2022屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W案(一)

第25講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)

1.概念

在一定溫度下，一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物與反應(yīng)物的比值是一個(gè)常數(shù)，用符

號(hào)表示。

2.表達(dá)式

對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+虎(g)-pC(g)+犯(g),在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)：

濃度平衡常數(shù)Q;壓強(qiáng)平衡常數(shù)依(固體和純液體的濃度視為常數(shù),不用注

明)。

C(s)+H2。⑼-C0(g)+H2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式Kc=或/=。

Fe3+(aq)+3H2O(l)0Fe(OH)3(s)+3H+(aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=。

化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，化學(xué)反應(yīng)方向改變或化學(xué)計(jì)量數(shù)改變,化學(xué)平衡常數(shù)均發(fā)生改變。如：

化學(xué)方程式平衡常數(shù)關(guān)系式

N2(g)+3H2(g)一

K_C2(NH3)

*C(N2)C3(H2)

2NH(g)

3K2=y[Kl

扣2(g)^H2(g)i

K.C(NH3)(或舄1)

515

2C0-(N2)C-(H2)

NH3(g)

A3=7T

KI

2NH3(g)i

C(N2)C3(H2)

心C2(NH3)

N2(g)+3H2⑼

3.意義及影響因素

意義K值越大正反應(yīng)進(jìn)行的程度越

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越

內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)

影響

AH<O,K值

因素外因溫度升高

△">0"值

［注意事項(xiàng)］(1)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。

(2)K值的大小只能預(yù)示某可逆反應(yīng)向某方向進(jìn)行的最大限度，不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。

4.應(yīng)用

(1)利用化學(xué)平衡常數(shù),判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或非平衡狀態(tài)時(shí)向何方向進(jìn)行。

對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+dB(g)LcC(g)+㈤(g)的任意狀態(tài),濃度商QF。

。＜凡反應(yīng)向反應(yīng)方向進(jìn)行〃正/逆。

。二%反應(yīng)處于狀態(tài),v正v逆。

長(zhǎng)反應(yīng)向反應(yīng)方向進(jìn)行“正/逆。

(2)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。

廠*K值增大一?正反應(yīng)為

LK值減小一?正反應(yīng)為反應(yīng)

「?K值增大一?正反應(yīng)為—反應(yīng)

1降低溫度1—

值減小一?正反應(yīng)為Ot

(3)計(jì)算轉(zhuǎn)化率:利用平衡常數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)化率的主要途徑是利用溫度不變時(shí)，平衡常數(shù)不變列方程求解。

(4)計(jì)算相關(guān)反應(yīng)的平衡常數(shù)。

若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)變?yōu)槠涞箶?shù);若方程式中各物質(zhì)的化學(xué)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

變同次幕,但意義不變。

:?對(duì)點(diǎn)自測(cè)?:

1.判斷正誤(正確的打Y”,錯(cuò)誤的打“x”)

(1)合成氨的反應(yīng)達(dá)平衡后，保持其他條件不變，將各物質(zhì)濃度增大一倍/不變，平衡正向移動(dòng)()

(2)對(duì)某一可逆反應(yīng),升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大()

(3)可逆反應(yīng)若有水反應(yīng)或生成，平衡常數(shù)表達(dá)式中均不寫水的濃度()

(4)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡必定發(fā)生移動(dòng)()

(5)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，其平衡常數(shù)一定陵之改變()

(6)改變條件，使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率都增大，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)一定增大()

(7)一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)K正與逆反應(yīng)K逆相等()

2.無色氣體用。4是一種強(qiáng)氧化劑,為重要的火箭推進(jìn)劑之一。叱。4與N02轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O“g)L2NO2(g)

△Z/kJmoHo

(1)平衡常數(shù)V可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓表示，即K表達(dá)式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓二總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)［例

如:p(NO2)=夕總x*NC)2)］。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù)小的表達(dá)式:(用夕總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

x表示);影響/的因素為O

(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率/正=攵正7XN2O4),逆反應(yīng)速率/逆=4逆〃302),其中k正、攵逆為速率常數(shù)，則KP=(以k正、

攵逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度為298K、壓強(qiáng)為100kPa),已知該條件下，攵正=4.8x1040,

當(dāng)N2O4分解10%時(shí)〃正=kPas-1o

題組一化學(xué)平衡常數(shù)及其影響因素

1.［2020?山東第二次模擬考］反應(yīng)I、II、III均會(huì)在工業(yè)生產(chǎn)硝酸過程中發(fā)生，其中反應(yīng)I、II發(fā)生在氧化爐中，反應(yīng)III發(fā)生在氧化

塔中,不同溫度下各反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示。下列說法正確的是()

化學(xué)平衡常數(shù)

溫度

反應(yīng)l:4NH3+5O2反應(yīng)M4NH3+3O2反應(yīng)IW2NO+

(K)

-MNO+6H2。一或N2+6H2O02—*2NO2

5001.1x10267.1x10341.3X102

7002.1x10192.6x1025

A.使用選擇性催化反應(yīng)I的催化劑可增大氧化爐中NO的含量

B.通過改變氧化爐的溫度可促進(jìn)反應(yīng)I而抑制反應(yīng)II

C.通過改變氧化爐的壓強(qiáng)可促進(jìn)反應(yīng)I而抑制反應(yīng)II

D.氧化爐出氣在進(jìn)入氧化塔前應(yīng)進(jìn)一步提高溫度

2.[2020?全國(guó)卷I節(jié)選]硫酸是一種主要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是S02的催化氧化:SO2(g)+*)2(g)

鈕催化劑

----------->SO3(g)AM=-98kJmoHo

金盒2.5MPa

a0.900

450500550600

t/℃

圖7-25-1

⑴當(dāng)SO2(g),Oz(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在MPa、MPa和MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡

轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖7-25-1所示。反應(yīng)在MPa、550°C時(shí)的a=，判斷的依據(jù)是____。

影響a的因素有o

(2)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2/77%SO2(g)、777%02(g)和力N2(g)的氣體通入反應(yīng)器,在溫度，、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平

衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為a則SO3壓強(qiáng)為，平衡常數(shù)&=(以分壓表示，分壓二

總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

③規(guī)律小結(jié)

壓強(qiáng)平衡常數(shù)的含義及計(jì)算技巧

小含義:在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度，計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)，其單位與表達(dá)式有關(guān)。

計(jì)算技巧:第一步，根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度;第二步，計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)；

第三步，根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)X該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù));第四步，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)

算公式代入計(jì)算。例如,Nz(g)+3Hz(g)—2NH3(g),壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為修培器霜。

題組二利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)狀態(tài)及其熱效應(yīng)

1.700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO(g)和HzO(g),發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)iCOz(g)+H2(g),反應(yīng)過程

中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表(表中&＞幻。

反應(yīng)時(shí)間

/minn(CO)/molzXH2O)/mol

0

tl

b

下列說法正確的是()

A.反應(yīng)在0*/imin內(nèi)的平均速率為u(H2)=—molL-1min-1

B.若800℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入molH2(D(g)和molH2(g),則v正>/逆

D.保持其他條件不變,起始時(shí)向容器中充入molCO(g)和mol或09),達(dá)到平衡時(shí)n(CO2)mol

2.[2020?山東第二次模擬考]探索氮氧化合物反應(yīng)的特征及機(jī)理，對(duì)處理該類化合物的污染問題具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:

⑴NO2可發(fā)生二聚反應(yīng)生成刈0%化學(xué)方程式為2NO2(g)'媼N20?g),上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度可使體系顏色加深，則

該正反應(yīng)的(填〉"或“〈")0。

已知該反應(yīng)的正反應(yīng)速率方程為V正“正?第NC)2),逆反應(yīng)速率方程為“逆二攵送?3204),其中4正、攵逆分別為正、逆反應(yīng)的速

率常數(shù)。則圖(lg片表示速率常數(shù)的對(duì)數(shù)，表示溫度的倒數(shù))所示①②③④四條斜線中,能表示lg々正隨"變化關(guān)系的是斜

線，能表示lg%逆隨三變化關(guān)系的是斜線o

圖7-25-2

(2)圖中A、B、C、D四點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為a、a、a、a,則溫度廠時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)勺。已知溫度不時(shí)，某時(shí)刻恒容

密閉容器中NCh、用。4濃度均為mol-L!此時(shí)/正(填〉”或“<”)/逆;上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，繼續(xù)通入一定量的NO2,則

NO2的平衡轉(zhuǎn)化率將,NO2的平衡濃度將(填“增大”“減小”或“不變”)。

題組三化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算

1.翔基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將C。和H2s混合加熱并

達(dá)到下列平衡:CO(g)+H2s(g)-COS(g)+H2(g)4反應(yīng)前CO的物質(zhì)的量為10mol,平衡后CO的物質(zhì)的量為8mol。下

列說法正確的是()

A.升高溫度,H2s濃度增大，表明該正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B.通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大

C.反應(yīng)前H2s的物質(zhì)的量為7mol

的平衡轉(zhuǎn)化率為80%

2.某恒定溫度下,在一個(gè)2L的密閉容器中充入A氣體、B氣體,其濃度分別為2mo卜LA1mo卜L1且發(fā)生如下反

應(yīng):3A(g)+2B(g)-4c⑺+2D(?),已知？代表C、D狀態(tài)未確定,反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡就得生成molC,且反應(yīng)前后壓強(qiáng)

比為5:4,則下列說法中不正確的是()

①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為代播黑

ci(A)c2(B)

②此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為35%

③增大該體系壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng),但化學(xué)平衡常數(shù)不變

④增加C的量,A、B轉(zhuǎn)化率不變

A.①②B.②③C.③④D.①④

◎方法技巧............................................

化學(xué)平衡計(jì)算題的解題思路

I寫方程田有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式]

1___________________________

I定三量^各物質(zhì)的起始垃、轉(zhuǎn)化垃和平衡威

(___________________________

I建等式H根據(jù)題中量的關(guān)系建立等式進(jìn)行解答

1.明確三個(gè)量的關(guān)系

。)反應(yīng)物的平衡量;起始量-變化量。

(2)生成物的平衡量=起始量+變化量。

(3)各物質(zhì)變化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。變化濃度是聯(lián)系化學(xué)方程式、平衡濃度、起始濃度、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)反

應(yīng)速率的橋梁，因此，抓變化濃度是解題的關(guān)鍵。

2.一個(gè)答題模板

反應(yīng):mA(g)+龍(g)=pC(g)+4)(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol,達(dá)到平衡后,A的轉(zhuǎn)化量為mxmol,容器容積為1/L,則有以

下關(guān)系:

吶g)+田(g)=4pC(g)+<?D(g)

起始/molab00

轉(zhuǎn)化/molmxnxPXqx

平衡/mola-mxb-nxpxqx

對(duì)于反應(yīng)物:a平尸a始)轉(zhuǎn))

對(duì)于生成物：。平)=/?(始)+a轉(zhuǎn))

解p.圖g

則有:①人n

mm

-...a-mx,,.

②c平(A)=—-mol-L-1

TNX/CMmxnxmb

③aAW=q"xl00%，aA):CJ(B)=—

④型)產(chǎn)訴譚而尸。。％

.a+b+(p+q-m-n)x

a+b

aM(A)+bM(B)

gL"其中MN、MB)分別為A、B的摩爾質(zhì)量的數(shù)值］

V

⑦平衡時(shí)體系的平均摩爾質(zhì)量:

a+b+(p+q-m-n)x

3.四個(gè)百分比公式

n(轉(zhuǎn)化)c(轉(zhuǎn)化)

(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:__-X100%=-__-X100%

n(起始)c(起始)

(2)生成物的產(chǎn)率:實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。

j實(shí)際產(chǎn)量

產(chǎn)率=-------X100%

理論產(chǎn)量

平衡量

(3)平衡時(shí)混合物組分的百分含量二----------------xWO%

平衡時(shí)各物質(zhì)的總量

一，。八八心一八一某組分的物質(zhì)的量

(4)某蛆分的體積分?jǐn)?shù)=-----------------X100%

混合氣體總的物質(zhì)的量

考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像

基礎(chǔ)自主診斷

1.捕捉圖像最基本的信息

(1)橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的含義

橫坐標(biāo)通常是AT、夕等(即時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)等)。

縱坐標(biāo)通常是Kc、n、a0等(即速率、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量、轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)等)。

(2)線的走向與斜率

線的走向，即隨著橫坐標(biāo)自變量的增大,縱坐標(biāo)因變量是變大，變小，還是不變。當(dāng)縱坐標(biāo)所表示的物理量，如:速率、物質(zhì)的量濃

度、物質(zhì)的量、轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)等不隨橫坐標(biāo)的變化而變化時(shí),圖像中出現(xiàn)一條直線，那么該反應(yīng)就到達(dá)了化學(xué)平衡狀態(tài)。

斜率,是化學(xué)平衡圖像曲線中一個(gè)重要的參數(shù)。斜率的應(yīng)用，通常是對(duì)兩條不同曲線的斜率進(jìn)行比較，或者通過比較同一條曲

線不同時(shí)刻的斜率變化來判斷反應(yīng)是改變了哪些外界條件。

(3)觀察化學(xué)平衡圖像中的“重要點(diǎn)”

所謂的“重要點(diǎn)”，指的就是化學(xué)平衡圖像中的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)、突變點(diǎn)等，這些點(diǎn)往往隱藏著許多重要的信息,借助這

些“重要點(diǎn)”中的有效信息，能夠快速地找到解題的思路,突破圖像題的難點(diǎn)。

(4)跟蹤化學(xué)平衡圖像中量的變化

量的變化,指的是縱坐標(biāo)表示的物理量所發(fā)生的變化是由什么外界條件改變而引起的。要解決這個(gè)問題,我們經(jīng)常要借助化學(xué)

平衡移動(dòng)理論。

2.靈活運(yùn)用解題技巧

先拐

在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡，可能是該反應(yīng)的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)大或使用了催化劑

先平

定一

勒夏特列原理只適用于一個(gè)條件的改變，所以圖像中有三個(gè)變量,先固定一個(gè)量，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系

議二

:?對(duì)點(diǎn)目測(cè)?:

1.判斷正誤(正確的打々”，錯(cuò)誤的打"X”)

收生成物)

(1)圖①表示口＞",正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)()

(2)圖②表示隨溫度升高，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)變化()

(3)圖③若表示可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的吸熱反應(yīng)()

(4)圖④表示可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)()

2.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g)03Z(g),反應(yīng)過程中持續(xù)升高溫度，測(cè)得混合體系中

X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖7-25-5所示。

圖7-25-5

下列推斷正確的是

點(diǎn)時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率最大

點(diǎn)的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)的正反應(yīng)速率

C.升高溫度,平衡常數(shù)增大

D.溫度一定，平衡時(shí)充入乙達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時(shí)大

題組一有“斷點(diǎn)”的圖像

1.對(duì)于反應(yīng)2SC)2(g)+O2(g)02so癰)△%()已達(dá)平衡,如果其他條件不變時(shí)，分別改變下列條件，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)

平衡產(chǎn)生影響，下列條件與圖像不相符的是(JAw正二。逆法時(shí)改變條件必時(shí)重新建立平衡)()

A.增加氧氣的濃度B.增大壓強(qiáng)C.升高溫度D.加入催化劑

2.C0CL的分解反應(yīng)為COCI2(g)=CI2(g)+CO(g)△〃=+108kJmoH。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下

的變化狀況如圖7-25?7所示(第10min到14min的COCL濃度變化曲線未標(biāo)出)：

G

n

u

圖7-25-7

⑴比較第2min反應(yīng)溫度穴2)與第8min反應(yīng)溫度7(8)的高低:〃2)(填或“二")”8)。

1

(2)若12min時(shí)反應(yīng)于溫度穴8)下重新達(dá)到平衡,則此時(shí)c(COCl2)=mol-L-o

(3)比較產(chǎn)物CO在2~3min、5~6min和12-13min時(shí)平均反應(yīng)速率［平均反應(yīng)速率分別以42~3)、乂5~6)、?12~13)表示］

的大小:O

(4)比較反應(yīng)物COCL在5~6min和1576min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小,?5~6)(填或"二”)中5~16),原因

是。

④規(guī)律小結(jié)...............................................

分析速率圖像中改變條件的方法

速率圖像中會(huì)有一個(gè)速率出現(xiàn)連續(xù)性,則改變的條件一定是濃度;對(duì)于一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來說，如果正、逆反應(yīng)速率變化

程度相等,改變的條件一定是催化劑;對(duì)于一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)來說，如果正、逆反應(yīng)速率變化程度相等,改變的條件可能是壓

強(qiáng)，也可能是催化劑。若“斷點(diǎn)”后的速率大，則可能是升高溫度或增大壓強(qiáng)，再利用平衡移動(dòng)方向作出具體的判斷。

題組二有“拐點(diǎn)”的圖像

?

1.［2020鹽城三模］在容積為L(zhǎng)的恒容密閉容器中充入molCL和molPCI5,473K時(shí)發(fā)生反應(yīng):PCl5(g)0PCb(g)+Cl2(g)

△/YkJ-moHo各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖7-25-8所示:

Z

0.0

706Q

翦

￡

5..0

宣4..0

春9

3Z.

后

逐L

.Q0

暴

沖0.a

O

.2.04.06.08.010.012.014.016.018.0

時(shí)間/min

圖7-25-8

下列說法正確的是（）

min,PCL分解的平均速率為molL-1min-1

B.起始時(shí)，若用mol37cl2和molP35cl5,達(dá)平衡時(shí),PCb中不含37。

C.圖中min時(shí)，改變的外界條件可能是增大容器的體積

D.若在min時(shí)，向容器中各充入mol的CMPCI5及PCb,維持其他條件不變，重新達(dá)到平衡前,卜正〉卜逆

2.［2020?郴州質(zhì)檢］一定條件下，發(fā)生CO2（g）+3H2（g）-H2O（g）+CH3OH（g）△HkJmoE,向2L恒溫恒容密閉容器中充入1

molCO2和molH2反應(yīng)，圖中過程I、II是在兩種不同催化劑作用下建立平衡的過程中CO2的轉(zhuǎn)化率［4CO2）］隨時(shí)間①的變化

曲線。下列說法中不正確的是（）

點(diǎn)：/正＞1/逆

B.活化能:過程過程I

點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)勺50

D.過程12min改變的反應(yīng)條件可能是升高溫度

⑥方法技巧...................................................

有關(guān)“拐點(diǎn)”圖像的分析方法

同一可逆反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，達(dá)到平衡所用的時(shí)間也可能不同，對(duì)應(yīng)圖像出現(xiàn)“拐點(diǎn)”的時(shí)間也就有差異。圖像中先出現(xiàn)“拐點(diǎn)”的反應(yīng)先達(dá)

到平衡，即反應(yīng)所處的外界條件（溫度、壓強(qiáng)、濃度）相對(duì)要高一些，或者是加入了催化劑。

題組三由平滑曲線組成的圖像

1.［2020?晉中模擬］環(huán)戊烯是生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的重要中間體，其工業(yè)制備原理如圖7-25-10o以Pd/ALCh為催化劑，在相同反

應(yīng)時(shí)間內(nèi)，測(cè)得不同溫度下(其他條件相同)環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率與環(huán)戊烯產(chǎn)率的變化曲線如圖7-25-11。下列說法正確的是

主顆：◎⑴+為@獸縹?⑴AH<0

環(huán)戊二烯環(huán)戊烯

副明：◎⑴+2總^^±0⑴AH<0

環(huán)戊二烯環(huán)戊烷

A.環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率越大，越有利于環(huán)戊烯的生成

點(diǎn)是主反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率,b點(diǎn)是副反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率

C.30-35°C之間環(huán)戊烯產(chǎn)率變化趨勢(shì)與環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率不一致,原因是主反應(yīng)被抑制，使環(huán)戊烯產(chǎn)率降低

℃時(shí)催化劑的選擇性最好，有利于提高生成環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率

2.碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問題：

CO可用于合成甲醇,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)。

(1)C0在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖725-12甲所示，該反應(yīng)的XH(填“>”或“<")0。

圖7-25-12

圖乙表示CO的平衡轉(zhuǎn)化率與起始投料比［喘卜溫度的變化關(guān)系，測(cè)得B(M,60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則必=.

(2)一定條件下，將2molCO和2molH2置于容積固定為2L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO與H2的體積

之比為2:1,則平衡常數(shù)個(gè).

@方法技巧......................

分析化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的方法

一看面(橫、縱坐標(biāo)的意義)

二看線(線的走向和變化趨勢(shì))

|看圖像卜-三看點(diǎn)(起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn))

I四看輛助線(如等溫線、等壓線、平衡線)

五看量的變化(如濃度變化、溫度變化)

|相晶聯(lián)想平衡移動(dòng)原理，分析條件對(duì)反應(yīng)速率'

曾叫一化學(xué)平衡移動(dòng)的影響

nd-n利用原理.結(jié)合圖像,分析圖像中所代表反

電啊—應(yīng)速率變化或化學(xué)平衡的線,作出判斷

考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

基礎(chǔ)自主診嘶

1.自發(fā)反應(yīng)

(1)含義

在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。

(2)特點(diǎn)

①體系趨向于從狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)(體系對(duì)外部或熱量)。

②在密閉條件下，體系有從自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榈膬A向性(無序體系更加穩(wěn)定)。

2.炳和烯變

(1)場(chǎng)是量度體系.的物理量,符號(hào)為So

(2)影響嫡大小的因素：

①相同條件下，物質(zhì)不同燧不同。

②同一物質(zhì):gg)S(l)S(s)。

(3)嫡變(ZkS)=的總燧-的總嫡。

3.反應(yīng)進(jìn)行的方向

(1)判據(jù)

放熱過程中體系能量降低石H—0,具有自發(fā)進(jìn)

I結(jié)?據(jù)I—行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也可以白發(fā)進(jìn)行，故只

用結(jié)變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向不全面

I炳內(nèi)據(jù)I—體系的混亂度增加,即炳增,AS—0,反應(yīng)有自發(fā)

進(jìn)行的傾向，但有些編減的過程也可以自發(fā)進(jìn)行,

故只用螭變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向也不全面

——。刖能自

AG=AW-TA5_0,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

-0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

(2)一般規(guī)律：

①_O,AS_0的反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行；

②_O.AS_0的反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；

③△”和AS的作用相反，且相差不大時(shí),對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用。當(dāng)△從O,AS〈O時(shí)下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)

行;當(dāng)XH>gS>0時(shí),下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。

說明:對(duì)于一個(gè)特定的氣相反應(yīng)，嫡變的大小取決于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小。

:?對(duì)點(diǎn)自測(cè),:

1.判斷正誤(正確的打Y”,錯(cuò)誤的打“X”)

(1)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，一定是放熱反應(yīng)()

(2)焙變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素,多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)()

(3)在同一條件下不同物質(zhì)有不同的嫡值，其體系的混亂程度越大，嫡值越大()

(4)凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的()

(5)一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)是放熱還是吸熱()

2.NH3(g)+HCI(g)-NH4cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行的理由是。

CaCCh(s)型CaO(s)+CO2(g)在高溫下可自發(fā)進(jìn)行的理由是。

素養(yǎng)全面提升

題組化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1.下列敘述不正確的是()

H<0AS>0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,如金屬鈉和水的反應(yīng)

B.過程的自發(fā)性能判斷過程的方向，還能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生

H>OAS<Q時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，如2co(g)=2C(s)+O2(g)

D.同一種物質(zhì),氣態(tài)時(shí)的燔值最大、液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小

2.[2019?浙江卷節(jié)選]水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。關(guān)于反應(yīng)H2(g)+^O2(g)一也0(1),下列說法不正確的是

()

A.焙變△/(),嫡變AS〈0

B.可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化

C.一定條件下,若觀察不到水的生成，說明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

D.選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進(jìn)行

?歸納總結(jié).........................................

四象限法判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行

在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，反應(yīng)總是向△"ms<o的方向進(jìn)行,直至達(dá)到平衡狀態(tài)?；瘜W(xué)反應(yīng)方向可歸納為圖中四個(gè)方面：

AH<0A，AW>0

AS>0A5>0

任何溫度下反應(yīng)

高溫自發(fā)進(jìn)行

都能自發(fā)進(jìn)行

AH<0A//>0AH

AS<0Ase

低溫白發(fā)進(jìn)行任何溫度下反應(yīng)

都不能白發(fā)進(jìn)行

考例考法直擊

1.[2019?全國(guó)卷II節(jié)選]環(huán)戊二烯(Q)是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：

某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯(0)在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)O(g)+l2(g)=O(g)+2HI(g)△HkJmorL起始總壓為1。5

Pa,平衡時(shí)總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)的平衡常數(shù)/二Pao達(dá)到平衡后，欲增加環(huán)戊

烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有(填標(biāo)號(hào))。

A.通入惰性氣體

B.提高溫度

C.增加環(huán)戊烯濃度

D.增加碘濃度

2J2018?全國(guó)卷II節(jié)選］CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H》,還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉?/p>

題：

（1）CH4-CO2催化重整反應(yīng)為CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）o

某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH,、1molCO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CCh的轉(zhuǎn)化率是50%,

其平衡常數(shù)為moPL-2e

（2）反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

積碳反應(yīng)消碳反應(yīng)

CH4(g)—CO2(g)+C(s)—

C⑸+2H2(g)2CO(g)

AH(kJmo卜1)75172

活化能/催化劑X3391

(kJmoH)催化劑Y4372

①由上表判斷，催化劑X（填“優(yōu)于”或‘劣于”）Y,理由是o

在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖725-13所示。升高溫度

時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)（內(nèi)和速率（D的敘述正確的是（填標(biāo)號(hào)）。

01------1--------1-------1-------1

500550600650700

溫度/I

圖7-25-13

A.K淞、“消均增加

B.P積減小、/消增加

C.K枳減小、K消增加

Dw消增加的倍數(shù)比/枳增加的倍數(shù)大

②在一定溫度下,測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為片片acH》［p(co2)］(左為速率常數(shù))。在acH。一定時(shí)，不同

AC02)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖7.25-14所示，則可CO2)、pb(C02)、口(CO2)從大到小的順序

為1

(

3m

恚

金

翟

用

反應(yīng)時(shí)間/min

圖7-25-14

考點(diǎn)一

?基礎(chǔ)自主診斷

1.濃度累之積濃度幕之積K

cP(C)d(D)p?C)pq(D)C(C0)C(H2)P(C0)P(H2)C3(H+)

mn3+

c(A)c(B)pm(A)pn(B)C(H2O)p(H2O)c(Fe)

3.大大減小增大

4⑴瑞需正＞平衡=逆＜

(2)吸熱放熱放熱吸熱

【對(duì)點(diǎn)自測(cè)】

1.(1H(2)x(3)x(4)V(5)x(6)x(7)x

［解析］(1)保持其他條件不變，將各物質(zhì)濃度增大一倍，等效于加壓，平衡右移，由于溫度不變所以K不變,正確。

(2)對(duì)于放熱反應(yīng)，溫度升高平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小,錯(cuò)誤。

(3)如果水為氣態(tài)則必須寫,錯(cuò)誤。

(4)平衡常數(shù)改變，一定改變了溫度，所以平衡一定移動(dòng)，正確。

(5)只有溫度改變才能影響平衡常數(shù)7錯(cuò)誤。

(6)改變條件，使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率都增大，可能是壓強(qiáng)造成的，平衡常數(shù)不一定增大,錯(cuò)誤。

(7)二者互為倒數(shù)。

P總"(N02)

2.⑴??(其他合理答案亦可)溫度

X(N2O4)

k

(2/3.9*106

%

22

IPX(NO2)］p-X(NO2)

［解析］晨電。4)_：(電。4)，與化學(xué)平衡常數(shù)度一樣，影響長(zhǎng)的因素為溫度。⑵命喘牌J達(dá)到平衡時(shí),u正二3,即k

2kk正

正月用。4尸片逆4(N02),點(diǎn)嘿=2,故設(shè)起始時(shí)N2O4為3moi，當(dāng)N2O4分解10%時(shí),N2O4為amol,NO2為3moi，則

P(24)扭逆此逆

鄧2。4)=09黑2a哈故V正=4正7XN2O4)=4.8X104S-1X100kPax齊3.9x106kPas”

?素養(yǎng)全面提升.....................................

題組一

1.A［解析］使用選擇性催化反應(yīng)I的催化劑可促進(jìn)反應(yīng)I而抑制反應(yīng)II,增大氧化爐中NO的含量,A項(xiàng)正確;升高溫度，反應(yīng)I和

反應(yīng)II的K值均減小，則正反應(yīng)均為放熱反應(yīng),則溫度對(duì)反應(yīng)I和反應(yīng)II的影響趨勢(shì)是一致的，無法通過改變氧化爐的溫度來促進(jìn)

反應(yīng)I而抑制反應(yīng)II,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)I和反應(yīng)II正反應(yīng)均為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)I和II的影響趨勢(shì)是一致的，無法通過

改變氧化爐的壓強(qiáng)來促進(jìn)反應(yīng)I而抑制反應(yīng)II,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)III的平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小，說明反應(yīng)川是放熱反應(yīng)，則氧化

爐出氣在進(jìn)入氧化塔前應(yīng)降低溫度，有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.(1)該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強(qiáng)。提高。MPa=q,所以piMPa溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)

⑵ioo"(i-*1，(瀛，工

［解析］(1)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)目減小的方向移動(dòng)，因此MPa下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率更

高，即piMPa,550℃時(shí)a影響。的因素有溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物起始濃度。(2)假設(shè)反應(yīng)前通入2mmolSO2、/nmolO2.q

molN2,則有2/n+6+<7=100,即疔100-36,列三段式:

SO2(g)+到gLSCh(g);N2(g)

起始/mol2mm0q

轉(zhuǎn)化/mol2mama2ma0

平衡/mol2maq

GCc附H2?5n(SO3)2ma2ma