（通用版）2017版高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡（课件+试题+学案）（打包12套）.zip

1解答化学反应速率和平衡图像题的方法化学反应速率和化学平衡的图像类试题是一种特殊题型，其特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型，偶尔也会在非选择题中出现。因为图像是用二维坐标表示的，所以该类试题包含的信息量比较大，随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。常见的命题角度有：(1)以物质的量(或浓度)随时间的变化图像为载体，考查化学反应速率的表示方法及其相关计算； (2)以反应过程速率随时间的变化图像为载体，考查反应速率的影响因素及相关分析；(3)以物质的含量随时间的变化图像为载体，考查外界条件对化学平衡的影响以及平衡移动过程中相关量的变化分析；(4)以反应速率随温度、压强等的变化图像为载体，考查化学平衡移动的规律及化学反应方向的判断。一、速率—压强(或温度)—时间图像此类图像定性揭示了 v 正 、 v 逆 随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。以反应 mA(g)＋ nB(g)pC(g)＋ qD(g) Δ H0，且 m＋ np＋ q 为例，各类条件改变图像如下：下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g) 2C(g)＋D(g) (正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是( )[解析] 无论是升高温度还是增大压强， v(正)、 v(逆)均应增大。B 项中 v(逆)减小，D 项中 v(正)和 v(逆)均减小，故 B、D 项均错误；该反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则 v(正) v(逆)，A 项错误；增加压强，平衡向逆反应方向移动，则 v(逆) v(正)，C 项正确。[答案] C二、含量(或转化率)—时间图像常见的形式有如下图所示的几种(C%指某生成物百分含量，B%指某反应物百分含量)，这种图像的折点表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定 T(p)的高、低(大、小)，水平线高低对应平衡移动方向。2(2016·山西汾阳模拟) T0 ℃时，在 2 L 的密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图 a 所示。其他条件相同，温度分别为 T1 ℃、 T2 ℃时发生反应，X 的物质的量随时间变化的关系如图 b 所示。下列叙述正确的是( )A．该反应的正反应是吸热反应B． T0 ℃，从反应开始到平衡时： v(X)＝0.083 mol·L －1 ·min－1C．图 a 中反应达到平衡时，Y 的转化率为 37.5%D． T1℃时，若该反应的平衡常数 K＝50，则 T1＜ T0[解析] 根据“先拐先平，数值大”的原则可推知， T1T2，温度越高，X 的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应放热，A 不正确； v(X)＝(0.3 mol －0.05 mol)/(2 L×3 s)＝0.041 7 mol·L－1 ·min－1 ，B 不正确；Y 的转化率为(0.4－0.15)/0.4×100%＝62.5%，C 不正确；由图 a 可知 X、Y、Z 物质的量变化之比为 1∶1∶2，则 K0为 33.30B．压强 p1p2p3p4C．1 100 ℃该反应的平衡常数为 64 D．压强为 p4时，在 Y 点： v(正)baB．若 T2T1，则正反应一定是放热反应C．达到平衡时 A2的转化率大小为： bacD．若 T2T1，达到平衡时 b、 d 点的反应速率为 v(d)v(b)[解析] A 项，在 T2和 n(A2)不变时达到平衡，增加 B 的量平衡向正反应方向移动，导致生成物的物质的量增大，正确。B 项，若 T2T1，升高温度，生成物的体积分数增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应一定是吸热反应，错误。C 项，当 A2的物质的量一定时，B2的物质的量越大，A 2的转化率越大，故达到平衡时 A2的转化率大小为： cba，错误。D项，温度越高反应速率越大，若 T2T1，达到平衡时 b、 d 点的反应速率为 v(d)0，A 错误；600 K 时，Y 点表示的甲醇平衡转化率偏高，反应逆向进行， v 正 ＜ v 逆 ， B 错误；从 Y 点到 Z 点，甲醇的平衡转化率相同，即平衡常数 K 的值相同，故应升高温度，C 错误； t1 K 时，反应的甲醇的平衡转化率为 0.9，平衡常数为 K＝＝8.1，D 正确。0.9×0.90.13．用 CO 合成甲醇(CH 3OH)的化学方程式为 CO(g)＋2H 2(g) CH3OH(g) Δ HT2T3B．正反应速率： v(a)v(c) v(b)v(d)C．平衡常数： K(a)K(c) K(b)＝ K(d)5D．平均摩尔质量： M(a)M(d)解析：选 C。A 项，因为 Δ HT2T1，错误；B 项，由于 T3T1，所以 v(c)v(a)，由于 p(b)p(d)，所以 v(b)v(d)，错误；C 项，平衡常数只受温度影响，由于 Δ HM(c)，加压，平衡右移， M 增大， M(b)M(d)，错误。4．对于可逆反应： mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g)，( m、 n、 p、 q 均为化学计量数)，根据图示曲线回答：(1)正反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)m＋ n________p＋ q(填“＞” “＜”或“＝”)。(3)若将纵坐标 A 的转化率换成 A 在平衡混合物中的质量分数，则逆反应是________(填“吸热”或“放热”)反应， m＋ n________p＋ q(填“＞” “＜”或“＝”)。解析：(1)由图知，用“定一议二”的原则，看等压线，温度越高，A 的转化率越大，说明平衡向正反应方向移动，运用温度对化学平衡移动的影响规律，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，可知该反应的正反应是吸热反应。(2)看等温线，压强越大，A 的转化率越大，说明平衡向正反应方向移动，运用压强对化学平衡移动的影响规律，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，可知该反应的正反应是体积减小的反应，即 m＋ n＞ p＋ q。(3)若将纵坐标 A 的转化率换成 A 在平衡混合物中的质量分数，则与前者相反。答案：(1)吸热 (2)＞ (3)吸热 ＜5．高炉炼铁是冶铁的主要方法，发生的主要反应为Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO 2(g)Δ H＝ a kJ·mol－1 。(1)已知：①Fe 2O3(s)＋3C(石墨，s)= ==2Fe(s)＋3CO(g) Δ H1＝＋489.0 kJ·mol －1②C(石墨，s)＋CO 2(g)===2CO(g) Δ H2＝＋172.5 kJ·mol －1 ，则 a＝________。(2)冶炼铁的反应的平衡常数表达式为K＝________________________________________________________________________，温度升高后， K 值________(填“增大” “不变”或“减小”)。(3)在 T ℃时，该反应的平衡常数 K＝64，在 2 L 恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。Fe2O3 CO Fe CO2甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0乙/mol 1.0 2.0 1.0 1.0①甲容器中 CO 的平衡转化率为________。②下列说法正确的是________(填字母)。a．若容器内气体密度恒定，表示反应达到平衡状态b．甲容器中 CO 的平衡转化率大于乙容器中的c．甲、乙容器中，CO 的平衡浓度之比为 2∶3d．增加 Fe2O3的量可以提高 CO 的转化率解析：(1)根据盖斯定律，由①－②×3 得 Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO 2(g) Δ H＝(489.0－172.5×3)kJ·mol －1 ＝－28.5 kJ·mol －1 ，故 a＝－28.5。(2)固体物质不能写入平衡常数表达式中，故 K＝ 。由于该反应是放热反应，升c3 CO2c3 CO高温度平衡逆向移动，平衡常数将减小。(3)①设平衡时，反应用去 x mol CO，则平衡时 CO、CO 2的物质的量分别为(1－ x) mol、(1＋ x) mol。因化学方程式中两气体物质的化学计量数相等，所以可将物质的量直接6代入平衡常数表达式中，得 ＝64，解得 x＝0.6，即 CO 的平衡转化率为 60%，平 1＋ x 3 1－ x 3衡时 CO 的浓度为 0.2 mol·L－1 。②由于该反应有固体参加和生成，故只要平衡发生移动，气体的质量就会发生变化，密度也就改变，所以当气体密度恒定时，反应一定达到平衡状态，a 项正确；模仿上题的方法，可求得乙容器中平衡时 CO 的转化率为 70%，浓度为 0.3 mol·L－1 ，故 b 项错误、c 项正确。Fe 2O3是固体，增加它的量对平衡无影响，故 d 项错误。答案：(1)－28.5 (2) 减小c3 CO2c3 CO(3)①60% ②ac1排查落实练(六) 化学反应速率与化学平衡一、化学反应速率与化学平衡正误判断题(一)化学反应速率正误判断1．决定化学反应速率的内在因素是反应物本身的性质。( )2．固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，反应速率保持不变。( )3．可逆反应达到平衡，反应就不再进行。 ( )4．增大反应物浓度，化学反应速率一定加快。 ( )5．在恒温条件下，增大压强，化学反应速率一定加快。 ( )6．在一定条件下，增加反应物的量，化学反应速率一定加快。 ( )7．其他条件不变，温度越高，反应速率越快。 ( )8．正反应为吸热反应的可逆反应达到平衡时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动。 ( )9．加入催化剂加快了反应速率，改变了反应吸收或放出的热量。 ( )10．同一反应，在相同时间间隔内，用不同物质表示的反应速率，其数值和意义都不一定相同。 ( )11．5 mol·L －1 ·s－1 的反应速率一定比 1 mol·L－1 ·s－1 的反应速率大。 ( )12．对于某可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差。 ( )答案：1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.× 7.√ 8.× 9.× 10.× 11.× 12.√(二)化学平衡正误判断1．正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。 ( )2．在恒容条件下，有两个平衡体系：A(g) 2B(g)；2A(g) B(g)，都增加 A 的量，A、B 转化 率都变小。( )3．在一定条件下，平衡向正反应方向移动，正反应速率变大。 ( )4．由温度或压强改变引起的平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。 ( )5．平衡向正反应方向移动，反应物的转化率都增大。 ( )6．对于 N2(g)＋3H 2 (g) 2NH3(g) Δ H＜0 达到平衡后，改变条件，判断下列说法是否正确。(1)保持体积不变，充入 N2，平衡向正反应方向移动，其转化率增大。 ( )(2)保持体积不变，充入 NH3，则 NH3的体积分数减小。 ( )(3)保持温度不变，压缩体积，平衡向正反应方向移动，N 2、H 2的转化率均增大，其体积分数均减小，NH 3的体积分数增大，N 2、H 2的浓度增大，NH 3的浓度减小。 ( )7．对于 C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)反应，在一定条件下达到平衡，增加或减少C(s)的量平衡不移动。 ( )8．对于 2SO2(g)＋O 2 (g) 2SO3 (g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。 ( )9．对于 C(s)＋CO 2(g) 2CO(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均能作为达到化学平衡状态的标志。 ( )10．对于 2SO2(g)＋O 2(g) 2SO3 (g)和 I2(g)＋ H2(g) 2HI(g)反应，在恒温恒容条件下，当压强保持不变时，均能说明上述反应达到化学平衡状态。 ( )11．对于 I2(g)＋H 2(g) 2HI(g)反应，加入催化剂或增大压强均能缩短达到平衡所用时间，但 HI 的百分含量保持不变。 ( )12．对于 C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)反应，其平衡常数为K＝ 。( )c CO ·c H2c C ·c H2O13．H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g)平衡常数为 K1，HI(g) H2(g)＋ I2(g)平衡常12 12数为 K2，则 K1·K2＝1。( )14．化学平衡常数越大，说明正反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全，反应物的转化率越大；化学平衡常数越小，说明正反应进行程度越小，即该反应进行的就越不完全，2转化率就越小。 ( )15．化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大。 ( )答案：1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.(1)×(2)× (3)× 7.√ 8.× 9.√ 10.× 11.√ 12.× 13.× 14.√ 15.×二、化学反应速率与化学平衡简答题1．压强改变，反应速率是否一定改变？答案：不一定。①对于固体和纯液体参加的反应，压强对其体积的影响很小，固体和纯液体的浓度可看作不变。压强对无气体参加的化学反应的速率无影响；②一定温度下，对于有气体物质参与的化学反应，若保持反应容器体积不变，充入与反应无关的气体，体系压强增大，但原有气体物质的浓度不变，化学反应速率不变。2．固体或纯液体的浓度是一个常数，因此在任何情况下都不会影响化学反应速率。这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法不正确。固体或纯液体的浓度是一个常数，因此改变固体或纯液体的量不会影响化学反应速率。但是对于固体而言，其颗粒的大小影响反应物接触面积的大小，也就会影响单位时间内发生有效碰撞的次数，因而影响化学反应速率，颗粒越小，接触面积越大，反应速率越快。3．对已达平衡的可逆反应，当减小生成物浓度时，平衡向正反应方向移动，正反应速率加快。这种说法是否正确？为什么？答案：不正确。平衡向正反应方向移动的充要条件是正反应速率大于逆反应速率(正反应速率未必增大)，而一些同学却想当然地认为平衡向正反应方向移动的充要条件是正反应速率增大。若借助速率——时间图像(如图所示)分析则会一目了然。在 t1时刻减小生成物浓度，逆反应速率立即减小，而此刻反应物浓度不变，正反应速率不变，随后平衡发生移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，正反应速率减小，逆反应速率增大，最终达到新平衡，显然新平衡的正反应速率比原平衡的小。4．把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气产生的速率随时间变化情况如图所示。其中 t1～ t2阶段和 t2～ t3阶段速率变化的主要原因分别是什么？答案： t1～ t2阶段，反应放热使反应体系温度升高，所以反应速率加快。 t2～ t3阶段，随着反应的进行，H ＋ 浓度减小，所以反应速率逐渐减慢。5．对于反应 FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl，在一定条件下达到平衡，当加入KCl 固体时，平衡是否发生移动？为什么？答案：平衡不移动，该反应的离子方程式为 Fe3＋ ＋3SCN － Fe(SCN)3，K ＋ 、Cl － 实质没有参与反应，所以加入 KCl(s)，平衡不移动。6．25 ℃时，合成氨反应的热化学方程式为 N2(g)＋3H 2 (g) 2NH3(g) Δ H＝－ 92.4 kJ·mol－1 ，在该温度下，取 1 mol N2和 3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于 92.4 kJ，为什么？答案：该反应是可逆反应，1 mol N2和 3 mol H2不能完全化合生成 2 mol NH3，所以反应3放出的热量总是小于 92.4 kJ。7．对于反应 A(g) 2B(g)＋C(g)，当减小压强时，平衡向正反应方向移动，因此物质 B 的浓度增大，这种说法是否正确？为什么？答案：不正确。温度不变，减小压强时，平衡向正反应方向移动，在生成物 B 的物质的量增加的同时，反应混合物的总体积也增大了，并且反应混合物体积增大的倍数要大于 B 的物质的量增大的倍数，结果是物质 B 的浓度减小。8．在一密闭容器中， aA(g) bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新平衡时，B 的浓度是原来的 60%，则物质 A 的转化率减小。这种说法是否正确？为什么？答案：不正确。容器容积增大一倍的那一刻 B 的浓度应为原来的 50%，而新平衡建立后 B的浓度却为原来的 60%，即由于容器容积增大一倍使平衡向正反应方向移动了，故 A 的转化率增大。1第 24 讲 化学平衡常数化学反应进行的方向1．下列说法正确的是( )A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．常温下，反应 C(s)＋CO 2(g) 2CO(g)不能自发进行，则该反应的 Δ H0D．反应 2Mg(s)＋CO 2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的 Δ H0[导学号 32390293] 解析：选 C。反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若Δ H0，则一定自发，若 Δ H0，Δ S0，Δ S0，反应能否自发，和温度有关，A、B 错误；C 项中反应的 Δ S0，若 Δ H0，正确；D 项中反应的 Δ ST2[导学号 32390296] 解析：选 B。A 选项，Δ c(I2)＝2Δ c(TaI4)＝2× ，错误；B0.1 molV L选项，依据三段式进行计算：TaS2(s)＋2I 2(g) TaI4(g)＋S 2(g)0 0始 态mol·L－ 1 1V2x x x反 应 的 量mol·L－ 1－2 x x x平 衡mol·L－ 1 1VK＝ ＝1， x＝ ，B 选项正确；TaS 2(s)＋2I 2(g) TaI4(g)＋S 2(g) x2(1V－ 2x)2 13VΔ H0，右端升高温度平衡右移，生成气体 TaI4，在左端降低温度反应逆向进行，生成纯净的 TaS2(s)，循环利用的是 I2(g)，C、D 选项错误。5．(2016·安徽合肥调研)可逆反应 A(g)＋2B(g) 3C(g)＋4D(g) Δ H0，在恒容密闭容器中达到平衡后，改变某一条件，下列图像正确的是( )[导学号 32390297] 解析：选 D。该反应是吸热反应，升温平衡正向移动，则平衡常数 K应增大，A 错；增大压强平衡逆向移动，则 B 的转化率降低，B 错；催化剂不能使化学平衡发生移动，则 D 的产率不变，C 错；化学平衡常数只受温度影响，与反应物的量无关，D 正确。6．O 3也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应① O 3 O2＋[O] Δ H＞0 平衡常数为 K1；反应② [O]＋O 3 2O2 Δ H＜0 平衡常数为 K2；总反应： 2O 3 3O2 Δ H＜0 平衡常数为 K。下列叙述正确的是( )A．降低温度， K 减小B． K＝ K1＋ K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大， K2减小[导学号 32390298] 解析：选 C。A 项，降温，总反应平衡右移， K 增大，错误；B 项，K1＝ 、 K2＝ 、 K＝ ＝ K1·K2，错误；C 项，c O2 ·c [O]c O3 c2 O2c [O] ·c O3 c3 O2c2 O3升温，反应①右移， c([O])增大，提高消毒效率，正确；D 项，对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，错误。7．(2015·高考天津卷)某温度下，在 2 L 的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋ mY(g) 3Z(g)。平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )A． m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X 与 Y 的平衡转化率之比为 1∶13D．第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 mol·L－1[导学号 32390299] 解析：选 D。A.根据再次加入 1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此 m＝2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为 4 mol，而平衡后 Z 的体积分数为 10%，平衡时 Z 的物质的量为 4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为 2 L，Z 的浓度为 0.2 mol·L－1 。8．一定条件下，反应：6H 2(g)＋2CO 2(g) C2H5OH(g)＋3H 2O(g)的数据如下图所示。下列说法正确的是( )A．该反应的 Δ H＞0B．达平衡时， v 正 (H2)＝ v 逆 (CO2)C．b 点对应的平衡常数 K 值大于 c 点D．a 点对应的 H2的平衡转化率为 90%[导学号 32390300] 解析：选 D。A 项，升温，CO 2的转化率越小，平衡左移，正反应为放热反应，Δ H＜0，错误；B 项，应为 v 正 (H2)＝3 v 逆 (CO2)；C 项，升温，平衡左移，b 点温度高，其平衡常数小，错误；D 项，6H2(g)＋2CO 2(g) C2H5OH(g)＋3H 2O(g)2 1 0 06x 2x x 3x×100%＝60%2x1x＝0.3所以 H2的平衡转化率为 ×100%＝90%，正确。6x29．N 2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N 2O5(g) 4NO2(g)＋O 2(g) Δ H0T1温度下的部分实验数据为：t/s 0 500 1 000 1 500c(N2O5)/mol/L 5.00 3.52 2.50 2.50下列说法不正确的是( )A．500 s 内 N2O5分解速率为 2.96×10－3 mol/(L·s)B． T1温度下的平衡常数为 K1＝125,1 000 s 时转化率为 50%C．其他条件不变时， T2温度下反应到 1 000 s 时测得 N2O5(g)浓度为 2.98 mol/L，则T1K3，则 T1T3[导学号 32390301] 解析：选 C。 T2温度下的 N2O5浓度大于 T1温度下的浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即 T2T1，C错误。10．铁是最常见的金属之一，铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：4温度化学反应 平衡常数 973 K 1 173 K①Fe(s)＋CO 2(g) FeO(s)＋CO(g) K1 1.47 2.15②Fe(s)＋H 2O(g) FeO(s)＋H 2(g) K2 2.38 1.67③CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g) K3 ？ ？完成下列填空：(1)反应①为________(填“吸热”或“放热”)反应。根据反应①与②可以推导出同温下K1、 K2与 K3之间的关系，则 K3＝________(用 K1、 K2表示)。(2)973 K 时，若反应③在一个容积为 2 L 的反应容器内 2 min 时达到平衡，有 3 mol 电子发生转移，则在 2 min 内 v(CO2)＝________。若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将________移动(填“向左” “向右”或“不”)，CO 2的浓度将________(填“增大” “减小”或“不变”)。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有________。[导学号 32390302] 解析：(1)反应①升温 K1增大，平衡右移，正反应为吸热反应。K1＝ ， K2＝ ， K3＝ ，c COc CO2 c H2c H2O c CO2 ·c H2c CO ·c H2O所以 K3＝ 。K2K1(2)当有 3 mol 电子转移时，参加反应的 CO2为 1.5 mol，所以 v(CO2)＝ ＝0.375 mol·L－1 ·min－1 ；由于反应③为等体积反应，压缩体积，平衡不1.5 mol2 L×2 min移动，但 CO2浓度增大。973 K 时， K3≈1.62,1 173 K 时， K3≈0.78，反应③为放热反应，所以降温，平衡右移，转化率及平衡常数均增大。答案：(1)吸热 K2/K1 (2)0.375 mol·L －1 ·min－1 不 增大 降温11．已知：CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g) Δ H＝ Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：温度/℃ 400 500 850平衡常数 9.94 9 1请回答下列问题：(1)上述反应的化学平衡常数表达式为________。该反应的 Q________0(填“＞”或“＜”)。(2)850 ℃时在体积为 10 L 的反应器中，通入一定量的 CO 和 H2O(g)，发生上述反应，CO和 H2O(g)的物质的量浓度变化如图所示，则 0～4 min 时平均反应速率 v(CO)＝________。(3)若在 500 ℃时进行。且 CO、H 2O(g)的起始浓度均为 0.020 mol·L－1 ，该条件下，CO的最大转化率为________。(4)若在 850 ℃ 时进行，设起始时 CO 和 H2O(g)共为 1 mol，其中 H2O(g)的体积分数为 x，平衡时 CO 的转化率为 y，试推导 y 随 x 变化的函数关系式为________________________________________________________________________。[导学号 32390303] 解析：(1)可逆反应 CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)的平衡常5数 K＝ 。由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，平衡向逆反应方c CO2 ·c H2c CO ·c H2O向移动，因升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应。(2)由图像可知：CO 在 4 min 内浓度减小了 0.20 mol·L－1 －0.08 mol·L－1 ＝0.12 mol·L－1 ，则 v(CO)＝＝0.03 mol·L－1 ·min－1 。(3)500 ℃时平衡常数为 9，设 CO 最多能转化 x 0.12 mol·L－ 14 minmol·L－1 ，则CO(g)＋ H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)起始(mol·L －1 ): 0.02 0.02 0 0转化(mol·L －1 ): x x x x平衡(mol·L －1 ): 0.02－ x 0.02－ x x x则有 ＝9，解得 x＝0.015，则 CO 的最大转化率为 ×100%＝75%。x2 0.02－ x 2 0.0150.02(4)850 ℃时平衡常数为 1，有CO(g) ＋ H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)起始 (mol): 1－ x x 0 0转化 (mol): y(1－ x) y(1－ x) y(1－ x) y(1－ x)平衡 (mol): 1－ x－ y＋ xy x－ y＋ xy y(1－ x) y(1－ x)则有： ＝1，解得 y＝ x。 y 1－ x ·y 1－ x 1－ x－ y＋ xy · x－ y＋ xy答案：(1) K＝ ＜c CO2 ·c H2c CO ·c H2O(2)0.03 mol·L－1 ·min－1 (3)75% (4) y＝ x12．苯乙烷(C 8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C 8H8)，其反应原理是 C8H10(g) C8H8(g)＋H 2(g) Δ H＝＋125 kJ·mol －1Ⅰ.某温度下，将 0.40 mol 苯乙烷，充入 2 L 真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：时间/min 0 10 20 30 40n(C8H10)/mol 0.40 0.30 0.26 n2 n3n(C8H8)/mol 0.00 0.10 n1 0.16 0.16(1)当反应进行到 20 min 时，该段时间内 H2的平均反应速率是________。(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是________。(3)若保持其他条件不变，用 0.40 mol H2(g)和 0.40 mol C8H8(g)合成 C8H10(g)，当有 30 kJ 热量放出时，该反应中 H2的转化率是________。此时，该反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)。Ⅱ.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C 8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。(4)由图Ⅰ可知， T1________T2(填“大于” “小于”或“等于”)。(5)由图Ⅱ可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C 8H10的平衡转化率将________(填“越大” “越小”或“不变”)，原因是________________________________________________________________________。6[导学号 32390304] 解析：(1) v(H2)＝ v(C8H10)＝ ＝0.003 5 0.40 mol－ 0.26 mol2 L×20 minmol·L－1 ·min－1 。(2) C 8H10(g) C8H8(g)＋H 2(g)起始/mol·L －1 0.20 0 0转化/mol·L －1 0.08 0.08 0.08平衡/mol·L －1 0.12 0.08 0.08K＝ ＝ 。0.08×0.080.12 475(3) C 8H8(g) ＋ H 2(g) C8H10(g)起始/mol 0.40 0.40 0某时刻/mol 0.40－ x 0.40－ x x125 kJ·mol－1 ×x＝30 kJx＝0.24 molα (H2)＝ ×100%＝60%0.24 mol0.4 molQ＝ ＝ ＝ ，所以处于平衡状态。0.2420.40－ 0.242 ×0.40－ 0.242 754 1K(4)升温，平衡右移，C 8H10的平衡转化率增大，所以 T1大于 T2。(5)随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转化率增大。答案：(1)0.003 5 mol·L －1 ·min－1(2)4/75 或 0.053 (3)60% 是 (4)大于(5)越大 随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商 Q＜ K)平衡右移，转化率增大13．在 1.0 L 密闭容器中放入 0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g) B(g)＋C(g) Δ H＝＋85.1 kJ·mol －1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间 t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30总压强p/100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53回答下列问题：(1)欲提高 A 的平衡转化率，应采取的措施为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由总压强 p 和起始压强 p0计算反应物 A 的转化率 α(A)的表达式为__________，平衡时A 的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)①由总压强 p 和起始压强 p0表示反应体系的总物质的量 n 总 和反应物 A 的物质的量 n(A)，n 总 ＝________mol， n(A)＝________mol。②下表为反应物 A 浓度与反应时间的数据，计算： a＝________。反应时间 t/h 0 4 8 16c(A)/(mol·L－1 ) 0.10 a 0.026 0.006 5分析该反应中反应物的浓度 c(A)变化与时间间隔(Δ t)的规律，得出的结论是7________________________________________________________________________，由此规律推出反应在 12 h 时反应物的浓度 c(A)为________mol·L －1 。[导学号 32390305] 解析：通过分析表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。(1)要提高 A 的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出 B、C 或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。(2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为 x，则有 ＝ ，故 x＝ mol，而气体的物质的量的增加量等于消耗的pp0 x0.10 mol 0.10pp0A 的物质的量，故 A 的转化率为 ×100%＝( －1)×100%，将表中的 0.10pp0 － 0.10 mol0.10 mol pp0数据代入公式中可得平衡时 A 的转化率为( －1)×100%≈94.1%；根据化学9.53×100 kPa4.91×100 kPa方程式列出平衡三段式，注意三段式中用的都是浓度，即可求得平衡常数。(3)结合(2)的解析可知 n(A)＝0.10 mol－( －0.10) mol＝0.10×(2－ ) mol；根据0.10pp0 pp0表中的数据，可知 a＝0.10×(2－ ) mol·L－1 ≈0.051 mol·L－1 ，通过表7.31×100 kPa4.91×100 kPa中的数据可知，在达到平衡前每间隔 4 h，A 的浓度减少约一半，故反应在 12 h 时，A 的浓度为 0.5×0.026 mol·L－1 ＝0.013 mol·L －1 。 答案：(1)升高温度、降低压强、分离出生成物(2)( －1)×100% 94.1%pp0A(g) B(g) ＋ C(g)0.10 0 0起 始 浓 度/mol·L－ 10.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%转 化 浓 度/mol·L－ 10.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%平 衡 浓 度/mol·L－ 1K＝ ≈1.5 0.094 20.005 9(3)①0.10× 0.10×(2－ ) ②0.051 达到平衡前每间隔 4 h， c(A)减少约一半 pp0 pp00.0131实验探究 12 外界条件对化学平衡的影响[教材实验原型]将 NO2球浸泡在冰水和热水中(人教版化学选修 4 P28实验 2­7)[教材实验原理]1．NO 2气体为红棕色，N 2O4为无色气体，二者存在以下转化关系：2NO 2(g) N2O4(g) Δ H0。2．升高温度，平衡逆向移动， c(NO2)增大，气体颜色加深，气体物质的量增大，气体的平均相对分子质量减小；降低温度，平衡正向移动， c(NO2)减小，气体颜色变浅，气体物质的量减少，气体的平均相对分子质量增大。[命题角度探究]1．其他条件不变只升高温度，NO 2的转化率如何变化？混合气体的密度如何变化？提示：升高温度，平衡逆向移动，NO 2的转化率减小； ρ ＝ ， m、 V 均不变，故混合气体的mV密度不变。2．将 NO2装入带活塞的密闭绝热容器中，当反应 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强将怎样变化？气体的温度怎样变化？提示：假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，由于压强增大，平衡正向移动，故小于原来的两倍；平衡正向移动，使气体温度升高。3．对于反应 2NO2(g) N2O4(g) Δ H，若升高温度，气体颜色加深，则 Δ H 为正值还是负值？提示：升高温度平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，故 Δ H0。4．在恒温恒压的密闭容器中，当反应 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，快速充入He，则气体颜色如何变化？提示：恒温恒压的密闭容器中充入 He，相当于扩大容器减小压强， c(NO2)减小，气体颜色变浅，但平衡逆向移动，故颜色又加深，即现象：气体颜色先变浅，后逐渐加深，但平衡后与充 He 之前比颜色还是变浅了。[典题真题体验]1．(2014·高考广东卷节选)利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连接的 A、B 瓶中已充有 NO2气体)进行实验。可观察到 B 瓶中气体颜色比 A 瓶中的________(填“深”或“浅”)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2答案：深 H 2O2分解放热，使 B 瓶的温度升高，2NO 2(g) N2O4(g)平衡向左移动，NO2浓度增大，气体颜色加深2．判断正误，正确的打“√” ，错误的打“×”(1)下图中的实验事实不能用平衡移动原理解释。( )将 NO2球浸泡在冷水和热水中(2)“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅的实验事实可以用以下方程式解释2NO2(g) N2O4(g) Δ H0。( )(红棕色) (无色)答案：(1)× (2)√3．火箭残骸中常出现红棕色气体，原因为：N 2O4(g) 2NO2(g)，当温度升高时，气体颜色变深，则反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。答案：吸热