资源简介

专题6 化学反应速率和化学平衡
【2018年高考考纲解读】
1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
3．了解化学反应的可逆性。
4．了解化学平衡建立的过程；了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
5．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。
6．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【重点、难点剖析】
一、化学反应速率与计算
1．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响趋势和程度
(1)当增大反应物(或生成物)浓度时，v(正)[或v(逆)]增大，v(逆)[或v(正)]瞬间不变，随后也增大；
(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；
(4)升高温度，不论放热反应还是吸热反应，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；
(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
2．惰性气体对反应速率的影响
我们把与化学反应体系中各反应成分均不起反应的气体统称为“惰性气体”。
(1)恒温恒容时
充入“惰性气体”体系总压强增大，但各反应成分分压不变，即各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。
(2)恒温恒压时
充入“惰性气体”容器容积增大各反应成分浓度降低反应速率减小。
二、化学平衡
1．可逆反应达到平衡状态的标志
(1)直接标志
(2)间接标志
2．平衡移动方向的判定
(1)应用平衡移动原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
①原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向移动；增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动。
②化学平衡移动的根本原因是外界条件(如温度、压强、浓度等)的改变破坏了原平衡体系，使得正、逆反应速率不再相等。当v正＞v逆时，平衡向正反应方向移动，当v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动，移动的结果是v正＝v逆。若条件的改变不能引起正、逆反应速率的变化，或者正、逆反应速率的变化相同，则平衡不发生移动。
(2)应用浓度商Qc与平衡常数K的关系
3．化学平衡分析中两种重要思想的应用
(1)等价转化思想。化学平衡状态的建立与反应途径无关，即无论可逆反应是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，或从中间状态开始，只要起始投入物质的物质的量相等，则可达到一样的平衡状态。
(2)放大缩小思想。该方法适用于起始投入物质的物质的量存在一定的倍数关系。它指的是将反应容器的体积扩大或缩小一定的倍数，让起始物质的浓度相同，则在一定的条件下，可建立相同的平衡状态。然后在此基础上进行压缩或扩大，使其还原为原来的浓度。分析在压缩或扩大过程中，平衡如何移动，再依据勒夏特列原理，分析相关量的变化情况。
三、化学平衡常数及转化率
1．化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”
根据反应进行(或平衡移动)的方向，设某反应物消耗的量，然后列式求解。
例：　　　mA　＋　nB pC　＋　qD
起始量： a b 0 0
变化量： mx nx px qx
平衡量： a－mx b－nx px qx
注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。
②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。
③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。
④在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。
2．化学平衡计算的极限思维模式——“一边倒”思想
极限思维可概括为：“始转平，平转始，欲求范围找极值”。
例：　　mA　＋　nB　　pC
起始： a b c
转化极限： a a a
平衡极限： 0 b－a c＋a
3．转化率计算公式
转化率α＝×100%。
【高考 题型示例】
题型1、化学反应速率的影响因素与定量计算
1．外界条件对化学反应速率的影响
(1)纯液体和固体浓度可视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响化学反应速率。
(2)对使用催化剂的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。
(3)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：
①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。
②恒温时，对于恒容密闭容器：
a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。
b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。
③恒温恒压时
充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。
(4)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。
①当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；
②改变压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；
③对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强正、逆反应速率改变程度相同；
④升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度、v正和v逆都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度大；
⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
2．方法：化学反应速率的求算
(1)公式法：v(B)＝＝
用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：
①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。
③同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，则有＝＝＝。
【例1】(2016·北京理综，8)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　　)
A．抗氧化剂 B．调味剂 C．着色剂 D．增稠剂
答案　A
【变式探究】10 mL浓度为1 mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是(双选)(　　)
A．K2SO4 B．CH3COONa
C．CuSO4 D．Na2CO3
答案　AB
【变式探究】(2015·福建理综，12，6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　　)
c/mol·L-1
v/mmol·L-1·min-1
T/K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A.a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b＜318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
解析　A项，根据表中的数据可知：328.2 K时，蔗糖溶液的浓度越大，水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知，蔗糖的浓度每减小0.100 mol·L－1，速率减小1.50 mmol·L－1·min－1，所以在浓度为0.400 mol·L－1时，蔗糖水解的速率a＝6.00 mmol·L－1·min－1，正确；B项，根据表中的数据可知：温度升高，水解速率越快，浓度越高，水解速率也越快，同时改变反应物的浓度和反应的温度，若二者对反应速率的影响趋势相反，并能相互抵消，反应速率也可能不变，正确；C项，在物质的浓度不变时，温度升高，水解速率加快，温度降低，水解速率减慢。由于在物质的浓度为0.600 mol·L－1时，当318.2 K时水解速率是3.60 mmol·L－1·min－1，现在该反应的速率为2.16 mmol·L－1·min－1小于3.60 mmol·L－1·min－1，所以反应温度低于318.2 K，即b＜318.2，正确；D项，由于温度不同时，在相同的浓度时的反应速率不同，所以不同温度下，蔗糖浓度减小一半所需的时间不同，错误。
答案　D
【变式探究】(2014·北京理综)一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol/(L·min)
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol/(L·min)
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol/L
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
【答案】C
【解析】
选项
答案
分析
A
正确
0～6 min生成22.4 mL(标准状况)O2，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)≈3.3×10－2 mol/(L·min)
B
正确
随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率降低
C
错误
反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，c(H2O2)＝0.20 mol/L
D
正确
反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，转化率为50%
【举一反三】(2014·新课标Ⅰ)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：
H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　　慢
H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　快
下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．反应速率与I－浓度有关
B．IO－也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98 kJ·mol－1
D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
【答案】A　
【感悟提升】化学反应速率的5个易错点
1．错误地把化学反应速率等同于瞬时速率。化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
2．进行化学反应速率的相关计算时，错误地用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算，速率大小比较时易忽视各物质的速率的单位是否一致，单位书写是否正确。
3．错误地认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
4．错误地认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，相当于压强减小，反应速率减小。
5．不能正确区分外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响趋势。如对ΔH>0的反应，升高温度，平衡逆向移动，正、逆反应速率都增大，并不是只增大逆反应速率，只是逆反应速率增大的程度大于正反应速率；工业合成氨中，移出部分氨气(平衡右移)，正逆反应速率都减小，并不是增大了正反应速率。
题型2、化学平衡状态和移动方向的判断
【例2】【2017江苏卷】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是
A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大
C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%
D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则 T2> T1
【答案】CD
【解析】由容器I中反应2NO2 2NO + O2
起始量(mol/L) 0.6 0 0
变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2
平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2
可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)?c(O2)，进一步求出。A．显然容器II的起始投料与容器I的平衡量相比，增大了反应物浓度，平衡将向逆反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定小于1 mol，故两容器的压强之比一定大于4：5，A错误；B．若容器II在某时刻，，
由反应 2NO2 2NO + O2
起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2
变化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 0.3?2x 0.5+2x 0.2+x
因为，，解之得x=，求出此时浓度商Qc=>K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C．若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，
由反应 2NO2 2NO + O2
起始量(mol/L) 0 0.5 0.35
变化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 2x 0.5?2x 0.35?x
由0.5?2x=2x+0.35?x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=>，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D．温度为T2时，>0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2>T1，D正确。
【举一反三】【2017海南】已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是
A. 升高温度，K减小 B. 减小压强，n(CO2)增加
C. 更换高效催化剂，α(CO)增大 D. 充入一定量的氮气，n(H2)不变
【答案】AD
【变式探究】(2016·江苏化学，15)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) 达到平衡，下列说法正确的是(双选)(　　)
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L－1
物质的平衡浓
度/mol·L－1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
解析　对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，温度相同，两者建立等效平衡两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率加快，D正确。
答案　AD
【举一反三】[2016·浙江理综，28(1)(2)(3)(4)]催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1　Ⅰ
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2　Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0 kJ·mol－1和－285.8 kJ·mol－1
②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝44.0 kJ·mol－1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K＝________；反应Ⅱ的ΔH2＝________ kJ·mol－1。
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________。
A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是________________________________________________________________。
(4)在图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程－能量”示意图。
解析　(1)因为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡常数K的表达式为K＝；因为CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0 kJ·mol－1和－285.8 kJ·mol－1，可得下列热化学方程式：
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1①
H2(g)＋ 1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1②
又H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1③
根据盖斯定律，由②－①－③得：
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1
(3)从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未到平衡数据。故由表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
(4)催化剂能降低反应的活化能，再结合表中的数据，Cat.2催化效果比Cat.1好，故可得到曲线为
。
答案　(1)　＋41.2　(2)CD　
(3)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响
(4)
【变式探究】(2015·天津理综，6，6分)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋m Y(g) 3 Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
答案　D
【变式探究】(2015·重庆理综，7，6分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1
反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．反应前H2S物质的量为7 mol
D．CO的平衡转化率为80%
解析　A项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率开始减小，错误；C项，
因为该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以有K＝＝0.1，解得n＝7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。
答案　C
【变式探究】 (2015·安徽理综，11，6分)汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0
答案　A
【变式探究】(2015·江苏化学，15，4分)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是(双选)(　　)
A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0
B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)
C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ)
D．逆反应速率：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ)
此时
此时气体总的物质的量为0.12 mol，
Ⅱ所在曲线表示的是通入0.2 mol CO2的变化过程，此时
此时气体总的物质的量为0.32 mol，此时Ⅱ中气体总物质的量大于Ⅰ中气体总物质的量的2倍，且Ⅱ的温度高，气体体积膨胀，压强又要增大，则p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，正确；C项，状态Ⅱ和Ⅲ，温度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但成比例增加投料量，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，所以c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，状态Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的温度高，反应速率快，所以v逆(状态Ⅲ)>v逆(状态Ⅰ)，错误。
答案　BC
【举一反三】(2014·新课标Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)??2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为__________________。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是____________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2___________________________________________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是___________________________________________________ ___________________。
【答案】(1)①大于　②0.001 0　③0.36 mol·L－1
(2)①大于　反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高　②平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.160 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1
K2＝＝1.28 mol·L－1
(3)逆反应　对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
吸热反应，即ΔH大于0；根据反应速率的定义可求出N2O4的反应速率；由题中图像可知平衡时NO2和N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。(2)①由题意，改变温度，N2O4的浓度减小，则是升高温度，T大于100 ℃；②根据速率和时间，求出减少的N2O4的浓度为0.02 mol·L－1，则平衡时N2O4的浓度为0.020 mol·L－1，NO2浓度为0.16 mol·L－1，由平衡常数表达式可得K2的值。(3)缩小体积，即增大压强，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，所以平衡逆向移动。
题型3、有关化学平衡常数及转化率的简单计算
高考中对化学反应速率和化学平衡的有关计算往往以化学平衡常数为中心，以转化率为主要考点进行考查。因此对化学平衡常数的理解尤为重要。
(1)对于同类型的反应，K值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。
(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
(3)反应物或生成物中若有固体或纯液体，由于其浓度可以看做为“1”而不代入平衡常数表达式。
(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化；当化学方程式逆写时，平衡常数为原平衡常数的倒数。
【例3】【2017天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10?5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
【答案】B
【变式探究】（1）[2016·新课标全国Ⅰ，27(2)]CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应______________________________________。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。
③升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)[2015·全国课标Ⅰ，28(4)①②]Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)
在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为____________________________________。
②上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________________(以K和k正表示)。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v正＝________min－1。
(2)①2HI(g)H2 (g)＋I2 (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)＝0.784，则x(H2)＝x(I2)＝0.108，K＝＝＝
。②到达平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正·＝k正/K，在t＝40 min时，x(HI)＝0.85，v正＝k正x2(HI)＝0.002 7 min－1×(0.85)2＝1.95×10－3 min－1。
答案　(1)①2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　②增大　1.0×1014　③小于
(2)①　②k正/K　1.95×10－3
【变式探究】(2014·山东理综，节选)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2(g)＋NaCl(s)=NaNO3(s)＋ClNO(g) K1　ΔH1<0　(Ⅰ)
2NO(g)＋Cl2(g)=2ClNO(g)　K2　ΔH2<0　(Ⅱ)
(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)=2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min 时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是________。
【答案】(1)　(2)2.5×10－2　75%　>　不变　升高温度
(Ⅱ)在恒压条件下进行可看作由恒容条件下的平衡通过增大压强来实现，增大压强时反应(Ⅱ)的平衡向右移动，NO的转化率增大，所以α2>α1；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变；因该反应若要使平衡常数减小，应采用升高温度的方法。
【变式探究】(2013·重庆理综，7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s) 2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。
　 压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1 000
e
f
83.0
①b＜f　②915 ℃，2.0MPa时E的转化率为60%　③该反应的ΔS＞0　④K(1 000 ℃)＞K(810 ℃)
上述①～④中正确的有(　　)。
A．4个 B．3个 C．2个 D．1个
【答案】A
②假设起始时加入的E的物质的量为n
E(g)＋F(s) 2G(g)
起始 n 0
平衡 n－x 2x
×100%＝75%
x＝0.6n
此时，E的转化率为60%，正确。
③该反应为熵增加的反应，ΔS＞0，正确。
④由于该反应为吸热反应，升温，平衡右移，K增大，正确。
【变式探究】工业上，可用CO和H2合成CH3OH，此反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。该反应不同温度下的平衡常数如表所示：
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13.5
1.9×10－2
2.4×10－4
1×10－5
下列叙述中正确的是(　　)。
A．该反应的正反应是吸热反应
B．100 ℃时，向体积为V1 L的恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，达到平衡时，CO的转化率为40%，则V1＝12
C．250 ℃时，向体积为V2L的恒容密闭容器中充入3 mol CO和3 mol H2，达到平衡时，混合气体中CO的体积分数为50%
D．250 ℃时，向体积为V2 L的恒容密闭容器中充入3 mol CO和3 mol H2，达到平衡时，混合气体中CH3OH(g)的体积分数为62.5%
【答案】C
根据100 ℃时的化学平衡常数K＝13.5，有：＝13.5，解得V1＝＝10.8，B项错误。
对于C、D两项的分析，也可利用“起始”、“转化”、“平衡”三段式进行如下计算：
　　　　　 CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
起始/mol: 　3 　3 　0
转化/mol: 　x 　 2x 　 x
平衡/mol: 　3－x 　3－2x 　x
达到平衡时，气体的总物质的量为(6－2x)mol，混合气体中CO的体积分数为×100%＝50%；达到平衡时，混合气体中CH3OH(g)的体积分数为×100%。在没有给出250 ℃时该反应的化学平衡常数的前提下，无法求出上式中x的值，由于达到平衡时，混合气体中CO的体积分数为50%，则CH3OH(g)的体积分数肯定小于50%，C项正确，D项错误。
题型4、有关速率和平衡图表题
例4、【2017江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大
【答案】D
【变式探究】在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(　　)
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1【答案】A　
【解析】本题考查化学反应速率及转化率，意在考查考生对图像的分析判断能力。
由表中数据可知，N2O的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半衰期与浓度呈正相关，转化率与浓度大小无关，故A项正确，B、C、D项错误。
【方法技巧】四步法妙解图表题
有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图表，想原理，巧整合”四步法解答。
第一步：看特点。即分析可逆反应方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。
第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。
【变式探究】对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。下列研究目的和图示相符的是(　　)。
A
B
C
D
研究
目的
温度(T)对反应的影响(T2>T1)
压强(p)对平衡常数的影响
温度(T)对反应的影响
压强(p)对反应的影响(p2>p1)
图示
【答案】C
题型五、综合考查反应速率、化学平衡
例5．(2015·课标全国卷Ⅰ，28，15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为________。
(2)上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为________________，已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(3)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)??H2(g)＋I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为___________________。
②上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v正＝________min－1。
③由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________________(填字母)。
＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol－1＝598 kJ·mol－1，则E(H—I)＝299 kJ·mol－1]。(4)①2HI(g) H2 (g)＋I2 (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)＝0.784，则x(H2)＝x(I2)＝0.108，K＝＝＝。②到达平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正·＝k正/K，在t＝40 min时，x(HI)＝0.85，v正＝k正x2(HI)＝0.002 7 min－1×(0.85)2＝1.95×10－3 min－1。③原平衡时，x(HI)为0.784，x(H2)为0.108，二者图中纵坐标均约为1.6(因为平衡时v正＝v逆)，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面， 升高温度，平衡向正反应方向移动，x(HI)减小(A点符合)，x(H2)增大(E点符合)。
答案　(1)MnSO4(或Mn2＋)　(2)4.7×10－7　(3)299
(4)①　②k正/K　1.95×10－3　③A点、E点
【变式探究】(2015·课标全国卷Ⅱ，27，14分)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3
回答下列问题：
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)反应①的化学平衡常数K表达式为________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是________。
图1
图2
(3)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________；图2中的压强由大到小为________，其判断理由是____________。
K减小，因此曲线a符合。(3)由图2可知，压强不变时，随着温度的升高，α(CO)减小；反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响；反应①为气体分子数减小的反应，加压使α(CO)增大；由图2可知，固定温度(如530 K)时，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此综合分析可知p3＞p2＞p1。
答案　(1)－99　＋41
(2)K＝　a　反应①为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数K应减小
(3)减小　由图2可知，压强恒定时，随着温度的升高，α(CO)减小　p3＞p2＞p1　温度恒定时，反应①为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，α(CO)增大，而反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大
1．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：
①2C(焦炭)＋O2(空气)2CO
②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是(　　)
A．CO过量
B．CO与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够
D．CO与Fe2O3的反应有一定限度
答案　D
2．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：
反应①　O3O2＋[O]　ΔH＞0　平衡常数为K1；
反应②　[O]＋O32O2　ΔH＜0　平衡常数为K2；
总反应：2O33O2　ΔH＜0　平衡常数为K。
下列叙述正确的是(　　)
A．降低温度，K减小
B．K＝K1＋K2
C．适当升温，可提高消毒效率
D．压强增大，K2减小
解析　降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K1＝、K2＝、K＝＝K1·K2，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c([O])增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。
答案　C
3．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是(　　)
A．其他条件不变仅将容器的体积缩小一半，反应速率减小
B．反应达平衡状态时：v(CO)正＝v(H2O)逆
C．保持体积不变，充入少量He使体系压强增大反应速率一定增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量会使反应速率增大
解析　A项，将容器的容积缩小一半相当于体系压强增加一倍，反应速率加快；B项，转化为同一物质的速率，其正、逆反应速率相等，处于平衡状态；C项，由于体积保持不变，充入He气后，各组分的浓度不变，反应速率不变；D项，改变固体物质的用量不影响化学反应速率。
答案　B
4．已知：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，现将体积之比为1∶2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3与NO的体积比保持不变
D．每消耗1 mol SO2，同时生成1 mol NO
答案　B
5．一定条件下，在密闭容器中进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－372.3 kJ/mol，下列说法错误的是(　　)
A．增大压强，平衡正向移动，K不变
B．平衡常数表达式为K＝
C．有4 mol碳氧双键断裂的同时，有1 mol氮氮叁键生成，说明反应达到平衡
D．向容器中加入1 mol NO和1 mol CO发生反应，达到平衡时放出的热量小于372.3 kJ
解析　B选项错误，正确的表达式为K＝。学··科……网
答案　B
6．对于达到平衡的可逆反应X＋YW＋Z(已配平)，在t时刻增大压强(其他条件不变)，正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是(　　)
A．W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体
B．X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体
C．X、Y或W、Z中均只有一种为气体
D．X、Y均为气体，W、Z均为液体或固体
答案　B
7.Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)可实现氯的循环利用。如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。当该反应达平衡时，下列叙述正确的是(　　)
A．该反应平衡常数的表达式K＝
B．及时分离出H2O，平衡正向移动，这是正反应速率逐渐增大的缘故
C．若向恒容平衡体系内再加入1 mol O2，则达新平衡时，HCl的转化率增大
D．随温度升高，该反应的平衡常数K值会变大
解析　A项错误，该反应平衡常数的表达式K＝；B项错误，分离出H2O，平衡会正向移动，原因是逆反应速率随c(H2O)的减小而减小，正反应速率大于逆反应速率；C项正确，向恒容平衡体系内再加入1 mol O2，平衡正向移动，使HCl的转化率增大；D项错误，由温度对HCl平衡转化率影响的曲线可知，该反应是放热反应，温度升高会使平衡逆向移动，平衡常数K值会变小。
答案　C
8.氧化物可用于脱除煤气中的H2S，反应原理如下：
Fe3O4(s)＋3H2S(g)＋H2(g)3FeS(s)＋4H2O(g)　①
Fe2O3(s)＋2H2S(g)＋H2(g)2FeS(s)＋3H2O(g)　②
FeO(s)＋H2S(g)FeS(s)＋H2O(g)　③
温度与平衡常数的关系如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．上述反应均为吸热反应
B．压强越大，H2S脱除率越高
C．温度越高，H2S脱除率越高
D．相同温度、相同物质的量的三种铁的氧化物中，Fe3O4脱除H2S的效果最好
答案　D
9．已知一定条件下发生可逆反应：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，当起始投料只有CH3OH时，CH3OH的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．当体系中气体的密度不再发生改变时，反应达到最大限度
B．在其他条件不变的情况下，及时分离出HCHO，能提高CH3OH的平衡转化率
C．在T1 K时，该反应的平衡常数为8.1
D．工业上为提高经济效益，宜将反应温度升至1 050 K以上
解析　若该反应在恒容容器中进行，任何时刻气体的密度都不变，故当体系中气体的密度不再发生改变时，反应不一定达到最大限度，A项错误。T1K时，假设CH3OH的起始浓度为x mol·L－1，利用三段式进行计算得平衡时CH3OH的浓度为0.1x mol·L－1，H2、HCHO的浓度均为0.9x mol·L－1，平衡常数K＝＝8.1x，CH3OH的起始浓度未知，故C项错误。由图可以看出，在900 K时，CH3OH的平衡转化率已经很高，再继续升高温度，CH3OH的平衡转化率增大的幅度已经很小，反而会浪费能源，降低经济效益，D项错误。
答案　B
10．一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是(　　)
A．该条件下此反应的化学平衡常数约为0.91 (L/mol)3
B．0～2 min A的平均反应速率为0.3 mol/(L·s)
C．B的转化率为60%
D．若混合气体的密度不再改变，则该反应不一定达到平衡状态
答案　A
11．已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝Q kJ· mol－1；在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法正确的是(　　)
温度(℃)
容器体积
CO转化率
平衡压强(p)
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p2
A.反应速率：③＞①＞②
B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4
C．若容器体积V1＞V3，则Q＜0
D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率＜70%
解析　根据表中所给数据可知，容器①和容器②温度相同，但是容器②中CO转化率大，说明p2>p1，容器②与容器③中平衡时压强相等，且容器③中温度高于容器②中温度，则反应速率③>②>①，A选项错误；容器①和容器②的温度相同，但容器①和容器②的体积不同，不能确定压强之比，B选项错误；若容器①和容器③的温度相同，且V1＞V3，则实验③与实验①相比，平衡正向移动，平衡时CO的转化率大，而实际上实验③和实验①中CO的转化率相同，故升高温度时，平衡逆向移动，所以正反应一定为放热反应，即Q<0，C选项正确；若实验②中CO和H2，用量均加倍，则相当于增大压强，平衡正向移动，CO的转化率大于70%，D选项错误。
答案　C
12．向某密闭容器中充入1 mol X与2 mol Y发生反应：X(g)＋2Y(g)aZ(g)　ΔH＜0，达到平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X的平衡转化率的变化如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A．a＝2
B．T2＞T1
C．A点的反应速率：v正(X)＝v逆(Z)
D．用Y表示A、B两点的反应速率：v(A)＞v(B)
答案　C
13．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是(　　)
A．上述反应的ΔH<0
B．压强：p4>p3>p2>p1
C．1 100 ℃时该反应的平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在y点：v正>v逆
答案　A
14．在一定温度下，将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，发生反应：3H2＋N22NH3。起始时H2和N2的物质的量之和相等，平衡后分别测出H2、N2的转化率。能正确表示H2、N2的转化率与起始时的关系图是(　　)
解析　反应物按化学计量数之比投料时，达到平衡时转化率相等，增加一种反应物的物质的量，该反应物的转化率减小，其他反应物的转化率增大。
答案　A
15．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
解析　根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式为CO2＋H2CO＋H2O；升高温度，正、逆反应速率均增大；温度升高，H2浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热的，焓变为正值；在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2浓度变化不确定。
答案　A
16．Fenton试剂常用于氧化降解有机污染物X。在一定条件下，反应初始时c(X)＝2.0×10－3mol·L－1，反应10 min进行测定，得图1和图2。下列说法不正确的是(　　)
A．50 ℃，pH在3～6时，X降解率随pH增大而减小
B．pH＝2，温度在40～80 ℃时，X降解率随温度升高而增大
C．无需再进行后续实验，就可以判断最佳反应条件是：pH＝3、温度为80 ℃
D．pH＝2，温度为50 ℃时，10 min内X的平均降解速率v(X)＝1.44×10－4mol·L－1·min－1
答案　C
17．已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始
时体积相同。发生反应：2NO2(g)N2O4 (g)　ΔH＜0。一段时间后相继达到平衡状态。下列说法中正确的是(　　)
A．平衡时NO2体积分数：甲＜乙
B．达到平衡所需时间，甲与乙相等
C．该反应的平衡常数表达式K＝c(N2O4)/c(NO2)
D．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态
答案　A
18．下列四图中，曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是(　　)
解析　A选项，温度高斜率大，SO3的含量低，错误；B选项，压强增大，平衡正向移动，正反应速率增大的比逆反应速率快，错误；C选项，作一条垂线，可知压强相同时，温度越高N2O4的物质的量分数越小，符合升高温度平衡右移；温度相同时，压强越大，N2O4的物质的量分数越大，符合增大压强平衡左移，正确；D选项，恒压时投入CO2，反应速率、转化率均相同；恒容投入3 mol CO2时，压强大，反应速率快，但平衡左移，转化率降低，错误。
答案　C
19．t ℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0
2 min末浓度/(mol·L－1)
0.08
a
b
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法正确的是(　　)
A．平衡时，X的转化率为20%
B．t ℃时，该反应的平衡常数为40
C．增大平衡后的体系压强，v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动
D．前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03 mol·(L·min)－1
解析　依据“三段式法”进行计算
　　　　　　　　　 X(g)＋3Y(g)2Z(g)
始态(mol·L－1) 0.1 0.2 0
反应的量(mol·L－1) 0.05 0.15 0.1
平衡(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1
X的转化率＝×100%，A选项错误；K＝＝1 600，B选项错误；增大压强，不论平衡向何方向移动，正逆反应速率均增大，C选项错误；D选项，前2 min内，Y的浓度变化量为(0.1－0.08)mol·L－1×3＝0.06 mol·L－1，则v(Y)＝0.03 mol·(L·min)－1，正确。
答案　D
20．一定条件下，向某密闭容器中加入一定量的N2和H2发生可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，测得0～10 s内，c(H2)减小了0.75 mol·L－1，下列说法正确的是(　　)
A．10～15 s内c(NH3)增加量等于0.25 mol·L－1
B．10 s内氨气的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1
C．达平衡后，分离出少量NH3，v(正)增大
D．该反应的逆反应的活化能不小于92.2 kJ·mol－1
答案　D
21．在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2 (g)　ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高NO的转化率和该反应的速率，可采取的措施是(　　)
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
答案：B
22．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
解析：X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项错误。
答案：C
23．在2 L的恒容容器中，充入1 mol A和3 mol B，并在一定条件下发生如下反应：A(s)＋3B(g)2C(g)，若经3 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，下列选项说法正确的组合是(　　)
①用B表示的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1
②3 s时生成C的物质的量为1.2 mol
③3 s时B的浓度为0.6 mol·L－1
A．①②　　　　　 B．①③
C．②③ D．①②③
解析：在2 L的恒容容器中，充入1 mol A和3 mol B，并在一定条件下发生如下反应：A(s)＋3B(g) 2C(g)，若经3 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，用C表示的化学反应速率为0.6 mol·L－1/3 s＝0.2 mol·L－1·s－1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以用B表示的反应速率为0.3 mol·L－1·s－1，①错误；②3 s时生成C的物质的量为n＝cV＝0.6 mol/L×2 L＝1.2 mol，正确；③3 s时转化的B的物质的量为1.8 mol，剩下的B的物质的量为1.2 mol，所以B的浓度为0.6 mol·L－1，正确。
答案：C
24．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)＋Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)　ΔH＝－61.16 kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　)
A．增大压强，平衡常数将增大
B．达到平衡时，单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2
C．达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小
D．加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
答案：B
25．常温常压下，向2 L的恒温密闭容器中投入2 mol A和1 mol B，发生可逆反应 3A(g)＋2B(s)2C(g)＋D(g)　ΔH＝－a kJ/mol。5 min后达平衡，测得容器中n(C)＝0.8 mol。则下列说法正确的是(　　)
A．使用催化剂或缩小容器体积，该平衡均不会移动
B．3v(A)＝2v(C)＝0.16 mol/(L·min)
C．升高温度，该平衡正向速率减小，故平衡逆向移动
D．该可逆反应达平衡后，放出a kJ的热能(假设化学能全转化为热能)
解析：由于该反应气体物质的量不变，所以缩小容器体积平衡不移动，使用催化剂不会改变平衡，平衡也不移动，A项正确：化学反应速率之比等于化学计量数之比，应该是2v(A)＝3v(C)＝0.24 mol/(L·min)，B项错误；升高温度，正逆反应速率均增大，逆反应速率增大更多，平衡逆向移动，C项错误；根据题干中的热化学方程式可知每生成2 mol C和1 mol D放出热量a kJ，但由于该反应是可逆反应，所以达平衡时2 mol A和1 mol B没有反应完，放出的热量小于a kJ，D项错误。
答案：A
26．某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，反应A(g)＋B(g)―→C(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是(　　)
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A.反应在前5 s的平均速率v(A)＝0.17 mol·L－1·s－1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol·L－1，则反应的ΔH>0
C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C达到平衡时，C的转化率大于80%
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v(正)解析：A的物质的量达到0.80 mol反应达到平衡状态，则
　A(g)＋B(g) C(g)
起始量/(mol)　　1.0　　1.0　　0
变化量/(mol) 0.20 0.20 0.20
平衡量/(mol) 0.80 0.80 0.20
代入求平衡常数：K＝0.625。
反应在前5 s的平均速率v(A)＝0.015 mol·L－1·s－1，故A错误；保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol·L－1，A物质的量为0.41 mol/L×2 L＝0.82 mol＞0.80 mol，说明升温平衡逆向移动，正反应是放热反应，则反应的ΔH＜0，故B错误；等效于起始加入2.0 mol A和2.0 mol B，与原平衡相比，压强增大，平衡向正反应方向移动，平衡时的AB转化率较原平衡高，故平衡时AB的物质的量小于1.6 mol，C的物质的量大于0.4 mol，即相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的物质的量大于0.4 mol，参加反应的C的物质的量小于1.6 mol，转化率小于80%，故C错误；相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，Qc＝50＞K，反应逆向进行，反应达到平衡前v(正)＜v(逆)，故D正确。
答案：D
27．用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH＜0，且p1＜p2
B．反应速率：v逆(状态A)＞v逆(状态B)
C．在C点时，CO转化率为75%
D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数不同
起始/(mol)　　1　　　　2　　　　　0
变化/(mol) x 2x x
平衡/(mol) 1－x 2－2x x
在C点时，CH3OH的体积分数＝＝0.5，解得x＝0.75，故C正确；由等效平衡可知，在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数都相同，故D错误。
答案：C
28．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ/mol。
(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是 _________。
a．v正(N2O4)＝2v逆(NO2)
b．体系颜色不变
c．气体平均相对分子质量不变
d．气体密度不变
达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次到达平衡时，混合气体颜色 ____(填 “变深”“变浅”或“不变”)，判断理由_______。
(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数[例如：p(NO2)＝p总×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数Kp表达式 _______________________(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素_________________。
(3)上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为____(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝______________kPa·s－1。
(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为α。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为__________________________。
N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ/mol，正反应是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，则混合气体颜色变深。
(2)平衡常数Kp表达式；影响平衡常数K的因素是温度，所以影响Kp的因素也是温度。
(3)上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，平衡时v正＝v逆，k正·p(N2O4)＝k逆p2(NO2)，Kp为。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1。当N2O4分解10%时，v正＝4.8×104×100 kPa×＝3.9×106 kPa·s－1。(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，设N2O4初始浓度为x，列式：
　　　N2O4(g) 2NO2(g)
　起始　x　　　　　0
　 转化 αx 2αx
平衡 x－αx 2αx
向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下，则N2O4初始浓度为2x，列式：
N2O4(g) 2NO2(g)
起始/(mol)　　2x　　　　　0
转化/(mol) β×2x β×4x
平衡/(mol) 2x－β×2x β×4x
＝，β＝。
答案：(1)bc　变深　正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，
c(NO2)增加，颜色加深
(2)(p总·x)2(NO2)/x(N2O4)　温度
(3)k正/k逆　3.9×106　(4)
29．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将CN－氧化的反应)。
【相关资料】
①氰化物主要是以CN－和[Fe(CN)6]3－两种形式存在。
②Cu2＋可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂；Cu2＋在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计。
③[Fe(CN)6]3－较CN－难被双氧水氧化，且pH越大，[Fe(CN)6]3－越稳定，越难被氧化。
【实验过程】
在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2＋的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验序号
实验
目的
初始
pH
废水
样品
体积/mL
CuSO4
溶液的
体积/
mL
双氧水
溶液的
体积/
mL
蒸馏水
的体积/
mL
①
为以下实验
操作参考
7
60
10
10
20
②
废水的初始
pH对破氰
反应速率的影响
12
60
10
10
20
③
________
7
60
______
______
10
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN－表示)随时间变化关系如图所示。
(2)实验①中20～60 min时间段反应速率：v(CN－)＝______mol·L－1·min－1。
(3)实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是____________________(填一点即可)。
在偏碱性条件下，含氰废水中的CN－最终被双氧水氧化为HCO，同时放出NH3，试写出该反应的离子方程式：____________。
(4)该兴趣小组同学要探究Cu2＋是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他们设计实验并验证上述结论，完成下表中内容(已知：废水中的CN－浓度可用离子色谱仪测定)。
实验步骤(不要写出具体操作过程)
预期实验现象
和结论
(3)pH越大，[Fe(CN)6]3－越稳定，越难被氧化，所以破氰反应速率减小；因为氰废水中的CN一最终被双氧水氧化为HCO，其中的碳由＋2价变成＋4价，1 mol CN－反应转移2 mol的电子，而过氧化氢1 mol也转移2 mol的电子，所以CN一和H2O2的物质的量之比为1∶1，所以反应的离子方程式为CN－＋H2O2＋H2O===NH3↑＋HCO。
(4)分别取温度相同、体积、浓度相同的含氰废水的试样两等份，滴加过氧化氢，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的CN一浓度，如果在相同时间内，甲试管中的CN－浓度小于乙试管中的CN－浓度，则Cu2＋对双氧水破氰反应起催化作用，反之则不起催化作用。学··科&网
答案：(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响　10　20　(2)0.017 5
(3)初始pH增大，催化剂Cu2＋会形成Cu(OH)2沉淀，影响了Cu2＋的催化作用(或初始pH增大，[Fe(CN)6]3－较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化)
CN－＋H2O2＋H2O===NH3↑＋HCO
(4)
实验方案(不要求写出具体操作过程)
预期实验现象和结论
分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支试管中的CN－浓度
相同时间内，若甲试管中的CN－浓度小于乙试管中的CN－浓度，则Cu2＋对双氧水破氰反应起催化作用；若两试管中的CN－浓度相同，则Cu2＋对双氧水破氰反应不起催化作用
30．2016年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。
据此判断：
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：
CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－867 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g)　ΔH2＝－56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式：
__________________________________________________________________
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为
_______________________________________。
短。④反应达到平衡状态时，各物质的反应速率不再变化，故a错误；该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，随反应进行温度升高，当温度不变时，化学平衡常数不变，故b正确；二氧化碳和一氧化氮的物质的量相等时，该反应不一定达到平衡状态，故c错误；反应达到平衡状态时，各物质的质量分数不再发生变化，故d正确。
(2)①将第一个方程式减第二个方程式得：CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－810.1 kJ/mol。②催化剂b表面上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲酸，所以发生的电极反应式为：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH。
答案　(1)①<　②0.025 mol·(L·s)－1
③
④bd
(2)①CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－810.1 kJ/mol
②CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
31．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－90.1 kJ· mol－1
另外：
(ⅱ)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ· mol－1
(ⅲ)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572.0 kJ· mol－1
若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：
(ⅳ)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.1 kJ· mol－1
回答下列问题：
(1)甲醇的燃烧热为________________ kJ· mol－1。
(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(ⅳ)对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是_______________________________________________________。
a．增大 b．减小
c．无影响 d．无法判断
(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表：
　　　　浓度/mol·L－1
时间/min　　　　　　
c(CO)
c(H2)
c(CH3OH)
0
0.8
1.6
0
2
0.6
x
0.2
4
0.3
0.6
0.5
6
0.3
0.6
0.5
①x＝____________________。
②前2 min内H2的平均反应速率为v(H2)＝____________________。该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K＝____________________。
③反应进行到第2 min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是________(填序号)。
a．使用催化剂　b．降低温度　c．增加H2的浓度
(5)下图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系：
①由图像可知，较低温度时，CO转化率对________(选填“温度”或“压强”)敏感。
②由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400 ℃和10 MPa的条件，其原因是________________________________________________________________。
解析　(1)利用盖斯定律，热化学方程式(ⅲ)－(ⅰ)＋(ⅱ)，得新的热化学方程式为CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.9 kJ· mol－1。(2)根据提示知CH3Cl中的Cl原子被羟基取代生成CH3OH。(3)反应(ⅳ)消耗反应(ⅰ)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(ⅰ)的反应物CO，使反应(ⅰ)的CO转化率降低；但反应(ⅳ)为吸热反应，使体系温度降低，反应(ⅰ)正向移动，使反应(ⅰ)中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(ⅳ)对反应(ⅰ)中CO转化率的影响。
要求高，成本高。
答案　(1)764.9　(2)CH3Cl＋NaOH―→CH3OH＋NaCl[或CH3Cl＋H2OCH3OH＋HCl]　(3)d　(4)①1.2　②0.2 mol·L－1·min－1　4.6 L2· mol－2　③a　(5)①温度　②温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高
32．工业生产硝酸铵的流程如下图所示：
请回答下列问题：
(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ· mol－1。
①在500 ℃、2.02×107 Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。
②为提高H2的转化率，实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。
A．降低温度
B．最适合催化剂活性的适当高温
C．适当增大压强
D．减小压强
E．循环利用和不断补充氮气
F．及时移出氨
(2)该流程中铂—铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。
①已知铂—铑合金网未预热也会发热，则随着温度升高，该反应的化学平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
②若其他条件不变，则下列图像正确的是________(填字母)。
③在1 L容积固定的密闭容器中发生该反应，部分物质的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
　　物质的量
　　　浓度
时间　　　
c(NH3)/
mol·L－1
c(O2)/
mol·L－1
c(NO)/
mol·L－1
起始
0.800 0
1.600 0
0
第4 min时
0.300 0
0.975 0
0.500 0
第6 min时
0.300 0
0.975 0
0.500 0
第8 min时
0.700 0
1.475 0
0.100 0
反应在6～8 min时改变了条件，改变的条件可能是________________；在从起始到第4 min末用NH3表示的该反应的平均速率是________ mol·L－1· min－1。
移动，H2O的含量减少，D错误；压强增大，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，同时压强增大平衡逆向移动，NO的产率减小，NH3的转化率减小，A、C正确；催化剂对平衡没有影响，但能加快反应速率，使达到平衡所需时间缩短，B正确。③比较第6 min和第8 min时数据：c(NO)减小，c(NH3)和c(O2)增大，且三者物质的量浓度的变化量之比等于其化学计量数之比，说明平衡逆向移动，原因可能是升高温度；v(NH3)＝(0.800 0－0.300 0) mol·L－1÷4 min＝0.125 0 mol·L－1·min－1。
答案　(1)①小于　②CEF　(2)①减小　氨的催化氧化反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K会减小　②ABC　③升高温度　0.125 0

展开更多......

收起↑