高三化學二輪復習 第一篇 專題通關攻略 專題二 基本理論 2 化學反應速率和化學平衡課件.ppt

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第2講 化學反應速率和化學平衡,【高考這樣考】 (2013新課標全國ⅡT28)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g)，在一定溫度進行如下反應： A(g) B(g)+C(g) ΔH=+85.1 kJmol-1 反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表：,回答下列問題： (1)欲提高A的平衡轉化率，應采取的措施為_____________。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉化率α(A)的表達式為 ____________________。平衡時A的轉化率為_________，列式并計 算反應的平衡常數(shù)K__。 (3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應 物A的物質的量n(A)，n總=_________mol，n(A)=________mol。,②下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算：a=________。,分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結論是__________________________________，由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為________molL-1。,【解析】(1)由于該反應的正反應為一個氣體體積增加的吸熱反應，要提高A的平衡轉化率，要讓平衡正向移動，所以應采取的措施為升高溫度、降低壓強。 (2)設到達平衡時A減少了xmol，則 A(g) B(g)+ C(g) 起始量 0.10 mol 0 0 變化量 xmol xmol xmol 平衡量 (0.10-x)mol xmol xmol,根據(jù)阿伏加德羅定律可得：0.10/(0.10-x+x+x)=p0/p，求得A的轉化 率表達式為α(A)=x/0.10100%=(p/p0-1)100%，將題目中數(shù)據(jù) p0=4.91100 kPa，p=9.53100 kPa代入表達式求得平衡時A的轉化 率約為94.1%。將x=0.094 1代入上面的三段式中可以求得該反應的 平衡常數(shù)為K=c(B)c(C)/c(A)=0.094 10.094 1/(0.10-0.094 1) ≈1.5。,(3)①由以上三段式知平衡時n(總)=(0.10+x)mol，n(A)=(0.10-x)mol，將(2)問中的x代入即可得到n(總)=0.10p/p0mol，n(A)=0.10 (2-p/p0)mol； ②因n(A)=0.10(2-p/p0)mol，所以a=0.10(2- ) ≈0.051。由表中數(shù)據(jù)可以看出規(guī)律為平衡前每間隔4小時，A濃度約 變?yōu)樵瓉淼囊话?，故反應?2 h時A的濃度為0.013 molL-1。,答案：(1)升高溫度、降低壓強 (2)( -1)100% 94.1% A(g) B(g)+ C(g) 0.10 mol 0 0 0.10(1-94.1%) 0.1094.1% 0.1094.1% K= ≈1.5 (3)①0.10 0.10(2- ) ②0.051 達到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半 0.013,【考綱要求】 1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。 2.了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用。 3.了解化學反應的可逆性。 4.了解化學平衡建立的過程。了解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。,5.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率和化學平衡的影響，認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。 6.了解化學反應速率和化學平衡的調控在生產、生活和科學研究領域中的重要作用。,【考查特點】 1.客觀題： (1)考查“計算”：化學反應速率的簡單計算、比較。 (2)考查“影響”：外界條件對化學反應速率的影響。 (3)考查“判斷”：化學平衡狀態(tài)的判斷。 (4)考查“圖象”：化學反應速率、化學平衡的綜合考查。,2.主觀題： (1)考查“常數(shù)”：以化學平衡常數(shù)為中心，考查化學反應速率、化學平衡的基本問題及有關計算。 (2)考查“綜合”：結合化學反應中的能量變化、電化學等知識點進行綜合考查。 (3)考查“應用”：以生活、工業(yè)生產或者化學實驗為背景，注重用所學知識解決實際問題。,1.有關化學反應速率的5個易錯點： (1)化學反應速率是某一段時間內的_____速率，而不是瞬時速率。 (2)進行化學反應速率大小比較時單位必須一致。 (3)純固體或純液體也會改變化學反應速率，如將固體的顆粒變小(增 大固體的接觸面積)，則化學反應速率會_____。,平均,加快,(4)充入不參與反應的氣體，在固定容積密閉容器中，雖壓強增大， 但反應速率_____；若在容積可變的密閉容器中并保持壓強不變，則 反應速率_____。 (5)對ΔH0的反應，_____溫度，正、逆反應速率都增大，但逆反應 速率增大的程度_____正反應速率。,不變,減小,升高,大于,2.化學平衡狀態(tài)判斷的2個“標志”： (1)v(正)__v(逆)≠0。 (2)各組分百分含量保持不變。 3.用平衡移動原理判斷平衡移動的方向。 如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等)，平衡就向著 能夠_____這種改變的方向移動。 (1)升高溫度時，平衡向_____反應方向移動。,=,減弱,吸熱,(2)_____反應物濃度，平衡向反應物濃度減少的方向移動。 (3)_____壓強時，平衡向氣體體積縮小的方向移動。 (4)平衡發(fā)生移動的根本原因是外界條件的改變破壞了原平衡體系， 使v(正)≠v(逆)。 ①當v(正)__v(逆)時，平衡向正反應方向移動。 ②當v(正)__v(逆)時，平衡向逆反應方向移動。,增加,增大,,,4.化學平衡常數(shù)的4大“應用”： (1)判斷反應進行的程度。 (2)判斷反應進行的方向。 ①Qc__K，反應向正反應方向進行。 ②Qc__K，反應處于平衡狀態(tài)。 ③Qc__K，反應向逆反應方向進行。,,=,,(3)判斷反應的熱效應。 ①升高溫度，K值增大，正反應為_____反應。 ②升高溫度，K值減小，正反應為_____反應。 (4)根據(jù)平衡常數(shù)進行簡單計算。,吸熱,放熱,5.解平衡圖象題的2個“原則”： (1)“先拐先平數(shù)值大”原則：先出現(xiàn)拐點的反應則先達到平衡，其 代表的溫度_____或壓強_____。 (2)“定一議二”原則：先確定橫坐標(或縱坐標)所表示的數(shù)值，再 討論縱坐標(或橫坐標)與曲線的關系。,越高,越大,考點一 化學反應速率及影響因素 【典例1】(2014新課標全國卷Ⅰ)已知分解1 mol H2O2放出熱量 98 kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解的機理為 H2O2+I-→H2O+IO- 慢 H2O2+IO-→H2O +O2+ I- 快,下列有關該反應的說法正確的是( ) A.反應速率與I-濃度有關 B. IO-也是該反應的催化劑 C.反應活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),【破題關鍵】 (1)將H2O2分解機理的兩個方程式相加，可得總反應式，從而可知I-為反應的催化劑。 (2)反應速率與參加反應的離子濃度有關，離子濃度越大，反應速率越快。 (3)一個反應的活化能與該反應的焓變沒有確定的關系。,【解析】選A。由題意可知I-為反應的催化劑，反應的反應熱是反應物能量和生成物能量的差值，反應的反應熱為-98 kJmol-1，所以B、C錯誤；反應速率與濃度有關，所以I-濃度越大，速率越快，A正確；速率比等于化學計量數(shù)比，反應的總方程式為2H2O2====2H2O +O2↑，水不能用來表示反應的速率，且過氧化氫和氧氣速率比為2∶1。,【方法歸納】化學反應速率概念的“三個”理解 (1)平均速率和瞬時速率：在中學化學中，通常所說的化學反應速率是指平均速率，即某段時間內的平均反應速率，而不是某時刻的瞬時速率。 (2)化學反應速率越快不等于化學反應現(xiàn)象越明顯，如某些中和反應。,(3)同一反應中，同一時間段內用不同物質的物質的量濃度變化表示的反應速率，數(shù)值可能不同，但意義相同，其數(shù)值之比等于化學方程式中對應物質的化學計量數(shù)之比。,【題組過關】 1.(2014北京高考)在一定溫度下，10 mL 0.40 molL-1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如表。,下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)( ) A.0～6 min的平均反應速率： v(H2O2)≈3.310-2molL-1min-1 B.6～10 min的平均反應速率： v(H2O2)3.310-2molL-1min-1 C.反應至6 min時，c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反應至6 min時，H2O2分解了50%,【解析】選C。反應的化學方程式為2H2O2 2H2O+O2↑。 A項，6 min時，生成O2的物質的量n(O2)= =1 10-3mol，依據(jù)反應方程式，消耗n(H2O2)=210-3mol，所以0～6 min 時，v(H2O2)= ≈3.310-2molL-1min-1，正確；B 項，6～10 min時，生成O2的物質的量n(O2)= ≈0.33510-3mol，依據(jù)反應方程式，消耗n(H2O2)=0.33510-3mol 2=0.6710-3mol，6～10 min時，v(H2O2)= ≈1.68,10-2molL-1min-13.310-2molL-1min-1，正確；C項，反應 至6 min時，消耗n(H2O2)=210-3mol，剩余n(H2O2)=0.40 molL-1 0.01 L-210-3mol=210-3mol，c(H2O2)= = 0.20 molL-1，錯誤；D項，反應至6 min時，消耗n(H2O2)=2 10-3mol，n(H2O2)總=410-3mol，所以H2O2分解了50%，正確。,2.(2015福建高考)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是( ),,A.a=6.00 B.同時改變反應溫度和蔗糖的濃度，v可能不變 C.b318.2 D.不同溫度時，蔗糖濃度減少一半所需的時間相同,【解析】選D。A.根據(jù)表格的數(shù)據(jù)可知：在328.2 K時，蔗糖的濃度 越大，水解的速率越快。根據(jù)濃度與速率的變化關系可知在328.2 K 時，蔗糖的濃度每減小0.100 molL-1，速率減小 1.50 mmolL-1min-1，所以在濃度是0.400 molL-1時，水解的速率 是6.00 mmolL-1min-1，即a=6.00，正確。,B.根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：升高溫度，水解速率增大，增大濃度，水解速 率也增大，若同時改變反應物的濃度和反應的溫度，則對反應速率的 影響因素可能相互抵消，即反應速率可能不變，正確。C.在濃度不變 時，升高溫度，水解速率增大，降低溫度，水解速率減小。由于在濃 度是0.600 molL-1時，當318.2 K時水解速率是3.60 mmolL-1 min-1，現(xiàn)在該反應的速率是2.16 mmolL-1min-13.60 mmol L-1min-1，所以反應溫度低于318.2 K，即b318.2，正確。D.溫度 不同時，在相同的濃度時反應速率不相同，濃度減少一半時所需的時 間也不同，錯誤。,3.(2014廣東高考節(jié)選)某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2 濃度對H2O2分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、 0.1 molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻 璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器,(1)寫出本實驗H2O2分解反應方程式并標明電子轉移的方向和數(shù)目： ______________________________________。 (2)設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定____________________ ______________(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大小)。,(3)設計實驗裝置，完成如下裝置示意圖。,(4)參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示)。,【解析】(1) 或 (2)由2H2O2 2H2O+O2↑可知，通過測定收集相同體積的氧氣 所需時間或者相同時間內所收集氧氣的體積，能直接體現(xiàn)反應速率 大小。,(3)測相同時間內收集氧氣的體積用 ，測相同時間內收集 氧氣的體積或收集相同體積氣體所需時間用 。,(4),答案：(1) 或 (2)收集相同體積的氧氣所需時間或者相同時間內所收集氧氣的體積 (3) 或,(4),【加固訓練】1.(2015南京二模)下列關于化學反應速率的說法中，正確的是( ) A.化學反應速率是指某一時刻、某種反應物的瞬時反應速率 B.化學反應速率為0.8 molL-1s-1是指反應1 s時某物質的濃度為0.8 molL-1 C.根據(jù)化學反應速率的大小可以推知化學反應的快慢 D.對于一個化學反應來說，其反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯,【解析】選C。A項中化學反應速率是指一段時間內某種反應物或生成 物的平均反應速率；B項中0.8 molL-1s-1不是指反應1 s時某物質 的濃度為0.8 molL-1，而是指1 s內該物質的濃度變化量為 0.8 molL-1；D項中對于無明顯現(xiàn)象的化學反應，反應速率與反應 現(xiàn)象無必然聯(lián)系。,2.(2015聊城一模)為了探究溫度、不活潑金屬雜質對鋅與稀硫酸反應速率的影響，設計如下方案,下列推斷合理的是( ) A.選擇Ⅱ和Ⅲ實驗探究硫酸銅對反應速率的影響，必須控制t=25 B.待測物理量是收集等體積氣體所需要的時間，時間越長，反應速率越大 C.根據(jù)該方案，可以探究濃度、溫度、固體接觸面積對反應速率的影響 D.根據(jù)該實驗方案得出反應速率大小可能是ⅢⅡⅠⅣ,【解析】選D。A項，根據(jù)控制變量原理，Ⅰ和Ⅱ實驗探究溫度對反應速率的影響，而Ⅱ和Ⅲ實驗探究硫酸銅對反應速率的影響，控制Ⅱ實驗的溫度為35℃，錯誤；B項，時間越長，反應速率越小，錯誤；C項，題述方案只能探究溫度、硫酸銅對鋅與稀硫酸反應速率的影響，稀硫酸濃度和鋅與稀硫酸的接觸面積均相同，錯誤；D項，同條件下，溫度高，反應速率大，得出反應速率ⅡⅠ，實驗Ⅲ中構成銅鋅原電池，反應速率大大增加，實驗Ⅳ中，硫酸銅的量過多，可能會導致大量銅覆蓋住鋅，阻止反應的進行，正確。,考點二 化學平衡及其影響因素 【典例2】(2014新課標全國卷Ⅱ)在容積為1.00 L的容器中，通入 一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g) 2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣 體的顏色變深。,回答下列問題： (1)反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100℃時，體系 中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0～60 s時段，反應速率 v(N2O4)為_______molL-1s-1；反應的平衡常數(shù)K1為______。 (2)100℃時達平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以 0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低，經10 s又達到平衡。 a：T______100℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是______。 b：溫度T時反應的平衡常數(shù)K2=_____________________。,(3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半，平衡向____________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷理由是_________________。,【破題關鍵】 (1)由“隨溫度升高，混合氣體的顏色變深”可判斷反應的熱效應。 (2)計算“反應的平衡常數(shù)K1”的關鍵是正確讀圖，根據(jù)圖象得出平衡濃度。 (3)判斷溫度T與100℃的關系，要根據(jù)平均速率的變化分析。 (4)“將反應容器的容積減少一半”即增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動。,【解析】(1)根據(jù)題意，溫度升高，混合氣體顏色變深，說明升溫向 生成二氧化氮的方向進行，即正反應是吸熱反應，焓變大于零；由圖 可知，0～60 s，NO2的物質的量濃度變化為0.120 molL-1，根據(jù)公 式v= 計算，v(NO2)=0.002 molL-1s-1，v(N2O4)為其的二分之 一。K1= ，根據(jù)圖象中二者的平衡濃度代入即可求得。,(2)a：由題意可知，改變溫度后c(N2O4)以0.002 0molL-1s-1 的平均速率降低，說明平衡向右進行，正反應是吸熱反應，說明是 升高溫度。 b：平衡時，c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s 2=0.160 molL-1，c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-1 10 s=0.020 molL-1，K2= =1.28。 (3)溫度為T時，反應平衡后容器的體積減少一半，相當于增加壓強， 平衡將向氣體體積減少的方向移動，即向逆反應方向移動。,答案：(1)大于 0.001 0.36 (2)a：大于 正反應為吸熱反應，反應向吸熱反應方向進行，所以為升溫 b：1.28 (3)逆反應 對于氣體體積增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動,【思維建模】解答化學平衡移動問題的步驟,其中條件改變可以按以下思路分析：,【題組過關】 1.(2015清華附中二模)80℃時，2 L密閉容器中充入0.40 mol N2O4，發(fā)生反應N2O4 2NO2 ΔH=+QkJmol-1(Q0)，獲得如下 數(shù)據(jù)：,下列判斷正確的是( ) A.升高溫度該反應的平衡常數(shù)K減小 B.20～40 s內，v(N2O4)=0.004 molL-1s-1 C.反應達平衡時，吸收的熱量為0.30QkJ D.100 s時再通入0.40 mol N2O4，達到新平衡時N2O4的轉化率增大,【解析】選C。該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，K增 大，A錯誤；由表中數(shù)據(jù)可知，20～40 s內，v(NO2)=Δc(NO2)/Δt =(0.2-0.12)molL-1/20 s=0.004 molL-1s-1，根據(jù)速率比等于 化學計量數(shù)之比可知，v(N2O4)= v(NO2)=0.002 molL-1s-1，B 錯誤；由表中數(shù)據(jù)可知，80 s后c(NO2)不再變化，反應達到平衡狀 態(tài)，生成NO2的物質的量為0.30 molL-12 L =0.6 mol，由熱化學 方程式可知，每生成2 mol NO2吸收的熱量為QkJ，則生成0.6 mol NO2吸收的熱量為0.30QkJ，C正確；100 s時再通入0.40 mol N2O4， 相當于增大壓強，平衡逆向移動，N2O4的轉化率減小。,2.(2015衡水一模)某溫度下，密閉容器中，發(fā)生如下可逆反應： 2E(g) F(g)+xG(g)(正反應放熱)；若起始時E的濃度為 amolL-1，F(xiàn)、G的濃度均為0，達到平衡時E的濃度為0.5amolL-1， 若E的起始濃度改為2amolL-1，F(xiàn)、G的濃度仍為0，當達到新的平衡時， 下列說法正確的是( ) A.升高溫度時，正反應速率加快，逆反應速率減慢 B.若x=1，容器體積保持不變，新平衡下E的體積分數(shù)為50% C.若x=2，容器體積保持不變，新平衡下F的平衡濃度為0.5amolL-1 D.若x=3，容器壓強保持不變，新平衡下E的物質的量為amol,【解析】選B。升高溫度時，正、逆反應速率都加快，故A錯誤；若 x=1，則反應前后體積不變，所以在這兩種情況下兩平衡是等效的， 各相同成分的百分含量都相同，故B正確；若x=2，則反應是體積增 大的可逆反應，若E的起始濃度改為2amolL-1，相當于增大壓強， 平衡向逆反應方向移動，所以新平衡下F的平衡濃度小于0.5amolL-1， 故C錯誤；不知道容器的體積，無法計算E的物質的量，故D錯誤。,【加固訓練】1.(2015益陽一模)在密閉容器中進行反應： X(g)+3Y(g) 2Z(g)，有關下列圖象的說法正確的是( ),A.依據(jù)圖a可判斷正反應為吸熱反應 B.在圖b中，虛線可表示壓強增大 C.若正反應的ΔH0,【解析】選C。圖a起始時v(正)=v(逆)，處于平衡狀態(tài)，升溫v(逆)增大更多，平衡向逆反應方向移動，正反應方向是放熱反應，A錯誤；對于氣體分子數(shù)不相等的反應，增大壓強平衡會發(fā)生移動，X的轉化率會變化，而轉化率不變，只是達到平衡時間縮短，是加入了催化劑，B錯誤；若正反應的ΔH0，升高溫度，平衡向吸熱即逆反應方向移動，且v(正)、v(逆)均增大，C正確；該反應正反應是體積減小的反應，升高溫度平均摩爾質量減小，而混合氣體的總質量不變，則混合氣體總的物質的量增大，即升溫平衡向氣體分子數(shù)增大的逆反應方向移動，逆反應方向是吸熱反應方向，D錯誤。,2.(2015銀川一模)一定條件下，在體積為10 L的密閉容器中， 1 mol X和1 mol Y進行反應：2X(g)+Y(g) Z(g) ΔH0，反應 經60 s達到平衡并生成0.3 mol Z，則下列說法中正確的是( ) A.以Y濃度變化表示的反應速率為0.000 5 molL-1s-1 B.其他條件不變，將容器體積擴大至20 L，則Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉?的1/2 C.其他條件不變，將容器體積縮小至5 L，平衡正向移動，平衡常數(shù) 增大 D.其他條件不變，升高溫度逆反應速率加快，正反應速率減慢,【解析】選A。Y的反應速率與Z的反應速率相等，0.3 mol10 L 60 s=0.000 5 molL-1s-1，A正確；將容器體積擴大至20 L，相當于減壓，平衡向氣體分子數(shù)增大的逆反應方向移動，Z的平衡濃度小于原來的1/2，B錯誤；溫度不變，平衡常數(shù)不變，C錯誤；升高溫度，正、逆反應速率均增大，只是增大程度不一樣，D錯誤。,考點三 化學平衡常數(shù)及相關計算 【典例3】(2015全國卷Ⅱ)甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下： Ⅰ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 Ⅱ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2 Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3,回答下列問題： (1)已知反應Ⅰ中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：,由此計算ΔH1=__________kJmol-1；已知ΔH2=-58 kJmol-1，則ΔH3=________________kJmol-1。,(2)反應Ⅰ的化學平衡常數(shù)K表達式為_________________________； 圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系的曲線為_______(填曲 線標記字母)，其判斷理由是_____________________。,(3)合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時，體系中的CO平衡轉化率 (α)與溫度和壓強的關系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而________(填“增大”或“減小”)，其原因是________________； 圖2中的壓強由大到小為________，其判斷理由是______________。,【破題關鍵】 (1)在判斷α(CO)值隨溫度升高變化時，要根據(jù)溫度升高，平衡向吸熱的方向進行。 (2)在判斷壓強的大小時，要根據(jù)相同溫度下，壓強增大，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動。 (3)CO在反應Ⅰ和反應Ⅲ中都有，在分析α(CO)值時，要綜合考慮這兩個反應。,【解析】(1)反應熱等于反應物鍵能減去生成物鍵能，根據(jù)反應Ⅰ：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)可知ΔH1=1 076 kJmol-1+2 436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1= -99 kJmol-1，再根據(jù)蓋斯定律：Ⅱ-Ⅰ=Ⅲ，則ΔH3=-58 kJmol-1 +99 kJmol-1=+41 kJmol-1。,(2)根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知反應Ⅰ的K= ；正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以平衡常數(shù)減小，a正確。,(3)升高溫度時，反應Ⅰ為放熱反應，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應Ⅲ為吸熱反應，平衡向右移動，產生CO的量增大；總結果，隨溫度升高，使CO的轉化率減?。挥捎谕瑴貢r反應Ⅰ加壓右移，有利于CO的轉化，反應Ⅲ平衡不移動，CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉化率升高，所以圖2中的壓強由大到小為p3p2p1。,答案：(1)-99 +41 (2)K= [或Kp= ] a 反應Ⅰ為放熱反應，平衡常數(shù)數(shù)值應隨溫度升高而變小,(3)減小 升高溫度時，反應Ⅰ為放熱反應，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應Ⅲ為吸熱反應，平衡向右移動，又使產生CO的量增大；總結果，隨溫度升高，使CO的轉化率降低 p3p2p1 相同溫度下，由于反應Ⅰ為氣體分子數(shù)減小的反應，加壓有利于提高CO的轉化率；而反應Ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應，產生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉化率升高,【誤區(qū)提醒】使用化學平衡常數(shù)應注意的四個問題 (1)化學平衡常數(shù)只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。 (2)化學平衡常數(shù)表示反應進行的程度，不表示反應的快慢，即化學反應速率快，K值不一定大。 (3)平衡常數(shù)表達式與方程式的書寫形式有關，對于同一個反應，當方程式的化學計量數(shù)發(fā)生變化時，平衡常數(shù)的數(shù)值及單位均發(fā)生變化，當方程式逆寫時，此時平衡常數(shù)為原平衡常數(shù)的倒數(shù)。,(4)多種平衡的平衡常數(shù)的書寫規(guī)則：在相同條件下，如有兩個反應 方程式相加或相減得到第三個反應方程式，則第三個反應方程式的平 衡常數(shù)為前兩個反應方程式平衡常數(shù)之積或之商，即K3=K1K2或 K3= 。,【題組過關】 1.(2015懷化一模)在25℃時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：,下列說法錯誤的是( ) A.反應達到平衡時，X的轉化率為50% B.反應可表示為X+3Y 2Z，其平衡常數(shù)值為1 600 C.增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大 D.改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù),【解析】選C。反應達到平衡時，X的轉化率為 100%= 50%，A正確；由表中的數(shù)據(jù)可得方程式為X+3Y 2Z，K= =1 600，B正確；增大壓強不能改變平衡常數(shù)，C錯誤；改變溫度，平衡移動，該反應的平衡常數(shù)改變，D正確。,2.(2015益陽一模)已知(HF)2(g) 2HF(g) ΔH0，且平衡體系的總質量(m總)與總物質的量(n總)之比在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( ),A.溫度：T1va D.當 =30 gmol-1時，n(HF)∶n[(HF)2]=2∶1,【解析】選C。由題給信息知該反應為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應， 從圖象可以看出，當壓強不變時，由T1到T2， 增大，說明n總減 小，平衡左移，即平衡向放熱反應方向移動，所以由T1到T2為降低溫 度的過程，即T1T2，A項錯誤；由于T1溫度較高，升高溫度平衡右 移，故溫度為T1時的平衡常數(shù)大于溫度為T2時的平衡常數(shù)，再結合溫 度不變平衡常數(shù)不變知，K(b)K(a)=K(c)，B項錯誤；溫度越高，反 應速率越大，壓強越大，反應速率越大，故vbva，C項正確；設n(HF) 為xmol，n[(HF)2]為ymol，當 =30 gmol-1時，有 =30， 解得x=y，即n(HF)∶n[(HF)2]=1∶1，D項錯誤。,【加固訓練】1.(2015綿陽二模)已知反應X(g)+Y(g) R(g)+ Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關系如表。830℃時，向一個2 L的密閉容 器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應初始4 s內 (X)= 0.005 molL-1s-1。下列說法正確的是( ),A.4 s時容器內c(Y)=0.76 molL-1 B.830℃達平衡時，X的轉化率為80% C.反應達平衡后，升高溫度，平衡正向移動 D.1 200℃時反應R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常數(shù)K=0.4,【解析】選B。反應初始4 s內 (X)=0.005 molL-1s-1，則4 s內X 的濃度變化量Δc(X)= (X)Δt=0.02 molL-1，由X與Y的濃度變 化量之比等于化學計量數(shù)之比可知，4 s內Y的濃度變化量Δc(Y)= 0.02 molL-1，Y的起始濃度為0.4 molL-1，則4 s時容器內c(Y)= 0.38 molL-1，A錯誤；設平衡時，R的濃度為xmolL-1，建立三段 式過程分析：,X(g) + Y(g) R(g)+Q(g) 起始(molL-1) 0.1 0.4 0 0 轉化(molL-1) x x x x 平衡(molL-1) 0.1-x 0.4-x x x 則K(830℃)=1.0=[c(R)c(Q)]/[c(X)c(Y)]=x2/[(0.1-x) (0.4-x)]，解得x=0.08，則X的轉化率為0.08/0.1100%=80%，B正,確；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向 逆反應方向移動，正反應是放熱反應，C錯誤；正逆反應平衡常數(shù)互 為倒數(shù)，故1 200℃時反應R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常數(shù)K= =2.5，D錯誤。,2.(2015衡水一模)容積均為1 L的甲、乙兩個容器中，分別充入 2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B，相同條件下，發(fā)生下列反 應：A(g)+B(g) xC(g) ΔH0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變 化如圖所示，下列說法不正確的是( ),A.x=1 B.此條件下，該反應的平衡常數(shù)K=4 C.給乙容器升溫可縮短反應達到平衡的時間但不能提高平衡轉化率 D.甲和乙中B的平衡轉化率相等,【解析】選A。由題圖知，兩容器中A的轉化率相等，說明壓強不影響 平衡的移動，所以x=2，A錯誤；甲容器中，平衡時，A的濃度為 1 molL-1，則B的濃度為1 molL-1，C的濃度為2 molL-1，根據(jù) 平衡常數(shù)表達式得K=4，B正確；升高溫度，平衡向逆反應方向移動， 導致平衡轉化率降低，但能加快反應速率，縮短反應達到平衡所用的 時間，C正確；由甲和乙中A的轉化率相等知，B的平衡轉化率也相 等，D正確。,【備選考點】等效平衡 【典例】(2015泰州二模)臭氧是理想的煙氣脫硝劑，其脫硝反應為 2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)，在T溫度下，向2.0 L恒容密閉容 器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3，經過一段時間后達到平衡。反 應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見表：,下列有關說法正確的是( ) A.反應在0～3 s內的平均速率v(NO2)=0.24 molL-1s-1 B.24 s后，若保持其他條件不變，降低溫度，達到新平衡時測得c(O2)=0.44 molL-1，則反應的ΔH0 C.在T溫度下，起始時向容器中充入1.0 mol NO2、0.5 mol O3和 0.50 mol N2O5、0.50 mol O2，反應達到平衡時，壓強為起始時的 0.44倍 D.在T溫度下，起始時向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2，達 到平衡時，N2O5的轉化率大于20%,【解析】選B。A項，0～3 s內v(O2)= =0.06 molL-1s-1， v(NO2)=2v(O2)=20.06 molL-1s-1=0.12 molL-1s-1，錯誤； B項，降低溫度后，n(O2)=0.44 molL-12.0 L=0.88 mol，O2的量 比原平衡時增多，即反應正向移動，所以正反應為放熱反應，正確； C項，選項中投入量與題干完全等同，所以平衡時與題干也完全相同， 則有n(O2)=n(N2O5)=0.8 mol，n(NO2)=0.4 mol，n(O3)=0.2 mol，壓 強之比等于物質的量之比，(0.8+0.8+0.2+0.4)/(1.0+0.5+0.5+0.5)=,0.88，錯誤；D項，選項中投入量為題干的2倍，則相當于加壓，平衡 向生成N2O5和O2的方向轉化，所以N2O5的轉化率小于(2.0-0.82)/ 2.0100%=20%，錯誤。,【誤區(qū)提醒】等效平衡的解決思路 (1)解題思路。 ①“一邊倒”原則。 可逆反應，在條件相同時(等溫等容)，若達到等同平衡，其初始狀態(tài)必須能互變，從極限角度看，就是各物質的物質的量要相當。因此，可以采用“一邊倒”的原則來處理以下問題：化學平衡等同條件(等溫等容)。,②“過渡態(tài)”方法。 思路：各種反應物的濃度增加相同倍數(shù)，相當于增大體系壓強，根據(jù)平衡移動方向來確定轉化率的變化情況。,(2)等效體系(百分含量等效)。 ①恒溫恒容下。 a.反應前后，氣體的化學計量數(shù)不同(即Δν≠0)，等同等效。 如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始Ⅰ/mol 1 4 0 起始Ⅱ/mol a b c 等效條件：a+ c=1 b+ c=4,b.反應前后，氣體的化學計量數(shù)相同(即Δν=0)，等比等效。 同①的起始Ⅰ和起始Ⅱ，其等效條件：(a+0.5c)/(b+1.5c)= ②恒溫恒壓下，一定是等比等效。,【即時訓練】 1.在3個2 L的密閉容器中，在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別 進行反應：3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)。按不同方式投入反應物， 保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時有關數(shù)據(jù)如下：,下列說法不正確的是( ) A.容器乙中反應從開始至達到平衡的反應速率v(H2)= 0.3 molL-1min-1 B.在該溫度下甲容器中反應的平衡常數(shù)K= C.2c11.5 D.2ρ1=ρ2,【解析】選C。容器乙中反應從開始至達到平衡的反應速率為v(H2)=3v(N2)=3( -1.5 molL-1)/5 min=0.3 molL-1min-1， 故A正確；根據(jù)平衡時氮氣濃度得到平衡時的氫氣濃度為3c1-1.5，氨 氣的濃度為2-2c1，在該溫度下甲容器中反應的平衡常數(shù)K= 故B正確；假設甲、乙在恒壓的容器中進行，可構成等效平衡，c1= 1.5/2=0.75，恒容時乙相對于甲為加壓，平衡正向移動，所以c1 0.75，故C錯誤；由于反應物和生成物都是氣體，所以乙中氣體質 量是甲的2倍，兩容器體積相等，故D正確。,2.向一容積不變的密閉容器中充入1 mol N2O4，建立了平衡N2O4 2NO2，測知N2O4的轉化率為a%，在其他條件不變時再通入1 mol N2O4，待重新建立新平衡時N2O4的轉化率為b%。a與b的大小關系為 ( ) A.ab C.a=b D.無法確定,【解析】選B。假設在新、舊平衡之間有一個中間過程，如圖：,假設將狀態(tài)Ⅰ的容器的容積擴大為原來的2倍，再加入1 mol N2O4，即構成其他條件不變時與之等效的中間狀態(tài)Ⅲ，N2O4的轉化率相同。將狀態(tài)Ⅲ壓縮到狀態(tài)Ⅱ，平衡必逆向移動，N2O4的轉化率必減小。,化學反應速率和化學平衡有關圖象 【典題示例】(2015四川高考T7)一定量的CO2與足量的碳在體積 可變的恒壓密閉容器中①反應：C(s)+CO2(g) 2CO(g)②，平衡 時，體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系③如下圖所示：,已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分數(shù)。下列說法正確的 是( ) A．550 ℃時，若充入惰性氣體⑤，v正、v逆均減小，平衡不移動 B．650 ℃時，反應達平衡后CO2的轉化率為25.0%⑥ C．T ℃時，若充入等體積的CO2和CO⑦，平衡向逆反應方向移動 D．925 ℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp= 24.0p總⑧,B,【審題指導】抽絲剝繭 溯本求源,【類題通法】 1.審題。 審明各物質的狀態(tài)(有無固體、液體)，明確氣體分子數(shù)的變化(變大、變小、不變)，正反應是吸熱還是放熱。,2.析題——找準解題的突破口。,3.解題——掌握分析的方法： (1)三步分析法：一看反應速率是增大還是減??；二看v(正)、v(逆)的相對大小；三看化學平衡移動的方向。 (2)先拐先平數(shù)值大。在含量(轉化率)—時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的反應則先達到平衡，說明該曲線反應速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。,(3)定一議二。當圖象中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。 (4)想規(guī)律做判斷：聯(lián)想化學反應速率、化學平衡移動規(guī)律，將圖表與原理結合，對照得出結論。 4.檢查——正確解題的保證。 最后要對照試題進行認真的檢查核對，避免失誤。,【即時訓練】 (2015鹽城一模)向甲、乙、丙三個密閉容器中充入一定量的A和B， 發(fā)生反應：A(g)+B(g) 2C(g)。各容器的反應溫度、反應物起始 量，反應過程中C的濃度隨時間變化關系分別用下表和下圖表示：,下列說法正確的是( ) A.由圖可知：T1T2，且該反應為吸熱反應 B.T1時該反應的平衡常數(shù)K=3.6 C.前10 min甲、乙、丙三個容器中 A的反應速率： v(A)甲=v(A)乙v(A)丙 D.平衡時A的質量m：m乙m甲m丙,【解析】選C。比較甲與乙可知，乙先達到平衡，故溫度T1T2，溫度 越高，C的濃度越低，說明升高溫度平衡逆向移動，故該反應為放熱 反應，故A錯誤；由圖可知，平衡時甲容器內C的濃度為1.5 molL-1， 則： A(g) + B(g) 2C(g) 開始(molL-1)： 1 2 0 變化(molL-1)： 0.75 0.75 1.5 平衡(molL-1)： 0.25 1.25 1.5,T1時該反應的平衡常數(shù)K=1.52(0.251.25)=7.2，故B錯誤；由圖 可知，前10 min甲容器中C的濃度變化量為1.0 molL-1，乙容器中 C的濃度變化量為1.0 molL-1，丙容器中C的濃度變化量為 2.0 molL-1，故v(A)甲=v(A)乙v(A)丙，故C正確；由圖可知，平衡時 A的質量：m甲m乙m丙，故D錯誤。,【加固訓練】1.(2015龍巖二模)甲烷水蒸氣重整制合成氣是利用甲 烷資源的途徑之一，該過程的主要反應是CH4(g)+H2O(g) CO(g) + 3H2(g) 其他條件相同，在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ)作用下反應相同時 間后，體系中CO含量隨反應溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是 ( ),A.相同條件下，催化劑Ⅱ催化效率更高 B.b點表示上述反應在對應條件下的平衡狀態(tài) C.根據(jù)圖象，無法判斷該反應是否為吸熱反應 D.該反應平衡常數(shù)表達式為K=c(CO)c3(H2)/c(CH4),【解析】選C。700℃時催化劑Ⅱ催化效率低于催化劑Ⅰ，A錯誤；b點時CO的百分含量低于c點，故不是對應條件下的平衡狀態(tài)，B錯誤；根據(jù)圖象無法判斷該反應是否為吸熱反應，C正確；該反應平衡常數(shù)表達式為K=c(CO)c3(H2)/[c(CH4)c(H2O)]，D錯誤。,2.(2015三明一模)在某一恒溫體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反 應：A(g)+B(g) 2C(g) ΔH0。t1時刻達到平衡后，在t2時刻改 變某一條件，其反應過程如圖所示。下列說法正確的是( ),A.O～t2時，v(正)v(逆) B.Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，A的體積分數(shù)ⅠⅡ C.t2時刻改變的條件是向密閉容器中加C D.Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，平衡常數(shù)ⅠⅡ,【解析】選C。根據(jù)圖象可知t1時刻反應已經達到平衡狀態(tài)，正、逆反應速率相等，A錯誤。t2時刻逆反應速率突然增大，然后逐漸減小，但平衡不移動；由于反應前后體積不變，因此改變的條件是加入物質C，但平衡是等效的，所以A的體積分數(shù)不變，B錯誤，C正確。由于溫度不變，因此平衡常數(shù)相等，D錯誤。,3.(2015日照一模)向密閉容器中充入物質A和B，發(fā)生反應aA(g)+ bB(g) cC(g)。反應過程中，物質A的含量(A%)和C的含量(C%)隨 溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法正確的是( ),A.該反應在T1、T3溫度時達到過化學平衡 B.該反應在T2溫度時達到過化學平衡 C.該反應的逆反應是放熱反應 D.升高溫度，平衡會向正反應方向移動,【解析】選B。T1溫度之后A%繼續(xù)變小，C%繼續(xù)增大，T3溫度之后A%繼續(xù)增大，C%繼續(xù)減小，故T1、T3溫度時未達到化學平衡，故A錯誤；T2溫度之前A%變小，C%從0逐漸增大，而T2溫度之后A%逐漸增大，C%逐漸減小，說明T2溫度之前是反應沒有達到平衡狀態(tài)，故B正確；T2溫度時恰好平衡，T2溫度之后A%逐漸增大，C%逐漸減小，說明T2溫度之后是溫度升高使平衡向左移動，所以逆反應是吸熱反應，溫度升高使平衡向逆反應方向移動，故C、D錯誤。,