高中化學(xué)同步講義必修第二冊(cè)：化學(xué)平衡狀態(tài)及限度（精講）（解析版）

6.2.2化學(xué)平衡狀態(tài)及限度(精講)

思維導(dǎo)圖

在同一條件下，正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向

定義均能同時(shí)進(jìn)行的化學(xué)反瞬為可逆反應(yīng)

可①反應(yīng)不能進(jìn)行到底

逆②在一定條件下反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在

反特點(diǎn)③正、逆反應(yīng)方向同時(shí)進(jìn)行

應(yīng)

表示方法可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式巾，用“一”號(hào)代替“===”號(hào)

在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速

率相等，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變，達(dá)到一種表面

靜止的狀態(tài)，稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡

學(xué)

化

①化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到的或完成的最大

衡

平

限度，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條

態(tài)

狀

概

的件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率

念②對(duì)于可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率達(dá)到

了最大限度

化

濃度速率變化爐良關(guān)系

學(xué)

反應(yīng)物濃度最大V亞最大

反反應(yīng)開(kāi)始

生成物濃度為0

應(yīng)

反應(yīng)物濃度逐漸減小v*逐漸減小

的反應(yīng)進(jìn)行中

生成物濃度逐漸增大v點(diǎn)大

限

反應(yīng)一段時(shí)反應(yīng)物濃度不再改變y王不變

度Vw=3。

間(n)后生成物濃度不再改變*變

化學(xué)平衡

的建立

①逆二化學(xué)平衡狀態(tài)研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)

②等：平衡時(shí)，同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等，BP：、,正=、逆的(實(shí)質(zhì))

③動(dòng)：平衡時(shí),亶應(yīng)仍在不斷進(jìn)行」是一種動(dòng)態(tài)平衡

化學(xué)

平衡

④定：平衡時(shí)，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(a)、百分含量(w%)、物質(zhì)的量(n)

態(tài)

狀

特

的物質(zhì)的質(zhì)量(M、物質(zhì)的量濃度⑹、混合氣體的平均摩爾質(zhì)量

征

混合氣體的密度8)、壓強(qiáng)(P)等所有物理量全部恒定

最「外界條件改變時(shí)，平衡可能被破壞「并在新的條件下建立

新的化學(xué)平衡，即發(fā)生化學(xué)平衡移動(dòng)

1

正逆相等，變量不變

正逆相等：必須有正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率且兩者相等

（―口訣

變量不變：可變的物理量不變

化

學(xué)

①同種物質(zhì)：V正=、逆=0,（同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率）

平正、逆反應(yīng)

速率相等

衡的同種物質(zhì)：上黯=小翼整

直

（）化學(xué)計(jì)量數(shù)

接BB

狀

標(biāo)

各組分的濃濃度不隨時(shí)間的改變而改變

志

態(tài)度保持一定」

■[②各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變

的

判

斷J?對(duì)同一物質(zhì)而氤斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等則一定處于平衡狀態(tài)

方②對(duì)絕熱密閉容器二溫度保彗不變則二燮于平衡狀查

法③若反應(yīng)巾有固體或液體，平均相方分子質(zhì)量一定、密度一定則一定處于平衡狀態(tài)

④反應(yīng)體箜巾總璉不隨時(shí)間的變化（適用反亶前后氣體體積不善亶）

⑤反應(yīng)混合物中存在有顏色的物質(zhì)的可逆反應(yīng)，若體系顏色不再變

化，則反應(yīng)達(dá)到平衡

⑥混合氣體的密度不隨時(shí)間變化（適用等壓條件下反應(yīng)前后體積不

等的反應(yīng)和等容條件下有固液參與或生成的反應(yīng)）

①促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)，提高原料的利用率，加快反應(yīng)速率

L目的?②控制有害的化學(xué)反應(yīng)，減小其至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生,

控制副反應(yīng)的發(fā)生

①改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變反應(yīng)物的溫度、溶液中溶質(zhì)的濃度、氣

化體壓強(qiáng)（或濃度）、固體表面積以及傕化劑的合理使用等

學(xué)基本l②改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度：改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液中溶

措瓶質(zhì)的濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）等

條I

件

的控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性

考慮因素

控

制

控制化學(xué)反應(yīng)速率或限度，向著人們期望的方向轉(zhuǎn)化

忌義一

提高能量的轉(zhuǎn)化率

實(shí)例提高熱能的利用率

2

常見(jiàn)考點(diǎn)

考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)

考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)條件的控制

化學(xué)平衡狀態(tài)及限度

考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像問(wèn)題

考點(diǎn)四化學(xué)反應(yīng)速率綜合運(yùn)用

考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)

【例1-1](2022陜西)在一定溫度下，向aL密閉容器中加入ImolX氣體和2moi丫氣體，發(fā)生如下反應(yīng):

X(g)+2丫(g)U2Z(g)此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化

B.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1：2：2

C.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化

D.單位時(shí)間消耗O.lmolX同時(shí)生成0.2molZ

【答案】A

【解析】A.該反應(yīng)前后的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變，能確定達(dá)到平衡，故A

正確；

B.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1：2：2時(shí)，不能說(shuō)明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，不能確定達(dá)到平衡，

故B錯(cuò)誤；

C.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化，說(shuō)明正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)未達(dá)到平衡，故C錯(cuò)誤；

D.單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1molX為正速率，同時(shí)生成0.2molZ為正速率，都是正速率不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，

故D錯(cuò)誤；

故選Ao

【例1-2】(2022吉林)將一定量純凈的氨基甲酸鏤置于密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積

忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：H2NCOONH4(S)2NH3(g)+CO2(g)o能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到

化學(xué)平衡的有

①v(N4)正=2v(COj逆②密閉容器中總壓強(qiáng)不變

3

③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

⑤密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變⑥密閉容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)不變

⑦混合氣體總質(zhì)量不變

A.3個(gè)B.4個(gè)C.5個(gè)D.6個(gè)

【答案】C

【解析】】①伏NH3）正=2v（CO2）逆，表明正、逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，①正確；

②該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)為變量，當(dāng)密閉容器中總壓強(qiáng)不變時(shí)，表明達(dá)到平衡狀

態(tài)，②正確；

③H2NCOONH4（s）為固體，混合氣體的質(zhì)量為變量，混合氣體的體積不變，則密閉容器中混合氣體的密度為

變量，當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度不變時(shí)，表明達(dá)到平衡狀態(tài)，③正確；

④只有NH3（g）、CCh（g）為氣體，且二者的物質(zhì)的量之比始終為2：1,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終

不變，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，④錯(cuò)誤；

⑤H2NCOONH4⑸為固體，混合氣體的總物質(zhì)的量為變量，當(dāng)密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變時(shí)，表明

達(dá)到平衡狀態(tài)，⑤正確；

⑥只有NH3（g）、C02（g）為氣體，且二者的物質(zhì)的量之比始終為2：1,則密閉容器中C02的體積分?jǐn)?shù)始終不

變，不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，⑥錯(cuò)誤；

⑦H2NCOONH4G）為固體，混合氣體的質(zhì)量為變量，當(dāng)混合氣體的質(zhì)量不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，能判斷

反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，⑦正確；

可見(jiàn)能夠判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的有①②③⑤⑦共5個(gè)，故合理選項(xiàng)是C。

【例1-3】（2022四川）在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2so2（g）+Ch（g）脩診2SO3（g）o已知反應(yīng)過(guò)程中的某

一時(shí)刻SO2、02、S03的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L,0.2mol/L,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是

A.SO2為0.25mol/LB.SO2、SO3均為0.15mol/L

C.SO2為04moi/LD.SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L

【答案】A

【解析】A.SO2的濃度由0.2mol/L變?yōu)?.25mol/L,反應(yīng)逆向進(jìn)行，其濃度增大了0.05mol/L,則會(huì)反應(yīng)

消耗SO3的濃度減小0.05mol/L,還有剩余，因此可能處于平衡狀態(tài)，A符合題意；

B.反應(yīng)物、生成物的濃度不可能同時(shí)減小，只能一個(gè)減小，另外一個(gè)增大，若SO2、SO3均為0.15mol/L,

不符合S元素守恒，B錯(cuò)誤；

C.SO3為04moi/L,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SCh、和O2完全反應(yīng),

SO3的濃度為0.4mol/L,達(dá)到平衡的實(shí)際濃度應(yīng)該小于0.4mol/L,C錯(cuò)誤；

4

D.S02和。2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。2的濃度濃

度分別為04moi/L、0.2mol/L,但是可逆反應(yīng)SO3不可能完全轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是Ao

【一隅三反】

1.（2022山西）下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說(shuō)法中正確的是

A.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且等于零

B.一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度

C.平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度保持相等

D.化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過(guò)改變條件而改變

【答案】B

【解析】A.化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，但不為零，故A錯(cuò)

誤；

B.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度，故B正確；

C.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，因正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度都不再改變，但不一定相等，故C錯(cuò)

誤；

D.化學(xué)平衡為動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，平衡發(fā)生移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；

答案選B。

2.（2022云南）在一密閉容器中，N2+3H2.'2NH3反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法中正確的是

A.N2與H2不再化合，NH3不再分解

B.單位時(shí)間內(nèi)，消耗1H101N2的同時(shí)消耗3mO1H2

C.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化

D.N2、4、NH3的物質(zhì)的量濃度相等

【答案】C

【解析】A.合成氨反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，不可能出現(xiàn)N2與H2不再化合、NEh不再分解的情況，A不正確;

B.單位時(shí)間內(nèi)，消耗lmolN2的同時(shí)消耗3m0IH2,反應(yīng)進(jìn)行的方向相同，不一定達(dá)平衡狀態(tài)，B不正確；

C.反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不相等，達(dá)平衡前，容器內(nèi)壓強(qiáng)在不斷改變，當(dāng)容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化

時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，C正確；

D.以、氏、NH3的物質(zhì)的量濃度相等，可能是反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中的某個(gè)階段，不一定是平衡狀態(tài)，D不正確；

故選C。

5

3.(2022寧夏)在一定溫度下的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)?0出)+凡0色)「CO2(g)+H2(g),下列能

判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

A.CO和CO2的物質(zhì)的量濃度之和不再變化B.混合氣體的分子總數(shù)不再變化

C.混合氣體的密度不再變化D.H2。的物質(zhì)的量不再變化

【答案】D

【解析】A.對(duì)于反應(yīng)CO(g)+HQ(g).CO2(g)+H2(g),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度保持不

變，但CO和CO?的物質(zhì)的量濃度之和不再變化時(shí)反應(yīng)不一定達(dá)到平衡，故A不選；

B.該反應(yīng)為分子數(shù)不變的反應(yīng)，平衡前后分子總數(shù)始終不變，故B不選；

C.該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體質(zhì)量不變，根據(jù)0=，，P在平衡前后始終不

變，所以當(dāng)密度不變時(shí)，反應(yīng)不一定達(dá)平衡，故c不選；

D.根據(jù)定義，HQ的物質(zhì)的量不再變化時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D選；

故選D。

4.(2022重慶)下列說(shuō)法中不正確的是

A.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，就是此反應(yīng)在該條件下能達(dá)到的限度

B.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，此反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等

C.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，不能使2molSO2與1mol02反應(yīng)生成2molSO3

D.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到其限度后，反應(yīng)就停止了

【答案】D

【解析】A.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，這個(gè)反應(yīng)在該條件下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大，所以就是這個(gè)反

應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度，A正確；

B.對(duì)于可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，B正確；

C.2so2+02=2SO3是可逆反應(yīng)，無(wú)論怎樣控制條件，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%,即2moiSO2

與1molO2反應(yīng)不會(huì)生成2molSO3,C正確；

D.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到其限度后，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，反應(yīng)并沒(méi)有停止，D錯(cuò)

誤；故答案為：D。

5.(2022內(nèi)蒙古)以下情況中，可以證明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有個(gè)

I,N2+3H22NH3

6

①唯(Nj=2喔(NH3)②1個(gè)N三N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N-H鍵斷裂

II.2SO2(g)+O2(g)2s03(g)

③恒溫恒容時(shí)，氣體的壓強(qiáng)不再改變

④恒溫恒壓時(shí)，氣體的密度不再改變

III.C(s)+H2O(g).CO(g)+H2(g)

⑤恒溫恒容時(shí)，氣體的密度不再改變

⑥恒溫恒容時(shí)，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

S

IV.NH2COONH4()CO2(g)+2NH3(g)

⑦恒溫恒容時(shí)，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

⑧恒溫恒壓時(shí)，CO2的體積分?jǐn)?shù)不再改變

V.H2(g)+I2(g)2Hl(g)

@C(HI):C(H2):C(I2)=2:1:1

⑩恒容絕熱時(shí)，壓強(qiáng)不再改變

?恒容絕熱時(shí)，平衡常數(shù)不再改變

A.6B.7C.8D.9

【答案】B

【解析】I-N2+3H22NH3

①反應(yīng)任意時(shí)刻均存在2V正(N2)=vm(NH3)，因此相(N2)=1VJ￡(NH3)=2Vi￡(NH3)時(shí)，正逆反應(yīng)速率不等，

反應(yīng)未達(dá)到平衡。

②1個(gè)N三N鍵斷裂的同時(shí)，一定有6個(gè)N-H鍵形成，若同時(shí)有6個(gè)N-H鍵斷裂，則說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相

等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

II.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

③該反應(yīng)為氣體非等體積變化，反應(yīng)正向進(jìn)行過(guò)程中，氣體的物質(zhì)的量將減小，恒溫恒容時(shí)，氣體的物質(zhì)

的量之比等于氣體的壓強(qiáng)之比，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)不再改變時(shí)，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

④參加反應(yīng)的物質(zhì)均為氣體，因此反應(yīng)過(guò)程中氣體的總質(zhì)量不變。恒溫恒壓時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于

容器體積之比，因此該反應(yīng)正向進(jìn)行過(guò)程中，容器體積將減小，當(dāng)氣體的密度(夕=￡)不再改變時(shí)，說(shuō)明反

7

應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

III.C(s)+H2O(g).CO(g)+H2(g)

⑤反應(yīng)物中有固體參與，因此反應(yīng)正向進(jìn)行過(guò)程中，氣體的質(zhì)量將增大，恒溫恒容時(shí)，當(dāng)氣體的密度(夕=￡)

不再改變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

⑥設(shè)起始加入Imol水蒸氣和足量固體碳，則起始?xì)怏w摩爾質(zhì)量為18g/moL設(shè)水蒸氣的轉(zhuǎn)化量為xmol,則

反應(yīng)過(guò)程中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=1&°-x)+28x+2x=身士巴,因此恒溫恒容時(shí)，氣體的平均相對(duì)分

l+x1+X

子質(zhì)量不再改變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

IV.NH,COONH4(S)CO2(g)+2NH3(g)

⑦產(chǎn)物中CO2與NH3的比例固定，因此氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量固定，不能說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

⑧反應(yīng)過(guò)程中，CC>2的體積分?jǐn)?shù)始終為;，因此無(wú)法根據(jù)CC)2的體積分?jǐn)?shù)判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。

V.H2(g)+I2(g)2Hl(g)

⑨反應(yīng)物的起始量及轉(zhuǎn)化率未知，因此無(wú)法根據(jù)物質(zhì)的濃度之比判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。

⑩恒容絕熱時(shí)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溫度將變化，溫度變化會(huì)引起壓強(qiáng)變化，因此當(dāng)壓強(qiáng)不再改變時(shí)，反應(yīng)處

于平衡狀態(tài)。

?恒容絕熱時(shí)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溫度將變化，平衡常數(shù)只受溫度影響，當(dāng)平衡常數(shù)不再改變時(shí)，說(shuō)明溫度

不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

綜上所述，可證明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有②③④⑤⑥⑩?，故答案為B。

考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)條件的控制與優(yōu)化

【例2-1](2022?上海)合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NE的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸

二氨合銅(I)溶液來(lái)吸收原料氣中的CO,其反應(yīng)是[CU(NH3)2]AC+CO+NH3[CU(NH3)2]AC-COAH<0?

(1)必須除去原料氣中CO的原因?yàn)?

(2)醋酸二氨合銅(I)溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是0

(3)吸收CO后的醋酸二氨合銅溶液經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸二

氨合銅溶液再生的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是。

【答案】(1)防止合成塔中的催化劑中毒

(2)低溫、高壓

(3)高溫、低壓

8

【解析】（I）用氫氣和氮?dú)夂铣砂睔?，需要在高溫高壓催化劑條件下進(jìn)行，而co在反應(yīng)體系中的影響就是

針對(duì)催化劑，如果不除去的話，會(huì)造成催化劑中毒；

（2）要使生產(chǎn)適宜，即控制條件讓反應(yīng)正向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且系數(shù)和減少，故低溫、高壓使平

衡正向移動(dòng)，即適宜條件為低溫、高壓；

（3）要實(shí)現(xiàn)醋酸二氨合銅溶液再生，即使平衡逆向移動(dòng)即可，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且系數(shù)和減少，故高溫、

低壓使平衡逆向移動(dòng)，即適宜條件為高溫、低壓。

【例2-2】（2022?云南）通過(guò)控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變，來(lái)研究原料粒度、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)青蒿素提取

率的影響，其結(jié)果如下圖所示，采用的最佳原料粒度、提取時(shí)間和提取溫度分別為=

提取率/%

提取溫度/OC

【答案】50目（40?60目）、lOOmin,50℃

【解析】根據(jù)原料的粒度對(duì)青蒿素提取率的影響可知，50目時(shí)提取率最高；根據(jù)提取時(shí)間對(duì)青蒿素提取率

的影響可知，時(shí)間為100分鐘時(shí)提取率接近100%,再延長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)提取率影響不大；根據(jù)提取溫度對(duì)青蒿

素提取率的影響可知，溫度為50℃提取率最高。故答案為：50目（40?60目）、lOOmin、50℃o

【一隅三反】

1.（2022浙江）圖為工業(yè)合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意圖。下列說(shuō)法不正確的是

9

硝酸

A.物質(zhì)B是未反應(yīng)完全的氮?dú)夂蜌錃猓ㄟ^(guò)循環(huán)投料，可以提高原料利用率

B.物質(zhì)A是空氣，其中的在吸收塔中氧化NO,使之能被水充分吸收生成硝酸

C.為提高原料價(jià)格更高的H2的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)向合成塔通入過(guò)量的空氣以提高N2濃度

D.尾氣中的氮氧化物可使用堿性的Na2cCh溶液吸收，或使用NE將氮氧化物還原為N2

【答案】C

【解析】A.物質(zhì)B可以循環(huán)利用，合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因此是未反應(yīng)完全的氮?dú)夂蜌錃?，通過(guò)循環(huán)投

料，提高原料利用率，A正確；

B.根據(jù)以上分析可知物質(zhì)A是空氣，其中的0?在吸收塔中氧化NO,使之能被水充分吸收生成硝酸，B

正確；

C.為提高原料價(jià)格更高的H2的轉(zhuǎn)化率，可以及時(shí)分離氨氣，氫氣和氮?dú)庋h(huán)利用，空氣中含有氧氣等雜

質(zhì)，不應(yīng)向合成塔通入過(guò)量的空氣以提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，C錯(cuò)誤；

D.硝酸的酸性強(qiáng)于碳酸，因此尾氣中的氮氧化物可使用堿性的Na2cO3溶液吸收，另外氮氧化合物具有氧

化性，可以使用NH3將氮氧化物還原為N2,D正確；

答案選C。

2.(2022?北京)合成氨中的原料氣進(jìn)入合成塔前需經(jīng)過(guò)銅氨液處理，目的是除去其中的CO,發(fā)生的反應(yīng)為：

++

[CU(NH3)2]+CO+NH3：-[CU(NH3)3CO],AH<0O銅氨液吸收CO適宜的生產(chǎn)條件是

A.低溫和高壓B.高溫和低壓

C.加快原料氣的通入速率D.吸收效果與銅氨溶液的濃度無(wú)關(guān)

【答案】A

【解析】A.低溫平衡正向移動(dòng)，高壓平衡正向移動(dòng)，有利于銅氨液吸收CO,選項(xiàng)A正確；

B.高溫低壓，平衡逆向移動(dòng)，不利于銅氨液吸收CO,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.加快原料氣的通入速率，接觸時(shí)間短，不利于銅氨液吸收CO,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.吸收效果與銅氨溶液的濃度有關(guān)，增大濃度平衡正向移動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

10

答案選A。

3.(2022江西)在合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、叢及少量NH3、CO的混合氣)需經(jīng)過(guò)銅氨溶液除去其中的

+

CO,其反應(yīng)為：[Cu(NH3)2]++CO+NH3誨?[CU(NH3)3CO]AH<0,則銅氨溶液吸收co適宜的生產(chǎn)條件

是

A.低溫和高壓B.低溫和低壓C.高溫和高壓D.高溫和低壓

【答案】A

【解析】A.低溫平衡正向移動(dòng)，高壓平衡正向移動(dòng)，故A正確；

B.低溫平衡正向移動(dòng)，低壓平衡逆向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C.高溫使平衡逆向移動(dòng)，高壓平衡正向移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；

D.高溫低壓，平衡逆向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；

故選Ao

考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像問(wèn)題

【例3】(2022遼寧)一定溫度下，在2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(s)+2B(g),2C(g)AH<0,反應(yīng)過(guò)程

中B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖甲所示；反應(yīng)達(dá)到平衡后，在timin、12min、13min、Lmin分

別只改變一種反應(yīng)條件，逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.0?2min內(nèi),v(B)=0.1mol/(L-min)

B.hmin時(shí)，改變的條件可能是升高溫度

C.t3min時(shí)，改變的條件可能是增大壓強(qiáng)，此時(shí)c(B)不變

D.Qmin時(shí)，可能是使用了催化劑，此時(shí)c(B)不變

【答案】D

0.2mol

【解析】A.在0?2min內(nèi)，用B的濃度變化表示反應(yīng)速率v(B)=R3=。.。5mol/(L-min),A錯(cuò)誤；

2min

B.根據(jù)圖象可知：在timin時(shí)，v速突然降低，若改變的條件是升高溫度，則反應(yīng)速率應(yīng)該比原來(lái)增大，因

此改變條件不可能是升高溫度，B錯(cuò)誤；

11

C.根據(jù)圖象可知：在t3min時(shí)，V逆突然降低，且一直保持不變。若改變的條件是增大壓強(qiáng)，則反應(yīng)速率應(yīng)

該增大，且c(B)也增大，與圖象不吻合，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)圖象可知：在Qmin時(shí)，v也突然增大，且一直保持不變，說(shuō)明反應(yīng)速率加快，但平衡不發(fā)生移動(dòng),

此時(shí)c(B)不變，改變的條件可能是使用了催化劑，D正確；

故合理選項(xiàng)是D。

【一隅三反】

1.(2022四川)某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：A(g)+xB(g)=2c(g),

達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)

B.前20minA的反應(yīng)速率為1.00mol/(L-min)

C.反應(yīng)方程式中的x=l,30min時(shí)表示增大壓強(qiáng)

D.40min時(shí)改變的條件是升高溫度，且正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

【答案】D

【解析】A.由圖象可知反應(yīng)從正反應(yīng)方向開(kāi)始，在20min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，在20min以前反應(yīng)沒(méi)有達(dá)

到平衡狀態(tài)，由于反應(yīng)物的濃度逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，可知正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，A

錯(cuò)誤；

B.由圖象可知在前20min內(nèi)C的濃度變化了2.00mol/L,v(C)=2mol/L<-20min=0.1mol/(L,min),根據(jù)

v(A):v(C)=l:2,可知：v(A)=0.lmol/(L,min)-^2=0.05mol/(L-min),B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)圖1可知在30-40min內(nèi)反應(yīng)物、生成物的濃度都降低，說(shuō)明擴(kuò)大了容器的容積，減小了體系的壓

強(qiáng)，而此時(shí)由圖象2可看出丫(正)、v(逆)都減小，但減小后的v(正)=v(逆)，說(shuō)明減小了壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，

l+x=2,則x=l,C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)圖象可知，40min時(shí)正、逆反應(yīng)速率都增大，由于該反應(yīng)是體積不變的反應(yīng)，所以改變的外界條件

只能是升高溫度；由于升高溫度后，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，升高溫度，平衡向

吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，D正確；

12

本題合理選項(xiàng)是D。

2.（2022?重慶）向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B,發(fā)生如下反應(yīng)：xA（g）+2B（s）■yC（g）AH<0，

在一定條件下，容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.0?10min內(nèi)v（A）=0.02mol/（L-min）

B.x：y=l：2

C.0?10min隨反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)變小

D.第10min和第16min改變的條件都可能是升溫

【答案】C

【解析】A.由圖可知，0?lOmin內(nèi)，A的濃度由0.45mol/L減小為0.25mol/L,

,.、0.45mol/L-0.25mol/L八八?,,.、

v(A)=----------------------------=0.02mol/(ZLT-min),故A正確;

lOmin

B.0~lOmin內(nèi)，A的濃度由0.45mol/L減小為0.25mol/L,C的濃度由0增大為0.4mol/L,濃度變化量之比

等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則x：y=0.2mol/L：0.4mol/L=l：2,故B正確;

C.氣體物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，x：y=l：2,可知0?lOmin隨反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)變大，故C錯(cuò)誤；

D.第lOmin時(shí)未達(dá)到平衡，突然改變條件加快反應(yīng)速率，第16min改變條件使平衡逆向移動(dòng)，則第lOmin

和第16min改變的條件都可能是升溫，故D正確；故選C。

3.（2022江蘇）已知反應(yīng)：A（s）+3B（g）2C（g）AH<。，在體積為10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程如圖

所示。下列說(shuō)法正確的是（）

13

n/mol

———————————————■————

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1.4????i??it(ii?

-------?-TT*T-T-r-r-T

12?A-?-?--A-4-T-■V

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1.0

0.8

、.....MY

0.6二UM物于*七三二lb

0.4

0.2二:二豐淬霜用丫

0

24468101214

A.X曲線表示B的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系

B.第timin時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡

C.前4min,用C表示反應(yīng)速率為v(C)=0.1mol-L^min1

D.第lOmin時(shí)，可能采取了降溫

【答案】D

【解析】根據(jù)圖象，在7min時(shí)達(dá)到平衡，X變化物質(zhì)的量為0.6moLY的物質(zhì)的量變化了0.9moL根據(jù)化

學(xué)反應(yīng)方程式，推出X曲線為C,Y的曲線為B。

A、根據(jù)上述分析，X曲線表示C的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系，故A說(shuō)法錯(cuò)誤；

B、根據(jù)圖象，7min達(dá)到平衡，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；

C、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義，v(C)=0.4mol/(10Lx4min)=0.01mol-L^min1,故C說(shuō)法錯(cuò)誤；

D、lOmin后，X物質(zhì)的量增大，Y的物質(zhì)的量降低，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，改變的條件可能是降溫，

故D說(shuō)法正確。

4.(2021春?云南玉溪?高二?？茧A段練習(xí))用來(lái)表示可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)=2C(g)AH<0的正確圖象為

【解析】A.己知可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)U2c(g)AH<0,正反應(yīng)放熱，升溫則平衡左移，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減

小，但反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短，選項(xiàng)A正確；

B.圖示升溫反應(yīng)速率減小，與溫度升高反應(yīng)速率增大不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.反應(yīng)2A(g)+B(g)U2c(g)是氣體分子總數(shù)減少的反應(yīng)，增壓則平衡右移，即增壓，正反應(yīng)速率增加得更

快，而選項(xiàng)C中圖示：增壓，逆反應(yīng)速率增加得更快，則平衡左移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

14

D.可逆反應(yīng)2A（g）+B（g）U2c（g）AH<0,正反應(yīng)放熱，升溫則平衡左移，A的轉(zhuǎn)化率變小，在選項(xiàng)D的

圖中，作一條等壓輔助線與2條曲線產(chǎn)生2個(gè)交點(diǎn)，可得溫度越高A的轉(zhuǎn)化率越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

答案選A。

考點(diǎn)四化學(xué)反應(yīng)速率綜合運(yùn)用

【例4-1］（2022春.云南楚雄.高一校考階段練習(xí)）化學(xué)反應(yīng)原理是研究、解決化學(xué)問(wèn)題的重要方法。完成下

列填空：

⑴反應(yīng)2so2+。22sCh的能量變化如圖所示，則生成2molSO3（填“放出”或“吸收”）的能量為

A.gB.E2C.與+且D.E2-E,

（2）斷開(kāi)氣態(tài)物質(zhì)中Imol某種共價(jià)鍵生成氣態(tài)原子需要吸收的能量稱為鍵能kJ.moL。如表所示是一些共價(jià)

鍵的鍵能。

共價(jià)鍵H-HN=NN-H

鍵能（kJ-mo「）436M391

已知反應(yīng)得到Imol氣態(tài)NH3放出的熱量為46kJ,則上表中M的值為

⑶在2L容器中投入2molSO2和bmolO,,發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2=2SO3,下圖是部分反應(yīng)物與生成物隨時(shí)間的

變化曲線。

①。?lOmin內(nèi)，丫（。2）=。

②反應(yīng)達(dá)到最大限度的時(shí)間是_______min,在該條件下，SO2的最大轉(zhuǎn)化率為

③下列條件能夠加快反應(yīng)速率的是（填標(biāo)號(hào)）。

A.升高溫度

15

B.保持體積不變，再充入一定量的氧氣

C.保持壓強(qiáng)不變，充入He使容積增大

D.保持體積不變，充入He使壓強(qiáng)增大

④下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是o

A.v(SO3)=v(SO2)

B.混合氣體的密度保持不變

C.體系內(nèi)氣體的顏色不再發(fā)生改變

D.混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變

E.SO2,0〉SC>3的物質(zhì)的量之比等于2：1：2

⑷一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2電池裝置如圖所示，電池的總反應(yīng)為3co?+4Na=2Na2cO3+C。

①電極a為極(填“正”或"負(fù)")。

②電極b發(fā)生的電極反應(yīng)為0

【答案】(1)放出B

(2)946

(3)0.025mol/(L-min)2570%ABD

(4)負(fù)3co2+4-=2CO，+C

【解析】(1)根據(jù)圖象可知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,屬于放熱反應(yīng)，生成2moiSO3放出的能量為心，

答案選B。

(2)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，已知反應(yīng)得到1mol氣態(tài)NH3放出的

熱量為46kJ,則3x436+M-6x391=—92,解得M=946；

(3)①在2L容器中投入2molSO2和bmolO2,發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2=2SO3,根據(jù)圖象可知0?lOmin內(nèi)生成

三氧化硫Imol,則消耗二氧化硫Imol,氧氣0.5mol,則v(C>2)=~一=0,025mol/(L-min)o

2Lxl0min

②根據(jù)圖象可知25min時(shí)濃度不再發(fā)生變化，則反應(yīng)達(dá)到最大限度的時(shí)間是25min,在該條件下消耗二氧化

16

硫是1.4mol,所以SO2的最大轉(zhuǎn)化率為萬(wàn)x100%=70%。

③A.升高溫度能夠加快反應(yīng)速率；

B.保持體積不變，再充入一定量的氧氣，反應(yīng)物濃度增大，能夠加快反應(yīng)速率；

C.保持壓強(qiáng)不變，充入He使容積增大，濃度減小，反應(yīng)速率減?。?/p>

D.保持體積不變，充入He使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變；

答案選AB。

④A.V（SO3）=V（SO2）沒(méi)有指明反應(yīng)的方向，不一定處于平衡狀態(tài)；

B.反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量和容器容積均不變，密度始終不變，即混合氣體的密度保持不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)

到平衡狀態(tài)；

C.三種氣體的是無(wú)色的，則體系內(nèi)氣體的顏色不再發(fā)生改變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

D.正反應(yīng)體積減小，混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)；

E.SO2>0>SC>3的物質(zhì)的量之比等于2：1：2,不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，不一定處于平衡狀態(tài)；

答案選D。

（4）①電極a生成鈉離子，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，為負(fù)極。

②電極b是正極，二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳酸根離子和單質(zhì)碳,發(fā)生的電極反應(yīng)為3co2+41=2CO：+C。

【一隅三反】

1.（2022四川）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度的知識(shí)回答下列問(wèn)題：

I.某溫度時(shí)，在2L容器中發(fā)生A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，A、B物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所

（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為=

（2）反應(yīng)開(kāi)始至4min時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為。

（3）4min時(shí)，反應(yīng)是否達(dá)平衡狀態(tài)？（填“是”或“否"），8min時(shí)，（填“或"="逆。

II.氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）U2NH3（g）,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),

17

且每生成2moiNH3，放出92.4kJ的熱量。當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件(不改變N2、H2

和NH3的量)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。圖中表示反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間段缶時(shí)刻后)為(4)

(5)在一定溫度下，向一個(gè)容積為1L的容器中通入2moi氮?dú)夂?moi氫氣及固體催化劑，使之反應(yīng)。已知

平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%?

①N2的轉(zhuǎn)化率為=

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量_______(填字母，下同)。

A.小于92.4kJ

B.等于92.4kJ

C.大于92.4kJ

D.可能大于、小于或等于92.4kJ

(6)若該反應(yīng)在絕熱條件下進(jìn)行，下列能證明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的為

A.壓強(qiáng)不變

B.體系的溫度不變

C.N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2

D.混合氣體的質(zhì)量不變

【答案】(1)2A.*B

(2)0.05mol/(L'min)

(3)否=

(4)t2~t3t4~t5

(5)50%B

(6)AB

【解析】I.(1)從圖象可以看出，在反應(yīng)過(guò)程中，A的物質(zhì)的量減小，為反應(yīng)物，B的物質(zhì)的量增加，為

生成物。從開(kāi)始到4min時(shí)，A的物質(zhì)的量從0.8mol減小到0.4moL減小了0.4mol,B的物質(zhì)的量從0.2mol

增加到0.4mol,增加了0.2mol。A和B變化的物質(zhì)的量之比為0.4mol:0.2mol=2:l,變化的物質(zhì)的量之比等

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于方程式的系數(shù)比，同時(shí)可以從圖象中看出，8min后，A和B的物質(zhì)的量不再變化，說(shuō)明該反應(yīng)是可逆反

應(yīng)，8min后，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2ALB。

(2)從開(kāi)始到4min時(shí),消耗的A的物質(zhì)的量為0.4mol,容器體積為2L,則消耗的A的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L,

用A表示的反應(yīng)速率為^=0.05mol/(L?min)。

4min

(3)4min時(shí)，A和B的物質(zhì)的量仍在變化，所以沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)。8min時(shí)，A和B的物質(zhì)的量不再變化，

達(dá)到了平衡狀態(tài)，則vJg=V逆。

H.(1)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以處于化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間段為f24和“飛。

(2)①起始時(shí)容器中共有氣體lOmol,平衡時(shí)壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的80%,在恒溫恒容的容器中，壓強(qiáng)之比等于物

質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)混合氣的總的物質(zhì)的量為10molx80%=8mol,比起始時(shí)減小了2mol,根據(jù)合成氨反

應(yīng)的方程式可知，反應(yīng)中變化的物質(zhì)的量即為生成氨氣的物質(zhì)的量，所以生成氨氣2m01,則消耗了Imol

氮?dú)?，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為="xl00%=50%。

2mol

②已知每生成2moiNH3,放出92.4kJ的熱量。該反應(yīng)中生成了2moiN%,所以放出92.4kJ的熱量，故

選B。

(3)A.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，即反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量有變化，所以反應(yīng)前后壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化,

當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡，故A選；

B.該反應(yīng)在絕熱條件下進(jìn)行，當(dāng)體系溫度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡，故B選；

C.N2、叢、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2,和反應(yīng)是否平衡無(wú)關(guān)，故C不選；

D.反應(yīng)物和生成物均為氣體，混合氣的總質(zhì)量一直不變，所以混合氣體質(zhì)量不變不能證明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)

平衡，故D不選；故選AB。

2.(2022春?遼寧朝陽(yáng)?高一校聯(lián)考階段練習(xí))以CO?生產(chǎn)甲醇(CH3OH)是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。其原

理是CC)2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)o

⑴該反應(yīng)的能量變化如圖1所示，該反應(yīng)為(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

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(2)恒容容器中，對(duì)于上述反應(yīng)，下列措施能加快反應(yīng)速率的是(填字母)。

A.升高溫度B.充入He

C.加入合適的催化劑D.降低壓強(qiáng)

(3)在體積為2L的密閉容器中，充入ImolCOz和3molH2,測(cè)得CO?,CH30H的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖

2。從反應(yīng)開(kāi)始到3min末，用濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(Hj=；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),

此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為

(4)用CH30H和0?組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖3。

催化劑不丁負(fù)載［催化劑

電極e*止電極d

質(zhì)子交換膜

圖3

①則電極C是(填“正極”或“負(fù)極”)，電極d的電極反應(yīng)式為o

②若線路中轉(zhuǎn)移Imol電子，則該燃料電池理論上消耗的。2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng)。

【答案】(1)放熱

(2)AC

20

(3)0.25mol-(L-min)T75%

+

(4)負(fù)極O2+4e-+4H=2H2O5.6

【解析】(1)根據(jù)圖示，CO2(g)>H2(g)總能量大于CH30H(g)、由0棺)的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

(2)A.升高溫度，反應(yīng)速率一定加快，故選A；

B.恒容容器中，充入He,反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變，故不選B；

C.催化劑能加快反應(yīng)速率，故選C；

D.降低壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢，故不選D；

選AC。

(3)從反應(yīng)開(kāi)始到3min末，反應(yīng)消耗0.5molCC>2,所以同時(shí)消耗氫氣的物質(zhì)的量為L(zhǎng)5mol,用H2濃度變

=0.25

1

化表示的平均反應(yīng)速率V(H2)=2Lx3minmol.(L.min)-；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)消耗0.75molCO2,

2'25molxl00%=

所以同時(shí)消耗氫氣的物質(zhì)的量為2.25mol,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為3mol75%O

(4)①根據(jù)圖示，電子由c流出，則電極c是負(fù)極，d是正極，氧氣在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極d

+

的電極反應(yīng)式02+4e+4H=2H20o

②正極反應(yīng)式為。2+4片+4H+=2比0,若線路中轉(zhuǎn)移Imol電子，消