2018届二轮复习化学反应速率化学平衡学案（全国通用）(2) 38页

‎2018届二轮复习 化学反应速率 化学平衡 ‎[考纲要求]　1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率(α)。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征，了解化学平衡常数K的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。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，能用相关理论解释其一般规律。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。‎ 考点一　化学反应速率及其影响因素 ‎1．深度剖析速率的计算方法 ‎(1)公式法：v(B)＝＝ 用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：‎ ‎①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。‎ ‎②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。‎ ‎③对于可逆反应，通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。(注：总反应速率也可理解为净速率)‎ ‎(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＝＝＝。‎ ‎2．正确理解速率影响因素 ‎(1)“惰性气体”对反应速率的影响 ‎①恒容：充入“惰性气体”总压增大―→参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。‎ ‎②恒压：充入“惰性气体”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。‎ ‎(2)纯液体、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常数，故不能用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大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。‎ ‎(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。‎ ‎①当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；‎ ‎②增大压强，v正和v逆都增大，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；‎ ‎③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；‎ ‎④升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；‎ ‎⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。‎ 题组一　化学反应速率的全方位考查 ‎1．Ⅰ.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：‎ ‎(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为__________________________________。‎ ‎(2)该反应的化学方程式为____________________________________________________。‎ Ⅱ.已知：反应aA(g)＋bB(g) cC(g)，某温度下，在 2 L 的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。‎ ‎(1)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。‎ ‎(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为 甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；‎ 乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；‎ 丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1，‎ 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。‎ Ⅲ.密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)　ΔH＜0。根据下面速率—时间图像，‎ 回答下列问题。‎ ‎(1)下列时刻所改变的外界条件：‎ t1____________；t3____________；t4____________。‎ ‎(2)反应速率最快的时间段是________。‎ Ⅳ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折合成标准状况)，实验记录如表(累计值)：‎ 时间/min ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 氢气体积/mL ‎50‎ ‎120‎ ‎224‎ ‎392‎ ‎472‎ ‎502‎ ‎(1)哪一时间段反应速率最大________(填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5、5～6 min，下同)，原因是______________________________________________________________________。‎ ‎(2)哪一时间段的反应速率最小________，原因是_______________________________。‎ ‎(3)第3～4 min时间段以盐酸的浓度表示的该反应速率(设溶液体积不变)是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是________(填字母)。‎ A．蒸馏水 B．NaNO3溶液 C．KCl溶液 D．Na2CO3溶液 Ⅴ.COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：‎ ‎(1)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________(填“＜”“＞”或“＝”)T(8)。‎ ‎(2)若12 min时反应在温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________mol·L－1。‎ ‎(3)比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以 v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小____________________________________________。‎ ‎(4)比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小：v(5～6)________(填“＜”“＞”或“＝”)v(15～16)，原因是__________________________________。‎ 答案　Ⅰ.(1)0.079 mol·L－1·s－1　(2)X(g)＋Y(g) 2Z(g)‎ Ⅱ.(1)3A(g)＋B(g) 2C(g)‎ ‎(2)‎ ‎(3)乙＞甲＞丙 Ⅲ.(1)升高温度　加入催化剂　减小压强 ‎(2)t3～t4段 Ⅳ.(1)3～4 min　因该反应是放热反应，此时温度高，温度对反应速率的影响占主导作用 ‎(2)5～6 min　此时H＋浓度小，浓度对反应的速率影响占主导作用 ‎(3)v(HCl)＝0.15 mol·L－1·min－1‎ ‎(4)AC Ⅴ.(1)＜　(2)0.031　(3)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)‎ ‎(4)＞　在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大 解析　Ⅰ.(1)分析图像知Δc(Z)＝＝0.79 mol·L－1，v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1。(2)由各物质转化的量：X为0.79 mol，Y为0.79 mol，Z为1.58 mol，可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2，则化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)。‎ Ⅱ.(1)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝(0.075 mol·L－1·s－1)∶(0.05 mol·L－1·s－1)＝3∶2，由图像知，在12 s时Δc(A)∶Δc(B)＝(0.6 mol·L－1)∶(0.2 mol·L－1)＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者之比为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)??2C(g)。‎ ‎(2)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝＝0.4 mol·L－1。‎ ‎(3)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则甲容器中＝＝＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝＝0.12 mol·L－1·s－1，丙容器中 ＝＝＝0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。‎ Ⅲ.(1)t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动，说明改变的条件是减小压强。‎ ‎(2)由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3～t4段反应速率最快。‎ Ⅳ.(1)从表中数据看出3～4 min收集的氢气比其他时间段多，虽然反应中c(H＋)下降，但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应，温度升高，故答案为3～4 min；因该反应是放热反应，此时温度高，温度对反应速率的影响占主导作用。‎ ‎(2)5～6 min收集的氢气最少是因为虽然反应过程中放热，但主要原因是c(H＋)下降，反应物浓度变低，反应速率变小，故答案为5～6 min；此时H＋浓度小，浓度对反应速率的影响占主导作用。‎ ‎(3)在3～4 min时间段内，n(H2)＝＝0.007 5 mol，由2HCl～H2得，消耗盐酸的物质的量为0.015 mol，则v(HCl)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。‎ ‎(4)A项，加入蒸馏水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H＋的物质的量不变，氢气的量也不变，正确；B项，加入NaNO3溶液，盐酸的浓度减小，但此时溶液中含有硝酸，与金属反应得不到氢气，错误；C项，加入KCl溶液，相当于加入水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H＋的物质的量不变，氢气的量也不变，正确；D项，加入Na2CO3溶液，Na2CO3能与盐酸反应，盐酸的浓度减小，反应速率减小，H＋的物质的量减小，氢气的量也减小，错误。故选AC。‎ Ⅴ.(1)从三种物质的浓度变化趋势可知，从第4 min开始，平衡正向移动。由于该反应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度。因此有：T(2)＜T(8)。‎ ‎(2)由于第12 min与第8 min温度相同，故其平衡常数相等，则有：＝，解得c(COCl2)≈0.031 mol·L－1。‎ ‎(3)根据化学反应速率的定义，可知反应在2～3 min和12～13 min处于平衡状态，平均反应速率为0，故v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)。‎ ‎(4)在5～6 min和15～16 min时反应温度相同，但15～16 min时各组分的浓度都小，因此反应速率小。‎ ‎1．化学反应速率计算的常见错误 ‎(1)不注意容器的容积。‎ ‎(2)漏写单位或单位写错。‎ ‎(3)忽略有效数字。‎ ‎2．比较化学反应速率大小的注意事项 ‎(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。‎ ‎(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。‎ ‎(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如，对于一般反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，比较不同时间段内与的大小，若＞，则用A表示的反应速率比用B表示的大。‎ ‎3．在分析影响化学反应速率的因素时，要理清主次关系。‎ 题组二　命题考向跟踪 ‎2．10 mL浓度为1 mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是(　　)‎ A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3‎ 答案　C 解析　A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但H＋物质的量不变，错误；B项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成醋酸，使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH最终又完全电离，故H＋物质的量不变，错误；C项，加入硫酸铜溶液，Cu2＋会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，但H＋物质的量不变，正确；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。‎ ‎3．(2017·江苏，10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 答案　D 解析　A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1 mol·L－1 NaOH溶液中H2O2的分解速率比1 mol·L－1的NaOH中的快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。‎ 考点二　全面突破化学平衡 ‎1．“讲练结合”突破化学平衡状态的判断标志 ‎(1)化学平衡标志的判断要注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压还是绝热容器；二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。‎ 如在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：a.混合气体的压强、b.混合气体的密度、c.混合气体的总物质的量、d.混合气体的平均相对分子质量、e.混合气体的颜色、f.各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、g.某种气体的百分含量 ‎①能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是_________________(填字母，下同)。‎ ‎②能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎④能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎⑤能说明A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)达到平衡状态的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎⑥能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎⑦能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　①acdg　②eg　③acdeg　④abcdg　⑤bdg ⑥abc　⑦bdg ‎(2)化学平衡标志的判断还要注意“一个角度”，即从微观角度会分析判断。如 反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，下列各项能说明该反应达到平衡状态的是________。‎ ‎①断裂1 mol N≡N键的同时生成1 mol N≡N键；‎ ‎②断裂1 mol N≡N键的同时生成3 mol H—H键；‎ ‎③断裂1 mol N≡N键的同时断裂6 mol N—H键；‎ ‎④生成1 mol N≡N键的同时生成6 mol N—H键。‎ 答案　①②③④‎ ‎2．化学平衡移动的判断方法 ‎(1)依据勒夏特列原理判断 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，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；‎ ‎②若外界条件改变，引起v正＜v逆，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向(或向左)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，则化学平衡没有发生移动。‎ ‎(2)依据浓度商(Q)规则判断 通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。‎ ‎①若Q＞K，平衡逆向移动；‎ ‎②若Q＝K，平衡不移动；‎ ‎③若Q＜K，平衡正向移动。‎ ‎3．不能用勒夏特列原理解释的问题 ‎(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。‎ 题组一　利用图像，Q与K的关系判断化学平衡状态 ‎1．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填编号)。‎ 答案　②④⑤‎ 解析　①达到平衡时，v正应保持不变。‎ ‎②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小。‎ ‎③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。‎ ‎④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。‎ ‎⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。‎ ‎⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。‎ ‎2．一定温度下，将2 mol NO、1 mol CO充入1 L固定容积的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0。反应过程中部分物质浓度变化如图所示。‎ 若15 min时再向容器中充入CO、N2各0.6 mol，该反应是否处于平衡状态？‎ 答案　该反应处于平衡状态。‎ 解析　由图像知，10 min时反应达到平衡状态，‎ K＝＝，‎ Q＝＝，Q＝K，‎ 所以该反应仍处于平衡状态。‎ 题组二　“建模、解模”分析法在平衡移动结果判定中的应用 ‎3．在一定条件下，可逆反应2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＜0达到平衡，当分别改变下列条件时，请回答下列问题：‎ ‎(1)保持容器容积不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量________________。‎ ‎(2)保持压强不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量________；保持压强不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量__________。‎ ‎(3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，则达到平衡时NO2的转化率__________；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2的转化率______。‎ 答案　(1)减小　减小　(2)不变　不变　(3)不变　减小 解析　(1)保持容器容积不变，通入一定量NO2，则增加了NO2的浓度，所以平衡正向移动，且NO2转化率比原来大，NO2的百分含量减小；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则增加了N2O4的浓度，所以平衡逆向移动，但其进行的程度比原来的N2O4的转化率要小，所以NO2的百分含量减小。(2)保持压强不变，通入一定量NO2或N2O4，不影响平衡，所以NO2的百分含量不变。(3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变，所以平衡不移动，NO2的转化率不变；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成NO2的方向移动，所以NO2的转化率会减小。‎ ‎1．对于反应物或生成物只有一种的可逆反应而言，在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应遵循或应用下列方法进行分析：‎ ‎(1)建模法分析化学平衡 当容器Ⅱ中的投料量是容器Ⅰ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]：‎ ‎①建模：构建容器Ⅰ的模型：‎ ‎　 pⅠ(始)　　　　 pⅠ(平)‎ Ⅰ　 ‎②解模：将容器Ⅱ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)：‎ Ⅱ 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Ⅱ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Ⅱ相对于容器Ⅰ，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C，则平衡的移动由浓度决定。‎ ‎2．转化率的变化分析 在一恒容密闭容器中通入a mol A、b mol B发生反应aA(g)＋bB(g) cC(g)，达到平衡后，改变下列条件，分析转化率的变化情况：‎ ‎(1)再通入b mol B，α(A)增大，α(B)减小。‎ ‎(2)再通入a mol A、b mol B：‎ 若a＋b＞c，α(A)增大、α(B)增大；‎ 若a＋b＝c，α(A)不变、α(B)不变；‎ 若a＋b＜c，α(A)减小、α(B)减小。‎ 题组三　“极限转化法”在等效平衡中的应用 ‎4．在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]，下列说法正确的是(　　)‎ 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 ‎1 mol N2、3 mol H2‎ ‎2 mol NH3‎ ‎4 mol NH3‎ NH3的浓度/mol·L－1‎ c1‎ c2‎ c3‎ 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强(Pa)‎ p1‎ p2‎ p3‎ 反应物转化率 α1‎ α2‎ α3‎ A.2c1＞c3 B．a＋b＞92.4‎ C．2p2＜p3 D．α1＋α3＜1‎ 答案　D 解析　甲投入1 mol N2、3 mol H2，乙容器投入2 mol NH3，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等；而甲容器投入1 mol N2、3 mol H2，丙容器加入4 mol NH3，采用极限转化法，丙相当于加入2 mol N2、6 mol H2，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器二倍，则甲容器与丙容器为等效平衡，所以丙所到达的平衡可以看作在恒温且容积是甲容器二倍条件下到达平衡后，再压缩体积至与甲容器体积相等所达到的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡正向移动，所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的。A项，丙容器反应物投入4 mol NH3，采用极限转化法转化为反应物为2 mol N2、6 mol H2，是甲中的二倍，若平衡不移动，c3＝2c1，丙相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙中氨气的浓度大于甲中氨气浓度的二倍，即c3＞2c1，错误；B项，甲投入1 mol N2、3 mol H2，乙中投入2 mol NH3，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4 kJ，故a＋b＝92.4，错误；C项，丙容器反应物投入4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍，由于丙中相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2＞p3，错误；D项，丙容器反应物投入4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1＋α3＝1，由于丙中相当于增大压强，平衡向着正向移动，氨气的转化率减小，所以转化率α1＋α3＜1，正确。‎ ‎5．(2016·河北市二联)T ℃时，在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：‎ 容器 甲 乙 丙 反应物的投入量 ‎3 mol A、2 mol B ‎6 mol A、4 mol B ‎2 mol C 达到平衡的时间/min ‎5‎ ‎8‎ A的浓度/mol·L－1‎ c1‎ c2‎ C的体积分数%‎ w1‎ w3‎ 混合气体的密度/g·L－1‎ ρ1‎ ρ2‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．若x＜4，则2c1＜c2‎ B．若x＝4，则w1＝w3‎ C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2‎ D．甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短 答案　C 解析　若x＜4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1＞c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。‎ 三种等效平衡模型 等效模型 实例 起始投料 平衡时等量 备注 恒温恒容化学计量数不等 N2(g)＋3H2(g)‎ · ‎2NH3(g)‎ 甲：1 mol N2＋3 mol H2‎ 乙：2 mol NH3(转化为同种物质完全等同)‎ 两容器中各组分的n、c、w等同 α(N2)＋α(NH3)＝1‎ 恒温恒容化学计量数相等 I2(g)＋H2(g)‎ · ‎2HI(g)‎ 甲：1 mol I2＋1 mol H2‎ 乙：2 mol I2＋2 mol H2(或4 mol HI)(成比例)‎ 两容器中各组分的w等同，n、c成倍数关系 恒温恒压 N2(g)＋3H2(g)‎ · ‎2NH3(g)‎ 甲：1 mol N2＋3 mol H2‎ 乙：2 mol N2＋6 mol H2(或4 mol NH3)(成比例)‎ 两容器中各组分w、c等同，n成倍数关系 题组四　高考真题跟踪再现 ‎6．(2017·江苏，15改编)温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)(正反应吸热)。实验测得v正＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是(　　)‎ 容器编号 物质的起始浓度(mol·L－1)‎ 物质的平衡浓度(mol·L－1)‎ c(NO2)‎ c(NO)‎ c(O2)‎ c(O2)‎ Ⅰ ‎0.6‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.2‎ Ⅱ ‎0.3‎ ‎0.5‎ ‎0.2‎ Ⅲ ‎0‎ ‎0.5‎ ‎0.35‎ A.达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5‎ B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大 C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%‎ D．当温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T2＜T1‎ 答案　C 解析　由Ⅰ中数据可计算温度T1时反应的平衡常数。‎ ‎　　　　　2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)‎ 起始/mol·L－1 0.6 0 0‎ 转化/mol·L－1 0.4 0.4 0.2‎ 平衡/mol·L－1 0.2 0.4 0.2‎ 平衡后气体总物质的量：n(气体)＝(0.2 mol·L－1＋0.4 mol·L－1＋0.2 mol·L－1)×1 L＝0.8 mol。‎ K＝＝＝0.8。‎ A项，此时容器Ⅱ中，Qc＝＝(0.3 mol·L－1＋0.5 mol·L－1＋0.2 mol·L－1)×1 L＝1.0 mol，则达到平衡后容器Ⅰ和容器Ⅱ中的总压强之比p(Ⅰ)∶p(Ⅱ)<0.8 mol∶1.0 mol＝4∶5，错误；B项，根据等效平衡特点可知，容器Ⅱ中平衡体系相当于在容器Ⅰ平衡体系中同时加入0.2 mol·L－1NO和0.05 mol·L－1 O2，平衡左移的结果，故容器Ⅱ的平衡体系中，0.2 mol·L－1T1，错误。‎ ‎7．(2017·海南，11改编)已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。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增大 B．减小压强，n(CO2)增加 C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)不变 答案　D 解析　A项，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，错误；B项，反应前后气体计量数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，错误；C项，催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，错误；D项，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计量数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，正确。‎ ‎8．(2017·天津理综，6)常压下羰基化法精炼镍的原理：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。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)4]＝4v生成(CO)‎ 答案　B 解析　A项，增加c(CO)，平衡向正向移动，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，错误；B项，第一阶段，50 ℃时，Ni(CO)4为气态，易于分离，有利于Ni(CO)4的生成，正确；C项，第二阶段，230 ℃制得高纯镍的反应方程式为Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)，平衡常数K1＝＝5×104，所以Ni(CO)4分解率较高，错误；D项，因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，错误。‎ 考点三　全面突破化学平衡常数及转化率 ‎1．化学平衡常数 ‎(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。K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。‎ ‎(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，K＝。另可用压强平衡常数表示：‎ Kp＝[p(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 ‎①同一可逆反应中，K正·K逆＝1；‎ ‎②同一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K′＝Kn或K′＝。‎ ‎③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。‎ ‎2．转化率、产率及分压的计算 反应物转化率＝×100%‎ 产物的产率＝×100%‎ 分压＝总压×物质的量分数 ‎3．常用的气体定律 同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)‎ 同温同压强：＝＝＝ ‎1．(1)(2017·维坊市高三下学期第一次模拟)活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s) N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如下图所示：‎ ‎①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”“B”或“C”)点。‎ ‎②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp＝__________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。‎ ‎(2)(2017·日照市高三下学期第一次模拟)以CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应体系起始总压强为0.1a MPa，不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在低于800 ℃时主要反应的化学方程式为___________________________________________；1 150 ℃下，反应CaSO4＋COCaO＋CO2＋SO2达到平衡时，c平衡(SO2)＝8.0×10－5 mol·L－1，CO的转化率为80%，则c初始(CO)＝________mol·L－1，该反应的压强平衡常数Kp＝________(用含a的代数式表示；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；忽略副反应)。‎ 答案　(1)①A　②4　(2)CaSO4＋4COCaS＋4CO2‎ ‎1．0×10－4　0.32a 解析　(1)①增大压强，平衡左移，NO2的转化率减小，所以A点NO2的转化率最高。‎ ‎②设C点时NO2的浓度为c mol·L－1，则CO2的浓度也为c mol·L－1‎ ‎2NO2(g)＋2C(s) N2(g)　　　　＋2CO2(g)‎ c mol·L－1 c mol·L－1 c mol·L－1‎ p(NO2)＝20 MPa×＝8 MPa p(N2)＝20 MPa×＝4 MPa p(CO2)＝20 MPa＝＝8 MPa Kp＝＝＝4。‎ ‎(2)在低于800 ℃时，固体产物为CaS，所以此时反应方程式为CaSO4＋4COCaS＋4CO2‎ c初始(CO)＝＝1.0×10－4 mol·L－1‎ ‎　　　 　 CaSO4＋COCaO＋CO2　＋　 SO2‎ 平衡(mol·L－1) 2.0×10－5 8.0×10－5 8.0×10－5‎ 平衡时总压强：0.1a MPa×＝0.18a MPa p(CO2)＝p(SO2)＝0.18a MPa×＝0.08a MPa p(CO)＝0.18a MPa×＝0.02a MPa ‎ Kp＝＝＝0.32a。‎ ‎2．[2017·全国卷Ⅰ，28(3)]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，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。‎ ‎①H2S的平衡转化率α1＝________%，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α2________α1，该反应的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”)‎ ‎③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。‎ A. H2S B. CO2 C．COS D．N2‎ 答案　①2.5　2.8×10－3　②>　>　③B 解析　①设平衡时H2S转化的物质的量为x mol。‎ ‎　　　　　H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)‎ 初始/mol 0.40 0.10 0 0‎ 转化/mol x x x x 平衡/mol 0.40－x 0.10－x x x 由题意得：＝0.02‎ 解得：x＝0.01‎ H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%‎ K＝＝＝≈2.8×10－3。‎ ‎②温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则H2S的转化率增大，故α2>α1。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故ΔH>0。‎ ‎③A项，充入H2S，H2S的转化率反而减小；B项，充入CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故H2S的转化率增大；C项，充入COS，平衡左移，H2S 的转化率减小；D项，充入N2，对平衡无影响，不改变H2S的转化率。‎ 考点四　看图识图　借图破解 ‎(一)基本图像的类型与分析 ‎1．速率变化图像 反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH＞0，‎ 反应速率—时间(v－t)图像中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v正与v逆的变化有两种情况：‎ ‎(1)v正、v逆同时突变 ‎(2)v正、v逆之一渐变 ‎2．平衡移动图像 反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0‎ ‎(1)速率—时间图：‎ t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3‎ 时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大。‎ ‎(2)转化率(或含量)—时间图：‎ 图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。‎ ‎(3)恒压(温)线：‎ 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。‎ ‎(二)特殊图像的类型与分析 ‎1．对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正＞v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。‎ ‎2.对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如右图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正＞v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。‎ 题组一　图像的识别与运用 ‎1．(2017·辽宁省六校高三上学期期末联考)反应aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是(　　)‎ A．a＋b0，经60 s达到平衡，生成0.4 mol Z。下列说法正确的是(　　)‎ A．60 s内反应速率为v(X)＝0.05 mol·L－1·s－1‎ B．其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．其他条件不变，若初始投入2 mol X和2 mol Y，则物质Y的转化率减小 D．其他条件不变，将容器体积变为4 L，Z的平衡浓度变为原来的一半 答案　C 解析　A项，经60 s达到平衡，生成0.4 mol Z，则v(Z)＝＝ mol·L－1·s－1，故v(X)＝1.5v(Z)＝0.005 mol·L－1·s－1，错误；B项，其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，错误；C项，其他条件不变，若初始投入2 mol X和2 mol Y，对比3 mol X和3 mol Y，相当于降低了体系的压强，故平衡左移，即Y的转化率减小，正确；D项，其他条件不变，将容器体积变为4 L，Z的平衡浓度瞬间变为原来的，但是此时由于压强减小，故平衡左移，导致Z的浓度继续降低，错误。‎ ‎5．(2017·怀化市高三上学期期末)用O2将HCl转化为Cl2，反应方程式为4HCl(g)＋O2(g) 2H2O(g)＋2Cl2(g)　ΔH>0，一定条件下在密闭容器中测得反应过程中n(Cl2)的实验数据如下。下列说法正确的是(　　)‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ n(Cl2)/10－3 mol ‎0‎ ‎1.8‎ ‎3.7‎ ‎5.4‎ A.0～2 min的反应速率小于4～6 min的反应速率 B．2～6 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol·L－1·min－1‎ C．降低温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 D．平衡常数：K(200℃)＜K(400℃)‎ 答案　D 解析　A项，0～2 min反应速率v(Cl2)＝mol·L－1·min－1＝mol·L－1·min－1,4～6 min反应速率v(Cl2)＝mol·L－1·min－1＝mol·L－1·min－1，错误；B项，题目中没有说明容器的体积，无法计算反应速率，错误；C项，降低温度正、逆反应速率都降低，错误；D项，正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，平衡常数增大，正确。‎ ‎6．(2016·菏泽市高三上学期期末学分认定考试)在容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g) zC(g)。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是(　　)‎ A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.04 mol·L－1·min－1‎ B．200 ℃时，该反应的平衡常数为25‎ C．当外界条件由200 ℃降温到100 ℃，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大 D．由图乙可知，反应xA(g)＋yB(g) zC(g)的ΔH<0，且a＝2‎ 答案　B 解析　由图甲可知，反应中A、B、C的物质的量的变化量之比为0.4∶0.2∶0.2＝2∶1∶1，根据反应中化学计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比可知，该反应方程式为2A(g)＋B(g) C(g)；A项，根据v＝可知v(B)＝ mol·L－1·min－1＝0.02 mol·L－1·min－1，错误；B项，由图甲可知平衡时A、B、C的物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，所以它们的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，结合化学方程式2A(g)＋B(g)??C(g)，可知该反应的平衡常数为＝25，正确；C项，降温正、逆反应速率均减小，错误；D项，根据图乙可知，升高温度，C的体积分数增大，平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，ΔH＞0；当投入的反应物的物质的量之比等于化学反应中计量数之比时，平衡时C的体积分数达最大值，根据化学方程式2A(g)＋B(g)??C(g)，可知a＝2，错误。‎ ‎7．(2017·株洲市高三上学期教学质量检测)某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L 密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是(　　)‎ A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 mol·L－1‎ B．由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800‎ C．达平衡后，若增大容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示 D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图，则T2>T1‎ 答案　B 解析　A项，二氧化硫起始浓度为＝0.2 mol·L－1，由甲图可知B点SO2的转化率为0.85，所以Δc(SO2)＝0.85×0.2 mol·L－1＝0.17 mol·L－1，故二氧化硫的平衡浓度为0.2 mol·L－1－0.17 mol·L－1＝0.03 mol·L－1，错误；B项，由图甲可知A点SO2的转化率为0.8，所以Δc(SO2)＝0.8×0.2 mol·L－1＝0.16 mol·L－1，则：‎ ‎　　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)‎ 开始/(mol·L－1) 0.2 0.1 0‎ 变化/(mol·L－1) 0.16 0.08 0.16‎ 平衡/(mol·L－1) 0.04 0.02 0.16‎ 所以A点平衡常数为K＝＝800，正确；C项，达平衡后，缩小容器容积，反应混合物的浓度都增大，正、逆反应速率都增大，体系压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即平衡向正反应移动，故v′正＞v′逆，可以用图乙表示，若增大容器容积v′正＜v′逆，不可以用图乙表示，错误；D项，由达到平衡的时间可知，温度为T1，先到达平衡，反应速率快，温度越高反应速率越快，故T2＜T1，错误。‎ ‎8．(2017·临沂市高三上学期期末)一定条件下，可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数。在恒温恒压条件下，总压不变，用平衡分压计算平衡常数更方便。下列说法不正确的是(　　)‎ A．对于C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)在一定条件下达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则用分压表示的平衡常数Kp＝ B．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B 和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。若此时A、B和C均增加1 mol，平衡正向移动 C．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1 mol，若此时再充入3 mol N2，则平衡正向移动 D．对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，都只与温度有关 答案　C 解析　A项，平衡时C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则三者的分压均为p，故用分压表示的平衡常数Kp＝＝3/p，正确；B项，如A、B和C的物质的量之比按照2∶1∶2的比值增加，则平衡不移动，而“均增加1 mol”时相当于在原来的基础上多加了B，则平衡向右移动，正确；C项，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1 mol，三者的分压均为p，此时用分压表示的平衡常数为Kp＝＝，若再充入3 mol N2，此时N2的分压为p，NH3和H2均为p，此时用分压表示的Qp＝＝＝Kp，平衡不移动，错误；D项，同一可逆反应，在相同条件下用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，且都只与温度有关，正确。‎ ‎9．(2017·盐城中学高三下学期开学考试)一定温度下，向3个初始体积均为1.0 L的密闭容器中按下表所示投料，发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0达到平衡，下列说法错误的是(　　)‎ 容器编号 容器类型 起始物质的量/ mol 反应物转化率 平衡时NH3的物质的量/ mol N2‎ H2‎ NH3‎ Ⅰ 恒温恒容 ‎1‎ ‎3‎ ‎0‎ α1‎ ‎1.2‎ Ⅱ 绝热恒容 ‎1‎ ‎3‎ ‎0‎ α2‎ a Ⅲ 恒温恒压 ‎2‎ ‎6‎ ‎0‎ α3‎ b A.达到平衡时，α1>α2‎ B．平衡时NH3的物质的量b<2.4‎ C．达到平衡时，容器Ⅱ中的反应速率比容器Ⅰ中的大 D．保持温度不变，向容器Ⅰ中再充入0.1 mol N2、0.2 mol H2、0.2 mol NH3，平衡向正反应方向移动 答案　B 解析　以Ⅰ为参考，由于正反应为放热反应，所以Ⅱ的绝热恒容体系建立平衡后体系温度更高，相当于Ⅰ的平衡体系升高温度，则平衡逆向移动，所以反应物的转化率降低，即α1＞α2，但是由于温度更高，所以平衡时反应速率更大，A、C正确；以2倍的Ⅰ为参考(记作体系Ⅳ)，平衡时NH3的物质的量为2.4 mol，由于正反应气体体积减小，Ⅲ恒压条件下建立平衡过程中容器体积不断减小，相当于Ⅳ体系加压建立新的平衡，由于加压时平衡正向移动，所以能够生成更多的NH3，即b＞2.4，B错误；Ⅰ体系反应消耗N2 0.6 mol、H2 1.8 mol，容器体积为1 L，平衡体系中c(N2)＝0.4 mol·L－1、c(H2)＝1.2 mol·L－1、c(NH3)＝1.2 mol·L－1，K＝≈2.083，D选项再充入三种气体后，c(N2)＝0.5 mol·L－1、c(H2)＝1.4 mol·L－1、c(NH3)＝1.4 mol·L－1，则Q＝≈1.429＜K，所以反应正向进行，D正确。‎ ‎10．(2017·江西省重点中学协作体高三联考)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：‎ 化学反应 平衡常数 温度/℃‎ ‎500‎ ‎800‎ ‎①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)‎ K1‎ ‎2.5‎ ‎0.15‎ ‎②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)‎ K2‎ ‎1.0‎ ‎2.50‎ ‎③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)‎ K3‎ ‎(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如左下图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数KA________(填“＞”“＜”或“＝”)KB。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。‎ ‎(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。‎ 当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是________。‎ 当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是________。‎ 答案　(1)吸热　(2)＝　K1·K2　(3)加催化剂　将体积压缩为2 L 解析　(2)化学平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，所以KA＝KB；反应③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，分析三个反应的平衡常数表达式可知平衡常数K3＝K1·K2。‎ ‎(3)分析曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间，最后达到相同平衡状态，容器体积可变得是恒压容器，说明改变的是加入了催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量浓度增大，反应②是气体体积不变的反应，可变容器中气体体积和浓度成反比，气体物质的量不变。曲线Ⅰ：体积为3 L，一氧化碳浓度为3 mol·L－1；改变条件后变为曲线Ⅲ，一氧化碳浓度为4.5 mol·L－1，则原体积∶压缩后体积为3∶V＝4.5∶3，V＝2 L，所以将容器的体积快速压缩至2 L符合改变的条件。‎ ‎11．(2017·襄阳市高三第一次调研)为探究催化剂对双氧水分解的催化效果，某研究小组做了如下图实验：‎ ‎(1)甲同学欲用上图所示实验来确认MnO2是H2O2分解反应的催化剂。该实验________(填“能”或“不能”)达到目的，原因是___________________________________________。‎ ‎(2)为探究MnO2的量对催化效果的影响，乙同学分别量取50 mL 1%H2O2加入容器中，在一定质量范围内，加入不同质量的MnO2，测量所得气体体积，数据如下：‎ MnO2的质量/g ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎40 s末O2体积/mL ‎49‎ ‎61‎ ‎86‎ 由此得出的结论是______________________________________________________________，‎ 原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)为分析Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5% H2O2)：‎ 试管 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 滴加试剂 ‎5滴0.1 mol·L－1FeCl3‎ ‎5滴0.1 mol·L－1CuCl2‎ ‎5滴0.3 mol·L－1NaCl 产生气泡情况 较快产生细小气泡 缓慢产生细小气泡 无气泡产生 结论是________________________________________________________________________，‎ 实验Ⅲ的目的是____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的化学方程式分别是___________________和____________________(按反应发生的顺序写)。‎ ‎(5)在上述实验过程中，分别检测出溶液中有二价锰、二价铁和一价铜，由此得出选择作为H2O2分解反应的催化剂需要满足的条件是__________________________________________‎ ‎______________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)不能　因为没有确认MnO2的质量和性质是否改变 ‎(2)在一定质量范围内，MnO2质量越大，反应速率越快 固体质量越大，其表面积也越大，故反应速率加快，催化效果更好 ‎(3)Fe3＋和Cu2＋对H2O2的分解均有催化作用，且Fe3＋比Cu2＋催化效果好　对比实验，证明Cl－对H2O2的分解没有催化作用 ‎(4)2FeCl3＋H2O2===2FeCl2＋O2↑＋2HCl ‎2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O ‎(5)H2O2分解反应的催化剂具有氧化性，且其氧化性强于H2O2；催化剂被还原后所得物质又能被H2O2氧化生成原催化剂 解析　(1)要证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂，必须证明催化剂在反应前后的性质和质量不改变，而甲同学没有做这方面的实验，所以不能达到目的。‎ ‎(2)根据表格中数据，在一定质量范围内，二氧化锰质量增加，相同时间内收集到氧气的体积也相应增加，说明反应速率加快，原因是在一定质量范围内，固体质量越大，其表面积也越大，故反应速率加快，催化效果更好。‎ ‎(3)从所给的数据可知：试管Ⅰ、试管Ⅱ所用试剂的浓度、用量完全一样，产生气泡是试管Ⅰ快，试管Ⅱ慢，试管Ⅲ无气泡产生，试管Ⅲ是一个对比实验，说明Cl－对H2O2的分解没有催化作用，从而得到Fe3＋和Cu2＋对H2O2的分解均有催化作用，且Fe3＋比Cu2＋催化效果好的结论。‎ ‎(4)根据化合价的升降和催化剂会参加反应，但最终性质和质量不改变写出反应方程式，FeCl3和H2O2反应，FeCl3中铁元素化合价降低，生成氯化亚铁，双氧水中氧元素化合价升高，生成氧气，方程式为2FeCl3＋H2O2===2FeCl2＋O2↑＋2HCl；FeCl3作催化剂，在第二个反应中重新生成，氯化亚铁又被双氧水氧化成氯化铁，方程式为2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O。‎ ‎(5)二价锰、二价铁和一价铜都是化合价降低得到的，说明二氧化锰、Fe3＋、Cu2＋得到电子，作氧化剂，将双氧水氧化，还原得到的二价锰、二价铁和一价铜又被双氧水氧化成二氧化锰、‎ Fe3＋、Cu2＋，由此得出作为H2O2分解反应的催化剂需要满足的条件是具有氧化性，且其氧化性强于H2O2；催化剂被还原后所得物质又能被H2O2氧化生成原催化剂。‎ ‎12．(2017·岳阳县第一中学高三第一次理综能力测试)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：‎ ‎①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1＝－90.7 kJ· mol－1‎ ‎②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－23.5 kJ· mol－1‎ ‎③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝－41.2 kJ· mol－1‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)则反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ· mol－1。‎ ‎(2)反应②达平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3产率的有________(填字母，下同)。‎ A．加入CH3OH　B．升高温度　C．增大压强　　D．移出H2O　E．使用催化剂 ‎(3)以下说法能说明反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的有________。‎ A．H2和CO2的浓度之比为3∶1‎ B．单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C===O C．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变 D．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变 E．绝热体系中，体系的温度保持不变 ‎(4)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图所示：‎ 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。‎ ‎①该反应ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0,550 ℃时，平衡后若充入惰性气体，平衡________(填“正移”“逆移”或“不移动”)。‎ ‎②650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为________(保留2位有效数字)。‎ ‎③T时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝________p总。‎ 答案　(1)－246.1　(2)D　(3)DE　(4)①>　正移　②25%　③0.5‎ 解析　(1)2×①＋②＋③得出ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝[2×(－90.7)－23.5－41.2] kJ· mol－1＝－246.1 kJ· mol－1。(4)①根据图像知，随着温度升高，CO2的体积分数降低，说明平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向是吸热反应，即ΔH>0，恒压状态下，‎ 充入非反应气体，体积增大，组分浓度降低，平衡向正反应方向移动；‎ ‎②　　　　　　　　C(s)＋CO2(g) 2CO(g)‎ 起始/(mol·L－1) 1 0‎ 变化/(mol·L－1) x 2x 平衡/(mol·L－1) 1－x 2x ×100%＝40%，解得x＝0.25 mol·L－1，即CO2的转化率为×100%＝25%；‎ ‎③T ℃时，CO的平衡分压为50%p总，CO2的分压为50%p总，Kp＝＝0.5p总。‎ ‎13．研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步：‎ ‎①2NO(g) N2O2(g)(快)　v1正＝k1正c2(NO)‎ v1逆＝k1逆c(N2O2)　ΔH1＜0‎ ‎②N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)(慢)‎ v2正＝k2正c(N2O2)c(O2)　v2逆＝k2逆c2(NO2)　ΔH2＜0‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________，根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是___________(填字母)。‎ a．k2正增大，c(N2O2)增大 b．k2正减小，c(N2O2)减小 c．k2正增大，c(N2O2)减小 d．k2正减小，c(N2O2)增大 ‎(2)由实验数据得到v2正～c(O2)的关系可用下图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为________(填字母)。‎ 答案　(1)　c　(2)a 解析　(1)由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正×v2正＝v1逆×v2逆，即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)c(O2)＝k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2)，则K＝＝。‎ ‎(2)因为决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)速率的是反应②，升高温度，v2正 减小，平衡向逆反应方向移动，c(O2)增大，因此当x点升高到某一温度时，c(O2)增大，v2正减小，符合条件的点为a。‎