1、第 8 讲 化学反应速率和化学平衡 1了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3了解化学反应的可逆性。4了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。5理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。6了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。1(2014新课标卷)已知分解 1 mol H2O2 放出热量 98 kJ。在含少量 I的溶液中，H2O2 分解的机理为H2O2IH2OIO 慢H2O2IOH2OO2I 快下列有关该反应的说
2、法正确的是A反应速率与 I浓度有关BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于 98 kJmol1Dv(H2O2)=v(H2O)=v(O2)解析 H2O2 的分解反应主要是由第一个反应决定的，I浓度越大，反应速率越快，A 项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为 I，而 IO为中间产物，B 项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C 项错误；反应速率关系为v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)，D 项错误。答案 A2(2016 四川高考)一定条件下，CH4 与 H2O(g)发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。设起始n(H2O)n(CH4)=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)
3、的体积分数与 Z 和 T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是A该反应的焓变 H0 B图中 Z 的大小为 a3bC图中 X 点对应的平衡混合物中n(H2O)n(CH4)=3D温度不变时，图中 X 点对应的平衡在加压后 (CH4)减小解析 A根据图示知温度越高，CH4 的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的焓变 H0，正确；B.相同条件下 Z 越大，平衡时 CH4 的体积分数越小，所以图中 Z 的大小为 b3a，错误；C.起始时n(H2O)n(CH4)=3，反应过程中H2O 和 CH4 等量减小，所以平衡时n(H2O)n(CH4)3，错误；D.温度不变时，加压平衡逆向移动，甲烷的体积分
4、数增大，错误。答案 A3(2015全国卷)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：(1)已知反应 2HI(g)H2(g)I2(g)的 H=11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量，则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。(2)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表：t/min020406080120 x(HI)10.910.850
5、.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为_。上述反应中，正反应速率为 v 正=k 正x2(HI)，逆反应速率为 v 逆=k 逆x(H2)x(I2)，其中 k 正、k 逆为速率常数，则 k 逆为_(以 K 和 k 正表示)。若 k 正=0.002 7 min1，在 t=40 min 时，v 正=_min1。由上述实验数据计算得到 v 正x(HI)和 v 逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_(填字母)。解析(1)设 1 mol HI(g)分子中化学键断裂
6、吸收的能量为 x，则 2x436 kJ151 kJ=11 kJ，x=299 kJ。(2)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终 x(HI)均为 0.784，说明此时已达到了平衡状态。设 HI 的初始浓度为 1 molL1，则：2HI(g)H2(g)I2(g)初始浓度/molL110 0转化浓度/molL10.216 0.108 0.108平衡浓度/molL10.784 0.108 0.108K=c(H2)c(I2)c2(HI)=0.1080.1080.7842建立平衡时，v 正=v 逆，即 k 正x2(HI)=k 逆x(H2)x(I2)，k 逆=x2(HI)x(H2
7、)x(I2)k 正。由于该反应前后气体分子数不变，故 k 逆=x2(HI)x(H2)x(I2)k 正=c2(HI)c(H2)c(I2)k 正=k正K。在 40 min时，x(HI)=0.85，则 v正=0.002 7 min 10.8521.9510 3min 1。因2HI(g)H2(g)I2(g)H0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI 的物质的量分数减小，H2、I2 的物质的量分数增大。因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为 A 点和 E 点。答案(1)299(2)0.1080.1080.7842 k 正/K1.95103 AE考点一 化学反应速率及影响因素1化学
8、反应速率的计算方法(1)公式法：v(B)=c(B)t=n(B)Vt用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。(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化学计量数之比。对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)来说。则有v(A)m=v(B)n=v(C)p=v(D)q。2外界条件对化学反应速率影响的深度剖析(1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但
9、固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化，故影响反应速率。(2)对于固体、液体物质，由于压强改变时对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可看作不变，压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。(3)升高温度，不论吸热还是放热反应，也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。(4)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。(5)“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响恒温恒容：充入“惰性气体”引起总压强增大物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。恒温恒压：充入“惰性气体”引起体积增大引起物
10、质浓度减小(活化分子浓度减小)引起反应速率减小。1一定条件下，向某密闭容器中加入一定量的 N2 和 H2 发生可逆反应 N2(g)3H2(g)催化剂2NH3(g)H=92.2 kJmol1，测得 010 s 内，c(H2)减小了 0.75 molL1，下列说法正确的是A1015 s 内 c(NH3)增加量等于 0.25 molL1B10 s 内氨气的平均反应速率为 0.025 molL1s1C达平衡后，分离出少量 NH3，v(正)增大D该反应的逆反应的活化能不小于 92.2 kJmol1解析 1015 s 内与 010 s 内的反应速率不同，故 A 项错误；010 s，c(H2)减小了 0.7
11、5 molL1，根据反应的方程式可知，氨气浓度增加了 0.5 molL1,10 s内氨气的反应速率是 0.5 molL110 s=0.05 molL1s1，选项 B 不正确；降低生成物浓度，反应速率降低，选项 C 不正确；由于正反应的 H=92.2 kJmol1，所以逆反应的活化能不小于 92.2 kJmol1，选项 D 正确。答案 D2(2015海南高考)10 mL 浓度为 1 molL1 的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成的组合是K2SO4 CH3COONa CuSO4 Na2CO3A BCD解析 Zn 与稀盐酸发生反应：Zn2HCl=ZnCl2
12、H2，若加入物质使反应速率降低，则 c(H)减小，但是不影响产生氢气的物质的量，说明最终电离产生的 n(H)不变。K2SO4 是强酸强碱盐，不发生水解，溶液显中性，溶液中的水对盐酸起稀释作用，使 c(H)减小，但没有消耗 H，因此 n(H)不变，符合题意，正确；CH3COONa 与 HCl 发生反应：CH3COONaHCl=CH3COOHNaCl，使溶液中 c(H)减小，反应速率降低，当反应进行到一定程度，会发生反应：2CH3COOHZn=(CH3COO)2ZnH2，因此最终不会影响产生氢气的物质的量，正确；加入 CuSO4 溶液会与 Zn 发生置换反应：CuSO4Zn=CuZnSO4，产生的
13、 Cu 与 Zn 和盐酸构成原电池。会加快反应速率，与题意不符合，错误；若加入 Na2CO3 溶液，会与盐酸发生反应：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，使溶液中的 c(H)减小，但由于逸出了 CO2 气体，因此使 n(H)也减小，产生氢气的物质的量减小，不符合题意，错误。答案 A考点二 化学平衡状态及其影响因素1.判断化学反应达到平衡状态的两方法逆向不变、变量相等(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，
14、不能作为是否是平衡状态的判断依据。2外界条件对化学平衡移动的影响规律(1)温度的影响：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。(2)浓度的影响：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。(3)压强的影响：增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。3用勒夏特列原理不能解释的问题(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于 H2(g)Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体
15、的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。(3)当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条件的选择。题组一 多角度突破化学平衡状态的判断1将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是A2v(NH3)=v(CO2)B密闭容器中 c(NH3)c(CO2)=2
16、1C密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变解析 该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意 D 项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2 的体积分数始终为定值(NH3 为23，CO2 为13)。答案 C2在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应 A(g)2B(g)C(g)D(g)已达到平衡状态混合气体的压强 混合气体的密度 B 的物质的量浓度 混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与 v(D)的比值 混合气体的总质量 混合气体的总体积 C、D 的分子数之比为 11A BC
17、D解析 题给反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若混合气体的压强、B 的物质的量浓度、混合气体的总物质的量、混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而中=m(g)V(容)始终不变化，中没指明反应进行的方向，m(g)始终不变化，在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，反应未达到平衡状态时，C、D 气体的分子数之比也可能为 11。答案 B题组二 考查化学平衡状态的影响因素3(2016银川模拟)反应 COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，达到平衡时，下列措施：升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体，能
18、提高 COCl2 转化率的是ABCD解析 能提高反应物转化率的方法是在不改变该反应物起始量的条件下使化学平衡向正反应方向移动。升温向吸热方向即正反应方向移动；恒容通入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动；增加 CO 浓度使平衡逆向移动；减压使平衡正向移动；催化剂不影响平衡；恒压通入惰性气体，参与反应的各组分分压强减小，平衡正向移动，故符合题意。答案 B4(2016杭州模拟)处于平衡状态的反应 2H2S(g)2H2(g)S2(g)H0，不改变其他条件的情况下合理的说法是A加入催化剂，反应途径将发生改变，H 也将随之改变B升高温度，正逆反应速率都增大，H2S 分解率也增大C增大压强，平衡向逆反应方
19、向移动，将引起体系温度降低D若体系恒容，注入一些 H2 后达新平衡，H2 浓度将减小解析 焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A 项错误；温度升高，正逆反应速率均增大，因该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C 项错误；体系中注入 H2，体系将向 H2 浓度降低方向移动，但最终 H2 的浓度增大，D 项错误。答案 B方法规律解答化学平衡题的一般思路考点三 化学平衡常数及其应用1化学平衡常数的影响因素(1)平衡常数 K 只受温度影响，既与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关，也与压强的
20、改变无关；由于催化剂同等程度地改变正逆反应速率，故平衡常数不受催化剂影响。(2)任何可逆反应，当温度保持不变，改变影响化学平衡的其他条件时，无论平衡是否发生移动，K 值不变。2化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度。对于同类型的反应，K 值越大，表示反应进行的程度越大；K 值越小，表示反应进行的程度越小。(2)判断反应进行的方向。若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为 Qc，则 QcK，反应向逆反应方向进行；Qc=K，反应处于平衡状态；QcK，反应向正反应方向进行。(3)判断反应的热效应。若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应。若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。(4
21、)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。3解答化学平衡计算题的“万能钥匙”“三段式”(1)步骤写出有关化学平衡的反应方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系并做解答。(2)方法如 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度分别为 amolL1、b molL1，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx molL1。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(molL1)ab0 0变化(molL1)mxnxpxqx平衡(molL1)amxbnxpxqxK=(px)p(qx)q(amx)m(bnx)n(3)说明对于反应物：
22、c(平)=c(始)c(变)；对于生成物：c(平)=c(始)c(变)。各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。转化率=反应物转化的浓度反应物起始的浓度100%题组一 化学平衡常数及其应用1(2016潍坊模拟)反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为 K=c(X)c2(Y)c2(Z)c2(W)，有关该平衡体系说法不正确的是A升高温度，该反应平衡常数 K 的变化无法判断B增大压强，W 的质量分数减小C该反应的化学方程式为 2Z(g)2W(g)=X(g)2Y(g)D增大 X 气体浓度平衡向正反应方向移动解析 A 项，因不知反应是吸热反应还是放热反应，所以升高温度平衡移动方向无法判
23、断，故 K 值不能判断；B 项，由表达式可判断反应方程式为 2Z(g)2W(g)=X(g)2Y(g)，加压平衡向正反应方向移动，W 的质量分数减小；D 项，X 为产物，增大产物浓度则平衡向逆反应方向移动。答案 D2已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为 K1 和 K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为 K。则下列说法正确的是A反应的平衡常数 K1=c(CO2)c(Cu)c(CO)c(CuO)B反应的平衡常数 K=K1K2C对于反应，恒容时，温度升高，H2 浓
24、度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2 浓度一定减小解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应=反应反应，因此平衡常数 K=K1K2，B 正确；反应中，温度升高，H2 浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此 Hv 逆的点是 3，表示 v 正0。一定温度时，向密闭容器中通入 N2O5，部分实验数据见下表：时间/s05001 0001 500c(N2O5)/molL10.500.350.250.25下列说法中错误的是A500 s 时 O2 的浓度为 0.075 molL1B平衡后，升高温度，正反应速率先增大
25、后减小C平衡后，要使平衡常数增大，改变的条件是升高温度D1 000 s 时将容器的体积缩小一半，重新达到平衡时 0.25 molL1c(N2O5)5.00 molL1，D项错误。答案 D3(双选)(2016江苏高考)一定温度下，在 3 个体积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中反应 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是容器温度/K物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应放热B达到平衡时，容器中反应物转化
26、率比容器中的大C达到平衡时，容器中 c(H2)大于容器中 c(H2)的两倍D达到平衡时，容器中的反应速率比容器中的大解析 容器中，列三段式 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)起始浓度(molL1):0.20 0.10 0转化浓度(molL1):0.16 0.08 0.08平衡浓度(molL1):0.04 0.02 0.08容器中，列三段式 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)起始浓度(molL1):0 0 0.10转化浓度(molL1):0.15 0.075 0.075平衡浓度(molL1):0.15 0.075 0.025A 项中，K=0.080.0420.02=2 500，K=0.0
27、250.1520.07514.82，由、比较，温度升高平衡向左移动，所以正反应为放热反应，正确；B 项中，容器相当于在容器的基础上压缩容器体积，压强增大，平衡右移，容器中的转化率比中大，错误；C 项中，容器中，增大压强，平衡向右移动，平衡时 c(H2)要小于中 c(H2)的 2 倍；和比较，平衡时中 c(H2)中 c(H2)的 2 倍，错误；D 项中，中温度为 500 K，中温度为 400 K，温度越高，反应速率越快，正确。答案 AD方法技巧(1)建模法分析化学平衡当容器中的投料量是容器中的 n 倍时，可通过建模思想来进行考虑。一般解题步骤以 PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)为例：建模
28、：构建容器的模型：p(始)p(平)1 mol PCl5 恒容PCl5 M%解模：将容器进行拆分，构建新的模型(用实线箭号表示状态变化的方向，用虚线箭号表示虚拟的过程)：最后将虚拟出的两个平衡状态进行加压，把体积较大的平衡状态转化为体积较小的平衡状态。即容器的反应相当于在虚拟容器的基础上增大压强，平衡逆向移动，容器相对于容器，PCl5 的体积分数增大。(2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物(或生成物)的平衡移动问题：对于 aA(g)bB(g)cC(g)或 bB(g)cC(g)aA(g)，当 T、p 不变时，加入 A 气体，平衡移动的最终结果与原平衡等效，相当于平衡不移动；而加入 B或
29、C，则平衡的移动由浓度决定。考点五 变量控制实验题的突破方法解答“变量控制”实验探究题的方法思路1确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。2定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。3数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。1某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响
30、，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。实验混合溶液ABCDEF4 molL1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和 CuSO4 溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中：V1=_，V6=_，V9=_。解析 因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取 30 mL，根据 F 中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为 20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为 V7=20 mL，V8
31、=19.5 mL，V9=17.5 mL，V10=15 mL，实验 E 中加入的硫酸铜的体积 V6=10 mL。答案 30 10 17.52(2015广东高考)设计实验，探究某一种因素对溶液中 NH4Cl 水解程度的影响。限制试剂与仪器：固体 NH4Cl、蒸馏水、100 mL 容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH 计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)(1)实验目的：探究_对溶液中 NH4Cl 水解程度的影响。(2)设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中 V(溶液)表示所配制溶液的体积)。物理量实验序号V(溶液)
32、/mL11002100解析 通过所给试剂和仪器，可以探究温度(或浓度)对溶液中氯化铵水解程度的影响。如果是探究温度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同温度下溶液的 pH；如果是探究浓度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同浓度下溶液的 pH。因此实验表格可以为 物理量 实验序号 V(溶液)/mL 氯化铵 质量/g 温度/pH 1 100 m1 T b 2 100 m2 T c 答案(1)温度(或浓度)(2)物理量实验序号V(溶液)/mLNH4Cl质量(g)温度()pH1100mT1b2100mT2c或物理量实验序号V(溶液)/mLNH4Cl质量(g)温度()pH1100m1Tb2
33、100m2Tc限时 50 分钟，满分 70 分一、选择题(包括 7 个小题，每小题 5 分，共 35 分)1已知反应：2NO(g)Br2(g)=2NOBr(g)的活化能为 a kJmol1，其反应机理如下：NO(g)Br2(g)=NOBr2(g)慢NO(g)NOBr2(g)=2NOBr(g)快下列有关该反应的说法正确的是A反应的速率主要取决于的快慢B反应速率 v(NO)=v(NOBr)=2v(Br2)CNOBr2 是该反应的催化剂D该反应的焓变等于 a kJmol1解析 A 项，反应速率的快慢主要取决于慢反应的速率；B 项，反应速率之比等于化学计量数之比，根据总反应式知 v(NO)=v(NOB
34、r)=2v(Br2)；C 项，NOBr2是反应的生成物，是反应的反应物，不是催化剂；D 项，a kJmol1 是总反应的活化能，不是焓变。答案 B2(2015上海高考)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大解析 A合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强，平衡正向移动，正反
35、应速率大于逆反应速率，所以对正反应的反应速率影响更大，正确。C.减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，错误。D.加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，错误。答案 B3向某密闭容器中充入 1 mol X 与 2 mol Y 发生反应：X(g)2Y(g)aZ(g)H0，达到平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X 的平衡转化率的变化如图所示。下列说法中正确的是Aa=2BT2T1CA 点的反应速率：v 正(X)=13v 逆(Z)D用 Y 表示 A、B 两点的反应速率：v(A)v(B)解析 改变压强，X 的平衡转化率不变，
36、说明反应前后气体的化学计量数之和相等，所以 a=3；此反应为放热反应，升高温度，X 的平衡转化率减小，故 T1T2，所以 v(B)v(A)。答案 C4(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，溶液变为橙色解析 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
37、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，A 项正确；中 Cr2O27 被 C2H5OH 还原，所以颜色变为绿色，B 项正确；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，C 项正确；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，D 项错误。答案 D5(2016陕西师大附中模拟)在 1.0 L 密闭容器中放入 1.0 mol X，在一定温度下发生反应 X(g)Y(g)Z
38、(g)H0 容器内气体总压强 p 随反应时间 t 的变化关系如图所示。以下分析正确的是A从反应开始到 t1 时的平均反应速率 v(X)=0.2/t1 mol(Lmin)1B该温度下此反应的平衡常数 K=3.2C欲提高平衡体系中 Y 的含量，可升高体系温度或减少 Z 的量D其他条件不变，再充入 0.1 mol 气体 X，平衡正向移动，X 的转化率增大解析 在恒容的密闭容器中，气体的体积比等于容器中气体产生的压强之比。在反应开始时压强是 0.5，在 t1 时的压强是 0.7，则此时容器中气体的物质的量是 x=0.70.5=1.4 mol，根据反应方程式可知：每有 1 mol X 发生反应，反应后气
39、体的物质的量增加 1 mol，现在气体的物质的量增加 0.4 mol，则反应 X 的物质的量是 0.4 mol，用 X 表示的反应速率是 v(X)=(0.4 mol1.0 L)t1=0.4/t1mol(Lmin)1，错误；B.当反应达到平衡时气体的压强是 0.9，则平衡时气体的物质的量是 n=0.90.5=1.8 mol，比反应前增加了 0.8 mol，根据反应方程式中的物质的量关系可知 0.8 mol X 发生反应，产生 Y、Z 物质的量都是 0.8 mol，此时还有 X 0.2 mol，根据平衡常数的定义式可得该温度下此反应的平衡常数K=c(Y)c(Z)c(X)=0.80.80.2=3.2
40、，正确；C.该反应的正反应是气体体积增大的放热反应，因此根据平衡移动原理，欲提高平衡体系中 Y 的含量，可降低体系温度或减少 Z的量，错误；D.其他条件不变，再充入 0.1 mol 气体 X，由于压强增大的影响大于浓度增大的影响，增大压强，平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，X 的转化率降低。答案 B6(2016皖南模拟)在不同温度下，向 V L 密闭容器中加入 0.5 mol NO 和 0.5 mol 活性炭，发生反应：2NO(g)C(s)N2(g)CO2(g)H=Q kJmol1(Q0)，达到平衡时的数据如下：温度/n(C)/moln(CO2)/molT10.15T20.375下列有关说法
41、正确的是A由上述信息可推知：T1T2BT2 时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，c(N2)c(NO)增大CT1 时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后 NO 的转化率增大DT1 时，该反应的平衡常数 K=916解析 A根据题给反应和数据知，温度为 T2 时反应达平衡时 n(CO2)=0.125 mol，则温度由 T1 到 T2，平衡逆向移动，该反应为放热反应，则改变的条件为升高温度，则：T1T2，故 A 错误；B.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，T2 时，若反应达平衡后再缩小容器的体积(即增大压强)，平衡不移动，c(N2)c(NO)不变，故 B 错误；C.该反应为反应前后气体物质的
42、量不变的反应，T1 时，若开始时反应物的用量均减小一半相当于减小压强，平衡不移动，再次平衡后 NO 的转化率不变，故 C 错误；D.T1 时，该反应的平衡常数K=c(CO2)c(N2)/c2(NO)=0.150.15/0.22=9/16(容积均为 V L，计算过程中消去)，故 D 正确。答案 D7(2015四川高考)一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p 分)=气体总压(p 总)体积分数。下列说法正确的是A550 时，若充入惰性气体，v 正、v 逆均减小，平衡不移动B65
43、0 时，反应达平衡后 CO2 的转化率为 25.0%CT 时，若充入等体积的 CO2 和 CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp=24.0p 总解析 A 项，550 时，若充入惰性气体，v 正、v 逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A 项错误。B 项，根据图示可知，在 650 时，CO 的体积分数为 40%，根据反应方程式：C(s)CO2(g)2CO(g)，设开始加入 1 mol CO2，反应掉了 x mol CO2，则有：C(s)CO2(g)2CO(g)始态：1 mol 0变化：x mol 2x mol平衡：(1x)
44、mol 2x mol因此有：2x1x2x100%=40%，解得 x=0.25，则 CO2的平衡转化率为0.25 mol1 mol100%=25%，故 B 项正确。C 项，由图可知，T 时，CO 与 CO2 的体积分数相等，在等压下充入等体积的 CO 和 CO2，对原平衡条件无影响，平衡不移动，C 项错误。D 项，925 时，CO 的体积分数为 96%，故 Kp=c2(CO)c(CO2)=(96%p总)24%p总=23.04p总，D 项错误。答案 B二、非选择题(包括 4 个小题，共 35 分)8(8 分)(2015全国卷)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为 CO、CO
45、2 和 H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数 K 表达式为_；图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。(2)合成气组成 n(H2)/n(COCO2)=2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2 所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图 2 中的压强由大到小为_，其判断理由是_。解析(1)根
46、据化学平衡常数的书写要求可知，反应的化学平衡常数为K=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)。反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数 K 减小，故曲线 a 符合要求。(2)由图 2 可知，压强一定时，CO 的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生 CO 的量增大，而总结果是随温度升高，CO 的转化率减小。反应的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO 的平衡转化率增大，而反应为气体总分子数不变的反应，产生 CO 的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO 的转化率提
47、高，故压强 p1、p2、p3 的关系为 p1p2p3。答案(1)K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)(或 Kp=p(CH3OH)p(CO)p2(H2)a 反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小(2)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中 CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生 CO 的量增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低 p3p2p1 相同温度下，由于反应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。故增大压强时，有利于 CO 的转化率升高9(9 分)(2016成都
48、模拟)现甲、乙两化学小组安装两套如下相同装置，用以探究影响 H2O2 分解速率的因素。(1)仪器 a 的名称_。(2)MnO2催化下H2O2分解的化学方程式是_。(3)甲小组有如下实验设计方案，请帮助完成(所有空均需填满)。实验编号实验目的T/K催化剂浓度甲组实验作实验参照2983 滴 FeCl3 溶液10 mL 2%H2O2甲组实验29810 mL 5%H2O2(4)甲、乙两小组得出如图数据。由甲组实验得出的数据可知：浓度越大，H2O2 分解速率_；由乙组研究的酸、碱对 H2O2 分解影响因素的数据分析：相同条件下，Na2O2和 K2O2 溶于水放出气体速率较快的是_；乙组提出可以用 BaO
49、2 固体与H2SO4溶液反应制 H2O2，其化学反应方程式为_；支持这一方案的理由是_。解析(3)对比实验和中的 H2O2 的浓度不同，故表格中的的实验目的是探究浓度对反应速率的影响，催化剂要和实验一致，为 3 滴 FeCl3 溶液。(4)由甲组实验得出的数据可知：浓度越大，H2O2 分解速率越快；相同条件下，Na2O2 和 K2O2 溶于水放出气体速率较快的是 K2O2；BaO2 与 H2SO4 溶液反应制H2O2 的化学反应方程式为 BaO2H2SO4=BaSO4H2O2，因为制备 H2O2 的环境为酸性环境，H2O2 分解速率较慢。答案(1)锥形瓶(2)2H2O2=MnO22H2OO2(
50、3)探究反应物浓度对速率的影响3 滴 FeCl3 溶液(4)越快 K2O2 BaO2H2SO4=BaSO4H2O2制备 H2O2 的环境为酸性环境，H2O2 分解速率较慢10(9 分)雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：N2(g)O2(g)2NO(g)H1=a kJmol1CO(g)1/2O2(g)CO2(g)H2=b kJmol12CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H3请回答下列问题：(1)H3=_kJmol1(用含 a、b 的代数式表示)。(2)对于有气体参与的反应，表示平衡常数 Kp 时用气体组分(B)的平衡
51、压强p(B)代 替 该 气 体 物 质 的 量 浓 度 c(B)，则 反 应 的 平 衡 常 数 表 达 式Kp=_。(3)能说明反应已达平衡状态的标志是_(填字母)。A单位时间内生成 1 mol CO2 的同时消耗了 1 mol COB在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变C在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化D在恒温恒压的容器中，NO 的体积分数保持不变(4)在一定温度下，向体积为 V L 的恒容密闭容器中充入一定量的 NO 和 CO，发生反应。在 t1 时刻达到平衡，此时 n(CO)=x mol，n(NO)=2x mol，n(N2)=y mol，则 NO 的平衡转化率为_(用含
52、 x、y 的代数式表示)；再向容器中充入 y mol CO2 和 x mol NO，则此时 v(正)_(填“”、“”或“=”)v(逆)。(5)烟气中也含有氮氧化物，C2H4 可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2负载量对 NO 去除率的影响，控制其他条件一定，实验结果如下图所示。为达到最高的 NO 去除率，应选择的反应温度约为_，Cu2负载量为_。解 析 (1)N2(g)O2(g)2NO(g)H1=a kJmol 1，CO(g)1/2O2(g)CO2(g)H2=ckJmol 1，由2 得：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)，由盖斯定律 H3=2H2H1=(2ba)kJmol1
53、；(2)对于有气体参与的反应，表示平衡常数 Kp 时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度 c(B)，则反应的平衡常数表达式 Kp=p2(NO)p(N2)p(O2)；(3)能说明反应已达平衡状态的标志是：A.单位时间内生成 1 mol CO2 的同时消耗了 1 mol CO，描述的都是正反应，不能说明反应已经达到平衡，A 错误；B.在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变，密度等于混合气体的质量闭上容器体积，根据质量守恒不管是否达到平衡，混合气体的质量都不变，容器体积不变，所以密度始终不变，B 错误；C.在绝热恒容的容器中，容器内的温度随反应的进行在变化，平衡常数也会发生变
54、化，平衡常数不再变化，说明容器的温度在变，反应达到平衡，C 正确；D.在恒温恒压的容器中，NO 的体积分数保持不变，说明各成分的物质的量不再变化，反应达到平衡，D 正确；(4)一定温度下，向体积为 V L 的恒容密闭容器中充入一定量的 NO 和 CO，发生反应2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)，t1 时刻达到平衡，此时 n(CO)=xmol，n(NO)=2x mol，n(N2)=y mol，生成 N2 的物质的量为 y mol，反应的 NO 物质的量为 2y，起始 NO 的物质的量为 2x2y，平衡转化率为 2y/(2x2y)=yxy100%，向容器中充入 y mol CO2 和
55、 x mol NO，相当于同等倍数的增大反应物和生成物的浓度，平衡不移动，此时 v(正)=v(逆)；(5)从图上可以看出负载为 3%时，相同温度下 NO 去除率最高，当温度在 350度左右时，去除 NO 的效果最好。答案(1)2ba(2)p2(NO)p(N2)p(O2)(3)CD(4)yxy100%=(5)350(300 400 之间)3%11(9 分)(2016枣庄模拟)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将 CN氧化的反应)。【相关资料】氰化物主要是以 CN和Fe(CN)63两种形式存在。Cu2可作为双氧水氧
56、化法破氰处理过程中的催化剂；Cu2在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计。Fe(CN)63较 CN难被双氧水氧化，且 pH 越大；Fe(CN)63越稳定，越难被氧化。【实验过程】在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂 Cu2的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始 pH 和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)实验序号实验目的初始pH废水样品体积/mLCuSO4 溶液的体积/mL双氧水溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL为以下实验操作参考760101020废水的初始 pH1260101020对破氰反应速率的影响76010实验测
57、得含氰废水中的总氰浓度(以 CN表示)随时间变化关系如图所示。(2)实验中 2060 min 时间段反应速率：v(CN)=_molL1min1。(3)实验和实验结果表明，含氰废水的初始 pH 增大，破氰反应速率减小，其原因可能是_(填一点即可)。在偏碱性条件下，含氰废水中的 CN最终被双氧水氧化为 HCO3，同时放出 NH3，试写出该反应的离子方程式：_。(4)该兴趣小组同学要探究 Cu2是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设计实验并验证上述结论，完成下表中内容。(己知：废水中的 CN浓度可用离子色谱仪测定)实验步骤(不要写出具体操作过程)预期实验现象和结论解析(1)影响该反应的因
58、素有 pH 以及双氧水的浓度，实验目的为废水的初始 pH 对破氰反应速率的影响和双氧水的浓度对破氰反应速率的影响，其他量应不变，而且总体积不变，蒸馏水的体积为 10 mL，所以双氧水的体积为 20 mL；(2)根据 v=ct=(1.40.7)molL1(6020)min=0.017 5 molL1min1；(3)pH 越大，Fe(CN)63越稳定，越难被氧化，所以破氰反应速率减小；因为氰废水中的 CN最终被双氧水氧化为 HCO3，其中的碳由2 价变成4 价，1 mol CN反应转移 2 mol 的电子，而过氧化氢 1 mol 参加反应也转移 2 mol 的电子，所以 CN和 H2O2 的物质的
59、量之比为 11，所以反应的离子方程式为：CNH2O2H2O=NH3HCO3；(4)分别取温度相同、体积、浓度相同的含氰废水的试样两等份，滴加过氧化氢，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的 CN浓度，如果在相同时间内，若甲试管中的 CN浓度小于乙试管中的 CN浓度，则 Cu2对双氧水破氰反应起催化作用，反之则不起催化作用。答案(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响10 20(2)0.017 5(3)初始 pH 增大，催化剂 Cu2会形成 Cu(OH)2 沉淀，影响 Cu2的催化作用CNH2O2H2O=NH3HCO3(4)实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支试管中的 CN浓度相同时间内，若甲试管中的 CN浓度小于乙试管中的 CN浓度，则 Cu2对双氧水破氰反应起催化作用；若两试管中的 CN浓度相同，则 Cu2对双氧水破氰反应不起催化作用