2022年魯科版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》（第4課時(shí)）word教案

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1、2022年魯科版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》（第4課時(shí)）word教案 【題1】在體積可變的密閉容器中，反應(yīng)mA(g)＋nB(s)pC(g)達(dá)到平衡后，壓縮容器的體積，發(fā)現(xiàn)A的轉(zhuǎn)化率隨之降低。下列說法中，正確的是（C） A.(m＋n)必定小于p B.(m＋n)必定大于p 　C.m必定小于p 　D.m必定大于p 【解析】壓縮容器的體積，A的轉(zhuǎn)化率降低，說明壓強(qiáng)增大時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)是氣體體積（氣體系數(shù)）縮小的反應(yīng)，即m

2、.反應(yīng)物活化分子間有合適取向的碰撞 【解析】反應(yīng)物分子間的碰撞是隨時(shí)可以發(fā)生的，但是只有反應(yīng)物活化分子之間的碰撞才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞就是有效碰撞，這也正是活化分子中有合適取向的碰撞。 【題３】可逆反應(yīng)2NO22NO＋O2在密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（B） ①單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2，同時(shí)生成2n mol NO ②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2，同時(shí)生成2n mol NO2 ③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為２：２：１的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量

3、不再改變的狀態(tài) A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.③④⑤ 【解析】化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正、逆反應(yīng)速率相等。①中當(dāng)生成n mol O2時(shí)，必然同時(shí)生成2n mol NO。在任何時(shí)刻均是這樣。因?yàn)閮烧呱晌铮椅镔|(zhì)的量之比為n(O2)：n(NO)＝１：２，所以不是平衡狀態(tài)的標(biāo)志；②中單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2時(shí)，由方程式可知必然消耗2n mol NO2，這樣單位時(shí)間內(nèi)NO2的消耗量和生成量相等，達(dá)到平衡狀態(tài)；③中主要是針對(duì)正反應(yīng)或逆反應(yīng)，在任何時(shí)刻都有這個(gè)比值關(guān)系；④中，混合氣中只有NO2有顏色，呈紅棕色，當(dāng)混合氣體的顏色不再

4、改變時(shí)，表示NO2的濃度不再改變，表明達(dá)到平衡狀態(tài)；⑤混合氣體的密度等于混合氣體的質(zhì)量除以混合氣體的體積。由于反應(yīng)物和生成物均是氣體，由質(zhì)量守恒定律得反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量保持不變，而密閉容器的體積也是固定不變的，所以混合氣體密度保持不變，不能由恒定不變的量來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為總質(zhì)量除以總氣體物質(zhì)的量，總質(zhì)量恒定不變，氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化，當(dāng)變到不再改變時(shí)，表明達(dá)到平衡狀態(tài)。 【題４】在一密閉容器中，反應(yīng)mA(g) nC(g) ＋nB(g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器容積壓縮到原來的一半，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B和C的濃度均是原來的1.8倍，則（A） A

5、.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了　　　　　　　　　B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增加了 C.物質(zhì)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了　　　　　　　　　D.m>2n 【解析】由于c＝n/V，當(dāng)V變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí)，如果平衡不發(fā)生移動(dòng)，則n不變，c必然是原來的２倍?，F(xiàn)在B和C的濃度均是原來的1.8倍，則說明B和C均減少，進(jìn)而推知平衡向左移動(dòng)。而物質(zhì)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于C的質(zhì)量占混合體系總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，而總質(zhì)量不變，所以C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，物質(zhì)A的量增加，所以A的轉(zhuǎn)化率減小。而增加壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，所以m<2n。 【題５】可逆反應(yīng)mA(g)＋nBpC(g)＋qD中，A和C都是無色氣體，達(dá)到平衡后，下列敘述正確的是(D)

6、 A.若增加B的量，平衡體系顏色加深，說明D是固體 B.增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，說明m＋n一定等于p＋q C.升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) D.若B是氣體，增大A的量，A、B轉(zhuǎn)化率并不都增大 【解析】由方程式可知，BD的凝聚狀態(tài)不確定選項(xiàng)A中增加B的量，若B是有顏色的氣體，則B的量在任何時(shí)刻都比原來大，平衡體系顏色應(yīng)加深，這時(shí)D既可以是固體也可以是氣體，若D是有顏色的氣體，當(dāng)平衡向右移動(dòng)之后，平衡體系顏色也加深。選項(xiàng)B中，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，則說明反應(yīng)物氣體計(jì)量數(shù)之和等于生成物的氣體計(jì)量數(shù)之和，而物質(zhì)B和D的狀態(tài)不確定，所以m＋n和p＋q的關(guān)系也不確定。選項(xiàng)C中，升高溫度

7、，A的轉(zhuǎn)化率減小，表明平衡向左移動(dòng)，說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)必定是放熱反應(yīng)。選項(xiàng)D中，若物質(zhì)B是氣體，增大A的量，平衡向右移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。 【題６】一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)2A(g)＋B(g)3C(g)，若反應(yīng)開始時(shí)充入2 molA和2 molB達(dá)到平衡后，A的體積分?jǐn)?shù)為a%，其他條件不變時(shí)，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分?jǐn)?shù)大于a%的是（AB） A.2 mol C B.2 mol A、1 mol B和１mol He（不參加反應(yīng)） C.1 mol B和1 mol C D.2 mol

8、 A、3 mol B和3 mol C 【解析】本題主要考查對(duì)等效平衡和平衡移動(dòng)原理的理解。該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，A項(xiàng)中若將2 mol C全部轉(zhuǎn)化為A、B，分別得到4/3 mol A和2/3 mol B，與起始加入的2 mol A和2 mol B比較，相當(dāng)于少加了B，A的轉(zhuǎn)化率減小，百分含量增加；B項(xiàng)中，加入He對(duì)平衡無影響，也相當(dāng)于少加了B，A的含量增加；由C項(xiàng)的投料情況看，反應(yīng)只能逆向進(jìn)行，而1 mol B對(duì)逆向反應(yīng)有抑制作用，致使A的含量減少；D項(xiàng)若按2 mol A、2 mol B和3 mol C與原來2 mol A和2 mol B等效，多余的1 mol B使A的轉(zhuǎn)化率增大

9、，百分含量減小。 【題7】如右圖，裝有活塞的密閉容器內(nèi)盛有22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧氣（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定），保持溫度、壓強(qiáng)不變，則容器內(nèi)的密度為（D） A.等于1.369 g?L－１　　　　　　　　　　　　　　 B. 等于2.054 g?L－１ C.在等于1.369 g?L－１和等于2.054 g?L－１之間　　 D.大于2.054 g?L－１ 【解析】2NO＋O2＝2NO2由方程式可以看出，22.4 mL一氧化氮與11.2 mL氧氣恰好完全反應(yīng)生成NO2，由于存在2NO2N2O4，所以混合氣體應(yīng)該是NO2和N2O4的混合氣體，其密度應(yīng)該大于NO2的而小

10、于N2O4的。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化氮的密度可計(jì)算得2.054 g?L－１，N2O4等于1.369 g?L－１，分析各選項(xiàng)可知答案。 【題８】在一固定容積的密閉容器中充入2 mol A和1 mol B，發(fā)生反應(yīng)2A(g)＋B(g)xC(g)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W ％。若維持容器體積和溫度不變，按0.6 mol A，0.3 mol B和1.4 mol C為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)也為W %，則x值為（BC） A.1 B.2 C.3 D.4 【解析】這樣題目屬于等效平衡的問題。一種平衡狀態(tài)的建立

11、只與條件有關(guān)而與途徑無關(guān)。在恒容恒溫的密閉容器中，若反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)和不相等，要想建立同一種平衡狀態(tài)，則兩組數(shù)據(jù)值必須完全對(duì)應(yīng)相等，該題中，則有0.6 mol ＋2/x1.4mol＝2 mol ，同時(shí)必定有0.3 mol＋1/x1.4mol＝1 mol，解得x＝２，由于n(A)：n(B)＝0.6 mol：0.3 mol＝2：１，與第一次中物質(zhì)A、B的物質(zhì)的量相等，所以，當(dāng)反應(yīng)前后計(jì)量數(shù)和相等時(shí)，也符合題意，所以x也可等于3。 【題9】一定溫度下，反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡時(shí)，n(SO2)：n(O2)：n(SO3)＝２：３：４?？s小體積，反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，n(O2)＝0.8 mol

12、，n(SO3)＝1.4 mol，此時(shí)SO2的物質(zhì)的量應(yīng)是（A） A.0.4 mol B.0.6 mol C.0.8 mol D.1.2 mol 【解析】縮小體積時(shí)，壓強(qiáng)增大，平衡向右，設(shè)達(dá)新平衡時(shí)SO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量是x，而原平衡中三者物質(zhì)的量分別是2a，３a，4a 2SO2　　　　＋　　　O2　　　　　2SO3 原平衡　　　?。瞐 3a 4a 轉(zhuǎn)化　　　　　x x/2 x 新平衡　　?。瞐－x 3a－

13、x/2 4a＋x 3a－x/2＝0.8 mol 4a＋x＝1.4 mol 解得a＝0.3 mol x＝0.2 mol n(SO2)＝２0.3 mol－0.2 mol＝0.4 mol 【題10】在一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入2 mol A和1 mol B，發(fā)生反應(yīng)２A(g)＋B(g)３C(g)＋D(g)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為 a mol?L－１。若維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為a mol?L－１的是（） A.4 mol A＋2 mol B B.2 mol A＋1 mol B＋3 mol

14、C＋1 mol D C.3 mol C＋1 mol D＋1 mol B D.3 mol＋1 mol D 【解析】思路方法同第８題，即由于反應(yīng)前后計(jì)量數(shù)不同，只能取起始條件相同，當(dāng)反應(yīng)只從逆反應(yīng)開始時(shí)，與2 mol A和1 mol B相當(dāng)?shù)牧恐荒苁? mol C和1 mol D。 【題11】在體積固定的密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)，達(dá)到平衡后若升高溫度，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量一定增大的是（D） A.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　　　(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) B.2C2H2(g)＋5O2(g)4CO2(g)＋2H2O(g) （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)） C.2NH3(g)＋C

15、O2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) （正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)） D.4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)） 【解析】M＝m(總)／n(總)，A選項(xiàng)中，升高溫度，平衡向左移動(dòng)，m(總)不變，但n(總)減少，所以，M減?。煌?，B選項(xiàng)也如此；C選項(xiàng)中，升高溫度，平衡向右移動(dòng)，由于有固體物質(zhì)生成，所以混合氣體的總質(zhì)量和總物質(zhì)的量均減少，不能再依據(jù)公式判斷M的變化，應(yīng)該采用極限法。由數(shù)值可知，平衡右移時(shí)，M減??；D選項(xiàng)中，平衡左移，n(總)減小，所以M增大。 【題12】決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是（B ①溫度　?、趬簭?qiáng)　?、鄞呋瘎　、軡舛取　、莘?/p>

16、應(yīng)物本身的性質(zhì) A.①②③④⑤ B.⑤ C.①④ D. ①②③④ 【解析】決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素，也就是內(nèi)因就是反應(yīng)物本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 【題13】下圖表示某反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－a kJ·mol－１（a>0）在某一時(shí)間段t0～t6中反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的曲線圖，則氨的百分含量最高的一段時(shí)間是（A） A.０～t1 B.t2～t3 C. t3～t4 D. t5～t6 【解析】這是一個(gè)v～t圖分析題。圖中：０～t1，是原平衡狀態(tài)，t1～t2為平衡左

17、移過程，所以氨的百分含量下降，t2又達(dá)平衡狀態(tài)，t2～t3保持平衡；t3～t4為加入催化劑，平衡不移動(dòng)，正、逆反應(yīng)速率同等程度增大，氨的百分含量不變，t4～t 5為平衡左移過程，氨的百分含量下降，t5～t為又一新平衡階段，整個(gè)過程中，氨的百分含量間斷性地下降，所以整個(gè)過程中只有在開始階段氨的百分含量最高。 【題14】反應(yīng) aX(g)＋bY(g)cZ(g)＋dW(g)?。祄in后達(dá)到平衡時(shí)，X減少 n mol·L－１，Y減少n/3 mol·L－１。若體系壓強(qiáng)增大，W的百分含量不發(fā)生變化，則反應(yīng)物質(zhì)分子式的化學(xué)計(jì)量數(shù)比a：b：c：d為（D） A.１：３：１：２　B.１：３：２：２　C.３：１：２：１　D.３：１：２：２ 【解析】由題意知：n mol·L－１：n/3 mol·L－１＝a：b，所以a：b=3：1，由于體系增大壓強(qiáng)時(shí)，物質(zhì)W百分含量不變，可知平衡不發(fā)生移動(dòng)，可知反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)和相等，所以a：b：c：d＝３：１：２：２或３：１：１：３或３：１：３：１，分析選項(xiàng)，只有D符合。