2023屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)平衡常數(shù)　化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W案

第24講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向復(fù)習(xí)目標(biāo)1．了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義。2.能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。3.能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)?？键c(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)的概念及應(yīng)用必備知識(shí)梳理·夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)1.化學(xué)平衡常數(shù)及表達(dá)式(1)概念：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到____________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①對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)的平衡常數(shù)K＝____________。②固體或純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式a．C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝cCOb．Fe3＋(aq)＋3H2O(l)?Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝c32．平衡常數(shù)的換算化學(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。(1)同一反應(yīng)的正逆平衡常數(shù)互為________，即K正＝1K(2)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的n倍，則平衡常數(shù)是原平衡常數(shù)的n次方，即K′＝________。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)影響因素外因溫度升高ΔH<0，K值減小ΔH>0，K值增大特別提醒一般地，當(dāng)K＞105時(shí)，反應(yīng)基本完全了。4.主要應(yīng)用(1)判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)方向以及反應(yīng)是否達(dá)到平衡Q＝K體系處于平衡狀態(tài)Q<K反應(yīng)____向進(jìn)行Q>K反應(yīng)____向進(jìn)行(2)判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱升高溫度K值增大正反應(yīng)為____熱反應(yīng)K值減小正反應(yīng)為____熱反應(yīng)降低溫度K值增大正反應(yīng)為____熱反應(yīng)K值減小正反應(yīng)為____熱反應(yīng)[易錯(cuò)易混辨析](錯(cuò)誤的說(shuō)明錯(cuò)因)(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(2)增大反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。3NH4+＋H2O?NH3·H2O＋H＋的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(4)對(duì)于N2(g)＋3H2(g)?2NH3ΔH＜0反應(yīng)，降溫和加壓均右移，平衡常數(shù)均增大()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(5)升高溫度，平衡常數(shù)K一定增大()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(6)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(7)一定溫度下，2SO2＋O2?2SO3與2SO3?O2＋2SO2的平衡常數(shù)互為相反數(shù)()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。[深度思考]一定溫度下，分析下列三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的關(guān)系①N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)K1②12N2(g)＋32H2(g)?NH3(g)③2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)K3(1)K1和K2，K1＝________。(2)K1和K3，K1＝________。題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力題組一化學(xué)平衡常數(shù)的含義及其影響1．對(duì)于反應(yīng)C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)ΔH>0，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝cB．恒溫條件下壓縮容器的體積，平衡不移動(dòng)，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化C．升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小D．恒溫恒壓條件下，通入氦氣，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化2．反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均會(huì)在工業(yè)生產(chǎn)硝酸過(guò)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)如表所示。下列說(shuō)法正確的是()化學(xué)平衡常數(shù)溫度(K)反應(yīng)Ⅰ：4NH3＋5O2?4NO＋6H2O反應(yīng)Ⅱ：4NH3＋3O2?2N2＋6H2O反應(yīng)Ⅲ：2NO＋O2?2NO25001.1×10267.1×10341.3×1027002.1×10192.6×10251.0A.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(guò)改變氧化爐的溫度可促進(jìn)反應(yīng)Ⅰ而抑制反應(yīng)ⅡC．通過(guò)改變氧化爐的壓強(qiáng)可促進(jìn)反應(yīng)Ⅰ而抑制反應(yīng)ⅡD．氧化爐出氣在進(jìn)入氧化塔前應(yīng)進(jìn)一步提高溫度題組二化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算與應(yīng)用3．已知COS氫解：H2(g)＋COS(g)?H2S(g)＋CO(g)ΔH＝＋6.2kJ·mol－1。COS(g)氫解反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如右圖。(1)能表示COS(g)氫解反應(yīng)的直線為________(填“x”“y”或“z”)。(2)某溫度下向剛性容器中通入mmolCOS(g)和nmolH2(g)發(fā)生氫解反應(yīng)。已知COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為α，則該溫度下氫解反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(用m、n、α等符號(hào)表示)。4．減少汽車尾氣污染的原理為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＜0，向恒溫恒容密閉容器中充入NO和CO，用傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示。時(shí)間/s01234c(NO)/(×10－3mol·L－1)9.004.002.001.001.00c(CO)/(×10－3mol·L－1)9.004.002.001.001.00(1)為了提高尾氣處理的效果，可采取的措施有________________(寫出兩種即可)。(2)此條件下達(dá)到平衡時(shí)，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________________________。情境創(chuàng)新設(shè)計(jì)O3是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，O3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的[O]為游離氧原子，有很強(qiáng)的殺菌消毒能力，能殺滅新冠肺炎病毒。已知常溫常壓下發(fā)生的反應(yīng)如下：反應(yīng)①O3?O2＋[O]ΔH>0平衡常數(shù)為K1(反應(yīng)進(jìn)行程度較小)反應(yīng)②[O]＋O3?2O2ΔH<0平衡常數(shù)為K2(反應(yīng)進(jìn)行程度較大)總反應(yīng)：2O3?3O2ΔH<0平衡常數(shù)為K3[問(wèn)題探究](1)你能比較K1和K2的大小嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)降低壓強(qiáng)，總反應(yīng)平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？此時(shí)K3如何變化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)升高溫度，K1、K2、K3如何變化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)K3與K1、K2有何數(shù)量關(guān)系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算必備知識(shí)梳理·夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)1.三段式計(jì)算“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬(wàn)能鑰匙”。解題時(shí)，要注意準(zhǔn)確地列出起始量、變化量、平衡量，按題目要求進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一。(1)分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。(2)明確三個(gè)關(guān)系①對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。②對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。③各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)計(jì)算模式反應(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(dá)到平衡后，A的轉(zhuǎn)化量為mxmol，容器容積為VL，則有以下關(guān)系：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始/molab00轉(zhuǎn)化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx則有：①K＝pxV②c平(A)＝a-mxVmol·L－1③α(A)平＝mxa×100%；α(A)∶α(B)＝mxa∶nxb④φ(A)＝a-mxa+b+p+q-m-nx⑤p平p始⑥ρ混＝a·MA+b·MB[其中M(A)、M(B)分別為A、B的摩爾質(zhì)量]；⑦平衡時(shí)體系的平均摩爾質(zhì)量：M＝a·MA+b·MBa+b+p+q-m-n⑧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(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率＝實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量×100%2．Kp計(jì)算(1)Kp含義：在化學(xué)平衡體系中，用各氣體物質(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)。(2)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)×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，N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)，壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp＝p2[深度思考]已知在密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)?P(g)＋Q(g)ΔH>0。某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1。思考并解答下列問(wèn)題：(1)若達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，列出“三段式”，計(jì)算此時(shí)N的平衡濃度是多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)若反應(yīng)溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)、M的轉(zhuǎn)化率如何變化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，則M的轉(zhuǎn)化率為________，N的起始濃度為________。題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力題組一化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率計(jì)算1．已知反應(yīng)：CH2=CHCH3(g)＋Cl2(g)?CH2=CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定壓強(qiáng)下，按w＝nCl2nCH2=CHCH3向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時(shí)，丙烯的體積分?jǐn)?shù)(φ)與溫度(TA.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(shí)，Cl2的轉(zhuǎn)化率為50%D．若在恒容絕熱裝置中進(jìn)行上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大2．相同溫度下，分別在起始體積均為1L的兩個(gè)密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X2(g)＋3Y2(g)?2XY3(g)ΔH＝－akJ·mol－1，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表。容器反應(yīng)條件起始物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡所用時(shí)間/min達(dá)到平衡過(guò)程中的能量變化X2Y2XY3①恒容13010放熱0.1akJ②恒壓130t放熱bkJ下列敘述正確的是()A．對(duì)于上述反應(yīng)，①②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值不同B．①中：從開始至10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(X2)＝0.1mol·L－1·min－1C．②中：X2的平衡轉(zhuǎn)化率小于10%D．b>0.1a題組二競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算3．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(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9mol，N2O3為3.4mol。則t℃時(shí)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()A．10.7B．8.5C．9.6D．10.24．CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴，主要有以下兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)?C2H4(g)＋4H2O(g)為分析催化劑對(duì)反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充入2molCO2和4molH2，測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示：該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇________(填“反應(yīng)Ⅰ”或“反應(yīng)Ⅱ”)。520℃時(shí)，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K＝________(只列算式不計(jì)算)。題組三壓強(qiáng)平衡常數(shù)5．將2molCO2和6molH2充入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)，壓強(qiáng)為0.1MPa和5.0MPa下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________(Kp為以平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。[思維建模]壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)的計(jì)算流程考點(diǎn)三速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)必備知識(shí)梳理·夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)1.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)定義假設(shè)基元反應(yīng)(能夠一步完成的反應(yīng))為aA＋dD=gG＋hH，其反應(yīng)速率可表示為v＝kca(A)cd(D)，式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)或速率常數(shù)，與濃度無(wú)關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響，不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)。2．正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系對(duì)于基元反應(yīng)aA(g)＋bB(g)?cC(g)＋dD(g)，v正＝k正ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆cc(C)·cd(D)，平衡常數(shù)K＝ccC·cdDcaA·cbB＝k知識(shí)拓展阿倫尼烏斯公式阿倫尼烏斯公式是化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度變化的經(jīng)驗(yàn)公式，在反應(yīng)速率與平衡試題中，可能以新信息的形式出現(xiàn)，也可能以圖像的形式進(jìn)行命題。(1)阿倫尼烏斯公式的指數(shù)式為k＝Ae-EaRT，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，A為比例系數(shù)，e為自然對(duì)數(shù)的底，R為摩爾氣體常量①對(duì)于同一反應(yīng)，Ea＞0時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大。②對(duì)于不同反應(yīng)，Ea值越大，改變溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度就越大，這就是升高相同溫度時(shí)，不同化學(xué)反應(yīng)的速率增加的倍數(shù)不同的原因。(2)阿倫尼烏斯公式的定積分式為lnk2k1＝-EaR1T2-1T1，不定積分式為lnk＝－Ea題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力1.已知反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)?N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.8kJ/mol。測(cè)得v正＝k正c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù))。(1)達(dá)平衡后僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)________(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數(shù)。(2)若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則k正k逆＝________%(保留3位有2．2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)歷程如下：反應(yīng)Ⅰ：2NO(g)?N2O2(g)(快)ΔH1<0v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；反應(yīng)Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g)(慢)ΔH2<0v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。(1)一定條件下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)K＝________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代數(shù)式表示)。反應(yīng)Ⅰ的活化能EⅠ________(填“>”“<”或“＝”)反應(yīng)Ⅱ的活化能EⅡ。(2)已知反應(yīng)速率常數(shù)k隨溫度升高而增大，則升高溫度后k2正增大的倍數(shù)________k2逆增大的倍數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)?？键c(diǎn)四化學(xué)反應(yīng)方向的判斷必備知識(shí)梳理·夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1．自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)：(1)自發(fā)過(guò)程。①含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。②特點(diǎn)：A．體系趨向于從________狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開_______狀態(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。B.在密閉條件下，體系有從________自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)開_______的傾向(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。③非自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，需持續(xù)借助外力才能進(jìn)行的過(guò)程。(2)自發(fā)反應(yīng)。①含義：在給定的條件下，可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。②非自發(fā)反應(yīng)：不能自發(fā)進(jìn)行，必須借助某種外力才能進(jìn)行的反應(yīng)。2．化學(xué)反應(yīng)方向的判斷：(1)焓判據(jù)。①________反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，因此可用焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。②局限性：放熱反應(yīng)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，例如：在25℃和101kPa時(shí)，2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1。(2)熵和熵判據(jù)。①熵：用來(lái)量度體系________的物理量，符號(hào)為________，單位為J·mol－1·K－1。體系混亂程度越大，熵值________。同一種物質(zhì)，不同狀態(tài)，熵值大小為________________。②熵變(ΔS)：ΔS＝S(生成物)－S(反應(yīng)物)。③熵增原理：在與外界隔絕的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵________，即熵變________零。④熵判據(jù)：A．體系有自發(fā)地向混亂度增大(即熵增)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用熵變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。B．局限性：熵增有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但有些熵值減小的反應(yīng)，在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。如：NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)ΔS<0。(3)復(fù)合判據(jù)。研究表明，在恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是體系自由能變化(ΔG、單位：kJ·mol－1)：ΔG＝ΔH－TΔS(注意：T的單位是“K”，不是“℃”)。①ΔG<0，反應(yīng)________自發(fā)進(jìn)行；②ΔG＝0，反應(yīng)達(dá)到________狀態(tài)；③ΔG>0，反應(yīng)________自發(fā)進(jìn)行。[易錯(cuò)易混辨析](錯(cuò)誤的說(shuō)明錯(cuò)因)(1)自發(fā)反應(yīng)一定能發(fā)生，非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(2)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(jìn)行()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(3)吸熱反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。(4)同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大()錯(cuò)因：__________________________________________________________________。【微點(diǎn)撥】二、控制反應(yīng)條件的目的1．促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)條件，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，從而促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。2．抑制有害的化學(xué)反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)條件，也可以減緩化學(xué)反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生或控制副反應(yīng)的發(fā)生，從而抑制有害的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。三、控制反應(yīng)條件的基本措施1．控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施通過(guò)改變反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。2．提高轉(zhuǎn)化率的措施通過(guò)改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)等改變可逆反應(yīng)的限度，從而提高轉(zhuǎn)化率。如：以工業(yè)合成氨為例，理解運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理選擇化工生產(chǎn)中的適宜條件反應(yīng)原理：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。③從反應(yīng)快慢和反應(yīng)限度兩個(gè)角度選擇反應(yīng)條件④綜合考慮——選擇適宜的生產(chǎn)條件a．溫度：400～500℃b．壓強(qiáng)：10～30MPac．投料比：nN2d．以鐵觸媒作催化劑e．采用循環(huán)操作提高原料利用率情境創(chuàng)新設(shè)計(jì)氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，氨主要用于制造氮肥和復(fù)合肥料，氨還作為工業(yè)原料，用于生產(chǎn)硝酸、各種含氮的無(wú)機(jī)鹽等，液氨常用作制冷劑。下圖是工業(yè)合成氨的工藝：[問(wèn)題探究](1)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，其熱化學(xué)方程式如下：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式分析：哪些措施可以提高合成氨的反應(yīng)速率？哪些措施可以提高氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)已知合成氨溫度、壓強(qiáng)與氨的含量關(guān)系如下溫度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.1013.823.131.4①合成氨時(shí)一般采用的壓強(qiáng)為10～30MPa的原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________②合成氨時(shí)選擇500℃而不選200℃是考慮的什么因素？選擇500℃而不選1000℃是考慮的什么因素？________________________________________________________________________________________________________________________________________________③合成氨工業(yè)常使用鐵觸媒作催化劑，催化劑能提高產(chǎn)物中氨的百分含量嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________④合成氨工業(yè)中，為提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，還采取哪些措施？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力題組一化學(xué)反應(yīng)方向的判斷1．[2022·平頂山模擬]下列說(shuō)法正確的是()A．固體的溶解過(guò)程與熵變無(wú)關(guān)B．常溫下，冰融化成水是自發(fā)的，說(shuō)明水的混亂度大于冰C．放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的D．反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素2．[2022·嘉興模擬]已知反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)?N2(g)＋2CO2(g)ΔH<0，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是()A．低溫自發(fā)B．高溫自發(fā)C．任意溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D．一定非自發(fā)題組二化學(xué)反應(yīng)方向的應(yīng)用3．(雙選)研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诜磻?yīng)設(shè)計(jì)等具有重要意義，下列說(shuō)法正確的是()A．ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在任何溫度時(shí)均能自發(fā)進(jìn)行B．在其他外界條件不變的情況下，汽車排氣管中使用催化劑，可以改變產(chǎn)生尾氣的反應(yīng)方向C．反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH<0D．一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>04．氨是一種重要的化工原料，主要用于化肥工業(yè)，也廣泛用于硝酸、純堿、制藥等工業(yè)；合成氨反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。下列有關(guān)合成氨反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)的ΔS>0B．反應(yīng)的ΔH＝E(N—N)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示鍵能)C．反應(yīng)中每消耗1molH2轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于2×6.02×1023D．反應(yīng)在高溫、高壓和催化劑條件下進(jìn)行可提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率題組三化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控在生產(chǎn)中的應(yīng)用5．碳、氮能形成多種氧化物、氫化物。(1)已知：①2NO(g)?N2(g)＋O2(g)ΔH1＝－180.5kJ·mol－1②CO(g)＋12O2(g)?CO2(g)ΔH2＝－283kJ·mol－則NO與CO反應(yīng)生成兩種無(wú)毒氣體的熱化學(xué)方程式為________________________。(2)使用高效催化劑可大大減少汽車尾氣排放出的NOx含量，某研究所的科研人員探究了T1℃時(shí)等質(zhì)量的三種催化劑對(duì)CO還原NO的催化效果(其他條件相同)，所得結(jié)果如圖1所示。①如果不考慮催化劑價(jià)格，則使用催化劑______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)最好；A、B兩狀態(tài)下，生成CO2的速率大小關(guān)系是________。②若容器容積為2L，開始時(shí)加入0.5molNO、0.5molCO，在催化劑Ⅰ的作用下達(dá)到如圖1所示平衡，則反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)?N2(g)＋2CO2(g)在該溫度下的平衡常數(shù)K＝________。③在圖2坐標(biāo)系中畫出使用催化劑Ⅰ(其他條件相同)時(shí)，25s時(shí)容器內(nèi)反應(yīng)的脫氮率(NO轉(zhuǎn)化率)與溫度的關(guān)系圖。6．氫能是一種公認(rèn)的高熱值清潔能源，目前世界各國(guó)正致力于將高污染高排放的碳能源過(guò)渡成清潔高效低排放的氫能源。(1)我國(guó)氫氣的主要來(lái)源是焦?fàn)t氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H2S，中溫干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。(2)我國(guó)科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應(yīng)器中存在如下反應(yīng)：ⅰ.CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH1ⅱ.C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2ⅲ.C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH3ⅳ.CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH4ⅴ.CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH5①ΔH5＝________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3或ΔH4的式子表示)。②研究中CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和松木屑所含碳的物質(zhì)的量比確定，在750℃，控制水蒸氣流量為0.1g/(min·g)下，探究催化劑加入量對(duì)產(chǎn)氣組分和氣化性能的影響，結(jié)果如表所示：n(Ca)/n(C)氣體體積分?jǐn)?shù)碳轉(zhuǎn)化率/%H2COCO2CH4045.5822.7022.377.5461.220.552.9521.7419.115.1456.591.058.6222.3712.605.3161.42由表中數(shù)據(jù)，nCanC＝________時(shí)最為合理。nCanC由0到0.5時(shí)體系的氣化溫度不僅對(duì)木屑的熱解氣化反應(yīng)有影響，而且對(duì)CaO吸收CO2的能力以及CaCO3的分解反應(yīng)也有很大影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，控制nCanC為1.0，水蒸氣流量為0.1g/(min·g)，將氣化反應(yīng)溫度從700℃升到850溫度/℃氣體體積分?jǐn)?shù)碳轉(zhuǎn)化率/%H2COCO270051.7820.7519.8954.3775058.6222.3712.6061.4280055.6326.0512.7173.4385054.1626.9413.8283.34③從產(chǎn)氫率的角度考慮，最佳操作溫度是____________。④隨著反應(yīng)的進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低，原因是________________。(3)將氫氣儲(chǔ)存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲(chǔ)和運(yùn)輸問(wèn)題。由于甲醇具有單位體積儲(chǔ)氫量高、活化溫度低等優(yōu)點(diǎn)，是理想的液體儲(chǔ)氫平臺(tái)分子。我國(guó)學(xué)者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑，反應(yīng)過(guò)程中，在催化劑的表面同時(shí)活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程(TS表示過(guò)渡態(tài))。根據(jù)圖像判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是________，該反應(yīng)的ΔH________(填“大于”“等于”或“小于”)0。高考真題演練·明確考查方向1．[2021·全國(guó)甲卷(節(jié)選)]反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)，在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式Kp＝________________；②圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是________，判斷的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③當(dāng)x(CH3OH)＝0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________________，反應(yīng)條件可能為________________或________________。2．[2021·山東卷(節(jié)選)]2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過(guò)甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如圖反應(yīng)：回答下列問(wèn)題：反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系如圖所示。(1)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測(cè)得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為________mol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝____。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將______(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)平衡時(shí)，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。(2)為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH?？刂茰囟葹?53K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為________(填“X”或“Y”)；t＝100s時(shí)，反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)速率v正________逆反應(yīng)速率v逆(填“＞”“＜”或“＝)。隨堂過(guò)關(guān)訓(xùn)練·提升學(xué)科素養(yǎng)1．某溫度下，在一個(gè)2L的密閉容器中，加入4molA和2molB，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋2B(g)?4C(s)＋2D(g)，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得生成1.6molC。下列說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝cB.B的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C.增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大D.增加B的量，B的平衡轉(zhuǎn)化率增大2．可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，下列說(shuō)法正確的是(K為平衡常數(shù)，Q為濃度商)()A.Q變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小B.Q不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率減小C.Q不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大D.Q增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大3.K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-+H2O?2CrO42-＋2H＋ΔH＞0，分別在26.3℃、50.0℃恒溫條件下，往100mL0.100mol·L－1的K2Cr2O7溶液中加入一定量K2Cr2OA.曲線①是50.0℃的pH-t曲線B.曲線②對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)量級(jí)是10－14C.t1后，c(Cr2O72-)D.26.3℃，與0.100mol·L－1的K2Cr2O7溶液相比，達(dá)到新平衡時(shí)c24．有機(jī)物M生成有機(jī)物N的反應(yīng)式為CH3OH，在190℃和210℃時(shí)M的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。設(shè)M的起始濃度為dmol/L，反應(yīng)過(guò)程中液體的體積變化忽略不計(jì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.為了提高M(jìn)的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)進(jìn)行時(shí)可以及時(shí)從反應(yīng)體系中移出部分甲醇B.若b點(diǎn)時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，則210℃時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.99d×0.99dC.a、c兩點(diǎn)的瞬時(shí)反應(yīng)速率：v(a)＜v(c)D.190℃時(shí)，0～200min內(nèi)M的平均反應(yīng)速率為0.68d200mol·L－1·min－5．在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)?B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1kJ·mol－1。反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表：時(shí)間t/h0124816202530總壓強(qiáng)p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問(wèn)題：(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為______________________(答出兩項(xiàng)措施)。(2)由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0計(jì)算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率，α(A)的表達(dá)式為________，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)K：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)①由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n總＝______mol，n(A)＝______mol。②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算：a＝________。反應(yīng)時(shí)間t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時(shí)間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是________________________________________________________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)反應(yīng)物的濃度c(A)為________mol·L－1。第24講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向考點(diǎn)一必備知識(shí)梳理·夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)1．(1)化學(xué)平衡濃度冪之積濃度冪之積K(2)c2．(1)倒數(shù)(2)Kn3．大大4．(1)正逆(2)吸放放吸易錯(cuò)易混辨析答案：(1)×平衡常數(shù)表達(dá)式中，必須是各物質(zhì)的平衡濃度(2)×平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)(3)×固體或純液體濃度為常數(shù)，不出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達(dá)式中(4)×平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)(5)×升溫，對(duì)于吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)增大，對(duì)于放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)減小(6)×平衡常數(shù)發(fā)生改變，溫度一定改變，所以化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)(7)×一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)K正與逆反應(yīng)K逆它們互為倒數(shù)關(guān)系深度思考答案：1K22(題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力1．解析：固態(tài)物質(zhì)濃度為“常數(shù)”，視為“1”，不需寫入平衡常數(shù)表達(dá)式，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升溫，該反應(yīng)正向進(jìn)行，K增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；恒壓條件下，通入氦氣，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)，K只與溫度有關(guān)，溫度不變，K不發(fā)生變化，D項(xiàng)正確。答案：D2．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的發(fā)生，增大氧化爐中NO的含量，故A正確；升高溫度，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)均減小，則正反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，無(wú)法通過(guò)改變氧化爐的溫度達(dá)到促進(jìn)反應(yīng)Ⅰ而抑制反應(yīng)Ⅱ的效果，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)均為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，無(wú)法通過(guò)改變氧化爐的壓強(qiáng)達(dá)到促進(jìn)反應(yīng)Ⅰ而抑制反應(yīng)Ⅱ的效果，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ正反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，所以氧化爐出氣在進(jìn)入氧化塔前應(yīng)降低溫度，故D錯(cuò)誤。答案：A3．解析：(1)由題意COS(g)氫解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T減小，1T增大，氫解反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則K減小，lgK也減小，所以直線z表示COS(g)(2)設(shè)剛性容器體積為1L，由題意列三段式為H2＋COS?H2S＋CO起始/(mol·L－1)nm轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)mαmαmαmα平衡/(mol·L－1)n－mαm－mαmαmαK＝m2α2/[(n－mα)(m－mα)]＝mα答案：(1)z(2)m4．解析：(1)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng)，要提高尾氣處理的效果，即使平衡正向移動(dòng)，可采取的措施有降低溫度或增大壓強(qiáng)(或壓縮體積)；催化劑雖不能改變化學(xué)平衡，但使用催化活性較好的催化劑可加快反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)尾氣的處理量，提高處理尾氣的效果。(2)此條件下達(dá)到平衡時(shí)，c(NO)＝c(CO)＝1.00×10－3mol·L－1，Δc(NO)＝8.00×10－3mol·L－1，c(N2)＝12Δc(NO)＝12×8.00×10－3mol·L－1＝4.00×10－3mol·L－1，c(CO2)＝Δc(NO)＝8.00×10－3mol·L－1，因此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝cN2·c2CO答案：(1)降低溫度或增大壓強(qiáng)或使用高效催化劑(2)2.56×105情境創(chuàng)新設(shè)計(jì)提示：(1)反應(yīng)進(jìn)行程度越大，平衡常數(shù)越大。故K2大于K1。(2)降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故降低壓強(qiáng)K3不變。(3)放熱反應(yīng)，升高溫度K值減小，吸熱反應(yīng)，升高溫度K值增大。因此，升高溫度K2、K3減小，K1增大。(4)由蓋斯定律可知，反應(yīng)①＋②可得總反應(yīng)，則K＝K1·K2。考點(diǎn)二深度思考解析：(3)M(g)＋N(g)?P(g)＋Q(g)初始濃度/mol·L－14a00轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－12222平衡濃度/mol·L－14－2a－222X(M)＝24×100%＝溫度不變，平衡常數(shù)不變，K＝0.6×0.60.4×1.8解得a＝6，即反應(yīng)物N的起始濃度為6mol·L－1。答案：(1)M(g)＋N(g)?P(g)＋Q(g)初始/mol·L－112.400轉(zhuǎn)化/mol·L－11×60%1×60%1×60%1×60%平衡/mol·L－10.41.80.60.6由三段式得N的平衡濃度為1.8mol·L－1。(2)由于該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，溫度升高，平衡右移，K值增大，M的轉(zhuǎn)化率增大(3)50%6mol·L－1題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力1．解析：根據(jù)題中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移動(dòng)，丙烯的體積分?jǐn)?shù)(φ)減小，故w2＞1，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖甲可知，升高溫度，丙烯的體積分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，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(xiàng)正確；由圖乙知，溫度為T1時(shí)，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，當(dāng)w＝2時(shí)，設(shè)CH2=CHCH3和Cl2的物質(zhì)的量分別為amol、2amol，參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為bmol，利用三段式可列關(guān)系式b2a-b2a-b＝1，解得b2a＝13，則Cl2的轉(zhuǎn)化率約為33.3%，C項(xiàng)錯(cuò)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(jìn)行，體系溫度升高，氣體膨脹，達(dá)到平衡時(shí)答案：C2．解析：①②中反應(yīng)溫度相同，平衡常數(shù)K的數(shù)值相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；①中反應(yīng)放熱0.1akJ，說(shuō)明10min內(nèi)X2反應(yīng)了0.1mol，物質(zhì)的量濃度改變量為0.1mol·L－1，所以其平均速率為v(X2)＝0.01mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)容器①中數(shù)據(jù)，可算出X2的平衡轉(zhuǎn)化率為10%，容器②是恒溫恒壓，容器①是恒溫恒容，容器②相當(dāng)于在容器①的基礎(chǔ)上加壓，平衡右移，所以X2的轉(zhuǎn)化率大于10%，容器②放出的熱量比容器①多，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。答案：D3．解析：設(shè)N2O5的轉(zhuǎn)化濃度為xmol·L－1，N2O3的轉(zhuǎn)化濃度為ymol·L－1。N2O5(g)?N2O3(g)＋O2(g)開始/mol·L－1400轉(zhuǎn)化/mol·L－1xxx平衡/mol·L－14－xxxN2O3(g)?N2O(g)＋O2(g)開始/mol·L－1x0x轉(zhuǎn)化/mol·L－1yyy平衡/mol·L－1x－yyx＋y根據(jù)題意得x+y=4.5所以x＝3.1，y＝1.4，所以反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K＝cO2·cN2答案：B4．解析：溫度較低時(shí)，CH4的物質(zhì)的量多，所以該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇反應(yīng)Ⅰ。CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)轉(zhuǎn)化mol·L－10.20.80.20.42CO2(g)＋6H2(g)?C2H4(g)＋4H2O(g)轉(zhuǎn)化mol·L－10.41.20.20.8c(CO2)＝(2－0.2－0.4)mol·L－1＝1.4mol·L－1c(H2)＝(4－0.8－1.2)mol·L－1＝2mol·L－1c(H2O)＝(0.4＋0.8)mol·L－1＝1.2mol·L－1所以K＝0.2答案：反應(yīng)Ⅰ0.2×5．解析：壓強(qiáng)增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以b點(diǎn)所在的曲線表示壓強(qiáng)為0.1MPa。答案：400考點(diǎn)三題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力1．解析：(2)k正k逆＝K，結(jié)合轉(zhuǎn)化率列“三段式”計(jì)算平衡量，答案：(1)小于(2)24.72．解析：(1)由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正·c2(NO)·k2正·c(N2O2)·c(O2)＝k1逆·c(N2O2)·k2逆·c2(NO2)，則有K＝c2NO2c2NO·cO2＝k1正·k2正k1逆·k2逆；因?yàn)闆Q定2NO(g)＋O2(答案：(1)k1正·k2正k考點(diǎn)四必備知識(shí)梳理·夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)一、1．(1)②高能低能有序無(wú)序2．(1)①放熱(2)①混亂程度S越大S(g)>S(l)>S(s)③增大大于(3)①能②平衡③不能易錯(cuò)易混辨析答案：(1)×自發(fā)反應(yīng)也得有一定條件(2)√(3)×有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行(4)√三、2．②放熱減少③升高增大催化劑增大降低情境創(chuàng)新設(shè)計(jì)提示：(1)升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑等，都可以使合成氨的反應(yīng)速率增大；降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度等有利于提高氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率。(2)①合成氨時(shí)增大壓強(qiáng)盡管可以同時(shí)提高反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。但是，壓強(qiáng)越大，對(duì)材料的強(qiáng)度和設(shè)備的要求也越高，增加生產(chǎn)投資將降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。故一般采用的壓強(qiáng)為10～30MPa。②選擇500℃而不選200℃是考慮的催化劑活性與速率因素，選擇500℃而不選1000℃是考慮的平衡因素。③不能。因?yàn)榇呋瘎?duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，不能改變平衡狀態(tài)。④為提高平衡轉(zhuǎn)化率，工業(yè)上采取迅速冷卻的方法，使氨氣變成液氨并及時(shí)分離，分離后的原料氣循環(huán)使用，并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2，使反應(yīng)物保持一定的濃度。題組強(qiáng)化訓(xùn)練·形成關(guān)鍵能力1．答案：B2．答案：A3．解析：根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，對(duì)于ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)都有ΔG<0，即在任何溫度下均能發(fā)生，故A正確；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)進(jìn)行的方向，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)中有氣體生成，即ΔS>0，由于室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，所以ΔG＝ΔH－TΔS>0，即該反應(yīng)的ΔH>0，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)中有氣體生成，即ΔS>0，該分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，故D正確。答案：AD4．解析：在合成氨反應(yīng)中，生成物氣體分子數(shù)小于反應(yīng)物氣體分子數(shù)，所以反應(yīng)的ΔS＜0，A不正確；反應(yīng)的ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示鍵能)，B不正確；由合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)，可建立如下關(guān)系式：N2～3H2～6e－，則反應(yīng)中每消耗1molH2轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于2mol×6.02×1023mol－1＝2×6.02×1023，C正確；合成氨反應(yīng)為放熱的可逆反應(yīng)，高溫可加快反應(yīng)速率，但會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，不能提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率，使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，但不能改變H2的平衡轉(zhuǎn)化率，也就不能提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率，D不正確。答案：C5．解析：(1)NO與CO反應(yīng)生成兩種無(wú)毒氣體，應(yīng)為CO2和N2，化學(xué)方程式應(yīng)為2CO(g)＋2NO(g)?2CO2(g)＋N2(g)；由已知：①2NO(g)?N2(g)＋O2(g)ΔH1＝-180.5kJ·mol-1；②CO(g)＋12O2(g)?CO2(g)ΔH2＝－283kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律可知①＋②×2可得2CO(g)＋2NO(g)?2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－180.5kJ·mol－1＋(－283kJ·mol－1)×2＝－746.5kJ·mol－1。(2)①據(jù)圖可知相同時(shí)間內(nèi)使用催化劑Ⅰ的反應(yīng)最先達(dá)到平衡，所以使用催化劑Ⅰ最好；據(jù)圖可知A點(diǎn)曲線的斜率更大，反應(yīng)速率更快。②據(jù)圖可知25s時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不再改變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)n(N2)＝0.2mol，根據(jù)方程式可知此時(shí)容器中n(CO2)＝0.4mol，Δn(NO)＝Δn(CO)＝0.4mol，初始投料為0.5molCO和0.5molNO，所以平衡時(shí)容器內(nèi)n(NO)＝n(CO)＝0.1mol，容器的容積為2L，所以K＝0.2答案：(1)2CO(g)＋2NO(g)?2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－1(2)①Ⅰv(A)>v(B)②640③6．解析：(1)根據(jù)題干可知，該反應(yīng)為氧化鐵與H2S反應(yīng)，生成硫化鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3＋3H2S=Fe2S3＋3H2O。(2)①根據(jù)蓋斯定律2×ⅱ－?。＃?×ⅳ－ⅲ＋ⅰ＝ⅱ＋ⅳ－ⅲ，則ΔH5＝2ΔH2－ΔH1－ΔH3＝2ΔH4－ΔH3＋ΔH1＝ΔH2＋ΔH4－ΔH3。②根據(jù)表格中產(chǎn)氫率，nCanC＝1.0時(shí)最高；nCanC由0到0.5時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)顯著增加的原因是CaO作為CO2的吸收劑，使產(chǎn)氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應(yīng)平衡向生成H2的方向移動(dòng)。③根據(jù)表格可知750℃時(shí)，產(chǎn)氫率最高。④CaO與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，附著在CaO的表面，阻止了CaO對(duì)CO2的進(jìn)一步吸收。(3)甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3OH，脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是答案：(1)Fe2O3＋3H2S=Fe2S3＋3H2O(2)①2ΔH2－ΔH1－ΔH3(或2ΔH4－ΔH3＋ΔH1或ΔH2＋ΔH4－ΔH3)②1.0CaO作為CO2的吸收劑，使產(chǎn)氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應(yīng)平衡向生成H2的方向移動(dòng)③750℃④CaO吸收CO2產(chǎn)生的CaCO3附著在CaO的表面，阻止了CaO對(duì)CO2的進(jìn)一步吸收(3)O—H和C—H小于高考真題演練·明確考查方向1．解析：①根據(jù)總反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，其壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式Kp＝pH2O·pCH3OHpCO2·p3H2。②氫氣和二氧化碳合成甲醇的總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，故曲線b表示等壓過(guò)程的曲線。③根據(jù)起始物n(H2)/n(CO2)＝3，設(shè)初始時(shí)H2為3mol，COCO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)起始量/mol1300轉(zhuǎn)化量/mola3aaa平衡量/mol1－a3－3aaa則a4-2a＝0.10，計(jì)算得a＝13，故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為13mol÷(1mol)×100%≈33.3%。結(jié)合上述分析知，曲線a、b分別對(duì)應(yīng)t＝250℃下的x(