量大于2m mol。(2)乙的容積為甲的一半時(shí)，要建立與甲一樣的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中應(yīng)該投入N2為(1－0.5) mol＝0.5 mol，H2為(1.5－1.5) mol＝0 mol。 1．“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡 (1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式 新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。 (2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見(jiàn)圖示) 新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)。 2．用“等效平衡”觀點(diǎn)分析平衡轉(zhuǎn)化率變化 反應(yīng)類型 條件的改變 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化 有多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 恒容時(shí)只增加反應(yīng)物A的用量 反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率增大 同等倍數(shù)地增大反應(yīng)物A、B的量 恒溫恒壓條件下 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變 恒溫恒容條件下 m＋n> p＋q 反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均增大 m＋n< p＋q 反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均減小 m＋n＝p＋q 反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均不變 只有一種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)＋pC(g) 增加反應(yīng)物A的用量 恒溫恒壓條件下 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變 恒溫恒容條件下 m>n＋p 反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率增大 m<n＋p 反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小 m＝n＋p 反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率不變 1．(xx四川理綜，7)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示： 已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．550 ℃時(shí)，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動(dòng) B．650 ℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0 % C．T ℃時(shí)，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) D．925 ℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝24.0p總 答案　B 解析　A項(xiàng)，C(s)＋CO2(g)2CO(g)的正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，由于反應(yīng)容器為體積可變的恒壓密閉容器，充入惰性氣體容器體積擴(kuò)大，對(duì)反應(yīng)體系相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，故v正、v逆均減小，平衡正向移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖可知，650 ℃時(shí)若設(shè)起始時(shí)CO2的體積為1 L，平衡時(shí)CO2消耗的體積為x，則 　　　　C(s)＋CO2(g)2CO(g) V始 1 0 V變 x 2x V平 1－x 2x 100%＝40.0%，x＝0.25 L，CO2的轉(zhuǎn)化率為25%，正確；C項(xiàng)，由圖可知，T ℃時(shí)平衡體系中CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)均為50%，故若恒壓時(shí)充入等體積的CO2和CO兩種氣體，平衡不發(fā)生移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，925 ℃時(shí)，CO的平衡分壓p(CO)＝p總96.0%，CO2的平衡分壓p(CO2)＝p總4%，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義可知 Kp＝＝＝23.04p總，錯(cuò)誤。 2．(xx天津理綜，6)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡時(shí)，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是(　　) A．m＝2 B．兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C．X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1 D．第二次平衡時(shí)，Z的濃度為0.4 molL－1 答案　D 解析　A項(xiàng)，由題意可知兩種條件下X、Y、Z的初始物質(zhì)的量不同，而最終平衡狀態(tài)相同，則兩種條件下建立的平衡為溫度、容積不變時(shí)的等效平衡，故滿足反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)計(jì)量數(shù)之和相等，則1＋m＝3，m＝2，正確；B項(xiàng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，正確；C項(xiàng)，X、Y 的初始物質(zhì)的量之比為1∶2，根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的X、Y的物質(zhì)的量之比也為1∶2，故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1，正確；D項(xiàng)，由方程式可知該反應(yīng)中反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，所以第二次平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為4 mol，則Z的物質(zhì)的量為4 mol10%＝0.4 mol，Z的濃度為0.4 mol2 L＝0.2 molL－1，錯(cuò)誤。 3．(xx江蘇，15改編)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉，再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)達(dá)到平衡，平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上)。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．反應(yīng)CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH>0 B．體系的總壓強(qiáng)p總：p總(狀態(tài)Ⅱ)＞2p總(狀態(tài)Ⅰ) C．體系中c(CO)：c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＜2c(CO，狀態(tài)Ⅲ) D．逆反應(yīng)速率v逆：v逆(狀態(tài)Ⅰ)＞v逆(狀態(tài)Ⅲ) 答案　D 解析　A項(xiàng)，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)是氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，故ΔS>0，觀察圖像知，隨著溫度的升高，c(CO2)減小，平衡右移，則ΔH＞0，正確；B項(xiàng)，Ⅰ所在曲線表示的是通入0.1 mol CO2的變化過(guò)程，此時(shí) 　　　　CO2(g)＋C(s)2CO(g) n(始)/mol 0.1 0 0 n(轉(zhuǎn))/mol 0.02 　　 　0.04 n(平)/mol 0.08 　　　 0.04 此時(shí)氣體總的物質(zhì)的量為0.12 mol， Ⅱ所在曲線表示的是通入0.2 mol CO2的變化過(guò)程，此時(shí) 　　　　CO2(g)＋C(s)2CO(g) n(始)/mol 0.2 0 0 n(轉(zhuǎn))/mol 0.12 　　　 0.24 n(平)/mol 0.08 　　 　0.24 此時(shí)氣體總的物質(zhì)的量為0.32 mol，此時(shí)Ⅱ中氣體總物質(zhì)的量大于Ⅰ中氣體總物質(zhì)的量的2倍，且Ⅱ的溫度高，氣體體積膨脹，壓強(qiáng)又要增大，則p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)，正確；C項(xiàng)，狀態(tài)Ⅱ和Ⅲ，溫度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容時(shí)兩平衡等效，則有c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＝2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，但成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以c(CO，狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，正確；D項(xiàng)，狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的溫度高，反應(yīng)速率快，所以v逆(狀態(tài)Ⅲ)>v逆(狀態(tài)Ⅰ)，錯(cuò)誤。 4．[xx江蘇，16(1)]以磷石膏(主要成分CaSO4，雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。 勻速向漿料中通入CO2，漿料清液的pH和c(SO)隨時(shí)間變化如圖。清液pH＞11時(shí)CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________； 能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有________(填序號(hào))。 A．?dāng)嚢铦{料 B．加熱漿料至100 ℃ C．增大氨水濃度 D．減小CO2通入速率 答案　CaSO4＋2NH3H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O(或CaSO4＋CO===CaCO3＋SO)　AC 解析　注意題目中的原料是磷石膏粉和氨水漿料。由圖所示當(dāng)pH>11時(shí)，溶液中的c(SO)增大，說(shuō)明有更多的SO生成，反應(yīng)物為CaSO4、氨水、CO2，生成SO，還有CaCO3，相當(dāng)于氨水和CO2反應(yīng)生成(NH4)2CO3，(NH4)2CO3和CaSO4生成(NH4)2SO4和CaCO3。A項(xiàng)，攪拌漿料，增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，正確；B項(xiàng)，加熱到100 ℃，氨水揮發(fā)、CO2溶解度減小，則生成的(NH4)2CO3的量減少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，增大氨水濃度可以提高反應(yīng)速率，正確；D項(xiàng)，減小CO2通入速率，則轉(zhuǎn)化速率降低，錯(cuò)誤。 5．[xx北京理綜，26(3)]氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗蕴?yáng)能為熱源，熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無(wú)污染的制氫方法。其反應(yīng)過(guò)程如下圖所示： 反應(yīng)Ⅱ： 2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝＋550 kJmol－1 它由兩步反應(yīng)組成： ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)　 ΔH＝＋177 kJmol－1 ⅱSO3(g)分解。 L(L1，L2)，X可分別代表壓強(qiáng)或溫度，下圖表示L一定時(shí)，ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。 ①X代表的物理量是________。 ②判斷L1，L2的大小關(guān)系，并簡(jiǎn)述理由： ______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案?、賶簭?qiáng)?、贚1＜L2，SO3(g)分解的熱化學(xué)方程式為2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196 kJmol－1，當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率增大 解析　首先根據(jù)反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)ⅰ確定反應(yīng)ⅱ為2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196 kJmol－1。①根據(jù)反應(yīng)ⅱ的特點(diǎn)：正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積增大、吸熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)SO3(g)的轉(zhuǎn)化率減小，故X代表壓強(qiáng)。②在等壓條件下，升高溫度，反應(yīng)ⅱ的平衡向正向移動(dòng)，SO3(g)的轉(zhuǎn)化率增大，故L2代表高溫曲線，即L1＜L2。 6．(xx山東理綜，30)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開(kāi)發(fā)中起著重要作用。 (1)一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過(guò)程如圖所示，縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)(p)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比(H/M)。 在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐漸增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy，氫化反應(yīng)方程式為zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在B點(diǎn)，氫化反應(yīng)結(jié)束，進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng)，H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T(mén)1時(shí)，2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL，吸氫速率v＝________ mLg－1min－1。反應(yīng)Ⅰ的焓變?chǔ)1________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T(mén)1、T2時(shí)，η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“＝”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)到平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的________點(diǎn)(填“b”“c”或“d”)，該貯氫合金可通過(guò)________或________的方式釋放氫氣。 (3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)，溫度為T(mén)時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。已知溫度為T(mén)時(shí)：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJmol－1 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJmol－1 答案　(1)　30　< (2)>　c　加熱　減壓 (3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJmol－1 解析　(1)根據(jù)H原子守恒得zx＋2＝zy，則z＝。由題中所給數(shù)據(jù)可知吸氫速率v＝240 mL2 g4 min＝30 mLg－1min－1。由圖像可知，T1<T2，且T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說(shuō)明升高溫度平衡向生成氫氣的方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH1<0。(2)由圖像可知，固定橫坐標(biāo)不變，即氫原子與金屬原子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說(shuō)明吸氫能力弱，故η(T1)> η(T2)。處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，H2 濃度增大，平衡正向移動(dòng)，一段時(shí)間后再次達(dá)到平衡，此時(shí)H/M增大，故可能處于圖中的c點(diǎn)。由氫化反應(yīng)方程式及圖像可知，這是一個(gè)放熱的氣體體積減小的反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，要使平衡向左移動(dòng)釋放H2 ，可改變的條件是升溫或減壓。(3)CO、H2合成CH4的反應(yīng)為CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH，將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②，②－①即得所求的反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律有：ΔH＝－41 kJmol－1－(＋165 kJmol－1)＝－206 kJmol－1。 練出高分(加試要求) 1．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究部分單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。 (1)氨是氮循環(huán)過(guò)程中的重要物質(zhì)，是氮肥工業(yè)的重要原料。氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。請(qǐng)回答： 若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡______移動(dòng)(填“向左”、“向右”或“不”); 氨氣的平衡濃度隨溫度變化如下圖所示，當(dāng)合成氨平衡體系溫度由T1變化到T2時(shí)， KA ________(填“>”、“<”或“＝”)KB。 (2)硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3∶SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH<0，是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟。 ①在某溫度時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.75，若在此溫度下，向100 L的恒容密閉容器中，充入3 mol SO2、4 mol O2和4 mol SO3，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正反應(yīng)速率______(填“＜”、“＞”或“＝”)逆反應(yīng)速率。 ②在①中的反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2(g)平衡濃度比原來(lái)減小的是________。 a．保持溫度和容器體積不變，充入1.0 mol O2 b．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入2.0 mol He c．降低溫度 d．在其他條件不變時(shí)，減小容器的容積 答案　(1)向左　>　(2)①<?、赼bc 解析　(1)恒溫、恒壓下通入氦氣，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡左移升溫，平衡左移，K減小，所以KA>KB。 (2)①Q(mào)＝＝>K，所以v正<v逆。 ②a項(xiàng)，恒溫恒容，通入O2平衡右移，c(SO2)減??；b項(xiàng)，擴(kuò)大容積，c(SO2)減?。籧項(xiàng)，降溫，平衡右移，c(SO2)減??；d項(xiàng)，壓縮體積，c(SO2)增大。 2．工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程如下圖所示： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJmol－1。 ①在500 ℃、2.02107 Pa和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反應(yīng)后，放出的熱量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。 ②為提高H2的轉(zhuǎn)化率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施有________(填字母)。 A．降低溫度 B．最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫 C．適當(dāng)增大壓強(qiáng) D．減小壓強(qiáng) E．循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)? F．及時(shí)移出氨 (2)該流程中鉑－銠合金網(wǎng)上的氧化還原反應(yīng)為4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。 ①已知鉑－銠合金網(wǎng)未預(yù)熱也會(huì)發(fā)熱，則隨著溫度升高，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K________(填“增大”、“減小”或“不變”)，理由是___________________________ ________________________________________________________________________。 ②若其他條件不變，則下列圖像正確的是________(填字母)。 答案　(1)①小于?、贑EF　(2)①減小　氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，K會(huì)減小 ②ABC 解析　(1)①合成氨反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行到底，該條件下反應(yīng)放出的熱量小于92.4 kJ。②降低溫度平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率降低，不適宜實(shí)際生產(chǎn)；升高溫度、減小壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)；適當(dāng)增大壓強(qiáng)既加快反應(yīng)速率又使平衡正向移動(dòng)；循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)饧燃涌旆磻?yīng)速率又使平衡正向移動(dòng)；及時(shí)移出氨減小了生成物濃度，使得平衡正向移動(dòng)。(2)②因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，H2O的含量減少，D錯(cuò)誤；壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短，同時(shí)壓強(qiáng)增大平衡逆向移動(dòng)，NO的產(chǎn)率減小，NH3的轉(zhuǎn)化率減小，A、C正確；催化劑對(duì)平衡沒(méi)有影響，但能加快反應(yīng)速率，使達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短，B正確。 3．“碳化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個(gè)碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝，對(duì)開(kāi)發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義。 (1)一定溫度下，在甲、乙兩個(gè)容積均為2 L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJmol－1。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示： 容器 甲 乙 起始投入物質(zhì) 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) 平衡時(shí)c(CH3OH) c1 c2 平衡時(shí)能量變化 放出29.4 kJ 吸收a kJ 則：c1________(填“>”、“<”或“＝”)c2；a＝________。 (2)科學(xué)家成功研制出一種新型催化劑，能將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?。在常壓?00 ℃條件下，CO2與H2按體積之比1∶4反應(yīng)，CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%。一定條件下，某興趣小組在容積為V L的密閉容器中發(fā)生此反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)____________________________________________。 ②由圖1可知該反應(yīng)的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0；300 ℃時(shí)，從反應(yīng)開(kāi)始直至平衡，以H2的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是_____________(用nA、tA、V表示)。 答案　(1)＝　19.6 (2)①K＝?、?lt;　 molL－1min－1 解析　(1)甲容器與乙容器中所達(dá)到的平衡完全等效，平衡時(shí)，兩容器中各物質(zhì)濃度相同；甲容器中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為29.4 kJ49.0 kJ＝0.6，乙容器中反應(yīng)是從逆反應(yīng)開(kāi)始的，轉(zhuǎn)化率為1－0.6＝0.4，反應(yīng)吸收的熱量為49.0 kJ0.4＝19.6 kJ。 (2)①根據(jù)CO2與H2按體積之比為1∶4反應(yīng)可知，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)，所以平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。②從圖1可知隨著溫度升高，平衡時(shí)n(CH4)減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；300 ℃時(shí)，從反應(yīng)開(kāi)始直至平衡，n(CH4)變化了nA mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知n(H2)變化了4nA mol。v(H2)＝4nA molV LtA min＝ molL－1min－1。 4．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究合成氨反應(yīng)有重要意義，請(qǐng)完成下列探究。 (1)生產(chǎn)氫氣：將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH＝131.3 kJmol－1，ΔS＝133.7 Jmol－1K－1，該反應(yīng)在低溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 (2)已知在400 ℃時(shí)，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。 ①在400 ℃時(shí)，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝____________(填數(shù)值)。 ②400 ℃時(shí)，在0.5 L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，一段時(shí)間后，測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol、2 mol，則此時(shí)反應(yīng)v(N2)正______(填“>”、“<”、“＝”或“不確定”)v(N2)逆。 ③若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則合成氨反應(yīng)的平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移動(dòng)；使用催化劑________(填“增大”、“減小”或“不改變”)反應(yīng)的ΔH。 答案　(1)不能 (2)①2?、冢健、巯蜃蟆〔桓淖? 解析　(1)根據(jù)ΔH－TΔS<0為自發(fā)反應(yīng)知，現(xiàn)ΔH＝131.3 kJmol－1，ΔS＝133.7 Jmol－1K－1＝0.133 7 kJmol－1K－1，解得在T>≈982 K時(shí)該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，由此可知該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行。 (2)①平衡常數(shù)的值與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)，根據(jù)平衡常數(shù)的定義可得K′＝＝2。 ②Q＝＝＝＝K，說(shuō)明此時(shí)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，即v(N2)正＝v(N2)逆。 ③恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，使總體積增大，原反應(yīng)氣體分壓減小，平衡左移。使用催化劑只是改變了反應(yīng)的途徑，沒(méi)有改變反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)，ΔH不變。 5．按要求回答下列問(wèn)題。 (1)最新“人工固氮”的研究報(bào)道：常溫常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)： 2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)常溫下，上述反應(yīng)在恒壓密閉容器中達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，通入2 mol N2，請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫(huà)出正(v正)、逆(v逆)反應(yīng)速率隨時(shí)間t變化的示意圖。 (2)碳單質(zhì)在工業(yè)上有多種用途。例如焦炭可用來(lái)制取水煤氣、冶煉金屬，活性炭可處理大氣污染物NO。 一定條件下，在2 L密閉容器中加入NO和活性炭(無(wú)雜質(zhì))反應(yīng)生成氣體A和B。當(dāng)溫度在T1 ℃時(shí)，測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量如下表： 活性炭/mol NO/mol A/mol B/mol 初始 2.030 0.100 0 0 平衡 2.000 0.040 0.030 0.030 在T1 ℃時(shí)，達(dá)到平衡共耗時(shí)2分鐘，則NO的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______ molL－1min－1；當(dāng)活性炭消耗0.015 mol 時(shí)，反應(yīng)的時(shí)間________(填“大于”、“小于”或“等于”)1分鐘。 (3)固定和利用CO2，能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法，該方法的化學(xué)方程式是 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0 某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為 2 L 的密閉容器中(溫度保持不變)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖中實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))?；卮鹣铝袉?wèn)題： 僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。與實(shí)線相比，曲線 Ⅰ 改變的條件可能是________，曲線 Ⅱ 改變的條件可能是________。 答案　(1) (2)0.015　小于 (3)升溫　加壓 解析　(1)恒壓時(shí)，充入N2，由于H2O為液體，平衡右移，但平衡后與原平衡速率一樣。 (2)由表中數(shù)據(jù)可得v(NO)＝＝0.015 molL－1min－1，此時(shí)消耗活性炭0.03 mol，當(dāng)消耗 0.015 mol 活性炭時(shí)，由于前1分鐘的平均反應(yīng)速率大于后1分鐘的平均反應(yīng)速率，所以反應(yīng)時(shí)間小于1分鐘。(3)升溫，平衡左移，n(H2)增大，達(dá)到平衡所用時(shí)間短；加壓，平衡右移 n(H2)減少，達(dá)到平衡所用時(shí)間短。