2018届二轮复习化学反应速率和化学平衡课件（110张）（全国通用） 110页

专题十一　化学反应速率和化学平衡 第三编 　 化学反应原理 考点一　化学反应速率及其影响因素 考点三　化学平衡移动、化学平衡常数 ( 加试 ) 三年选考　五次真题 考点二　化学平衡状态与化学反应进行的方向 化学反应速率及其影响因素 考点一 核心精讲 1 1. 深度剖析速率的计算方法 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，而不是即时速率，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： m A(g) ＋ n B(g) == = p C(g) ＋ q D(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 ― → 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 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，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。 3. 准确把握碰撞理论 ( 加试 ) (1) 活化分子、活化能、有效碰撞 ① 活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ② 活化能：如图 图中： E 1 为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为 E 3 ，反应热为 E 1 － E 2 。 ( 注： E 2 为逆反应的活化能 ) ③ 有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2) 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 1.(2017· 浙江省名校协作体高三上学期考试 ) 在一定温度下， 10 mL 0.40 mol·L － 1 H 2 O 2 发生催化分解。不同时刻测定生成 O 2 的体积 ( 已折算为标准状况 ) 如下表。 题组集训 2 题组一　化学反应速率的计算类型 1 2 3 4 5 6 7 8 t /min 0 2 4 6 8 10 V (O 2 )/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是 ( 溶液体积变化忽略不计 ) A.0 ～ 6 min 的平均反应速率： v (H 2 O 2 ) ≈ 3.3 × 10 － 2 mol·L － 1 ·min － 1 B.6 ～ 10 min 的平均反应速率： v (H 2 O 2 ) ＜ 3.3 × 10 － 2 mol·L － 1 ·min － 1 C. 反应至 6 min 时， c (H 2 O 2 ) ＝ 0.30 mol·L － 1 D. 反应至 6 min 时， H 2 O 2 分解了 50% 1 2 3 4 5 6 √ 答案 解析 7 8 解析　 发生的反应为 2H 2 O 2 2H 2 O ＋ O 2 ↑ 。 A 项， 0 ～ 6 min 产生的氧气的物质的量 n (O 2 ) ＝ × 10 － 3 mol ＝ 0.001 mol ，分解的过氧化氢的物质的量为 n (H 2 O 2 ) ＝ 2 n (O 2 ) ＝ 0.002 mol ， v (H 2 O 2 ) ≈ 3.3 × 10 － 2 mol·L － 1 ·min － 1 ，正确； B 项，随着反应的进行， H 2 O 2 的浓度逐渐减小，反应速率减慢， 6 ～ 10 min 的平均反应速率小于 0 ～ 6 min 内的平均反应速率，正确； C 项， 由 A 项计算可知，反应至 6 min 时 c (H 2 O 2 ) ＝ 0.40 mol·L － 1 － 0.20 mol·L － 1 ＝ 0.20 mol·L － 1 ，错误； D 项， 6 min 内 Δ c (H 2 O 2 ) ＝ 0.20 mol·L － 1 ，则 H 2 O 2 的分解率为 (0.20 mol·L － 1 ÷ 0.40 mol·L － 1 ) × 100% ＝ 50% ，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 2. 一定条件下，在体积为 10 L 的固定容器中发生反应： N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 　 Δ H ＜ 0 ，反应过程如 右 图所示，下列说法正确的是 A. t 1 min 时 X 和 Y 的反应速率相等 B.X 曲线表示 NH 3 的物质的量随时 间 变化 的关系 C.0 ～ 8 min ， H 2 的平均反应速率 v (H 2 ) ＝ mol·L － 1 ·min － 1 D.0 ～ 12 min ， H 2 的平均反应速率 v (H 2 ) ＝ mol·L － 1 ·min － 1 √ 答案 1 2 3 4 5 6 解析 7 8 解析　 t 1 min 时，只是 X 和 Y 的物质的量相等， X 和 Y 的物质的量变化或浓度变化不等， X 和 Y 的反应速率不相等， A 项错误； 根据图像， Y 表示 H 2 的物质的量随时间的变化关系， X 表示 NH 3 的物质的量随时间的变化关系， B 项正确； 0 ～ 8 min ， H 2 的平均反应速率 v (H 2 ) ＝ mol·L － 1 ·min － 1 ， C 项错误； 0 ～ 12 min ， H 2 的平均反应速率 v (H 2 ) ＝ mol·L － 1 ·min － 1 ， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 3. 现将 0.40 mol A 2 气体和 0.20 mol B 2 气体充入 10 L 的密闭容器中，在一定条件下使其发生反应生成气体 C ，其物质的量的变化如 下 图所示，请回答下列有关问题： (1) 若 t 1 ＝ 10 min ，则 0 到 t 1 时间内 C 物质的平均 反应速率为 __________________ 。 (2) 该反应在 t 2 时达到平衡，其化学方程式为 _____________ ，若用 A 、 B 表示物质 C ，则 物质 C 的化学式是 ____ 。 1 2 3 4 5 6 答案 0.001 mol·L － 1 ·min － 1 A 3 B 练后反思 7 8 化学反应速率计算常常包括化学反应速率的常规计算、速率大小比较、书写化学方程式或化学式等。 (1) 反应速率大小 ( 或快慢 ) 比较方法 同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，而要进行一定的转化。一般采用 “ 归一法 ” 进行比较，即将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质同一单位的反应速率，再进行比较。比较时要注意 “ 一看 ” 、 “ 二转 ” 、 “ 三比较 ” 。 “ 一看 ” ：看速率的单位是否一致； “ 二转 ” ：利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化成同一物质同一单位的化学反应速率； “ 三比较 ” ：比较数值的大小，数值越大，反应速率越快。 1 2 3 4 5 6 练后反思 7 8 (2) 书写化学方程式或化学式 首先判断出反应物和生成物；然后计算化学方程式 [ 对于反应 a A(g) ＋ b B(g)=== c C(g) ＋ d D(g) ] 中各物质前的化学计量数，计算时根据 a ∶ b ∶ c ∶ d ＝ v (A) ∶ v (B) ∶ v (C) ∶ v (D) ＝ Δ n (A) ∶ Δ n (B) ∶ Δ n (C) ∶ Δ n (D) ＝ Δ c (A) ∶ Δ c (B) ∶ Δ c (C) ∶ Δ c (D) ；最后写出化学方程式，有时再根据质量守恒定律书写出某一反应物或某一生成物的化学式。 1 2 3 4 5 6 7 8 4. 按要求填空。 (1) 形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁 ____( 填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ” ) 铝。 (2) 对于 Fe ＋ 2HCl===FeCl 2 ＋ H 2 ↑ ，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？ ( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) ① 升高温度： ____ ； ② 增大盐酸浓度： ____ ； ③ 增大铁的质量： ____ ； 1 2 3 4 5 6 题组二　正确理解影响化学反应速率的因素 答案 小于 增大 增大 不变 7 8 ④ 增加盐酸体积： _____ ； ⑤ 把铁片改成铁粉： _____ ； ⑥ 滴入几滴 CuSO 4 溶液： _____ ； ⑦ 加入 NaCl 固体： _____ ； ⑧ 加入 CH 3 COONa 固体： ____ ； ⑨ 加入一定体积的 Na 2 SO 4 溶液： ____ 。 (3) 若把 (2) 中的稀盐酸改成 “ 稀硝酸 ” 或 “ 浓硫酸 ” 是否还产生 H 2 ，为什么？ 1 2 3 4 5 6 答案 不变 增大 增大 不变 减小 减小 答案　 不会产生 H 2 ， Fe 和稀硝酸反应生成 NO ；常温下， Fe 在浓硫酸中钝化。 7 8 5. 对于化学反应： N 2 (g) ＋ O 2 (g)  2NO(g) ，在密闭容器中，下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么 ( 填 “ 加快 ”“ 不变 ” 或 “ 减慢 ” ) 。 A. 缩小体积使压强增大： ____ 。 B. 体积不变充入 N 2 使压强增大： _____ 。 C. 体积不变充入氩气使压强增大： ____ 。 D. 压强不变充入氩气使体积增大： ____ 。 E. 增大体积使压强减小： ____ 。 解析　 对于有气体参加的反应，压强的增大必须引起浓度的增大才能加快反应速率，故 A 、 B 使反应速率加快， C 对反应速率无影响， D 、 E 均使体积增大而引起浓度减小，反应速率变慢。 解析 1 2 3 4 5 6 答案 加快 加快 不变 减慢 减慢 7 8 组别 c (HCl)/ mol·L － 1 温度 / ℃ 铁的状态 A 2.0 25 块状 B 2.5 30 粉末状 C 2.5 50 块状 D 2.5 50 粉末状 6.(2017· 浙江省 “ 七彩阳光 ” 新高考研究联盟高三上学期考试 ) 为探究影响化学反应速率的影响因素，将等质量的铁与过量盐酸反应，其他实验条件见下表。其中铁被反应完消耗时间最少的组别是 √ 答案 解析 题组三　影响化学反应速率因素的实验探究 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 根据化学反应速率的影响因素，温度越高，化学反应速率越快，接触面积越大，化学反应速率越快，答案选 D 。 1 2 3 4 5 6 7 8 7. 为了研究一定浓度 Fe 2 ＋ 的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如 右 图所示，判断下列说法正确的是 A.pH 越小氧化率越大 B. 温度越高氧化率越小 C.Fe 2 ＋ 的氧化率仅与溶液的 pH 和温度有关 D. 实验说明降低 pH 、升高温度有利于提高 Fe 2 ＋ 的氧化率 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析　 由 ②③ 可知，温度相同时 pH 越小，氧化率越大，由 ①② 可知， pH 相同时，温度越高，氧化率越大， C 项， Fe 2 ＋ 的氧化率除受 pH 、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。 8 8.(2016· 宁波效实中学高二期中 )1918 年， Lewis 提出反应速率的碰撞理论：反应物分子之间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞。 题组四　有效碰撞理论 ( 加试 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 (1) 图 Ⅰ 是 HI 分解反应中 HI 分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是 ____( 填 “ A ”“ B ” 或 “ C ” ) 。 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C (2)20 世纪 30 年代， Eyring 和 Pelzer 在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图 Ⅱ 是 NO 2 和 CO 反应生成 CO 2 和 NO 过程中的能量变化示意图，请写出 NO 2 和 CO 反应的热化学方程式： ____________________________________________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 NO 2 (g) ＋ CO(g) == =CO 2 (g) ＋ NO(g) Δ H ＝－ 234 kJ·mol － 1 (3) 过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化。 ① 在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E 1 和 E 2 的变化是： E 1 ____ ， E 2 ____( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) 。 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 减小 减小 ② 请在图 Ⅱ 中用虚线作出 NO 2 和 CO 反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 答案　 示意图： 化学平衡状态与化学反应进行的方向 考点二 核心精讲 1 一、化学平衡状态 1. 可逆反应 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 2. 化学平衡状态 (1) 概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 (2) 化学平衡的建立 (3) 平衡特点 3. “ 三关注 ” 突破化学平衡状态标志的判断 (1) 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器； (2) 关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应； (3) 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： ① 混合气体的压强、 ② 混合气体的密度、 ③ 混合气体的总物质的量、 ④ 混合气体的平均相对分子质量、 ⑤ 混合气体的颜色、 ⑥ 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、 ⑦ 某种气体的百分含量 ( 均填序号 ) 答案 　 (1)②③④⑦ 　 (2)⑤⑦ 　 (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦ 　 (5)②④⑦ 　 (6)③ 　 (7)②④⑦ (1) 能说明 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g)  2SO 3 (g) 达到平衡状态的是 _________ 。 (2) 能说明 I 2 (g) ＋ H 2 (g)  2HI(g) 达到平衡状态的 是 _____ 。 (3) 能说明 2NO 2 (g)  N 2 O 4 (g) 达到平衡状态的是 __________ 。 (4) 能说明 C(s) ＋ CO 2 (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 NH 2 COONH 4 (s)  2NH 3 (g) ＋ CO 2 (g) 达到平衡状态的是 _______ 。 (7) 能说明 5CO(g) ＋ I 2 O 5 (s)  5CO 2 (g) ＋ I 2 (s) 达到平衡状态的是 _______ 。 4. 若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 答案 ①③④⑦ ⑤⑦ ①③④⑤⑦ ①②③④⑦ ②④⑦ ①②③ ②④⑦ 二、化学反应方向的综合判据 ( 加试 ) 影响反应自发性的因素有焓变 (Δ H ) 、熵变 (Δ S ) 和温度 ( T ) 。要正确判断一个化学反应能否自发进行，必须综合考虑 Δ H 、 Δ S 和 T 这三个因素。在恒温恒压时，有如下判据： Δ H － T Δ S ＜ 0 时，反应能自发进行 Δ H － T Δ S ＝ 0 ，反应达到平衡状态 Δ H － T ΔS ＞ 0 时，反应不能自发进行 这个判据用文字可表述：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 Δ H － T Δ S ＜ 0 的方向进行，直到达到平衡状态。 注意 　用 Δ H － T Δ S ＜ 0 来判断反应的自发性，只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生，也不能确定反应发生的速率。 1.(2017· 温州市十五校联合体高一下学期期中联考 ) 哈伯因发明了由氮气合成氨气的方法而获得 1918 年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入 1 mol N 2 和 3 mol H 2 ，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是 A. 达到化学平衡时， N 2 将完全转化为 NH 3 B. 达到化学平衡时， N 2 、 H 2 和 NH 3 的物质的量浓度一定相等 C. 达到化学平衡时， N 2 、 H 2 和 NH 3 的物质的量浓度不再变化 D. 达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且为零 题组集训 2 题组一　正确理解概念 1 2 3 4 5 6 √ 答案 解析 7 8 解析　 在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时 ( 但不为 0) ，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。 A 项，该反应是可逆反应，达到化学平衡时， N 2 不能完全转化为 NH 3 ，错误； B 项，达到化学平衡时， N 2 、 H 2 和 NH 3 的物质的量浓度不再发生变化，但不一定相等，错误； C 项，达到化学平衡时， N 2 、 H 2 和 NH 3 的物质的量浓度不再变化，正确； D 项，达到化学平衡时，正反应和逆反应速率相等，但不为零，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 2. 向含有 2 mol SO 2 的容器中通入过量氧气发生反应 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g) 2SO 3 (g) 　 Δ H ＝－ Q kJ·mol － 1 ( Q ＞ 0) ，充分反应后生成 SO 3 的物质的量 ___ ( 填 “ ＜ ”“ ＞ ” 或 “ ＝ ” ，下同 )2 mol ， SO 2 的物质的量 ____0 mol ，转化率 ____100% ，反应放出的热量 ___ Q kJ 。 1 2 3 4 5 6 答案 ＜ ＞ ＜ ＜ 7 8 3.(2017· 温州市高三第二次选考模拟 ) 在一定条件下，可逆反应 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ a kJ·mol － 1 ( a ＞ 0) 达到化学平衡时，下列说法一定正确的是 A. 反应放出 a kJ 热量 B . 消耗 1 mol N 2 的同时消耗 3 mol H 2 C.3 v (H 2 ) ＝ 2 v (NH 3 ) D.N 2 、 H 2 、 NH 3 的浓度之比为 1 ∶ 3 ∶ 2 √ 答案 题组二　化学平衡状态的特征 解析　 由于该反应是可逆反应，且未给出反应物的物质的量，所以反应放出的热量不确定， A 错误； 根据化学计量数可知消耗 1 mol N 2 的同时消耗 3 mol H 2 ， B 正确； 反应速率之比是相应的化学计量数之比，则 2 v (H 2 ) ＝ 3 v (NH 3 ) ， C 错误； 平衡时 N 2 、 H 2 、 NH 3 的浓度之比不一定为 1 ∶ 3 ∶ 2 ， D 错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 4.(2017· 浙江省 “ 七彩阳光 ” 新高考研究联盟高三上学期考试 ) 已知： X(g) ＋ 3Y(g)  2Z(g) ，一定条件下， 0.3 mol X(g) 与 0.3 mol Y(g) 在体积为 1 L 的密闭容器中发生反应。下列图示合理的是 √ 答案 1 2 3 4 5 6 解析 7 8 解析　 该反应是气体体积减小的反应，随反应进行 X 的体积分数不变化，恒为 50% ， Z 的体积分数不断增大，达到平衡时体积分数不再变化，与图像符合， A 项正确； X 减少 0.1 mol ，消耗 Y 0.3 mol ，生成 Z 0.2 mol ，当达到平衡时的物质的量 X 、 Z 可以相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图像不符合反应达到平衡状态， B 项错误； Y 消耗 0.1 mol ，生成 Z 物质的量约为 0.07 mol ，图像中反应的定量关系不符合反应比， C 项错误； 反应速率之比等于化学方程式计量数之比， 2 v 正 (X) ＝ v 逆 (Z) ，此时反应达到平衡状态， v 正 (X) ＝ v 逆 (Z) ，不能说明反应达到平衡状态， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 5.(2017· 浙江省名校协作体高三上学期考试 ) 一定温度下，反应 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 达到化学平衡状态的标志是 A. c (N 2 ) ∶ c (H 2 ) ∶ c (NH 3 ) ＝ 1 ∶ 3 ∶ 2 B.N 2 、 H 2 和 NH 3 的物质的量分数不再改变 C.N 2 与 H 2 的物质的量之和是 NH 3 的物质的量 2 倍 D. 单位时间里每增加 1 mol N 2 ，同时增加 3 mol H 2 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 题组三　化学平衡状态标志的判断 7 8 解析　 A 项，平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故 c (N 2 ) ∶ c (H 2 ) ∶ c (NH 3 ) ＝ 1 ∶ 3 ∶ 2 不能作为判断是否达到平衡状态的依据，错误； B 项， N 2 、 H 2 和 NH 3 的物质的量分数不再改变，说明达到平衡状态，正确； C 项，平衡时反应物与生成物的物质的量关系取决于反应物起始物质的量以及转化的程度，不能用来判断是否达到平衡状态，错误； D 项，单位时间内每增加 1 mol N 2 ，同时增加 3 mol H 2 只表示逆向反应，故不能说明达到平衡状态，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 6.(2017· 温州中学高三 2 月模拟 ) 在一个体积固定的密闭容器中，进行可逆反应 A(s) ＋ 3B(g)  3C(g) 。下列叙述中表明该可逆反应一定达到平衡状态的是 ① C 的生成速率与 C 的分解速率相等　 ② 单位时间内生成 a mol A ，同时生成 3 a mol B 　 ③ B 的浓度不再变化 ④ 混合气体总的物质的量不再发生变化　 ⑤ A 、 B 、 C 的物质的量之比为 1 ∶ 3 ∶ 3 　 ⑥ 混合气体的密度不再变化 A. ①③⑥ B. ①③④⑥ C. ①②③ D. ①③④⑤ √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时 ( 但不为 0) ，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项 ①③ 正确； ② 中反应速率的方向是相同的，速率之比是相应的化学计量数之比，因此 ② 中的关系始终是成立的，不能说明； 该反应是体积不变的可逆反应，所以容器内气体的压强始终是不变的， ④ 不能说明； 平衡时各物质的浓度不再发生变化，但不一定满足某种关系， ⑤ 不能说明； 密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，因此选项 ⑥ 可以说明； A 项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 7. 对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是 A. 若 Δ H ＜ 0 ， Δ S ＞ 0 ，任何温度下都能自发进行 B. 若 Δ H ＞ 0 ， Δ S ＜ 0 ，任何温度下都不能自发进行 C. 若 Δ H ＞ 0 ， Δ S ＞ 0 ，低温时可自发进行 D. 若 Δ H ＜ 0 ， Δ S ＜ 0 ，低温时可自发进行 √ 答案 解析　 Δ H ＞ 0 ， Δ S ＞ 0 时，要使 Δ H － T Δ S ＜ 0 ，则需要在高温下进行。 解析 1 2 3 4 5 6 题组四　化学反应方向的判定 ( 加试 ) 7 8 8. 对于汽车尾气的净化反应： 2NO(g) ＋ 2CO(g) == =N 2 (g) ＋ 2CO 2 (g) 　 Δ H ＝－ 113.0 kJ·mol － 1 　 Δ S ＝－ 145.3 J·mol － 1 ·K － 1 ，在 298 K 101 kPa 下，假定反应焓变与熵变不随温度变化，通过计算说明该反应在室温下 ___( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ) 自发进行，若常温常压下该反应自发进行，则大气中的 NO 和 CO 不能转化为 N 2 和 CO 2 而净化的原因是 _____________________ ______________________________________________ 。 解析 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 能 该反应虽然能自发进行， 但速率太慢，必须选择合适的催化剂，加快反应速率 解析　 在 298 K 、 101 kPa 下，该反应的 Δ H ＝－ 113.0 kJ·mol － 1 ， Δ S ＝－ 145.3 J·mol － 1 ·K － 1 ，由 Δ H － T Δ S ≈ － 69.7 kJ·mol － 1 ＜ 0 ，因此该反应在室温下能自发进行。 Δ H － T Δ S 这个判据指的是温度、压强一定的条件下，化学反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，它并不能说明在该条件下一个可能自发进行的化学反应能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及反应速率问题，该反应必须选择合适的催化剂，加快反应速率。 1 2 3 4 5 6 7 8 化学反应的复合判据分析 在一定温度和压强下，反应能自发进行，则要使 Δ H － T Δ S ＜ 0 。当反应的 Δ H ＞ 0 、 Δ S ＞ 0 ，若要使反应自发进行，则要使温度 T 采用高温，即焓变 “ 大 ” 于 0 、熵变 “ 大 ” 于 0 时高 ( 大 ) 温时可自发反应；当反应 Δ H ＜ 0 、 Δ S ＜ 0 ，若要使反应自发进行，则要使温度 T 采用低温，即焓变 “ 小 ” 于 0 、熵变 “ 小 ” 于 0 时低 ( 小 ) 温时可自发反应。这条规律即为 “ 大大大小小小 ” 规律。另外，这条规律还包括：当反应 Δ H ＜ 0 、 Δ S ＞ 0 ，在任意温度下均有 Δ H － T Δ S ＜ 0 ，此种情况下任意温度均可自发反应；当反应 Δ H ＞ 0 、 Δ S ＜ 0 ，在任意温度下均有 Δ H － T Δ S ＞ 0 ，此种情况下任意温度均不可自发反应。 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 化学平衡移动、化学平衡常数 ( 加试 ) 考点三 核心精讲 1 1. 化学平衡移动 (1) 判断方法 如果改变影响平衡的一个条件 ( 温度、浓度、压强等 ) ，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。如升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向 ( 正反应方向 ) 移动；增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动，反之亦然。 化学平衡移动的根本原因是外界条件改变破坏了原平衡体系，使得正、逆反应速率不再相等。如下图所示： (2) 化学平衡问题中的 “ 三不混同 ” ① 不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。如化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，化学反应速率一定改变；不要误认为平衡正向移动一定是 v 正 加快， v 逆 减慢等。 ② 不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。如不要以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。 ③ 不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来。不要误认为平衡正向移动时，反应物的转化率一定提高。 2. 化学平衡常数 (1) 正确书写化学平衡常数的注意事项 ① 浓度必是平衡浓度，固体、纯液体或水溶液中水不列入平衡常数表达式中。 ② 反应方向改变或化学计量数改变，平衡常数均发生改变；若干方程式相加 ( 减 ) ，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积 ( 商 ) 。 ③ K 不随反应物或生成物浓度的改变而改变，仅随温度的改变而改变。 (2) 化学平衡常数的应用 ① 判断、比较可逆反应进行程度的大小 K 值越大，反应进行的程度越大； K 值越小，反应进行的程度越小。 ② 判断可逆反应是否达到化学平衡状态 ③ 判断可逆反应的反应热 升高温度 K 值增大，则正反应为吸热反应； K 值减小，则正反应为放热反应。 ④ 计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。 1.(2017· 温州中学高一下学期期中 ) 向绝热恒容密闭容器中通入 SO 2 和 NO 2 ，一定条件下使反应 SO 2 (g) ＋ NO 2 (g)  SO 3 (g) ＋ NO(g) 达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如 右 所示。由图可得出的正确结论是 A. 反应在 c 点达到平衡状态 B. 反应物浓度： a 点小于 b 点 C. 反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δ t 1 ＝ Δ t 2 时， SO 2 的转化率： a ～ b 段小于 b ～ c 段 题组集训 2 题组一　化学平衡状态的移动及结果判断 1 2 3 √ 答案 解析 4 5 1 2 3 解析　 A 项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率， c 点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，错误； B 项， a 到 b 时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误； C 项，从 a 到 c 正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误； D 项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多， SO 2 的转化率将逐渐增大，正确。 4 5 2.(2017· 台州市高二上学期期末 ) 已知反应： 2NO 2 ( 红棕色 )  N 2 O 4 ( 无色 ) 　 Δ H ＜ 0 。将一定量的 NO 2 充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化 ( 气体颜色越深，透光率越小 , 且整个操作过程物质均为气态 ) 。下列说法不正确的是 A.b 点到 c 点的实验现象是气体颜色先变深后变浅， 最后气体颜色比 a 点还要深 B.c 点与 a 点 相比 , n (NO 2 ) 减小 , 混合气体密度增大 C.d 点： v 逆 ＞ v 正 D. 若在注射器中对反应 H 2 (g) ＋ I 2 (g)  2HI(g) 进行完全相同的操作，最后 能得到相似的透光率变化趋势图像 1 2 3 √ 答案 解析 4 5 解析　 该反应是正反应气体体积减小的放热反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅。据图分析， b 点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小， c 点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大。 A 项，根据上述分析， b 点到 c 点的实验现象是气体颜色先变深后变浅，最后气体颜色比 a 点还要深，正确； B 项， c 点是 a 点压缩后的点，压强增大，平衡正向移动， n (NO 2 ) 减小，气体的体积减小，密度增大，正确； 1 2 3 4 5 C 项， c 点后的拐点是拉伸注射器的过程， d 点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以 v 逆 ＞ v 正 ，正确； D 项， H 2 (g) ＋ I 2 (g)  2HI(g) 反应前后气体的物质的量不变，压强的变化不能引起平衡的移动，不能得到相似的透光率变化趋势图像，错误；故选 D 。 1 2 3 4 5 3.(2017· 绍兴市第一中学高二上学期期中 ) 在容积为 2 L 的恒容密闭容器中发生反应 x A(g) ＋ y B(g)  z C(g) ，图 Ⅰ 表示 200 ℃ 时容器中 A 、 B 、 C 物质的量随时间的变化，图 Ⅱ 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。 1 2 3 4 5 则下列结论正确的是 A. 图 Ⅱ 可知反应 x A(g) ＋ y B(g)  z C(g) 的 Δ H ＜ 0 ，且 a ＝ 2 B.200 ℃ 时，反应从开始到平衡的平均速率 v (B) ＝ 0.02 mol·L － 1 ·min － 1 C. 若在图 Ⅰ 所示的平衡状态下，再向体系中充入 He 的瞬间， v 正 ＞ v 逆 D.200 ℃ 时，向容器中充入 2 mol A 和 1 mol B ，达到平衡时， A 的体积分 数等于 0.5 1 2 3 √ 答案 解析 4 5 解析　 A 项，由图像可知：升高温度，平衡时 C 的体积分数增大，说明升高温度化学平衡向正反应方向移动，则正反应方向为吸热反应，所以 Δ H ＞ 0 ；根据图 Ⅰ 所示可知该反应的方程式为 2A(g) ＋ B(g)  C(g) ，只有当两种反应物按照方程式的计量数的关系加入时生成物 C 达到平衡时含量才会最高，则 a ＝ 2 ， A 错误； B 项， 200 ℃ 时，反应从开始到平衡的平均速率 v (B) ＝ (0.4 － 0.2) mol÷2 L ÷5 min ＝ 0.02 mol·L － 1 ·min － 1 ， B 正确； 1 2 3 4 5 C 项，若在图 Ⅰ 所示的平衡状态下，再向体系中充入 He ，由于平衡混合物中各组分的浓度没变，所以平衡不移动， v 正 ＝ v 逆 ， C 错误； D 项，由图 Ⅰ 可知在 200 ℃ 时，若加入 0.8 mol A 和 0.4 mol B ，达到平衡时 A 的体积分数为 0.5 。若向容器中充入 2 mol A 和 1 mol B ，即增大了反应物的浓度，同时容器内气体的压强增大。根据平衡移动原理：增大压强，化学平衡向压强减小的方向移动。所以达到平衡时， A 的体积分数小于 0.5 ， D 错误。 1 2 3 4 5 4.(2017 年 · 丽水、衢州、湖州三地市 9 月教学质量检测 ) 据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰 ( 甲烷的水合物 ) 试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。 (1) 甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，有以下三种： 部分氧化： CH 4 (g) ＋ O 2 (g )  CO(g) ＋ 2H 2 (g) 　 Δ H 1 ＝－ 35.9 kJ·mol － 1 ① 水蒸气重整： CH 4 (g) ＋ H 2 O(g)  CO(g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H 2 ＝ 205.9 kJ·mol － 1 ② CO(g) ＋ H 2 O(g)  CO 2 (g) ＋ H 2 (g) 　 Δ H 3 ＝－ 41.2 kJ·mol － 1 ③ 二氧化碳重整： CH 4 (g) ＋ CO 2 (g)  2CO(g) ＋ 2H 2 (g) 　 Δ H 4 ④ 反应 ② 自发进行的条件是 _____ ， Δ H 4 ＝ _____kJ·mol － 1 。 题组二　有关化学平衡原理的综合应用 1 2 3 4 5 解析 答案 247.1 高温 1 2 3 解析　 反应 ② 是吸热的熵值增大的可逆反应，根据 Δ G ＝ Δ H － T Δ S ＜ 0 可知自发进行的条件是高温；根据盖斯定律可知 ② － ③ 即得到反应 ④ 的 Δ H 4 ＝ 247.1 kJ·mol － 1 。 4 5 (2) 水蒸气重整是较为传统的甲烷制氢途径。在 Fe 2 O 3 —Ni—gel 催化下， CH 4 和 H 2 O 的混合气体进行反应，测得气体的成分随温度、压强、 S/C ( 水蒸气和甲烷的体积比 ) 的变化分别如图 1 、图 2 、图 3 所示： 1 2 3 4 5 ① 下列说法正确的是 ________ 。 A.800 ～ 1 000 ℃ ， CO 2 体积分数减小，原因是温度升高抑制了反应 ③ B. 温度升高对氢气的生成有促进作用，温度越高，氢气的产率也越大 C. 随着压强的增大， CH 4 的平衡转化率增大 D. 其他条件相同时，将 S/C 由 1 增加至 3 ，可提高 CH 4 的平衡转化率及 CO 2 和 CO 的体积分数 1 2 3 4 5 解析 答案 √ √ 1 2 3 解析　 A 项，反应 ③ 是放热反应，温度升高反应逆向进行，因此 800 ～ 1 000 ℃ ， CO 2 体积分数减小，正确； B 项，反应 ② 是吸热反应，温度升高对氢气的生成有促进作用，温度越高，氢气的产率也越大，正确； C 项，反应 ② 是体积增大的可逆反应，随着压强的增大， CH 4 的平衡转化率降低，错误； D 项，其他条件相同时，将 S/C 由 1 增加至 3 ， CH 4 的平衡转化率和 CO 2 的体积分数增大， CO 体积分数减小，错误，答案选 AB 。 4 5 ② 综合考虑，甲烷、水蒸气重整制氢合适的温度是 ____________________ __________________ 、压强是 ____________ 。 1 2 3 4 5 解析 答案 1 000 ℃ 之间都可以 ) 800 ℃ 左右 ( 在 800 ～ 常压或 1 MPa 解析　 综合以上分析与图像变化趋势可判断甲烷、水蒸气重整制氢合适的温度是 800 ℃ 左右 ( 在 800 ～ 1 000 ℃ 之间都可以 ) ，压强是常压或 1 MPa 。 (3) 对于气相反应，用某组分 (B) 的平衡压强 ( p B ) 代替物质的量浓度 ( c B ) 也可表示平衡常数 ( 记作 K p ) 。请在 右 图画出反应 ① K p1 随温度变化的趋势曲线。 1 2 3 4 5 解析 答案 答案　 ( 如图，趋势正确即可 ) 　 解析　 反应 ① 是放热反应，升高温度平衡常数降低，因此反应 ① K p1 随温 度变化的趋势曲线图为 。 1 2 3 4 5 5.(2017· 温州市高三 9 月选考适应性测试 )CO 2 回收资源化利用是环保领域研究的热点课题。 (1) 在 FeO 催化下，以 CO 2 为原料制取炭黑 (C) 的太阳能工艺如图 1 所示。 1 2 3 4 5 已知： ① 过程 1 生成 1 mol C(s) 的反应热为 Δ H 1 。 ② 过程 2 反应： Fe 3 O 4 (s)  3FeO(s) ＋ O 2 (g ) 　 Δ H 2 。 上述以 CO 2 为原料制取炭黑总反应的热化学方程式为 ___________________ ___________ ，若该反应的 Δ S <0 ，请判断该反应是否为自发反应并说明理由： _____________________________________________ 。 1 2 3 4 5 解析 答案 Δ H 1 ＋ 2Δ H 2 CO 2 (g) == =C(s) ＋ O 2 (g) 该反应为非自发反应，因为该反应的 Δ H >0 ， ΔS ＜ 0 解析　 ① 过程 1 生成 1 mol C(s) 的反应热为 Δ H 1 ，可知过程 1 的热化学方程式为 CO 2 (g) ＋ 6FeO(s) == =C(s) ＋ 2Fe 3 O 4 (s) 　 Δ H 1 ； ② 过程 2 反应： Fe 3 O 4 (s)  3FeO(s) ＋ O 2 (g) 　 Δ H 2 ； 根据盖斯定律 ① ＋ 2 ×② ，得 CO 2 (g) == =C(s) ＋ O 2 (g) 　 Δ H 1 ＋ 2Δ H 2 。该反应的 Δ H >0 ， Δ S <0 ， Δ H － T Δ S ＞ 0 ，所以该反应为非自发反应。 1 2 3 4 5 (2) 以 CO 2 为原料可以催化加氢合成低碳烯烃，利用 CO 2 合成乙烯的反应方程式为 2CO 2 (g) ＋ 6H 2 (g)  C 2 H 4 (g) ＋ 4H 2 O(g) 　 Δ H 3 。在常压下，以 FeCoMnK/BeO 作催化剂，按 n (CO 2 ) ∶ n (H 2 ) ＝ 1 ∶ 3( 总物质的量为 4 a mol) 的投料比充入密闭容器中发生反应。测得温度对 CO 2 的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图 2 所示。 1 2 3 4 5 ① 下列说法不正确的是 ________ 。 A.Δ H 3 <0 ；平衡常数： K M > K N B. 增加原催化剂的表面积，对平衡转化率无影响 C. 生成乙烯的速率： v (M) 有可能小于 v (N) D. 若投料比改为 n (CO 2 ) ∶ n (H 2 ) ＝ 1 ∶ 2 ，可以提高 CO 2 的平衡转化率 E. 若投料比不变，温度越低，反应一定时间后 CO 2 的转化率越高 1 2 3 4 5 解析 答案 √ √ 1 2 3 4 5 解析　 根据图 2 可知，随温度升高 CO 2 的平衡转化率减小，即升高温度平衡逆向移动，所以 Δ H 3 <0 ，平衡常数： K M > K N ，故 A 正确； 催化剂对平衡移动无影响，故 B 正确； 根据图 2 可知， M 点催化剂的催化效率大于 N 点， M 点的温度低于 N 点，所以 v (M) 有可能小于 v (N) ，故 C 正确； 增大氢气的比例，可以提高 CO 2 的平衡转化率，若投料比改为 n (CO 2 ) ∶ n (H 2 ) ＝ 1 ∶ 2 ，降低 CO 2 的平衡转化率，故 D 错误； 温度越低，反应速率越慢，反应一定时间后 CO 2 的转化率可能较低，故 E 错误。 ② 250 ℃ 时，上述反应达平衡时容器体积为 V L ，则此温度下该反应的平衡常数为 _________( 用含 a 、 V 的代数式表示 ) 。 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 4 5 解析　 根据图 2 可知， 250 ℃ 时， CO 2 的平衡转化率为 50% ， 　　　　　 2CO 2 (g) ＋ 6H 2 (g)  C 2 H 4 (g) ＋ 4H 2 O(g) ③ 某温度下， n (C 2 H 4 ) 随时间 ( t ) 的变化趋势曲线如图 3 所示。其他条件相同时，若容器的体积为其一半，画出 0 ～ t 1 时刻 n (C 2 H 4 ) 随时间 ( t ) 的变化趋势曲线。 1 2 3 4 5 答案 解析 答案 1 2 3 4 5 解析　 其他条件相同时，若容器的体积为其一半，压强增大反应速率加快，达到平衡用的时间减少，增大压强平衡正向移动，平衡时乙烯 的物质的量增大，图像为 。 三年选考　五次真题 1.(2017· 浙江 11 月选考 , 16) 已知 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ 92.4 kJ·mol － 1 , 起始反应物为 N 2 和 H 2 ，物质的量之比为 1 ∶ 3 ，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中 NH 3 的物质的量分数如下表： 温度 物质的量分数 压强 400 ℃ 450 ℃ 500 ℃ 600 ℃ 20 MPa 0.387 0.274 0.189 0.088 30 MPa 0.478 0.359 0.260 0.129 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下列说法正确的是 A. 体系中 NH 3 的物质的量分数越大，则正反应速率越大 B. 反应达到平衡时， N 2 和 H 2 的转化率之比均为 1 C. 反应达到平衡时，放出的热量均为 92.4 kJ D.600 ℃ 、 30 MPa 下反应达到平衡时，生成 NH 3 的物质的量最多 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　 正反应速率与反应物的浓度有关，且反应物浓度越大反应速率越快，而 NH 3 是产物，故 A 错误； N 2 和 H 2 的物质的量之比为 1 ∶ 3 ，反应消耗也是 1 ∶ 3 ，故 N 2 和 H 2 的转化率相同，故 B 正确； 当 1 mol N 2 参与反应时放出的热量为 92.4 kJ ，而题目中没有确定反应的量，故 C 错误； 由表格可知 600 ℃ 、 30 MPa 下反应达到平衡时， NH 3 的物质的量分数相对于 500 ℃ 、 30 MPa 时减小，故 D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.(2017· 浙江 11 月选考， 21) 在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性 ( 生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值 ) 随温度、乙醇进料量 ( 单位： mL·min － 1 ) 的关系如图所示 ( 保持其他条件相同 ) 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 在 410 ～ 440 ℃ 温度范围内，下列说法不正确的是 A. 当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高 B. 当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大 C. 当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小 D. 当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　 由图像可知，当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性先升高后减小，故 A 选项错误； 由图像可知，当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性先升高后减小，故 B 选项正确； 由图像可知，当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小，故 C 选项正确； 由图像可知，当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大，故 D 选项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3.(2017· 浙江 4 月选考， 12) 已知： X(g) ＋ 2Y(g)  3Z(g)Δ H ＝－ a kJ·mol － 1 ( a ＞ 0) 。下列说法不正确的是 A.0.1 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol B. 达到化学平衡状态时， X 、 Y 、 Z 的浓度不再发生变化 C. 达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达 a kJ D. 升高反应温度，逆反应速率增大、正反应速率减小 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　 已知该反应属于可逆反应， 0.1 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol ， A 正确； 达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等， X 、 Y 、 Z 的浓度不再发生变化， B 正确； 虽然该反应属于可逆反应，达到化学平衡状态时，如果生成 3 mol Z ，则反应放出的总热量等于 a kJ ， C 正确； 升高反应温度，正、逆反应速率均增大， D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.(2017· 浙江 4 月选考， 21) 对水样中溶质 M 的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下， M 的物质的量浓度 (mol·L － 1 ) 随时间 (min) 变化的有关实验数据见下表。 时间 水样　　 0 5 10 15 20 25 Ⅰ (pH ＝ 2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ (pH ＝ 4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ (pH ＝ 4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ (pH ＝ 4 、含 Cu 2 ＋ ) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下列说法不正确的是 A. 在 0 ～ 20 min 内， Ⅰ 中 M 的分解速率为 0.015 mol·L － 1 ·min － 1 B. 水样酸性越强， M 的分解速率越快 C. 在 0 ～ 25 min 内， Ⅲ 中 M 的分解百分率比 Ⅱ 大 D. 由于 Cu 2 ＋ 存在， Ⅳ 中 M 的分解速率比 Ⅰ 快 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 根据实验 Ⅰ 、 Ⅱ 数据对比可判断水样酸性越强， M 的分解速率越快， B 正确； Ⅰ 、 Ⅳ 中 pH 不同， D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5.(2016· 浙江 10 月选考， 12) 在一定条件下，可逆反应 X(g) ＋ 2Y(g)  2Z(g) 　 Δ H ＝－ a kJ·mol － 1 ，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是 A. 反应放出 a kJ 热量 B.X 和 Y 的物质的量之比为 1 ∶ 2 C. 反应物和生成物的浓度都不再发生变化 D.X 的正反应速率等于 Z 的逆反应速率 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　 A 项，由于该反应为可逆反应，且没给出反应物的物质的量，所以反应放出的热量不确定； B 项，达到平衡时， X 、 Y 的物质的量之比不一定为 1 ∶ 2 ，它和起始量、转化率均有关系； D 项，达到平衡时， X 的正反应速率与 Z 的逆反应速率应符合其化学计量数之比。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6.(2016· 浙江 10 月选考， 21) 为研究某溶液中溶质 R 的 分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的 R 溶液在不同温度下进行实验， c (R) 随时间变化如图。 下列说法不正确的是 A.25 ℃ 时，在 10 ～ 30 min 内， R 的分解平均速率为 0.030 mol·L － 1 ·min － 1 B. 对比 30 ℃ 和 10 ℃ 曲线，在 50 min 时， R 的分解百分率相等 C. 对比 30 ℃ 和 25 ℃ 曲线，在 0 ～ 50 min 内，能说明 R 的分解平均速度随温度 升高而增大 D. 对比 30 ℃ 和 10 ℃ 曲线，在同一时刻，能说明 R 的分解速率随温度升高而 增大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 解析 解析　 A 项， v (R) ＝ ＝ 0.030 mol·L － 1 ·min － 1 ，正确； B 项，在 50 min 时，两个温度下 R 全部分解，分解率均为 100% ，正确； C 项，在 50 min 时， 30 ℃ 时， R 分解了 1.6 mol·L － 1 ，而在 25 ℃ 时， R 分解了 1.3 mol·L － 1 ，所以在 0 ～ 50 min 内， R 的平均分解速率随温度升高而增大，正确； D 项，对比 30 ℃ 和 10 ℃ 的曲线，不能在同一时刻，应指明在同一段时间内 R 的分解速率随温度升高而增大，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7. [2017· 浙江 11 月选考， 30 ( 一 )(1)(2)]( 一 ) 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历 “ 十氢萘 (C 10 H 18 ) → 四氢萘 (C 10 H 12 ) → 萘 (C 10 H 8 ) ” 的脱氢过程释放氢气。已知： C 10 H 18 (l)  C 10 H 12 (l) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H 1 C 10 H 12 (l)  C 10 H 8 (l) ＋ 2H 2 (g) 　 Δ H 2 Δ H 1 ＞ Δ H 2 ＞ 0 ， C 10 H 18 → C 10 H 12 的活化能为 E a1 ， C 10 H 12 → C 10 H 8 的活化能为 E a2 ，十氢萘的常压沸点为 192 ℃ ；在 192 ℃ ，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为 9% 。 请回答： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (1) 有利于提高上述反应平衡转化率的条件是 _______ 。 A. 高温高压 B . 低温低压 C. 高温低压 D. 低温高压 (2) 研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是 ___________________________________ _______________________________________________________________ __________ 。 √ 答案 解析 温度升高加快反应速率；反应吸热，平 衡正向移动，温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向 移动的作用 解析　 提高平衡转化率即平衡正向移动，应该升温、降压。所以选择高温低压，选 C 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8. [2017· 浙江 4 月选考， 30(1)(2)] 以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝 (AlN) ；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的 CO 2 可通过二氧化碳甲烷化再利用。 请回答： (1) 已知： 2Al 2 O 3 (s)===4Al(g) ＋ 3O 2 (g) 　 Δ H 1 ＝ 3 351 kJ·mol － 1 2C(s) ＋ O 2 (g)===2CO(g) 　 Δ H 2 ＝－ 221 kJ·mol － 1 2Al(g) ＋ N 2 (g)===2AlN(s) 　 Δ H 3 ＝－ 318 kJ·mol － 1 碳热还原 Al 2 O 3 合成 AlN 的热化学方程式是 __________________________ ___________________________________ ，该反应自发进行的条件 _____ 。 解析 答案 2AlN(s) ＋ 3CO(g) Δ H ＝ 1 026 kJ·mol － 1 　 高温 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Al 2 O 3 (s) ＋ 3C(s) ＋ N 2 (g) == = 解析 　 已知： ① 2Al 2 O 3 (s) === 4Al(g) ＋ 3O 2 (g) 　 Δ H 1 ＝ 3 351 kJ·mol － 1 ， ② 2C(s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H 2 ＝－ 221 kJ·mol － 1 ， ③ 2Al(g) ＋ N 2 (g) == =2AlN(s) Δ H 3 ＝－ 318 kJ·mol － 1 ，根据盖斯定律 ①× ＋ ②× ＋ ③ 即得到碳热还原 Al 2 O 3 合成 AlN 的总热化学方程式： 3C(s) ＋ Al 2 O 3 (s) ＋ N 2 (g) == =2AlN(s) ＋ 3CO(g) 　 Δ H ＝ 1 026 kJ·mol － 1 。正反应是吸热的、熵增加的反应，因此该反应自发进行的条件是高温。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图 1 图 2 (2) 在常压、 Ru/TiO 2 催化下， CO 2 和 H 2 混合气体 ( 体积比 1 ∶ 4 ，总物质的量 a mol) 进行反应，测得 CO 2 转化率、 CH 4 和 CO 选择性随温度变化情况分别如图 1 和图 2 所示 ( 选择性：转化的 CO 2 中生成 CH 4 或 CO 的百分比 ) 。 反应 Ⅰ 　 CO 2 (g) ＋ 4H 2 (g)  CH 4 (g) ＋ 2H 2 O(g) 　 Δ H 4 反应 Ⅱ CO 2 (g) ＋ H 2 (g)  CO(g) ＋ H 2 O(g) 　 Δ H 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ① 下列说法不正确的是 _____ 。 A.Δ H 4 小于零 B. 温度可影响产物的选择性 C.CO 2 平衡转化率随温度升高先增大后减少 D. 其他条件不变，将 CO 2 和 H 2 的初始体积比改变为 1 ∶ 3 ，可提高 CO 2 平衡 转化率 答案 ② 350 ℃ 时，反应 Ⅰ 在 t 1 时刻达到平衡，平衡时容器体积为 V L ，该温度下反应 Ⅰ 的平衡常数为 ________( 用 a 、 V 表示 ) 。 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ③ 350 ℃ 下 CH 4 物质的量随时间的变化曲线如图 3 所示。画出 400 ℃ 下 0 ～ t 1 时刻 CH 4 物质的量随时间的变化曲线。 答案 图 3 答案　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9. [2016· 浙江 10 月选考， 30(1)(2) ③ ] 氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。 (1) 已知： 900 K 时， 4HCl(g) ＋ O 2 (g)  2Cl 2 (g) ＋ 2H 2 O(g) ，反应自发。 ① 该反应是放热还是吸热，判断并说明理由 _______________________ ________________________________________ 。 解析　 该反应是 Δ S ＜ 0 ，而且是自发进行的反应，根据公式 Δ G ＝ Δ H － T Δ S ＜ 0 ，可知 Δ H ＜ 0 ，该反应是放热反应。 解析 答案 放热反应，因为 Δ S <0 且反 应自发，根据 Δ G ＝ Δ H － T Δ S ＜ 0 可知反应放热 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ② 900 K 时，体积比为 4 ∶ 1 的 HCl 和 O 2 在恒温恒容的密闭容器中发生反应， HCl 的平衡转化率 α (HCl) 随压强 ( p ) 变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到 T K( 假定反应历程不变 ) ，请画出压强在 1.5 × 10 5 ～ 4.5 × 10 5 Pa 范围内， HCl 的平衡转化率 α (HCl) 随压强 ( p ) 变化曲线示意图。 答案 解析 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　 该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，平衡逆向移动， HCl 转化率降低；在温度不变时，增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，所以在温度是 T K 及压强为 1.5 × 10 5 ～ 4.5 × 10 5 Pa 范围内， HCl 的平衡转化率 α (HCl) 随压强 ( p ) 变化曲 线是 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2) ③ 有研究表明，生成 NaClO 3 的反应分两步进行： 常温下，反应 Ⅱ 能快速进行，但氯气与 NaOH 溶液反应很难得到 NaClO 3 ，试用碰撞理论解释其原因： ______________________________________ ____________________ 。 解析　 常温下，反应 Ⅱ 能快速进行，但氯气与 NaOH 溶液反应很难得到 NaClO 3 ，是由于反应 Ⅰ 活化能高，活化分子百分数低，不利于 ClO － 向 转化。 解析 答案 反应 Ⅰ 的活化能高，活化分子百分数低，不 1 2 3 4 5 6 7 8 9