化學魯科版高考新素養(yǎng)總復(fù)習講義第6章第1講化學反應(yīng)進行的方向與限度Word版含答案

第1講化學反應(yīng)進行的方向與限度2017級教學指導(dǎo)意見核心素養(yǎng)1.了解化學平衡常數(shù)(K)的含義，能書寫化學平衡常數(shù)表達式。2.能進行化學平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計算，能根據(jù)濃度商、化學平衡常數(shù)的比較判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)及平衡移動的方向。1.變化觀念與平衡思想：能從化學平衡常數(shù)的角度分析化學反應(yīng)，運用化學平衡常數(shù)解決問題。能多角度、動態(tài)地分析化學反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。2.證據(jù)推理與模型認知：可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立模型。能運用模型(Qc與K的關(guān)系)解釋化學平衡的移動?？键c一化學反應(yīng)進行的方向[學在課內(nèi)]1.自發(fā)過程(1)含義在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動進行的過程。(2)特點①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。2.化學反應(yīng)方向(1)判據(jù)(2)一般規(guī)律：①ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進行；②ΔH>0，ΔS<0的反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進行；③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大時，溫度對反應(yīng)的方向起決定性作用。當ΔH<0，ΔS<0時低溫下反應(yīng)能自發(fā)進行；當ΔH>0，ΔS>0時，高溫下反應(yīng)能自發(fā)進行。[名師點撥](1)熵：衡量體系混亂程度的物理量，符號為S，單位為J·mol－1·K－1。(2)對于一個特定的氣相反應(yīng)，熵變的大小取決于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的系數(shù)大小。[考在課外]教材延伸判斷正誤(1)放熱過程均可以自發(fā)進行，吸熱過程均不能自發(fā)進行(×)(2)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑是一個熵增的過程(√)(3)焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一因素(×)(4)ΔH＜0、ΔS＞0時，反應(yīng)一定能自發(fā)進行(√)(5)吸熱且熵增加的反應(yīng)，當溫度升高時，反應(yīng)一定能自發(fā)進行(×)(6)－10℃的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來解釋反應(yīng)的自發(fā)性(×)拓展應(yīng)用(RJ選修4·P361改編)下列過程的熵變的判斷不正確的是()A.溶解少量食鹽于水中，ΔS＞0B.純碳和氧氣反應(yīng)生成CO(g)，ΔS＞0C.H2O(g)變成液態(tài)水，ΔS＞0D.CaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)，ΔS＞0答案C思維探究能自發(fā)進行的反應(yīng)一定能實際發(fā)生嗎？答案不一定；化學反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢，并不能說明在該條件下反應(yīng)一定能實際發(fā)生，還要考慮化學反應(yīng)的快慢、條件等問題。[基礎(chǔ)點鞏固]1.下列關(guān)于化學反應(yīng)自發(fā)性的說法中正確的是()A.熵增加的化學反應(yīng)一定能自發(fā)進行B.自發(fā)進行的化學反應(yīng)一定能迅速發(fā)生C.在一定條件下，吸熱反應(yīng)可自發(fā)進行D.電解池中的化學反應(yīng)屬于自發(fā)過程解析根據(jù)ΔH－TΔS＜0反應(yīng)能自發(fā)進行，可知放熱(ΔH＜0)的熵增(ΔS＞0)反應(yīng)是自發(fā)的，吸熱(ΔH＞0)的熵減(ΔS＜0)反應(yīng)是不自發(fā)的；電解過程屬于非自發(fā)過程。答案C2.反應(yīng)2AB(g)=C(g)＋3D(g)在高溫時能自發(fā)進行，反應(yīng)后體系中物質(zhì)的總能量升高，則該反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為()A.ΔH<0，ΔS>0 B.ΔH<0，ΔS<0C.ΔH>0，ΔS>0 D.ΔH>0，ΔS<0解析該反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量增加，ΔS>0。反應(yīng)后體系中物質(zhì)的總能量升高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH>0。答案C3.(2018·天津河東區(qū)調(diào)研)下列說法不正確的是()A.ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行B.NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C.因為焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學反應(yīng)進行的速率解析反應(yīng)的ΔH<0、ΔS>0，則始終存在ΔH－TΔS<0，在任何溫度下該反應(yīng)都能自發(fā)進行，A正確。反應(yīng)NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0，則高溫下存在ΔH－TΔS<0，若該反應(yīng)能自發(fā)進行，說明體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向，B正確。ΔH、ΔS都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，但要根據(jù)ΔH－TΔS判斷反應(yīng)的自發(fā)性，不能將ΔH或ΔS單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，C錯誤。在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，從而改變反應(yīng)速率，D正確。答案C[名師點撥]焓變、熵變和溫度對化學反應(yīng)方向的影響ΔHΔSΔH－TΔS反應(yīng)情況－＋永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)進行＋－永遠是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進行＋＋低溫為正高溫為負低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)－－低溫為負高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā)[能力點提升]4.(2019·南陽模擬)已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。下列說法中正確的是()A.該反應(yīng)中熵變小于0，焓變大于0B.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進行C.碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，因此任何條件下的所有碳酸鹽分解一定能自發(fā)進行D.判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮解析A項反應(yīng)的ΔH為正值，即ΔH＞0，因為生成物中有氣體生成，反應(yīng)物為固體，所以混亂度增加，熵變大于0，A錯誤；吸熱反應(yīng)不一定不能自發(fā)進行，該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進行，B錯誤；熵增加的反應(yīng)不一定能自發(fā)進行，C錯誤。答案D5.(1)汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)＋O2(g)已知該反應(yīng)的ΔH>0，簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)：________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2，化學方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2。反應(yīng)能夠自發(fā)進行，則反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。解析(1)2CO(g)=2C(s)＋O2(g)，該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)。根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG>0，不能實現(xiàn)。(2)該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，能自發(fā)進行說明ΔH<0。答案(1)該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進行(2)<[高考真題體驗]6.下列有關(guān)說法不正確的是()A.(2016·全國甲卷)C3H6(g)＋NH3(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ·mol－1和C3H6(g)＋O2(g)=C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ·mol－1兩個反應(yīng)在熱力學上趨勢均很大B.(2015·天津高考)Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進行C.(2014·天津高考)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行，因此該反應(yīng)是熵增反應(yīng)D.(2014·江蘇高考)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH＞0E.(2013·江蘇高考)反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH＜0F.(2012·江蘇高考)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的ΔH＜0G.(2011·江蘇高考)一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0答案DF考點二化學平衡常數(shù)[學在課內(nèi)]1.概念：在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。2.表達式：對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f([C]p·[D]q,[A]m·[B]n)(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中)?；瘜W平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。若化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。例：N2＋3H22NH3K1eq\f(1,2)N2＋eq\f(3,2)H2NH3K22NH3N2＋3H2K3K1＝Keq\o\al(2,2)＝eq\f(1,K3)3.意義及影響因素意義K值越大正反應(yīng)進行的程度越大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大影響因素內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)外因溫度升高ΔH<0，K值減小ΔH>0，K值增大4.應(yīng)用(1)判斷、比較可逆反應(yīng)進行的程度。一般來說，一定溫度下的一個具體的可逆反應(yīng)：K值越大，反應(yīng)進行的程度越大；一般來說，K≥105時認為反應(yīng)進行比較完全。(2)判斷正在進行的可逆反應(yīng)的反應(yīng)方向以及反應(yīng)是否達到平衡。(3)判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱。[考在課外]拓展應(yīng)用判斷正誤(1)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f([CO]·[H2],[C]·[H2O])。(×)(2)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)可逆反應(yīng)進行的程度。(√)(3)化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度升高，化學平衡常數(shù)的變化取決于該反應(yīng)的反應(yīng)熱。(√)(4)升高溫度，化學反應(yīng)速率增大，平衡常數(shù)一定增大。(×)(5)反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)，達平衡后，溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，平衡常數(shù)K值增大。(×)(6)催化劑能改變化學反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)。(×)(7)可根據(jù)K隨溫度的變化情況判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。(√)(8)一個可逆反應(yīng)的正反應(yīng)K正與逆反應(yīng)K逆相等。(×)拓展應(yīng)用寫出下列反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式。(1)Cl2＋H2OHCl＋HClOK＝________。(2)人體中肌紅蛋白(Mb)與血紅蛋白(Hb)的主要功能為運輸氧氣與二氧化碳，肌紅蛋白(Mb)可以與小分子X(如氧氣或一氧化碳)結(jié)合，反應(yīng)方程式為Mb(aq)＋X(g)MbX(aq)，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝________。(3)已知下列反應(yīng)在某溫度下的平衡常數(shù)：H2(g)＋S(s)H2S(g)K1S(s)＋O2(g)SO2(g)K2則在該溫度下反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)K＝________。答案(1)K＝eq\f([H＋]·[Cl－]·[HClO],[Cl2])(2)eq\f([MbX],[Mb]·[X])(3)eq\f(K1,K2)思維探究化學平衡移動與化學平衡常數(shù)的變化有什么關(guān)系？答案溫度是影響化學平衡常數(shù)的唯一因素。平衡移動，溫度不一定變化，故化學平衡常數(shù)不一定變化；化學平衡常數(shù)變、溫度變，故平衡一定移動。[基礎(chǔ)點鞏固]1.化學平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學反應(yīng)進行程度的標準。在一定溫度下，下列反應(yīng)的化學平衡常數(shù)數(shù)值如下：2NO(g)N2(g)＋O2(g)K1＝1×10302H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K2＝2×10812CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92以下說法正確的是()A.該溫度下，NO分解產(chǎn)生O2的反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K1＝[N2]·[O2]B.該溫度下，水分解產(chǎn)生O2，此反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值約為5×10－80C.該溫度下，NO、H2O、CO2三種化合物分解產(chǎn)生O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2D.以上說法都不正確答案C2.只改變一個影響化學平衡的因素，平衡常數(shù)K與化學平衡移動的關(guān)系敘述不正確的是()A.K值不變，平衡可能移動B.平衡向右移動時，K值不一定變化C.K值有變化，平衡一定移動D.相同條件下，同一個反應(yīng)的方程式的系數(shù)增大2倍，K值也增大兩倍解析因改變壓強或濃度引起化學平衡移動時，K值不變，K只與溫度有關(guān)，A項和B項均正確；K值只與溫度有關(guān)，K值發(fā)生了變化，說明體系的溫度改變，則平衡一定移動，C項正確；相同條件下，同一個反應(yīng)的方程式的系數(shù)增大2倍，K值應(yīng)該變?yōu)閇K(原)]2，D項錯誤。答案D3.利用醋酸二氨合銅[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能達到保護環(huán)境和能源再利用的目的，反應(yīng)方程式為Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示：溫度/℃1550100化學平衡常數(shù)5×10421.9×10－5下列說法正確的是()A.上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.15℃時，反應(yīng)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)的平衡常數(shù)為2×10－5C.保持其他條件不變，減小壓強，CO的轉(zhuǎn)化率升高D.醋酸二氨合銅溶液的濃度大小對CO的吸收多少沒有影響解析根據(jù)題給數(shù)據(jù)知，溫度降低，平衡常數(shù)增大，說明降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項錯誤；[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)為Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)的逆反應(yīng)，兩反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則15℃時，反應(yīng)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(1,5×104)＝2×10－5，B項正確；減小壓強，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，C項錯誤；增大醋酸二氨合銅溶液的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，有利于CO的吸收，D項錯誤。答案B4.已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝eq\f([CO2]·[Cu],[CO]·[CuO])B.反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C.對于反應(yīng)③，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑.對于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定增大解析在書寫平衡常數(shù)表達式時，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達式中，A錯誤；由于反應(yīng)③＝反應(yīng)①－反應(yīng)②，因此平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)，B正確；反應(yīng)③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此ΔH＜0，C錯誤；對于反應(yīng)③，在恒溫恒容下，增大壓強，如充入惰性氣體，則平衡不移動，H2的濃度不變，D錯誤。答案B[名師點撥]平衡常數(shù)表達式書寫注意事項1.不要把反應(yīng)體系中純固體、純液體以及稀溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)的表達式中。2.非水溶液中發(fā)生的反應(yīng)，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數(shù)，應(yīng)寫進平衡常數(shù)的表達式中。3.若化學反應(yīng)為離子反應(yīng)時，書寫其化學平衡常數(shù)時應(yīng)先改寫成離子反應(yīng)再進行書寫。如Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的化學平衡常數(shù)為K＝eq\f([H＋]·[Cl－]·[HClO],[Cl2])。4.有氣體參與的反應(yīng)，用平衡分壓(總壓乘以各自的物質(zhì)的量分數(shù))表示平衡常數(shù)。如：2A(g)＋B(s)C(g)。若達到平衡時，n(A)＝n1，n(C)＝n2，密閉體系的壓強為p，則K＝eq\f(p·\f(n2,n1＋n2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p·\f(n1,n1＋n2)))\s\up12(2))＝eq\f(n2（n1＋n2）,pneq\o\al(2,1))[能力點提升]5.將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負對數(shù)(－lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法中不正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH>0B.NH3的體積分數(shù)不變時，該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)C.A點對應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(A)的值為10－2.294D.30℃時，B點對應(yīng)狀態(tài)的v正<v逆解析此題的關(guān)鍵是弄清－lgK越小，K越大，由圖中數(shù)據(jù)可知隨溫度的升高，－lgK逐漸減小，說明隨溫度的升高，化學平衡向右移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項正確；NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，可知氨氣的體積分數(shù)始終為eq\f(2,3)，為一恒量，B項錯誤；A點時，－lgK＝2.294，C項正確；由B點對應(yīng)的數(shù)值可知此時Qc>K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，v正<v逆，D項正確。答案B6.一定條件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)；已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖，下列說法不正確的是()A.該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.平衡常數(shù)：KM>KNC.生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D.當溫度高于250℃，升高溫度，催化劑的催化效率降低解析升高溫度CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡常數(shù)減小，B正確；化學反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，催化劑在250℃時催化活性最高，溫度繼續(xù)升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C錯誤，D正確。答案C7.在體積為1L的密閉容器中，進行如下化學反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：T/℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：(1)升高溫度，化學平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。(2)若某溫度下，平衡濃度符合下列關(guān)系：[CO2]·[H2]＝[CO]·[H2O]，此時的溫度為________；在此溫度下，若該容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，則此時反應(yīng)所處的狀態(tài)為____________________(填“向正反應(yīng)方向進行中”“向逆反應(yīng)方向進行中”或“平衡狀態(tài)”)。解析(1)由表格數(shù)據(jù)，可知隨著溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明化學平衡向正反應(yīng)方向移動；(2)[CO2]·[H2]＝[CO]·[H2O]，則計算出K＝1.0，即此時溫度為850℃，此溫度下eq\f([CO]·[H2O],[CO2]·[H2])＝eq\f(0.75×1.5,1×1.2)<1.0，故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行中。答案(1)正反應(yīng)(2)850℃向正反應(yīng)方向進行中[高考真題體驗]8.(2017·天津理綜，6)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s)＋4CO(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)解析A項，增加c(CO)，平衡正向移動，因平衡常數(shù)大小只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，所以反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，錯誤；B項，第一階段，50℃時，Ni(CO)4為氣態(tài)，易于分離，有利于Ni(CO)4的生成，正確；C項，第二階段，230℃制得高純鎳的反應(yīng)方程式的Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)K1＝eq\f(1,K)＝5×106，所以Ni(CO)4分解率較高，錯誤；D項，因反應(yīng)達到平衡時，正、逆反應(yīng)速率相等，再根據(jù)該反應(yīng)的系數(shù)可知，該反應(yīng)達到平衡時，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，錯誤。答案B9.(1)(2016·全國Ⅱ)①在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。a.由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均________(填“增大”、“不變”或“減小”)。b.反應(yīng)ClOeq\o\al(－,2)＋2SOeq\o\al(2－,3)=2SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－的平衡常數(shù)K表達式為________________________________________________________________。②如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。從化學平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是________________________________________________________________。(2)(2017·海南化學)①反應(yīng)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)的ΔH＝＋135.6kJ·mol－1。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝________。②在溶液中存在化學平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)，其平衡常數(shù)表達式為________________________________________________________________。解析(1)①a.由圖分析可知，溫度升高，SO2或NO平衡分壓的負對數(shù)均減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，因此脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均減小。b.根據(jù)反應(yīng)ClOeq\o\al(－,2)＋2SOeq\o\al(2―,3)=2SOeq\o\al(2―,4)＋Cl―可寫出其平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(c（Cl－）·c2（SOeq\o\al(2－,4)）,c（ClOeq\o\al(－,2)）·c2（SOeq\o\al(2－,3)）)。②采用Ca(ClO)2，在脫硫反應(yīng)中會生成CaSO4沉淀，使c(SOeq\o\al(2－,4))減小，平衡正向移動，SO2轉(zhuǎn)化率提高。答案(1)①a.減小b.K＝eq\f(c2（SOeq\o\al(2－,4)）·c（Cl－）,c2（SOeq\o\al(2－,3)）·c（ClOeq\o\al(－,2)）)②形成CaSO4沉淀，使平衡向產(chǎn)物方向移動，SO2轉(zhuǎn)化率提高(2)①c(H2O)·c(CO2)②K＝eq\f(c（Ieq\o\al(－,3)）,c（I2）c（I－）)考點三化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算[學在課內(nèi)]化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算“三段式”法是有效解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。答題時，要注意清楚條理地列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，按題目要求進行計算，同時還要注意單位的統(tǒng)一。1.明確三個量——起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量(1)反應(yīng)物的平衡量＝起始量－轉(zhuǎn)化量。(2)生成物的平衡量＝起始量＋轉(zhuǎn)化量。(3)各物質(zhì)變化濃度之比等于它們在化學方程式中系數(shù)之比。變化濃度是聯(lián)系化學方程式、平衡濃度、起始濃度、轉(zhuǎn)化率、化學反應(yīng)速率的橋梁。因此，抓變化濃度是解題的關(guān)鍵。2.掌握四個百分數(shù)(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(n（轉(zhuǎn)化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（轉(zhuǎn)化）,c（起始）)×100%。(2)生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率＝eq\f(實際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。(3)混合物組分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡時各物質(zhì)的總量)×100%。(4)某組分的體積分數(shù)＝eq\f(某組分的物質(zhì)的量,混合氣體總的物質(zhì)的量)×100%。[考在課外]教材延伸(1)(RJ選修4·P322改編)已知反應(yīng)A(g)＋3B(g)3C(g)在一定溫度下達到平衡，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為________________。若各物質(zhì)的平衡濃度分別為[A]＝2.0mol·L－1、[B]＝2.0mol·L－1、[C]＝1.0mol·L－1，則K＝________。答案K＝eq\f([C]3,[A]·[B]3)0.0625(2)(LK選修4·P52)在一定條件下，向密閉容器中充入30mLCO和20mL水蒸氣，使其反應(yīng)，當反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達到平衡時，水蒸氣的體積分數(shù)與H2的體積分數(shù)相等。根據(jù)三段式計算：①平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率為________。②平衡后，H2O的轉(zhuǎn)化率為________。③平衡后CO的體積分數(shù)為________。解析設(shè)達到平衡時，反應(yīng)掉CO的體積為x。CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始：30mL20mL00變化：xxxx平衡：30mL－x20mL－xxx由題意知：20mL－x＝x，故x＝10mL故平衡后CO的體積分數(shù)為eq\f(30mL－10mL,50mL)×100%＝40%，CO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(10mL,30mL)×100%≈33.3%，H2O的轉(zhuǎn)化率為eq\f(10mL,20mL)×100%＝50%。答案①33.3%②50%③40%思維探究在恒溫密閉容器中加入一定量的氣體A發(fā)生mA(g)nB(s)，縮小容器體積時[A]、A的轉(zhuǎn)化率如何變化？答案縮小容器體積，K不變，[A]不變。剩余A的物質(zhì)的量減小，故A的轉(zhuǎn)化率增大。[基礎(chǔ)點鞏固]1.(2018·湖南師大附中摸底)N2O5是一種新型硝化劑，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH>0，T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)為：t/s050010001500[N2O5]/(mol·L－1)5.003.522.502.50下列說法不正確的是()A.500s內(nèi)，N2O5的分解速率為2.96×10－3mol·L－1·s－1B.T1溫度下的平衡常數(shù)為K1＝125，1000s時N2O5的轉(zhuǎn)化率為50%C.其他條件不變時，T2溫度下反應(yīng)到1000s時測得N2O5(g)濃度為2.98mol·L－1，則有T1<T2D.T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1>T2，則有K1>K2解析500s內(nèi)[N2O5]由5.00mol·L－1降低到3.52mol·L－1，則有v(N2O5)＝eq\f(（5.00－3.52）mol·L－1,500s)＝2.96×10－3mol·L－1·s－1，A正確。1000s時，[N2O5]＝2.50mol·L－1，則[NO2]＝5mol·L－1，[O2]＝1.25mol·L－1，此時N2O5的轉(zhuǎn)化率為eq\f(（5.00－2.50）mol·L－1,5.00mol·L－1)×100%＝50%；化學平衡常數(shù)K1＝eq\f([NO2]4·[O2],[N2O5]2)＝eq\f(5.004×1.25,2.502)＝125，B正確。T2溫度下反應(yīng)到1000s時測得N2O5(g)濃度為2.98mol·L－1>2.50mol·L－1，說明反應(yīng)正向進行的程度減小，反應(yīng)ΔH>0，故有T1>T2，C錯誤。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，由于T1>T2，則有K1>K2，D正確。答案C2.(2018·哈爾濱檢測)如圖所示為氣相直接水合法C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù)Kp為(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))()A.0.082 B.0.072C.0.072MPa－1 D.0.082MPa－1解析由圖可知，A點乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為20%，設(shè)起始量n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，轉(zhuǎn)化的乙烯為0.2mol，則：eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,C2H4（g）,＋,H2O（g）,,C2H5OH（g）,起始量（mol）：,1,,1,,0,轉(zhuǎn)化量（mol）：,0.2,,0.2,,0.2,平衡量（mol）：,0.8,,0.8,,0.2)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則p(C2H4)＝p(H2O)＝7.8MPa×eq\f(0.8mol,1.8mol)＝7.8MPa×eq\f(4,9)，p(C2H5OH)＝7.8MPa×eq\f(1,9)，則Kp＝eq\f(p（C2H5OH）,p（C2H4）×p（H2O）)＝eq\f(7.8MPa×\f(1,9),7.8MPa×\f(4,9)×7.8MPa×\f(4,9))＝0.072MPa－1。答案C3.一定條件下，反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH>0，達到平衡時N2的體枳分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.壓強：p1>p2B.b、c兩點對應(yīng)的平衡常數(shù)：Kc>KbC.a點：2v正(NH3)＝3v逆(H2)D.a點：NH3的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1,3)解析該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，恒溫時，壓強越大，N2的體積分數(shù)越小，則p1<p2，故A錯誤；b、c兩點對應(yīng)溫度b<c，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越大，則Kc>Kb，故B正確；反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，故C錯誤；對于反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，假設(shè)反應(yīng)前氨氣的物質(zhì)的量為1mol，反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為xmol，則eq\f(\f(x,2),1＋x)＝0.1，解得x＝eq\f(1,4)，因此氨氣的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1,4)，故D錯誤。答案B[能力點提升]4.氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質(zhì)，而氮的化合物用途廣泛。兩個常見的固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)對數(shù)值(IgK)與溫度的關(guān)系如圖所示：①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)和②N2(g)＋O2(g)2NO(g)，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是()A.反應(yīng)①和②均為放熱反應(yīng)B.升高溫度，反應(yīng)①的反應(yīng)速率減小C.在常溫下，利用反應(yīng)①固氮和利用反應(yīng)②固氮反應(yīng)程度相差很大D.在1000℃時，反應(yīng)①和反應(yīng)②體系中N2的濃度一定相等解析反應(yīng)①的K值隨溫度升高而減小，反應(yīng)①是放熱反應(yīng)，反應(yīng)②的K值隨溫度升高而增大，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，A錯誤；升高溫度，兩個反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，B錯誤；在常溫下，反應(yīng)①K≈1010，反應(yīng)②K≈10－30，相差很大，故利用反應(yīng)①固氮和利用反應(yīng)②固氮反應(yīng)程度相差很大，C正確；在1000℃時，反應(yīng)①、反應(yīng)②的K值相等，即eq\f([NH3]2,[N2]·[H2]3)＝eq\f([NO]2,[N2]·[O2])，而體系中N2的濃度不一定相等，D錯誤。答案C5.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5，加熱到t℃，達到平衡狀態(tài)后O2為9mol，N2O3為3.4mol。則t℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()A.8.5 B.9.6C.10.2 D.10.7解析設(shè)分解的N2O3物質(zhì)的量為x，反應(yīng)過程中共生成N2O3(x＋3.4)mol，在①反應(yīng)中N2O5分解了(x＋3.4)mol，同時生成O2(x＋3.4)mol，在②反應(yīng)中生成氧氣xmol。則(x＋3.4mol)＋x＝9mol，求得x＝2.8mol，所以平衡后N2O5、N2O3、O2濃度依次為[N2O5]＝(8－2.8－3.4)mol÷2L＝0.9mol/L，[N2O3]＝3.4mol÷2L＝1.7mol/L，[O2]＝9mol÷2L＝4.5mol/L，反應(yīng)①的平衡常數(shù)K＝eq\f(1.7×4.5,0.9)＝8.5。答案A[名師點撥]三段式解題模板反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol，達到平衡后，A的消耗量為mxmol，容器容積為VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol)ab00變化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a－mxb－nxpxqx則有：①平衡常數(shù)：K＝eq\f(（\f(px,V)）p·（\f(qx,V)）q,（\f(a－mx,V)）m·（\f(b－nx,V)）n)。②A的轉(zhuǎn)化率：α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%③A的體積分數(shù)：φ(A)＝eq\f(a－mx,（a－mx）＋（b－nx）＋px＋qx)×100%[高考真題體驗]6.(2018·11月浙江選考)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197.8kJ·mol－1。起始反應(yīng)物為SO2和O2(物質(zhì)的量之比為2∶1，且總物質(zhì)的量不變)。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(%)隨溫度和壓強的變化如下表，下列說法不正確的是()溫度/K壓強/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A.一定壓強下降低溫度，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大B.在不同溫度、壓強下，轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO2所需要的時間相等C.使用催化劑可以縮短反應(yīng)達到平衡所需的時間D.工業(yè)生產(chǎn)通常不采取加壓措施是因為常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已相當高解析2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197.8kJ·mol－1，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)；根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，在常壓下，SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)比較高，所以在工業(yè)生產(chǎn)中不再采取加壓措施，D項正確；在不同溫度和壓強下，由于反應(yīng)速率可能不同，所以轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO2，所需時間也不一定相等，B項錯誤。答案B7.[2018·課標全國Ⅲ，28(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323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343K＝________(保留2位小數(shù))。解析溫度越高，反應(yīng)越先達到平衡，根據(jù)圖示，左側(cè)曲線對應(yīng)的溫度為343K，343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)開始時加入SiHCl3的濃度為amol·L－1，根據(jù)化學方程式和SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率知，達平衡時，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的濃度分別為0.78amol·L－1、0.11amol·L－1、0.11amol·L－1，化學平衡常數(shù)K＝eq\f(0.11a×0.11a,（0.78a）2)＝0.02。答案220.028.[2017·課標全國Ⅰ，28(3)]近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)解神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}：H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。②在620K重復(fù)試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2________α1，該反應(yīng)的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”)③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標號)A.H2S B.CO2C.COS D.N2解析eq\a\vs4\ac\hs10\co8(①,H2S（g）,＋,CO2（g）,,COS（g）,＋,H2O（g）,n（始）/mol,0.40,,0.10,,0,,0,n（變）/mol,x,,x,,x,,x,n（平）/mol,0.40－x,,0.10－x,,x,,x)H2O%＝eq\f(x,（0.10－x）＋（0.40－x）＋x＋x)＝0.02，x＝0.01。H2S的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.01mol,0.4mol)×100%＝2.5%。K＝eq\f(\f(0.01,2.5)×\f(0.01,2.5),\f(0.39,2.5)×\f(0.09,2.5))＝2.8×10－3。②水的物質(zhì)的量分數(shù)增大，說明平衡正向移動，H2S的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高，平衡正向移動，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。③增大H2S濃度，平衡正向移動，CO2轉(zhuǎn)化率增大，H2S轉(zhuǎn)化率降低，A錯誤；同理，增大CO2濃度，H2S轉(zhuǎn)化率增大，CO2轉(zhuǎn)化率降低，B正確；增大COS濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，H2S轉(zhuǎn)化率降低，C錯誤；加入不反應(yīng)的N2，反應(yīng)物、生成物濃度均不變，平衡不移動，H2S轉(zhuǎn)化率不變，D錯誤。答案①2.52.8×10－3②>>③B圖像、表格類試題信息的獲取與應(yīng)用提升學生的“模型認知”素養(yǎng)素養(yǎng)說明：高考試題中Ⅰ卷、Ⅱ卷中涉及到大量的圖表題，這類試題命制是以實際生活、生產(chǎn)或最新科技成果為素材，以實物模型、抽象出的認識模型或繪制成的數(shù)學模型等呈現(xiàn)形成，考查考生的模型認知能力，解題過程中通過規(guī)范審讀圖、表中的信息，抓住關(guān)鍵信息點提示研究對象的特征及規(guī)律，分析、評價或優(yōu)化、改進模型。從而培養(yǎng)學生的信息獲取能力及模型認知素養(yǎng)。一、獲取信息類型類型一：從表格信息總結(jié)規(guī)律類型二：從圖中信息總結(jié)規(guī)律類型三：從題中信息總結(jié)規(guī)律并作圖類型四：從題中信息總結(jié)規(guī)律并分析原因二、分析方法審清題，明確目標，分析變化趨勢和斜率變化。三、答題模板1.總結(jié)規(guī)律型：其他條件不變，隨著自變量(橫坐標)變化(增大或減少)，XX因變量(縱坐標)逐漸(增大/減少)?；蛘呔蜋M坐標、自變量分區(qū)作答(非單調(diào)曲線)。寫規(guī)律時的原則：先整體后局部。2.分析原因型：反應(yīng)具有什么特點，什么因素的改變使什么平衡向什么方向移動，結(jié)果是什么。3.作圖答題：先確定縱坐標、橫坐標，做出“三點一變化”——起點、終點、拐點變化趨勢。[題組訓練]1.(2018·江蘇化學，13)根據(jù)下列圖示所得出的結(jié)論不正確的是()A.圖甲是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，說明該反應(yīng)的ΔH<0B.圖乙是室溫下H2O2催化分解放出氧氣的反應(yīng)中c(H2O2)隨反應(yīng)時間變化的曲線，說明隨著反應(yīng)的進行H2O2分解速率逐漸減小C.圖丙是室溫下用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1某一元酸HX的滴定曲線，說明HX是一元強酸D.圖丁是室溫下用Na2SO4除去溶液中Ba2＋達到沉淀溶解平衡時，溶液中c(Ba2＋)與c(SOeq\o\al(2－,4))的關(guān)系曲線，說明溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))越大c(Ba2＋)越小解析圖甲中，溫度升高，lgK減小，即K減小，說明升高溫度平衡逆向移動，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項正確；圖乙中，曲線的斜率的絕對值逐漸減小，說明隨著反應(yīng)進行，H2O2分解速率逐漸減小，B項正確；圖丙中，沒有滴入NaOH溶液時，0.1000mol·L－1HX溶液的pH大于1，則HX為一元弱酸，C項錯誤；圖丁中，曲線上的點均為沉淀溶解平衡的點，c(SOeq\o\al(2－,4))與c(Ba2＋)成反比，D項正確。答案C2.(2017·天津理綜，10)H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。生物脫H2S的原理為：H2S＋Fe2(SO4)3=S↓＋2FeSO4＋H2SO44FeSO4＋O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(硫桿菌))2Fe2(SO4)3＋2H2O(1)硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是________________________________________________________________。(2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為________________________________________________________________________________________。若反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)速率下降，其原因是__________________________________________________________________________________________。解析(1)由硫桿菌存在時的反應(yīng)速率增大5×105倍可知，硫桿菌為該反應(yīng)的催化劑，該反應(yīng)中硫桿菌改變了反應(yīng)路徑，降低了反應(yīng)的活化能。(2)由圖1可知，溫度在30℃左右時，速率最快；由圖2可知，反應(yīng)混合液的pH＝2.0左右時，速率最快。由此可推斷使用硫桿菌的最佳條件為溫度為30℃、混合液的pH＝2.0。若反應(yīng)溫度過高，硫桿菌蛋白質(zhì)受熱變性失活，導(dǎo)致反應(yīng)速率下降。答案(1)降低反應(yīng)活化能(或作催化劑)(2)30℃、pH＝2.0蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)3.(原創(chuàng)新題)T℃下，向一容積不變的密閉容器中，通入一定量的NO和CO，用氣體傳感器測得不同時間NO和CO濃度如下表：時間/s012345[NO](10－4mol/L)10.04.50c11.501.001.00[CO]/(10－3mol/L)3.603.05c22.752.702.70(1)則c2合理的數(shù)值為________(填字母標號)。A.4.20 B.4.00C.2.95 D.2.80(2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：實驗組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minH2OCOCOH2Ⅰ650242.41.65Ⅱ900121.60.43Ⅲ900abcdt若a＝2，b＝1，則c＝________________，達平衡時實驗組Ⅱ中H2O(g)和實驗組Ⅲ中CO的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為αⅡ(H2O)________αⅢ(CO)(填“＜”、“＞”或“＝”)。(3)二甲醚是清潔能源，用CO在催化劑存在下制備二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比eq\f(n（H2）,n（CO）)的變化曲線如圖所示。①a、b、c按從大到小的順序排序為________。②根據(jù)圖像可以判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)由于CO為反應(yīng)物，逐漸被消耗，故c2應(yīng)介于2.75～3.05之間，又濃度越大，反應(yīng)速率越快，即3.05－c2＞c2－2.75，故應(yīng)選D。(2)由H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)可知Ⅱ中平衡時n(H2O)＝0.6mol，Ⅱ可看作向容器中加入1molCO、1molH2O建立平衡后又加1molCO重新建立的平衡，Ⅲ可看作向容器中加入1molCO、1molH2O建立平衡后又加1molH2O重新建立的平衡，故對平衡右移的促進作用完全相同。故[CO]＝0.6mol，αⅡ(H2O)＝αⅢ(CO)。(3)①α(CO)越大，eq\f(n（H2）,n（CO）)越大，故a＞b＞c，②由圖像知溫度越高，α(CO)越小，平衡左移，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案(1)D(2)0.6＝(3)①a＞b＞c②投料比相同，溫度越高，α(CO)越小，平衡左移，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)活頁作業(yè)A組基礎(chǔ)鞏固題1.已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。一定條件下，下列反應(yīng)不能自發(fā)進行的是()A.2O3(g)=3O2(g)ΔH＜0B.2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH＞0C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0D.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＞0解析A項，是一個ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)，一定能自發(fā)進行；B項，是一個ΔH>0，ΔS<0的反應(yīng)，一定不能自發(fā)進行；C項，是一個ΔH<0，ΔS<0的反應(yīng)，低溫條件下可自發(fā)進行；D項，是一個ΔH>0，ΔS>0的反應(yīng)，高溫條件下可自發(fā)進行。答案B2.(2018·濰坊質(zhì)檢)某溫度下，在一個2L的密閉容器中，加入4molX和2molY進行如下反應(yīng)：3X(g)＋2Y(g)4Z(s)＋2W(g)，反應(yīng)一段時間后達到平衡，測得生成1.6molZ，則下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式是K＝eq\f([Z]4·[W]2,[X]3·[Y]2)B.此時，Y的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C.增大該體系的壓強，化學平衡常數(shù)增大D.增加Y，Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析化學平衡常數(shù)的表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體物質(zhì)，而物質(zhì)Z是固體，A錯誤；根據(jù)化學方程式可知，平衡時減少的Y的物質(zhì)的量是1.6mol×eq\f(1,2)＝0.8mol，所以Y的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.8mol,2mol)×100%＝40%，B正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大壓強時平衡常數(shù)不變，C錯誤；增加Y后平衡右移，X的轉(zhuǎn)化率增大，而Y的轉(zhuǎn)化率減小，D錯誤。答案B3.(2018·山東煙臺自主練習，7)已知NO和O2經(jīng)反應(yīng)①和反應(yīng)②轉(zhuǎn)化為NO2，其能量變化隨反應(yīng)過程的圖示如下。①2NO(g)N2O2(g)ΔH1，平衡常數(shù)K1②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2平衡常數(shù)K2下列說法中不正確的是()A.ΔH1<0，ΔH2<0B.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K＝K1/K2C.表示2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2D.反應(yīng)②的速率大小決定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)速率解析由題圖可知反應(yīng)①和反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，所以ΔH1<0，ΔH2<0，A項正確；反應(yīng)①＋反應(yīng)②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以K＝K1×K2，B項錯誤；反應(yīng)①＋反應(yīng)②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以ΔH＝ΔH1＋ΔH2，C項正確；反應(yīng)速率主要取決于慢反應(yīng)的反應(yīng)速率，反應(yīng)②的活化能大于反應(yīng)①，所以反應(yīng)②的反應(yīng)速率小于反應(yīng)①，故反應(yīng)②的速率大小決定2NO(g)＋O2(g)2NO，(g)的反應(yīng)速率，D項正確。答案B4.Cl2合成有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。如圖是反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。當該反應(yīng)達平衡時，下列敘述正確的是()A.該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式K＝eq\f([Cl2]·[H2O],[HCl]·[O2])B.及時分離出H2O，平衡正向移動，這是正反應(yīng)速率逐漸增大的緣故C.若向恒容平衡體系內(nèi)再加入1molO2，則達新平衡時，HCl的轉(zhuǎn)化率增大D.隨溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值會變大解析A項錯誤，該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式K＝eq\f([Cl2]·[H2O]2,[HCl]4·[O2])；B項錯誤，分離出H2O，平衡會正向移動，原因是逆反應(yīng)速率隨[H2O]的減小而減小，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；C項正確，向恒容平衡體系內(nèi)再加入1molO2，平衡正向移動，使HCl的轉(zhuǎn)化率增大；D項錯誤，由溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高會使平衡逆向移動，平衡常數(shù)K值會變小。答案C5.在一定溫度下，改變反應(yīng)物中n(SO2)對反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0的影響如圖所示，下列說法正確的是()A.反應(yīng)b、c點均為平衡點，a點未達到平衡且向正反應(yīng)方向進行B.a、b、c三點的平衡常數(shù)Kb>Kc>KaC.上述圖像可以得出SO2的含量越高得到的混合氣體中SO3的體積分數(shù)越高D.a、b、c三點中，a點時SO2的轉(zhuǎn)化率最高解析A項，圖中縱坐標為平衡時SO3的體積分數(shù)，故a、b、c均為平衡點，錯誤；B項，由于溫度不變，Ka＝Kb＝Kc，錯誤；C項，從圖中可看出，b點SO3在混合氣體中體積分數(shù)最高，錯誤；D項，當O2的量相同時，a點n(SO2)最小，轉(zhuǎn)化率最高，正確。答案D6.在一定條件下，可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0達到平衡，當分別改變下列條件時，請?zhí)羁眨?1)保持容器容積不變，通入一定量NO2，則達到平衡時NO2的百分含量________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；保持容器容積不變，通入一定量N2O4，則達到平衡時NO2的百分含量________。(2)保持壓強不變，通入一定量NO2，則達到平衡時NO2的百分含量________；保持壓強不變，通入一定量N2O4，則達到平衡時NO2的百分含量________。(3)保持容器容積不變，通入一定量氖氣，則達到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率________；保持壓強不變，通入氖氣使體系的容積增大一倍，則達到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率________。解析(1)保持容器容積不變，通入一定量NO2，則增加了NO2的濃度，所以平衡正向移動，且NO2轉(zhuǎn)化率比原來大，NO2的百分含量減??；保持容器容積不變，通入一定量N2O4，則增加了N2O4的濃度，所以平衡逆向移動，但其進行的程度比原來的N2O4的轉(zhuǎn)化率要小，所以NO2的百分含量減小。(2)保持壓強不變，通入一定量NO2或N2O4，不影響平衡，所以NO2的百分含量不變。(3)保持容器容積不變，通入一定量氖氣，此過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度都沒有發(fā)生改變，所以平衡不移動，NO2的轉(zhuǎn)化率不變；保持壓強不變，通入氖氣使體系的容積增大一倍，則相當于減小壓強，所以平衡向生成NO2的方向移動，所以NO2的轉(zhuǎn)化率會減小。答案(1)減小減小(2)不變不變(3)不變減小7.研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應(yīng)：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝________(用K1、K2表示)。(2)為研究不同條件對反應(yīng)(Ⅱ)的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min時反應(yīng)(Ⅱ)達到平衡。測得10min內(nèi)v(NOCl)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，則平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的轉(zhuǎn)化率α1＝________。其他條件保持不變，反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常數(shù)K2________(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是________________________。解析(1)觀察題給的三個方程式可知，題目所求的方程式可由(Ⅰ)×2－(Ⅱ)得到，故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)。(2)由題給數(shù)據(jù)可知，n(NOCl)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1×10min×2L＝0.15mol。eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,2NO（g）,＋,Cl2（g）,,2NOCl（g）,起始量/mol,0.2,,0.1,,0,10min內(nèi)轉(zhuǎn)化的量/mol,0.15,,0.075,,0.15,平衡量/mol,0.05,,0.025,,0.15)故n(Cl2)＝0.025mol；NO的轉(zhuǎn)化率α1＝eq\f(0.15mol,0.2mol)×100%＝75%。其他條件保持不變，由恒容條件(2L)改為恒壓條件，因該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，即α2>α1；平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數(shù)不變；要使平衡常數(shù)減小，平衡應(yīng)逆向移動，因為反應(yīng)(Ⅱ)是放熱反應(yīng)，故應(yīng)升高溫度。答案(1)Keq\o\al(2,1)/K2(2)2.5×10－275%>不變升高溫度B組素養(yǎng)提升題8.(2018·聊城模擬)T℃時，在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(s)ΔH<0，按照不同配比充入A、B，達到平衡時容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實線)所示，下列判斷正確的是()A.T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4B.c點沒有達到平衡，此時反應(yīng)向逆向進行C.若c點為平衡點，則此時容器內(nèi)的溫度高于T℃D.T℃時，直線cd上的點均為平衡狀態(tài)解析A項，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(1,[A]·[B])，T℃時，K＝eq\f(1,2×2)＝eq\f(1,4)，錯誤；B項，c點時，[A]>2mol·L－1，[B]>2mol·L－1，Qc＝eq\f(1,[A]·[B])<K，該點未達到平衡，此時平衡向正方向進行，錯誤；C項，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，K值減小，c點有可能為平衡點，正確；D項圖中實線為平衡曲線，直線cd上的點，T℃時只有d點為平衡點，其余均為非平衡點，錯誤。答案C9.已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。相同溫度下，在體積相同的兩個恒溫密閉容器中，加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達平衡過程體系的能量變化COH2OCO2H2①1400放出熱量：32.8kJ②0014熱量變化：Q下列說法中，不正確的是()A.容器①中反應(yīng)達平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為80%B.容器①中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器②中CO2的轉(zhuǎn)化率C.容器①中CO反應(yīng)速率等于H2O的反應(yīng)速率D.平衡時，兩容器中CO2的濃度相等解析由反應(yīng)方程式知，當消耗1molCO時放出的熱量為41kJ，當放出的熱量為32.8kJ時，消耗0.8molCO，其轉(zhuǎn)化率為80%，A正確；容器①中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝0.8×0.8÷(0.2×3.2)＝1，設(shè)容器②中反應(yīng)達到平衡時消耗xmolCO2，則K2＝x2/(1－x)(4－x)＝1/K1，解得x＝0.8，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為80%，B正確；由化學反應(yīng)速率之比等于其系數(shù)之比知C正確；因平衡時容器①中CO2為0.8mol，容器②中為0.2mol，D錯誤。答案D10.已知反應(yīng)：CH2=CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定壓強下，按w＝eq\f(n（Cl2）,n（CH2=CHCH3）)向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時，丙烯的體積分數(shù)(φ)與溫度(T)、w的關(guān)系，圖乙表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。則下列說法中錯誤的是()A.圖甲中，w2>1B.圖乙中，A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)C.溫度為T1、w＝2時，Cl2的轉(zhuǎn)化率為50%D.若在恒容絕熱裝置中進行上述反應(yīng)，達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強將增大解析根據(jù)圖甲中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移動，丙烯的體積分數(shù)(φ)減小，故w2>1，A項正確；根據(jù)圖甲可知，升高溫度，丙烯的體積分數(shù)增大，說明平衡逆向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度，正反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，逆反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，圖乙中，A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，B項正確；由圖乙知，溫度為T1時，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)相等，又因兩者互為倒數(shù)，則平衡常數(shù)K＝1，w＝2時，設(shè)CH2=CHCH3和Cl2的物質(zhì)的量分別為a、2a，參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為b利用三段式可列關(guān)系式eq\f(b2,（a－b）（2a－b）)＝1，解得eq\f(b,2a)＝eq\f(1,3)，則Cl2的轉(zhuǎn)化率為33.3%，C項錯誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的放熱反應(yīng)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，體系溫度升高，氣體膨脹，達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強將增大，D項正確。答案C11.當溫度高于500K時，科學家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇，這在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義。回答下列問題：(1)該反