化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖象

1、學(xué)案學(xué)案 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖象化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖象 要點一要點一 物質(zhì)的量濃度或物質(zhì)的量與時間物質(zhì)的量濃度或物質(zhì)的量與時間 關(guān)系圖象關(guān)系圖象【例例1 1】一定溫度下，在一定溫度下，在2 L2 L的密閉容器中，的密閉容器中，X X、Y Y、 Z Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖圖 所示：所示：下列描述中正確的是下列描述中正確的是（）A.A.反應(yīng)開始到反應(yīng)開始到10 s10 s，用，用Z Z表示的化學(xué)反應(yīng)速率為表示的化學(xué)反應(yīng)速率為 0.158 mol/(L0.158 mol/(Ls)s)B.B.反應(yīng)開始到反應(yīng)開始到10 s10 s，X

2、 X的物質(zhì)的量濃度減少了的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 0.79 mol/LC.C.反應(yīng)開始到反應(yīng)開始到10 s10 s時，時，Y Y的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為79.079.0% %D.D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g) Z(g)X(g)+Y(g) Z(g)解析解析 反應(yīng)到反應(yīng)到10 s10 s時，時，X X減少減少1.20 mol-0.41 mol=0.79 1.20 mol-0.41 mol=0.79 molmol，Y Y減少減少1.0 mol-0.21 mol=0.79 mol,Z1.0 mol-0.21 mol=0.79 mol,Z增加增加1.58 mol,1.58 m

3、ol,所以所以X X、Y Y、Z Z的反應(yīng)式為的反應(yīng)式為X(g)+Y(g) 2Z(g),DX(g)+Y(g) 2Z(g),D錯；用錯；用Z Z表示表示的反應(yīng)速率應(yīng)為的反應(yīng)速率應(yīng)為 =0.079 mol/(L=0.079 mol/(Ls),As),A錯；錯；X X的物質(zhì)的量濃度減少的物質(zhì)的量濃度減少 =0.395 =0.395 mol/L,Bmol/L,B錯。錯。 s10L2mol58. 1L2mol79. 0C C變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1 1 在一定溫度下，將等量的氣體分別通在一定溫度下，將等量的氣體分別通入起始體積相同的密閉容器入起始體積相同的密閉容器 和和 中，使其發(fā)中，使其發(fā)生反應(yīng)。從反應(yīng)開始

4、至生反應(yīng)。從反應(yīng)開始至t t0 0時刻，容器時刻，容器 中中X X、Y Y、Z Z的物質(zhì)的量的變化如圖所示。則下列有關(guān)推斷不正的物質(zhì)的量的變化如圖所示。則下列有關(guān)推斷不正確的是確的是（）A.A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Z 3X+2Y3Z 3X+2YB.B.若向容器若向容器 中加入一定量中加入一定量Y Y，活塞的位置不移，活塞的位置不移 動，則動，則Y Y為固態(tài)或液態(tài)為固態(tài)或液態(tài)C.C.若兩容器中均達(dá)到平衡時，兩容器的體積若兩容器中均達(dá)到平衡時，兩容器的體積V V（） V V()()，則容器，則容器 達(dá)到平衡所需時間小于達(dá)到平衡所需時間小于t t0 0D.D.當(dāng)容器中均達(dá)到平衡

5、時，若容器當(dāng)容器中均達(dá)到平衡時，若容器 中的活塞位中的活塞位置置 保持不動，則說明該反應(yīng)必為反應(yīng)前后氣體體積保持不動，則說明該反應(yīng)必為反應(yīng)前后氣體體積不不 變的反應(yīng)變的反應(yīng) 答案答案 C C要點二要點二 轉(zhuǎn)化率或百分含量與壓強(qiáng)、時間、溫度關(guān)系轉(zhuǎn)化率或百分含量與壓強(qiáng)、時間、溫度關(guān)系 圖象圖象【例例2 2】已知：已知：4NH4NH3 3（g g）+5O+5O2 2（g g） 4NO4NO（g g） +6H+6H2 2O O（g g） H H=-1 025 kJ/mol=-1 025 kJ/mol，該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，若反應(yīng)，該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，若反應(yīng) 起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不

6、正確起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確 的是的是（）解析解析 本題考查化學(xué)平衡移動原理和化學(xué)平衡圖象本題考查化學(xué)平衡移動原理和化學(xué)平衡圖象的關(guān)系。根據(jù)題給可逆反應(yīng)知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，的關(guān)系。根據(jù)題給可逆反應(yīng)知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫升溫, ,平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NONO的含量降低，故選的含量降低，故選項項A A符合，選項符合，選項C C不符合；增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)不符合；增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，方向移動，NONO的含量降低，故選項的含量降低，故選項B B符合；增加催化符合；增加催化劑，對平衡移動無影響，但能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的劑，對平衡移動無影響，但能

7、縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，故選項時間，故選項D D符合。符合。 答案答案 C C變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2 2 下圖是溫度和壓強(qiáng)對下圖是溫度和壓強(qiáng)對X+Y 2ZX+Y 2Z反反應(yīng)的影響的示意圖。圖中橫坐標(biāo)表示溫度，縱坐標(biāo)應(yīng)的影響的示意圖。圖中橫坐標(biāo)表示溫度，縱坐標(biāo)表示平衡混合氣體中表示平衡混合氣體中Z Z的體積分?jǐn)?shù)。下列敘述正確的的體積分?jǐn)?shù)。下列敘述正確的是是 （）A.A.上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.XB.X、Y Y、Z Z均為氣態(tài)均為氣態(tài)C.XC.X和和Y Y中只有一種為氣態(tài)，中只有一種為氣態(tài)，Z Z為氣態(tài)為氣態(tài)D.D.上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的H H0

8、0解析解析 本題通過圖示設(shè)置情境考查外界條件（溫本題通過圖示設(shè)置情境考查外界條件（溫度、壓強(qiáng)）對平衡移動（度、壓強(qiáng)）對平衡移動（Z Z的體積分?jǐn)?shù)）的影響，的體積分?jǐn)?shù)）的影響，主要考查邏輯推理和識圖能力。由圖象可知，隨溫主要考查邏輯推理和識圖能力。由圖象可知，隨溫度升高度升高Z Z的體積分?jǐn)?shù)增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，的體積分?jǐn)?shù)增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A A、D D錯；錯；1 000 kPa1 000 kPa比比10 kPa10 kPa時時Z Z的體積分?jǐn)?shù)小，說明的體積分?jǐn)?shù)小，說明增大壓強(qiáng)平衡左移，增大壓強(qiáng)平衡左移，X X、Y Y中至少有一種應(yīng)為非氣態(tài)，中至少有一種應(yīng)為非氣態(tài)，B B錯，故選錯，故選

9、C C。答案答案 C C要點三要點三 幾種特殊的圖象幾種特殊的圖象 【例例3 3】如圖，條件一定時，反應(yīng)如圖，條件一定時，反應(yīng)2NO2NO（g g）+O+O2 2(g) (g) 2NO 2NO2 2(g)+(g)+Q Q（正反應(yīng)為放熱）中（正反應(yīng)為放熱）中NONO的的R Rmaxmax與與T T變化關(guān)變化關(guān) 系曲線，圖中有系曲線，圖中有a a、b b、c c、d 4d 4個點，其中表示未達(dá)個點，其中表示未達(dá)到到 平衡狀態(tài)，且平衡狀態(tài)，且v v正正v v逆逆的點是的點是（） A.aA.a B.b B.bC.cC.cD.dD.d解析解析 化學(xué)平衡時有化學(xué)平衡時有R Rmaxmax，a a、b b在

10、曲線上為平衡點，在曲線上為平衡點，c c、d d點未達(dá)平衡。點未達(dá)平衡。d d點在曲線右上方，從點在曲線右上方，從d d點向橫坐標(biāo)引輔點向橫坐標(biāo)引輔助線，可知該溫度平衡時助線，可知該溫度平衡時R R（NONO）比）比d d點的小，說明該點點的小，說明該點未達(dá)到平衡，且未達(dá)到平衡，且v v正正v v逆逆平衡向逆向移動，或從平衡向逆向移動，或從d d點向縱點向縱坐標(biāo)引垂線，坐標(biāo)引垂線，d d點點T T比平衡點的高，該反應(yīng)正向放熱，升比平衡點的高，該反應(yīng)正向放熱，升高溫度平衡向吸熱的逆向移動高溫度平衡向吸熱的逆向移動, ,同樣得出結(jié)論同樣得出結(jié)論v v正正v v逆逆，而選而選D D。答案答案 D D

11、變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3 3 m mA(s)+A(s)+n nB(g) B(g) p p C(g)( C(g)(正反正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)) )的可逆反應(yīng)中，在恒溫條件下，的可逆反應(yīng)中，在恒溫條件下，B B的的體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)B B% %與壓強(qiáng)（與壓強(qiáng)（p p）的關(guān)系如圖所示。有關(guān)敘述）的關(guān)系如圖所示。有關(guān)敘述正確的是正確的是（）A.A.m m+ +n np pB.B.n np pC.xC.x點：點：v v正正v v逆逆，y y點：點：v v正正v v逆逆D.xD.x點比點比y y點反應(yīng)速率慢點反應(yīng)速率慢D1.1.將將a a g g塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)物損失的塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng)

12、，反應(yīng)物損失的 質(zhì)量隨時間的變化曲線如下圖的實線所示。在相質(zhì)量隨時間的變化曲線如下圖的實線所示。在相同同 的條件下，將的條件下，將b b g( g(a a b b) )粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽酸酸 反應(yīng)，則相應(yīng)的曲線（圖中虛線所示）正確的是反應(yīng)，則相應(yīng)的曲線（圖中虛線所示）正確的是( () )解析解析 粉末狀碳酸鈣的表面積比塊狀碳酸鈣的表面粉末狀碳酸鈣的表面積比塊狀碳酸鈣的表面積大，故在相同條件下，與同濃度的鹽酸反應(yīng)時化積大，故在相同條件下，與同濃度的鹽酸反應(yīng)時化學(xué)反應(yīng)速率快，即單位時間內(nèi)損失的學(xué)反應(yīng)速率快，即單位時間內(nèi)損失的CaCOCaCO3 3的質(zhì)量大，的質(zhì)量大，可排除

13、可排除A A、B B；由于；由于a a b b，用粉末狀，用粉末狀CaCOCaCO3 3的消耗量大于的消耗量大于塊狀塊狀CaCOCaCO3 3，故當(dāng)粉末狀，故當(dāng)粉末狀CaCOCaCO3 3完全消耗時，塊狀完全消耗時，塊狀CaCOCaCO3 3尚有剩余，此后單位時間內(nèi)尚有剩余，此后單位時間內(nèi)CaCOCaCO3 3的損失量又大的損失量又大于粉末狀于粉末狀CaCOCaCO3 3。 答案答案 C C2.2.已知某可逆反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，化學(xué)方程式已知某可逆反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，化學(xué)方程式為為 A A（g g）+2B+2B（g g） 3C(g)+D(s) 3C(g)+D(s) H HO O。圖中圖中a

14、 a 曲線代表一定條件下該反應(yīng)的過程。若使曲線代表一定條件下該反應(yīng)的過程。若使a a曲線曲線變變 為為b b曲線，可采取的措施是曲線，可采取的措施是（） 增大增大A A的濃度的濃度 縮小容器的容積縮小容器的容積 加入催加入催化劑化劑 升高溫度升高溫度 A.A.B.B.C.C.D.D.C3.3.可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)2SO2SO2 2（g g）+O+O2 2（g g） 2SO2SO3 3（g g） H H0 0，在，在 一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，時一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，時 間為間為t t1 1時改變條件?；瘜W(xué)反應(yīng)時改變條件。化學(xué)反應(yīng) 速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所 示。下列說法正

15、確的是示。下列說法正確的是（） A.A.若溫度、反應(yīng)體系容積不變?nèi)魷囟?、反?yīng)體系容積不變, ,t t1 1時充入時充入SOSO3 3（g g） B.B.若壓強(qiáng)不變，若壓強(qiáng)不變，t t1 1時升高反應(yīng)體系溫度時升高反應(yīng)體系溫度 C.C.若溫度、容積不變，若溫度、容積不變，t t1 1時充入一定量時充入一定量N N2 2 D. D.若溫度、壓強(qiáng)不變，若溫度、壓強(qiáng)不變，t t1 1時充入時充入SOSO3 3（g g） D4.4.現(xiàn)有下列四個圖象：現(xiàn)有下列四個圖象：下列反應(yīng)中全部符合上述圖象的反應(yīng)是（下列反應(yīng)中全部符合上述圖象的反應(yīng)是（）A.NA.N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(

16、g) 2NH3 3(g) (g) H H=-=-Q Q1 1 kJ/mol(kJ/mol(Q Q1 10)0)B.2SOB.2SO3 3(g) 2SO(g) 2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) (g) H H=+=+Q Q2 2 kJ/mol(kJ/mol(Q Q2 20)0)C.4NHC.4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2（g g） 4NO4NO（g g）+6H+6H2 2O(g)O(g) H H=-=-Q Q3 3 kJ/mol( kJ/mol(Q Q3 30)0)D.D.H H2 2(g)+CO(g) C(s)+H(g)+CO(g) C(s)+H2 2O(g)O(g)

17、H H=+=+Q Q4 4 kJ/mol( kJ/mol(Q Q4 40)0)解析解析 綜合分析四個圖象，升溫，生成物的濃度增綜合分析四個圖象，升溫，生成物的濃度增大，平衡右移，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；加壓，生成物大，平衡右移，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；加壓，生成物的濃度減小，即正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，可知的濃度減小，即正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，可知B B項項符合。符合。 B B5.5.一密閉容器中充入一密閉容器中充入X X和和Y Y，在一定條件下發(fā)生下列，在一定條件下發(fā)生下列 反應(yīng)：反應(yīng)：a aX X（g g）+ +b bY Y（g g） c cZ(g)+Z(g)+d dW(s)W(s) H H= =Q Q

18、 kJ/mol, kJ/mol,圖圖是不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時，是不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時， 混合物中混合物中Z Z的體積分?jǐn)?shù)和壓強(qiáng)的關(guān)系示意圖。下列的體積分?jǐn)?shù)和壓強(qiáng)的關(guān)系示意圖。下列 說法正確的是說法正確的是（） A.A.由圖由圖可知，可知，Q Q0,0,但但a a+ +b b與與c c+ +d d的大小無法判斷的大小無法判斷 B.B.若若a a= =c c，保持體積不變，再充入與起始相同量的，保持體積不變，再充入與起始相同量的X X、 Y Y，則，則Z Z的體積分?jǐn)?shù)減小的體積分?jǐn)?shù)減小C.C.該反應(yīng)在不同溫度下該反應(yīng)在不同溫度下Z Z的體積分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系圖的體積分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系圖 象可用圖

19、象可用圖表示表示D.D.恒溫恒容條件下，恒溫恒容條件下，2NO2NO2 2（g g） N N2 2O O4 4（g g）達(dá)平達(dá)平 衡后再次充入衡后再次充入N N2 2O O4 4，充入瞬間平衡正向移動，充入瞬間平衡正向移動答案答案 AC AC 6.6.下圖是紅磷下圖是紅磷P P（s s）和）和ClCl2 2(g)(g)發(fā)生反應(yīng)生成發(fā)生反應(yīng)生成PClPCl3 3(g)(g)和和 PClPCl5 5(g)(g)的反應(yīng)過程和能量關(guān)系圖。其中的反應(yīng)過程和能量關(guān)系圖。其中PClPCl5 5(g)(g)分解分解 成成PClPCl3 3(g)(g)和和ClCl2 2(g)(g)的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。的反應(yīng)是

20、一個可逆反應(yīng)。T T時，時， 在密閉容器中加入在密閉容器中加入0.6 mol PCl0.6 mol PCl5 5，達(dá)平衡時，達(dá)平衡時PClPCl5 5還剩還剩 0.45 mol0.45 mol，其分解率為，其分解率為 。則下列推斷不正確。則下列推斷不正確的是的是 （） A. A. 等于等于2525% %B.B.若升高溫度，平衡時若升高溫度，平衡時PClPCl5 5的分解率小于的分解率小于 C.C.若起始時加入若起始時加入0.6 mol PCl0.6 mol PCl3 3和和0.6 mol Cl0.6 mol Cl2 2，以相，以相同的同的 條件進(jìn)行反應(yīng)，則平衡時條件進(jìn)行反應(yīng)，則平衡時PClPC

21、l3 3轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為3 3D.D.其他條件不變，增大壓強(qiáng)，其他條件不變，增大壓強(qiáng)，PClPCl5 5的轉(zhuǎn)化率小于的轉(zhuǎn)化率小于解析解析 易求得易求得 =(0.6 mol-0.45 mol)/0.6 =(0.6 mol-0.45 mol)/0.6 molmol100%100%=25%=25%，A A對；由圖可知對；由圖可知PClPCl5 5分解是吸熱過程，升溫分解是吸熱過程，升溫使分解率增大，使分解率增大，B B錯；加入錯；加入0.6 mol PCl0.6 mol PCl3 3和和0.6 mol Cl0.6 mol Cl2 2與直接加入與直接加入0.6 mol PCl0.6 mol PCl5

22、5效果相當(dāng)，平衡時體系內(nèi)仍效果相當(dāng)，平衡時體系內(nèi)仍有有0.15 mol PCl0.15 mol PCl3 3，易求出，易求出PClPCl3 3的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為75%,C75%,C對；對；增大壓強(qiáng)有利于增大壓強(qiáng)有利于PClPCl5 5(g) PCl(g) PCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)的平衡向左移動，的平衡向左移動，PClPCl5 5的轉(zhuǎn)化率降低，的轉(zhuǎn)化率降低，D D對。對。答案答案 B B7.7.根據(jù)有關(guān)圖象，判斷下列說法正確的是（根據(jù)有關(guān)圖象，判斷下列說法正確的是（）A.A.由圖象由圖象可知，該反應(yīng)在可知，該反應(yīng)在T T1 1、T T3 3處達(dá)到平衡處達(dá)到平衡B.

23、B.由圖象由圖象可知，該反應(yīng)的可知，該反應(yīng)的H H0 0C.C.圖象圖象發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X+6Y 3Z2X+6Y 3ZD.D.由圖象由圖象可知，相同條件下起始時投入可知，相同條件下起始時投入0.1 mol/L X0.1 mol/L X、 0.3 mol/L Y0.3 mol/L Y和和0.3 mol/L Z0.3 mol/L Z反應(yīng)，達(dá)到平衡后，反應(yīng)，達(dá)到平衡后，Z Z的的 濃度為濃度為0.4 mol/L 0.4 mol/L 解析解析 在圖象在圖象中中T T1 1、T T3 3時時X%X%、Z%Z%的百分含量相的百分含量相等，并不能說明達(dá)到化學(xué)平衡，而在等，并不能

24、說明達(dá)到化學(xué)平衡，而在T T2 2時時Z%Z%最大，說最大，說明達(dá)到平衡；溫度升高（明達(dá)到平衡；溫度升高（T T2 2T T3 3）時）時Z%Z%降低，說明反降低，說明反應(yīng)應(yīng)2X(g)+Y(g) 2Z(g)2X(g)+Y(g) 2Z(g)為放熱反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，H H00；在圖象；在圖象中，中，X X、Y Y濃度逐漸減小，為反應(yīng)物，濃度逐漸減小，為反應(yīng)物，Z Z的濃度增大為生成物，達(dá)到平衡時的濃度增大為生成物，達(dá)到平衡時c c(Z)=(Z)=0.4 0.4 mol/L-0.1 mol/L=0.3 mol/Lmol/L-0.1 mol/L=0.3 mol/L，c c(X)=0.2 mol/L(X

25、)=0.2 mol/L，c c(Y)=0.7 mol/L-0.1 mol/L=0.6 mol/L(Y)=0.7 mol/L-0.1 mol/L=0.6 mol/L，所以化，所以化學(xué)反應(yīng)方程式為：學(xué)反應(yīng)方程式為：2X+6Y 3Z2X+6Y 3Z；若相同條；若相同條件下，起始投入量按所給數(shù)量投入，將件下，起始投入量按所給數(shù)量投入，將0.3 mol/L Z0.3 mol/L Z轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為X X、Y Y，則，則X X、Y Y的濃度分別為：的濃度分別為：c c(X)=0.3 (X)=0.3 mol/Lmol/L，c c(Y)=(Y)=0.9 mol/L0.9 mol/L顯然與原平衡不等效。顯然與原平衡

26、不等效。答案答案 8.8.氨氣在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，合成氨的整個氨氣在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，合成氨的整個工業(yè)生產(chǎn)包括造氣、凈化、合成氨三大部分。工業(yè)生產(chǎn)包括造氣、凈化、合成氨三大部分。（1 1）以天然氣為原料制造氫氣，反應(yīng)可簡單表示為：）以天然氣為原料制造氫氣，反應(yīng)可簡單表示為： CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2 CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2 H H0 0 一定溫度下，向某密閉容器中充入一定量的一定溫度下，向某密閉容器中充入一定量的COCO和水和水 蒸氣，反應(yīng)過程中蒸氣，反應(yīng)過程中COCO和和COCO2 2的濃度與時間的關(guān)系如的

27、濃度與時間的關(guān)系如 下圖所示：下圖所示： s s則則8 min8 min內(nèi)內(nèi)COCO的平均反應(yīng)速率的平均反應(yīng)速率v v（COCO）= = 。請寫出兩條在以天然氣為原料制造氫氣的生產(chǎn)中，請寫出兩條在以天然氣為原料制造氫氣的生產(chǎn)中，能提高能提高COCO轉(zhuǎn)化率的措施：轉(zhuǎn)化率的措施：。（2 2）合成氨發(fā)生的反應(yīng)為）合成氨發(fā)生的反應(yīng)為N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3。400400時，該反應(yīng)平衡時，該反應(yīng)平衡常數(shù)常數(shù)K K=0.5 =0.5 （mol/Lmol/L）-2-2。已知該反。已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。示。500500時，在時，在0

28、.5 L0.5 L的定容容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，的定容容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得一段時間后，測得N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的物質(zhì)的量分別是的物質(zhì)的量分別是2 mol2 mol、1mol1mol、2 mol2 mol，則此時反應(yīng)，則此時反應(yīng)v v（N N2 2）正正 v(Nv(N2 2) )逆逆（填（填“”、“”、“= =”或或“不能確定不能確定”）。）。 0.062 5 0.062 5 mol/(Lmol/(Lmin)min) 升高溫度、充入過量升高溫度、充入過量的的H H2 2O O（g g）( (或或COCO氣體循環(huán)利用）氣體循環(huán)利用）9.9.在一恒溫恒容體積為在

29、一恒溫恒容體積為1 L1 L的容器中存在可逆反應(yīng)：的容器中存在可逆反應(yīng)： 2NO2NO2 2（g g） N N2 2O O4 4(g),(g),已知：已知：NONO2 2、N N2 2O O4 4的的消消 耗速率與本身濃度的關(guān)系為：耗速率與本身濃度的關(guān)系為： v v(NO(NO2 2)=)=k k1 1c c2 2(NO(NO2 2) )，v v(N(N2 2O O4 4)=)=k k2 2c c(N(N2 2O O4 4),),其中其中k k1 1、 k k2 2是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù)，可以根據(jù)上述關(guān)系是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù)，可以根據(jù)上述關(guān)系 式建立一個速率式建立一個速率- -濃度的圖象

30、如圖所示：濃度的圖象如圖所示： 試回答下列問題：試回答下列問題：（1 1）圖中的交點）圖中的交點A A對應(yīng)該可逆反應(yīng)的狀態(tài)是否達(dá)到對應(yīng)該可逆反應(yīng)的狀態(tài)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？化學(xué)平衡狀態(tài)？ （填（填“是是”或或“否否”），），作出判斷的理由是作出判斷的理由是 。（2 2）若）若k k1 1= =k k2 2，在開始時向該容器中充入，在開始時向該容器中充入1 mol NO1 mol NO2 2, ,則達(dá)到平衡時則達(dá)到平衡時NONO2 2的濃度為的濃度為 mol/Lmol/L，N N2 2O O4 4的濃度為的濃度為 mol/Lmol/L。（3 3）若）若k k1 1k k2 2, ,在開始時向該容

31、器中充入在開始時向該容器中充入1 mol NO1 mol NO2 2，設(shè)達(dá)到平衡時設(shè)達(dá)到平衡時NONO2 2的濃度為的濃度為c c1 1,N,N2 2O O4 4的濃度為的濃度為c c2 2, ,則則c c1 1與與c c2 2的關(guān)系為的關(guān)系為 ，c c1 1、c c2 2、k k1 1、k k2 2之間存在的關(guān)系之間存在的關(guān)系為為 。 否否 交點交點A A的狀態(tài)只是滿足的狀態(tài)只是滿足v v（NONO2 2）= =v v（N N2 2O O4 4），而達(dá)到平衡時兩者的消耗速率應(yīng)為），而達(dá)到平衡時兩者的消耗速率應(yīng)為v v（NONO2 2）=2=2v v（N N2 2O O4 4）c c1 1+2

32、+2c c2 2=1 mol/L=1 mol/Lk k1 1c c =2=2k k2 2c c2 221215453解析解析 判斷一個可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的最根本依據(jù)判斷一個可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的最根本依據(jù)是是v v（正）（正）= =v v（逆），在（逆），在2NO2NO2 2（g g） N N2 2O O4 4(g)(g)這個可逆這個可逆反應(yīng)中，消耗速率只要滿足反應(yīng)中，消耗速率只要滿足v v（NONO2 2）=2=2v v(N(N2 2O O4 4),),即可以認(rèn)為該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。在（即可以認(rèn)為該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。在（1 1）中交點）中交點A A的的狀態(tài)只

33、滿足狀態(tài)只滿足c c(NO(NO2 2)=)=c c(N(N2 2O O4 4) )和和v v(NO(NO2 2)=)=v v(N(N2 2O O4 4) )這兩個條件，故該這兩個條件，故該可逆反應(yīng)并沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。如果可逆反應(yīng)并沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。如果k k1 1= =k k2 2，則將，則將v v（NONO2 2）= =k k1 1c c2 2(NO(NO2 2) )、v v(N(N2 2O O4 4)=)=k k2 2c c(N(N2 2O O4 4) )代入該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀代入該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時需要滿足的條件式：態(tài)時需要滿足的條件式：v v（NONO2 2）=2=2v

34、 v（N N2 2O O4 4），最終得到方程式：），最終得到方程式：k k1 1c c2 2（NONO2 2）=2=2k k2 2c c（N N2 2O O4 4），由氮元素守恒得：），由氮元素守恒得：c c(NO(NO2 2)+2)+2c c(N(N2 2O O4 4)=)=1 mol/L1 mol/L。已知。已知k k1 1= =k k2 2，解得：，解得：c c（NONO2 2）= mol/L= mol/L，c c（N N2 2O O4 4）= mol/L= mol/L。如果。如果k k1 1k k2 2, ,則根據(jù)氮元素守恒則根據(jù)氮元素守恒可得：可得：c c1 1+2+2c c2 2

35、=1 mol/L=1 mol/L，根據(jù)，根據(jù)v v( (正正)=)=v v( (逆逆) )可得可得k k1 1c c =2=2k k2 2c c2 2。 2121545310.10.t t時，向某密閉容器中加入時，向某密閉容器中加入0.3 mol A0.3 mol A、0.1 mol C0.1 mol C 和一定量的和一定量的B B三種氣體，保持溫度不變，使之發(fā)生反三種氣體，保持溫度不變，使之發(fā)生反 應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時間的變化如下圖中甲圖所示應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時間的變化如下圖中甲圖所示 （t t0 0 t t1 1階段階段c c(B)(B)未畫出），乙圖為未畫出），乙圖為t t2 2時刻后改

36、變?nèi)萜鲿r刻后改變?nèi)萜髦兄?條件，反應(yīng)速率隨時間變化的情況，且四個階段都各條件，反應(yīng)速率隨時間變化的情況，且四個階段都各 改變一種不同的條件。已知改變一種不同的條件。已知t t3 3 t t4 4階段為使用催化劑；階段為使用催化劑； t t5 5 t t6 6階段容器內(nèi)階段容器內(nèi)B B的物質(zhì)的量共增加的物質(zhì)的量共增加0.01 mol0.01 mol，而此，而此 過程中容器與外界的熱交換總量為過程中容器與外界的熱交換總量為a a kJ kJ。 （1 1）t t5 5 t t6 6階段改變的條件為階段改變的條件為 。（2 2）在上述甲圖內(nèi)畫出）在上述甲圖內(nèi)畫出t t0 0 t t1 1階段階段c c

37、(B)(B)變化曲線；并變化曲線；并 用用v v ( (正正) )、v v (逆逆) )注明乙圖內(nèi)注明乙圖內(nèi)t t5 5 t t6 6階段的兩條曲線。階段的兩條曲線。答案答案 c c(B)(B)變化曲線如下圖所示；乙圖中變化曲線如下圖所示；乙圖中t t5 5 t t6 6階段的兩條階段的兩條曲線中，上邊的是曲線中，上邊的是v v(正正) )，下邊的是，下邊的是v v(逆逆) )。 升高溫度升高溫度 使用催化劑，可以同等使用催化劑，可以同等程度地加快正、逆反應(yīng)的速率，但不改變反應(yīng)熱（或不程度地加快正、逆反應(yīng)的速率，但不改變反應(yīng)熱（或不改變平衡狀態(tài)等）改變平衡狀態(tài)等）2.802.80（3 3）該反

38、應(yīng)建立第一次平衡時的化學(xué)平衡常數(shù)）該反應(yīng)建立第一次平衡時的化學(xué)平衡常數(shù)為為 。（4 4）在）在t t1 1 t t7 7的平衡階段中，平衡常數(shù)的有關(guān)變化為的平衡階段中，平衡常數(shù)的有關(guān)變化為 （填序號）。（填序號）。a.a.t t3 3 t t4 4增大、增大、t t5 5 t t6 6減小、減小、t t6 6 t t7 7增大增大b.b.t t3 3 t t4 4增大、增大、t t5 5 t t6 6減小、減小、t t6 6 t t7 7增大至與原值相等增大至與原值相等c.c.t t3 3 t t5 5階段不變、階段不變、t t6 6 t t7 7增大增大d.d.t t3 3 t t5 5階段

39、不變、階段不變、t t6 6 t t7 7減小減?。? 5）如果）如果t t5 5 t t6 6階段同時采取階段同時采取t t3 3 t t4 4階段的措施，此過程中階段的措施，此過程中容器與外界的熱交換總量將容器與外界的熱交換總量將 （填（填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）a a kJ kJ，理由是，理由是 。 c c等于等于解析解析 （1 1）t t2 2 t t3 3階段：根據(jù)圖象可知，階段：根據(jù)圖象可知，t t2 2時刻向體時刻向體系中加入了反應(yīng)物或者生成物；系中加入了反應(yīng)物或者生成物；t t3 3 t t4 4階段：加入催階段：加入催化劑；化劑；t t4 4 t t5 5

40、階段和階段和t t5 5 t t6 6階段：這兩個階段應(yīng)為改變階段：這兩個階段應(yīng)為改變溫度或壓強(qiáng)，當(dāng)改變（升高或降低）溫度時，必然溫度或壓強(qiáng)，當(dāng)改變（升高或降低）溫度時，必然引起平衡的正向或逆向移動，而改變壓強(qiáng)時，如果引起平衡的正向或逆向移動，而改變壓強(qiáng)時，如果方程式兩邊氣體物質(zhì)的計量數(shù)之和相等，平衡就不方程式兩邊氣體物質(zhì)的計量數(shù)之和相等，平衡就不會移動，所以會移動，所以t t4 4 t t5 5階段為改變壓強(qiáng)，階段為改變壓強(qiáng)，t t5 5 t t6 6階段為改階段為改變溫度，由于變溫度，由于t t5 5 t t6 6階段正、逆反應(yīng)速率均比原來大，階段正、逆反應(yīng)速率均比原來大，說明是升高溫度，

41、而說明是升高溫度，而t t4 4 t t5 5階段正、逆反應(yīng)速率均比階段正、逆反應(yīng)速率均比原來小，說明是減小壓強(qiáng)。原來小，說明是減小壓強(qiáng)。 （2 2）向該密閉容器中加入）向該密閉容器中加入0.3 mol A0.3 mol A、0.1 mol C0.1 mol C后，其后，其濃度分別為濃度分別為0.15 mol/L0.15 mol/L和和0.05 mol/L0.05 mol/L，說明容器的體積為，說明容器的體積為2 L,2 L,通過前面的分析，我們已經(jīng)知道該反應(yīng)的系數(shù)特點，通過前面的分析，我們已經(jīng)知道該反應(yīng)的系數(shù)特點，即反應(yīng)前后氣體系數(shù)相等，甲圖中即反應(yīng)前后氣體系數(shù)相等，甲圖中A A（反應(yīng)物）、

42、（反應(yīng)物）、C(C(生成生成物物) )兩種物質(zhì)的濃度變化數(shù)值之比兩種物質(zhì)的濃度變化數(shù)值之比為為 ，所以，所以B B應(yīng)為生成物，且系應(yīng)為生成物，且系數(shù)為數(shù)為1 1，即反應(yīng)的方程式為，即反應(yīng)的方程式為3A(g) 3A(g) 2C(g)+B(g) 2C(g)+B(g)，進(jìn)而可知從反應(yīng)開始到平衡，進(jìn)而可知從反應(yīng)開始到平衡，B B的濃度增的濃度增加量為加量為0.03 mol/L,0.03 mol/L,而平衡時而平衡時B B的濃度為的濃度為0.05 mol/L,0.05 mol/L,所以所以B B的起始濃度應(yīng)為的起始濃度應(yīng)為0.02 mol/L0.02 mol/L，據(jù)此可以完成，據(jù)此可以完成t t0 0

43、t t1 1階段階段c c（B B）變化曲線；而變化曲線；而t t5 5 t t6 6階段采取的是升高溫度，結(jié)果引起階段采取的是升高溫度，結(jié)果引起B(yǎng) B的的物質(zhì)的量增加，說明升溫使平衡正向移動，據(jù)此可知在物質(zhì)的量增加，說明升溫使平衡正向移動，據(jù)此可知在t t5 5 t t6 6階段的兩條曲線中階段的兩條曲線中, ,上邊的是上邊的是v v(正正),),下邊的是下邊的是v v(逆逆) )。 23mol/L06. 0mol/L09. 0（4 4）因為化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以）因為化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以t t1 1 t t5 5階階段平衡常數(shù)不變，而段平衡常數(shù)不變，而t t5 5 t t6 6階段是升高溫度，平衡正階段是升高溫度，平衡正向移動，因此向移動，因此t t6 6 t t7 7階段平衡常數(shù)增大。階段平衡常數(shù)增大。（5 5）若在）若在t t5 5 t t6 6階段同時使用催化劑，只能同等程度階段同時使用