知識(shí)清單21化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)清單_第1頁(yè)
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知識(shí)清單21化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識(shí)點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)點(diǎn)03可逆反應(yīng)知識(shí)點(diǎn)05外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響知識(shí)點(diǎn)07化學(xué)平衡常數(shù)知識(shí)點(diǎn)09等效平衡知識(shí)點(diǎn)11工業(yè)生產(chǎn)適宜條件的選擇知識(shí)點(diǎn)02影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素知識(shí)點(diǎn)04化學(xué)平衡的標(biāo)志知識(shí)點(diǎn)06化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算知識(shí)點(diǎn)08速率常數(shù)和平衡常數(shù)的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)10化學(xué)反應(yīng)的方向知識(shí)點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)速率1.概念:用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量2.表示:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)某種量的變化量3.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算(1)常規(guī)公式:v==①常用單位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1②適用范圍:表示氣體物質(zhì)或溶液中可溶性物質(zhì)的速率,不表示固體或純液體物質(zhì)的速率(2)非常規(guī)公式:v=(X代表n、P、m、V等量)①常用單位:mol·min-1、Pa·min-1、g·min-1、L·min-1②適用范圍:任何物質(zhì)的反應(yīng)速率(3)利用關(guān)系式計(jì)算①應(yīng)用前提:同一化學(xué)反應(yīng)②常用關(guān)系:速率比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比=物質(zhì)的量濃度變化比=物質(zhì)的量變化比4.大小比較(1)比較前提:同一反應(yīng),同一物質(zhì),同一單位(2)換算方法:各物質(zhì)的速率除以相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù),數(shù)大的速率快5.說(shuō)明(1)化學(xué)反應(yīng)速率表示某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,不表示即時(shí)速率(2)化學(xué)反應(yīng)速率只有正值,沒(méi)有負(fù)值(3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度等量逐漸減小,反應(yīng)速率越來(lái)越慢1.速率大小比較“三步驟”(1)“一看”單位是否一致,不一致轉(zhuǎn)化為同一單位。(2)“二化”將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率。(3)“三比較”比較數(shù)值大小。2.比較反應(yīng)速率快慢的常用方法:(1)定性描述——通過(guò)在相同時(shí)間點(diǎn),不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。①觀(guān)察產(chǎn)生氣泡的快慢;②觀(guān)察試管中剩余鋅粒的多少;③用手接觸試管,感受試管外壁溫度的高低。(2)定量描述——通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。①測(cè)定氣體的體積或體系的壓強(qiáng);②測(cè)定物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化;③測(cè)定物質(zhì)或離子的濃度變化;④測(cè)定體系的溫度或反應(yīng)的熱量變化。若有多種測(cè)量方案時(shí),一般采取易操作,現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)方案?!镜淅?1】(2023春·四川內(nèi)江·高三四川省資中縣第二中學(xué)校考開(kāi)學(xué)考試)對(duì)于可逆反應(yīng),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是A. B.C. D.【答案】B【分析】速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)比,都轉(zhuǎn)化為用A物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,速率的單位都用mol/(L·min),然后進(jìn)行比較?!窘馕觥緼.;B.v(A)=v(B)=×1.5mol?L?1?min?1=1.0mol?L?1?min?1;C.v(A)=v(D)=0.8mol?L?1?min?1;D.v(A)=v(C)=×0.1mol?L?1?min?1?L?1?min?1;可見(jiàn)反應(yīng)速率最大的是1mol?L?1?min?1;故選B?!镜淅?2】(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考一模)恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入一定量X,反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y;②Y→2Z。圖為該體系中X、Y、Z濃度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是A.a(chǎn)為隨t的變化曲線(xiàn)B.時(shí),Y的消耗速率大于生成速率C.隨著的減小,反應(yīng)①、②速率均降低D.體系中【答案】B【解析】A.反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y;②Y→2Z,可知c(Y)先增大,后減小,A錯(cuò)誤;B.t1時(shí)Y的濃度在下降,消耗速率大于生成速率,B正確;C.由圖甲中的信息可知,隨c(X)的減小,c(Y)先增大后減小,c(Z)增大,因此,反應(yīng)①的速率隨c(X)的減小而減小,而反應(yīng)②的速率先增大后減小,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)體系中發(fā)生的反應(yīng)可知,在Y的濃度達(dá)到最大值之前,單位時(shí)間內(nèi)X的減少量等于Y和Z的增加量,因此,v(X)=v(Y)+v(Z),但是,在Y的濃度達(dá)到最大值之后,單位時(shí)間內(nèi)Z的增加量等于Y和X的減少量,故2v(X)+2v(Y)=v(Z),D錯(cuò)誤;故選B。知識(shí)點(diǎn)02影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.主要原因:反應(yīng)物本身的性質(zhì)2.基本規(guī)律:外界條件越高,速率越快(1)溫度:溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快(2)壓強(qiáng):氣體反應(yīng)的壓強(qiáng)越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快(3)濃度:濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快(4)催化劑:顯著的改變(加快或減慢)正逆反應(yīng)速率,一般有催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率越快(5)接觸面積:反應(yīng)物的顆粒越小,接觸面積越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快(6)原電池:形成原電池,可以加快氧化還原反應(yīng)的速率3.特殊情況(1)溫度①催化反應(yīng),升高溫度,催化劑可能失活,反應(yīng)速率減慢②有機(jī)反應(yīng),升高溫度,有可能發(fā)生副反應(yīng),主反應(yīng)速率減慢(2)壓強(qiáng)①改變非氣體反應(yīng)的壓強(qiáng),反應(yīng)速率不變②改變等體反應(yīng)的壓強(qiáng),v正和v逆變化幅度相同(3)濃度①固體和純液體的濃度為定值,改變固體或純液體的用量,反應(yīng)速率不變②加入固體物質(zhì),有可能改變接觸面積,反應(yīng)速率可能加快(4)無(wú)關(guān)氣體①恒容容器通無(wú)關(guān)氣體,壓強(qiáng)增大,濃度不變,速率不變②恒壓容器通無(wú)關(guān)氣體,體積變大,濃度減小,速率減慢4.活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系實(shí)質(zhì)5.速率時(shí)間圖像(1)溫度:升高溫度,瞬間v正和v逆均增大或(2)壓強(qiáng):增大壓強(qiáng),氣體物質(zhì)的濃度均增大,瞬間v正和v逆均增大或(3)濃度①增大反應(yīng)物濃度,瞬間v正增大,v逆不變②增大生成物濃度,瞬間v正不變,v逆增大或③恒壓:增大反應(yīng)物濃度,瞬間v正增大,v逆減慢④恒壓:增大生成物濃度,瞬間v正減慢,v逆增大(4)催化劑:能夠同等程度改變正逆反應(yīng)速率6.全程速率時(shí)間圖像(1)OB段反應(yīng)速率變化的可能原因?yàn)椋孩俜磻?yīng)放熱,使溫度升高,反應(yīng)速率加快②反應(yīng)生成催化劑,反應(yīng)速率加快(2)BC段反應(yīng)速率變化的可能原因?yàn)椋悍磻?yīng)物濃度降低,反應(yīng)速率減慢7.探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)方法:控制變量法(2)溶液反應(yīng):加水調(diào)節(jié)溶液的總體積不變,以保證某種成分的濃度不變(3)實(shí)例:探究Y溶液濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)(混合溶液)1234564mol/LX溶液/mL606060606060飽和Y溶液/mL0102040H2O/mL403935302008.速率方程(1)意義:表示反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率的定量關(guān)系(2)舉例:A2(g)+B2(g)2AB(g),v=kcα(A2)·cβ(B2)(3)測(cè)定方法:α、β必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,無(wú)法直接寫(xiě)出。①H2+Cl22HCl,v=k[c(H2)][c(Cl2)]1/2②N2(g)+3H2(g)2NH3(g),v=kc(N2)·c(H2)·c-1(NH3)(4)反應(yīng)速率常數(shù)①符號(hào):反應(yīng)速率方程中的比例系數(shù)k②意義:通常k越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快,反應(yīng)的活化能越?、塾绊懸蛩兀簻囟取⒋呋瘎⒐腆w表面性質(zhì)不同的外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的注意點(diǎn):1.濃度:增大濃度、速率增大;減少濃度、速率減小;改變純固體或純液體的量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率沒(méi)有影響。2.壓強(qiáng):①必須有氣體參加;②壓強(qiáng)的改變實(shí)質(zhì)是改變濃度。3.溫度:無(wú)論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),升高溫度,速率增大,降低溫度,速率減小。4.催化劑:催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變反應(yīng)的方向,也不改變反應(yīng)熱的大小,若是可逆反應(yīng),則同等程度改變正、逆反應(yīng)速率?!镜淅?3】(2023·浙江寧波·鎮(zhèn)海中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))一定溫度下,利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應(yīng):。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示:t/min0100150250420500580p/kPax下列說(shuō)法不正確的是A.100~150min,消耗A的平均速率為B.其他條件不變,420min時(shí)向剛性容器中再充入少量A,反應(yīng)速率比原420min時(shí)大C.推測(cè)x為D.升高體系溫度,不一定能加快反應(yīng)速率【答案】B【解析】A.反應(yīng),反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)變化和生成C的量成正比,同時(shí)A的變化為變化量的,用壓強(qiáng)代表濃度,則100~150min體系壓強(qiáng)變化,消耗A的平均速率=?min1,故A正確;B.其他條件不變,420min時(shí)向剛性容器中再充入少量A,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),反應(yīng)在固體催化劑表面進(jìn)行,固體表面積一定,反應(yīng)速率不變,故B錯(cuò)誤;C.0~100min,壓強(qiáng)變化為,150min~250min,壓強(qiáng)變化,則100kPa~500kPa,體系壓強(qiáng)變化,則500min時(shí),體系壓強(qiáng),故C正確;D.反應(yīng)在催化劑表面反應(yīng),升高體系溫度,催化劑活性減小時(shí),反應(yīng)速率減小,不一定能加快反應(yīng)速率,故D正確;故選:B?!镜淅?4】(2023·北京西城·統(tǒng)考一模)探究影響H2O2分解速率的影響因素,實(shí)驗(yàn)方案如圖。下列說(shuō)法不正確的是A.對(duì)比①②,可探究FeCl3溶液對(duì)H2O2分解速率的影響B(tài).對(duì)比②③④,可探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響C.H2O2是直線(xiàn)形的非極性分子D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2與H2O分子之間能形成氫鍵【答案】C【解析】A.實(shí)驗(yàn)②是在實(shí)驗(yàn)①的溶液中加入催化劑FeCl3,與實(shí)驗(yàn)①做對(duì)比實(shí)驗(yàn),可探究FeCl3溶液對(duì)H2O2分解速率的影響,A正確;B.實(shí)驗(yàn)②是參照,③、④相當(dāng)于在②的基礎(chǔ)上升高和降低溫度,可探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響,B正確;C.H2O2的分子結(jié)構(gòu)為,分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),為極性分子,C不正確;D.H2O2為極性分子,水也為極性分子,H2O2易溶于水,滿(mǎn)足相似相溶原理,更主要是H2O2與H2O分子之間能形成氫鍵,D正確;故選C。知識(shí)點(diǎn)03可逆反應(yīng)1.可逆反應(yīng)的判斷:反應(yīng)形式相反,反應(yīng)條件相同2.可逆反應(yīng)的特點(diǎn)(1)同步性:正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行(2)等同性:反應(yīng)條件完全相同(3)共存性①反應(yīng)不可能進(jìn)行到底,即反應(yīng)體系中反應(yīng)物與生成物共存②各組分的濃度都大于零3.證明某反應(yīng)為可逆反應(yīng)(1)檢驗(yàn)出某種生成物(2)檢驗(yàn)量少的反應(yīng)物是否有剩余4.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征【典例05】已知:溶液是檢驗(yàn)的試劑,若溶液中存在,將產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。將的KI溶液和的溶液等體積混合后,取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn),其中能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡“”的是實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①滴入KSCN溶液溶液變紅色②滴入溶液有黃色沉淀生成③滴入溶液有藍(lán)色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液變藍(lán)色A.① B.②和④ C.③和④ D.①和②【答案】A【詳解】的溶液c(Fe3+)為,與0.2的KI等體積混合反應(yīng),I過(guò)量。①檢驗(yàn)出Fe3+,說(shuō)明過(guò)量的KI仍不能使Fe3+完全轉(zhuǎn)化,該反應(yīng)為可逆反應(yīng);②由于KI過(guò)量,不管反應(yīng)是否可逆,一定能檢驗(yàn)到I;③檢驗(yàn)到Fe2+,只能證明反應(yīng)已發(fā)生,與可逆反應(yīng)無(wú)關(guān);④同③,證明反應(yīng)已發(fā)生;因此,實(shí)驗(yàn)①可證明反應(yīng)為可逆反應(yīng);答案選A?!镜淅?6】在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.1mol/L、0.05mol/L、0.3mol/L。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能存在的數(shù)據(jù)是A.SO2為0.4mol/L,O2為0.2mol/LB.SO2、SO3均為0.8mol/LC.SO3為0.4mol/LD.SO2為0.35mol/L【答案】D【分析】,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),物質(zhì)濃度范圍:0<c(SO2)<0.4mol/L,0<c(O2)<0.2mol/L,0<c(SO3)<0.4mol/L?!驹斀狻緼.SO2和O2的濃度增大,說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行建立平衡,若SO3完全反應(yīng),則SO2和O2的濃度濃度分別為、,三氧化硫不可能完全轉(zhuǎn)化,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)分析和硫原子守恒可知c(SO2)+c(SO3,當(dāng)SO2、SO3均為0.8mol/L時(shí),0.8mol/L+0.8mol/L<0.4mol/L,故B錯(cuò)誤;C.SO3為,SO3的濃度增大,說(shuō)明該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行建立平衡,若二氧化硫和氧氣完全反應(yīng),SO3的濃度的濃度為,達(dá)到平衡的實(shí)際濃度應(yīng)該小于,故C錯(cuò)誤;D.SO2為,SO2的濃度增大,說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行建立平衡,若SO3完全反應(yīng),則SO2的濃度濃度為,實(shí)際濃度為小于,故D正確;故答案為:D。知識(shí)點(diǎn)04化學(xué)平衡的標(biāo)志1.速率標(biāo)志(本質(zhì)標(biāo)志):v正=v逆(1)同一組分的生成速率和消耗速率相等(2)不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比2.宏觀(guān)標(biāo)志:某些量開(kāi)始變化,后來(lái)不變(1)一定達(dá)到平衡的情況①某組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、濃度、顏色不再變化②反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不再變化(2)特殊情形①絕熱容器:容器的溫度不變時(shí),一定達(dá)到平衡狀態(tài)②可逆電池:電流或電壓等于零時(shí),一定達(dá)到平衡狀態(tài)(3)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的常用公式①混合氣體的密度:ρ==②混合氣體的平均摩爾質(zhì)量:==③氣體狀態(tài)方程:PV=nRT3.限度標(biāo)志(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大,百分含量最?。?)生成物的產(chǎn)率最大,百分含量最大(3)圖像獲?、偾疤幔涸诙鄠€(gè)相同的容器中,加入相同量的反應(yīng)物②過(guò)程:測(cè)相同時(shí)間內(nèi),不同條件下相關(guān)量,描點(diǎn)繪出圖像(4)圖像解讀①極限點(diǎn):剛好達(dá)到平衡②極限點(diǎn)前:非平衡點(diǎn),受速率控制,加催化劑,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變大③極限點(diǎn)后:新平衡點(diǎn),受平衡控制,加催化劑,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變4.幾種特殊反應(yīng)的平衡依據(jù)(1)量比不變型①反應(yīng)物或生成物量的比不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài)②反應(yīng)物和生成物量的比不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài)(2)量相等型①反應(yīng)物和生成物的量相等,不一定達(dá)平衡狀態(tài)②反應(yīng)物和反應(yīng)物的量相等,不一定達(dá)平衡狀態(tài)③量不變≠量相等≠量或量的比等于某一具體的數(shù)(3)等體反應(yīng)型:3A(g)2B(g)+C(g)①恒溫恒壓:混合氣體的體積不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài)②恒溫恒容:混合氣體的壓強(qiáng)不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài)(4)固液參與型:2A(g)2B(g)+C(s)①混合氣體的密度不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài)(恒T、V)②混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài)(5)固液分解型:2A(s)2B(g)+C(g)①混合氣體的密度不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài)(恒T、V)②混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài)③某種氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài)5.注意平衡標(biāo)志和平衡特征的區(qū)別(1)平衡標(biāo)志:能夠說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的某些事實(shí)(2)平衡特征:平衡時(shí)存在的某些事實(shí),但不一定能用于判斷是否達(dá)到平衡利用相關(guān)物質(zhì)的一些物理量來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí),該“量”一定是“變量”,當(dāng)“變量”不變時(shí),才說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)?!镜淅?7】(2023·廣東廣州·統(tǒng)考三模)反應(yīng)X→2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y;②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.a(chǎn)為c(Y)隨t的變化曲線(xiàn)B.t1時(shí),反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)C.0~t1時(shí),體系中X的消耗速率等于Y的生成速率D.反應(yīng)體系中始終存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z)【答案】D【分析】由題中信息可知,反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y;②Y→2Z,因此,圖中呈不斷減小趨勢(shì)的a線(xiàn)為X的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn),呈不斷增加趨勢(shì)的線(xiàn)為Z的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn),先增加后減小的線(xiàn)為Y的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)?!窘馕觥緼.由分析可知,a線(xiàn)為X的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn),故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,分別代表3種不同物質(zhì)的曲線(xiàn)相交于t1時(shí)刻,因此,t時(shí)c(X)=c(Y)=c(Z),但之后X、Y、Z的物質(zhì)的量還在變化,說(shuō)明反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;C.由圖中信息可知,0~t1時(shí),Y的濃度在不斷增大,說(shuō)明體系中Y的生成速率大于Y的消耗速率,此時(shí)反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡,故X的消耗速率大于Y的生成速率,故C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)X→2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y;②Y→2Z,反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)c(X)=c0mol/L,c(Z)=c(Y)=0mol/L,由反應(yīng)的系數(shù)關(guān)系可知,X的消耗量等于Y的生產(chǎn)量,Y的消耗量等于Z生成量的一半,則反應(yīng)體系中始終存在:c0=c(X)+c(Y)+c(Z),故D正確;故選D。【典例08】(2023·遼寧·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在600K下,按初始投料比分別為1:1、1:2、1:3投料,發(fā)生反應(yīng)為。測(cè)得不同壓強(qiáng)下,CO平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列敘述正確的是A.曲線(xiàn)X代表起始投料比為1:1B.,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C.若其他條件不變,升高溫度會(huì)使對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)上移D.m點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的平衡轉(zhuǎn)化率為60%【答案】D【解析】A.相同溫度下,氫氣投料越多,平衡向右移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率越大,故曲線(xiàn)X代表1:3投料,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v正(H2)=2v逆(CH3OH),B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.生成甲醇是放熱反應(yīng),其他條件不變,升高溫度,CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,平衡曲線(xiàn)均下移,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.曲線(xiàn)Y代表1:2投料,即起始按化學(xué)計(jì)量數(shù)投料,則CO、H2的平衡轉(zhuǎn)化率相等,D項(xiàng)正確;故選D。知識(shí)點(diǎn)05外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響1.正常情況下的平衡移動(dòng)(1)溫度:升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)(2)濃度:增大反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(3)壓強(qiáng):增大氣體反應(yīng)壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)(4)體積:視體積變化為壓強(qiáng)變化①比較瞬間濃度與所給濃度的相對(duì)大小,確定平衡移動(dòng)方向②利用壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響,判斷系數(shù)的關(guān)系,確定物質(zhì)的狀態(tài)③反應(yīng):xA(g)+yB(g)zC(g)原平衡c(A)=0.5mol·L-1體積加倍新平衡c(A)=0.3mol·L-1平衡移動(dòng)方向逆反應(yīng)x、y、z的關(guān)系x+y>z2.特殊情況下的平衡移動(dòng)(1)向容器中通入無(wú)關(guān)氣體①恒容容器:壓強(qiáng)增大,濃度不變,速率不變,平衡不移動(dòng)②恒壓容器:體積增大,濃度減小,速率減慢,平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)(2)同倍數(shù)改變反應(yīng)物和生成物濃度①恒溫恒容:相當(dāng)于改變壓強(qiáng)②恒溫恒壓:瞬間各組分的濃度不變,平衡不移動(dòng)(3)不同倍數(shù)改變反應(yīng)物和生成物濃度①Q(mào)<K:平衡正向移動(dòng),v正>v逆②Q=K:平衡不移動(dòng),v正=v逆③Q>K:平衡逆向移動(dòng),v正<v逆3.水對(duì)平衡移動(dòng)的影響(1)溶液反應(yīng):加水,相當(dāng)于稀釋?zhuān)胶庀蚩扇苄晕⒘O禂?shù)和增大的方向移動(dòng)①A(aq)+B(aq)C(aq)+D(aq):不移動(dòng)②A(aq)C(aq)+D(aq)+H2O(l):正向移動(dòng)③A(aq)+B(aq)+H2O(l)C(aq):逆向移動(dòng)(2)水蒸氣或非溶液反應(yīng):當(dāng)成普通的反應(yīng)物或生成物即可①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g):通入H2O(g)正向移動(dòng)②2A(g)+O2(g)2C(g)+H2O(g):通入H2O(g)逆向移動(dòng)③RCOOH(l)+R′OH(l)RCOOR′(l)+H2O(l),加濃硫酸正向移動(dòng)4.勒夏特列原理及其應(yīng)用(1)原理:改變影響平衡移動(dòng)的一個(gè)條件,平衡向減弱該條件方向移動(dòng)(2)前提:必須存在可逆過(guò)程(存在平衡)①化學(xué)平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)②電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+③水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+④沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)⑤氣體溶解平衡:O2(g)O2(aq)⑥結(jié)晶溶解平衡:KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)(3)必須有平衡移動(dòng),且實(shí)際移動(dòng)方向符合理論移動(dòng)方向①催化劑不能使平衡移動(dòng),無(wú)法用勒夏特列原理解釋。②等體反應(yīng)改變壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),無(wú)法用勒夏特列原理解釋。(3)“加的多,剩的多”原理①增大X的濃度,新平衡時(shí)c(X)一定比原平衡時(shí)的大②增大壓強(qiáng),新平衡時(shí)P一定比原平衡時(shí)的大③升高溫度,新平衡時(shí)T一定比原平衡時(shí)的大(4)“單一氣體型”反應(yīng)的特殊性①反應(yīng)形式:A(s)xB(s)+yC(g)②改變壓強(qiáng)、濃度,平衡移動(dòng),新平衡時(shí)P、c不變(5)“單側(cè)氣體型”反應(yīng)的特殊性①反應(yīng)形式:A(s)xB(g)+yC(g)②改變壓強(qiáng)、同倍數(shù)改變濃度,平衡移動(dòng),新平衡時(shí)P、c不變③改變一種氣體濃度,平衡移動(dòng),新平衡時(shí)c變大外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響的理解1.濃度:①濃度指與反應(yīng)有關(guān)的氣體或溶液中實(shí)際參加反應(yīng)離子的濃度。②改變純固體或純液體的量對(duì)平衡無(wú)影響。2.溫度:任何化學(xué)反應(yīng)都伴有能量的變化(放熱或吸熱),所以,改變溫度一定會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。3.壓強(qiáng):(1)無(wú)氣體參與的化學(xué)反應(yīng),由于改變壓強(qiáng)不能改變化學(xué)反應(yīng)速率,所以改變壓強(qiáng)不能使無(wú)氣體物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。(2)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng),改變壓強(qiáng)后,正、逆反應(yīng)速率同時(shí)、同等程度地改變,因此增大或減小壓強(qiáng)不能使其化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。(3)“無(wú)關(guān)氣體”(不與原平衡體系中各物質(zhì)反應(yīng)的氣體)對(duì)化學(xué)平衡的影響。①恒溫、恒容條件下原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入“無(wú)關(guān)氣體”))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、恒壓條件下原平衡體系充入eq\o(→,\s\up17(“無(wú)關(guān)氣體”))容器容積增大→體系中各組分的濃度減小eq\o(→,\s\up17(等效于減壓))4.催化劑:催化劑同等程度改變正逆反應(yīng)速率,不影響平衡移動(dòng)?!镜淅?9】(2023·江蘇鹽城·鹽城市伍佑中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))鹵族元素單質(zhì)及其化合物應(yīng)用廣泛。具有與鹵素單質(zhì)相似的化學(xué)性質(zhì)。在常溫下能與Cu反應(yīng)生成致密的氟化物薄膜,還能與熔融的反應(yīng)生成硫酰氟()。與濃硫酸反應(yīng)可制得HF,常溫下,測(cè)得氟化氫的相對(duì)分子質(zhì)量約為37.通入酸性溶液中可制得黃綠色氣體,該氣體常用作自來(lái)水消毒劑。工業(yè)用制備的熱化學(xué)方程式為。下列關(guān)于反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是A.保持其他條件不變,平衡時(shí)升高溫度,B.保持其他條件不變,平衡時(shí)通入,達(dá)到新平衡時(shí)變小C.反應(yīng)生成1mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為D.及時(shí)分離出CO,有利于生成【答案】B【解析】A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),保持其他條件不變,平衡時(shí)升高溫度,v正、v逆都增大,由于溫度對(duì)吸熱反應(yīng)影響更大,因此升高溫度后,v正<v逆,A正確;B.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=,化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),保持其他條件不變,平衡時(shí)通入Cl2,即增大了反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),但由于溫度不變,因此化學(xué)平衡常數(shù)不變,因此平衡時(shí)通入Cl2,達(dá)到新平衡時(shí)不變,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)反應(yīng)方程式可知:反應(yīng)生成1molTiCl4,反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移4mol電子,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為,C正確;D.及時(shí)分離出CO,即減小了生成物的濃度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),會(huì)產(chǎn)生更多的TiCl4,因此有利于TiCl4生成,D正確;故合理選項(xiàng)是B?!镜淅?0】(2023·上海靜安·統(tǒng)考二模)聚丙烯腈纖維俗名人造羊毛,由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙烯腈的反應(yīng)如下:2C3H6(g)+2NH3(g)+3O2(g)2C3H3N(g)+6H2O(g)+1030kJ(1)某密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),生成丙烯腈的反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。t1時(shí)刻表示體系改變的反應(yīng)條件為;t2時(shí)刻表示體系改變了另一反應(yīng)條件,此時(shí)平衡移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”)。丙烯的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖示:(2)有利于提高丙烯平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件有;(3)最大轉(zhuǎn)化率所對(duì)應(yīng)的溫度為460℃。當(dāng)溫度低于460℃時(shí),丙烯的轉(zhuǎn)化率(填“是”或“不是”)所對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率,理由是。(4)一定條件下,在2L恒容密閉容器中,通入84gC3H6、34gNH3、96gO2,若該反應(yīng)5min到達(dá)a點(diǎn),則0~5min內(nèi)丙烯的平均反應(yīng)速率為mol?L?1?min?1?!敬鸢浮?1)使用了催化劑正向(2)降低溫度、降低壓強(qiáng)(3)不是該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡狀態(tài)下,若升高溫度,平衡朝逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率將降低【解析】(1)碳元素是6號(hào)元素,則硅原子核外電子排布為2、6,則硅在元素周期表中的位置是第二周期IVA族;根據(jù)同電子層結(jié)構(gòu)核多徑小,則C、N、O三種元素的原子半徑由小到大的順序?yàn)閞(O)<r(N)<r(C);故答案為:第二周期IVA族;r(O)<r(N)<r(C)。(2)t1時(shí)刻反應(yīng)速率都增大,且增大程度相等,則表示體系改變的反應(yīng)條件為使用催化劑;由于生成丙烯腈的反應(yīng)是體積增大的放熱反應(yīng),而根據(jù)圖中信息是反應(yīng)速率降低,則也可能為降溫,也可能減小壓強(qiáng),t2時(shí)刻表示體系改變了另一反應(yīng)條件,無(wú)論是降溫還是減小壓強(qiáng),平衡都是正向移動(dòng);故答案為:使用了催化劑;正向。(3)由于反應(yīng)是體積增大的放熱反應(yīng),有利于提高丙烯平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件有降低溫度、降低壓強(qiáng);故答案為:降低溫度、降低壓強(qiáng)。(4)該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡狀態(tài)下,若升高溫度,平衡朝逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率將降低,而圖中曲線(xiàn)是隨溫度升高平衡轉(zhuǎn)化率在逐漸升高,因此當(dāng)溫度低于460℃時(shí),丙烯的轉(zhuǎn)化率不是所對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率;故答案為:不是;該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡狀態(tài)下,若升高溫度,平衡朝逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率將降低。(5)一定條件下,在2L恒容密閉容器中,通入84gC3H6(物質(zhì)的量為2mol)、34gNH3、96gO2,,若該反應(yīng)5min到達(dá)a點(diǎn),則0~5min內(nèi)丙烯的平均反應(yīng)速率為;故答案為:。知識(shí)點(diǎn)06化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算1.常用計(jì)算公式(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:=×100%(2)某組分的百分含量:含量=×100%①常見(jiàn)量:體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)②關(guān)系式:體積分?jǐn)?shù)=物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(3)氣體狀態(tài)方程:PV=nRT條件公式文字?jǐn)⑹鐾瑴赝瑝海剑綒怏w體積比=物質(zhì)的量比=分子數(shù)比同溫同容==氣體壓強(qiáng)比=物質(zhì)的量比=分子數(shù)比同溫同壓同質(zhì)量===氣體密度比=氣體體積反比=物質(zhì)的量反比=分子數(shù)反比2.計(jì)算模式——“三段式”(1)確定反應(yīng)物或生成物的起始加入量。(2)確定反應(yīng)過(guò)程的變化量。(3)確定平衡量。(4)依據(jù)題干中的條件,建立等量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起始量/molmn00轉(zhuǎn)化量/molaxbxcxdx平衡量/molm-axn-bxcxdx①反應(yīng)速率:v(A)=(時(shí)間為tmin)②反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率:(B)=×100%③C的體積分?jǐn)?shù):φ(C)=_×100%④反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)比:==(恒溫恒容)⑤反應(yīng)前后氣體的體積比:==(恒溫恒壓)⑥反應(yīng)前后氣體的密度比:===(恒溫恒壓)(5)也可以直接根據(jù)分壓和分體積進(jìn)行計(jì)算①恒溫恒容:氣體壓強(qiáng)比=物質(zhì)的量比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起始量PaPAPB00轉(zhuǎn)化量Paaxbxcxdx平衡量PaPA-axPB-bxcxdx②恒溫恒壓:氣體體積比=物質(zhì)的量比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起始量LVAVB00轉(zhuǎn)化量Laxbxcxdx平衡量LVA-axVB-bxcxdx【典例11】用CH4還原SO2不僅可以消除污染,而且可以得到單質(zhì)S,反應(yīng)如下:t℃時(shí),在容積為2L的恒容密閉容器中測(cè)的反應(yīng)在不同時(shí)刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:物質(zhì)的量(mol)時(shí)間(min)物質(zhì)0246810SO2CO20下列說(shuō)法不正確的是A.前2min的平均反應(yīng)速率v(CH4)=0.27mol·L1·min1B.6min時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率等于10min時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率C.其它條件不變,在第10min后降低溫度,可使容器中的CO2的濃度升高到1.4mol·L1D.向容器內(nèi)通入適量的H2S,會(huì)使平衡逆向移動(dòng)【答案】C【詳解】A.根據(jù)可知,前2min甲烷物質(zhì)的量變化,則,故A正確;B.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知6min時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化量為4.8mol1.8mol=3mol,SO2轉(zhuǎn)化率為=62.5%;6min后向反應(yīng)體系中加入二氧化硫,導(dǎo)致平衡發(fā)生移動(dòng),10min時(shí)處于新的平衡,根據(jù)硫原子守恒,加入的SO2的物質(zhì)的量為0.3mol+(1.75mol1.5mol),則SO2的轉(zhuǎn)化率為=62.5%;所以轉(zhuǎn)化率相等,故B正確;C.10min時(shí),二氧化硫濃度,二氧化碳濃度,若不改變?nèi)萜黧w積,結(jié)合方程式,當(dāng)二氧化硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳的濃度,但該反應(yīng)為可逆反應(yīng),低溫平衡正向移動(dòng),二氧化碳濃度不能達(dá)到,故C錯(cuò)誤;D.H2S會(huì)與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng),導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng),故D正確;答案選C?!镜淅?2】(2023·重慶·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))一定溫度下,在三個(gè)容積均為的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):CH3COOH(g)CH3OH(g)+CO(g)

ΔH>0。下列說(shuō)法正確的是容器編號(hào)溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L1c(CH3OH)c(CO)c(CH3COOH)c(CH3COOH)I2300II230III21000A.達(dá)平衡時(shí),容器I與容器II中的總壓強(qiáng)之比為6∶7B.達(dá)平衡時(shí),容器II中比容器I中的大C.達(dá)平衡時(shí),容器III與容器I中的正反應(yīng)速率相等D.達(dá)平衡時(shí),容器I中CH3OH轉(zhuǎn)化率與容器III中CH3COOH轉(zhuǎn)化率之和大于1【答案】B【分析】容器Ⅰ中,依據(jù)表中數(shù)據(jù),可建立下列三段式:平衡常數(shù)K=。容器Ⅱ中,濃度商Q=>,所以平衡逆向移動(dòng),依據(jù)表中數(shù)據(jù),設(shè)參加反應(yīng)CO的物質(zhì)的量濃度為x,則可建立下列三段式:平衡常數(shù)K=,可求出x=0.08mol/L(另一結(jié)果舍去)。【解析】A.達(dá)平衡時(shí),容器I與容器II中的總壓強(qiáng)之比為0.80:(1.00.08)=20∶23,A不正確;B.達(dá)平衡時(shí),容器I中=,容器II中=>2,所以容器II中比容器I中的大,B正確;C.若容器III與容器I的溫度相同,容器III與容器I是等效平衡,但容器III溫度低,所以達(dá)平衡時(shí),容器III比容器I中的正反應(yīng)速率慢,C不正確;D.若容器III與容器I的溫度相同,達(dá)平衡時(shí),容器I中CH3OH轉(zhuǎn)化率與容器III中CH3COOH轉(zhuǎn)化率之和等于1,現(xiàn)在容器III溫度低,相當(dāng)于達(dá)平衡后降低溫度,平衡逆向移動(dòng),CH3COOH轉(zhuǎn)化率降低,則容器I中CH3OH轉(zhuǎn)化率與容器III中CH3COOH轉(zhuǎn)化率之和小于1,D不正確;故選B。知識(shí)點(diǎn)07化學(xué)平衡常數(shù)1.三種平衡常數(shù):aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)(1)濃度平衡常數(shù):Kc=①平衡量必須為平衡時(shí)的濃度②等體反應(yīng):可以用平衡時(shí)的物質(zhì)的量代替平衡時(shí)的濃度③恒壓條件下:先計(jì)算平衡體積,再算平衡常數(shù)(2)壓強(qiáng)平衡常數(shù):Kp=①平衡量為平衡時(shí)的濃度、物質(zhì)的量、體積等均可②分壓Pi=P總×xi=P總×=(P1+P2+P3+…)×③恒容條件下:先計(jì)算平衡總壓,再算平衡常數(shù)或直接根據(jù)分壓計(jì)算(3)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù):Kx=①平衡量為平衡時(shí)的濃度、物質(zhì)的量、體積等均可②物質(zhì)的量分?jǐn)?shù):xi=2.影響因素(1)內(nèi)因:化學(xué)反應(yīng)的本身(某一具體反應(yīng))(2)外因:反應(yīng)體系的溫度,升高溫度3.熵(1)表達(dá)式①濃度熵:Qc=②壓強(qiáng)熵:Qp=③物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)熵:Qx=(2)意義:Q越大,反應(yīng)逆向進(jìn)行的程度越大(3)應(yīng)用:判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向①Q(mào)>K,反應(yīng)逆向進(jìn)行,v正<v逆②Q=K,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),v正=v逆③Q<K,反應(yīng)正向進(jìn)行,v正>v逆4.平衡常數(shù)與書(shū)寫(xiě)方式的關(guān)系(1)正逆反應(yīng)平衡常數(shù)的關(guān)系是:K正·K逆=1(2)化學(xué)計(jì)量數(shù)變成n倍,平衡常數(shù)變?yōu)閚次方倍(3)反應(yīng)③=反應(yīng)①+反應(yīng)②,則:△H3=△H1+△H2,K3=K1·K2(4)反應(yīng)③=反應(yīng)①-反應(yīng)②,則:△H3=△H1-△H2,K3=(5)反應(yīng)③=a×反應(yīng)①-×反應(yīng)②,則:△H3=a△H1-△H2,K3=5.計(jì)算方法:三段式(1)計(jì)算依據(jù)①任何情況:氣體物質(zhì)的量變化比=氣體濃度變化比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比②恒溫恒容:氣體壓強(qiáng)變化比=物質(zhì)的量變化比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比③恒溫恒壓:氣體體積變化比=物質(zhì)的量變化比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比(2)可以直接根據(jù)分物質(zhì)的量、分壓和分體積進(jìn)行計(jì)算(3)同一容器內(nèi)的多平衡體系,相同組分的平衡濃度相同①aA(g)bB(g)+cC(g),cC(g)dD(g)+eE(g)②計(jì)算K1、K2時(shí),用到的c(C)相同化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù),即確定系數(shù)的化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù),方程式的計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會(huì)改變?!镜淅?3】(2023·廣東·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))某溫度下,向VL恒容密閉容器中通入4molX(g),發(fā)生反應(yīng):①2X(g)=Y(g)+4Z(g),②。反應(yīng)體系中X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.25min時(shí),氣體X反應(yīng)完全B.0~10min內(nèi),氣體X的平均反應(yīng)速率為C.25min時(shí),向該體系中僅通入1mol后,反應(yīng)②的平衡不發(fā)生移動(dòng)(保持其他條件不變)D.該溫度下,反應(yīng)②的平衡常數(shù)L?mol【答案】D【解析】A.由題干圖像可知,25min時(shí),生成了2molY,根據(jù)反應(yīng)方程①可知,消耗4molX,則氣體X反應(yīng)完全,A正確;B.由題干圖像可知,0~10min內(nèi)生成了,則消耗,故氣體X的平均反應(yīng)速率為=,B正確;C.由A項(xiàng)分析可知,反應(yīng)①不可逆反應(yīng),故25min時(shí)反應(yīng)①進(jìn)行完全,恒溫恒容下向該體系中僅通入1molY(g)后,反應(yīng)②的平衡不發(fā)生移動(dòng)(保持其他條件不變),C正確;D.由題干圖像信息可知,25min時(shí)生成了2molY,同時(shí)反應(yīng)①生成了8molZ,而Z的物質(zhì)的量實(shí)際上最終為,說(shuō)明反應(yīng)②消耗了,生成了,該溫度下,反應(yīng)②的平衡常數(shù)L?mol,D錯(cuò)誤;故答案為:D。【典例14】(2023·河北·校聯(lián)考三模)轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品是應(yīng)對(duì)氣候變化和能源高速消耗的有效措施,我國(guó)科學(xué)家研究加氫制備甲醇方面取得一定進(jìn)展。在一定溫度和壓強(qiáng)下,加氫制備甲醇的過(guò)程中主要發(fā)生如下三個(gè)反應(yīng),反應(yīng)I、II、III對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為、和。I.II.III.回答下列問(wèn)題:(1);、和三者之間的關(guān)系為。(2)為提高甲醇的平衡產(chǎn)率,可通過(guò)(填“升高”或“降低”)溫度,(填“增大”或“減小”)壓強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)在兩種不同的條件下,的平衡轉(zhuǎn)化率和的選擇性如下表所示。條件(填“1”或“2”)中甲醇的產(chǎn)率更高。條件的平衡轉(zhuǎn)化率/%的選擇性/%127682(4)T℃時(shí),將的混合氣體充入壓強(qiáng)為的恒壓密閉容器中,在催化劑的作用下發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):①②反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),和的分壓相等,甲醇的選擇性是CO的2倍,則的平衡轉(zhuǎn)化率為,反應(yīng)②的(列出計(jì)算式即可,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?!敬鸢浮?1)(2)降低增大(3)2(4)50%或0.5【解析】(1)利用蓋斯定律,反應(yīng)Ⅲ=反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ,解出。平衡常數(shù);(2)反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅲ中,均在低溫和增壓條件下,有利于提高甲醇的平衡產(chǎn)率,降溫,反應(yīng)Ⅱ平衡逆移,抑制副反應(yīng)的發(fā)生,增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)Ⅱ無(wú)影響;(3)比較條件1和條件2時(shí)甲醇的產(chǎn)率,根據(jù)信息可知,受的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性共同影響,將兩者相乘,計(jì)算數(shù)值越大,甲醇產(chǎn)率越高,故答案為2;(4),設(shè),。依據(jù)題給信息的選擇性是CO的2倍,設(shè)轉(zhuǎn)化生成的為,則生成的CO為。列三段式:依據(jù)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),和的分壓相等,則,,解得,代入三段式:,的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,在下進(jìn)行反應(yīng),代入反應(yīng)②的表達(dá)式即可,,同時(shí),計(jì)算出的平衡轉(zhuǎn)化率為;知識(shí)點(diǎn)08速率常數(shù)和平衡常數(shù)的關(guān)系1.基元反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)2.速率方程(1)抽象化速率方程:籠統(tǒng)的正逆反應(yīng)速率①v正=k正·ca(A)·cb(B)、v逆=k逆·cc(C)·cd(D)②v正=k正·pa(A)·pb(B)、v逆=k逆·pc(C)·pd(D)③v正=k正·xa(A)·xb(B)、v逆=k逆·xc(C)·xd(D)(2)具體化速率方程:以具體物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率①vA正=k正·ca(A)·cb(B)、vC逆=k逆·cc(C)·cd(D)②vA正=k正·pa(A)·pb(B)、vC逆=k逆·pc(C)·pd(D)③vA正=k正·xa(A)·xb(B)、vC逆=k逆·xc(C)·xd(D)3.速率常數(shù)和平衡常數(shù)的關(guān)系(1)抽象化:平衡條件v正=v逆,①=Kc;②=Kp;③=Kx(2)具體化:平衡條件=,①=Kc;②=Kp;③=Kx(3)升溫對(duì)k正、k逆的影響①放熱反應(yīng):K值減?。籯正值增大,k逆值增大,k逆變化更大②吸熱反應(yīng):K值增大;k正值增大,k逆值增大,k正變化更大4.計(jì)算某刻(1)抽象化:==K·(2)具體化:==×K×【典例15】(2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在一定溫度下,以為催化劑,氯苯和在溶液中發(fā)生反應(yīng)反應(yīng)①:(鄰二氯苯)反應(yīng)②:(對(duì)二氯苯)反應(yīng)①和②存在的速率方程:和,、為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),反應(yīng)①和②的曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.若對(duì)二氯苯比鄰二氯苯穩(wěn)定,則B.保持反應(yīng)體系溫度恒定,體系中兩種有機(jī)產(chǎn)物的濃度之比保持不變C.通過(guò)改變催化劑可以提高產(chǎn)物中對(duì)二氯苯的比例D.相同時(shí)間內(nèi),(對(duì)二氯苯)(鄰二氯苯)【答案】A【解析】A.反應(yīng)①和反應(yīng)②的、,又知對(duì)二氯苯比鄰二氯苯穩(wěn)定,則反應(yīng)②吸收的熱量更少,即,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)①和反應(yīng)②,則,,溫度恒定時(shí),、保持不變,則兩種有機(jī)產(chǎn)物的濃度之比保持不變,B正確;C.改變催化劑可改變選擇性,可提高產(chǎn)物中對(duì)二氯苯的比例,C正確;D.反應(yīng)①和反應(yīng)②中轉(zhuǎn)化為對(duì)二氯苯和鄰二氯苯均為進(jìn)行,則(對(duì)二氯苯)(鄰二氯苯)成立,D正確;故選A?!镜淅?6】(2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在一定條件下,向密閉容器中充入和,發(fā)生反應(yīng)。測(cè)得相同時(shí)間內(nèi),A的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示(虛線(xiàn)表示A的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化);速率常數(shù)的對(duì)數(shù)與溫度的倒數(shù)之間的關(guān)系如圖2所示。已知:①對(duì)于反應(yīng),,x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。②已知該反應(yīng)的速率方程,,、是速率常數(shù)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.由上圖判斷,該反應(yīng)的 B.曲線(xiàn)ac代表,bd代表C.時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù) D.升高溫度時(shí),減小【答案】A【解析】A.由圖可知,隨溫度升高,A的平衡轉(zhuǎn)化率降低,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),,A錯(cuò)誤;B.由于,升高溫度平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明隨溫度變化比隨溫度變化慢,圖像bd的斜率小于曲線(xiàn)ac,所以曲線(xiàn)ac代表,曲線(xiàn)bd代表,B正確;C.時(shí),A的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,A轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù),C正確;D.,正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明溫度對(duì)逆反應(yīng)速率影響大于正反應(yīng)速率,升高溫度時(shí),減小,D正確;故選:A。知識(shí)點(diǎn)09等效平衡1.含義2.解題方法:極端假設(shè)法(1)按照系數(shù)將新加入的原料的量全部換算成起始時(shí)反應(yīng)物或生成物的量(2)將換算量與原配比量相比較(相等或成比例)3.全等平衡(1)平衡條件:起始量相等(2)平衡特征①直接判據(jù):某組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變②間接判據(jù):恒溫恒容下,物質(zhì)的量濃度不變③絕對(duì)判據(jù):恒溫恒容下,非等體反應(yīng)均為全等平衡4.相似平衡(1)平衡條件:起始量成比例(2)平衡特征:某組分的百分含量保持不變①恒溫恒容:等體反應(yīng)②恒溫恒壓:任意特征氣體反應(yīng)(3)平衡時(shí)某組分的量①等體反應(yīng):A(g)+B(g)2C(g)ψ(C)==②非等體反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)n(A)∶n(B)∶n(C)=nA起∶nB起∶nC平4.按化學(xué)計(jì)量數(shù)比混合的等效平衡的特殊性(1)正反應(yīng)和逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:正+逆=1(2)正反應(yīng)和逆反應(yīng)熱量的關(guān)系①Q(mào)正+Q逆=k×|△H|(k==系數(shù)的倍數(shù))②正反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率:正==③逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率:逆==(3)由于起始加入的量及物質(zhì)不同,反應(yīng)的程度也不同,所以轉(zhuǎn)化率和熱量不一定相等。兩平衡狀態(tài)間要互為等效應(yīng)滿(mǎn)足四點(diǎn):①同一條件;②同一可逆反應(yīng);③僅僅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡時(shí)相應(yīng)物質(zhì)在各自平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))相同。【典例17】(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng):,測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化,如下表所示,下列說(shuō)法不正確的是A.實(shí)驗(yàn)①,,B.實(shí)驗(yàn)②,時(shí)處于平衡狀態(tài),C.相同條件下,增加氨氣的濃度,反應(yīng)速率增大D.相同條件下,增加催化劑的表面積,反應(yīng)速率增大【答案】C【解析】A.實(shí)驗(yàn)①中,0~20min,氨氣濃度變化量為103103104mol/L,v(NH3)=105mol/(L·min),反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(N2)=v(NH3105mol/(L·min),A正確;B.催化劑表面積大小只影響反應(yīng)速率,不影響平衡,實(shí)驗(yàn)③中氨氣初始濃度與實(shí)驗(yàn)①中一樣,實(shí)驗(yàn)③達(dá)到平衡時(shí)氨氣濃度為104mol/L,則實(shí)驗(yàn)①達(dá)平衡時(shí)氨氣濃度也為104mol/L,而恒溫恒容條件下,實(shí)驗(yàn)②相對(duì)于實(shí)驗(yàn)①為減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),氨氣濃度減小,因此實(shí)驗(yàn)②60min時(shí)處于平衡狀態(tài),根據(jù)等效平衡可以判斷,即,B正確;C.實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變化量都是104mol/L,實(shí)驗(yàn)②中60min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②催化劑表面積相同,實(shí)驗(yàn)①中氨氣初始濃度是實(shí)驗(yàn)②中氨氣初始濃度的兩倍,實(shí)驗(yàn)①60min時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),相同條件下,增加氨氣濃度,反應(yīng)速率并沒(méi)有增大,C錯(cuò)誤;D.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③,氨氣濃度相同,實(shí)驗(yàn)③中催化劑表面積是實(shí)驗(yàn)①中催化劑表面積的2倍,實(shí)驗(yàn)③先達(dá)到平衡狀態(tài),實(shí)驗(yàn)③的反應(yīng)速率大,說(shuō)明相同條件下,增加催化劑的表面積,反應(yīng)速率增大,D正確;答案選C?!镜淅?8】一定條件下存在反應(yīng):。圖1、圖2表示起始時(shí)容器甲、丙體積都是V,容器乙、丁體積都是;向甲、丙內(nèi)都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫;向乙、丁內(nèi)都充入amolSO2和2并保持絕熱(即與外界無(wú)熱量交換),在一定溫度時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是A.圖1達(dá)平衡時(shí),:甲=乙B.圖1達(dá)平衡時(shí),平衡常數(shù)K:甲<乙C.圖2達(dá)平衡時(shí),所需時(shí)間:丙<丁D.圖2達(dá)平衡時(shí),的體積分?jǐn)?shù):丙>丁【分析】恒溫恒壓條件下,甲和乙為等效平衡,容器乙為絕熱恒壓容器,由二氧化硫與氧氣的反應(yīng)為放熱反應(yīng)可知,保持絕熱的乙容器相對(duì)于甲容器為升高溫度,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則乙容器中二氧化硫濃度大于甲容器、反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)小于甲容器;恒溫恒容條件下,丙和丁為等效平衡,容器丁為絕熱恒容容器,保持絕熱的丁容器相對(duì)于丙容器為升高溫度,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則丁容器的反應(yīng)速率快于丙容器、三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)小于丙容器。【解析】A.由分析可知,乙容器中二氧化硫濃度大于甲容器,故A錯(cuò)誤;B.由分析可知,乙容器中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)小于甲容器,故B錯(cuò)誤;C.由分析可知,丁容器的反應(yīng)速率快于丙容器,故C錯(cuò)誤;D.由分析可知,丁容器的三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)小于丙容器故D正確;故選D?!敬鸢浮緿知識(shí)點(diǎn)10化學(xué)反應(yīng)的方向1.焓判據(jù):放熱反應(yīng)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行2.熵判據(jù):熵增反應(yīng)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(1)物質(zhì)的混亂度:體系的混亂度越大,熵值越大(2)物質(zhì)的聚集狀態(tài):同一物質(zhì):S(g)>S(l)>S(s)(3)物質(zhì)的復(fù)雜程度:一般組成物質(zhì)的原子種類(lèi)相同時(shí),分子中的原子數(shù)目越多,其混亂度越大,熵值越大(4)計(jì)算式:△S=S(生成物)-S(反應(yīng)物)變化過(guò)程熵變反應(yīng)類(lèi)型增體反應(yīng)△S>0熵增反應(yīng)減體反應(yīng)△S<0熵減反應(yīng)鹽的溶解△S>0熵增反應(yīng)電離過(guò)程△S>0熵增反應(yīng)3.復(fù)合判據(jù):ΔH-TΔS<0,反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行(1)適用條件:恒溫恒壓(2)局限性:只能判斷反應(yīng)發(fā)生的可能性,不能判斷反應(yīng)是否實(shí)際發(fā)生4.溫度對(duì)反應(yīng)方向的影響(1)△H<0,△S>0:在任何溫度時(shí)都能夠自發(fā)進(jìn)行(2)△H>0,△S<0:在任何溫度時(shí)都不能自發(fā)進(jìn)行(3)△H<0,△S<0:低溫自發(fā)(4)△H>0,△S>0:高溫自發(fā)5.反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低或最高溫度的計(jì)算(1)計(jì)算依據(jù):△H-T△S≤0①若△S>0,則T≥,為最低溫度②若△S<0,則T≤,為最高溫度(2)注意單位的換算①△S的單位為:J·mol-1·K-1②△H的單位為:kJ·mol-1③T的單位為:K在用判據(jù)ΔH-TΔS判斷時(shí)要注意ΔH與ΔS的單位的差別,需要轉(zhuǎn)換。(1)不能片面地用焓判據(jù)、熵判據(jù)孤立判斷。(2)不能忽視溫度在大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)方向判斷中的作用。(3)不能錯(cuò)誤認(rèn)為“自發(fā)反應(yīng)”不需要任何條件。(4)不能忽視ΔH、T、ΔS單位的協(xié)調(diào)一致。【典例19】25℃、1.01×105Pa時(shí),反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+109.8kJ·mol1,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C.該反應(yīng)是熵減小的反應(yīng) D.該反應(yīng)的熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)【答案】D【詳解】該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),能夠自發(fā)進(jìn)行是由于該反應(yīng)為熵增大的反應(yīng),并且熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng),故選D?!镜淅?0】(2023·江蘇南京·統(tǒng)考二模)反應(yīng)

可實(shí)現(xiàn)的資源化,下列說(shuō)法正確的是A.上述反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行B.上述反應(yīng)每消耗1mol同時(shí)形成7molσ鍵C.上述反應(yīng)平衡常數(shù)D.催化劑可以降低上述反應(yīng)的焓

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