1、专题七化学反应速率和化学平衡主干知识梳理1.化学反应速率的计算方法(1)公式法：v(B)01 cBt。(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的02 化学计量数之比。对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)来说，则有03 vAm 04vBn 05 vCp 06 vDq。2外界条件对化学反应速率的影响(1)“惰性气体”对反应速率的影响恒容：充入“惰性气体”总压07 增大参与反应的物质浓度08 不变(活化分子浓度09 不变)反应速率10 不变。恒压：充入“惰性气体”体积11 增大参与反应的物质浓度12 减小(活化分子浓度13 减小)反应速率14 减小。(2)纯液体、
2、固体对化学反应速率的影响在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为15 常数，故16 不能用纯液体和固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的17 大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积18 大，燃烧就比煤块19 快得多。(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。当增大反应物浓度时，v 正20 增大，v 逆21 瞬间不变，随后也22 增大。增大压强，v 正和 v 逆23 都增大，气体分子数减小方向的反应速率变化程度24 大。对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。升高温度，v 正和 v 逆25 都增大，
3、但吸热反应方向的反应速率增大的程度26 大。使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。3化学平衡状态判断的两类标志(1)v(正)v(逆)。(2)各组分27 百分含量保持不变。4化学平衡移动的判断方法勒夏特列原理的应用通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。(1)若外界条件改变，引起 v 正v 逆，则化学平衡向28 正反应方向(或向29右)移动；(2)若外界条件改变，引起 v 正v 逆，则化学平衡向30 逆反应方向(或向31左)移动；(3)若外界条件改变，虽能引起 v 正和 v 逆变化，但变化后新的 v 正和 v 逆仍保持相等，则化学平衡32 没有发生移动。5化学平
4、衡常数(1)意义：化学平衡常数 K 表示反应进行的程度，K 越大，反应进行的程度越大。K33 105 时，可以认为该反应已经进行完全。K 的大小只与34 温度有关。(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K35 cpCcqDcmAcnB。另可用压强平衡常数表示：Kp36 ppCpqDpmApnBp(C)为平衡时气体 C 的分压。(3)依据化学方程式计算平衡常数同一可逆反应中，K 正K 逆37 1；同一反应方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小 n 倍，则新平衡常数 K与原平衡常数 K 间的关系是 K38 Kn 或 K39 n
5、K。几个可逆反应方程式相加，得总反应方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数40 之积。6转化率、产率及分压的计算(1)反应物转化率41 反应物的变化量反应物的起始量100%(2)产物的产率42 生成物的实际产量生成物的理论产量100%(3)分压总压43 物质的量分数考点 1 化学反应速率及其影响因素例 1(1)(2019全国卷)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。AT1T2Ba 点的反应速率小于 c 点的反应速率Ca 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率Db 点时二聚体的浓度为 0.4
6、5 molL1(2)(2019 天 津 高 考)不 同 温 度 下 反 应(3SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4SiHCl3(g)H0)中 SiCl4 转化率如图所示。下列叙述正确的是_(填序号)。aB 点：v 正v 逆bv 正：A 点E 点c反应适宜温度：480520 批注点拨 解析(1)分析图像可知在相同时间范围内 T2 比 T1 温度下环戊二烯浓度减少的多，因此温度 T2T1，A 错误；a 点比 c 点的环戊二烯浓度大，但 T2T1，故 a 点、c 点的反应速率相对大小无法确定，B 错误；a 点与 b 点的温度相同，但 a 点的反应物浓度比 b 点的反应物浓度大，所以 a 点的正反
7、应速率大于 b 点的正反应速率，而 b 点继续向正反应方向进行，b 点的正反应速率又大于 b 点的逆反应速率，故 v 正(a)v 逆(b)，C 正确；由 2(g)C10H12(g)(二聚体)起初1.5 molL10转化1.5 molL106 molL11.5 molL10.6 molL12可知：b 点时二聚体的浓度为0.9 molL120.45 molL1，D 正确。(2)B 点时反应正向移动，即 v 正v 逆，a 正确。A 点温度比 E 点低，所以 v 正：vAvE，b 错误。由题图可知，温度为 480520 时，SiCl4 转化率较高，该温度为适宜温度，c 正确。答案(1)CD(2)ac
8、有关化学反应速率的易错点(1)错误地把化学反应速率等同于瞬时速率。化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。(2)进行化学反应速率的相关计算时，错误地用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算，速率大小比较时易忽视各物质的速率的单位是否一致，单位书写是否正确。(3)错误地认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)，则化学反应速率会加快。(4)错误地认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不
9、变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，则容器体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小。(5)不能正确区分外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响趋势。如对H0 的反应，升高温度，平衡逆向移动，正、逆反应速率都增大，并不是只增大逆反应速率，只是逆反应速率增大的程度大于正反应速率；工业合成氨中，移出部分氨气(平衡右移)，在移出氨气时刻，正反应速率不变，逆反应速率减小。1(2019湖南重点高中高三联考)下列有关说法正确的是()AMg 比 Al 活泼，在原电池中 Mg 一定作负极，Al 作正极B其他条件相同时，夏天钢铁电化学腐蚀速度比冬天快C
10、在 Zn 和稀 H2SO4 反应中，加入 CuSO4 越多，产生 H2 越快D在化工生产中用酸或碱溶解矿石，酸或碱的浓度越大、温度越高，浸出率越高答案 B解析 Mg、Al 作电极，NaOH 溶液作电解液形成原电池时，Al 作负极，Mg 作正极，A 错误；其他条件相同时，夏天气温高，钢铁电化学腐蚀速度比冬天快，B 正确；在 Zn 和稀 H2SO4 反应中，加入少量 CuSO4，锌把铜置换出来形成原电池，会加快反应速率，若加入 CuSO4 太多，置换出的铜包裹在锌的表面，会阻止 Zn 与稀 H2SO4 进一步反应，C 错误；在化工生产中用酸或碱溶解矿石，一般情况下，酸或碱的浓度越大，温度越高，浸出
11、率越高，但是均有一定的极限，D 错误。2在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()Aa6.00B同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v 可能不变Cb318.2D不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同答案 D解析 根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出 a6.00，A 正确；温度为 b K、浓度为 0.500 molL1 和温度为 318.2 K、浓度为 0.300 molL1 对应的瞬时速率相等，B 正确；浓度不变时，温度由 318.2 K 变为 b K 时，反应速率减小，则 b03SiCl4(g)2H2(g)Si(s)
12、4SiHCl3(g)H202SiCl4(g)H2(g)Si(s)HCl(g)3SiHCl3(g)H3反应的 H3_(用 H1，H2 表示)。温度升高，反应的平衡常数 K_(填“增大”“减小”或“不变”)。批注点拨 解析(1)由图像知，随着温度的升高，HCl 的平衡转化率降低，所以4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的 HK(400)。在温度一定的条件下，c(HCl)和 c(O2)的进料比越大，HCl的平衡转化率越低，所以题图中自上而下三条曲线是 c(HCl)c(O2)(进料浓度比)为 11、41、71 时的变化曲线。当 c(HCl)c(O2)11 时，列三段式：4HCl(g)
13、O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)起始浓度molL1c0c00 0转化浓度molL10.84c00.21c00.42c00.42c0平衡浓度molL1(10.84)c0(10.21)c00.42c00.42c0K(400)0.42c020.42c0210.844c4010.21c00.4220.42210.84410.21c0。c(HCl)c(O2)过高时，HCl 转化率较低；当 c(HCl)c(O2)过低时，过量的 O2 和 Cl2 分离时能耗较高。由平衡移动的条件可知，为提高 HCl 的转化率，在温度一定的条件下，可以增大反应体系的压强，增加 O2 的量或者及时分离出产物。(2)根据
14、盖斯定律即可得，所以 H3H2H1。由于 H20，所以 H30，即反应为放热反应，升温时反应逆向移动，平衡常数K 减小。答案(1)大于 0.4220.42210.84410.21c0 O2 和 Cl2 分离能耗较高、HCl 转化率较低 增加反应体系压强、及时分离出产物(2)H2H1 减小 解答化学平衡移动问题的步骤 其中条件改变可以按以下思路分析：3(2019河南滑县高三调研)在 1 L 恒容密闭容器中投入足量 Mg(NO3)2，在一定温度下发生下列反应：2Mg(NO3)2(s)2MgO(s)4NO2(g)O2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是()ANO2 体积分数不再变化BMgO 的浓
15、度不再变化CNO2 消耗速率与 O2 生成速率之比为 41D混合气体的平均相对分子质量不再变化答案 C解析 反应物为固体，产物有两种气体，气体的体积比始终保持不变，NO2体积分数保持不变，不能判断平衡状态，A 错误；固体浓度为常数，B 错误；混合气体的比例一定，平均相对分子质量一定，不能判断是否平衡，D 错误。4(2019A10 联盟)碳是构成物质世界最重要的元素之一，能形成众多的化合物。(1)已知 0.096 kg 碳完全燃烧可放出 3148 kJ 热量，1 mol 液态水汽化时要吸收 44 kJ 热量。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol12CO(g)O2(g)=
16、2CO2(g)H566 kJmol1请写出制备水煤气的热化学方程式：_。(2)2L 恒容密闭容器中发生 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)反应，当通入不同量的 H2O(g)和 CO(g)充分反应后得到如下实验数据：由实验组 1 数据可知，达到平衡时 v(H2O)_molL1min1。增大压强对该可逆反应的影响是_。若在一定温度、容积可变的密闭容器中发生上述反应，下列说法中可判断该反应达到平衡状态的是_。(填编号)a容器中压强不变b1 mol HH 键断裂，同时断裂 2 mol HO 键cc(H2O)c(CO)dv(H2O)v(H2)e容器体积不变答案(1)C(s)H2O(g)=CO(g)
17、H2(g)H131.3 kJmol1(2)0.15 压强增大，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动 be解析(1)由信息可知：n(C)96 g12 g/mol8 mol，8 mol C3148 kJ1 mol Cx8 mol1 mol3148 kJxx393.5 kJ则C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1又由题干信息可知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1由盖斯定律1212，可得出目标热化学方程式为 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1。(2)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)起始量 t0:2 mol 0.8 mol 0转化量
18、 n:xxx平衡量 t4 min:2 molx0.8 molxx由信息可知x1.2 mol，则v(H2O)nVt1.2 mol2 L4 min0.15 molL1min1。由信息可知密闭容器容积可变，则压强始终不变，a 错误。1 mol HH 键断裂，必然同时生成 2 mol HO 键，结合选项可知 HO 键的生成与断裂速率相等，即 v 正v 逆，b 正确。c(H2O)与 c(CO)相等与该反应是否达到平衡没有任何关系，c 错误。H2O 和 H2 的计量数相等，则任意时刻 v(H2O)v(H2)，d 错误。工业制水煤气的反应是一个气体总物质的量有变化的反应，则从零时刻开始，密闭容器的容积会发生
19、变化。如果容积不变了，则达到了平衡状态，e 正确。考点 3 化学平衡常数及有关计算例 3(2019全国卷)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)I2(g)(g)2HI(g)，H89.3 kJ/mol，起始总压为 105Pa，平衡时总压增加了 20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。A通入惰性气体B提高温度C增加环戊烯浓度D增加碘浓度批注点拨 解析 设碘和环戊烯的物质的量均为 1 mol，达平衡时转化的物质的量为 xmol，由题意得：(g)I2(g)(g)2HI(g)初始物质的量/mol 1
20、 1 00转化物质的量/mol xxx2x平衡物质的量/mol1x1xx2x平衡时，容器内气体总物质的量为(2x)mol，则有2x mol2 mol2 mol100%20%，解得 x0.4则环戊烯的转化率为0.4 mol1 mol 100%40%总压强为 105 Pa(120%)1.2105 Pa因此各种气体的分压为 p()1.2105 Pa0.6 mol2.4 mol0.3105 Pap(I2)1.2105 Pa0.6 mol2.4 mol0.3105 Pap()1.2105 Pa0.4 mol2.4 mol0.2105 Pap(HI)1.2105 Pa0.8 mol2.4 mol0.410
21、5 Pa反应的平衡常数 KpppHI2ppI2 0.2105 Pa0.4105 Pa20.3105 Pa0.3105 Pa 3.56104 Pa。欲增加环戊烯的平衡转化率，则平衡正向移动，由于该反应是吸热反应，因此升温可使平衡正向移动；增加碘的浓度，平衡正向移动，环戊烯的转化率提高。答案 40%3.56104 BD 化学平衡常数的应用(1)利用化学平衡常数判断化学反应可能进行的程度，K 值越大，反应进行的程度越大，同等条件下反应物的转化率越大。(2)利用化学平衡常数判断是否平衡及化学平衡移动的方向，对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度
22、有如下关系：ccCcdDcaAcbBQc，称为浓度商。Qcv逆K 反应处于化学平衡状态，v正v逆K 反应向逆反应方向进行，v正v逆(3)利用化学平衡常数判断反应的热效应5一定条件下，向密闭容器中加入 X 物质发生反应：3X(g)Y(g)Z(g)H0，反应一段时间后改变某一个外界条件，反应中各时刻 X 物质的浓度如下表所示。下列说法中不正确的是()反应时间(min)05151720X 的浓度(molL1)1.00.40.40.70.7A05 min 时，该反应的速率为 v(X)0.12 molL1min1B5 min 时反应达到平衡，该温度下的平衡常数值为 0.625C15 min 时改变的条件
23、可能是降低温度D从初始到 18 min 时，X 的转化率为 30%答案 C解析 v(X)1.0 molL10.4 molL15 min0.12 molL1min1，A 正确；5 min时，X、Y、Z 的平衡浓度分别为 0.4 molL1、0.2 molL1、0.2 molL1，KcYcZc3X0.20.20.43 0.625，B 正确；反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，X 的浓度减小，C 错误；18 min 时，X 的浓度为 0.7 molL1，则 X 的转化率为1.00.71.0100%30%，D 正确。6(2019云南师范大学附属中学高三月考)工业上常用 CH4 与水蒸气在一定条件下
24、制取 H2，其原理为 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。一定温度下，在一个恒容密闭容器中，下列说法能说明此反应达到平衡状态的是_(填序号)。A体系的压强不再发生变化B消耗 1 molL1CH4 的同时生成 3 molL1 H2C体系的密度不再发生变化D反应速率 v 逆(CH4)v 正(CO)11在恒压密闭容器中，通入物质的量均为 0.1 mol 的 CH4 与 H2O，在一定条件下发生反应。a若平衡时，测得 CH4 的转化率与温度及压强的关系如图所示，则压强：p2_p1(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_；在 X 点和 Y 点的速率：v(X)_v(Y)(填“大于”“小于”或
25、“等于”)。b若 Y 点所在容器为 1L，则此反应的平衡常数 K_(列式并计算，结果保留到小数点后一位)。答案 AD a.大于 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)是一个气体分子数目增大的反应，在相同温度条件下，压强越大，CH4 的转化率越小 小于b.cCOc3H2cCH4cH2O2.8(molL1)2解析 在恒温恒容条件下，对于反应 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)来说，气体的总物质的量是变量，则气体的总压强也为变量，体系的压强不再发生变化能说明此反应达平衡状态，A 正确；消耗 CH4 指的 v 正，生成 H2 也是指 v正，不能说明此反应达平衡状态，B 错误；气体的
26、总质量为恒量，体积固定，也为恒量，则体系的密度为恒量，体系的密度不再发生变化，不能说明此反应达平衡状态，C 错误；反应速率 v 逆(CH4)v 正(CO)11，说明 v 正v 逆，能说明此反应达平衡状态，D 正确。CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)是一个气体分子数目增大的反应，压强越大，CH4 的转化率越小，根据图示数据，在同一温度下 CH4 的转化率在 p1条件下更大，故压强 p1 较小，则压强 p2 大于 p1；同一温度下，压强越大，反应速率越快，根据图示信息，X 点压强为 p1，比 p2 小，故在 X 点和 Y 点的速率：v(X)小于 v(Y)；若 Y 点所在容器为 1 L，
27、由图像可知 Y 点 CH4 的转化率为 80%，根据“三段式”得：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)起始量(mol)0.1 0.1 0 0转化量(mol)0.10.8 0.08 0.08 0.24平衡量(mol)0.02 0.02 0.08 0.24则此反应的平衡常数 K c3H2cCOcCH4cH2O0.24 mol1 L30.08 mol1 L0.02 mol1 L0.02 mol1 L2.8(molL1)2。考点 4 化学反应速率和化学平衡的图像分析例 4(2019全国卷节选)水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0B图中 X 点所示条件下，延长反应时间能
28、提高 NO 转化率C图中 Y 点所示条件下，增加 O2 的浓度不能提高 NO 转化率D380 下，c 起始(O2)5.0104molL1，NO 平衡转化率为 50%，则平衡常数 K2000答案 BD解析 实线表示不同温度下相同时间内 NO 的转化率，虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率，随着温度升高，由虚线知，NO 的平衡转化率减小，即温度升高，2NOO22NO2 的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，H0，所以 K2000，D 正确。2(2018江苏高考)(双选)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测
29、得反应的相关数据如下：下列说法正确的是()Av1v2，c22c1BK1K3，p22p3Cv1v3，1(SO2)3(SO2)Dc22c3，2(SO3)3(SO2)1答案 CD解析 对比容器的特点，将容器 1 和容器 2 对比，将容器 1 和容器 3 对比。容器 2 中加入 4 mol SO3 等效于在相同条件下反应物投入量为 4 mol SO2 和 2 mol O2，容器 2 中起始反应物物质的量为容器 1 的两倍，容器 2 相当于在容器 1 达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，v2v1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时 c22c1，p22p1，1(SO
30、2)2(SO3)1，容器 1 和容器 2 温度相同，K1K2；容器 3 相当于在容器 1 达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，v3v1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时 c3c1，p3p1，3(SO2)1(SO2)，K3K1。根据上述分析，v2v1，c22c1，A 错误；K3K1，p22p1，p3p1，则 p22p3，B 错误；v3v1，3(SO2)1(SO2)，C 正确；c22c1，c3c1，则 c22c3，1(SO2)2(SO3)1，3(SO2)1(SO2)，则 2(SO3)3(SO2)1，D 正确。3 (2017 天 津 高 考)常 压 下 羰 基 化 法 精 炼 镍 的
31、原 理 为：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时，该反应的平衡常数 K2105。已知：Ni(CO)4 的沸点为 42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230 制得高纯镍。下列判断正确的是()A增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在 30 和 50 两者之间选择反应温度，选 50 C第二阶段，Ni(CO)4 分解率较低D该反应达到平衡时，v 生成Ni(CO)44v 生成(CO)答案 B解析 A 错：增加 c(CO)，平衡正向移动，温度不变，反应的平衡常
32、数不变。B 对：第一阶段，生成的 Ni(CO)4 是气态，应选择高于其沸点的反应温度，故选50。C 错：230 时，化学平衡常数 K2105，有利于反应逆向进行，Ni(CO)4分解率较高。D 错：反应达到平衡时，4v 生成Ni(CO)4v 生成(CO)。4(2016北京高考)K2Cr2O7 溶液中存在平衡：Cr2O27(橙色)H2O2CrO24(黄色)2H。用 K2Cr2O7 溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是()A中溶液橙色加深，中溶液变黄B中 Cr2O27 被 C2H5OH 还原C对比和可知 K2Cr2O7 酸性溶液氧化性强D若向中加入 70%H2SO4 溶液至过量，溶液变为橙
33、色答案 D解析 滴加 70%的硫酸，增大了 H的浓度，使平衡 Cr2O27(橙色)H2O2CrO24(黄色)2H向左移动，因此中溶液橙色加深，当滴加 30%的NaOH 溶液时，中和了 H，使上述平衡右移，因此中溶液变黄；中 Cr2O27 被C2H5OH 还原，所以颜色变为绿色；根据实验可知，在酸性条件下，K2Cr2O7将 C2H5OH 氧化，根据实验可知，在碱性条件下，Cr2O27 和 C2H5OH 没有反应；若向中加入 70%H2SO4 溶液至过量，Cr2O27 的氧化性增强，Cr2O27 被C2H5OH 还原，溶液变为绿色。5(2018全国卷)采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技
34、术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：(1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为_。(2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 N2O5(g)分解反应：其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t的变化如下表所示(t时，N2O5(g)完全分解)：已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应 N2O5(g)=2NO2(g)12O2(g)的 H_kJ
35、mol1。研究表明，N2O5(g)分解的反应速率 v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min 时，测得体系中 pO22.9 kPa，则此时的 pN2O5_kPa，v_kPamin1。若提高反应温度至 35，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35)_63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_。25 时，N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数 Kp_kPa(Kp 为以分压表示的平衡常数，计算结果保留一位小数)。(3)对于反应 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)，RA.Ogg 提出如下反应历程：第一步 N2O5NO2NO3 快速平衡第二步 NO2NO3N
36、ONO2O2慢反应第三步 NONO32NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_(填标号)。Av(第一步的逆反应)v(第二步反应)B反应的中间产物只有 NO3C第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高答案(1)O2(2)53.1 30.0 6.0102 大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2 生成 N2O4 为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高13.4(3)AC解析(1)氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以氧化产物是氧气，分子式为 O2。(2)已知：.2N2O5(g)=2N2
37、O4(g)O2(g)H14.4 kJmol1.2NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1根据盖斯定律可知2即得到 N2O5(g)=2NO2(g)12O2(g)HH12H253.1 kJmol1。根据方程式可知生成氧气与消耗 N2O5 的物质的量之比是 12，又因为压强之比等于物质的量之比，所以消耗 N2O5 的压强是 2.9 kPa25.8 kPa，则此时 N2O5 的压强是 35.8 kPa5.8 kPa30.0 kPa，因此此时反应速率 v2.010330(kPamin1)6.0102(kPamin1)。由于温度升高，容器体积不变，总压强提高，且 NO2 生成 N2O4 为放
38、热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至 35，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35)大于 63.1 kPa。根据表中数据可知 N2O5 完全分解时的压强是 63.1 kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的 NO2 的压强是 35.8 kPa271.6 kPa，O2 是 35.8 kPa217.9 kPa，总压强应该是 71.6 kPa17.9 kPa89.5 kPa，平衡后压强减少了 89.5 kPa63.1 kPa26.4 kPa，所以根据方程式 2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时 N2O4对应的压强是 26.4 kPa，NO2 对应
39、的压强是 71.6 kPa26.4 kPa218.8 kPa，则反应的平衡常数 Kp18.8226.4 kPa13.4 kPa。(3)第一步反应快速平衡，所以第一步的逆反应速率大于第二步的反应速率，A 正确；根据第二步和第三步可知中间产物还有 NO，B 错误；根据第二步反应生成物中有 NO2 可知 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效，C 正确；第三步为快反应，所以第三步反应的活化能较低，D 错误。6(2018全国卷)CH4-CO2 催化重整不仅可以得到合成气(CO 和 H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4-CO2 催化重整反应为：CH4(g)CO2(g)=2CO
40、(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJmol1 该催化重整反应的 H_kJmol1。有利于提高 CH4 平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压B低温高压C高温高压D低温低压某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时 CO2 的转化率是 50%，其平衡常数为_mol2L2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：由上表判断，催
41、化剂 X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK 积、K 消均增加Bv 积减小，v 消增加CK 积减小，K 消增加Dv 消增加的倍数比 v 积增加的倍数大 在 一 定 温 度 下，测 得 某 催 化 剂 上 沉 积 碳 的 生 成 速 率 方 程 为 v kp(CH4)p(CO2)0.5(k 为速率常数)。在 p(CH4)一定时，不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则 pa(CO2)、pb
42、(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。答案(1)247 A 13(2)劣于 相对于催化剂 X，催化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)解析(1)已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJmol1根据盖斯定律可知2即得到 CH4-CO2 催化重整反应 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)的 H247 kJmol1。正反应是体积增大的吸热反应，所以有利于提高
43、CH4 平衡转化率的条件是高温低压；某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时 CO2 的转化率是 50%，根据方程式可知CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)起始浓度molL11 0.5 0 0转化浓度molL10.25 0.25 0.5 0.5平衡浓度molL10.75 0.25 0.50.5所以平衡常数为 0.520.520.750.25 mol2L213 mol2L2。(2)根据表中数据可知相对于催化剂 X，催化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，
44、所以催化剂 X劣于 Y。正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此 K 积、K 消均增加，A 正确，C 错误；升高温度反应速率均增大，B 错误；积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明 v 消增加的倍数比 v 积增加的倍数大，D 正确。根据反应速率方程式可知在 p(CH4)一定时，生成速率随 p(CO2)的升高而降低，根据图像可知 pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。7(2018全国卷)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：(1)SiHCl3 在常温常压下为易挥发的无色
45、透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O 等，写出该反应的化学方程式：_。(2)SiHCl3 在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1则反应 4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的 H_kJmol1。(3)对于反应 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 323 K 和 343 K 时 SiHCl3 的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K 时反应的平衡转化率 _%，平
46、衡常数 K343 K_(保留两位小数)。在 343 K 下：要提高 SiHCl3 转化率，可采取的措施是_；要 缩 短 反 应 达 到 平 衡 的 时 间，可 采 取 的 措 施 有 _、_。比较 a、b 处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率 vv 正v 逆k 正x2SiHCl3k 逆xSiH2Cl2xSiCl4，k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质的量分数，计算 a 处的v正v逆_(保留一位小数)。答案(1)2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl(2)114(3)22 0.02 及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度)大于 1
47、.3解析(1)根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O，方程式为：2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl。(2)将第一个方程式扩大 3 倍，再与第二个方程式相加就可以得到目标反应的焓变，所以焓变为483(30)kJmol1114 kJmol1。(3)由图可知，温度越高反应速率越快，达到平衡用的时间就越少，所以曲线 a 代表 343 K 的反应。从图中读出，达到平衡状态时反应的转化率为 22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为 1 molL1，得到：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)起始molL11 0 0 反应molL10.22 0.11 0.11 平
48、衡molL10.780.11 0.11所以平衡常数 K0.1120.7820.02。温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边气体体积相等，压强不影响平衡)。缩短达到平衡的时间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是提高反应物压强(浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。a、b 两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而 a 点的温度更高，所以反应速率更快，即 vavb。根据题目表述得到 v 正k 正x2SiHCl3，v逆k 逆xSiH2Cl2xSiCl4，当反应达到平衡时 v 正v 逆，v 正k 正x2SiHCl3v 逆k 逆xSiH2Cl2xSiCl4，所以k
49、正k逆xSiH2Cl2xSiCl4x2SiHCl3，实际就是平衡常数 K 值，所以k正k逆0.02。a 处的转化率为20%，所以计算出：2SiHCl3SiH2Cl2SiCl4起始(molL1)1 0 0反应(molL1)0.2 0.1 0.1a 处时(molL1)0.8 0.1 0.1所以 xSiHCl30.8；xSiH2Cl2xSiCl40.1；所以v正v逆k正k逆x2SiHCl3xSiH2Cl2xSiCl40.020.820.121.3。8(2018 天津高考)CO2 与 CH4 经催化重整，制得合成气：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H120 kJ/mol1(1)分别在
50、V L 恒温密闭容器 A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入 CH4 和CO2 各 1 mol 的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_(填“A”或“B”)。(2)按一定体积比加入 CH4 和 CO2，在恒压下发生反应，温度对 CO 和 H2 产率的影响如图所示。此反应优选温度为 900 的原因是_。答案(1)B(2)900 时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低解析(1)初始时容器 A、B 的压强相等，A 容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B 容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是 A 中大，B 中小，此反应压
51、强减小平衡正向移动，所以 B 的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。(2)根据题图得到，900 时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900 为反应最佳温度。9(2017全国卷)近期发现，H2S 是继 NO、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：H2S 与 CO2 在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在610 K 时，将 0.10 mol CO2 与 0.40 mol H2S 充入 2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后
52、水的物质的量分数为 0.02。(1)H2S 的平衡转化率 1_%，反应平衡常数 K_。(2)在 620 K 重复实验，平衡后水的物质的量分数为 0.03，H2S 的转化率2_1，该反应的 H_0。(填“”“(3)B解析(1)设 H2S 反应的物质的量为 x，则 H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)开始0.40 mol0.10 mol 0 0反应xxxx平衡(0.40 x)mol (0.10 x)mol xxnH2On总 x0.40 x0.10 xxx0.02解得 x0.01 mol，所以 H2S 的转化率是 10.01 mol0.40 mol100%2.5%由于该反应是反应前后气体
53、体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数KcCOScH2OcH2ScCO2 nCOSnH2OnH2SnCO2 0.010.010.400.010.100.012.8103。(2)根据题目提供的数据可知温度由 610 K 升高到 620 K 时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由 0.02 变为 0.03，平衡正向移动，所以 H2S 的转化率增大：21；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故 H0。(3)增大 H2S 的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以
54、 H2S 转化率降低，A 错误；增大 CO2 的浓度，平衡正向移动，使更多的 H2S 反应，所以 H2S 转化率增大，B 正确；COS 是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S 转化率降低，C 错误；N2 是与反应体系无关的气体，充入 N2，不能使化学平衡发生移动，所以对 H2S 转化率无影响，D 错误。2020 还可能这么考10我国科研团队利用低温等离子体协同催化技术，在常温常压下实现了将甲烷和二氧化碳一步转化为具有高附加值的液体燃料和化工产品。回答下列问题：(1)已知：甲烷和乙酸的燃烧热 H 分别为890.31 kJmol1、876.72 kJmol1，试写出甲烷与 CO2 合成乙
55、酸的热化学方程式：_。(2)甲烷和二氧化碳一步转化为液体产品的选择性如图所示，其中选择性最高的产品是_，反应中应加入的等离子体催化剂是_。(3)在某一钢性密闭容器中 CH4、CO2 的分压分别为 25 kPa、30 kPa，加入Ni/Al2O3 催化剂并加热至 1123 K 使其发生反应：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)。研究表明 CO 的生成速率 vCO1.28102pCH4pCO2(molg1s1)，某时刻测得 pH220 kPa，则 pCH4_kPa，vCO_molg1s1。达到平衡后测得体系总压是起始时的 1.8 倍，则该反应的平衡常数 Kp_(kPa)2(计算结果保留
56、两位有效数字)。温 度 对 产 物 摩 尔 流 量 及 平 衡 转 化 率 的 影 响 如 图 所 示，可 知 反 应H_0(填“”或“随温度升高，产物摩尔流量和反应的平衡转化率均增大，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应解析(1)由已知条件可写出热化学方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.31 kJmol1，CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H2876.72 kJmol1，由盖斯定律可推知，CH4(g)CO2(g)=CH3COOH(l)HH1H213.59 kJmol1。(2)分析图像可知乙酸的选择性最高，且在 Cu/Al2O3
57、 等离子体催化剂作用时乙酸的选择性最高。(3)利用“三段式”解题：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)起始分压/kPa 25 30 0 0转化分压/kPa 10 10 20 20某时刻分压/kPa 15 20 20 20pCH415 kPa，v(CO)1.281021520 molg1s13.84 molg1s1。假设 CH4 的分压变化 x kPaCH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)起始分压/kPa 25 30 0 0转化分压/kPa xx2x2x平衡分压/kPa 25x30 x2x2x则有552x551.8，解得 x22，Kp p2COp2H2pCH4pCO2442
58、44238(kPa)21.6105(kPa)2。专题作业1(2019河南滑县高三调研)测定 CO 的反应为 I2O5(s)5CO(g)I2(s)5CO2(g)，在密封容器中进行上述反应。下列有关说法正确的是()AI2、CO2 的生成速率之比为 15 B在恒温恒容条件下充入惰性气体，正、逆反应速率都保持不变C达到平衡后缩小体积，CO 的平衡转化率、CO2 的浓度都不变D达到平衡后，升高温度，正、逆反应活化能都会减小答案 B解析 I2 呈固态，浓度为定值，A 错误；恒容恒温下，充入惰性气体，CO、CO2 的浓度不变，反应速率不变，B 正确；题述反应是气体分子数相等的反应，缩小体积，CO2 的浓度增
59、大，C 错误；温度不能改变活化能，D 错误。2(2019内蒙古赤峰二中第三次月考)用如图所示装置进行锌与稀硫酸反应速率的测定。下列说法错误的是()A将甲装置分液漏斗旋塞打开，分液漏斗里的液体顺利流下，并不能说明整套装置气密性不好B需要测量单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体需要的时间C甲装置因为逐滴加入硫酸，硫酸的体积和浓度的变化会造成误差，用乙装置可以减小该误差(乙装置中燃烧匙可上下移动)D只需要将甲装置中锌粒改为铜片，稀硫酸改为浓硫酸，就可以用此装置测定铜与浓硫酸的反应速率答案 D解析 将甲装置分液漏斗旋塞打开，分液漏斗里的液体顺利流下，并不能说明整套装置气密性不好，因为整体装置是
60、容积可变容器，不是刚性容器，A 正确；根据速率公式可知，测速率，需要测量单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体需要的时间，B 正确；甲装置是容积可变容器，硫酸溶液进入体系，会使系统压强增大，活塞右移，造成误差，用乙装置可以减小该误差(乙装置中燃烧匙可上下移动)，C 正确；铜片和浓硫酸反应需要加热，不能用此装置测定铜与浓硫酸的反应速率，D 错误。3.(2019A10 联考段考)一定温度下，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中加入 2 mol A 气体和 3 mol B 气体发生反应 A(g)B(g)C(g)H0，达平衡后容器内压强是开始时的 0.84 倍。若加入某种催化剂后反应的能量变化如上
61、图所示，下列说法正确的是()A由图可知加催化剂之后原反应分成了两步，第一步反应较慢B若 40 s 后达到平衡，则用 A 表示该反应的速率为 0.01 mol/(Lmin)C当容器中cBcA不再改变时，不能说明反应达到了平衡状态D达平衡时，C 的体积分数约为 25%答案 A解析 图示中存在两座“山峰”说明反应被分成了两步反应，第一步的峰值较高，说明活化能较大，反应较慢，A 正确；对该反应列“起、转、平”三段式数据得：A(g)B(g)C(g)起始物质的量/mol:2 3 0转化物质的量/mol:xxx平衡物质的量/mol:2x3xx根据阿伏加德罗定律，恒温恒容时，压强之比等于气体的物质的量之比，列
62、等式得 10.84(23)(2x3xx)，故 x0.8 mol，故 0 到 40 s 用 A 表示反应速率为 0.6 mol/(Lmin)，B 错误；cBcA最初是 1.5，平衡时约为 1.8，平衡前在变化，平衡后不变，可以作为平衡标志，C 错误；平衡后，C 的体积分数物质的量分数0.8(1.22.20.8)19%，D 错误。4将 4 mol CO(g)和 a mol H2(g)混合于容积为 4 L 的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，10 min 后反应达到平衡状态，测得 H2 为0.5 molL1。经测定 v(H2)0.1 molL1min1。下列说法正确的
63、是()A平衡常数 K2BH2 起始投入量为 a6CCO 的平衡转化率为 66.7%D平衡时 c(CH3OH)0.4 molL1答案 B解析 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始物质的量/mol 4 a0转化物质的量/mol x2xx平衡物质的量/mol 4xa2xx2x mol0.1 molL1min110 min4 L4 mol，x2，a2x0.54，a6。平衡时，c(CO)0.5 molL1，c(H2)0.5 molL1，c(CH3OH)0.5 molL1。A 项，平衡常数 K cCH3OHcCOc2H20.50.50.524，错误；B 项，经上述计算，正确；C 项，CO 的平衡转化
64、率为2 mol4 mol100%50%，错误；D 项，平衡时c(CH3OH)0.5 molL1，错误。5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()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX 与 Y 的平衡转化率之比为 11D第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 molL1答案 D解析 在原平衡体系中加入 1 mol Z，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积
65、分数不变，说明该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即 m2，A 正确；温度不变，平衡常数不变，B 正确；起始时 X、Y的物质的量之比等于化学计量数之比，则二者的平衡转化率相等，C 正确；起始时加入 1 mol X 和 2 mol Y，相当于 3 mol Z，平衡时 Z 的物质的量为 3 mol10%0.3 mol，在平衡体系中再加入 1 mol Z，相当于起始时共加入 4 mol Z，则新平衡时 Z 的物质的量为 4 mol10%0.4 mol，其浓度为 0.4 mol/2 L0.2 molL1，D 错误。6(2019绵阳高三第一次诊断)羰基硫(COS)广泛存在
66、于以煤为原料的各种化工原料气中，能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染，研究其脱除方式意义重大。回答下列问题：(1)COS 的分子结构与 CO2 相似，COS 的电子式为_。(2)Dalleska 等人研究发现：在强酸溶液中可用 H2O2 氧化 COS，得到一种酸溶液并放出气体，该脱除反应的化学方程式为_。(3)已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H141.2 kJmol1COS(g)H2O(g)H2S(g)CO2(g)H235.5 kJmol1则 氢 气 脱 除COS生 成CO和H2S的 热 化 学 方 程 式 为_。(4)利用反应可在高温下脱除 COS，在 T 下，向密
67、闭容器中充入 5 mol H2O(g)和 5 mol COS(g)，测得混合气体中 H2S 体积分数()与时间(t)的关系如图所示。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是_(填标号)。Av 消耗(H2O)v 生成(CO2)B.nCOSnH2S 不变C压强保持不变D混合气体的密度保持不变该条件下 COS 的平衡转化率为_，T 时该反应的平衡常数 K_。(5)将含 COS 和 H2O的某工业气体按一定流速通过以 Al2O3为载体的催化剂，在不同温度下测得 COS 水解转化率如图所示。当温度升高到一定值后，发现 COS 水解转化率降低，可能的原因是_。在 催 化 剂 不 变 时，为 提 高 COS 的
68、 转 化 率 可 采 取 的 措 施 有_、_。答案(1)SCO(2)COS4H2O2=CO2H2SO43H2O(3)H2(g)COS(g)CO(g)H2S(g)H15.7 kJmol1(4)B 80%16(5)继续升温，平衡向逆反应方向移动控制温度在 200 增大水蒸气浓度或增大nH2OnCOS比例解析(1)类推 CO2 的分子结构，COS 的结构式为 O=C=S，则 COS 的电子式为SCO。(2)在强酸溶液中用 H2O2 氧化 COS，得到一种酸溶液并放出气体，分析 C、O、S 三种元素，酸应为硫酸，气体应为 CO2，该脱除反应的化学方程式为 COS4H2O2=H2SO4CO23H2O。
69、(3)根据盖斯定律，将得：H2(g)COS(g)CO(g)H2S(g)HH2H135.5 kJmol1(41.2 kJmol1)5.7 kJmol1。(4)反应为 COS(g)H2O(g)H2S(g)CO2(g)H235.5 kJmol1，根据热化学方程式可以看出是气体的物质的量没有发生变化的放热反应。v 消耗(H2O)代表 v 正，v 生成(CO2)也代表 v 正，不能说明 v 正v 逆，不能说明该可逆反应达到平衡状态，A 错误；根据 S 元素守恒，nCOSnH2S 不变，说明 n(COS)和 n(H2S)不再改变，能说明该可逆反应达到平衡状态，B 正确；该可逆反应气体的总物质的量为恒量，相
70、同状况下，压强也为恒量，压强保持不变，不能说明该可逆反应达到平衡状态，C 错误；混合气体的总质量为恒量，体积为恒量，则混合气体的密度也为恒量，混合气体的密度保持不变，不能说明该可逆反应达到平衡状态，D 错误。根据“三段式”，设该条件下 COS 的平衡转化率为 x，COS(g)H2O(g)H2S(g)CO2(g)起始量(mol)5 5 0 0转化量(mol)5x5x5x5x平衡量(mol)55x55x5x5x则 H2S 的体积分数()5x55x55x5x5x100%5x10100%40%，解得 x80%，平衡时 n(COS)1 mol，n(H2O)1 mol，n(H2S)4 mol，n(CO2)
71、4 mol，则 T 时该反应的平衡常数 K cH2ScCO2cCOScH2O4 molV4 molV1 molV1 molV16。(5)根据图示，温度为 200 时，测得 COS 水解转化率最高，此时达到平衡状态，当温度再升高，而 COS 的水解转化率降低，说明反应为放热反应，升高温度，平衡会逆向移动。在催化剂不变时，为提高 COS 的转化率可采取的措施有控制温度在200，增大水蒸气浓度。7(2019重庆第一中学高三期中)近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是 SO2、NOx、挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。(1)在一定条件下，CH4 可
72、与 NOx 反应除去 NOx，已知有下列热化学方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1N2(g)2O2(g)2NO2(g)H67.0 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H41.0 kJmol1则 CH4(g)2NO2(g)CO2(g)2H2O(g)N2(g)H_kJmol1；该反应在_(“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。(2)SO2 经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中 SO2 发生催化氧化的反应为 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H”“24300(MPa)1解析(1)根据盖斯定律，2 得到热化学方程式：CH4(g
73、)2NO2(g)CO2(g)2H2O(g)N2(g)H875.3 kJmol1。因为该反应 S0，H0，故在任何温度下均可自发进行。(2)恒温恒容条件下，混合气体的总质量是恒量，体积为恒量，则混合气体的密度为恒量，混合气体的密度不再发生变化不能作为达到平衡状态的标志，A错误；混合气体的总质量是恒量，气体的总物质的量是变量，则混合气体的平均摩尔质量为变量，混合气体的平均摩尔质量不再发生变化可以作为达到平衡状态的标志，B 正确；速率没有标明 v 正和 v 逆，不能作为达到平衡状态的标志，C 错误；反应前后气体分子数改变的反应，混合气体的总物质的量不再发生变化可以作为达到平衡状态的标志，D 正确。(
74、3)根据“三段式”计算，设氧气消耗的物质的量为 x，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始量(mol)2aa0变化量(mol)2xx2x平衡量(mol)2a2xax2x根据恒温恒容条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，则2a2xax2x2aa0.0850.1，x0.45a，SO2 的转化率0.45a22a100%45%。由图像分析可知，先拐先平温度高，则 T2T1，C 点和 B 点均为平衡状态，且 C 点的 v 正大于 B 点的 v 正，B 点的 v 正和 B 点的 v 逆相等，B 点的 v 逆大于 A 点的 v 逆，则 C 点的正反应速率 vC(正)大于 A 点的逆反应速率 vA(逆)。图中 B 点，依据“三段式”计算，设氧气消耗的物质的量为 y，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始量(mol)2aa0变化量(mol)2yy2y平衡量(mol)2a2yay2y依 据 恒 温 恒 容 时，气 体 的 压 强 之 比 等 于 气 体 的 物 质 的 量 之 比，则2a2yay2y2aa0.070.1，y0.9a，平衡常数Kp0.071.8a0.2a0.1a1.8a20.070.2a0.2a0.1a1.8a20.070.1a0.2a0.1a1.8a24300(MPa)1。
