1、化学反应速率与化学平衡知识点一、物质状态和浓度对反应速率的影响1对于有固体参加的化学反应而言，由于在一定条件下，固体的浓度是固定的，所以固体物质在化学反应中浓度不改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体物质。但因为固体物质的反应是在其表面进行的，故与其表面积有关，当固体颗粒变小时，会增大表面积，加快反应速率。2对于有气体参加的反应而言，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变所致。所以，在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反应速率产生何种影响。对于气体反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增加压强体积缩小
2、浓度增大反应速率加快。(2)恒容时：充入气体反应物浓度增大总压增大速率加快充入“惰气”总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入：“惰气”体积增大各反应物浓度减少反应速率减慢。知识点二、外界条件对化学反应速率的影响 影响因素分子总数活化分子百分数活化分子总数活化分子浓度（单位体积活化分子数）增大浓度增加不变增加增加增大压强不变不变不变增加升高温度不变增加增加增加正催化剂不变增加增加增加知识点三、化学反应速率的图象图象也是一种表达事物的语言符号，化学反应速率图象是将化学反应速率变化的状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反应速率变化规律的反映。认识和应用
3、化学反应速率图象时，要立足于化学方程式，应用化学反应速率变化的规律，分析直角坐标系及其图象的涵义。1化学反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(1)其他条件一定，反应速率随着c(HCl)的增大而增大，如图。(2)其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大，如图。(3)随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减小，化学反应速率逐渐减小，如图。2化学反应2H2S(g)SO2(g)=3S(s)2H2O(g)(1)其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大。如图。(2)其他条件一定，减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小
4、，如图。(3)温度、气体容器的容积都一定，随着时间的增加，SO2、H2S物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减小，反应速率逐渐减小，如图。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应，气态反应物的压强都是逐渐增大(缩小容器容积)，反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图。知识点四、化学平衡状态的特征和判断方法1化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征可以概括为：逆、等、动、定、变。(1)“逆”研究对象是可逆反应。(2)“等”化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即v正v逆，这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。(3)“动”指化学反应已达到化学平衡状态时，反应并没有停止，实际
5、上正反应与逆反应始终在进行，只是正反应速率等于逆反应速率，即v正v逆0，所以化学平衡状态是动态平衡状态。(4)“定”在一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大的程度)状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。(5)“变”任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)，而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达到平衡，也可以从逆反应方向开始达到平衡)。当外界条件变化时，原来的化学平衡也会发生
6、相应的变化。2化学平衡状态的判断方法(1)直接判定：v正v逆(实质)同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。(2)间接判定：各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)保持不变。反应物的转化率、产物的产率保持不变。总之，能变的量保持不变说明已达平衡。(如下表所示)例举反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)是否平衡状态混
7、合物体系中各成分的量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定是各物质的质量或各物质的质量分数一定是各气体的体积或体积分数一定是总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定不一定正反应速率与逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正v逆是在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，则v正v逆是vAvBvCvDmnpq，v正不一定等于v逆不一定在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，均指v逆，v正不一定等于v逆不一定压强若mnpq，总压强一定(其他条件不变)是若mnpq，总压强一定(其他条件不变)不一定平均相对分子质量r一定，只有当
8、mnpq时是r一定，但mnpq时不一定温度任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定时是体系的密度密度一定不一定【特别提醒】化学平衡的实质是v(正)v(逆)0时，表现为平衡体系中各组分的物质的量或物质的量分数不再变化，因此v(正)v(逆)0是化学平衡判断的充要条件。运用v(正)v(逆)0时，注意方向和数量关系。学会“变”与“不变”判断。“变”就是到达平衡过程中量“变”，而到达平衡后“不变”。否则，不一定平衡。知识点五、等效平衡1等效平衡在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量
9、（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡（。概念的理解：（1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始投料是一次还是分成几次反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程，）只要起始浓
10、度相当，就达到相同的平衡状态。2.等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种： 第一类：对于恒温、恒容条件下反应前后气体体积改变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。例如，恒温恒容下的可逆反应：2SO2 O2 2SO32 mol1 mol 0 mol0 mol0 mol 2 mol0.5 mol0.25 mol 1.5 mol上述三种配比，按方程式的计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol 、O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。第二类：对于恒温、恒容条件下为反应前
11、后气体体积不变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡是等效的。例如，恒温恒容条件下，对于可逆反应： H2(g) I2(g) 2HI(g)1 mol 1 mol 0 mol2 mol 2 mol 1 mol上述两种配比，按方程式中化学计量关系均转化为反应物，两种情况下H2与I2(g)的物质的量比均为1:1，因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。第三类：对于恒温、恒压条件下的任何气体参加的可逆反应(无论反应前后气体体积可变或不变)。如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量比与对应组分的起始
12、加入量比相同，则建立的化学平衡是等效的。例如，恒温、恒压条件下，对于可逆反应：N2 3H2 2NH31 mol3 mol 0 mol2 mol6 mol 1 mol0 mol0 mol 0.5mol上述三种配比，按方程式中化学计量关系均转化为反应物，三种情况下，N2与H2的物质的量比均 1 3，因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的。3.化学平衡的思维方法：(1)可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时，反应物和生成物共存，每种物质的物质的量不为零。一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些
13、范围或在范围中选择合适的量。 (2)“一边倒”原则可逆反应，在条件相同时(如等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温等容)可逆反应 aA(g) + bB(g) cC(g)起始量 a b 0 平衡态起始量 0 0 c 平衡态起始量 x y z 平衡态为了使平衡=平衡=平衡，根据“一边倒”原则，即可得：x+a/cz=a得x/a+z/c=1； y+b/cz=b得y/b+z/c=1 。知识点六、化学平衡移动与图像总结：只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v正=v
14、逆v正=v逆；只要减小浓度、降低压强、降低温度，新平衡都在原平衡下方，v正v逆0B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高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D.380 下，c起始(O2)5.0104 molL1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2 000【解析】A项，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，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，反应2NOO22NO2的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，H0，错误；B项，X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态，延长反
15、应时间，可以提高NO的转化率，正确；C项，Y点时反应已达平衡状态，增加O2的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高，错误；D项，设起始时c(NO)a molL1，则：K，当0.25a0时，K2 000，但0.25a0，所以K2 000，正确。【答案】BD【举一反三】（2018年天津卷）室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4和78.5。下列有关叙述错误的是A. 加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B. 增大HBr浓度，有利于生成
16、C2H5BrC. 若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D. 若起始温度提高至60，可缩短反应达到平衡的时间【答案】D【解析】加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量，A正确。增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br，B正确。若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1，C正确。若起始温度提高至60，考虑到HBr是挥发性酸，在此
17、温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间，D错误。【变式探究】【2017海南】已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是A. 升高温度，K减小 B. 减小压强，n(CO2)增加C. 更换高效催化剂，(CO)增大 D. 充入一定量的氮气，n(H2)不变【答案】AD【解析】此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K值减小，A正确；反应前后气体体积之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，B错误；催化剂对化学平衡移动无影响，因此C
18、O的转化率不变，C错误；恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体系数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，D正确。【变式探究】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【答案】B【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
19、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的浓度大于原平衡时的浓度，D项错误。高频考点三化学平衡常数及其应用例3（2018年江苏卷）根据下列图示所得出的结论不正确的是A. 图甲是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的H0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 molL10.040 molL10.060 molL1，根据v可知：v(N2O4)0.001 0 molL1s1；求平衡常数可利用
20、三段式：N2O4(g) 2NO2(g)起始量/(molL1) 0.1000转化量/(molL1) 0.0600.120平衡量/(molL1) 0.0400.120K10.36 molL1。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g) 2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T100 ，由c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4 0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，由三段式：N2O4(g) 2NO2(g)
21、起始量/(molL1)0.040 0.120转化量/(molL1)0.020 0.040平衡量/(molL1)0.020 0.160K21.3 molL1。(3)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。【答案】(1)大于0.001 00.36 molL1(2)大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.160 molL1c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0
22、.020 molL1K21.3 molL1(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动高频考点四 有关化学平衡的计算例4.(1)2019课标全国，28(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300 )_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)11的数据计算K(400 )_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低
23、产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_、_。(2)(2016全国)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。反应ClO2SO=2SOCl的平衡常数K表达式为_。(3)2019天津理综，7(5)在1 L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体，t 时发生如下反应：PH4I(s) PH3(g)HI(g)4PH3(g) P4(g)6H2(g)2HI(g) H2(g)I2(g)达平衡时，体系中n(HI)b mol，n(I2)c mo
24、l，n(H2)d mol，则t 时反应的平衡常数K值为_(用字母表示)。【解析】(1)由题给HCl平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HCl平衡转化率降低，则此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K(300 )大于K(400 )。结合题图可知，c(HCl)c(O2)11、400 时HCl的平衡转化率为84%，列出三段式：则K(400 )；进料浓度比c(HCl)c(O2)过低会使O2和Cl2分离的能耗较高，过高则会造成HCl转化率较低。(2)由图分析可知，温度升高，SO2或NO平衡分压的负对数均减小，说明升高温度，平衡逆向移动，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。根据反应ClO2
25、SO=2SOCl可写出其平衡常数表达式为K。(3)反应生成的n(HI)体系中n(HI)2体系中n(I2)(b2c) mol，反应中生成的n(H2)体系中n(H2)反应中生成的n(H2)(dc) mol，体系中n(PH3)反应生成的n(PH3)反应中转化的n(PH3)b2c(dc) mol(b) mol，反应的平衡常数Kc(PH3)c(HI)(b)b。【答案】(1)大于O2和Cl2分离能耗较高HCl转化率较低(2)减小K (3)(b)b【举一反三】2018课标全国，28(1)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：(1)F.Daniels
26、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的变化如表所示(t时，N2O5(g)完全分解)：t/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_kJmol1。研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min时
27、，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1位小数)。【解析】(1)将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由ab得N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)HkJmol153.1 kJmol1。t62 min时，体系中pO22.9 kPa，根据三段式法得则62 min时pN2O530.0 kPa，v210330.
28、0 kPamin16.0102kPamin1。刚性反应容器的体积不变，25 N2O5(g)完全分解时体系的总压强为63.1 kPa，升高温度，从两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO2N2O4的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成NO2的方向移动，气体物质的量增大，故体系总压强增大。N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始pN2O535.8 kPa，其完全分解时pN2O435.8 kPa，pO217.9 kPa，设25 平衡时N2O4转化了x，则35.8 kPax2x17.9 kPa63.1 kPa，解得x9.4 kPa。平衡时，pN2O426.4 kPa，p
29、NO218.8 kPa，K kPa13.4 kPa。【答案】53.130.06.0102大于温度升高，体积不变，总压强增大；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强增大13.4【方法技巧】“三段式”计算解题模型(1)分析三个量：即起始量、转化量、平衡量。(2)明确三个关系对于同一反应物，起始量转化量平衡量。对于同一生成物，起始量转化量平衡量。各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。(3)计算模式对于反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。计算模式如下：则有：平衡常数：
30、KA的平衡浓度：c(A)平molL1。A的转化率：(A)平100%，(A)(B)。A的体积分数：(A)100%。平衡与起始压强之比：。混合气体的平均密度：混 gL1。混合气体的平均摩尔质量：Mgmol1。【变式探究】CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题：(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示：关于上述过程的说法不正确的是_(填序号)。a.实现了含碳物质与含氢物质的分离b.可表示为CO2H2=H2O(g)COc.CO未参与反应d.Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的H其他条件不变，在不同催化剂(、)作用下，反应CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)
31、进行相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态_(填“是”或“不是”)平衡状态；b点CH4的转化率高于c点，原因是_。(2)在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20 kPa、25 kPa，加入Ni/Al2O3催化剂并加热至1 123 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v(CO)1.3102p(CH4)p(CO2) molg1s1，某时刻测得p(CO)20 kPa，则p(CO2)_kPa，v(CO)_molg1s1。达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp_(kPa)2。(
32、用各物质的分压代替物质的量浓度计算)【解析】(1)由过程分析知H2H2O(g)，CO2、COCO和惰性气体，分离开来，a正确；由过程可分析知H2H2O(g)，CO2CO，故反应的方程式为CO2H2=H2O(g)CO，b正确；由过程分析知CO、CO2CaCO3，CO参与反应，c不正确；催化剂不改变反应的H，d不正确。若a点为平衡状态，相同温度下、中CH4的转化率应相同，故a点不是平衡状态。故p(CO2)15 kPav(CO)1.3102p(CH4)p(CO2)molg1s11.31021015 molg1s11.95 molg1s120 kPax25 kPax2x2x1.8(20 kPa25 k
33、Pa)x18平衡时p(CH4)2 kPa，p(CO2)7 kPa，p(CO)p(H2)36 kPaKp【答案】(1)c、d不是b、c均未达到平衡，b点温度高，反应速率快，消耗CH4量多，故转化率高(2)151.95高频考点五 有关化学反应速率、化学平衡的图像分析 例5.2019天津理综，10(2)(3)(4)将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：SiCl4(g)H2(g) SiHCl3(g)HCl(g)H103SiCl4(g)2H2(g)Si(s) 4SiHCl3(g)H202SiCl4(g)H2(g)Si(s)HCl(g) 3SiHCl3(g)H3(2)已知体系自由能变
34、GHTS，G0时反应自发进行。三个氢化反应的G与温度的关系如图1所示，可知：反应能自发进行的最低温度是_；相同温度下，反应比反应的G小，主要原因是_。(3)不同温度下反应中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是_(填序号)。a.B点：v正v逆 b.v正：A点E点 c.反应适宜温度：480520 (4)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”)。【解析】(2)G0时，反应能自发进行，故反应自发进行的最低温度为1 000 。由于GHTS，反应的H20，H2S2，因此相同温度下反应比反应的G小的主要原因为H2v逆，正确.b项，不同点比较正、
35、逆反应速率看反应条件，A点温度低于E点温度，所以v正：A点E点，错误；c项，根据图示，温度在480520 时，SiCl4转化率高，480520 为反应适宜温度，正确。(4)根据盖斯定律，由反应反应，可得反应，则H3H2H1。由H20知H3vbvc，结合沉积碳的生成速率方程vkp(CH4)p(CO2)0.5，在p(CH4)相同时，随着p(CO2)增大，反应速率逐渐减慢，即可判断：pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。【答案】(1)247A(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
36、)12019江苏在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是A反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的H0 B图中X点所示条件下，延长反应时间能提高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)=5.0104 molL1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000【答案】BD【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率
37、可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，H=2000，故D正确；故选BD。22019浙江选考下列说法正确的是( )AH(g)I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变BC(s)H2O(g) H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)B(g) 2C(?)已达平衡，则A、C不能同时是气体D1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热
38、量为Q2，Q2不等于Q1【答案】B【解析】该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A项错误；在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确；若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的计量数不等，故A、C不可能均为气体，C项错误；易知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H，合成氨气实际参与反应n(H2)=310=0.3mol，因而Q1=0.3/3|H|=0.1|H|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=210=0.2mol，Q2=0.2/2|H|=0.1|H|，则Q1=Q2
39、，D项错误。1. （2018年天津卷）室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4和78.5。下列有关叙述错误的是A. 加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B. 增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC. 若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D. 若起始温度提高至60，可缩短反应达到平衡的时间【答案】D【解析】加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量，A正确。增大HBr浓度，平衡正向移动，有利
40、于生成C2H5Br，B正确。若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1，C正确。若起始温度提高至60，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间，D错误。2. （2018年江苏卷）根据下列图示所得出的结论不正确的是A. 图甲是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的H0B. 图乙
41、是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小C. 图丙是室温下用0.1000 molL1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 molL1某一元酸HX的滴定曲线，说明HX是一元强酸D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ba2+ )与c(SO42)的关系曲线，说明溶液中c(SO42 )越大c(Ba2+ )越小【答案】C【解析】升高温度，lgK减小，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的H0，A正确；根据图像，随着时间的推移，c（H2O2）变化趋
42、于平缓，随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小，B正确；根据图像，没有滴入NaOH溶液时，0.1000mol/LHX溶液的pH1，HX为一元弱酸，C错误；根据图像可见横坐标越小，纵坐标越大，-lgc（SO42-）越小，-lgc（Ba2+）越大，说明c（SO42-）越大c（Ba2+）越小，D正确。3. （2018年江苏卷）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)，测得反应的相关数据如下：下列说法正确的是A. v1 v2，c2 K3，p2 2p3C. v13(SO2 ) D. c2 2c3，2(SO3 )+3
43、(SO2 ) T1【答案】CD【解析】由容器I中反应2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.6 0 0变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2)，进一步求出。A显然容器II的起始投料与容器I的平衡量相比，增大了反应物浓度，平衡将向逆反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定小于1 mol，故两容器的
44、压强之比一定大于4：5，A错误；B若容器II在某时刻，由反应 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因为，解之得x=，求出此时浓度商Qc=K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，由反应 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x 由0.52x=2x+0.35x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=
45、，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D温度为T2时，0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2T1，D正确。1【2016年高考北京卷】下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是（ ）A抗氧化剂B调味剂C着色剂D增稠剂【答案】A【解析】抗氧化剂减少食品与氧气的接触，延缓氧化的反应速率，A正确；调味剂是为了增加食品的味道，与速率无关，B错误；着色剂是为了给食品添加某种颜色，与速率无关，C错误；增稠剂是改变物质的浓度，与速率无关，D错误。2【2016年高考四川卷】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)
46、CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)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H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中=3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小【答案】A【解析】从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，A正确；的比值越大，则甲烷的体积分数越小，故a3K2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动, 所以温度t2大于t1。5【2016年高考上海卷】（本题共12分）随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
47、完成下列填空：（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300升至400，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）v正v逆平衡常数K转化率（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：CO2/molL-1H2/molL-1CH4/molL-1H2O/molL-1平衡abcd平衡mnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_。（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.310-7，Ki
48、2=5.610-11草酸：H2C2O4，Ki1=5.910-2，Ki2=6.410-50.1 mol/L Na2CO3溶液的pH_0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。（选填“大于”“小于”或“等于”）等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是_。若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_。（选填编号）AH+HC2O4-HCO3-CO32- bHCO3-HC2O4-C2O42-CO32-cH+HC2O4-C2O42-CO32- dH2CO3 HCO3-HC2O4-CO32-（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+ HCO3- H2CO
49、3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。_【答案】（1）v正v逆平衡常数K转化率增大增大减小减小（2） （3）大于；草酸；ac （4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。（合理即给分） 【解析】（1）H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。（2）相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、
50、n、x、y之间的关系式为。（3）根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸，则碳酸钠的水解程度大于草酸钠，所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸，则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是草酸。a草酸的两级电离常数均大于碳酸的，所以草酸的两级的电离程度均大于碳酸的，因此溶液中H+HC2O4-C2O42-HCO3-CO32-，a正确；b根据a中分析可知b错误；c根据a中分析可知c正确；d根据a中分析可知d错误，答案选ac。（4）根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当
51、少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。6【2016年高考天津卷】(14分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) Hv(吸氢)（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_。【答案】（3）ac（4）光能转化为化学能【解析】（3）MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) H0，该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。a.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，正确；b.该反应为可逆反应，吸收y mol H
52、2需要大于1 mol 的MHx，错误；c.降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，正确；d.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)v(吸氢)，错误；故选ac；（4）利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能，故答案为：光能转化为化学能；7【2016年高考新课标卷】 (15分)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(
53、Cr2O72)随c(H+)的变化如图所示。离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_。由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率_(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，则该反应的H_(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】(2)2CrO42-+2HCr2O72-+H2O； 增大；1.01014 ；小于； 【解析】（2）随着H+浓度的增大，CrO42-与溶液中的H+发生反应，反应转化为Cr2O72-的离子反应式为：2CrO42-+2HCr2O72-+H2O。根据化学平衡移动原理，溶液酸性增大，c(H+)
54、增大，化学平衡2CrO42-+2HCr2O72-+H2O向正反应方向进行，导致CrO42的平衡转化率增大；根据图像可知，在A点时，c(Cr2O72-)=0.25 mol/L，由于开始时c(CrO42)=1.0 mol/L，根据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c(CrO42)=0.5 mol/L；H+浓度为1.010-7 mol/L；此时该转化反应的平衡常数为；由于升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42的平衡转化率减小，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，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应
55、，故该反应的H0；8【2016年高考新课标卷】丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下： C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) H=-515kJ/mol C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) H=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是 ；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ；提高
56、丙烯腈反应选择性的关键因素是 。（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460OC低于460OC时，丙烯腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高于460OC时，丙烯腈产率降低的可能原因是 （双选，填标号）A催化剂活性降低 B平衡常数变大 C副反应增多 D反应活化能增大（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为 ，理由是。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 【答案】（1）两个反应均为放热量大的反应；降低温度、降低压强；催化剂；（2）不是；该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高
57、而降低 ；AC（3）1 ； 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低； 1:7.5:1【解析】（1）因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大；该反应为气体分子数增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，尚未达到平衡状态，460以前是建立平衡的过程，所以低于460时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460时，丙烯腈产率降低，A催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B平衡常数变大，对产率的影响是提高产率才对，错误；C根
58、据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D反应活化能的大小不影响平衡，错误；答案选AC。（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。9 【2016年高考新课标卷】（15分）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问
59、题：（1） NaClO2的化学名称为_。（2）在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5103molL1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表离子SO42SO32NO3NO2Clc/（molL1）8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_。增加压强，NO的转化率_（填“提高”“不变”或“降低”）。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐_ （填“提高”“不变”或“降低”）。由实验结果可知，脱硫反应速率_脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和N
60、O在烟气中的初始浓度不同，还可能是_。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_（填“增大”“不变”或“减小”）。反应ClO2+2SO32=2SO42+Cl的平衡常数K表达式为_。【答案】（1）亚氯酸钠；（2）2OH-3ClO24NO4NO33Cl2H2O；提高 减小；大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 （3）减小； 根据反应的方程式ClO2+2SO32=2SO42+Cl可知平衡常数K表达式为。 【解析】（1） NaClO2的化学名称为亚氯酸钠；（2）亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO
61、2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4OH-3ClO24NO4NO33Cl2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高。根据反应方程式2H2OClO22SO22SO42Cl4H、2H2O3ClO24NO4NO33Cl4H可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的pH逐渐降低。由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。由图分析可知，反应温度升高，SO2和
62、NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。根据反应的方程式ClO2+2SO32=2SO42+Cl可知平衡常数K表达式为。10【2016年高考浙江卷】（15分）催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）H1=-53.7kJmol-1 ICO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2 II某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间
63、测得如下实验数据：【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比已知：CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1H2O（l） H2O（g） H3=44.0kJmol-1请回答（不考虑温度对H的影响）：（1）反应I的平衡常数表达式K= ；反应II的H2= kJmol-1。（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有 。A使用催化剂Cat.1 B使用催化剂Cat.2 C降低反应温度 D投料比不变，增加反应物的浓度 E增大CO2和H2的初始投料比（3）表中实验数据表明，在相同温度下
64、不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是 。【答案】（1） +41.2（2）CD（3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。【解析】（1）根据平衡常数的公式，生成物的浓度幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，书写平衡常数为。已知热化学方程式：a:CO（g）+O2（g）=CO2（g）H= -283.0kJmol-1 b：H2（g）+O2（g）=H2O （l）H=-285.8kJmol-1 c: H2O（l）= H2O（g） H3=44.0kJmol-1根据盖斯定律分析，b-a+c即可得热化学方程式为：CO2（g）
65、+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJmol-1。（2）反应中A、使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，错误；B、使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，错误；C、降低反应温度，平衡正向移动，提高二氧化碳的转化率，正确；D、投料比不变，增加反应的浓度，平衡正向移动，提高二氧化碳的转化率，正确；E、增大二氧化碳和氢气的初始投料比，能提高氢气的转化率，二氧化碳的会降低，故错误。故选CD。（3）从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，相同的反应时间内，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未到平衡数据。所以答案为：表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
