2019届高考化学总复习 第7章 化学反应速率和化学平衡 学案六 化学速率平衡图表分析与数据处理（课件+练习）（打包5套）新人教版.zip

1学案六 化学速率平衡图表分析与数据处理【教学目标】1．理解化学平衡图像的意义，掌握化学平衡图像题的解法。2．借助速率和平衡的图像，了解平衡在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3．通过对“化学反应速率和化学平衡”的图表以及“化学反应的过程图像”的分析，提高学生对图表信息进行综合处理和加工的能力。4．通过同学之间对图像题的解题方法的讨论分析，体会同伴间互助学习的必要性。【教学重点】 阅读表格数据、图像，对化学平衡的综合分析，解决实际问题。【教学难点】 平衡图像解题思路、方法与技巧。【考情分析】 从近几年看，化学反应速率和化学平衡的考查，试题的创新性、探究性逐年提升，如：考查问题多样化的平衡图像问题，通过设计新颖的速率、平衡计算以及通过图像、表格获取信息、数据等试题在情境上、取材上都有所创新，而且化学反应速率与化学平衡还与元素化合物知识相互联系，综合考查，并且两者的结合也日趋紧密。如2015·全国卷Ⅰ·28，2016·全国卷Ⅱ·27，2017·全国卷Ⅰ·28 等。1．常见速率、平衡图像(1)物质的量(或浓度)－时间图像例如，某温度时，在定容( V L)容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(2)含量—时间—温度(压强)常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)2(3)恒压(温)的图像分析该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度( c)或反应物的转化率( α )，横坐标为温度( T)或压强(p)，常见类型如下所示：如图 2 所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率( α )与温度( T)的关系曲线，图中标出的 1、2、3、4 四个点，表示 v 正 ＞ v 逆 的点是 3，表示 v 正 ＜ v 逆 的点是 1，而 2、4点表示 v 正 ＝ v 逆 。2．解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤(1)二个原则①先拐先平。例如，在转化率—时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。②定一论二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。(1)三个步骤①看懂图像：看图像要五看。一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等；四看要不要3作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。②联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。③推理判断：结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。考点指导 1 化学平衡中的表格数据处理【典例 1】 某温度下进行反应：COCl 2(g) Cl2(g)＋CO(g)，向 2.0 L 恒容密闭容器中充入 1.0 mol COCl2(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表：t/s 0 2 4 6 8n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40(1)0～2 s 内， v(Cl2)＝________。(2)保持其他条件不变，升高温度，平衡时 c(Cl2)＝0.22 mol·L－1 ，则反应的Δ H________(填“＞” 、 “＜”或“＝”)0。(3)该温度下，此反应的平衡常数 K＝________；若在 2 L 恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器中进行该反应，则该反应 K 将________(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。(4)保持其他条件不变，起始时向容器中充入 1.2 mol COCl2、0.60 mol Cl2和 0.60 mol CO，反应达到平衡前的速率： v(正)________(填“＞” 、 “＜”或“＝”) v(逆)。(5)若起始时向该容器中充入 2.0 mol COCl2(g)，经过一段时间后达到平衡， n(Cl2)________(填“＞” 、 “＜”或“＝”)0.8 mol。(6)保持其他条件不变，起始向容器中充入 1.0 mol Cl2和 1.2 mol CO，达到平衡时，Cl 2的转化率________(填“＞” 、 “＜”或“＝”)60%。(7)若该反应是在恒温恒压下进行，则达到平衡时反应物的转化率将________(填“＞” 、“＜”或“＝”)40%。解析 (1) v(Cl2)＝ ＝0.075 mol·L －1 ·s－1 。0.30 mol2.0 L×2 s(2)对于题中原平衡， c(Cl2)＝ ＝0.2 mol·L－1 ，温度升高， c(Cl2)＝0.22 0.40 mol2 Lmol·L－1 ，说明平衡正向移动，正反应吸热。（ 3） COCl2（ g） Cl2（ g） ＋ CO（ g）起 始 /（ mol·L－ 1） 0.50 0 0转 化 /（ mol·L－ 1） 0.20 0.20 0.20平 衡 /（ mol·L－ 1） 0.30 0.20 0.204K＝ ＝0.133 (mol·L －1 )。0.20×0.200.30因为正反应是吸热反应，随着反应的进行，温度降低，平衡逆向移动， K 减小。(4)Q＝ ＝0.15＞ K，反应逆向进行。0.30×0.300.60(5)若起始充入 2.0 mol COCl2(g)，体积扩大 2 倍，则达到平衡时 n(Cl2)＝0.8 mol，压回原体积，即增大压强，平衡逆向移动， n(Cl2)减小。(6)若充入 1.0 mol Cl2和 1.0 mol CO，则与原平衡等效，达到平衡时，Cl 2的转化率等于 60%，现在是充了 1.0 mol Cl2和1.2 mol CO，多充入 CO，则 Cl2的转化率增大。(7)恒温恒容的容器中，随着反应的进行，压强增大，平衡逆向移动，转化率减小。所以恒温恒压的容器中转化率大些。答案 (1)0.075 mol·L－1 ·s－1 (2)＞ (3)0.133 mol·L－1 减小 (4)＜ (5)＜ (6)＞ (7)＞【课堂对点训练】1．某同学学习了化学反应速率后，联想到曾用 H2O2制备氧气，于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。实验编号 反应物 催化剂甲试管中加入 3 mL 2% H2O2溶液和 3 滴蒸馏水无乙试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3 滴蒸馏水无丙试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3 滴蒸馏水1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液丁试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3 滴稀盐酸溶液1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液戊试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3滴 NaOH 溶液1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液(1)上述实验发生反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________。(2)实验甲和实验乙的实验目的是______________________________________；实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是______________________________。(3)分析 H2O2的性质，解释实验甲和实验乙能否达到实验目的：5________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在 2 min 内 6 个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如表。时间/s 20 40 60 80 100 120实验丙 9.5 19.5 29.0 36.5 46.0 54.5实验丁 8.0 16.0 23.5 31.5 39.0 46.5气体体积/mL实验戊 15.5 30.0 44.5 58.5 71.5 83.0①对实验戊，0～20 s 的反应速率 v1＝________ mL·s－1 ，100～120 s 的反应速率v2＝________ mL·s－1 。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。②如图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线 c 表示的是实验________(填“丙” 、 “丁”或“戊”)。解析 (1)过氧化氢在催化剂作用下分解生成氧气和水。(2)对比实验甲和乙，可知不同的是过氧化氢的浓度；对比实验丙、丁、戊，可知不同的是 H2O2溶液的酸碱性。(3)过氧化氢在不加热且没有催化剂作用的条件下性质比较稳定，故实验甲和乙尽管 H2O2浓度不同，但 H2O2均不会分解生成氧气。(4)由于实验戊产生氧气的速率最快，实验丁产生氧气的速率最慢，可推知图像中曲线 a、b、c 对应的分别为实验戊、丙、丁。答案 (1)2H 2O2 2H2O＋O 2↑= = = = =催 化 剂 (2)反应物浓度不同对反应速率的影响 不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响(3)实验甲和实验乙不能达到实验目的，因 H2O2在常温且无催化剂作用的条件下比较稳定(4)①0.775 0.575 随反应的不断进行，H 2O2浓度逐渐降低，反应速率减小 ②丁6考点指导 2 速率、平衡图像分析【典例 2】 用 NH3催化还原 NxOy可以消除氮氧化物的污染。已知：反应Ⅰ：4NH 3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H 2O(l) Δ H1反应Ⅱ：2NO(g)＋O 2(g) 2NO2(g) Δ H2(且|Δ H1|＝2|Δ H2|)反应Ⅲ：4NH 3(g)＋6NO 2(g) 5N2(g)＋3O 2(g)＋6H 2O(l) Δ H3反应Ⅰ和反应Ⅱ在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表：温度/K 反应Ⅰ 反应Ⅱ298 K1 K2398 K′ 1 K′ 2已知：K2K1K′ 2K′ 1(1)推测反应Ⅲ是________反应(填“吸热”或“放热”)(2)相同条件下，反应Ⅰ在 2 L 密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生 N2的量随时间变化如图所示。①计算 0～4 分钟在 A 催化剂作用下，反应速率 v(NO)＝________。②下列说法正确的是________。A．该反应的活化能大小顺序是： Ea(A)Ea(B)Ea(C)B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数C．单位时间内 H—O 键与 N—H 键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当 K 值不变时，说明反应已达到平衡(3)一定条件下，反应Ⅱ达到平衡时体系中 n(NO)∶ n(O2)∶ n(NO2)＝2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入 NO2气体，分析 NO2体积分数—— φ (NO2)的变化情况：恒温恒压容器，φ (NO2)________；恒温恒容容器， φ (NO2)________(填“变大” 、 “变小”或“不变”)。(4)一定温度下，反应Ⅲ在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为 3 L， c(N2)与反应时间 t 变化曲线 X 如图所示，若在 t1时刻改变一个条件，曲线 X 变为曲线 Y 或曲线 Z。则：7①变为曲线 Y 改变的条件是___________________________________。变为曲线 Z 改变的条件是______________________________________。②若 t2时降低温度， t3时达到平衡，请在图中画出曲线 X 在 t2～ t4内 c(N2)的变化曲线。解析 (1)分析表中数据可知，对于反应Ⅰ和反应Ⅱ，温度升高时， K 值减小，平衡逆向移动，故两个反应都是放热反应，焓变小于 0。将反应Ⅰ－反应Ⅱ×3 得反应Ⅲ，则Δ H3＝Δ H1－3Δ H2＝2Δ H2－3Δ H2＝－Δ H2，因为 Δ H20，反应Ⅲ是吸热反应。(2)① v(NO)＝ v(N2)＝ × ＝0.375 mol·L－1 ·min－1 。②单位时间内生65 2.5 mol2 L×4 min 65成的 N2越多，则活化分子越多，活化能越低，A 错误；增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子的浓度，活化分子的百分数不变，B 错误；单位时间内 H—O 键与 N—H键断裂的数目相等时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已经达到平衡，C 正确；若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当 K 值不变时，说明反应已经达到平衡，D 正确。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡， φ (NO2)不变；恒温恒容容器，再充入 NO2气体，等效于增大压强，平衡正向移动， φ (NO2)变大。(4)①曲线 Y 比曲线 X 先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线 Z 条件下，N 2的浓度由 2 mol·L－1 瞬间增大到 3 mol·L－1 ，容器体积应由 3 L 减小到 2 L，改变的条件是：将容器的体积快速压缩至 2 L。②该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动， c(N2)在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。答案 (1)吸热 (2)①0.375 mol·L －1 ·min－1 ②CD(3)不变 变大 (4)①加入催化剂 将容器的体积快速压缩至 2 L ②图像如图【课堂对点训练】2．(1)将 0.05 mol SO2(g)和 0.03 mol O2(g)放入容积为 1 L 的密闭容器中发生反应，反8应 2SO2(g)＋O 2(g) 2SO3(g)的能量变化如图所示，在一定条件下达到平衡，测得 c(SO3)＝0.04 mol·L－1 ，则该条件下反应的平衡常数 K 为________，若温度升高， K 将________(填“增大”或“减小”)。(2)600 ℃时，在 1 L 的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中 SO2、O 2、SO 3物质的量变化如图所示。据图判断：①0～10 min， v(O2)＝________。②10 min 到 15 min 内曲线变化的原因可能是________(填写编号)。a．使用了催化剂b．缩小容器体积c．降低温度d．增加 SO3的物质的量答案 (1)1 600 L·mol －1 减小(2)①0.000 5 mol·L －1 ·min－1 ②ab考点指导 3 平衡图表题综合应用【典例 3】 甲醇是重要的化工原料，又可做为燃料。利用合成气(主要成分为 CO、CO 2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：Ⅰ.CO(g)＋2H 2(g) CH3OH(g) Δ H19Ⅱ.CO 2(g)＋3H 2(g) CH3OH(g)＋H 2O(g) Δ H2＝－58 kJ/ mol Ⅲ.CO 2(g)＋H 2(g) CO(g)＋H 2O(g) Δ H3回答下列问题：(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。即化学反应热：Δ H＝生成物标准生成热总和－反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表：物质 CO CO2 H2 CH3OH(g)标准生成热(kJ/ mol )－110.52 －393.51 0 －201.25A.计算 Δ H1＝________kJ/ mol B．Δ H3________0(填“＝” “”)(2)由甲醇在一定条件下制备甲醚。一定温度下，在三个体积均为 1.0L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH 3OH(g) CH3OCH3(g)＋H 2O(g)。实验数据见下表：起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol)容器编号温度(℃) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) CH3OCH3(g) H2O(g)a 387 0.20 0 0 0.080 0.080b 387 0.40 0 0c 207 0.20 0 0 0.090 0.090下列说法正确的是________。A．该反应的正反应为放热反应B．达到平衡时，容器 a 中的 CH3OH 体积分数比容器 b 中的小C．容器 a 中反应到达平衡所需时间比容器 c 中的长D．若起始时向容器 a 中充入 CH3OH 0.15 mol 、CH 3OCH3 0.15 mol 和 H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行(3)合成气的组成 n(H2)/n(CO＋CO 2)＝2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率( α )与温度和压强的关系如图所示。10① α (CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是_______________________________________________________________。②图中 p1、 p2、 p3的大小关系为________，其判断理由是________________________________________________________________。(4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是________；若以硫酸作为电解质其负极反应为______________________________________。解析 (1)利用标准生成热可计算反应的焓变 Δ H1＝(-201.25)－[(-110.52)－2×0]kJ/ mol＝－90.73 kJ/ mol ；利用盖斯定律Ⅱ－Ⅰ即可得到Ⅲ，所以 Δ H3＝Δ H2－Δ H1 ＝－58 kJ/ mol－(－90.73 kJ/ mol)＝32.73 kJ/ mol 0。(2)容器 a、c 中 CH3OH 的物质的量相同，而容器 a 的温度比容器 c 高，平衡时 CH3OCH3的物质的量：ac, 所以升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，A 项正确；比较容器 a、b 中数据，温度不变，初始量成倍数，而该反应是气体体积不变的反应，初始量加倍相当于加压，平衡不移动，故达到平衡时，容器 a 中的 CH3OH 体积分数与容器 b 中的相等；容器 a 比容器 c 温度高，反应快，达到平衡所需时间短，C 项错误；利用容器 a 中的数据可求得该温度下的化学平衡常数K＝4，然后通过比较选项 D 中数据计算出的浓度熵 Qc＝0.67 K，所以反应将向正反应方向进行，D 项正确。(3)①由图像可知 α (CO)值随温度升高而减小，可通过温度升高对反应Ⅰ和反应Ⅲ的影响进行分析，升高温度时，反应Ⅰ为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO 的量增大；反应Ⅲ为吸热反应，平衡向右移动，CO 产生的量也增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低。②相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，从而引起 CO 的转化率增大，所以增大压强有利于 CO 的转化率升高，故压强：p1p2p3。(4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是装置简单，减小了电池的体积。若以硫酸作为电解质其负极区 CH3OH 失去电子生成 CO2，电极反应式为CH3OH－6e － ＋H 2O===CO2＋6H ＋ 。答案 (1)－90.73 ＞ (2)AD(3)① 减小 升高温度时，反应Ⅰ为放热反应，平衡向左移动，使得体系中 CO 的量增大；反应Ⅲ为吸热反应，平衡向右移动，CO 产生的量也增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低② p3＞ p2＞ p1 相同温度下，由于反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，加压有利于提升 CO的转化率；而反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，产生 CO 的量不受压强影响；故增大压强，11CO 的转化率升高(4)装置简单，减小了电池的体积 CH 3OH－6e － ＋H 2O===CO2＋6H ＋【课堂对点训练】3．废物回收及污染处理图像(1)一定条件下，用 Fe2O3、NiO 或 Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)＋SO 2(g) 2CO2(g)＋S(l)Δ H＝－270 kJ·mol －1①其他条件相同、催化剂不同，SO 2的转化率随反应温度的变化如图 1，Fe 2O3和 NiO 作催化剂均能使 SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择 Fe2O3的主要优点是：__________________________________________________________________________________________________________________。②某科研小组用 Fe2O3作催化剂。在 380 ℃时，分别研究了[ n(CO)∶ n(SO2)]为 1∶1、3∶1时 SO2转化率的变化情况(图 2)。则图 2 中表示 n(CO)∶ n(SO2)＝3∶1 的变化曲线为________。(2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如下图 1，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图 2 所示。①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________。②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_______________________________12_______________________________________________________________。答案 (1)①Fe 2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的 SO2转化率，从而节约能源 ②a(2)①6NO＋3O 2＋2C 2H4 3N2＋4CO 2＋4H 2O= = = = =催 化 剂 ②350 ℃、负载率 3.0%【课堂总结】“断平衡图像”认知模型构建学案六 化学速率平衡图表分析与数据处理【教学目标】1.理解化学平衡图像的意义，掌握化学平衡图像题的解法。2.借助速率和平衡的图像，了解平衡在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3.通过对 “化学反应速率和化学平衡 ”的图表以及 “化学反应的过程图像 ”的分析，提高学生对图表信息进行综合处理和加工的能力。4.通过同学之间对图像题的解题方法的讨论分析，体会同伴间互助学习的必要性。【教学重点】 阅读表格数据、图像，对化学平衡的综合分析，解决实际问题。【教学难点】 平衡 图 像解 题 思路、方法与技巧。【考情分析】 从近几年看，化学反 应 速率和化学平衡的考 查 ， 试题 的 创 新性、探究性逐年提升，如：考 查问题 多 样 化的平衡 图 像 问题 ，通 过设计 新 颖 的速率、平衡 计 算以及通 过图 像、表格 获 取信息、数据等 试题 在情境上、取材上都有所创 新，而且化学反 应 速率与化学平衡 还 与元素化合物知 识 相互 联 系， 综 合考 查 ，并且两者的 结 合也日 趋紧 密。如 2015·全国卷 Ⅰ ·28， 2016·全国卷 Ⅱ ·27， 2017·全国卷 Ⅰ ·28等。1.常见速率、平衡图像(1)物 质 的量 (或 浓 度 )－ 时间图 像例如，某温度 时 ，在定容 (V L)容器中， X、 Y、 Z三种物 质 的物 质 的量随 时间 的 变化曲 线 如 图 所示。(2)含量 — 时间 — 温度 (压 强 )常 见 形式有如下几种。 (C% 指生成物的 质 量分数； B% 指某反 应 物的 质 量分数 )(3)恒 压 (温 )的 图 像分析该类图 像的 纵 坐 标为 物 质 的平衡 浓 度 (c)或反 应 物的 转 化率 (α)，横坐 标为 温度 (T)或压 强 (p)，常 见类 型如下所示：如 图 2所示曲 线 是其他条件不 变时 ，某反 应 物的最大 转 化率 (α)与温度 (T)的关系曲 线， 图 中 标 出的 1、 2、 3、 4四个点，表示 v正 ＞ v逆 的点是 3，表示 v正 ＜ v逆 的点是 1，而 2、 4点表示 v正 ＝ v逆 。2.解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤(1)二个原 则① 先拐先平。例如，在 转 化率 — 时间图 上，先出 现 拐点的曲 线 先达到平衡，此 时 推理可得 该变 化的温度高、 浓 度大、 压 强 高。② 定一 论 二。当 图 像中有三个量 时 ，先确定一个量不 变 再 讨论 另外两个量的关系。(1)三个步 骤① 看懂 图 像：看 图 像要五看。一看面，即看清横坐 标 和 纵 坐 标 ；二看 线 ，即看 线 的走向、 变 化 趋势 ；三看点，即看曲 线 的起点、 终 点、交点、拐点、原点、极 值 点等；四看要不要作 辅 助 线 、如等温 线 、等 压线 ；五看定量 图 像中有关量的多少。 ② 联想 规 律： 联 想外界条件 对 化学反 应 速率和化学平衡的影响 规 律。 ③ 推理判断： 结 合题 中 给 定的化学反 应 和 图 像中的相关信息，根据有关知 识规 律分析作出判断。考点指 导 1 化学平衡中的表格数据 处 理(3)该 温度下，此反 应 的平衡常数 K＝ _______；若在 2 L恒容 绝热 (与外界没有 热 量交换 )密 闭 容器中 进 行 该 反 应 ， 则该 反 应 K将 ________(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不 变” )。(4)保持其他条件不 变 ，起始 时 向容器中充入 1.2 mol COCl2、 0.60 mol Cl2和 0.60 mol CO，反 应 达到平衡前的速率： v(正 )________(填 “ ＞ ” 、 “ ＜ ” 或 “ ＝ ” )v(逆 )。(5)若起始 时 向 该 容器中充入 2.0 mol COCl2(g)， 经过 一段 时间 后达到平衡，n(Cl2)________(填 “ ＞ ” 、 “ ＜ ” 或 “ ＝ ” )0.8 mol。(6)保持其他条件不 变 ，起始向容器中充入 1.0 mol Cl2和 1.2 mol CO，达到平衡 时 ， Cl2的 转 化率 ________(填 “ ＞ ” 、 “ ＜ ” 或 “ ＝ ” )60% 。(7)若 该 反 应 是在恒温恒 压 下 进 行， 则 达到平衡 时 反 应 物的 转 化率将 ________(填 “ ＞” 、 “ ＜ ” 或 “ ＝ ” )40% 。答案 (1)0.075 mol·L－ 1·s－ 1 (2)＞ (3)0.133 mol·L－ 1 减小 (4)＜ (5)＜ (6)＞ (7)＞ k【课堂对点训练】1.某同学学 习 了化学反 应 速率后， 联 想到曾用 H2O2制 备 氧气，于是 设计 了下面的 实验 方案并 进 行 实验 探究。实验编号 反应物 催化剂甲 试 管中加入 3 mL 2% H 2O2溶液和 3滴蒸 馏 水 无乙 试 管中加入 3 mL 5% H 2O2溶液和 3滴蒸 馏 水 无丙 试 管中加入 3 mL 5% H 2O2溶液和 3滴蒸 馏 水 1 mL 0.1 mol·L－ 1 FeCl3溶液丁 试 管中加入 3 mL 5% H 2O2溶液和 3滴稀 盐 酸溶液 1 mL 0.1 mol·L－ 1 FeCl3溶液戊 试 管中加入 3 mL 5% H 2O2溶液和 3滴 NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L－ 1 FeCl3溶液(1)上述 实验发 生反 应 的化学方程式 为 ________________________________。(2)实验 甲和 实验 乙的 实验 目的是 ______________________________________；实验 丙、 实验 丁和 实验 戊的 实验 目的是 ______________________________。(3)分析 H2O2的性 质 ，解 释实验 甲和 实验 乙能否达到 实验 目的： ________________。(4)实验过 程中 该 同学 对实验 丙、丁、戊中 产 生的气体 进 行收集，并在 2 min内 6个 时间 点 对 注射器内气体 进 行 读 数， 记录 数据如表。时间 /s 20 40 60 80 100 120气体体积 /mL实验 丙 9.5 19.5 29.0 36.5 46.0 54.5实验 丁 8.0 16.0 23.5 31.5 39.0 46.5实验 戊 15.5 30.0 44.5 58.5 71.5 83.0① 对实验 戊， 0～ 20 s的反 应 速率 v1＝ ________ mL·s－ 1， 100～ 120 s的反 应 速率 v2＝________ mL·s－ 1。不考 虑实验测 量 误 差，二者速率存在差异的主要原因是________________________________________________________________________。② 如 图 是根据 实验 收集到最大体 积 的气体 时 所用 时间绘 制的 图 像。曲 线 c表示的是实验 ________(填 “ 丙 ” 、 “ 丁 ” 或 “ 戊 ” )。解析 (1)过氧化氢在催化剂作用下分解生成氧气和水。 (2)对比实验甲和乙，可知不同的是过氧化氢的浓度；对比实验丙、丁、戊，可知不同的是 H2O2溶液的酸碱性。 (3)过氧化氢在不加热且没有催化剂作用的条件下性质比较稳定，故实验甲和乙尽管 H2O2浓度不同，但 H2O2均不会分解生成氧气。 (4)由于实验戊产生氧气的速率最快，实验丁产生氧气的速率最慢，可推知图像中曲线 a、 b、 c对应的分别为实验戊、丙、丁。考点指 导 2 速率、平衡 图 像分析温度 /K 反应 Ⅰ 反应 Ⅱ 已知：K2K1K′2K′1298 K1 K2398 K′1 K′2(1)推 测 反 应 Ⅲ 是 ________反 应 (填 “ 吸 热 ” 或 “ 放 热 ” )(2)相同条件下，反 应 Ⅰ 在 2 L密 闭 容器内， 选 用不同的催化 剂 ，反 应产 生 N2的量随时间变 化如 图 所示。① 计 算 0～ 4分 钟 在 A催化 剂 作用下，反 应 速率 v(NO)＝ ________。② 下列 说 法正确的是 ________。A.该 反 应 的活化能大小 顺 序是： Ea(A)Ea(B)Ea(C)B.增大 压 强 能使反 应 速率加快，是因 为 增加了活化分子百分数C.单 位 时间 内 H—O 键 与 N—H 键 断裂的数目相等 时 ， 说 明反 应 已 经 达到平衡D.若在恒容 绝热 的密 闭 容器中 发 生反 应 ，当 K值 不 变时 ， 说 明反 应 已达到平衡(3)一定条件下，反 应 Ⅱ 达到平衡 时 体系中 n(NO)∶ n(O2)∶ n(NO2)＝ 2∶ 1∶ 2。在其他条件不 变时 ，再充入 NO2气体，分析 NO2体 积 分数 —— φ(NO2)的 变 化情况：恒温恒 压 容器， φ(NO2)________；恒温恒容容器， φ(NO2)________(填 “ 变 大 ” 、 “ 变 小” 或 “ 不 变 ” )。(4)一定温度下，反 应 Ⅲ 在容 积 可 变 的密 闭 容器中达到平衡，此 时 容 积为 3 L， c(N2)与反 应时间 t变 化曲 线 X如 图 所示，若在 t1时 刻改 变 一个条件，曲 线 X变为 曲 线 Y或曲 线 Z。 则 ：① 变为 曲 线 Y改 变 的条件是 ___________________________________。变为 曲 线 Z改 变 的条件是 ______________________________________。② 若 t2时 降低温度， t3时 达到平衡， 请 在 图 中画出曲 线 X在 t2～ t4内 c(N2)的 变 化曲 线。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡， φ(NO2)不变；恒温恒容容器，再充入 NO2气体，等效于增大压强，平衡正向移动， φ(NO2)变大。 (4)① 曲线 Y比曲线 X先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线 Z条件下， N2的浓度由 2 mol·L－ 1瞬间增大到 3 mol·L－ 1，容器体积应由 3 L减小到 2 L，改变的条件是：将容器的体积快速压缩至 2 L。 ② 该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动，c(N2)在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。答案 (1)吸热(2)① 0.375 mol·L－ 1·min－ 1 ② CD(3)不变 变大(4)① 加入催化剂 将容器的体积快速压缩至 2 L② 图像如图(2)600 ℃ 时 ，在 1 L的密 闭 容器中，将二氧化硫和氧气混合，反 应过 程中 SO2、 O2、SO3物 质 的量 变 化如 图 所示。据 图 判断：① 0～ 10 min， v(O2)＝ ________。② 10 min到 15 min内曲 线变 化的原因可能是 ________(填写 编 号 )。a.使用了催化 剂b.缩 小容器体 积c.降低温度d.增加 SO3的物 质 的量答案 (1)1 600 L·mol－ 1 减小(2)① 0.000 5 mol·L－ 1·min－ 1 ② ab考点指 导 3 平衡 图 表 题综 合 应 用回答下列 问题 ：(1)物 质 的 标 准生成 热 是常用的化学 热 力学数据，可以用来 计 算化学反 应热 。即化学反 应热 ： ΔH＝生成物 标 准生成 热总 和－反 应 物 标 准生成 热总 和。已知四种物 质 的 标 准生成 热 如下表：物质 CO CO2 H2 CH3OH(g)标准生成热 (kJ/ mol ) － 110.52－393.51 0 － 201.25A.计 算 ΔH1＝ ________kJ/ mol B.ΔH3________0(填 “ ＝ ” “”)下列 说 法正确的是 ________。A.该 反 应 的正反 应为 放 热 反 应B.达到平衡 时 ，容器 a中的 CH3OH体 积 分数比容器 b中的小C.容器 a中反 应 到达平衡所需 时间 比容器 c中的 长D.若起始 时 向容器 a中充入 CH3OH 0.15 mol 、 CH3OCH3 0.15 mol 和 H2O 0.10 mol， 则 反 应 将向正反 应 方向 进 行(3)合成气的 组 成 n(H2)/n(CO＋ CO2)＝ 2.60时 ，体系中的 CO平衡 转 化率 (α)与温度和压 强 的关系如 图 所示。① α(CO)值 随温度升高而 ________(填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” )，其原因是 _____________。② 图 中 p1、 p2、 p3的大小关系 为 ________，其判断理由是 __________________。(4)甲醇可以制成燃料 电 池，与合成气制成燃料 电 池相比 优 点是 ________；若以硫酸作 为电 解 质 其 负 极反 应为 ______________________________________。