高考大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺化學(xué)經(jīng)典版學(xué)案：專題重點突破 專題七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 Word版含解析

《高考大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺化學(xué)經(jīng)典版學(xué)案：專題重點突破 專題七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 Word版含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺化學(xué)經(jīng)典版學(xué)案：專題重點突破 專題七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 Word版含解析（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 主干知識梳理 1.化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法 (1)公式法：v(B)＝。 (2)比值法：同一化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。對于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)來說，則有＝＝＝。 2．外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)“惰性氣體”對反應(yīng)速率的影響 ①恒容：充入“惰性氣體”總壓增大―→參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應(yīng)速率不變。 ②恒壓：充入“惰性氣體”體積增大―→參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應(yīng)速率減小。 (2)純液體、固體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 在化

2、學(xué)反應(yīng)中，純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度為常數(shù)，故不能用純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度變化來表示反應(yīng)速率，但是固態(tài)反應(yīng)物顆粒的大小是影響反應(yīng)速率的條件之一，如煤粉由于表面積大，燃燒就比煤塊快得多。 (3)外界條件對可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相同。 ①當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時，v正增大，v逆瞬間不變，隨后也增大。 ②增大壓強，v正和v逆都增大，氣體分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率變化程度大。 ③對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，改變壓強可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。 ④升高溫度，v正和v逆都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度大。 ⑤使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應(yīng)

3、速率。 3．化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的兩類標(biāo)志 (1)v(正)＝v(逆)。 (2)各組分百分含量保持不變。 4．化學(xué)平衡移動的判斷方法——勒夏特列原理的應(yīng)用 通過比較平衡破壞瞬時的正、逆反應(yīng)速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。 (1)若外界條件改變，引起v正＞v逆，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動； (2)若外界條件改變，引起v正＜v逆，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向(或向左)移動； (3)若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v正′和v逆′仍保持相等，則化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動。 5．化學(xué)平衡常數(shù) (1)意義：化學(xué)平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進行的程度，K越大，反應(yīng)進行的程度越大。K

4、＞105時，可以認(rèn)為該反應(yīng)已經(jīng)進行完全。K的大小只與溫度有關(guān)。 (2)化學(xué)平衡常數(shù)表達式：對于可逆化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定溫度下達到化學(xué)平衡時，K＝。另可用壓強平衡常數(shù)表示：Kp＝[p(C)為平衡時氣體C的分壓]。 (3)依據(jù)化學(xué)方程式計算平衡常數(shù) ①同一可逆反應(yīng)中，K正×K逆＝1； ②同一反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小n倍，則新平衡常數(shù)K′與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K′＝Kn或K′＝。 ③幾個可逆反應(yīng)方程式相加，得總反應(yīng)方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。 6．轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率及分壓的計算 (1)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率＝×100%

5、 (2)產(chǎn)物的產(chǎn)率＝×100% (3)分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) 考點1　化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素 例1　(1)(2019·全國卷Ⅱ)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是________(填標(biāo)號)。 A．T1>T2 B．a(chǎn)點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率 C．a(chǎn)點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率 D．b點時二聚體的濃度為0.45 mol·L－1 (2)(2019·天津高考)不同溫度下反應(yīng)②(3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)　ΔH＜0)中SiCl4轉(zhuǎn)化率如

6、圖所示。下列敘述正確的是________(填序號)。 a．B點：v正>v逆 b．v正：A點>E點 c．反應(yīng)適宜溫度：480～520 ℃ [批注點撥]　 [解析]　(1)分析圖像可知在相同時間范圍內(nèi)T2比T1溫度下環(huán)戊二烯濃度減少的多，因此溫度T2＞T1，A錯誤；a點比c點的環(huán)戊二烯濃度大，但T2>T1，故a點、c點的反應(yīng)速率相對大小無法確定，B錯誤；a點與b點的溫度相同，但a點的反應(yīng)物濃度比b點的反應(yīng)物濃度大，所以a點的正反應(yīng)速率大于b點的正反應(yīng)速率，而b點繼續(xù)向正反應(yīng)方向進行，b點的正反應(yīng)速率又大于b點的逆反應(yīng)速率，故v正(a)＞v逆(b)，C正確； 由　　 2(g)

7、　　　　C10H12(g)(二聚體) 起初 1.5 mol·L－1 0 轉(zhuǎn)化 1.5 mol·L－1－ 0．6 mol·L－1 可知：b點時二聚體的濃度為＝0.45 mol·L－1，D正確。 (2)B點時反應(yīng)正向移動，即v正>v逆，a正確。 A點溫度比E點低，所以v正：vA

8、段時間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時速率。 (2)進行化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計算時，錯誤地用某物質(zhì)的物質(zhì)的量代替物質(zhì)的量濃度計算，速率大小比較時易忽視各物質(zhì)的速率的單位是否一致，單位書寫是否正確。 (3)錯誤地認(rèn)為純固體和純液體不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。實際上不能用純固體和純液體物質(zhì)的變化表示化學(xué)反應(yīng)速率，但若將固體的顆粒變小(增大固體的接觸面積)，則化學(xué)反應(yīng)速率會加快。 (4)錯誤地認(rèn)為只要增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大。實際上反應(yīng)在密閉固定容積的容器中進行，若充入氦氣(或不參與反應(yīng)的氣體)，壓強增大，但參與反應(yīng)的各物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變；若反應(yīng)在密閉容積可變的容器中進行，充入氦氣(或不參與反

9、應(yīng)的氣體)而保持壓強不變，則容器體積增大，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減小。 (5)不能正確區(qū)分外界條件對可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響趨勢。如對ΔH＜0的反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，正、逆反應(yīng)速率都增大，并不是只增大逆反應(yīng)速率，只是逆反應(yīng)速率增大的程度大于正反應(yīng)速率；工業(yè)合成氨中，移出部分氨氣(平衡右移)，在移出氨氣時刻，正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小。 1．(2019·湖南重點高中高三聯(lián)考)下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．Mg比Al活潑，在原電池中Mg一定作負極，Al作正極 B．其他條件相同時，夏天鋼鐵電化學(xué)腐蝕速度比冬天快 C．在Zn和稀H2SO4反應(yīng)中，加入CuSO4越

10、多，產(chǎn)生H2越快 D．在化工生產(chǎn)中用酸或堿溶解礦石，酸或堿的濃度越大、溫度越高，浸出率越高 答案　B 解析　Mg、Al作電極，NaOH溶液作電解液形成原電池時，Al作負極，Mg作正極，A錯誤；其他條件相同時，夏天氣溫高，鋼鐵電化學(xué)腐蝕速度比冬天快，B正確；在Zn和稀H2SO4反應(yīng)中，加入少量CuSO4，鋅把銅置換出來形成原電池，會加快反應(yīng)速率，若加入CuSO4太多，置換出的銅包裹在鋅的表面，會阻止Zn與稀H2SO4進一步反應(yīng)，C錯誤；在化工生產(chǎn)中用酸或堿溶解礦石，一般情況下，酸或堿的濃度越大，溫度越高，浸出率越高，但是均有一定的極限，D錯誤。 2．在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗

11、糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是(　　) A．a(chǎn)＝6.00 B．同時改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變 C．b<318.2 D．不同溫度時，蔗糖濃度減少一半所需的時間相同 答案　D 解析　根據(jù)題中數(shù)據(jù)分析，溫度不變時，反應(yīng)的瞬時速率與濃度成正比，則可求出a＝6.00，A正確；溫度為b K、濃度為0.500 mol·L－1和溫度為318.2 K、濃度為0.300 mol·L－1對應(yīng)的瞬時速率相等，B正確；濃度不變時，溫度由318.2 K變?yōu)閎 K時，反應(yīng)速率減小，則b<318.2，C正確；不同溫度時，反應(yīng)速率不同，蔗糖濃度減少一半所需的時間不同，D錯誤。 考

12、點2　化學(xué)平衡及其移動 例2　(1)(2019·全國卷Ⅲ)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}： ①Deacon發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系： 可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300 ℃)________K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進料濃度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的數(shù)據(jù)計

13、算K(400 ℃)＝________(列出計算式)。按化學(xué)計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是 ____________________________________。 ②在一定溫度的條件下，進一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是____________。(寫出2種) (2)(2019·天津高考)將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法，對應(yīng)的反應(yīng)依次為： ①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1>0 ②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH

14、2<0 ③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)　ΔH3 反應(yīng)③的ΔH3＝________(用ΔH1，ΔH2表示)。溫度升高，反應(yīng)③的平衡常數(shù)K________(填“增大”“減小”或“不變”)。 [批注點撥]　 [解析]　(1)①由圖像知，隨著溫度的升高，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低，所以4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH<0，升高溫度平衡左移，則K(300 ℃)>K(400 ℃)。在溫度一定的條件下，c(HCl)和c(O2)的進料比越大，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越低，所以題圖中自上而下三條曲線是c(HCl

15、)∶c(O2)(進料濃度比)為1∶1、4∶1、7∶1時的變化曲線。當(dāng)c(HCl)∶c(O2)＝1∶1時，列三段式： 4HCl(g)?。2(g) ===2Cl2(g)＋2H2O(g) c0 c0 0 0 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0 (1－0.84)c0 (1－0.21)c0 0.42c0 0.42c0 K(400 ℃)＝ ＝。 c(HCl)∶c(O2)過高時，HCl轉(zhuǎn)化率較低； 當(dāng)c(HCl)∶c(O2)過低時，過量的O2和Cl2分離時能耗較高。 ②由平衡移

16、動的條件可知，為提高HCl的轉(zhuǎn)化率，在溫度一定的條件下，可以增大反應(yīng)體系的壓強，增加O2的量或者及時分離出產(chǎn)物。 (2)根據(jù)蓋斯定律即可得③＝②－①，所以ΔH3＝ΔH2－ΔH1。由于ΔH2<0，ΔH1>0，所以ΔH3<0，即反應(yīng)③為放熱反應(yīng)，升溫時反應(yīng)③逆向移動，平衡常數(shù)K減小。 [答案]　(1)①大于　　 O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低　②增加反應(yīng)體系壓強、及時分離出產(chǎn)物 (2)ΔH2－ΔH1　減小 　 解答化學(xué)平衡移動問題的步驟 　其中條件改變可以按以下思路分析： 3．(2019·河南滑縣高三調(diào)研)在1 L恒容密閉容器中投入足量Mg(NO3)2，在一

17、定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：2Mg(NO3)2(s)2MgO(s)＋4NO2(g)＋O2(g)。下列能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是(　　) A．NO2體積分?jǐn)?shù)不再變化 B．MgO的濃度不再變化 C．NO2消耗速率與O2生成速率之比為4∶1 D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 答案　C 解析　反應(yīng)物為固體，產(chǎn)物有兩種氣體，氣體的體積比始終保持不變，NO2體積分?jǐn)?shù)保持不變，不能判斷平衡狀態(tài)，A錯誤；固體濃度為常數(shù)，B錯誤；混合氣體的比例一定，平均相對分子質(zhì)量一定，不能判斷是否平衡，D錯誤。 4．(2019·A10聯(lián)盟)碳是構(gòu)成物質(zhì)世界最重要的元素之一，能形成眾多的化合物。 (1)已

18、知0.096 kg碳完全燃燒可放出3148 kJ熱量，1 mol 液態(tài)水汽化時要吸收44 kJ熱量。 ①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 請寫出制備水煤氣的熱化學(xué)方程式：____________________。 (2)2L恒容密閉容器中發(fā)生C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)反應(yīng)，當(dāng)通入不同量的H2O(g)和CO(g)充分反應(yīng)后得到如下實驗數(shù)據(jù)： ①由實驗組1數(shù)據(jù)可知，達到平衡時v(H2O)＝________mol·L－1·min－1。

19、 ②增大壓強對該可逆反應(yīng)的影響是________________________________。 ③若在一定溫度、容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列說法中可判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________。(填編號) a．容器中壓強不變 b．1 mol H—H鍵斷裂，同時斷裂2 mol H—O鍵 c．c(H2O)＝c(CO) d．v(H2O)＝v(H2) e．容器體積不變 答案　(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 (2)①0.15?、趬簭娫龃螅磻?yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動?、踒e 解析　(1)由信息可知：n(

20、C)＝＝8 mol， 8 mol C～3148 kJ 1 mol C～x ＝ x＝393.5 kJ 則③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 又由題干信息可知 ④H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1 由蓋斯定律③＋④－①×－②×，可得出目標(biāo)熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。 (2)①　　 　C(s)＋H2O(g)CO(g)?。2(g) 起始量t＝0: 2 mol 0.8 mol 0 轉(zhuǎn)化量Δn:

21、 x x x 平衡量t＝4 min: 2 mol－x 0.8 mol＋x x 由信息可知 x＝1.2 mol，則 v(H2O)＝＝＝0.15 mol·L－1·min－1。 ③由信息可知密閉容器容積可變，則壓強始終不變，a錯誤。1 mol H—H鍵斷裂，必然同時生成2 mol H—O鍵，結(jié)合選項可知H—O鍵的生成與斷裂速率相等，即v正＝v逆，b正確。c(H2O)與c(CO)相等與該反應(yīng)是否達到平衡沒有任何關(guān)系，c錯誤。H2O和H2的計量數(shù)相等，則任意時刻v(H2O)＝v(H2)，d錯誤。工業(yè)制水煤氣的反應(yīng)是一個氣體總物質(zhì)的量

22、有變化的反應(yīng)，則從零時刻開始，密閉容器的容積會發(fā)生變化。如果容積不變了，則達到了平衡狀態(tài)，e正確。 考點3　化學(xué)平衡常數(shù)及有關(guān)計算 例3　(2019·全國卷Ⅱ)某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)，ΔH＝89.3 kJ/mol，起始總壓為105 Pa，平衡時總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝____________Pa。達到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有________(填標(biāo)號)。 A．通入惰性氣體 B．提高溫度 C．增加環(huán)戊烯濃度 D．增加碘濃度 [批

23、注點撥]　 [解析]　設(shè)碘和環(huán)戊烯的物質(zhì)的量均為1 mol，達平衡時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x mol，由題意得： (g)＋I2(g)(g)＋2HI(g) 初始物質(zhì)的量/mol 1 1 0 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol x x x 2x 平衡物質(zhì)的量/mol 1－x 1－x x 2x 平衡時，容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為(2＋x) mol， 則有×100%＝20%，解得x＝0.4 則環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為×100%＝40% 總壓強為105 Pa×(1＋20%)＝1.2×105 Pa 因此各種

24、氣體的分壓為p()＝1.2×105 Pa×＝0.3×105 Pa p(I2)＝1.2×105 Pa×＝0.3×105 Pa p()＝1.2×105 Pa×＝0.2×105 Pa p(HI)＝1.2×105 Pa×＝0.4×105 Pa 反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝＝ ≈3.56×104 Pa。 欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，則平衡正向移動，由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此升溫可使平衡正向移動；增加碘的濃度，平衡正向移動，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率提高。 [答案]　40%　3.56×104　BD　 　化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 (1)利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)可能進行的程度，K值越大，反應(yīng)進行的程度越大，同等條件

25、下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。 (2)利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷是否平衡及化學(xué)平衡移動的方向，對于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：＝Qc，稱為濃度商。 Qc (3)利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng) 5．一定條件下，向密閉容器中加入X物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)：3X(g)Y(g)＋Z(g)　ΔH<0，反應(yīng)一段時間后改變某一個外界條件，反應(yīng)中各時刻X物質(zhì)的濃度如下表所示。下列說法中不正確的是(　　) 反應(yīng)時間(min) 0 5 15 17 20 X的濃度(mol·L－1) 1.0 0.4 0.4 0

26、.7 0.7 A．0～5 min時，該反應(yīng)的速率為v(X)＝0.12 mol·L－1·min－1 B．5 min時反應(yīng)達到平衡，該溫度下的平衡常數(shù)值為0.625 C．15 min時改變的條件可能是降低溫度 D．從初始到18 min時，X的轉(zhuǎn)化率為30% 答案　C 解析　v(X)＝＝0.12 mol·L－1·min－1，A正確；5 min時，X、Y、Z的平衡濃度分別為0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，K＝＝＝0.625，B正確；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動，X的濃度減小，C錯誤；18 min時，X的濃度為0.7 mol·L－1，則X的

27、轉(zhuǎn)化率為×100%＝30%，D正確。 6．(2019·云南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)工業(yè)上常用CH4與水蒸氣在一定條件下制取H2，其原理為CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。 ①一定溫度下，在一個恒容密閉容器中，下列說法能說明此反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。 A．體系的壓強不再發(fā)生變化 B．消耗1 mol·L－1CH4的同時生成3 mol·L－1 H2 C．體系的密度不再發(fā)生變化 D．反應(yīng)速率v逆(CH4)∶v正(CO)＝1∶1 ②在恒壓密閉容器中，通入物質(zhì)的量均為0.1 mol的CH4與H2O，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)。 a．若平衡時，測得C

28、H4的轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系如圖所示，則壓強：p2________p1(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_______________； 在X點和Y點的速率：v(X)________v(Y)(填“大于”“小于”或“等于”)。 b．若Y點所在容器為1L，則此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_____________(列式并計算，結(jié)果保留到小數(shù)點后一位)。 答案　①AD?、赼.大于　CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)是一個氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng)，在相同溫度條件下，壓強越大，CH4的轉(zhuǎn)化率越小　小于 b.≈2.8(mol·L－1)2 解析?、僭诤銣睾闳輻l件下，對于反應(yīng)CH

29、4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)來說，氣體的總物質(zhì)的量是變量，則氣體的總壓強也為變量，體系的壓強不再發(fā)生變化能說明此反應(yīng)達平衡狀態(tài)，A正確；消耗CH4指的v正，生成H2也是指v正，不能說明此反應(yīng)達平衡狀態(tài)，B錯誤；氣體的總質(zhì)量為恒量，體積固定，也為恒量，則體系的密度為恒量，體系的密度不再發(fā)生變化，不能說明此反應(yīng)達平衡狀態(tài)，C錯誤；反應(yīng)速率v逆(CH4)∶v正(CO)＝1∶1，說明v正＝v逆，能說明此反應(yīng)達平衡狀態(tài)，D正確。 ②CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)是一個氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng)，壓強越大，CH4的轉(zhuǎn)化率越小，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，在同一溫度下CH4的轉(zhuǎn)

30、化率在p1條件下更大，故壓強p1較小，則壓強p2大于p1；同一溫度下，壓強越大，反應(yīng)速率越快，根據(jù)圖示信息，X點壓強為p1，比p2小，故在X點和Y點的速率：v(X)小于v(Y)；若Y點所在容器為1 L，由圖像可知Y點CH4的轉(zhuǎn)化率為80%，根據(jù)“三段式”得： CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 起始量(mol) 0.1 0.1 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) 0.1×0.8 0.08 0.08 0.24 平衡量(mol) 0.02 0.02 0.08 0.24 則此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝ ≈2.8 (mol

31、·L－1)2。 考點4　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像分析 例4　(2019·全國卷Ⅰ節(jié)選)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}： (1)Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721 ℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250。 ②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192。 根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO___

32、_____H2(填“大于”或“小于”)。 (2)721 ℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M行反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________(填標(biāo)號)。 A．＜0.25 B．0.25 C．0.25～0.50 D．0.50 E．＞0.50 (4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系(如下圖所示)，催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。 計算曲線a的反應(yīng)在30～90 min內(nèi)的平衡速率(a)＝________kPa·min－1。467

33、 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是________、________。489 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是________、________。 [批注點撥]　 [解析]　(1)根據(jù)題目提供的實驗數(shù)據(jù)可知用H2還原CoO制取金屬Co，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)，平衡混合氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250，K1＝＝＝39；CO還原CoO制取金屬Co的化學(xué)方程式為CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)，平衡混合氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192，K2＝＝≈51.08。K1＜K2，說明還原Co

34、O制取金屬Co的傾向是CO大于H2。 (2)H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)① CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)② ②－①可得CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 設(shè)起始CO、H2O的物質(zhì)的量為a mol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x mol，容器容積為1 L，則： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始/mol·L－1 a a 0 0 轉(zhuǎn)化/mol·L－1 x x x x 平衡/mol·L－1 a－x a－x x

35、 x 則該反應(yīng)的K＝＝≈1.31， 求得：x≈0.534a，則平衡時H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為＝0.267。 (4)根據(jù)反應(yīng)速率的計算公式可以計算 (a)＝≈0.0047 kPa·min－1。由(2)中分析得出H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在0.25～0.50之間，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在0～0.25之間，在同一容器中氣體的分壓之比等于物質(zhì)的量之比，所以H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將題圖分成上下兩部分，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向移動，CO分壓增加，H2分壓降低，故467 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是b、c,489 ℃時

36、pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是a、d。 [答案]　(1)大于　(2)C　(4)0.0047　b　c　a　d 1．化學(xué)平衡圖像題“五看” 一看面——即橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的量。 二看線——即線的斜率大小、平與陡的含義、函數(shù)的增減性。 三看點——即起點、終點、轉(zhuǎn)折點、交叉點等。 四看輔助線——等溫線、等壓線等。 五看量——濃度等的改變量。 2．化學(xué)平衡圖像題的分析方法及技巧 (1)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看Δv正、Δv逆的相對大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動的方向。 (2)四要素分析法：看曲線的起點，看曲線的變化趨勢，看曲線的轉(zhuǎn)折點，看曲線的終點。 (3)

37、“定一議二”原則：圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系。 (4)“先拐先平，數(shù)值大”原則：在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的曲線所表示的反應(yīng)先達到平衡狀態(tài)；先出現(xiàn)拐點的曲線所代表的反應(yīng)溫度較高或壓強較大。 3．化學(xué)平衡圖像題的解答步驟 7．(2019·河南滑縣高三調(diào)研)在恒容密閉容器中充入一定量的NO，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)N2(g)＋O2(g)　ΔH。實驗測得反應(yīng)速率表達式：v正＝k正·c2(NO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(O2)(k是反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。測得混合氣體中O2的體積分?jǐn)?shù)與溫度關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．

38、當(dāng)反應(yīng)進行到P點時再充入少量NO，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小 B．在T1下達到平衡后，升高溫度，k正增大倍數(shù)大于k逆增大倍數(shù) C．在T2下達到平衡后，為了提高N2濃度，只能采用升溫措施 D．在T2下上述反應(yīng)進行到t2 min時NO的轉(zhuǎn)化率為30% 答案　B 解析　P點達到平衡狀態(tài)，再充入NO，相當(dāng)于對原來的平衡體系加壓，該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，加壓(縮小體積)時平衡不移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，A錯誤；依題意，T1下反應(yīng)較快，先達到平衡，而T1時平衡體系中O2體積分?jǐn)?shù)較大，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。達到平衡后，升高溫度，平衡常數(shù)K增大，K＝＝，由此推知，k正增大倍數(shù)大于k逆增大倍數(shù)，B正確；

39、提高N2濃度的措施有：升溫、分離O2、充入N2等，C錯誤；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，設(shè)起始時NO的物質(zhì)的量為a，平衡時(t2 min)O2為0.3a mol，消0.6a mol NO，所以此時NO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，D錯誤。 8．(2017·全國卷Ⅲ)298 K時，將20 mL 3x mol·L－1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。 ①下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是_______

40、_(填標(biāo)號)。 a．溶液的pH不再變化 b．v(I－)＝2v(AsO) c.不再變化 d．c(I－)＝y(tǒng) mol·L－1 ②tm時，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 ③tm時v逆________tn時v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____。 ④若平衡時溶液的pH＝14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為________。 答案?、賏c?、诖笥凇、坌∮凇m時生成物濃度較低 ④(mol·L－1)－1 解析?、賏對：溶液pH不變時，則c(OH－)也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。b錯：根據(jù)反應(yīng)方程式，在同一反應(yīng)方向上始終存在速率關(guān)系：v(I－)＝2v(

41、AsO)，反應(yīng)不一定處于平衡狀態(tài)。c對：由于Na3AsO3總量一定，當(dāng)不再變化時，c(AsO)、c(AsO)也保持不變，反應(yīng)建立平衡。d錯：由圖可知，建立平衡時c(I－)＝2c(AsO)＝2y mol·L－1，因此c(I－)＝y(tǒng) mol·L－1時，反應(yīng)沒有建立平衡。 ②tm時，反應(yīng)正向進行，故v正大于v逆。 ③由于tm時生成物AsO的濃度小于tn時AsO的濃度，因v逆的大小取決于生成物濃度的大小，故tm時的v逆小于tn時的v逆。 ④反應(yīng)前，三種溶液混合后，c(Na3AsO3)＝3xmol·L－1×＝x mol·L－1，同理，c(I2)＝x mol·L－1，反應(yīng)情況如下： K＝(mo

42、l·L－1)－1＝(mol·L－1)－1。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2019·江蘇高考)(雙選)在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的ΔH>0 B．圖中X點所示條件下，延長反應(yīng)時間能提高NO轉(zhuǎn)化率 C．圖中Y點所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率 D．380 ℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡轉(zhuǎn)化率為

43、50%，則平衡常數(shù)K>2000 答案　BD 解析　實線表示不同溫度下相同時間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率，虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率，隨著溫度升高，由虛線知，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，即溫度升高，2NO＋O22NO2的平衡逆向移動，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A錯誤；X點條件下，NO的轉(zhuǎn)化率沒有達到最大，所以反應(yīng)沒有達到平衡，如果延長反應(yīng)時間，使反應(yīng)達到平衡，則可以提高NO轉(zhuǎn)化率，B正確；Y點處，反應(yīng)已達平衡，通入O2時，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率會提高，C錯誤；設(shè)起始時c(NO)＝a mol·L－1，則： 2NO ?。?　O2　　　　2NO2 起始濃度/ mol·L－1　　

44、a　　 5.0×10－4 0 轉(zhuǎn)化濃度/ mol·L－1 0.5a 0.25a 0.5a 平衡濃度/ mol·L－1 0.5a　　 (5.0×10－4－0.25a) 0.5a K＝＝ 當(dāng)0.25a＝0時，K＝2000，但0.25a>0，所以K>2000，D正確。 2．(2018·江蘇高考)(雙選)一定溫度下，在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 下列說法正確的是(　　) A．v1

45、＜v2，c2＜2c1 B．K1＞K3，p2＞2p3 C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2) D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1 答案　CD 解析　對比容器的特點，將容器1和容器2對比，將容器1和容器3對比。容器2中加入4 mol SO3等效于在相同條件下反應(yīng)物投入量為4 mol SO2和2 mol O2，容器2中起始反應(yīng)物物質(zhì)的量為容器1的兩倍，容器2相當(dāng)于在容器1達平衡后增大壓強，將容器的體積縮小為原來的一半，增大壓強化學(xué)反應(yīng)速率加快，v2＞v1，增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡時c2＞2c1，p2＜2p1，α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，容器1和容

46、器2溫度相同，K1＝K2；容器3相當(dāng)于在容器1達到平衡后升高溫度，升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率加快，v3＞v1，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡時c3＜c1，p3＞p1，α3(SO2)＜α1(SO2)，K3＜K1。根據(jù)上述分析，v2＞v1，c2＞2c1，A錯誤；K3＜K1，p2＜2p1，p3＞p1，則p2＜2p3，B錯誤；v3＞v1，α3(SO2)＜α1(SO2)，C正確；c2＞2c1，c3＜c1，則c2＞2c3，α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，α3(SO2)＜α1(SO2)，則α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D正確。 3．(2017·天津高考)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s)＋4

47、CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10－5。已知： Ni(CO)4的沸點為42.2 ℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。 第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4； 第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230 ℃制得高純鎳。 下列判斷正確的是(　　) A．增加c(CO)，平衡向正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 B．第一階段，在30 ℃和50 ℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50 ℃ C．第二階段，Ni(CO)4分解率較低 D．該反應(yīng)達到平衡時，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO) 答案　B 解析　A錯：增加c(CO)，平衡正向移

48、動，溫度不變，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。B對：第一階段，生成的Ni(CO)4是氣態(tài)，應(yīng)選擇高于其沸點的反應(yīng)溫度，故選50 ℃。C錯：230 ℃時，化學(xué)平衡常數(shù)K＝2×10－5，有利于反應(yīng)逆向進行，Ni(CO)4分解率較高。D錯：反應(yīng)達到平衡時，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)。 4．(2016·北京高考)K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)＋ H2O2CrO(黃色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液進行下列實驗： 結(jié)合實驗，下列說法不正確的是(　　) A．①中溶液橙色加深，③中溶液變黃 B．②中Cr2O被C2H5OH還原 C．對比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧

49、化性強 D．若向④中加入70% H2SO4溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬? 答案　D 解析　滴加70%的硫酸，增大了H＋的濃度，使平衡Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黃色)＋2H＋向左移動，因此①中溶液橙色加深，當(dāng)?shù)渭?0%的NaOH溶液時，中和了H＋，使上述平衡右移，因此③中溶液變黃；②中Cr2O被C2H5OH還原，所以顏色變?yōu)榫G色；根據(jù)實驗①②可知，在酸性條件下，K2Cr2O7將C2H5OH氧化，根據(jù)實驗③④可知，在堿性條件下，Cr2O和C2H5OH沒有反應(yīng)；若向④中加入70% H2SO4溶液至過量，Cr2O的氧化性增強，Cr2O被C2H5OH還原，溶液變?yōu)榫G色。 5．(2018·全

50、國卷Ⅰ)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}： (1)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為________。 (2)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 ℃時N2O5(g)分解反 應(yīng)： 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示(t＝∞時，N2O5(g)完全分解)： ①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1 2NO2(g)===

51、N2O4(g)　 ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1 則反應(yīng)N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 ②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min時，測得體系中pO2＝2.9 kPa，則此時的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。 ③若提高反應(yīng)溫度至35 ℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是 _________________________

52、___。 ④25 ℃時，N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保留一位小數(shù))。 (3)對于反應(yīng)2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)， R．A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程： 第一步　N2O5NO2＋NO3　　　　　快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 慢反應(yīng) 第三步　NO＋NO3―→2NO2 快反應(yīng) 其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是________(填標(biāo)號)。 A．v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng)) B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有N

53、O3 C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D．第三步反應(yīng)活化能較高 答案　(1)O2 (2)①53.1?、?0.0　6.0×10－2?、鄞笥凇囟忍岣?，體積不變，總壓強提高；NO2生成N2O4為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高 ④13.4　(3)AC 解析　(1)氯氣在反應(yīng)中得到電子作氧化劑，硝酸銀中只有氧元素化合價會升高，所以氧化產(chǎn)物是氧氣，分子式為O2。 (2)①已知：ⅰ.2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　 ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1 ⅱ.2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1

54、 根據(jù)蓋斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－ΔH2＝＋53.1 kJ·mol－1。 ②根據(jù)方程式可知生成氧氣與消耗N2O5的物質(zhì)的量之比是1∶2，又因為壓強之比等于物質(zhì)的量之比，所以消耗N2O5的壓強是2.9 kPa×2＝5.8 kPa，則此時N2O5的壓強是35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，因此此時反應(yīng)速率v＝2.0×10－3×30(kPa·min－1)＝6.0×10－2(kPa·min－1)。 ③由于溫度升高，容器體積不變，總壓強提高，且NO2生成N2O4為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高，所以若

55、提高反應(yīng)溫度至35 ℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35 ℃)大于63.1 kPa。 ④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知N2O5完全分解時的壓強是63.1 kPa，根據(jù)方程式可知完全分解時最初生成的NO2的壓強是35.8 kPa×2＝71.6 kPa，O2是35.8 kPa÷2＝17.9 kPa，總壓強應(yīng)該是71.6 kPa＋17.9 kPa＝89.5 kPa，平衡后壓強減少了89.5 kPa－63.1 kPa＝26.4 kPa，所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時N2O4對應(yīng)的壓強是26.4 kPa，NO2對應(yīng)的壓強是71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa

56、，則反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝ kPa≈13.4 kPa。 (3)第一步反應(yīng)快速平衡，所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的反應(yīng)速率，A正確；根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO，B錯誤；根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效，C正確；第三步為快反應(yīng)，所以第三步反應(yīng)的活化能較低，D錯誤。 6．(2018·全國卷Ⅱ)CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： (1)CH4-CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－

57、75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－394 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－111 kJ·mol－1 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 該催化重整反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是________(填標(biāo)號)。 A．高溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫高壓 D．低溫低壓 某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為________mol2·L－2。 (2)反應(yīng)中

58、催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表： ①由上表判斷，催化劑X________Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是 ____________________________________。 在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是________(填標(biāo)號)。 A．K積、K消均增加 B．v積減小，v消增加 C．K積減小，K消增加 D．v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大 ②在一定溫度下，測得某催化劑上

59、沉積碳的生成速率方程為v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如下圖所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為________________。 答案　(1)247　A　　(2)①劣于　相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活 化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大　AD ②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 解析　(1)已知：①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　 ΔH＝－75 kJ·mol－1 ②C(s)＋O2(g)===

60、CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1 根據(jù)蓋斯定律可知③×2－②－①即得到CH4-CO2催化重整反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋247 kJ·mol－1。正反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng)，所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓；某溫度下，在體積為2 L 的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行催化重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，根據(jù)方程式可知 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) 1 0.

61、5 0 0 0.25 0.25 0.5 0.5 0.75 0.25 0.5 0.5 所以平衡常數(shù)為 mol2·L－2＝ mol2·L－2。 (2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大，所以催化劑X劣于Y。正反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行，因此K積、K消均增加，A正確，C錯誤；升高溫度反應(yīng)速率均增大，B錯誤；積碳量達到最大值以后再升高溫度積碳量降低，這說明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大，D正確。 ②根據(jù)反應(yīng)

62、速率方程式可知在p(CH4)一定時，生成速率隨p(CO2)的升高而降低，根據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2) 從大到小的順序為pc(CO2)、 pb(CO2)、pa(CO2)。 7．(2018·全國卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題： (1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體，遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。 (2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)： 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH1＝4

63、8 kJ·mol－1 3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g) ΔH2＝－30 kJ·mol－1 則反應(yīng)4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (3)對于反應(yīng)2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。 ①343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%，平衡常數(shù)K343 K＝________(保留兩位小數(shù))。 ②在343 K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取

64、的措施是________________；要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，可采取的措施有________________、________________。 ③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計算a處的＝________(保留一位小數(shù))。 答案　(1)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl (2)114　(3)①22　0.02　②及時移去產(chǎn)物　改進催化劑　提高反應(yīng)物壓強(濃度)?、鄞笥凇?.

65、3 解析　(1)根據(jù)題目表述，三氯氫硅和水蒸氣反應(yīng)得到(HSiO)2O，方程式為：2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl。 (2)將第一個方程式擴大 3倍，再與第二個方程式相加就可以得到目標(biāo)反應(yīng)的焓變，所以焓變?yōu)閇48×3＋(－30)] kJ·mol－1＝114 kJ·mol－1。 (3)①由圖可知，溫度越高反應(yīng)速率越快，達到平衡用的時間就越少，所以曲線a代表343 K的反應(yīng)。從圖中讀出，達到平衡狀態(tài)時反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為1 mol·L－1，得到： 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) 1

66、 0 0 0.22 0.11 0.11 0.78 0.11 0.11 所以平衡常數(shù)K＝0.112÷0.782≈0.02。 ②溫度不變，提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分離(兩邊氣體體積相等，壓強不影響平衡)?？s短達到平衡的時間，就是加快反應(yīng)速率，所以可以采取的措施是提高反應(yīng)物壓強(濃度)、加入更高效的催化劑(改進催化劑)。 ③a、b兩點的轉(zhuǎn)化率相等，可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對應(yīng)相等，而a點的溫度更高，所以反應(yīng)速率更快，即va＞vb。根據(jù)題目表述得到v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝ k逆xSiH2Cl2xSiCl4，當(dāng)反應(yīng)達到平衡時v正＝v逆，v正＝ k正x2SiHCl3＝v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，所以＝ ，實際就是平衡常數(shù)K值，所以＝0.02。a處的轉(zhuǎn)化率為 20%，所以計算出： 　　　　　　　　2SiHCl3SiH2Cl2＋SiCl4 起始(mol·L－1) 1 0 0 反應(yīng)(mol·L－1) 0.2