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專題07 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
目 錄
2
3
考點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 3
【真題研析·規(guī)律探尋】 3
【核心提煉·考向探究】 7
1．化學(xué)反應(yīng)速率 7
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 7
3．理論解釋——有效碰撞理論 8
易錯(cuò)提醒 8
分析外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)的注意點(diǎn) 8
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 9
題型一 化學(xué)反應(yīng)速率及計(jì)算 9
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 10
考點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài) 14
【真題研析·規(guī)律探尋】 14
解題技巧 15
焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響 15
【核心提煉·考向探究】 15
1．自發(fā)過(guò)程 15
2．化學(xué)反應(yīng)方向 16
3．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 16
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 17
題型一 焓變與熵變 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 17
題型二 化學(xué)平衡狀態(tài) 19
考點(diǎn)三 化學(xué)平衡常數(shù) 20
【真題研析·規(guī)律探尋】 20
解題技巧 24
“三段式法”解答化學(xué)平衡計(jì)算題 24
【核心提煉·考向探究】 24
1．化學(xué)平衡常數(shù) 24
2．平衡轉(zhuǎn)化率 25
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 25
題型一 化學(xué)平衡常數(shù)的概念及運(yùn)用 25
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù) 28
考點(diǎn)四 化學(xué)平衡的移動(dòng) 31
【真題研析·規(guī)律探尋】 31
解題技巧 34
化學(xué)平衡圖像題的解題流程 34
【核心提煉·考向探究】 34
1．化學(xué)平衡的移動(dòng) 34
2．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 34
3．影響化學(xué)平衡的因素 35
4．勒夏特列原理 35
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 36
題型一 影響化學(xué)平衡的因素 36
題型二 化學(xué)平衡圖象 38
考點(diǎn)要求 考題統(tǒng)計(jì) 考情分析
化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 2023遼寧卷12題，3分；2022遼寧卷12題，3分；2022浙江1月選考19題，2分；2022浙江6月選考20題，2分；2022湖南卷12題，4分；2022湖南卷14題，4分；2022北京卷14題，3分；2022河北卷11題，4分；2021河北卷11題，4分；2021浙江1月選考19題，2分；2021浙江6月選考20題，2分；2021 河北選擇性考試11題，4分；2021 遼寧選擇性考試12題，3分 【命題規(guī)律】 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是高中化學(xué)重要理論主干知識(shí),試題難度一般較大,特別是原理綜合題型,將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合在一起,客觀上增加了思維容量。平衡理論作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)體系是高考中的必考考點(diǎn)，而化學(xué)平衡又是三大平衡體系(化學(xué)平衡、電離平衡、沉淀溶解平衡)之首，在高考中占有相當(dāng)重要的地位。這類題目難度較大，具有良好的區(qū)分度，選拔功能強(qiáng)。 【命題預(yù)測(cè)】 預(yù)計(jì)2024年本專題知識(shí)熱度持續(xù)，化學(xué)反應(yīng)速率考查形式：一是考查化學(xué)反應(yīng)速率圖像問(wèn)題；二是考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素；三是在填空題中綜合考查。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度考查形式：一是在選擇題中某個(gè)選項(xiàng)考查可逆反應(yīng)焓變和熵變的大小；二是考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；三是與化學(xué)平衡相結(jié)合考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用等。化學(xué)平衡的移動(dòng)考查形式固定，一般是以圖像或者表格的形式為載體，考查平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡的計(jì)算、等效平衡、平衡圖像等知識(shí)點(diǎn)等，綜合性強(qiáng)，難度大，為選擇題中的壓軸題型。在填空題中也會(huì)結(jié)合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考查平衡狀態(tài)的判斷、平衡圖像、化學(xué)平衡常數(shù)等。
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài) 2022浙江1月選考20題，2分；2022遼寧卷18(1)題，13分；2022湖南卷17(1)題，14分；2021浙江6月選考17題，2分；2021浙江6月選考29(1)題，10分；2021 海南卷16(1)(2) 題，10分；
化學(xué)平衡常數(shù) 2022重慶卷14題，3分；2022江蘇卷10題，3分；2021海南卷8題，2分；
化學(xué)平衡的移動(dòng) 2023北京卷4題，3分；2023廣東卷15題，4分；2023山東卷14題，4分；2022海南卷8題，2分；2022湖北卷13題，3分；2022北京卷12題，3分；2022浙江6月選考19題，2分；2021北京卷10題，3分；2021遼寧卷11題，3分
考點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
1．(2023 遼寧省選擇性考試，12)一定條件下，酸性KMnO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應(yīng)，Mn (Ⅱ)起催化作用，過(guò)程中不同價(jià)態(tài)含粒子的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．Mn (Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．隨著反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸減小
C．該條件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．總反應(yīng)為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
2．(2022 河北省選擇性考試，11) (雙選)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)的方程式為①XY；②YZ。反應(yīng)①的速率，反應(yīng)②的速率，式中為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時(shí)間變化的曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的曲線。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．隨的減小，反應(yīng)①、②的速率均降低
B．體系中
C．欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時(shí)間
D．溫度低于T1時(shí)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定
3．(2022 遼寧省選擇性考試)某溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2X(s)Y(g)+2Z(g)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
時(shí)間段/ min 產(chǎn)物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．1 min時(shí)，Z的濃度大于
B．2 min時(shí)，加入，此時(shí)
C．3 min時(shí)，Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%
D．5 min時(shí)，X的物質(zhì)的量為
4．(2022·浙江省1月選考，19)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A．從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率
B．從b點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的瞬時(shí)速率
C．在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：2v(B)=3v(X)
D．維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示
5．(2022·浙江省6月選考，20)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．實(shí)驗(yàn)①，0~20min，v(N2)=1.00× 10-5mol/(L·min)
B．實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，
C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
6．(2021 浙江1月選考，19)取50 mL過(guò)氧化氫水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下，測(cè)得O2的放出量，轉(zhuǎn)換成H2O2濃度(c)如下表：
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得O2體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B．20~40min，消耗H2O2的平均速率為0.010mol·L-1·min-1
C．第30min時(shí)的瞬時(shí)速率小于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
7．(2021 浙江6月選考，20)一定溫度下：在N2O5 的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng)：2N2O54NO2 +O2。在不同時(shí)刻測(cè)量放出的O2體積，換算成N2O5濃度如下表：
0 600 1200 1710 2220 2820 x
c(N2O5)/(mol·L-1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12
下列說(shuō)法正確的是( )
A．600~1200 s，生成NO2的平均速率為5.0×10-4 mol·L－1·s－1
B．反應(yīng)2220 s時(shí)，放出的O2體積為11.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D．推測(cè)上表中的x為3930
8．(2021 河北選擇性考試，11)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+N=X+Y；②M+N=X+Z，反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M) (k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-8mol L-1 min-1
B．反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
9．(2021 遼寧選擇性考試，12)某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合，反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時(shí)間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．其他條件相同時(shí)，催化劑濃度越大，反應(yīng)速率越大
B．其他條件相同時(shí)，降冰片烯濃度越大，反應(yīng)速率越大
C．條件①，反應(yīng)速率為0.012 mol·L－1·min－1
D．條件②，降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L－1時(shí)，半衰期為62.5 min
1．化學(xué)反應(yīng)速率
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。對(duì)于已知反應(yīng)mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來(lái)表示，當(dāng)單位相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因
反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為：v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(其他條件不變，只改變一個(gè)條件)
3．理論解釋——有效碰撞理論
(1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如圖
圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，使用催化劑時(shí)的活化能為E3，E2為逆反應(yīng)的活化能，反應(yīng)熱為E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。
活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系。
分析外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)的注意點(diǎn)
1．對(duì)于固體和純液體反應(yīng)物，其濃度可視為常數(shù)，改變用量速率不變。但固體顆粒的大小決定反應(yīng)物接觸面積的大小，會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。
2．壓強(qiáng)對(duì)速率的影響有以下幾種情況：
(1)恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)體積縮小濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快。
(2)恒容時(shí)：
①充入氣體反應(yīng)物壓強(qiáng)增大濃度增大速率加快。
②充入惰性氣體總壓強(qiáng)增大，但各氣體物質(zhì)的量濃度不變，反應(yīng)速率不變。
(3)恒壓時(shí)：壓強(qiáng)不變充入惰性氣體壓強(qiáng)不變體積增大各物質(zhì)濃度減小反應(yīng)速率減慢。
3．溫度改變對(duì)任何反應(yīng)的速率都有影響。
4．加入催化劑可以同等程度的改變正逆化學(xué)反應(yīng)速率。
題型一 化學(xué)反應(yīng)速率及計(jì)算
1．在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g)，開(kāi)始時(shí)A為4mol，B為6mol；5min末時(shí)測(cè)得C的物質(zhì)的量為3mol，用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)為0.1 mol/(L·min)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．前5min內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(A)為0.1mol/(L·min)
B．化學(xué)方程式中n值為1
C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)3v正(B)=2v逆(C)
D．此反應(yīng)在兩種不同情況下的速率分別表示為：①v(B)=6 mol/(L·min)，②v(D)=4.5 mol/(L·min)，其中反應(yīng)速率快的是②
2．(2023·浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學(xué)選考模擬)一定溫度下，利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應(yīng)：A(g)B (g)+2C(g)。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示：
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．100~150min，消耗A的平均速率為
B．其他條件不變，420min時(shí)向剛性容器中再充入少量A，反應(yīng)速率比原420min時(shí)大
C．推測(cè)x為18.1
D．升高體系溫度，不一定能加快反應(yīng)速率
3．取過(guò)氧化氫水溶液，在少量I-存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下，測(cè)得O2的放出量，轉(zhuǎn)換成c(H2O2)如下表：
0 20 40 60 80
c(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)時(shí)，測(cè)得O2為
B．，消耗H2O2的平均速率為
C．FeCl3溶液或MnO2粉末代替I-也可以催化H2O2分解
D．第時(shí)的瞬時(shí)速率小于第時(shí)的瞬時(shí)速率
4．在2L的密閉容器中投入CO2和H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)。在一定溫度下，測(cè)得CO2的物質(zhì)的量如下表
0 10 20 30 40
2 1.6 1 0.5 0.5
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得CH4體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B．，生成H2O(g)的平均速率為
C．第15min時(shí)的瞬時(shí)速率大于第25min時(shí)的瞬時(shí)速率
D．第30min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
1．在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．增加塊狀Fe2O3的量，反應(yīng)速率加快 B．升高溫度，反應(yīng)速率加快
C．使用催化劑，反應(yīng)速率增大 D．充入N2使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率不變
2．(2024·廣東省新高三摸底聯(lián)考)氨基甲酸銨H2NCOONH4能用作磷化鋁中間體，也能用于醫(yī)藥。在時(shí)，將足量的H2NCOONH4固體置于真空恒容容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：H2NCOONH4 (s)2NH3(g)+ CO2(g)，經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)體系的總濃度為c0 mol·L－1 。下列說(shuō)法正確的是( )
A．當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．向平衡體系加入適量H2NCOONH4，c(CO2)增大
C．內(nèi)，平均反應(yīng)速率為
D．向平衡體系中充入適量的CO2，逆反應(yīng)速率增大
3．為探究H2O2對(duì)H2O2分解是否有催化作用，分別取10mL30% H2O2 (約10 mol·L-1)于四支試管中，控制其它條件相同，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得如下表數(shù)據(jù)(氧氣為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)：
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 所加藥品 控制溫度/℃ 生成氧氣體積/(mL)
第1個(gè)2min 第2個(gè)2min 第3個(gè)2min
① 2mL0.5 mol·L-1 CuSO4 20 4.8 5.7 6.8
② 30 12.8 16.7 20.2
③ 40 89.6 63.0 28.0
④ 2molH2O 40 2.0 3.2 4.3
下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A．由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得Cu2+對(duì)H2O2分解一定有催化作用
B．溫度低于40℃時(shí)，CuSO4對(duì)H2O2分解催化效率隨溫度升高而降低
C．實(shí)驗(yàn)③第1個(gè)2min H2O2的平均反應(yīng)速率約為0.8
D．由實(shí)驗(yàn)④可得H2O2分解為放熱反應(yīng)
4．(2023·陜西省長(zhǎng)安一中高三期中)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是( )
編號(hào) 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A．實(shí)驗(yàn)①，，v(N2)=1.0×10-5 mol·L－1·min－1
B．實(shí)驗(yàn)②，時(shí)處于平衡狀態(tài)，x<0.4
C．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
D．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
5．選擇不同的反應(yīng)探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，所用試劑不合理的是( )
a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (觀察氣泡產(chǎn)生的快慢)
b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (觀察渾濁產(chǎn)生的快慢)
反應(yīng) 影響因素 所用試劑
A a 接觸面積 塊狀CaCO3、0.5 mol/L HCl 粉末狀CaCO3、0.5 mol/L HCl
B a H+濃度 塊狀CaCO3、0.5 mol/L HCl 塊狀CaCO3、3.0 mol/LHCl
C b H+濃度 0.1 mol/L Na2S2O3、稀H2SO4 0.1mol/L Na2S2O3、濃H2SO4
D b 溫度 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、熱水
6．某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化發(fā)生聚合反應(yīng)：n 。在不同時(shí)刻測(cè)得反應(yīng)物濃度與時(shí)間關(guān)系如下表：
t/min 0 25 75 105 125 150 250
c(降冰片烯)/(mol·L-1) 3.00 2.70 a 1.74 1.50 1.20 0
下列說(shuō)法正確的是( )
A．推測(cè)上表中的a＞2.10
B．若將鈦雜環(huán)丁烷催化劑制成蜂窩形狀可提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
C．105-155min，生成聚降冰片烯的平均速率為0.012mol·L-1·min-1
D．其他條件相同時(shí)，若將降冰片烯起始濃度減少為1.5mol/L，則該反應(yīng)速率不變
7．(2024·河北邢臺(tái)五岳高三聯(lián)考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有機(jī)污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入H2O2可將其中的三氯乙烯除去，發(fā)生的反應(yīng)如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下，在某密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，測(cè)得c(H2O2)隨時(shí)間的變化如表所示：
時(shí)間/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反應(yīng)體系中加入Fe2+，可提高反應(yīng)速率。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．Fe2+為該反應(yīng)的催化劑
B．反應(yīng)過(guò)程中可能產(chǎn)生O2
C．H2O2與CO2的空間結(jié)構(gòu)相同
D．0~4 min內(nèi)，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
8．(2024·河南省普高聯(lián)考高三測(cè)評(píng))某研究性學(xué)習(xí)小組探究影響反應(yīng)速率的因素及反應(yīng)速率的大小，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示(忽略溶液體積變化)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
組號(hào) 反應(yīng)溫度/℃ 參加反應(yīng)的物質(zhì)
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 10 2 0.1 1 0.4 3
② 30 2 0.1 2 0.2 2
③ 30 1 0.2 2 0.1 3
④ 30 1 0.1 2 0.1 3
A．實(shí)驗(yàn)①②探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
B．實(shí)驗(yàn)②④探究Na2S2O3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
C．四組實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)速率最大
D．實(shí)驗(yàn)③完全反應(yīng)需要tmin，平均反應(yīng)速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)
9．(2024·河北保定高三期中)某化學(xué)小組欲測(cè)定KClO3溶液與NaHSO3溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，所用試劑為10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1NaHSO3溶液，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。
已知：ClO3-+3HSO3-Cl-+3SO42-+3H+。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．該反應(yīng)在3~7 min的化學(xué)反應(yīng)速率約為v(Cl-)=0.0075 mol·L-1·min-1
B．酸性增強(qiáng)，總反應(yīng)的反應(yīng)速率減慢
C．該反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)
D．實(shí)驗(yàn)室可以利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池
10．(2024·廣東湛江高三畢業(yè)班調(diào)研考試)我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)打通了溫和條件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氫制乙二醇的技術(shù)難關(guān)，反應(yīng)為(COOCH3)2 (g)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH (g)+ 2CH3OH(g) ΔH。如圖所示，在恒容密閉容器中，反應(yīng)溫度為T1時(shí)，c(HOCH2CH2OH)和c(H2)隨時(shí)間t的變化分別為曲線I和Ⅱ，反應(yīng)溫度為T2時(shí)，c(H2)隨時(shí)間t的變化為曲線Ⅲ。下列判斷正確的是( )
A．ΔH>0
B．a(chǎn)、b兩時(shí)刻生成乙二醇的速率：v(a)=v(b)
C．在T2溫度下，反應(yīng)在0~t2內(nèi)的平均速率為
D．其他條件相同，在T1溫度下，起始時(shí)向該容器中充入一定量的氮?dú)猓瑒t反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間小于t1
考點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài)
1．(2022·浙江省1月選考，20)AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對(duì)于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
2．(2021 浙江6月選考，17)相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是( )
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金剛石)＞1molC(s，石黑)
3．(2022 遼寧省選擇性考試，18節(jié)選)(13分)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎(jiǎng)，其反應(yīng)為：
(1)合成氨反應(yīng)在常溫下___________(填“能”或“不能”)自發(fā)。
4．(2022 湖南選擇性考試，17節(jié)選)(14分) (1)已知ΔG= ΔH-TΔS，的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略、隨溫度的變化。若ΔG＜0，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷：600℃時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是_______。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
5．(2021 浙江6月選考，29節(jié)選)(10分)含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答：
(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·mol 1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由_______。
6．(2021 湖南選擇性考試，16節(jié)選)(10分)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過(guò)下面兩種方法由氨氣得到氫氣。
方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學(xué)鍵 N≡N H﹣H N﹣H
鍵能E/(kJ mol﹣1) 946 436.0 390.8
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問(wèn)題：
(1)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝　 　kJ mol﹣1；
(2)已知該反應(yīng)的△S＝198.9J mol﹣1 K﹣1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？　 　(填標(biāo)號(hào))；
A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃
焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反應(yīng)情況
－ ＋ 永遠(yuǎn)是負(fù)值 在任何溫度下過(guò)程均自發(fā)進(jìn)行
＋ － 永遠(yuǎn)是正值 在任何溫度下過(guò)程均非自發(fā)進(jìn)行
＋ ＋ 低溫為正高溫為負(fù) 低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)
－ － 低溫為負(fù)高溫為正 低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)
1．自發(fā)過(guò)程
(1)含義
在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。
(2)特點(diǎn)
①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。
②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向性(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。
2．化學(xué)反應(yīng)方向
(1)判據(jù)
(2)一般規(guī)律：
①ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行；
②ΔH>0，ΔS<0的反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用。當(dāng)ΔH<0，ΔS<0時(shí)低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)ΔH>0，ΔS>0時(shí)，高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
說(shuō)明：對(duì)于一個(gè)特定的氣相反應(yīng)，熵變的大小取決于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小。
3．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
(1)原則
“體系中一個(gè)變化的物理量到某一時(shí)刻不再變化”，這個(gè)物理量可作為平衡狀態(tài)的“標(biāo)志”。
(2)等速標(biāo)志
v正＝v逆是化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征，對(duì)于等速標(biāo)志的理解，要注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：
①用同一種物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。
②用不同種物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)必須符合兩方面：a.表示兩個(gè)不同的方向；b.速率之比＝濃度的變化量之比＝物質(zhì)的量的變化量之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
(3)濃度標(biāo)志
反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn)，可逆反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量、濃度、百分含量、氣體的體積分?jǐn)?shù)一定時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
(4)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量()標(biāo)志
①當(dāng)反應(yīng)物與生成物均為氣體時(shí)：對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，為定值可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，為定值不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
②若有非氣體參與，無(wú)論反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)是否相等，為定值一定可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
(5)混合氣體的密度(ρ)標(biāo)志
①當(dāng)反應(yīng)物與生成物均為氣體時(shí)：在恒容條件下，無(wú)論反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等，ρ為定值，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；在恒壓條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，ρ為定值，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，ρ為定值，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
②當(dāng)有非氣體物質(zhì)參與反應(yīng)時(shí)：對(duì)于恒容體系，ρ為定值，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
(6)混合氣體的壓強(qiáng)標(biāo)志
因?yàn)楹闳荨⒑銣貤l件下，氣體的物質(zhì)的量n(g)越大則壓強(qiáng)p就越大，則無(wú)論各成分是否均為氣體，只需要考慮Δn(g)。對(duì)于Δn(g)＝0的反應(yīng)，當(dāng)p為定值時(shí)，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；對(duì)于Δn(g)≠0的反應(yīng)，當(dāng)p為定值時(shí)，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
題型一 焓變與熵變 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷
1． 在常溫常壓下，下列屬于自發(fā)過(guò)程的是( )
A．2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
B．NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)
C．CH3COOH(l) = CH3COOH(s)
D．2Cr3＋(aq) + 3Cl2(aq) + 7H2O(l) = Cr2O72- (aq) + 6Cl-(aq)+14H＋(aq)
2． 下列說(shuō)法正確的是( )
A．常溫常壓下，Na2CO3、CaCO3的溶解焓變相近，Na2CO3(s) 2Na+(aq)+CO32-(aq) ΔS1；CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq) ΔS2，則ΔS1＞ΔS2
B．NaCl(s)=NaCl (1) ΔS＜0
C．常溫常壓下，3O2(g)2O3 (g) ΔS＞0
D．常溫常壓下，2CO(g) C(s)+O2 (g) ΔS＞0
3．已知凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)。一定條件下，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是( )
A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
4．25 ℃、1．01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+109.8 kJ·mol-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是(　　 )
A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C．該反應(yīng)是熵減小的反應(yīng) D．該反應(yīng)的熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)
5．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的方向說(shuō)法合理的是( )
A．放熱反應(yīng)都是自發(fā)的
B．反應(yīng)產(chǎn)物的分子數(shù)比反應(yīng)物多，則該反應(yīng)ΔS＞0
C．已知某反應(yīng)的ΔH>0、ΔS＞0，則溫度升高反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
D．相同溫度和壓強(qiáng)下，一種給定的物質(zhì)，其、均為定值
6．(2021 浙江6月選考)相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是( )
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金剛石)＞1molC(s，石黑)
7．(2020 江蘇卷)反應(yīng)可用于純硅的制備。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng) 、
B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)
C．高溫下反應(yīng)每生成1 mol Si需消耗
D．用E表示鍵能，該反應(yīng)
8．相同的溫度和壓強(qiáng)下，有關(guān)下列兩個(gè)反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是( )
反應(yīng) ΔH/kJ/mol
MgCO3(s)MgO(s)＋CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 177.9 1 b
注：①其中表示反應(yīng)方程式中氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)差；
②ΔH-TΔS＜0的反應(yīng)方向自發(fā)
A．因?yàn)橄嗤詀與b大小相近
B．熱分解溫度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a(chǎn)-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]
D．兩個(gè)反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和都大于零
9．(2024·江西景德鎮(zhèn)高三第一次質(zhì)量檢測(cè)聯(lián)考)工業(yè)上一種處理硫化氫的反應(yīng)為：CH4(g)+ 2H2S(g)CS2 (g)+ 4H2(g)，壓強(qiáng)恒定條件下，進(jìn)料比[]分別為a、b、c，反應(yīng)中H2S的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．上述反應(yīng)中所有分子皆為非極性分子
B．該反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行
C．當(dāng)氣體的總質(zhì)量不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D．a(chǎn)＞b＞c
10．(2024·重慶渝中高三期中)丙烯氫甲酰化可用于合成正丁醛，但體系中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，相關(guān)方程式如下：
主反應(yīng)： CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛) △H1=-123.8 kJ/mol
副反應(yīng)CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=(CH3)2CH2CHO(g)( 異丁醛) △H2=-130.1k J/mol
CH2=CHCH3(g)+ H2(g)=CH3CH2CH3 △H3
若在一定溫度下，向一個(gè)密閉恒容體系中三種原料氣均投入1mol，平衡時(shí)丙烯的轉(zhuǎn)化率為50%，，，下列說(shuō)法正確的是( )
A．相同條件下，正丁醛更穩(wěn)定
B．ΔH1＜0，ΔS1＜0主反應(yīng)在高溫條件下更有利于自發(fā)
C．平衡時(shí)， 正丁醛與異丁醛物質(zhì)的量之比為x：(0.4-x)
D．平衡時(shí)，丙烷的物質(zhì)的量會(huì)隨x的變化而變化
11．(2023·浙江省模擬)用一種較活潑的金屬把另一種金屬?gòu)幕衔镏羞€原出來(lái)的方法稱為金屬熱還原法。鈉、鎂、鋁是常用的還原劑。一些常見(jiàn)的金屬熱還原反應(yīng)如下：
序號(hào) 反應(yīng) △H/kJ/mol △S/J/(mol·K)
① 2Al(l) + 3BaO(s)=3Ba(g) +Al2O3(s) 487 207.53
② 2Al(s) + 3BaO(s)=3Ba(s)+Al2O3(s) 4 -15.70
③ Mg(l) + 2RbCl(s)=2Rb(g)+MgCl2(s) 381.77 223.06
④ 4Na(l)+TiCl4(g)=Ti(s)+4NaCl(s) -899.8 -291
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)①表明金屬沸點(diǎn)：Al>Ba
B．對(duì)于反應(yīng)：2Ba(s)+O2(g)=2BaO(s) △H1，4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H2，由反應(yīng)②可以推出3△H1≈△H2
C．反應(yīng)③說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序：Mg>Rb
D．對(duì)于反應(yīng)④：|△H|>>|T△S|說(shuō)明焓變對(duì)該反應(yīng)的自發(fā)性起主要影響作用
題型二 化學(xué)平衡狀態(tài)
1．(2024·湖北省六校高考聯(lián)盟高三聯(lián)考)3H2 (g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，下列事實(shí)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A．相同時(shí)間內(nèi)形成C-H鍵和H-H鍵的數(shù)目之比為2：1
B．相同時(shí)間內(nèi)消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子數(shù)目之比為3：1
C．v(CO)：v(H2)=1：1
D．體系內(nèi)氣體的密度保持不變
2．制水煤氣的反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，現(xiàn)將一定量的原料充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)，不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是. ( )
A．CO與H2的物質(zhì)的量之比不變 B．H2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C．混合氣體壓強(qiáng)保持不變 D．混合氣體的密度不變
3．一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)的焓變?yōu)棣。現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)
A．①② B．②④ C．③④ D．①④
4．將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒溫下使其達(dá)到分解平衡NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是( )
A．2v(NH3)=v(CO2) B．密閉容器中混合氣體的密度不變
C．密閉容器中混合氣體平均分子量不變 D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
5．(2024·河南省南陽(yáng)、洛陽(yáng)等2地二十所名校高三聯(lián)考)一定條件下向10L的恒容密閉容器中通入2molCO2，6molH2，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CO2 (g)+3H2(g)CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH，經(jīng)過(guò)10min時(shí)測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。下列分析中正確的是( )
A．a(chǎn)點(diǎn)處對(duì)應(yīng)體系中：v正=v逆
B．與b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，前10min內(nèi)v(H2)=0.03mol·L-1·min-1
C．該反應(yīng)的
D．當(dāng)容器中氣體密度保持不變時(shí)，表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
考點(diǎn)三 化學(xué)平衡常數(shù)
1．(2022 重慶卷，14)兩種酸式碳酸鹽的分解反應(yīng)如下。某溫度平衡時(shí)總壓強(qiáng)分別為p1和p2。
反應(yīng)1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反應(yīng)2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
該溫度下，剛性密閉容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固體，平衡后以上3種固體均大量存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．反應(yīng)2的平衡常數(shù)為4×106Pa2 B．通入NH3，再次平衡后，總壓強(qiáng)增大
C．平衡后總壓強(qiáng)為4.36×105Pa D．縮小體積，再次平衡后總壓強(qiáng)不變
2．(2022 江蘇卷，10)用尿素水解生成的NH3催化還原，是柴油機(jī)車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．上述反應(yīng)ΔS＜0
B．上述反應(yīng)平衡常數(shù)
C．上述反應(yīng)中消耗1molNH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為
D．實(shí)際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機(jī)車輛排放的尾氣對(duì)空氣污染程度越小
3．(2021 海南選擇性考試，8)制備水煤氣的反應(yīng)C (s)＋H2O(l)CO(g)＋H2(g) △H＞0，下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)
B．升高溫度，反應(yīng)速率增大
C．恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變
D．恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數(shù)增大
4．(2021·河北卷)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+NX+Y；②M+NX+Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)。
A．0~30 min 時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-8 mol·L-1·min-1
B．反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y 和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí) 62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
5．(2021 全國(guó)乙卷，28)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題：
(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認(rèn)為是ICl，從而錯(cuò)過(guò)了一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是_______。
(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)Kp=1.0×104Pa2，在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量BaPtCl6，抽真空后，通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5 kPa，則PIcl=_______ kPa，反應(yīng)2ICl(g)I2(g) +Cl2(g)的平衡常數(shù)K=_______(列出計(jì)算式即可)。
(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136~180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。
2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+ I2(g) Kp1
2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g) Kp2
得到和均為線性關(guān)系，如下圖所示：
①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
②反應(yīng)2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示)：該反應(yīng)的ΔH _______0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過(guò)程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率(v)光的照射下機(jī)理為：
NOCl+→
+NOCl→2NO+Cl2
其中表示一個(gè)光子能量，表示NOCl的激發(fā)態(tài)。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。
6．(2021 廣東選擇性考試，18)我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) H5
(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的 H1=_______(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說(shuō)法正確的有_______。
A．增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加
B．移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)
C．加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率
D．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小
(3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分_______步進(jìn)行，其中，第_______步的正反應(yīng)活化能最大。
(4)設(shè)K為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0=100kPa)。反應(yīng)a、c、e的ln K隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。
①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有_______(填字母)。
②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______。
③在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過(guò)程_______。
(5)CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：_______。
“三段式法”解答化學(xué)平衡計(jì)算題
1．步驟
(1)寫出涉及的可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)找出起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。
(3)根據(jù)問(wèn)題建立相應(yīng)的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。
2．模板
對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。
建立等式求解：(1)K＝
(2)c平(A)＝(mol·L－1)。
(3)α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
(4)φ(A)＝×100%。
(5)＝。
1．化學(xué)平衡常數(shù)
(1)概念：
在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。
(2)表達(dá)式：對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝。
實(shí)例：
化學(xué)方程式 平衡常數(shù) 關(guān)系式
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) K1＝ K2＝ (或K1) K3＝
N2(g)＋H2(g) NH3(g) K2＝
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) K3＝
(3)意義：
①K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。
②K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)，吸熱反應(yīng)，升高溫度，K增大，放熱反應(yīng)，升高溫度，K減小。
2．平衡轉(zhuǎn)化率
對(duì)于上例反應(yīng)中A(g)的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為：
α(A)＝×100%{c0(A)代表A的初始濃度，c平(A)代表A的平衡濃度}。
題型一 化學(xué)平衡常數(shù)的概念及運(yùn)用
1．常溫常壓下，O3溶于水產(chǎn)生的游離氧原子[O]有很強(qiáng)的殺菌消毒能力，發(fā)生的反應(yīng)如下：
反應(yīng)①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常數(shù)為K1
反應(yīng)②：[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K2
總反應(yīng)：2O33O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K
下列敘述正確的是( )
A．降低溫度，K減小 B．K=K1+K2
C．增大壓強(qiáng)，K2減小 D．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率
2．一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l) +Cl2(g)達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Cl2)
B．將容器體積壓縮為原來(lái)一半，當(dāng)體系再次達(dá)到平衡時(shí)，Cl2的濃度增大
C．減小氯氣濃度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)不變
D．溫度升高該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K增大
3．在25 ℃時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
物質(zhì) X Y Z
起始濃度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0
平衡濃度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1
A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50%
B．反應(yīng)可表示為X＋3Y2Z，平衡常數(shù)為1 600
C．其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)可使平衡常數(shù)增大
D．改變溫度可以改變?cè)摲磻?yīng)的平衡常數(shù)
4．某溫度下2 L密閉容器中3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如表所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)
X Y W
n(起始狀態(tài))/mol 2 1 0
n(平衡狀態(tài))/mol 1 0.5 1．5
A．該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝
B．其他條件不變，升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，則此反應(yīng)ΔH<0
C．其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動(dòng)
D．其他條件不變，當(dāng)密閉容器中混合氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡
5．(2024·河南平頂山高三第一次質(zhì)量檢測(cè))氫能是綠色低碳，應(yīng)用廣泛的二次能源。目前制取氫氣的方法之一是利用反應(yīng)：CO(g)﹢H O(g)=CO2(g)+H (g)。在恒容密閉容器中，將6molCO和一定量的水蒸氣混合加熱到830℃，并達(dá)到平衡，此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為1.0.平衡后CO物質(zhì)的量為4mol。下列說(shuō)法正確的是( )
A．起始時(shí)H2O的物質(zhì)的量為2mol
B．CO、H2O的轉(zhuǎn)化率之比為2：1
C．升高溫度，H2濃度減小，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D．恒溫下向平衡體系中再加入CO、H2O、CO2、H2各1mol，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
6．已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
D.1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4
7．在3種不同條件下，分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=QkJ/mol。相關(guān)條件和數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)Ⅰ 實(shí)驗(yàn)Ⅱ 實(shí)驗(yàn)Ⅲ
反應(yīng)溫度/℃ 700 700 750
達(dá)平衡時(shí)間/min 40 5 30
平衡時(shí)n(C)/mol 1.5 1.5 1
化學(xué)平衡常數(shù) K1 K2 K3
下列說(shuō)法正確的是( )
A．K1=K2B．升高溫度能加快反應(yīng)速率的原因是降低了反應(yīng)的活化能
C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ達(dá)平衡所需時(shí)間小的可能原因是使用了催化劑
D．實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡后，恒溫下再向容器中通入1molA和1molC，平衡正向移動(dòng)
8．(2024·重慶渝中·高三重慶巴蜀中學(xué)校考階段練習(xí))一定溫度下，將足量NH4NO3(s)加入含有催化劑的恒容密閉容器，發(fā)生下面兩個(gè)反應(yīng)：
反應(yīng)1：NH4NO3(s)N2O (g)+ 2H2O(g) ΔH1＜0 KP1
反應(yīng)2：NH4NO3(s)N2 (g)+ 2H2O(g)+1/2 O2(g) ΔH2＜0 KP2
測(cè)得平衡時(shí)容器中氣體總壓為，且p(N2)= p(N2O)。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．當(dāng)氧氣的分壓不變時(shí)，反應(yīng)2達(dá)到化學(xué)平衡
B．平衡時(shí)，
C．該條件下，
D．維持其他條件不變，將容器體積擴(kuò)充為，再次達(dá)到平衡后，c(H2O)：c(N2)=4：1
9．(2023·湘豫名校聯(lián)考一輪復(fù)習(xí)診斷考試)已知，25℃時(shí)K2Cr2O7溶液中存在以下平衡：
①Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2 CrO42-(aq)+2H+(aq) K1=3.27×10-15
②Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2HCrO4-(aq) K2=3.0×10-2
③HCrO4-(aq) CrO42-(aq)+H+(aq) K3
25℃時(shí)，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，隨pH的變化關(guān)系如圖所示(，)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI氣體，c(CrO42-)增大
B．溶液顏色不再變化，可以判斷該體系達(dá)到平衡
C．a(chǎn)點(diǎn)溶液中離子濃度關(guān)系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+)
D．反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)
10．已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常數(shù) 1．7 1．1 1．0 0.6 0.4
A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
D.1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)
1．氨氣去除NO的反應(yīng)原理為：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0，反應(yīng)速率與濃度之間存在如下關(guān)系：v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆為速率常數(shù)，只受溫度影響。350℃時(shí)，在2L恒容密閉容器中，通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)發(fā)生反應(yīng)，保持溫度不變，5min后反應(yīng)達(dá)平衡，NO的轉(zhuǎn)化率為50%。下列說(shuō)法正確的是( )
A．用NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.06mol·L-1·min-1
B．350℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5
C．其他條件不變，往反應(yīng)后的容器中再通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)，重新達(dá)平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)增大
D．當(dāng)溫度改變?yōu)門°C時(shí)，若k正=k逆，則T>350
2．溫度為T1時(shí)，在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)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逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是(　　)
容器 編號(hào) 物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1) 物質(zhì)的平衡濃度(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．設(shè)K為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有K=
B．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比為20∶17
C．容器Ⅱ中起始時(shí)平衡正向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小
D．若改變溫度為T2，且T2>T1，則k正∶k逆<0.8
3．硫酸工業(yè)中，將SO2氧化為SO3是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)。在溫度為T1條件下，在三個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正=k正·c2(SO2)·c(O2)，v逆=k逆·c2(SO3)。
容器編號(hào) 起始濃度/(mol·L-1) 平衡濃度/(mol·L-1)
c(SO2) c(O2) C(SO3) c(O2)
I 0.6 0.3 0 0.2
II 0.5 x 0.3
III 0.3 0.25 0.2
已知：k正、k逆為速率常數(shù)，僅受溫度的影響。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)和速率常數(shù)的關(guān)系：
B．若容器II中達(dá)到平衡時(shí)=1，則x=0.85
C．容器III中達(dá)到平衡時(shí)，c(O2)<0.25mol·L-1
D．當(dāng)溫度升高為T2時(shí)，k正、k逆分別增大m倍和n倍，則m4．某溫度時(shí)兩個(gè)恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH＞0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：，，、為速率常數(shù)，只受溫度影響。
容器編號(hào) 起始濃度 (mol/L) 平衡濃度(mol/L)
c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2)
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0.1 0
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．升高溫度，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大
B．Ⅰ中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率約為66.7％
C．Ⅱ中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c(O2)＞0.2 mol·L 1
D．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)可表示為
5．甲異腈(CHNC)在恒容密閉容器中發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)： CH3NC(g) →CH3CN(g)，反應(yīng)過(guò)程中甲異腈濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示(圖中T為溫度)。該反應(yīng)的反應(yīng)速率v與c的關(guān)系為v=kc，k為速率常數(shù)(常溫下為常數(shù))，a點(diǎn)和b點(diǎn)反應(yīng)速率相等，即v(a)=v(b)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．bf段的平均反應(yīng)速率為1.0 × 10 -4mol(L·min)
B．a(chǎn)點(diǎn)反應(yīng)物的活化分子數(shù)多于d點(diǎn)
C．T1>T2
D．3v(d)=2v(e)
6．在密閉容器中充入1和1，在一定條件下發(fā)生反2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，測(cè)得的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，，(、為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．達(dá)到平衡后，僅升高溫度，增大的倍數(shù)小于增大的倍數(shù)
B．若密閉容器(對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)下)體積為1L，則b點(diǎn)
C．的物質(zhì)的量濃度：b點(diǎn)點(diǎn)
D．逆反應(yīng)速率：a點(diǎn)點(diǎn)
考點(diǎn)四 化學(xué)平衡的移動(dòng)
1．(2023 北京卷，4)下列事實(shí)能用平衡移動(dòng)原理解釋的是( )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進(jìn)H2O2分解
B．密閉燒瓶?jī)?nèi)的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深
C．鐵釘放入濃HNO3中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體
D．鋅片與稀H2SO4反應(yīng)過(guò)程中，加入少量CuSO4固體，促進(jìn)H2的產(chǎn)生
2．(2023 山東卷，14) (雙選)一定條件下，化合物E和TFAA合成H的反應(yīng)路徑如下：
已知反應(yīng)初始E的濃度為0.10mol L-1，TFAA的濃度為0.08mol L-1，部分物種的濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，忽略反應(yīng)過(guò)程中的體積變化。下列說(shuō)法正確的是( )
A．t1時(shí)刻，體系中有E存在
B．t2時(shí)刻，體系中無(wú)F存在
C．E和TFAA反應(yīng)生成F的活化能很小
D．反應(yīng)達(dá)平衡后，TFAA的濃度為0.08mol L-1
3．(2022 湖北省選擇性考試，13)同位素示蹤是研究反應(yīng)機(jī)理的重要手段之一、已知醛與H2O在酸催化下存在如下平衡：RCHO+H2ORCH(OH)2。據(jù)此推測(cè)，對(duì)羥基苯甲醛與10倍量的D218O在少量酸催化下反應(yīng)，達(dá)到平衡后，下列化合物中含量最高的是( )
A． B．
C． D．
4．(2022 北京卷，12)某的多孔材料剛好可將N2O4 “固定”，實(shí)現(xiàn)了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：
己知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制備HNO3的原理為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．每制備0.4mol硝酸，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1022
5．(2022 海南省選擇性考試，8)某溫度下，反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密閉容器中達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是( )
A．增大壓強(qiáng)，v正> v逆，平衡常數(shù)增大
B．加入催化劑，平衡時(shí)CH3CH2OH(g)的濃度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大
6．(2022·浙江省6月選考，19)關(guān)于反應(yīng)Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)+ H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH＜0，達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．升高溫度，氯水中的c(HClO)減小
B．氯水中加入少量醋酸鈉固體，上述平衡正向移動(dòng)，c(HClO)增大
C．取氯水稀釋，c(Cl-)/ c(HClO)增大
D．取兩份氯水，分別滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液變藍(lán)色，可以證明上述反應(yīng)存在限度
7．(2021 湖南選擇性考試)(雙選)已知：A(g)+2B(g)3C(g)△H＜0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1mol A和3mol B發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時(shí)改變某一條件，t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡
B．t2時(shí)改變的條件：向容器中加入C
C．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)
D．平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
8．(2021 北京卷，10)已知2NO2(g)N2O4(g) △H<0。下列說(shuō)法正確的是( )
A．1mol混合氣體含有1molN原子
B．完全斷開(kāi)2molNO2分子中的共價(jià)鍵所吸收的熱量比完全斷開(kāi)1molN2O4分子中的共價(jià)鍵所吸收的熱量多
C．將氣體體積壓縮至一半，氣體顏色變深是因?yàn)槠胶獍l(fā)生了移動(dòng)
D．將氣體溫度升高，氣體顏色會(huì)變深
9．(2021 遼寧選擇性考試)某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)2X(s)Y(s))+Z(g)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．升高溫度，若c(Z)增大，則ΔH＞0
B．加入一定量Z，達(dá)新平衡后m(Y)減小
C．加入等物質(zhì)的量的Y和Z，達(dá)新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氬氣，平衡不移動(dòng)
10．(2018 江蘇卷)(雙選)一定溫度下，在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．v1< v2，c2< 2c1 B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
化學(xué)平衡圖像題的解題流程
1．化學(xué)平衡的移動(dòng)
平衡移動(dòng)就是由一個(gè)“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新平衡狀態(tài)”的過(guò)程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，平衡可能發(fā)生移動(dòng)，如下所示：
2．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
v正＝v逆，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動(dòng) ；
v正3．影響化學(xué)平衡的因素
(1)若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下：
改變的條件(其他條件不變) 化學(xué)平衡移動(dòng)的方向
濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向正反應(yīng)方向移動(dòng)
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體體積改變 增大壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng)
減小壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng)
反應(yīng)前后氣體體積不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動(dòng)
溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)
降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)
催化劑 同等程度改變v正、v逆，平衡不移動(dòng)
(2)通過(guò)圖像分析影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
某溫度下，在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后，改變條件對(duì)反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示：
①加催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是C(填字母，下同)，平衡不移動(dòng)。
②升高溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是A，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
③增大反應(yīng)容器體積對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是D，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
④增大O2的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是B，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
4．勒夏特列原理
如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
題型一 影響化學(xué)平衡的因素
1．(2024·重慶沙坪壩·高三重慶八中校考期中)只改變一個(gè)影響因素，下列關(guān)于化學(xué)平衡說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．平衡常數(shù)改變后，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)
B．化學(xué)平衡移動(dòng)后，平衡常數(shù)不一定改變
C．平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大
D．正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡一定正向移動(dòng)
2．將等物質(zhì)的量的N2、H2氣體充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(　　)
選項(xiàng) 改變條件 新平衡與原平衡比較
A 增大壓強(qiáng) N2的濃度一定變小
B 升高溫度 N2的轉(zhuǎn)化率變小
C 充入一定量H2 H2的轉(zhuǎn)化率不變，N2的轉(zhuǎn)化率變大
D 使用適當(dāng)催化劑 NH3的體積分?jǐn)?shù)增大
3．(2024·河南省六市重點(diǎn)中學(xué)高三調(diào)研考試)在體積均為2 L的恒溫恒容密閉容器1、2中，同時(shí)充入1 mol Cl2(g)和1 mol PCl3(g)，初始反應(yīng)溫度不同的條件下發(fā)生反應(yīng)：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
平衡時(shí)壓強(qiáng)：容器1>容器2
B．初始反應(yīng)溫度：容器1>容器2
C．容器1中0～3 min內(nèi)v(PCl3)=0.2 mol·L－1·min－1
D．容器2中達(dá)到平衡時(shí)PCl5產(chǎn)率為80％
4．一定溫度下，在三個(gè)體積均為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
容器編號(hào) 溫度(℃) 起始物質(zhì)的量(mol) 平衡物質(zhì)的量(mol)
CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g)
① 387 0.20 0.080 0.080
② 387 0.40
③ 207 0.20 0.090 0.090
下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B．達(dá)到平衡時(shí)，容器①中的CH3OH體積分?jǐn)?shù)比容器②中的小
C．若容器①中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)增大壓強(qiáng)，則各物質(zhì)濃度保持不變
D．若起始向容器①中充入CH3OH 0.10mol、CH3OCH3 0.10mol、H2O 0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行
5．(2023·遼寧省撫順市普通高中高三模擬)化學(xué)熱泵技術(shù)作為一種高效環(huán)保的節(jié)能新技術(shù)一直以來(lái)廣受關(guān)注，氨基甲酸銨可應(yīng)用于化學(xué)熱泵循環(huán)。將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：
溫度(℃) 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡總壓強(qiáng)() 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡氣體總濃度() 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)的△H＜0，該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行
B．25℃時(shí)平衡常數(shù)的值K≈1.6×10-8
C．當(dāng)密閉容器中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移動(dòng)
6．(2023·浙江省紹興市高三二模)為了研究溫度對(duì)苯催化加氫的影響，以檢驗(yàn)新型鎳催化劑的性能，該反應(yīng)。采用相同的微型反應(yīng)裝置，壓強(qiáng)為，氫氣與苯的物質(zhì)的量之比為6.5∶1。反應(yīng)相同時(shí)間后取樣分離出氫氣后，分析成分得到的結(jié)果如下表：
溫度/ 85 95 100 110～240 280 300 340
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％ 苯 96.05 91.55 80.85 1 23.35 36.90 72.37
環(huán)己烷 3.95 8.45 19.15 99 76.65 63.10 27.63
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．該催化劑反應(yīng)最佳反應(yīng)溫度范圍是110~240℃，因?yàn)榇呋瘎┑倪x擇性和活性都比較高
B．280℃以上苯的轉(zhuǎn)化率下降，可能因?yàn)闇囟壬仙胶饽嫦蛞苿?dòng)
C．在280~340℃范圍內(nèi)，適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可以提高苯的轉(zhuǎn)化率
D．在85~100℃范圍內(nèi)，溫度上升反應(yīng)速率加快，因此苯的轉(zhuǎn)化率上升
題型二 化學(xué)平衡圖象
1．(2024·河南省部分名校高三聯(lián)考)丙烯在催化劑上選擇性還原NO的反應(yīng)為。在三個(gè)2 L的恒容密閉容器中分別加入0.5 mol 和4.5 mol NO發(fā)生上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得三個(gè)容器中n(NO)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．500℃條件下，曲線a所在的容器中使用了合適的催化劑
B．500℃條件下，20 min時(shí)達(dá)到平衡，則該容器中0~20min內(nèi)用表示的平均反應(yīng)速率為
C．正反應(yīng)速率：
D．800℃條件下，混合氣體的起始?jí)簭?qiáng)與平衡壓強(qiáng)之比為90：91
2．(2024·河南省普高聯(lián)考聯(lián)盟高三測(cè)評(píng))在催化劑、加熱、加壓條件下，乙烯與水反應(yīng)生成乙醇，在特定條件下乙烯與水反應(yīng)能生成甲醇。T℃時(shí)，在體積為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CH2=CH2 (g)+2H2O(g)2CH3OH (g)，測(cè)得容器內(nèi)物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．曲線c表示H2O(g)的濃度隨時(shí)間的變化
B．從反應(yīng)開(kāi)始到3min時(shí)，H2O(g)的平均反應(yīng)速率為0.2mol/(L·min)
C．3～5min，反應(yīng)體系中存在v正(H2O)=v逆(CH3OH)
D．5min時(shí)，改變的反應(yīng)條件可能是保持溫度不變，縮小容器容積
3．(2024·山東煙臺(tái)高三統(tǒng)考期中)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：2SO2 (g)+ O2(g)2SO3(g)。為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．溫度越高，反應(yīng)速率越大
B．α=0.92的曲線可能代表平衡轉(zhuǎn)化率
C．α越大，反應(yīng)速率最大值對(duì)應(yīng)溫度越高
D．X、Y、Z三點(diǎn)比較，X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是最佳生產(chǎn)溫度
4．(2024·江蘇南通海安高三期中)二氧化碳加氫合成二甲醚反應(yīng)包括三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)過(guò)程：
反應(yīng)Ⅰ 3H2 (g)+ CO2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH＝－49.01kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅱ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH＝－24.52kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅲ H2 (g)+ CO2(g)CO (g)+ H2O(g) ΔH＝+41.17kJ·mol－1
在壓強(qiáng)30MPa，，不同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率、CO的選擇性和CH3OCH3的選擇性如圖所示(選擇性指生成某物質(zhì)消耗的CO2占CO2消耗總量的百分比)：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．曲線A表示CH3OCH3的選擇性
B．300℃時(shí)，生成CH3OCH3的CO2平衡轉(zhuǎn)化率為3%
C．220~240℃間，升高溫度，比值減小
D．為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性，應(yīng)選擇低溫、高壓的反應(yīng)條件
5．(2024·湖南衡陽(yáng)衡南縣第一次聯(lián)考)工業(yè)上利用CO (g)和H2(g)在催化劑的作用下合成CH3OH(g) ，發(fā)生如下反應(yīng)：CO (g)+2H2(g)CH3OH(g) 。現(xiàn)于一定條件下向的密閉容器中充入一定量的CO (g)和H2(g)發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得在不同壓強(qiáng)下平衡體系中CO (g)的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．ΔH＜0 ，p1＞p2
B．在T1、p1條件下，d→a的過(guò)程中，正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系：v正＜v逆
C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc的大小關(guān)系是Kb＞Ka＞Kc
D．b→c的過(guò)程，正反應(yīng)速率變小，逆反應(yīng)速率變大
6．(2024·江蘇蘇州高三期中)NiO-In2O3可協(xié)同催化CO2的氫化，體系中涉及以下兩個(gè)反應(yīng)：
反應(yīng)1：3H2 (g)+ CO2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH＝－49.3kJ·mol－1
反應(yīng)2： H2 (g)+ CO2(g)CO (g)+ H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol－1
將一定比例的CO2、H2以一定流速通過(guò)催化劑，在一定溫度下反應(yīng)，CO2的轉(zhuǎn)化率、CH3OH或CO的選擇性［］與催化劑中NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) ΔH= 90.5 kJ·mol－1
B．曲線Y表示CO2的轉(zhuǎn)化率隨催化劑中NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化
C．其他條件不變，催化劑中NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，CH3OH的產(chǎn)率最高
D．其他條件不變，NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從25%增加到50%，CH3OH的平衡選擇性降低
7．(2024·江蘇無(wú)錫高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研測(cè)試)擁有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首套煤制乙醇工業(yè)化項(xiàng)目投產(chǎn)成功。某煤制乙醇過(guò)程表示如下：
過(guò)程a包括以下3個(gè)主要反應(yīng)：
I．CH3COOCH3 (g)+ 2H2(g)= C2H5OH(g)+ CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ．CH3COOCH3 (g)+ CH3OH(g)=CH3COOC2H5(g)+ CH3OH(g) ΔH2
Ⅲ．CH3COOCH3 (g)+ H2(g)= CH3CHO(g)+ CH3OH(g) ΔH3
相同時(shí)間內(nèi)，測(cè)得乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示，乙醇和乙酸乙酯的選擇性[乙醇選擇性]隨溫度的變化如圖2所示。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．205℃后反應(yīng)Ⅲ開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)
B．225～235℃，反應(yīng)I處于平衡狀態(tài)
C．溫度可影響催化劑的選擇性，從而影響目標(biāo)產(chǎn)物乙醇的選擇性
D．205℃時(shí)，CH3COOCH3起始物質(zhì)的量為5mol，轉(zhuǎn)化率為30%，則最終生成乙醇0.6mol
8．(2024·湖南省三湘名校聯(lián)盟、湖湘名校聯(lián)合體高三大聯(lián)考)在兩個(gè)容積均為4L的恒容密閉容器中，起始時(shí)均充入0.4mol乙苯，以溫度、催化劑為實(shí)驗(yàn)條件變量，發(fā)生反應(yīng)：(g) (g)+H2(g)。測(cè)得的結(jié)果如圖所示。曲線Ⅱ、Ⅲ表示經(jīng)過(guò)相同時(shí)間ts且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率，下列說(shuō)法正確的是( )
A．900℃時(shí)，無(wú)催化劑的容器中，ts內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為
B．1000℃時(shí)，有催化劑的容器中，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間乙苯的轉(zhuǎn)化率可到達(dá)A點(diǎn)
C．1100℃時(shí)，曲線Ⅱ、Ⅲ幾乎重合，可能是因?yàn)榇呋瘎┦Щ?br/>D．其他條件不變時(shí)，升高溫度或減小壓強(qiáng)均能使平衡向右移動(dòng)，均能使平衡常數(shù)K增大
9．(2024·江蘇連云港高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研)催化加氫制的反應(yīng)體系中，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
反應(yīng)1：CO2(g)+ 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1＝－49.5kJ·mol－1
反應(yīng)2：CO2(g)+H2 (g)CO (g)+ H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol－1
恒壓下，將起始n(CO2 ) ：n( H2) =1：3的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)管，測(cè)得出口處CO2的轉(zhuǎn)化率及CH3OH和CO的選擇性[]隨溫度的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．曲線②表示CO的選擇性
B．280℃時(shí)出口處CH3OH的物質(zhì)的量濃度大于220℃時(shí)
C．一定溫度下，增大可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率
D．為提高CH3OH生產(chǎn)效率，需研發(fā)CO2轉(zhuǎn)化率高和CH3OH選擇性高的催化劑
10．(2024·湖南益陽(yáng)高三聯(lián)考)在恒容的密閉容器中，物質(zhì)M和N發(fā)生如下反應(yīng)：2M(g)＋N(g)2Q(g) ΔH，不同溫度下保持其它條件不變，反應(yīng)相同時(shí)間測(cè)得M的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下M的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。
下列說(shuō)法正確的是( )
A．根據(jù)圖像可知，該反應(yīng)ΔH>0
B．X點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)等于Z點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)
C．圖中Y點(diǎn)v正(M)：v逆(N)=2：1
D．圖中Z點(diǎn)，不改變其它條件時(shí)，通過(guò)分離產(chǎn)物Q能提高化學(xué)反應(yīng)速率
11．(2024·湖南長(zhǎng)沙湖南師大附中高三月考)CO2催化加氫制甲醇中發(fā)生的反應(yīng)有：
i.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2＞0
在恒溫密閉容器中，維持壓強(qiáng)和投料不變，將CO2和H2按一定流速通過(guò)反應(yīng)器，相同時(shí)間后，CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性[x(CH3OH)=×100%]隨溫度變化關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．某溫度下，若是發(fā)生i反應(yīng)，保持CO2和H2的投料比和壓強(qiáng)不變，增大CO2和H2的通入量，平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)增大
B．其他條件不變，若反應(yīng)ⅱ生成的產(chǎn)物為CO(g)和H2O(l)，則△H2將變大
C．由圖像可知，△H1一定小于0
D．236℃后的曲線變化趨勢(shì)可能是由于反應(yīng)i中催化劑失去活性而造成的
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專題07 化學(xué)反應(yīng)速率與
化學(xué)平衡
2024
授課：×××
高考二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)
01
考情分析
02
網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)
03
真題研析
04
核心提煉
目錄
CONTENTS
05
題型特訓(xùn)
考點(diǎn)要求 考題統(tǒng)計(jì) 考情分析
物質(zhì)的組成、性質(zhì)、分類 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分 ……
傳統(tǒng)文化中的性質(zhì)與變化 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分
考情分析
考點(diǎn)要求
化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài)
化學(xué)平衡常數(shù)
考題統(tǒng)計(jì)
2023遼寧卷12題，3分；
2022遼寧卷12題，3分；
2022浙江1月選考19題，2分；2022浙江6月選考20題，2分；
2022湖南卷12題，4分；
2021浙江6月選考20題，2分；2021 河北選擇性考試11題，4分；
2021 遼寧選擇性考試12題，3分
2022湖南卷14題，4分；
2022北京卷14題，3分；
2022河北卷11題，4分；
2021河北卷11題，4分；
2021浙江1月選考19題，2分；
2022浙江1月選考20題，2分；2022遼寧卷18(1)題，13分；
2022湖南卷17(1)題，14分；2021浙江6月選考17題，2分；
化學(xué)平衡的移動(dòng)
2023北京卷4題，3分；
2023廣東卷15題，4分；
2023山東卷14題，4分；
2021浙江6月選考29(1)題，10分；
2021 海南卷16(1)(2) 題，10分；
2022重慶卷14題，3分；2022江蘇卷10題，3分；2021海南卷8題，2分；
2022海南卷8題，2分；
2022湖北卷13題，3分；
2022北京卷12題，3分；
2022浙江6月選考19題，2分；2021北京卷10題，3分；
2021遼寧卷11題，3分
考點(diǎn)要求 考題統(tǒng)計(jì) 考情分析
物質(zhì)的組成、性質(zhì)、分類 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分 ……
傳統(tǒng)文化中的性質(zhì)與變化 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分
考點(diǎn)要求 考情分析
【命題規(guī)律】
【命題預(yù)測(cè)】
考情分析
1.高中化學(xué)重要理論主干：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡，試題難度較大，以原理綜合題型為主，將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合在一起,客觀上增加思維容量；
2.高考必考考點(diǎn)：平衡理論，在高考中占有相當(dāng)重要的地位；
3.化學(xué)平衡是三大平衡體系(化學(xué)平衡、電離平衡、沉淀溶解平衡)之首，這類題目難度較大，具有良好的區(qū)分度，選拔功能強(qiáng)。
1.預(yù)計(jì)2024年化學(xué)反應(yīng)速率：一是考查化學(xué)反應(yīng)速率圖像問(wèn)題；二是考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素；三是在填空題中綜合考查；
2.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度：一是在選擇題中某個(gè)選項(xiàng)考查可逆反應(yīng)焓變和熵變的大小；二是考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；三是與化學(xué)平衡相結(jié)合考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用等；
3.化學(xué)平衡移動(dòng)：以圖像或表格的形式為載體，考查平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡的計(jì)算、等效平衡、平衡圖像等，常為選擇題中的壓軸題型，在填空題中會(huì)結(jié)合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考查平衡狀態(tài)的判斷、平衡圖像、化學(xué)平衡常數(shù)等。
化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài)
化學(xué)平衡常數(shù)
化學(xué)平衡的移動(dòng)
選材熱點(diǎn)如下：
1．安全與健康——人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素；重金屬對(duì)人體的危害；食品添加劑；有關(guān)化學(xué)與健康方面的材料等。
2．環(huán)境保護(hù)新進(jìn)展——“霧霾”的產(chǎn)生、危害和治理；工業(yè)“三廢”和生活垃圾的處理；廢電池對(duì)飲用水和土壤的污染；綠色化學(xué)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的導(dǎo)向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料電池、高能綠色電池；新能源開(kāi)發(fā)利用的新進(jìn)展。
4．新型無(wú)機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料在社會(huì)、生活中的應(yīng)用等。
5．涉及碳中和、碳達(dá)峰的知識(shí)。
網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
化學(xué)反應(yīng)速率
特點(diǎn)
影響因素
內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)（主要因素）
單位：mol L-1 S-1、mol L-1 min-1
外因
濃度（c）：增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快
對(duì)象：可逆反應(yīng)
表達(dá)式：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K=
化學(xué)平衡
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
表示方法：v(A)=
Δt
Δc(A)
壓強(qiáng)（P）：有氣體參加，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快
溫度（T）：升高溫度，反應(yīng)速率加快
催化劑：改變反應(yīng)速率
其他：表面積大小、光、超聲波、射線等
1.平均反應(yīng)速率始終為正值
2.不同物質(zhì)均可表示同一反應(yīng)速率，所得數(shù)值不同，但含義相同
3.同反應(yīng)同條件，各物質(zhì)反應(yīng)速率之比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
平衡特征：v正=v逆，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化
影響因素
濃度（c）
壓強(qiáng)（P）
溫度（T）
影響規(guī)律：勒夏特列原理（平衡移動(dòng)原理）
化學(xué)平衡計(jì)算：三段式（起始量、 變化量、平衡量）
化學(xué)平衡常數(shù)
cm(A)·cn(B)
cp(C)·cq(D)
影響因素：只與溫度有關(guān)
應(yīng)用：①判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度；②判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向；③求反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
焓判斷：體系能量降低的方向就是反應(yīng)容易進(jìn)行的方向
熵判斷：體系熵增大的方向，就是反應(yīng)容易進(jìn)行的方向
ΔG=ΔH-TΔS
ΔG<0，自發(fā)
ΔG>0，非自發(fā)
01
化學(xué)反應(yīng)速率及
影響因素
PART ONE
真題研析·規(guī)律探尋
1．(2023 遼寧省選擇性考試，12)一定條件下，酸性KMnO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應(yīng)，Mn (Ⅱ)起催化作用，過(guò)程中不同價(jià)態(tài)含Mn粒子的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．Mn (Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．隨著反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸減小
C．該條件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D．總反應(yīng)為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
C
先Mn(III)，后Mn(III)被消耗生成Mn(II)，Mn(III)能氧化H2C2O4
Mn(VII)的濃度為0后才開(kāi)始生成Mn(II)
13min后反應(yīng)速率會(huì)增大
H2C2O4弱酸，化學(xué)式保留
真題研析·規(guī)律探尋
2．(2022 河北省選擇性考試，11) (雙選)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)的方程式為①X Y；②Y Z。反應(yīng)①的速率 ，反應(yīng)②的速率 ，式中為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時(shí)間變化的 曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的曲線。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．隨c(X)的減小，反應(yīng)①、②的速率均降低
B．體系中
C．欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時(shí)間
D．溫度低于T1時(shí)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定
AB
①隨c(X)的減小而減小，②先增大后減小
Y：最大值之前v (X)= v (Y) +v(Z)；：最大值之后故v (X) + v (Y) = v(Z)
升溫加快①速率，但幅度小于②，②隨Y增大而增大
②為慢反應(yīng)
真題研析·規(guī)律探尋
3．(2022 遼寧省選擇性考試)某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應(yīng)2X(s) Y(g)+2Z(g)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．1 min時(shí)，Z的濃度大于0.02mol·L－1
B．2 min時(shí)，加入0.20molZ，此時(shí)
C．3 min時(shí)，Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%
D．5 min時(shí)，X的物質(zhì)的量為1.4mol
時(shí)間段/ min 產(chǎn)物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
B
0~1 min內(nèi)Z的平均生成速率大于0~2 min內(nèi)的
三段式求解，V(正）>V(逆)
反應(yīng)生成的Y與Z的物質(zhì)的量之比恒等于1∶2
5 min：平衡狀態(tài)2mol-0.6mol=1.4 mol
真題研析·規(guī)律探尋
4．(2022·浙江省1月選考，19)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g) 3X(g)，c(B)隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A．從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率
B．從b點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的瞬時(shí)速率
C．在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：2v(B)=3v(X)
D．維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示
C
計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的濃度變化
一氧化碳的瞬時(shí)速率
3v(B)=2v(X)
平衡狀態(tài)與原來(lái)的平衡狀態(tài)相同
真題研析·規(guī)律探尋
5．(2022·浙江省6月選考，20)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．實(shí)驗(yàn)①，0~20min，v(N2)=1.00×10-5mol/(L·min)
B．實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，X≠0.40
C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
C
v(NH3)=2.00×10-5mol/(L·min)，v(N2)=0.5v(NH3)
x<0.4
反應(yīng)速率沒(méi)有增大
③先達(dá)到平衡狀態(tài)，說(shuō)明③的反應(yīng)速率大
真題研析·規(guī)律探尋
6．(2021 浙江1月選考，19)取50 mL過(guò)氧化氫水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下，測(cè)得O2的放出量，轉(zhuǎn)換成H2O2濃度(c)如下表：
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得O2體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B．20~40min，消耗H2O2的平均速率為0.010mol·L-1·min-1
C．第30min時(shí)的瞬時(shí)速率小于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
C
n(O2)=0.01mol，V=n·Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL
v= c/t=0.20÷20=0.010mol·L-1·min-1
大于
I-在反應(yīng)中起到催化的作用
真題研析·規(guī)律探尋
7．(2021 浙江6月選考，20)一定溫度下：在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng)：2N2O5 4NO2 +O2。在不同時(shí)刻測(cè)量放出的O2體積，換算成N2O5濃度如下表：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．600~1200 s，生成NO2的平均速率為5.0×10-4 mol·L－1·s－1
B．反應(yīng)2220 s時(shí)，放出的O2體積為11.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D．推測(cè)上表中的x為3930
D
1.0×10-3 mol·L－1·s－1
1.176L
2v正(N2O5)=v逆(NO2)
2820+1110=3930
真題研析·規(guī)律探尋
8．(2021 河北選擇性考試，11)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+N=X+Y；②M+N=X+Z，反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M) (k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-8mol L-1 min-1
B．反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
A
0.0025mol L-1 min-1
Y和Z的濃度之比等于速率之比
5÷（3+5）=62.5%
①化學(xué)反應(yīng)速率較小，同體系中，活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快
真題研析·規(guī)律探尋
9．(2021 遼寧選擇性考試，12)某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合，反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時(shí)間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．其他條件相同時(shí)，催化劑濃度越大，反應(yīng)速率越大
B．其他條件相同時(shí)，降冰片烯濃度越大，反應(yīng)速率越大
C．條件①，反應(yīng)速率為0.012 mol·L－1·min－1
D．條件②，降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L－1時(shí)，半衰期為62.5 min
B
曲線①②：催化劑濃度越大，反應(yīng)所需要的時(shí)間更短
曲線①③：反應(yīng)速率與降冰片烯濃度無(wú)關(guān)
（3-0）÷250=0.12 mol·L－1·min－1
125min÷2=62.5 min
核心提煉·考向探究
1．化學(xué)反應(yīng)速率
注意事項(xiàng)
1.化學(xué)反應(yīng)速率指平均速率不是某一刻的瞬時(shí)速率，且無(wú)論用反應(yīng)物還是生成物表示均為正值。
2.同反應(yīng)同條件下，可用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率，素質(zhì)不同但意義相同。
3.不用固體或純液體表示，將其濃度視為常數(shù)
4.mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
含義
衡量化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量
計(jì)算公式
表示方法
單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加
實(shí)例
05
04
03
02
01
單位：mol L-1 S-1、mol L-1 min-1
表示方法：v(A)=
Δt
Δc(A)
密閉容器：合成氨：
開(kāi)始c(N2)=8mol L-1，2min后，c(N2)=4mol L-1，則用N2表示反應(yīng)速率為2.0mol L-1 min-1
核心提煉·考向探究
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
濃度（c）
增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快
壓強(qiáng)（P）
有氣體參加，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快
溫度（T）
升高溫度，反應(yīng)速率加快
催化劑
改變反應(yīng)速率
其他
表面積大小、光、超聲波、射線等
內(nèi)因：主要因素：如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為：v(Mg)>v(Al)
外因
核心提煉·考向探究
3．有效碰撞理論
能夠發(fā)生有效碰撞的分子
活化分子
E1：正反應(yīng)的活化能
E3：使用催化劑時(shí)的活化能
E2：逆反應(yīng)的活化能
反應(yīng)熱：E1－E2
活化能
活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞
有效碰撞
理論解釋——有效碰撞理論
1
2
3
單位體積內(nèi)分子總數(shù)增加，活化分子數(shù)增加，活化分子百分?jǐn)?shù)不變
有
效
碰
撞
幾
率
增
大
升高溫度→
單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變，活化分子數(shù)增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增加
增
大
反
應(yīng)
物
濃
度
催化劑
降低活化能
反應(yīng)速率增大
增
大
氣
體
壓
強(qiáng)
核心提煉·考向探究
易錯(cuò)提醒
01
固體、純液體
03
恒容壓強(qiáng)
02
恒溫壓強(qiáng)
04
恒壓壓強(qiáng)
05
溫度、催化劑
①氣體反應(yīng)物壓強(qiáng)增大→濃度增大→速率加快。
②惰性氣體總壓強(qiáng)增大→各氣體物質(zhì)的量濃度不變→反應(yīng)速率不變。
充入惰性氣體→壓強(qiáng)不變→體積增大→各物質(zhì)濃度減小→反應(yīng)速率減慢。
1.溫度：對(duì)任何反應(yīng)的速率都有影響
2.催化劑：同等程度改變正逆反應(yīng)速率
濃度視為常數(shù)，用量不改變速率，
但固體顆粒的大小決定反應(yīng)物接觸面積的大小，會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。
增大壓強(qiáng)→體積縮小→濃度增大→化學(xué)反應(yīng)速率加快。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
題型一 化學(xué)反應(yīng)速率及計(jì)算
A
1．在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A(s)+2B(g) 3C(g)+nD(g)，開(kāi)始時(shí)A為4mol，B為6mol；5min末時(shí)測(cè)得C的物質(zhì)的量為3mol，用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)為0.1 mol/(L·min)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A．前5min內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(A)為0.1mol/(L·min)B．化學(xué)方程式中n值為1C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)3v正(B)=2v逆(C)D．此反應(yīng)在兩種不同情況下的速率分別表示為：①v(B)=6 mol/(L·min)，②v(D)=4.5 mol/(L·min)，其中反應(yīng)速率快的是②
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
2．(2023·浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學(xué)選考模擬)一定溫度下，利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應(yīng)：A(g) B (g)+2C(g)。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示：
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．100~150min，消耗A的平均速率為0.006KPa·min-1
B．其他條件不變，420min時(shí)向剛性容器中再充入少量A，反應(yīng)速率比原420min時(shí)大
C．推測(cè)x為18.1
D．升高體系溫度，不一定能加快反應(yīng)速率
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
3．取50mL過(guò)氧化氫水溶液，在少量I-存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下，測(cè)得O2的放出量，轉(zhuǎn)換成c(H2O2)如下表：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得O2為224mL
B．20~40min，消耗H2O2的平均速率為0.020mol·L-1·min-1
C．FeCl3溶液或MnO2粉末代替I-也可以催化H2O2分解
D．第30min時(shí)的瞬時(shí)速率小于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
4．在2L的密閉容器中投入CO2和H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g)。在一定溫度下，測(cè)得CO2的物質(zhì)的量如下表
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得CH4體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B．20~40min，生成H2O(g)的平均速率為0.025mol·L-1·min-1
C．第15min時(shí)的瞬時(shí)速率大于第25min時(shí)的瞬時(shí)速率
D．第30min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡
D
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
1．在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)，
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．增加塊狀Fe2O3的量，反應(yīng)速率加快
B．升高溫度，反應(yīng)速率加快
C．使用催化劑，反應(yīng)速率增大
D．充入N2使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率不變
A
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
2．(2024·廣東省新高三摸底聯(lián)考)氨基甲酸銨H2NCOONH4能用作磷化鋁中間體，也能用于醫(yī)藥。在T℃時(shí)，將足量的H2NCOONH4固體置于真空恒容容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+ CO2(g)，經(jīng)tmin達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)體系的總濃度為c0 mol·L－1 。下列說(shuō)法正確的是( )
A．當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．向平衡體系加入適量H2NCOONH4，c(CO2)增大
C．0~tmin內(nèi)，平均反應(yīng)速率為v(H2NCOONH4)為
D．向平衡體系中充入適量的CO2，逆反應(yīng)速率增大
D
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
3．為探究CuSO4對(duì)H2O2分解是否有催化作用，分別取10mL30% H2O2 (約10 mol·L-1)于四支試管中，控制其它條件相同，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得如下表數(shù)據(jù)(氧氣為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)：
下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A．由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得Cu2+對(duì)H2O2分解一定有催化作用
B．溫度低于40℃時(shí)，CuSO4對(duì)H2O2分解催化效率隨溫度升高而降低
C．實(shí)驗(yàn)③第1個(gè)2min H2O2的平均反應(yīng)速率約為0.8mol·L-1·min-1
D．由實(shí)驗(yàn)④可得H2O2分解為放熱反應(yīng)
D
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
4．(2023·陜西省長(zhǎng)安一中高三期中)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解2NH3(g) N2(g)+3H2(g)。測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．實(shí)驗(yàn)①，0~20min，v(N2)=1.0×10-5 mol·L－1·min－1
B．實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，x<0.4
C．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
D．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
D
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
5．選擇不同的反應(yīng)探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，所用試劑不合理的是( )
a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (觀察氣泡產(chǎn)生的快慢)
b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (觀察渾濁產(chǎn)生的快慢)
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
6．某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化發(fā)生聚合反應(yīng)：n 。在不同時(shí)刻測(cè)得反應(yīng)物濃度與時(shí)間關(guān)系如下表：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．推測(cè)上表中的a＞2.10
B．若將鈦雜環(huán)丁烷催化劑制成蜂窩形狀可提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
C．105-155min，生成聚降冰片烯的平均速率為0.012mol·L-1·min-1
D．其他條件相同時(shí)，若將降冰片烯起始濃度減少為1.5mol/L，則該反應(yīng)速率不變
D
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
7．(2024·河北邢臺(tái)五岳高三聯(lián)考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有機(jī)污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入H2O2可將其中的三氯乙烯除去，發(fā)生的反應(yīng)如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下，在某密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，測(cè)得c(H2O2)隨時(shí)間的變化如表所示：
已知：在反應(yīng)體系中加入Fe2+，可提高反應(yīng)速率。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．Fe2+為該反應(yīng)的催化劑
B．反應(yīng)過(guò)程中可能產(chǎn)生O2
C．H2O2與CO2的空間結(jié)構(gòu)相同
D．0~4 min內(nèi)，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
8．(2024·河南省普高聯(lián)考高三測(cè)評(píng))某研究性學(xué)習(xí)小組探究影響反應(yīng)速率的因素及反應(yīng)速率的大小，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示(忽略溶液體積變化)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．實(shí)驗(yàn)①②探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
B．實(shí)驗(yàn)②④探究Na2S2O3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
C．四組實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)速率最大
D．實(shí)驗(yàn)③完全反應(yīng)需要tmin，平均反應(yīng)速率v(Na2S2O3)= mol/(L min)
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
9．(2024·河北保定高三期中)某化學(xué)小組欲測(cè)定KClO3溶液與NaHSO3溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，所用試劑為10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1NaHSO3溶液，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。
已知：ClO3-+3HSO3- Cl-+3SO42-+3H+。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．該反應(yīng)在3~7 min的化學(xué)反應(yīng)速率約為v(Cl-)=0.0075 mol·L-1·min-1
B．酸性增強(qiáng)，總反應(yīng)的反應(yīng)速率減慢
C．該反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)
D．實(shí)驗(yàn)室可以利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
10．(2024·廣東湛江高三畢業(yè)班調(diào)研考試)我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)打通了溫和條件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氫制乙二醇的技術(shù)難關(guān)，反應(yīng)為(COOCH3)2 (g)+ 4H2(g) HOCH2CH2OH (g)+ 2CH3OH(g) ΔH。如圖所示，在恒容密閉容器中，反應(yīng)溫度為T1時(shí)，c(HOCH2CH2OH)和c(H2)隨時(shí)間t的變化分別為曲線I和Ⅱ，反應(yīng)溫度為T2時(shí)，c(H2)隨時(shí)間t的變化為曲線Ⅲ。下列判斷正確的是( )
A．ΔH>0
B．a(chǎn)、b兩時(shí)刻生成乙二醇的速率：v(a)=v(b)
C．在T2溫度下，反應(yīng)在0~t2內(nèi)的平均速率為
D．其他條件相同，在T1溫度下，起始時(shí)向該容器中充入一定量的氮?dú)猓瑒t反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間小于t1
C
02
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
與化學(xué)平衡狀態(tài)
真題研析·規(guī)律探尋
1．(2022·浙江省1月選考，20)AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對(duì)于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
D
溶于水有的放熱，有的吸熱，對(duì)應(yīng)ΔH可能大于零或小于零
固體轉(zhuǎn)化為離子的熵增與水合過(guò)程的熵減兩個(gè)作用的相對(duì)大小關(guān)系：ΔS可能大于零或小于零
2．(2021 浙江6月選考，17)相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是( )A．1molCH4(g)＜1molH2(g)
B．1molH2O(g)＜2molH2O(g) C．1molH2O(s)＞1molH2O(l)
D．1molC(s，金剛石)＞1molC(s，石黑)
真題研析·規(guī)律探尋
CH4(g)：原子總數(shù)多，摩爾質(zhì)量大；熵值1molCH4(g)＞1molH2(g)
同狀態(tài)，同物質(zhì)，n越大，熵值越大
熵值關(guān)系為：S(g)＞S(l)＞S(s)
B
金剛石的微觀結(jié)構(gòu)更有序，熵值更低
3．(2022 遼寧省選擇性考試，18節(jié)選)(13分)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎(jiǎng)，其反應(yīng)為：
(1)合成氨反應(yīng)在常溫下___________(填“能”或“不能”)自發(fā)。
能
4．(2022 湖南選擇性考試，17節(jié)選)(14分) (1)已知ΔG= ΔH-TΔS，ΔG的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略ΔH、ΔS隨溫度的變化。若ΔG＜0，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷：600℃時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是_______。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g) B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
真題研析·規(guī)律探尋
C
600℃時(shí)ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
ΔG＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
蓋斯定律：①+③：其ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
①
②
③
④
600℃時(shí)ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
5．(2021 浙江6月選考，29節(jié)選)(10分)含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答：
(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·mol 1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由_______。
真題研析·規(guī)律探尋
不同溫度下都能自發(fā)，是因?yàn)棣＜0，ΔS＞0
6．(2021 湖南選擇性考試，16節(jié)選)(10分)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過(guò)下面兩種方法由氨氣得到氫氣。
方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問(wèn)題：
(1)反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)△H＝　 　kJ mol﹣1；
(2)已知該反應(yīng)的△S＝198.9J mol﹣1 K﹣1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？　 　(填標(biāo)號(hào))；
A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃
真題研析·規(guī)律探尋
+90.8
CD
△H＝2×(390.8kJ mol﹣1×3)﹣[(946kJ mol﹣1)+(436.0kJ mol﹣1×3)]＝+90.8kJ mol﹣1
△G＝△H﹣T△S＜0， △H＝+90.8kJ mol﹣1，△S＝198.9J mol﹣1 K﹣1 ，T>456.5k＝183.52℃
真題研析·規(guī)律探尋
01
ΔH：- ΔS：+ ΔH－TΔS<0
任何溫度T：自發(fā)進(jìn)行
02
ΔH：+ ΔS：- ΔH－TΔS>0
任何溫度T：非自發(fā)進(jìn)行
03
ΔH：+ ΔS：+ ΔH－TΔS
低T：非自發(fā)
高T：自發(fā)
04
ΔH：- ΔS：- ΔH－TΔS
低T：自發(fā)
高T：非自發(fā)
核心提煉·考向探究
概念：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程
特點(diǎn)：①高能狀態(tài)→低能狀態(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)
②有序轉(zhuǎn)變→無(wú)序(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。
自發(fā)過(guò)程
化學(xué)反應(yīng)方向
判斷
焓ΔH判斷：ΔH<0，自發(fā)；ΔH>0，有些能自發(fā)（不全面）
熵ΔS判斷：ΔS>0，自發(fā)；ΔS<0，有些能自發(fā)（不全面）
一般規(guī)律
①ΔH<0，ΔS>0：任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行；
②ΔH>0，ΔS<0：任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；
③ΔH<0，ΔS<0：低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；
④ΔH>0，ΔS>0：高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
注意：氣相反應(yīng)，熵變?chǔ)的大小取決于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小。
核心提煉·考向探究
化
學(xué)
平
衡
狀
態(tài)
的
判
斷
原則：“體系中一個(gè)變化的物理量到某一時(shí)刻不再變化”，這個(gè)物理量可作為平衡狀態(tài)的“標(biāo)志”。
等速標(biāo)志：v正＝v逆：①同物質(zhì)：v生＝v消；②不同物質(zhì)：a方向不同；b.v之比＝Δc之比＝Δn變化量之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
濃度標(biāo)志：特征濃度不變；拓展各組分物質(zhì)的量n、百分%含量、v%一定時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
混合氣體的密度(ρ)標(biāo)志：①均為氣體，恒容，分子數(shù)不論，ρ定值，不能判斷平衡；
②均為氣體，恒壓，分子數(shù)相等，ρ定值，不能判斷平衡；
③均為氣體，恒壓，分子數(shù)不等，ρ定值，平衡；
④有非氣體，恒容，分子數(shù)不論，ρ定值，平衡
混合氣體的壓強(qiáng)標(biāo)志：恒容、恒溫考慮Δn：
①Δn(g)＝0的反應(yīng)，p定值，不能判斷平衡；
②Δn(g)≠0的反應(yīng)，p定值，平衡。
混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(M)標(biāo)志：①均為氣體，分子數(shù)不相等，M定值，平衡；
②均為氣體，分子數(shù)相等，M定值，不能判斷平衡；
③有非氣體，分子數(shù)不論，M定值，平衡。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
A
題型一 焓變與熵變 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷
1． 在常溫常壓下，下列屬于自發(fā)過(guò)程的是( )A．2C(s) + O2(g) = 2CO(g)B．NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)C．CH3COOH(l) = CH3COOH(s)D．2Cr3＋(aq) + 3Cl2(aq) + 7H2O(l) = Cr2O72- (aq) + 6Cl-(aq)+14H＋(aq)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
A
2． 下列說(shuō)法正確的是( )A．常溫常壓下，Na2CO3、CaCO3的溶解焓變相近，
Na2CO3(s) 2Na+(aq)+CO32-(aq) ΔS1；
CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq) ΔS2，則ΔS1＞ΔS2 B．NaCl(s)=NaCl (1) ΔS＜0C．常溫常壓下，3O2(g) 2O3 (g) ΔS＞0D．常溫常壓下，2CO(g) C(s)+O2 (g) ΔS＞0
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
3．已知凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)。一定條件下，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是( )A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0C．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
4．25 ℃、1．01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+109.8 kJ·mol-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是(　　 )A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．該反應(yīng)是熵減小的反應(yīng)
D．該反應(yīng)的熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)
D
5．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的方向說(shuō)法合理的是( )A．放熱反應(yīng)都是自發(fā)的B．反應(yīng)產(chǎn)物的分子數(shù)比反應(yīng)物多，則該反應(yīng)ΔS＞0C．已知某反應(yīng)的ΔH>0、ΔS＞0，則溫度升高反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行D．相同溫度和壓強(qiáng)下，一種給定的物質(zhì)，其ΔH、ΔS均為定值
6．(2021 浙江6月選考)相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是( )A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g) C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金剛石)＞1molC(s，石黑)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
B
7．(2020 江蘇卷)反應(yīng) 可用于純硅的制備。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng) ΔH>0、ΔS<0
B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)
C．高溫下反應(yīng)每生成1 mol Si需消耗
D．用E表示鍵能，該反應(yīng)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
8．相同的溫度和壓強(qiáng)下，有關(guān)下列兩個(gè)反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是( )
注：①其中Δn表示反應(yīng)方程式中氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)差；
②ΔH-TΔS＜0的反應(yīng)方向自發(fā)
A．因?yàn)棣相同，所以a與b大小相近
B．熱分解溫度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a(chǎn)-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]
D．兩個(gè)反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和Δn都大于零
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
9．(2024·江西景德鎮(zhèn)高三第一次質(zhì)量檢測(cè)聯(lián)考)工業(yè)上一種處理硫化氫的反應(yīng)為：CH4(g)+ 2H2S(g) CS2 (g)+ 4H2(g)，壓強(qiáng)恒定條件下，進(jìn)料比[ ]分別為a、b、c，反應(yīng)中H2S的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．上述反應(yīng)中所有分子皆為非極性分子
B．該反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行
C．當(dāng)氣體的總質(zhì)量不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D．a(chǎn)＞b＞c
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
D
10．(2024·重慶渝中高三期中)丙烯氫甲酰化可用于合成正丁醛，但體系中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，相關(guān)方程式如下：
主反應(yīng)： CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛) △H1=-123.8 kJ/mol
副反應(yīng)CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=(CH3)vCH2CHO(g)( 異丁醛) △H2=-130.1k J/mol
CH2=CHCH3(g)+ H2(g)=CH3CH2CH3 △H3
若在一定溫度下，向一個(gè)密閉恒容體系中三種原料氣均投入1mol，平衡時(shí)丙烯的轉(zhuǎn)化率為50%，n(CO)=0.6mol，n(CH3CH2CH2CHO)=xmol，下列說(shuō)法正確的是( )
A．相同條件下，正丁醛更穩(wěn)定
B．ΔH1＜0，ΔS1＜0，主反應(yīng)在高溫條件下更有利于自發(fā)
C．平衡時(shí)， 正丁醛與異丁醛物質(zhì)的量之比為x：(0.4-x)
D．平衡時(shí)，丙烷的物質(zhì)的量會(huì)隨x的變化而變化
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
11．(2023·浙江省模擬)用一種較活潑的金屬把另一種金屬?gòu)幕衔镏羞€原出來(lái)的方法稱為金屬熱還原法。鈉、鎂、鋁是常用的還原劑。一些常見(jiàn)的金屬熱還原反應(yīng)如下：下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)①表明金屬沸點(diǎn)：Al>Ba
B．對(duì)于反應(yīng)：2Ba(s)+O2(g)=2BaO(s) △H1，4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H2，由反應(yīng)②可以推出3△H1≈△H2
C．反應(yīng)③說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序：Mg>Rb
D．對(duì)于反應(yīng)④：|△H|>>|T△S|說(shuō)明焓變對(duì)該反應(yīng)的自發(fā)性起主要影響作用
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
1．(2024·湖北省六校高考聯(lián)盟高三聯(lián)考)3H2 (g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+ CO2(g)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，下列事實(shí)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A．相同時(shí)間內(nèi)形成C-H鍵和H-H鍵的數(shù)目之比為2：1
B．相同時(shí)間內(nèi)消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子數(shù)目之比為3：1
C．v(CO)：v(H2)=1：1
D．體系內(nèi)氣體的密度保持不變
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
A
題型二 化學(xué)平衡狀態(tài)
2．制水煤氣的反應(yīng)為C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0，現(xiàn)將一定量的原料充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)，不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是( )
A．CO與H2的物質(zhì)的量之比不變
B．H2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C．混合氣體壓強(qiáng)保持不變
D．混合氣體的密度不變
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
A
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
D
3．一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)的焓變?yōu)棣。現(xiàn)將1 molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)
A．①② B．②④ C．③④ D．①④
4．將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒溫下使其達(dá)到分解平衡NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是( )
A．2v(NH3)=v(CO2)
B．密閉容器中混合氣體的密度不變
C．密閉容器中混合氣體平均分子量不變
D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
5．(2024·河南省南陽(yáng)、洛陽(yáng)等2地二十所名校高三聯(lián)考)一定條件下向10L的恒容密閉容器中通入2molCO2，6molH2，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CO2 (g)+3H2(g) CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH，經(jīng)過(guò)10min時(shí)測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。下列分析中正確的是( )
A．a(chǎn)點(diǎn)處對(duì)應(yīng)體系中：v正=v逆
B．與b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，前10min內(nèi)v(H2)=0.03mol·L-1·min-1
C．該反應(yīng)的ΔH>0
D．當(dāng)容器中氣體密度保持不變時(shí)，表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
03
化學(xué)平衡常數(shù)
真題研析·規(guī)律探尋
1．(2022 重慶卷，14)兩種酸式碳酸鹽的分解反應(yīng)如下。某溫度平衡時(shí)總壓強(qiáng)分別為p1和p2。
反應(yīng)1：NH4HCO3(s) NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反應(yīng)2：2NaHCO3(s) Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p1=4×103Pa
該溫度下，剛性密閉容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固體，平衡后以上3種固體均大量存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．反應(yīng)2的平衡常數(shù)為4×106Pa2
B．通入NH3，再次平衡后，總壓強(qiáng)增大
C．平衡后總壓強(qiáng)為4.32×105Pa
D．縮小體積，再次平衡后總壓強(qiáng)不變
B
總壓強(qiáng)不變
平衡逆向移動(dòng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，再次平衡后總壓強(qiáng)不變
真題研析·規(guī)律探尋
2．(2022 江蘇卷，10)用尿素水解生成的NH3催化還原NO，是柴油機(jī)車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．上述反應(yīng)ΔS＜0
B．上述反應(yīng)平衡常數(shù)
C．上述反應(yīng)中消耗1molNH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為
D．實(shí)際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機(jī)車輛排放的尾氣對(duì)空氣污染程度越小
△S＞0
生成物比反應(yīng)物
3×6.02×1023
尿素水解生成的氨氣過(guò)量，空氣污染程度增大
B
3．(2021 海南選擇性考試，8)制備水煤氣的反應(yīng)C(s)＋H2O(l) CO(g)＋H2(g) △H＞0，下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)ΔS＜0
B．升高溫度，反應(yīng)速率增大
C．恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變
D．恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數(shù)增大
真題研析·規(guī)律探尋
B
△S＞0
升高溫度，物質(zhì)內(nèi)能增加，分子運(yùn)動(dòng)速率加快，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大
逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率減小
平衡常數(shù)不變
4．(2021·河北卷)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+N X+Y；②M+N X+Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)。
A．0~30 min 時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-8 mol·L-1·min-1
B．反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y 和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí) 62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
真題研析·規(guī)律探尋
A
=0.0025 mol·L-1·min-1
k1、k2為速率常數(shù)，該比值保持不變
5÷（3+5）=62.5%
同體系，活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快
5．(2021 全國(guó)乙卷，28)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題：
(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認(rèn)為是ICl，從而錯(cuò)過(guò)了一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是_______。
(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)Kp=1.0×104Pa2，在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量BaPtCl6，抽真空后，通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5 kPa，則PIcl=_______ kPa，反應(yīng)2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的平衡常數(shù)K=_______(列出計(jì)算式即可)。
真題研析·規(guī)律探尋
24.8
溴(或Br)
5．(2021 全國(guó)乙卷，28)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題：
(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136~180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl (g)+ I2(g) Kp1
2NOCl (g) 2NO (g)+ Cl2(g) Kp2
得到和均為線性關(guān)系，如下圖所示：①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
②反應(yīng)2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K=__________(用Kp1、Kp2表示)：該反應(yīng)的ΔH _______0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過(guò)程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率(v)光的照射下機(jī)理為：
NOCl+hv→NOCl*
NOCl*+NOCl→2NO+Cl2
其中hv表示一個(gè)光子能量，NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。
真題研析·規(guī)律探尋
大于
0.5
Kp1·Kp2
大于
設(shè)T/＞T，即 ，由圖可知：
，由圖可知：
，即 ，因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH大于0
Kp1·Kp2
6．(2021 廣東選擇性考試，18)我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：a)CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H1b)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2c)CH4(g) C(s)+2H2(g) H3d)2CO(g) CO2(g)+C(s) H4e)CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s) H5(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的 H1=______________________(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說(shuō)法正確的有_______。A．增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加B．移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)C．加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率D．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小(3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分_______步進(jìn)行，其中，第_______步的正反應(yīng)活化能最大。
真題研析·規(guī)律探尋
4
H2+ H3- H5或 H3- H4
AD
4
(4)設(shè)K 為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0=100kPa)。反應(yīng)a、c、e的ln K 隨 (溫度的倒數(shù))的變化如圖所示.
①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有_______(填字母)。
②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K =_______。
③在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過(guò)程_______。
(5)CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：_______。
真題研析·規(guī)律探尋
68%
ac
做冷凍劑
真題研析·規(guī)律探尋
令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L
1.c平(A)=（a-mx)÷V
2.α(A)平=mx÷a×100%
3.α(A)∶α(B)＝ mb ∶ na
4.φ(A)＝（a-mx)÷[a+b+(p+q-m-n)x]×100%
5.P(平）÷P（始）=[a+b+(p+q-m-n)x]÷（a+b）
1.可逆反應(yīng)
2.起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量
3.關(guān)系式
三段式
1
2
3
核心提煉·考向探究
化學(xué)平衡常數(shù)
平衡轉(zhuǎn)化率
意義：①K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大
②K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)，吸熱反應(yīng)，升高溫度，K增大，放熱反應(yīng)，升高溫度，K減小。
表達(dá)式：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) K＝
概念：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。
α(A)＝（c0A-c平A）÷c0A×100%
1．化學(xué)平衡常數(shù)
cm(A)·cn(B)
cp(C)·cq(D)
實(shí)例：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，K=
c(N2)·c3(H2)
c2(NH3)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
1．常溫常壓下，O3溶于水產(chǎn)生的游離氧原子[O]有很強(qiáng)的殺菌消毒能力，發(fā)生的反應(yīng)如下：
反應(yīng)①：O3 O2+[O] ΔH>0 平衡常數(shù)為K1
反應(yīng)②：[O]+O3 2O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K2
總反應(yīng)：2O3 3O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K
下列敘述正確的是( )
A．降低溫度，K減小 B．K=K1+K2
C．增大壓強(qiáng)，K2減小 D．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率
D
題型一 化學(xué)平衡常數(shù)的概念及運(yùn)用
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
2．一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l) Mg(l) +Cl2(g)達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Cl2)
B．將容器體積壓縮為原來(lái)一半，當(dāng)體系再次達(dá)到平衡時(shí)，Cl2的濃度增大
C．減小氯氣濃度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)不變
D．溫度升高該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K增大
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
3．在25 ℃時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50%
B．反應(yīng)可表示為X＋3Y 2Z，平衡常數(shù)為1 600
C．其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)可使平衡常數(shù)增大
D．改變溫度可以改變?cè)摲磻?yīng)的平衡常數(shù)
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
4．某溫度下2 L密閉容器中3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如表所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝
B．其他條件不變，升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，則此反應(yīng)ΔH<0
C．其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動(dòng)
D．其他條件不變，當(dāng)密閉容器中混合氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
D
5．(2024·河南平頂山高三第一次質(zhì)量檢測(cè))氫能是綠色低碳，應(yīng)用廣泛的二次能源。目前制取氫氣的方法之一是利用反應(yīng)：CO(g)﹢H O(g)=CO2(g)+H (g)。在恒容密閉容器中，將6molCO和一定量的水蒸氣混合加熱到830℃，并達(dá)到平衡，此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為1.0.平衡后CO物質(zhì)的量為4mol。下列說(shuō)法正確的是( )A．起始時(shí)H2O的物質(zhì)的量為2molB．CO、H2O的轉(zhuǎn)化率之比為2：1C．升高溫度，H2濃度減小，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D．恒溫下向平衡體系中再加入CO、H2O、CO2、H2各1mol，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
6．已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
D.1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
7．在3種不同條件下，分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=QkJ/mol。相關(guān)條件和數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．K1=K2B．升高溫度能加快反應(yīng)速率的原因是降低了反應(yīng)的活化能
C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ達(dá)平衡所需時(shí)間小的可能原因是使用了催化劑
D．實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡后，恒溫下再向容器中通入1molA和1molC，平衡正向移動(dòng)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
8．(2024·重慶渝中·高三重慶巴蜀中學(xué)校考階段練習(xí))一定溫度下，將足量NH4NO3(s)加入含有催化劑的1L恒容密閉容器，發(fā)生下面兩個(gè)反應(yīng)：
反應(yīng)1：NH4NO3(s) N2O (g)+ 2H2O(g) ΔH1＜0 KP1
反應(yīng)2：NH4NO3(s) N2 (g)+ 2H2O(g)+1/2 O2(g) ΔH2＜0 KP2
測(cè)得平衡時(shí)容器中氣體總壓為39kpa，且p(N2)= p(N2O)。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．當(dāng)氧氣的分壓不變時(shí)，反應(yīng)2達(dá)到化學(xué)平衡
B．平衡時(shí)，
C．該條件下，
D．維持其他條件不變，將容器體積擴(kuò)充為2L，再次達(dá)到平衡后，c(H2O)：c(N2)=4：1
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
9．(2023·湘豫名校聯(lián)考一輪復(fù)習(xí)診斷考試)已知，25℃時(shí)K2Cr2O7溶液中存在以下平衡：
①Cr2O72-(aq)+ H2O(l) 2 CrO42-(aq)+2H+(aq) K1=3.27×10-15
②Cr2O72-(aq)+ H2O(l) 2HCrO4-(aq) K2=3.0×10-2
③HCrO4-(aq) CrO42-(aq)+H+(aq) K3
25℃時(shí)，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中， 隨pH的變化關(guān)系如圖所示( ， )。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI氣體，c(CrO42-)增大
B．溶液顏色不再變化，可以判斷該體系達(dá)到平衡
C．a(chǎn)點(diǎn)溶液中離子濃度關(guān)系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+)
D．反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
A
10．已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
D.1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
1．氨氣去除NO的反應(yīng)原理為：4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0，反應(yīng)速率與濃度之間存在如下關(guān)系：v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆為速率常數(shù)，只受溫度影響。350℃時(shí)，在2L恒容密閉容器中，通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)發(fā)生反應(yīng)，保持溫度不變，5min后反應(yīng)達(dá)平衡，NO的轉(zhuǎn)化率為50%。下列說(shuō)法正確的是( )A．用NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.06mol·L-1·min-1B．350℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5C．其他條件不變，往反應(yīng)后的容器中再通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)，重新達(dá)平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)增大D．當(dāng)溫度改變?yōu)門°C時(shí)，若k正=k逆，則T>350
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
2．溫度為T1時(shí)，在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)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逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．設(shè)K為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有B．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比為20∶17C．容器Ⅱ中起始時(shí)平衡正向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小D．若改變溫度為T2，且T2>T1，則k正∶k逆<0.8
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
3．硫酸工業(yè)中，將SO2氧化為SO3是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)。在溫度為T1條件下，在三個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g ) 2SO3(g)ΔH<0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正=k正·c2(SO2)·c(O2)，v逆=k逆·c2(SO3)。已知：k正、k逆為速率常數(shù)，僅受溫度的影響。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)和速率常數(shù)的關(guān)系：B．若容器II中達(dá)到平衡時(shí)= 1，則x=0.85C．容器III中達(dá)到平衡時(shí)，c(O2)<0.25mol·L-1D．當(dāng)溫度升高為T2時(shí)，k正、k逆分別增大m倍和n倍，則m4．某溫度時(shí)兩個(gè)恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH＞0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得： ， ， 、 為速率常數(shù)，只受溫度影響。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．升高溫度，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大
B．Ⅰ中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率約為66.7％
C．Ⅱ中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c(O2)＞0.2 mol·L 1
D．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)可表示為
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
5．甲異腈(CHNC)在恒容密閉容器中發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)： CH3NC(g) →CH3CN(g)，反應(yīng)過(guò)程中甲異腈濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示(圖中T為溫度)。該反應(yīng)的反應(yīng)速率v與c的關(guān)系為v=kc，k為速率常數(shù)(常溫下為常數(shù))，a點(diǎn)和b點(diǎn)反應(yīng)速率相等，即v(a)=v(b)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．bf段的平均反應(yīng)速率為1.0 × 10 -4mol/(L·min)
B．a(chǎn)點(diǎn)反應(yīng)物的活化分子數(shù)多于d點(diǎn)
C．T1>T2
D．3v(d)=2v(e)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
6．在密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定條件下發(fā)生反2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得 ，V逆= ，( k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)
B．若密閉容器(p1對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)下)體積為1L，則b點(diǎn)
C．NO的物質(zhì)的量濃度：b點(diǎn)>a點(diǎn)
D．逆反應(yīng)速率：a點(diǎn)>c點(diǎn)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
04
化學(xué)平衡的移動(dòng)
真題研析·規(guī)律探尋
1．(2023 北京卷，4)下列事實(shí)能用平衡移動(dòng)原理解釋的是( )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進(jìn)H2O2分解
B．密閉燒瓶?jī)?nèi)的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深
C．鐵釘放入濃HNO3中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體
D．鋅片與稀H2SO4反應(yīng)過(guò)程中，加入少量CuSO4固體，促進(jìn)H2的產(chǎn)生
B
催化加加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)
放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)
鈍化后加熱氧化膜溶解，鐵與濃硝酸生成紅棕色氣體NO2
原電池
真題研析·規(guī)律探尋
2．(2023 山東卷，14) (雙選)一定條件下，化合物E和TFAA合成H的反應(yīng)路徑如下：
已知反應(yīng)初始E的濃度為0.10mol L-1，TFAA的濃度為0.08mol L-1，部分物種的濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，忽略反應(yīng)過(guò)程中的體積變化。下列說(shuō)法正確的是( )
A．t1時(shí)刻，體系中有E存在
B．t2時(shí)刻，體系中無(wú)F存在
C．E和TFAA反應(yīng)生成F的活化能很小
D．反應(yīng)達(dá)平衡后，TFAA的濃度為0.08mol L-1
AC
參加反應(yīng)E的濃度小于0.1 mol L-1
有F存在
E和TFAA生成F的反應(yīng)速率快，反應(yīng)的活化能很小
可逆反應(yīng)，TFAA的濃度一定小于0.08mol L-1
真題研析·規(guī)律探尋
3．(2022 湖北省選擇性考試，13)同位素示蹤是研究反應(yīng)機(jī)理的重要手段之一、已知醛與H2O在酸催化下存在如下平衡：RCHO+H2O RCH(OH)2。據(jù)此推測(cè)，對(duì)羥基苯甲醛與10倍量的D218O在少量酸催化下反應(yīng)，達(dá)到平衡后，下列化合物中含量最高的是( )
A．
B．
C．
D．
D
苯環(huán)上的羥基不發(fā)生反應(yīng)
醛基中的碳氧雙鍵與D218O發(fā)生加成反應(yīng)
醛基碳原子上會(huì)連接兩個(gè)羥基(分別為-OD，-18OD)
兩個(gè)羥基連接在同一個(gè)碳原子上不穩(wěn)定，會(huì)脫水，得到醛基
真題研析·規(guī)律探尋
4．(2022 北京卷，12)某的多孔材料MOFs剛好可將N2O4 “固定”，實(shí)現(xiàn)了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：
己知：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制備HNO3的原理為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．每制備0.4mol硝酸，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1022
D
平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
平衡正移，二氧化氮的濃度減小
被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應(yīng)生成硝酸
2.408×1023
真題研析·規(guī)律探尋
5．(2022 海南省選擇性考試，8)某溫度下，反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)在密閉容器中達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是( )
A．增大壓強(qiáng)，v正> v逆，平衡常數(shù)增大
B．加入催化劑，平衡時(shí)CH3CH2OH(g)的濃度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大
C
催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)
溫度不變，平衡常數(shù)不變
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率減小
生成物濃度增加，平衡正移
真題研析·規(guī)律探尋
6．(2022·浙江省6月選考，19)關(guān)于反應(yīng)Cl2(g)＋H2O(l) HClO(aq)+ H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH＜0，達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．升高溫度，氯水中的c(HClO)減小
B．氯水中加入少量醋酸鈉固體，上述平衡正向移動(dòng)，c(HClO)增大
C．取氯水稀釋，c(Cl-)/ c(HClO)增大
D．取兩份氯水，分別滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液變藍(lán)色，可以證明上述反應(yīng)存在限度
D
平衡正向移動(dòng)，c(HClO)減小
醋酸根離子和氫離子結(jié)合生成醋酸分子，氫離子濃度減小
稀釋促進(jìn)了HClO的電離，使c(HClO)減少更多
氯氣和次氯酸都有強(qiáng)氧化性
真題研析·規(guī)律探尋
7．(2021 湖南選擇性考試)(雙選)已知：A(g)+2B(g) 3C(g)△H＜0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1mol A和3mol B發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時(shí)改變某一條件，t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡
B．t2時(shí)改變的條件：向容器中加入C
C．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)
D．平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
BC
氣體體積不變的反應(yīng)，的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，不能判定平衡狀態(tài)
正反應(yīng)速率瞬間不變，再增大
平衡逆向移動(dòng)
K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)
真題研析·規(guī)律探尋
8．(2021 北京卷，10)已知2NO2(g) N2O4(g) △H<0。下列說(shuō)法正確的是( )
A．1mol混合氣體含有1molN原子
B．完全斷開(kāi)2molNO2分子中的共價(jià)鍵所吸收的熱量比完全斷開(kāi)1molN2O4分子中的共價(jià)鍵所吸收的熱量多
C．將氣體體積壓縮至一半，氣體顏色變深是因?yàn)槠胶獍l(fā)生了移動(dòng)
D．將氣體溫度升高，氣體顏色會(huì)變深
D
可逆反應(yīng)
少
體積減小，濃度變大引起
溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，顏色加深
真題研析·規(guī)律探尋
9．(2021 遼寧選擇性考試)某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)2X(s) Y(s))+Z(g)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．升高溫度，若c(Z)增大，則ΔH＞0
B．加入一定量Z，達(dá)新平衡后m(Y)減小
C．加入等物質(zhì)的量的Y和Z，達(dá)新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氬氣，平衡不移動(dòng)
C
升高溫度，化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)
Z的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)
新平衡后c(Z)不變
正、逆反應(yīng)速率不變
下列說(shuō)法正確的是( )A．v1< v2，c2< 2c1
B．K1> K3，p2> 2p3C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
真題研析·規(guī)律探尋
10．(2018 江蘇卷)(雙選)一定溫度下，在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
CD
K3υ2>υ1，c2>2c1
c2>2c1，c32c3，
α1(SO2)+α2(SO3)<1，α3(SO2)<α1(SO2)，則α2(SO3)+α3(SO2)<1
真題研析·規(guī)律探尋
化學(xué)平衡圖像題的解題流程
分析已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)特點(diǎn)
看圖像
做判斷
想規(guī)律
1.各物質(zhì)狀態(tài)
2.總n是增大還是減小
3.反應(yīng)是吸熱還是放熱
1.看面
2.看線
3.看點(diǎn)
4.看輔助線
5.看量的變化
聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的影響因素
根據(jù)圖像按題目要求做判斷
核心提煉·考向探究
1．化學(xué)平衡的移動(dòng)
“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新平衡狀態(tài)”：改變條件，平衡可發(fā)生移動(dòng)
化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系：
v正>v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
v正=v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動(dòng)
v正影響化學(xué)平衡的因素
濃度（c）
壓強(qiáng)（P）
溫度（T）
催化劑：同等程度改變v正、v逆，平衡不移動(dòng)
增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度→
正移
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度→
逆移
反應(yīng)前后氣體體積改變→增大壓強(qiáng)→
向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng)
反應(yīng)前后氣體體積改變→減小壓強(qiáng)→
向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng)
反應(yīng)前后氣體體積不變→改變壓強(qiáng)→
平衡不移動(dòng)
升高溫度→
向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)
降低溫度→
向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)
勒夏特列原理：如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)
核心提煉·考向探究
2．圖像分析影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0
④增大O2的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是B，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
①加催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是C(填字母，下同)，平衡不移動(dòng)。
②升高溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是A，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
③增大反應(yīng)容器體積對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是D，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
①加催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是C(填字母，下同)，平衡不移動(dòng)。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
1．(2024·重慶沙坪壩·高三重慶八中校考期中)只改變一個(gè)影響因素，下列關(guān)于化學(xué)平衡說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．平衡常數(shù)改變后，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)
B．化學(xué)平衡移動(dòng)后，平衡常數(shù)不一定改變
C．平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大
D．正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡一定正向移動(dòng)
C
題型一 影響化學(xué)平衡的因素
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
2．將等物質(zhì)的量的N2、H2氣體充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(　　)
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
3．(2024·河南省六市重點(diǎn)中學(xué)高三調(diào)研考試)在體積均為2 L的恒溫恒容密閉容器1、2中，同時(shí)充入1 mol Cl2(g)和1 mol PCl3(g)，初始反應(yīng)溫度不同的條件下發(fā)生反應(yīng)：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．平衡時(shí)壓強(qiáng)：容器1>容器2
B．B．初始反應(yīng)溫度：容器1>容器2
C．容器1中0～3 min內(nèi)v(PCl3)=0.2 mol·L－1·min－1
D．容器2中達(dá)到平衡時(shí)PCl5產(chǎn)率為80％
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
4． 一定溫度下，在三個(gè)體積均為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)
下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B．達(dá)到平衡時(shí)，容器①中的CH3OH體積分?jǐn)?shù)比容器②中的小
C．若容器①中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)增大壓強(qiáng)，則各物質(zhì)濃度保持不變
D．若起始向容器①中充入CH3OH 0.10mol、CH3OCH3 0.10mol、H2O 0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行
D
5．(2023·遼寧省撫順市普通高中高三模擬)化學(xué)熱泵技術(shù)作為一種高效環(huán)保的節(jié)能新技術(shù)一直以來(lái)廣受關(guān)注，氨基甲酸銨可應(yīng)用于化學(xué)熱泵循環(huán)。將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)的△H＜0，該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行B．25℃時(shí)平衡常數(shù)的值K≈1.6×10-8C．當(dāng)密閉容器中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移動(dòng)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
6．(2023·浙江省紹興市高三二模)為了研究溫度對(duì)苯催化加氫的影響，以檢驗(yàn)新型鎳催化劑的性能，該反應(yīng)△H>0。采用相同的微型反應(yīng)裝置，壓強(qiáng)為0.78Mpa，氫氣與苯的物質(zhì)的量之比為6.5∶1。反應(yīng)相同時(shí)間后取樣分離出氫氣后，分析成分得到的結(jié)果如下表：
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．該催化劑反應(yīng)最佳反應(yīng)溫度范圍是110~240℃，因?yàn)榇呋瘎┑倪x擇性和活性都比較高
B．280℃以上苯的轉(zhuǎn)化率下降，可能因?yàn)闇囟壬仙胶饽嫦蛞苿?dòng)
C．在280~340℃范圍內(nèi)，適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可以提高苯的轉(zhuǎn)化率
D．在85~100℃范圍內(nèi)，溫度上升反應(yīng)速率加快，因此苯的轉(zhuǎn)化率上升
B
1．(2024·河南省部分名校高三聯(lián)考)丙烯在催化劑上選擇性還原NO的反應(yīng)為
。在三個(gè)2 L的恒容密閉容器中分別加入0.5 molC3H6 和4.5 mol NO發(fā)生上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得三個(gè)容器中n(NO)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．500℃條件下，曲線a所在的容器中使用了合適的催化劑
B．500℃條件下，20 min時(shí)達(dá)到平衡，則該容器中0~20min內(nèi)用N2表示的平均反應(yīng)速率為
C．正反應(yīng)速率：
D．800℃條件下，混合氣體的起始?jí)簭?qiáng)與平衡壓強(qiáng)之比為90：91
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
題型二 化學(xué)平衡圖象
2．(2024·河南省普高聯(lián)考聯(lián)盟高三測(cè)評(píng))在催化劑、加熱、加壓條件下，乙烯與水反應(yīng)生成乙醇，在特定條件下乙烯與水反應(yīng)能生成甲醇。T℃時(shí)，在體積為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CH2=CH2 (g)+2H2O(g) 2CH3OH (g)，測(cè)得容器內(nèi)物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．曲線c表示H2O(g)的濃度隨時(shí)間的變化
B．從反應(yīng)開(kāi)始到3min時(shí)，H2O(g)的平均反應(yīng)速率為0.2mol/(L·min)
C．3～5min，反應(yīng)體系中存在v正(H2O)=v逆(CH3OH)
D．5min時(shí)，改變的反應(yīng)條件可能是保持溫度不變，縮小容器容積
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
D
3．(2024·山東煙臺(tái)高三統(tǒng)考期中)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：2SO2 (g)+ O2(g) 2SO3(g)。為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．溫度越高，反應(yīng)速率越大
B．α=0.92的曲線可能代表平衡轉(zhuǎn)化率
C．α越大，反應(yīng)速率最大值對(duì)應(yīng)溫度越高
D．X、Y、Z三點(diǎn)比較，X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是最佳生產(chǎn)溫度
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
4．(2024·江蘇南通海安高三期中)二氧化碳加氫合成二甲醚反應(yīng)包括三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)過(guò)程：
反應(yīng)Ⅰ 3H2 (g)+ CO2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH＝－49.01kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅱ 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH＝－24.52kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅲ H2(g)+ CO2(g) CO (g)+ H2O(g) ΔH＝+41.17kJ·mol－1
在壓強(qiáng)30MPa， ，不同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率、CO的選擇性和CH3OCH3的選擇性如圖所示(選擇性指生成某物質(zhì)消耗的CO2占CO2消耗總量的百分比)：
下列說(shuō)法正確的是( )
A．曲線A表示CH3OCH3的選擇性
B．300℃時(shí)，生成CH3OCH3的CO2平衡轉(zhuǎn)化率為3%
C．220~240℃間，升高溫度，比值 減小
D．為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性，應(yīng)選擇低溫、高壓的反應(yīng)條件
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
D
5．(2024·湖南衡陽(yáng)衡南縣第一次聯(lián)考)工業(yè)上利用CO (g)和H2(g)在催化劑的作用下合成CH3OH(g) ，發(fā)生如下反應(yīng)：CO (g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。現(xiàn)于一定條件下向的密閉容器中充入一定量的CO (g)和H2(g)發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得在不同壓強(qiáng)下平衡體系中CO (g)的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．ΔH＜0 ，p1＞p2
B．在T1、p1條件下，d→a的過(guò)程中，正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系：v正＜v逆
C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc的大小關(guān)系是Kb＞Ka＞Kc
D．b→c的過(guò)程，正反應(yīng)速率變小，逆反應(yīng)速率變大
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
6．(2024·江蘇蘇州高三期中)NiO-In2O3可協(xié)同催化CO2的氫化，體系中涉及以下兩個(gè)反應(yīng)：
反應(yīng)1：3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH＝－49.3kJ·mol－1
反應(yīng)2： H2(g)+ CO2(g) CO (g)+ H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol－1
將一定比例的CO2、H2以一定流速通過(guò)催化劑，在一定溫度下反應(yīng)，CO2的轉(zhuǎn)化率、CH3OH或CO的選擇性［ ］與催化劑中NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) ΔH= 90.5 kJ·mol－1
B．曲線Y表示CO2的轉(zhuǎn)化率隨催化劑中NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化
C．其他條件不變，催化劑中NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，CH3OH的產(chǎn)率最高
D．其他條件不變，NiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從25%增加到50%，CH3OH的平衡選擇性降低
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
7．(2024·江蘇無(wú)錫高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研測(cè)試)擁有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首套煤制乙醇工業(yè)化項(xiàng)目投產(chǎn)成功。某煤制乙醇過(guò)程表示如下：
過(guò)程a包括以下3個(gè)主要反應(yīng)：
I．CH3COOCH3 (g)+ 2H2(g)= C2H5OH(g)+ CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ．CH3COOCH3 (g)+ CH3OH(g)=CH3COOC2H5(g)+ CH3OH(g) ΔH2
Ⅲ．CH3COOCH3 (g)+ H2(g)= CH3CHO(g)+ CH3OH(g) ΔH3
相同時(shí)間內(nèi)，測(cè)得乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示，乙醇和乙酸乙酯的選擇性[乙醇選擇性 ]隨溫度的變化如圖2所示。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．205℃后反應(yīng)Ⅲ開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)
B．225～235℃，反應(yīng)I處于平衡狀態(tài)
C．溫度可影響催化劑的選擇性，從而影響目標(biāo)產(chǎn)物乙醇的選擇性
D．205℃時(shí)，CH3COOCH3起始物質(zhì)的量為5mol，轉(zhuǎn)化率為30%，則最終生成乙醇0.6mol
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
B
8．(2024·湖南省三湘名校聯(lián)盟、湖湘名校聯(lián)合體高三大聯(lián)考)在兩個(gè)容積均為4L的恒容密閉容器中，起始時(shí)均充入0.4mol乙苯，以溫度、催化劑為實(shí)驗(yàn)條件變量，發(fā)生反應(yīng) ： (g) (g)+H2(g)。測(cè)得的結(jié)果如圖所示。曲線Ⅱ、Ⅲ表示經(jīng)過(guò)相同時(shí)間ts且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率，下列說(shuō)法正確的是( )
A．900℃時(shí)，無(wú)催化劑的容器中，ts內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為
B．1000℃時(shí)，有催化劑的容器中，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間乙苯的轉(zhuǎn)化率可到達(dá)A點(diǎn)
C．1100℃時(shí)，曲線Ⅱ、Ⅲ幾乎重合，可能是因?yàn)榇呋瘎┦Щ?br/>D．其他條件不變時(shí)，升高溫度或減小壓強(qiáng)均能使平衡向右移動(dòng)，均能使平衡常數(shù)K增大
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
9．(2024·江蘇連云港高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研)CO2催化加氫制CH3OH的反應(yīng)體系中，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
反應(yīng)1：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1＝－49.5kJ·mol－1
反應(yīng)2：CO2(g)+H2(g) CO (g)+ H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol－1
恒壓下，將起始n(CO2) ：n( H2) =1：3的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)管，測(cè)得出口處CO2的轉(zhuǎn)化率及CH3OH和CO的選擇性[ ]隨溫度的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．曲線②表示CO的選擇性
B．280℃時(shí)出口處CH3OH的物質(zhì)的量濃度大于220℃時(shí)
C．一定溫度下，增大 可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率
D．為提高CH3OH生產(chǎn)效率，需研發(fā)CO2轉(zhuǎn)化率高和CH3OH選擇性高的催化劑
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
A
10．(2024·湖南益陽(yáng)高三聯(lián)考)在恒容的密閉容器中，物質(zhì)M和N發(fā)生如下反應(yīng)：2M(g)＋N(g) 2Q(g) ΔH，不同溫度下保持其它條件不變，反應(yīng)相同時(shí)間測(cè)得M的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下M的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。
下列說(shuō)法正確的是( )
A．根據(jù)圖像可知，該反應(yīng)ΔH>0
B．X點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)等于Z點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)
C．圖中Y點(diǎn)v正(M)：v逆(N)=2：1
D．圖中Z點(diǎn)，不改變其它條件時(shí)，通過(guò)分離產(chǎn)物Q能提高化學(xué)反應(yīng)速率
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
C
11．(2024·湖南長(zhǎng)沙湖南師大附中高三月考)CO2催化加氫制甲醇中發(fā)生的反應(yīng)有：
i.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2＞0
在恒溫密閉容器中，維持壓強(qiáng)和投料不變，將CO2和H2按一定流速通過(guò)反應(yīng)器，相同時(shí)間后，CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性[x(CH3OH)= ×100%]隨溫度變化關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．某溫度下，若是發(fā)生i反應(yīng)，保持CO2和H2的投料比和壓強(qiáng)不變，增大CO2和H2的通入量，平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)增大
B．其他條件不變，若反應(yīng)ⅱ生成的產(chǎn)物為CO(g)和H2O(l)，則△H2將變大
C．由圖像可知，△H1一定小于0
D．236℃后的曲線變化趨勢(shì)可能是由于反應(yīng)i中催化劑失去活性而造成的
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)
D
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專題07 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
目 錄
2
3
考點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 3
【真題研析·規(guī)律探尋】 3
【核心提煉·考向探究】 10
1．化學(xué)反應(yīng)速率 10
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 10
3．理論解釋——有效碰撞理論 11
易錯(cuò)提醒 11
分析外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)的注意點(diǎn) 11
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 12
題型一 化學(xué)反應(yīng)速率及計(jì)算 12
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 14
考點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài) 20
【真題研析·規(guī)律探尋】 20
解題技巧 22
焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響 22
【核心提煉·考向探究】 22
1．自發(fā)過(guò)程 22
2．化學(xué)反應(yīng)方向 23
3．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 23
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 24
題型一 焓變與熵變 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 24
題型二 化學(xué)平衡狀態(tài) 28
考點(diǎn)三 化學(xué)平衡常數(shù) 30
【真題研析·規(guī)律探尋】 30
解題技巧 36
“三段式法”解答化學(xué)平衡計(jì)算題 36
【核心提煉·考向探究】 37
1．化學(xué)平衡常數(shù) 37
2．平衡轉(zhuǎn)化率 38
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 38
題型一 化學(xué)平衡常數(shù)的概念及運(yùn)用 38
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù) 43
考點(diǎn)四 化學(xué)平衡的移動(dòng) 48
【真題研析·規(guī)律探尋】 48
解題技巧 53
化學(xué)平衡圖像題的解題流程 53
【核心提煉·考向探究】 53
1．化學(xué)平衡的移動(dòng) 53
2．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 54
3．影響化學(xué)平衡的因素 54
4．勒夏特列原理 55
【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】 55
題型一 影響化學(xué)平衡的因素 55
題型二 化學(xué)平衡圖象 58
考點(diǎn)要求 考題統(tǒng)計(jì) 考情分析
化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 2023遼寧卷12題，3分；2022遼寧卷12題，3分；2022浙江1月選考19題，2分；2022浙江6月選考20題，2分；2022湖南卷12題，4分；2022湖南卷14題，4分；2022北京卷14題，3分；2022河北卷11題，4分；2021河北卷11題，4分；2021浙江1月選考19題，2分；2021浙江6月選考20題，2分；2021 河北選擇性考試11題，4分；2021 遼寧選擇性考試12題，3分 【命題規(guī)律】 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是高中化學(xué)重要理論主干知識(shí),試題難度一般較大,特別是原理綜合題型,將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合在一起,客觀上增加了思維容量。平衡理論作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)體系是高考中的必考考點(diǎn)，而化學(xué)平衡又是三大平衡體系(化學(xué)平衡、電離平衡、沉淀溶解平衡)之首，在高考中占有相當(dāng)重要的地位。這類題目難度較大，具有良好的區(qū)分度，選拔功能強(qiáng)。 【命題預(yù)測(cè)】 預(yù)計(jì)2024年本專題知識(shí)熱度持續(xù)，化學(xué)反應(yīng)速率考查形式：一是考查化學(xué)反應(yīng)速率圖像問(wèn)題；二是考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素；三是在填空題中綜合考查。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度考查形式：一是在選擇題中某個(gè)選項(xiàng)考查可逆反應(yīng)焓變和熵變的大小；二是考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；三是與化學(xué)平衡相結(jié)合考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用等。化學(xué)平衡的移動(dòng)考查形式固定，一般是以圖像或者表格的形式為載體，考查平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡的計(jì)算、等效平衡、平衡圖像等知識(shí)點(diǎn)等，綜合性強(qiáng)，難度大，為選擇題中的壓軸題型。在填空題中也會(huì)結(jié)合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考查平衡狀態(tài)的判斷、平衡圖像、化學(xué)平衡常數(shù)等。
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài) 2022浙江1月選考20題，2分；2022遼寧卷18(1)題，13分；2022湖南卷17(1)題，14分；2021浙江6月選考17題，2分；2021浙江6月選考29(1)題，10分；2021 海南卷16(1)(2) 題，10分；
化學(xué)平衡常數(shù) 2022重慶卷14題，3分；2022江蘇卷10題，3分；2021海南卷8題，2分；
化學(xué)平衡的移動(dòng) 2023北京卷4題，3分；2023廣東卷15題，4分；2023山東卷14題，4分；2022海南卷8題，2分；2022湖北卷13題，3分；2022北京卷12題，3分；2022浙江6月選考19題，2分；2021北京卷10題，3分；2021遼寧卷11題，3分
考點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
1．(2023 遼寧省選擇性考試，12)一定條件下，酸性KMnO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應(yīng)，Mn (Ⅱ)起催化作用，過(guò)程中不同價(jià)態(tài)含粒子的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．Mn (Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．隨著反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸減小
C．該條件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．總反應(yīng)為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【解析】開(kāi)始一段時(shí)間(大約13min前)隨著時(shí)間的推移Mn(VII)濃度減小直至為0，Mn(III)濃度增大直至達(dá)到最大值，結(jié)合圖像，此時(shí)間段主要生成Mn(III)，同時(shí)先生成少量Mn(IV)后Mn(IV)被消耗；后來(lái)(大約13min后)隨著時(shí)間的推移Mn(III)濃度減少，Mn(II)的濃度增大。A項(xiàng)，由圖像可知，隨著時(shí)間的推移Mn(III)的濃度先增大后減小，說(shuō)明開(kāi)始反應(yīng)生成Mn(III)，后Mn(III)被消耗生成Mn(II)，Mn(III)能氧化H2C2O4，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，隨著反應(yīng)物濃度的減小，到大約13min時(shí)開(kāi)始生成Mn(II)，Mn(II)對(duì)反應(yīng)起催化作用，13min后反應(yīng)速率會(huì)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖像可知，Mn(VII)的濃度為0后才開(kāi)始生成Mn(II)，該條件下Mn(II)和Mn(VII)不能大量共存，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，H2C2O4為弱酸，在離子方程式中應(yīng)以化學(xué)式保留，總反應(yīng)為2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。
2．(2022 河北省選擇性考試，11) (雙選)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)的方程式為①XY；②YZ。反應(yīng)①的速率，反應(yīng)②的速率，式中為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時(shí)間變化的曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的曲線。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．隨的減小，反應(yīng)①、②的速率均降低
B．體系中
C．欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時(shí)間
D．溫度低于T1時(shí)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定
【答案】AB
【解析】由圖中的信息可知，濃度隨時(shí)間變化逐漸減小的代表的是X，濃度隨時(shí)間變化逐漸增大的代表的是Z，濃度隨時(shí)間變化先增大后減小的代表的是Y；由圖乙中的信息可知，反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的。A項(xiàng)，由圖甲中的信息可知，隨c(X)的減小，c(Y) 先增大后減小，c(Z)增大，因此，反應(yīng)①的速率隨c(X)的減小而減小，而反應(yīng)②的速率先增大后減小，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)體系中發(fā)生的反應(yīng)可知，在Y的濃度達(dá)到最大值之前，單位時(shí)間內(nèi)X的減少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在Y的濃度達(dá)到最大值之后，單位時(shí)間內(nèi)Z的增加量等于Y和X的減少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升高溫度可以可以加快反應(yīng)①的速率，但是反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的，且反應(yīng)②的的速率隨著Y的濃度的增大而增大，因此，欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時(shí)間，C正確；D項(xiàng)，由圖乙信息可知，溫度低于T時(shí)，k1＞k2，反應(yīng)②為慢反應(yīng)，因此，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定，D正確；故選AB。
3．(2022 遼寧省選擇性考試)某溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2X(s)Y(g)+2Z(g)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
時(shí)間段/ min 產(chǎn)物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．1 min時(shí)，Z的濃度大于
B．2 min時(shí)，加入，此時(shí)
C．3 min時(shí)，Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%
D．5 min時(shí)，X的物質(zhì)的量為
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)開(kāi)始一段時(shí)間，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)物濃度逐漸減小，產(chǎn)物Z的平均生成速率逐漸減小，則0~1 min內(nèi)Z的平均生成速率大于0~2 min內(nèi)的，故1 min時(shí)，Z的濃度大于0.20 mol·L-1，A正確；B項(xiàng)，4 min時(shí)生成的Z的物質(zhì)的量為，6min時(shí)生成的Z的物質(zhì)的量為，故反應(yīng)在4min時(shí)已達(dá)到平衡，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)生了，列三段式：
根據(jù)，得，則Y的平衡濃度為0.3 mol·L-1，Z的平衡濃度為0.6 mol·L-1，平衡常數(shù)，2min時(shí)Y的濃度為0.2 mol·L-1，Z的濃度為0.4 mol·L-1，加入后Z的濃度變?yōu)?.6 mol·L-1，，反應(yīng)正向進(jìn)行，故，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)生成的Y與Z的物質(zhì)的量之比恒等于1∶2，反應(yīng)體系中只有Y和Z為氣體，相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，，故Y的體積分?jǐn)?shù)始終約為33.3%，C正確；D項(xiàng)，由B項(xiàng)分析可知5 min時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)生成Z為0.6 mol，則X的轉(zhuǎn)化量為0.6 mol，初始X的物質(zhì)的量為2 mol，剩余X的物質(zhì)的量為1.4 mol，D正確；故選B。
4．(2022·浙江省1月選考，19)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A．從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率
B．從b點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的瞬時(shí)速率
C．在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：2v(B)=3v(X)
D．維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，圖象中可以得到單位時(shí)間內(nèi)的濃度變化，反應(yīng)速率是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的濃度變化計(jì)算得到，從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率，A正確； B項(xiàng)，b點(diǎn)處的切線的斜率是此時(shí)刻物質(zhì)濃度除以此時(shí)刻時(shí)間，為一氧化碳的瞬時(shí)速率，B正確； C項(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比分析，3v(B)=2v(X)，C不正確； D項(xiàng)，維持溫度、容積不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)速率增大，達(dá)到新的平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)與原來(lái)的平衡狀態(tài)相同，D錯(cuò)誤；故選C。
5．(2022·浙江省6月選考，20)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．實(shí)驗(yàn)①，0~20min，v(N2)=1.00× 10-5mol/(L·min)
B．實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，
C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①中，0~20min，氨氣濃度變化量為2.40× 10-3mol/L-2.00× 10-3mol/L=4.00× 10-4mol/L，v(NH3)==2.00× 10-5mol/(L·min)，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v(N2)=v(NH3)=1.00× 10-5mol/(L·min)，A正確；B項(xiàng)，催化劑表面積大小只影響反應(yīng)速率，不影響平衡，實(shí)驗(yàn)③中氨氣初始濃度與實(shí)驗(yàn)①中一樣，實(shí)驗(yàn)③達(dá)到平衡時(shí)氨氣濃度為4.00×10-4mol/L，則實(shí)驗(yàn)①達(dá)平衡時(shí)氨氣濃度也為4.0010-4mol/L，而恒溫恒容條件下，實(shí)驗(yàn)②相對(duì)于實(shí)驗(yàn)①為減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，因此實(shí)驗(yàn)②60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，x<0.4，即x≠0.4，B正確；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變化量都是4.00×10-4mol/L，實(shí)驗(yàn)②中60min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②催化劑表面積相同，實(shí)驗(yàn)①中氨氣初始濃度是實(shí)驗(yàn)②中氨氣初始濃度的兩倍，實(shí)驗(yàn)①60min時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，相同條件下，增加氨氣濃度，反應(yīng)速率并沒(méi)有增大，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③，氨氣濃度相同，實(shí)驗(yàn)③中催化劑表面積是實(shí)驗(yàn)①中催化劑表面積的2倍，實(shí)驗(yàn)③先達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)③的反應(yīng)速率大，說(shuō)明相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大，D正確；故選C。
6．(2021 浙江1月選考，19)取50 mL過(guò)氧化氫水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下，測(cè)得O2的放出量，轉(zhuǎn)換成H2O2濃度(c)如下表：
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得O2體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B．20~40min，消耗H2O2的平均速率為0.010mol·L-1·min-1
C．第30min時(shí)的瞬時(shí)速率小于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)20min時(shí)，過(guò)氧化氫的濃度變?yōu)?.4mol/L，說(shuō)明分解的過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol，過(guò)氧化氫分解生成的氧氣的物質(zhì)的量n(O2)=0.01mol，標(biāo)況下的體積V=n·Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，A正確；B項(xiàng)，20~40min，消耗過(guò)氧化氫的濃度為(0.40-0.20)mol/L=0.20 mol·L-1，則這段時(shí)間內(nèi)的平均速率v===0.010 mol·L-1·min-1，B正確；C項(xiàng)，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，過(guò)氧化氫的濃度不斷減小，某一時(shí)刻分解的過(guò)氧化氫的量也不斷減小，故第30min時(shí)的瞬時(shí)速率大于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，I-在反應(yīng)中起到催化的作用，故也可以利用過(guò)氧化氫分解酶或Fe2O3代替，D正確；故選C。
7．(2021 浙江6月選考，20)一定溫度下：在N2O5 的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng)：2N2O54NO2 +O2。在不同時(shí)刻測(cè)量放出的O2體積，換算成N2O5濃度如下表：
0 600 1200 1710 2220 2820 x
c(N2O5)/(mol·L-1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12
下列說(shuō)法正確的是( )
A．600~1200 s，生成NO2的平均速率為5.0×10-4 mol·L－1·s－1
B．反應(yīng)2220 s時(shí)，放出的O2體積為11.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D．推測(cè)上表中的x為3930
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，600~1200 s，N2O5的變化量為(0.96-0.66) mol·L－1==0.3 mol·L－1，在此時(shí)間段內(nèi)NO2的變化量為其2倍，即0.6 mol·L－1，因此，生成NO2的平均速率為1.0×10-3 mol·L－1·s－1，A不正確；B項(xiàng)，由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)2220 s時(shí)，N2O5的變化量為(1.40-0.35) mol·L－1==1.05 mol·L－1，其物質(zhì)的量的變化量為1.05 mol·L－10.1L=0.105mol，O2的變化量是其，即0.0525mol，因此，放出的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.0525mol 22.4L/mol=1.176L ，B不正確；C項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，用不同物質(zhì)表示該反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，2v正(N2O5)=v逆(NO2)，C不正確；D項(xiàng)，分析表中數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)經(jīng)過(guò)1110s(600-1710，1710-2820)后N2O5的濃度會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的，因此，N2O5的濃度由0.24 mol·L－1變?yōu)?.12 mol·L－1時(shí)，可以推測(cè)上表中的x為(2820+1110)=3930，D正確。故選D。
8．(2021 河北選擇性考試，11)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+N=X+Y；②M+N=X+Z，反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M) (k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-8mol L-1 min-1
B．反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，由圖中數(shù)據(jù)可知，30 min時(shí)，M、Z的濃度分別為0.300 mol L-1和0.125 mol L-1，則M的變化量為0.5 mol L-1-0.300 mol L-1=0.200 mol L-1，其中轉(zhuǎn)化為Y的變化量為0.200 mol L-1-0.125 mol L-1=0.075 mol L-1。因此，0~30 min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為 ，A不正確；B項(xiàng)，由題中信息可知，反應(yīng)①和反應(yīng)②的速率之比為，Y和Z分別為反應(yīng)①和反應(yīng)②的產(chǎn)物，且兩者與M的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同(化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1)，因此反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y和Z的濃度之比等于 ，由于k1、k2為速率常數(shù)，故該比值保持不變，B正確； C項(xiàng)，結(jié)合A、B的分析可知因此反應(yīng)開(kāi)始后，在相同的時(shí)間內(nèi)體系中Y和Z的濃度之比等于=，因此，如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)有 的M轉(zhuǎn)化為Z，即62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z，C正確；D項(xiàng)，由以上分析可知，在相同的時(shí)間內(nèi)生成Z較多、生成Y較少，因此，反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率較小，在同一體系中，活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快，故反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，D說(shuō)法正確。故選A。
9．(2021 遼寧選擇性考試，12)某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合，反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時(shí)間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．其他條件相同時(shí)，催化劑濃度越大，反應(yīng)速率越大
B．其他條件相同時(shí)，降冰片烯濃度越大，反應(yīng)速率越大
C．條件①，反應(yīng)速率為0.012 mol·L－1·min－1
D．條件②，降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L－1時(shí)，半衰期為62.5 min
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，由題干圖中曲線①②可知，其他條件相同時(shí)，催化劑濃度越大，反應(yīng)所需要的時(shí)間更短，故反應(yīng)速率越大，A正確；B項(xiàng)，由題干圖中曲線①③可知，其他條件相同時(shí)，降冰片烯濃度①是③的兩倍，所用時(shí)間①也是③的兩倍，反應(yīng)速率相等，故說(shuō)明反應(yīng)速率與降冰片烯濃度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由題干圖中數(shù)據(jù)可知，條件①，反應(yīng)速率為=0.012 mol·L－1·min－1，C正確；D項(xiàng)，反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期，由題干圖中數(shù)據(jù)可知，條件②，降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L－1時(shí)，半衰期為125min÷2=62.5 min，D正確；故選B。
1．化學(xué)反應(yīng)速率
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。對(duì)于已知反應(yīng)mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來(lái)表示，當(dāng)單位相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因
反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為：v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(其他條件不變，只改變一個(gè)條件)
3．理論解釋——有效碰撞理論
(1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如圖
圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，使用催化劑時(shí)的活化能為E3，E2為逆反應(yīng)的活化能，反應(yīng)熱為E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。
活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系。
分析外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)的注意點(diǎn)
1．對(duì)于固體和純液體反應(yīng)物，其濃度可視為常數(shù)，改變用量速率不變。但固體顆粒的大小決定反應(yīng)物接觸面積的大小，會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。
2．壓強(qiáng)對(duì)速率的影響有以下幾種情況：
(1)恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)體積縮小濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快。
(2)恒容時(shí)：
①充入氣體反應(yīng)物壓強(qiáng)增大濃度增大速率加快。
②充入惰性氣體總壓強(qiáng)增大，但各氣體物質(zhì)的量濃度不變，反應(yīng)速率不變。
(3)恒壓時(shí)：壓強(qiáng)不變充入惰性氣體壓強(qiáng)不變體積增大各物質(zhì)濃度減小反應(yīng)速率減慢。
3．溫度改變對(duì)任何反應(yīng)的速率都有影響。
4．加入催化劑可以同等程度的改變正逆化學(xué)反應(yīng)速率。
題型一 化學(xué)反應(yīng)速率及計(jì)算
1．在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g)，開(kāi)始時(shí)A為4mol，B為6mol；5min末時(shí)測(cè)得C的物質(zhì)的量為3mol，用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)為0.1 mol/(L·min)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．前5min內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(A)為0.1mol/(L·min)
B．化學(xué)方程式中n值為1
C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)3v正(B)=2v逆(C)
D．此反應(yīng)在兩種不同情況下的速率分別表示為：①v(B)=6 mol/(L·min)，②v(D)=4.5 mol/(L·min)，其中反應(yīng)速率快的是②
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，A 為固體，不能用濃度變化表示化學(xué)反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，
n(C) : n(D)=3: 1，為方程式化學(xué)計(jì)量系數(shù)比，B正確；C項(xiàng)，平衡時(shí)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，不同物質(zhì)表示速率等于計(jì)量數(shù)之比，C正確；D項(xiàng)，當(dāng)v(D)=4.5 mol/(L·min)，若用B的濃度變化表示應(yīng)為v(B)=4.5× 2=9 mol/(L ·min)，D正確；故選A。
2．(2023·浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學(xué)選考模擬)一定溫度下，利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應(yīng)：A(g)B (g)+2C(g)。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示：
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．100~150min，消耗A的平均速率為
B．其他條件不變，420min時(shí)向剛性容器中再充入少量A，反應(yīng)速率比原420min時(shí)大
C．推測(cè)x為18.1
D．升高體系溫度，不一定能加快反應(yīng)速率
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)A(g)B (g)+2C(g)，反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)變化和生成C的量成正比，同時(shí)A的變化為變化量的，用壓強(qiáng)代表濃度，則100～150min體系壓強(qiáng)變化=13.9kPa-13.3kPa=0.06kPa，消耗A的平均速率==0.006kPa min-1，故A正確；B項(xiàng)，其他條件不變，420min時(shí)向剛性容器中再充入少量A，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)在固體催化劑表面進(jìn)行，固體表面積一定，反應(yīng)速率不變，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，0～100min，壓強(qiáng)變化為1.2kPa，150min～250min，壓強(qiáng)變化1.2kPa，則100kPa～500kPa，體系壓強(qiáng)變化1.2×4kPa=4.8kPa，則500min時(shí)，體系壓強(qiáng)=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa，故C正確；D項(xiàng)，反應(yīng)在催化劑表面反應(yīng)，升高體系溫度，催化劑活性減小時(shí)，反應(yīng)速率減小，不一定能加快反應(yīng)速率，故D正確；故選B。
3．取過(guò)氧化氫水溶液，在少量I-存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下，測(cè)得O2的放出量，轉(zhuǎn)換成c(H2O2)如下表：
0 20 40 60 80
c(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列說(shuō)法正確的是( )
A．反應(yīng)時(shí)，測(cè)得O2為
B．，消耗H2O2的平均速率為
C．FeCl3溶液或MnO2粉末代替I-也可以催化H2O2分解
D．第時(shí)的瞬時(shí)速率小于第時(shí)的瞬時(shí)速率
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)20min時(shí)，過(guò)氧化氫的濃度變?yōu)?.4mol/L，說(shuō)明分解的過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol，過(guò)氧化氫分解生成的氧氣的物質(zhì)的量n(O2)=0.01mol，未告知是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法判斷體積是否為224mL，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，20～40min，消耗過(guò)氧化氫的濃度為(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L，則這段時(shí)間內(nèi)的平均速率v===0.010mol/(L min)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，I-在反應(yīng)中起到催化的作用，故也可以用FeCl3溶液或MnO2粉末代替，故C正確；D項(xiàng)，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，過(guò)氧化氫的濃度不斷減小，某一時(shí)刻分解的過(guò)氧化氫的量也不斷減小，故第30min時(shí)的瞬時(shí)速率大于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率，故D錯(cuò)誤；故選C。
4．在2L的密閉容器中投入CO2和H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)。在一定溫度下，測(cè)得CO2的物質(zhì)的量如下表
0 10 20 30 40
2 1.6 1 0.5 0.5
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得CH4體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B．，生成H2O(g)的平均速率為
C．第15min時(shí)的瞬時(shí)速率大于第25min時(shí)的瞬時(shí)速率
D．第30min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)20min時(shí)，測(cè)得CO2為1mol，則消耗CO2、生成CH4均為1mol，CH4體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，A正確；B項(xiàng)，20~40min，測(cè)得CO2從1mol變?yōu)?.5mol，則消耗CO20.5mol、生成H2O(g)為1mol，生成H2O(g)的平均速率為，B正確；C項(xiàng)，其它條件相同、反應(yīng)物的濃度越大則反應(yīng)速率越快， 第15min時(shí)反應(yīng)物的濃度大于第25min時(shí)的濃度，則第15min時(shí)瞬時(shí)速率大于第25min時(shí)的瞬時(shí)速率，C正確；D項(xiàng)，由圖知第30min時(shí)的二氧化碳含量已不再變化、則反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)，D不正確；故選D。
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
1．在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列說(shuō)法不正確的是( )
A．增加塊狀Fe2O3的量，反應(yīng)速率加快 B．升高溫度，反應(yīng)速率加快
C．使用催化劑，反應(yīng)速率增大 D．充入N2使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率不變
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)e2O3為固體，則增加塊狀Fe2O3的量，反應(yīng)速率基本不變，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大，故B正確；C項(xiàng)，使用催化劑，可增大活化分子百分?jǐn)?shù)，反應(yīng)速率增大，故C正確；D項(xiàng)，在恒容條件下，充入N2使壓強(qiáng)增大，氣體反應(yīng)物和生成物的濃度不變，反應(yīng)速率不變，故D正確；故選A。
2．(2024·廣東省新高三摸底聯(lián)考)氨基甲酸銨H2NCOONH4能用作磷化鋁中間體，也能用于醫(yī)藥。在時(shí)，將足量的H2NCOONH4固體置于真空恒容容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：H2NCOONH4 (s)2NH3(g)+ CO2(g)，經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)體系的總濃度為c0 mol·L－1 。下列說(shuō)法正確的是( )
A．當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．向平衡體系加入適量H2NCOONH4，c(CO2)增大
C．內(nèi)，平均反應(yīng)速率為
D．向平衡體系中充入適量的CO2，逆反應(yīng)速率增大
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，由于反應(yīng)物只有一種固體，故氣體中氨氣、二氧化碳的物質(zhì)的量之比恒等于2：1，則密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量等于，始終不變，故密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)，溫度不變平衡常數(shù)不變，向平衡體系加入適量H2NCOONH4，平衡不移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，H2NCOONH4為固體，不能用其濃度表示速率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，向平衡體系中充入適量的CO2，生成物濃度增大，逆反應(yīng)速率增大，D項(xiàng)正確；故選D。
3．為探究H2O2對(duì)H2O2分解是否有催化作用，分別取10mL30% H2O2 (約10 mol·L-1)于四支試管中，控制其它條件相同，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得如下表數(shù)據(jù)(氧氣為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)：
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 所加藥品 控制溫度/℃ 生成氧氣體積/(mL)
第1個(gè)2min 第2個(gè)2min 第3個(gè)2min
① 2mL0.5 mol·L-1 CuSO4 20 4.8 5.7 6.8
② 30 12.8 16.7 20.2
③ 40 89.6 63.0 28.0
④ 2molH2O 40 2.0 3.2 4.3
下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A．由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得Cu2+對(duì)H2O2分解一定有催化作用
B．溫度低于40℃時(shí)，CuSO4對(duì)H2O2分解催化效率隨溫度升高而降低
C．實(shí)驗(yàn)③第1個(gè)2min H2O2的平均反應(yīng)速率約為0.8
D．由實(shí)驗(yàn)④可得H2O2分解為放熱反應(yīng)
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)③④說(shuō)明Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用，A正確；B項(xiàng)，溫度每升高10°C，速率提高2~4倍，實(shí)驗(yàn)②③說(shuō)明，隨著溫度升高，Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果明顯提高，B正確；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)③第1個(gè)3min生成氧氣平均速率為90mL min 1，即90×10 3÷22.4mol/min，根據(jù)反應(yīng)2H2O2=2H2O+O2↑，H2O2的平均反應(yīng)速率約為90×10 3÷22.4×2÷10×10 3=0.8mol L 1 min 1， C正確；D項(xiàng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，相同時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率減慢，無(wú)法說(shuō)明反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選D。
4．(2023·陜西省長(zhǎng)安一中高三期中)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是( )
編號(hào) 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A．實(shí)驗(yàn)①，，v(N2)=1.0×10-5 mol·L－1·min－1
B．實(shí)驗(yàn)②，時(shí)處于平衡狀態(tài)，x<0.4
C．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
D．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①中，0~20min，氨氣濃度變化量為2.40×10-3 mol·L－1-2.00×10-4 mol·L－1=4.00×10-4 mol·L－1，，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，，A正確；B項(xiàng)，催化劑表面積大小只影響反應(yīng)速率，不影響平衡，實(shí)驗(yàn)③中氨氣初始濃度與實(shí)驗(yàn)①中一樣，實(shí)驗(yàn)③達(dá)到平衡時(shí)氨氣濃度為4.00×10-4 mol·L－1，則實(shí)驗(yàn)①達(dá)平衡時(shí)氨氣濃度也為4.00×10-4 mol·L－1，而恒溫恒容條件下，實(shí)驗(yàn)②相對(duì)于實(shí)驗(yàn)①為減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，因此實(shí)驗(yàn)②60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，x<0.4，B正確；C項(xiàng)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③，氨氣濃度相同，實(shí)驗(yàn)③中催化劑表面積是實(shí)驗(yàn)①中催化劑表面積的2倍，實(shí)驗(yàn)③先達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)③的反應(yīng)速率大，說(shuō)明相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大， C正確；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變化量都是4.00×10-4 mol·L－1，實(shí)驗(yàn)②中60min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②催化劑表面積相同，實(shí)驗(yàn)①中氨氣初始濃度是實(shí)驗(yàn)②中氨氣初始濃度的兩倍，實(shí)驗(yàn)①60min時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，相同條件下，增加氨氣濃度，反應(yīng)速率并沒(méi)有增大，D錯(cuò)誤；故選D。
5．選擇不同的反應(yīng)探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，所用試劑不合理的是( )
a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (觀察氣泡產(chǎn)生的快慢)
b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (觀察渾濁產(chǎn)生的快慢)
反應(yīng) 影響因素 所用試劑
A a 接觸面積 塊狀CaCO3、0.5 mol/L HCl 粉末狀CaCO3、0.5 mol/L HCl
B a H+濃度 塊狀CaCO3、0.5 mol/L HCl 塊狀CaCO3、3.0 mol/LHCl
C b H+濃度 0.1 mol/L Na2S2O3、稀H2SO4 0.1mol/L Na2S2O3、濃H2SO4
D b 溫度 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、熱水
【答案】C
【解析】采用控制變量方法進(jìn)行研究，即只改變一個(gè)外界條件，其它外界條件都相同，然后逐一進(jìn)行分析判斷。A項(xiàng)，只有CaCO3的接觸面積不相同，其它外界條件相同，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是研究固體與鹽酸的接觸面積大小對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，A正確；B項(xiàng)，該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，只有HCl溶液中的c(H+)不相同，其它外界條件相同，是研究H+濃度大小對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，B正確；C項(xiàng)，濃硫酸中H2SO4主要以電解質(zhì)分子存在，稀硫酸中則完全電離產(chǎn)生H+及SO42-，濃硫酸溶于水時(shí)會(huì)放出大量熱量使溶液溫度升高，因此兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不僅溶液中c(H+)不同，而且溶液溫度也不相同，因此不是探究H+濃度大小對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，C不正確；D項(xiàng)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，其它外界條件都相同，只有溶液溫度不相同，是探究反應(yīng)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，D正確；故選C。
6．某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化發(fā)生聚合反應(yīng)：n 。在不同時(shí)刻測(cè)得反應(yīng)物濃度與時(shí)間關(guān)系如下表：
t/min 0 25 75 105 125 150 250
c(降冰片烯)/(mol·L-1) 3.00 2.70 a 1.74 1.50 1.20 0
下列說(shuō)法正確的是( )
A．推測(cè)上表中的a＞2.10
B．若將鈦雜環(huán)丁烷催化劑制成蜂窩形狀可提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
C．105-155min，生成聚降冰片烯的平均速率為0.012mol·L-1·min-1
D．其他條件相同時(shí)，若將降冰片烯起始濃度減少為1.5mol/L，則該反應(yīng)速率不變
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，由題中表格數(shù)據(jù)可知，0~25min時(shí)，降冰片烯濃度下降0.3mol/L，反應(yīng)速率為v(降冰片烯)==0.012 mol·L-1·min-1，0~250min時(shí)，反應(yīng)速率為v(降冰片烯)==0.012 mol·L-1·min-1，則任意時(shí)段反應(yīng)速率不變，所以0~75min時(shí)，a=3.00-0.012×75=2.1，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，若將鈦雜環(huán)丁烷催化劑制成蜂窩形狀，由于催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，所以該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由題中表格數(shù)據(jù)可知，降冰片烯的平均反應(yīng)速率始終為0.012mol·L-1·min-1，但生成聚降冰片烯的平均速率還與反應(yīng)系數(shù)有關(guān)，所以生成聚降冰片烯的平均速率不是0.012mol·L-1·min-1，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由題中表格數(shù)據(jù)可知，降冰片烯的平均反應(yīng)速率始終為0.012mol·L-1·min-1，所以降冰片烯濃度與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)，即其他條件相同時(shí)，若將降冰片烯起始濃度減少為1.5mol/L，則該反應(yīng)速率不變，故D正確；故選D。
7．(2024·河北邢臺(tái)五岳高三聯(lián)考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有機(jī)污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入H2O2可將其中的三氯乙烯除去，發(fā)生的反應(yīng)如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下，在某密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，測(cè)得c(H2O2)隨時(shí)間的變化如表所示：
時(shí)間/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反應(yīng)體系中加入Fe2+，可提高反應(yīng)速率。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．Fe2+為該反應(yīng)的催化劑
B．反應(yīng)過(guò)程中可能產(chǎn)生O2
C．H2O2與CO2的空間結(jié)構(gòu)相同
D．0~4 min內(nèi)，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，由題干信息可知，在反應(yīng)體系中加入Fe2+，可提高反應(yīng)速率，故Fe2+為該反應(yīng)的催化劑，A正確；B項(xiàng)，已知H2O2可以氧化Fe2+為Fe3+，而Fe3+可以催化H2O2分解為O2，故反應(yīng)過(guò)程中可能產(chǎn)生O2，B正確；C項(xiàng)，已知H2O2中O周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，有2對(duì)孤電子對(duì)，即每個(gè)O與周圍的H和O形成V形結(jié)構(gòu)，整體呈現(xiàn)報(bào)夾或者書頁(yè)結(jié)構(gòu)，而CO2中心原子C周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，故CO2為直線形結(jié)構(gòu)，即H2O2與CO2的空間結(jié)構(gòu)不相同，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由題干表格數(shù)據(jù)可知，0~4 min內(nèi)，=0.125 mol·L-1·min-1，D正確；故選C。
8．(2024·河南省普高聯(lián)考高三測(cè)評(píng))某研究性學(xué)習(xí)小組探究影響反應(yīng)速率的因素及反應(yīng)速率的大小，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示(忽略溶液體積變化)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
組號(hào) 反應(yīng)溫度/℃ 參加反應(yīng)的物質(zhì)
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 10 2 0.1 1 0.4 3
② 30 2 0.1 2 0.2 2
③ 30 1 0.2 2 0.1 3
④ 30 1 0.1 2 0.1 3
A．實(shí)驗(yàn)①②探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
B．實(shí)驗(yàn)②④探究Na2S2O3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
C．四組實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)速率最大
D．實(shí)驗(yàn)③完全反應(yīng)需要tmin，平均反應(yīng)速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①②除溫度不同外，各反應(yīng)物濃度相同，能探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，故A正確；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)②④溫度相同，硫酸濃度不相同，Na2S2O3濃度不相同，不可以探究Na2S2O3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，四組實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)②溫度較高，水所占體積最少，反應(yīng)物濃度最高，速率最大，故C正確；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)③中，，完全反應(yīng)需要tmin，平均反應(yīng)速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)，故D正確；故選B。
9．(2024·河北保定高三期中)某化學(xué)小組欲測(cè)定KClO3溶液與NaHSO3溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，所用試劑為10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1NaHSO3溶液，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。
已知：ClO3-+3HSO3-Cl-+3SO42-+3H+。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．該反應(yīng)在3~7 min的化學(xué)反應(yīng)速率約為v(Cl-)=0.0075 mol·L-1·min-1
B．酸性增強(qiáng)，總反應(yīng)的反應(yīng)速率減慢
C．該反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)
D．實(shí)驗(yàn)室可以利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，該反應(yīng)在3~7 min的化學(xué)反應(yīng)速率約為，A正確；B項(xiàng)，已知：ClO3-+3HSO3-Cl-+3SO42-+3H+，反應(yīng)生成氫離子酸性增強(qiáng)，由圖可知，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯增大，則酸性增強(qiáng)，總反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖可知，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯增大，可能是生成的氯離子或硫酸根離子作催化劑使反應(yīng)速率加快，也可能是反應(yīng)放熱溫度升高的結(jié)果，故該反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)，C正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，可以利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池，D正確；故選B。
10．(2024·廣東湛江高三畢業(yè)班調(diào)研考試)我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)打通了溫和條件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氫制乙二醇的技術(shù)難關(guān)，反應(yīng)為(COOCH3)2 (g)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH (g)+ 2CH3OH(g) ΔH。如圖所示，在恒容密閉容器中，反應(yīng)溫度為T1時(shí)，c(HOCH2CH2OH)和c(H2)隨時(shí)間t的變化分別為曲線I和Ⅱ，反應(yīng)溫度為T2時(shí)，c(H2)隨時(shí)間t的變化為曲線Ⅲ。下列判斷正確的是( )
A．ΔH>0
B．a(chǎn)、b兩時(shí)刻生成乙二醇的速率：v(a)=v(b)
C．在T2溫度下，反應(yīng)在0~t2內(nèi)的平均速率為
D．其他條件相同，在T1溫度下，起始時(shí)向該容器中充入一定量的氮?dú)猓瑒t反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間小于t1
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)溫度為T1和T2，以c(H2)隨時(shí)間t的變化為曲線比較，Ⅱ比Ⅲ先達(dá)到平衡，所以T1>T2，溫度升高，c(H2)增大，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)放熱，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，T1>T2，則反應(yīng)速率v(a)>v(b)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，T2時(shí)，在0~t2內(nèi)，△c(H2)=0.05mol。L-1，則，C正確；D項(xiàng)，向恒容容器中充入氮?dú)猓挥绊懛磻?yīng)物濃度，不影響反應(yīng)速率，D錯(cuò)誤；故選C。
考點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與化學(xué)平衡狀態(tài)
1．(2022·浙江省1月選考，20)AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對(duì)于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】強(qiáng)電解質(zhì)溶于水有的放熱，如硫酸銅等；有的吸熱，如碳酸氫鈉等，所以在水中溶解對(duì)應(yīng)的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系統(tǒng)混亂程度。體系越混亂，則熵越大。AB型強(qiáng)電解質(zhì)固體溶于水，存在熵的變化。固體轉(zhuǎn)化為離子，混亂度是增加的，但離子在水中存在水合過(guò)程，這樣會(huì)引發(fā)水的混亂度的變化，讓水分子會(huì)更加規(guī)則，即水的混亂度下降，所以整個(gè)溶解過(guò)程的熵變?chǔ)，取決于固體轉(zhuǎn)化為離子的熵增與水合過(guò)程的熵減兩個(gè)作用的相對(duì)大小關(guān)系。若是前者占主導(dǎo)，則整個(gè)溶解過(guò)程熵增，即ΔS＞0，反之，熵減，即ΔS＜0。綜上所述，D項(xiàng)符合題意。故選D。
2．(2021 浙江6月選考，17)相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是( )
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金剛石)＞1molC(s，石黑)
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，CH4(g)和H2(g)物質(zhì)的量相同，且均為氣態(tài)，CH4(g)含有的原子總數(shù)多，CH4(g)的摩爾質(zhì)量大，所以熵值1molCH4(g)＞1molH2(g)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，相同狀態(tài)的相同物質(zhì)，物質(zhì)的量越大，熵值越大，所以熵值1molH2O(g)＜2molH2O(g)，B正確；C項(xiàng)，等量的同物質(zhì)，熵值關(guān)系為：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以熵值1molH2O(s)＜1molH2O(l)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，從金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)組成上來(lái)看，金剛石的微觀結(jié)構(gòu)更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金剛石)＜1molC(s，石黑)，D錯(cuò)誤；故選B。
3．(2022 遼寧省選擇性考試，18節(jié)選)(13分)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎(jiǎng)，其反應(yīng)為：
(1)合成氨反應(yīng)在常溫下___________(填“能”或“不能”)自發(fā)。
【答案】(1)能
【解析】(1)對(duì)于合成氨反應(yīng)，常溫下，ΔG=ΔH-TΔS==-32.8 kJ·mol 1＜0，故合成氨反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行；
4．(2022 湖南選擇性考試，17節(jié)選)(14分) (1)已知ΔG= ΔH-TΔS，的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略、隨溫度的變化。若ΔG＜0，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷：600℃時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是_______。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
【答案】(1)C
【解析】(1)記①C(s)＋O2(g)=CO2(g)，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，③TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)，④TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)；A項(xiàng)，由圖可知，600℃時(shí)C(s)＋O2(g)=CO2(g)的ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故A不符合題意；B項(xiàng)，由圖可知，600℃時(shí)2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故B不符合題意；C項(xiàng)，由圖可知，600℃時(shí)TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故C符合題意；D項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)可由①+③得到，則600℃時(shí)其ΔG＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故D不符合題意；故選C。
5．(2021 浙江6月選考，29節(jié)選)(10分)含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答：
(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·mol 1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由_______。
【答案】(1)不同溫度下都能自發(fā)，是因?yàn)棣＜0，ΔS＞0
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2的反應(yīng)為Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·mol 1，由于該反應(yīng)ΔH＜0，ΔS＞0，因此該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行
6．(2021 湖南選擇性考試，16節(jié)選)(10分)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過(guò)下面兩種方法由氨氣得到氫氣。
方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學(xué)鍵 N≡N H﹣H N﹣H
鍵能E/(kJ mol﹣1) 946 436.0 390.8
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問(wèn)題：
(1)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝　 　kJ mol﹣1；
(2)已知該反應(yīng)的△S＝198.9J mol﹣1 K﹣1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？　 　(填標(biāo)號(hào))；
A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃
【答案】(1)+90.8 (2)CD
【解析】(1)由△H＝反應(yīng)物鍵能和﹣生成物鍵能和可知，該反應(yīng)的△H＝2×(390.8kJ mol﹣1×3)﹣[(946kJ mol﹣1)+(436.0kJ mol﹣1×3)]＝+90.8kJ mol﹣1；(2)在等溫等壓的反應(yīng)中△G＝△H﹣T△S＜0時(shí)，正反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，其中△H＝+90.8kJ mol﹣1，△S＝198.9J mol﹣1 K﹣1，則T456.5k＝183.52℃，故選C、D。
焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反應(yīng)情況
－ ＋ 永遠(yuǎn)是負(fù)值 在任何溫度下過(guò)程均自發(fā)進(jìn)行
＋ － 永遠(yuǎn)是正值 在任何溫度下過(guò)程均非自發(fā)進(jìn)行
＋ ＋ 低溫為正高溫為負(fù) 低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)
－ － 低溫為負(fù)高溫為正 低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)
1．自發(fā)過(guò)程
(1)含義
在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。
(2)特點(diǎn)
①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。
②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向性(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。
2．化學(xué)反應(yīng)方向
(1)判據(jù)
(2)一般規(guī)律：
①ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行；
②ΔH>0，ΔS<0的反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用。當(dāng)ΔH<0，ΔS<0時(shí)低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)ΔH>0，ΔS>0時(shí)，高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
說(shuō)明：對(duì)于一個(gè)特定的氣相反應(yīng)，熵變的大小取決于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小。
3．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
(1)原則
“體系中一個(gè)變化的物理量到某一時(shí)刻不再變化”，這個(gè)物理量可作為平衡狀態(tài)的“標(biāo)志”。
(2)等速標(biāo)志
v正＝v逆是化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征，對(duì)于等速標(biāo)志的理解，要注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：
①用同一種物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。
②用不同種物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)必須符合兩方面：a.表示兩個(gè)不同的方向；b.速率之比＝濃度的變化量之比＝物質(zhì)的量的變化量之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
(3)濃度標(biāo)志
反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn)，可逆反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量、濃度、百分含量、氣體的體積分?jǐn)?shù)一定時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
(4)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量()標(biāo)志
①當(dāng)反應(yīng)物與生成物均為氣體時(shí)：對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，為定值可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，為定值不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
②若有非氣體參與，無(wú)論反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)是否相等，為定值一定可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
(5)混合氣體的密度(ρ)標(biāo)志
①當(dāng)反應(yīng)物與生成物均為氣體時(shí)：在恒容條件下，無(wú)論反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等，ρ為定值，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；在恒壓條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，ρ為定值，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，ρ為定值，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
②當(dāng)有非氣體物質(zhì)參與反應(yīng)時(shí)：對(duì)于恒容體系，ρ為定值，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
(6)混合氣體的壓強(qiáng)標(biāo)志
因?yàn)楹闳荨⒑銣貤l件下，氣體的物質(zhì)的量n(g)越大則壓強(qiáng)p就越大，則無(wú)論各成分是否均為氣體，只需要考慮Δn(g)。對(duì)于Δn(g)＝0的反應(yīng)，當(dāng)p為定值時(shí)，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；對(duì)于Δn(g)≠0的反應(yīng)，當(dāng)p為定值時(shí)，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。
題型一 焓變與熵變 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷
1． 在常溫常壓下，下列屬于自發(fā)過(guò)程的是( )
A．2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
B．NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)
C．CH3COOH(l) = CH3COOH(s)
D．2Cr3＋(aq) + 3Cl2(aq) + 7H2O(l) = Cr2O72- (aq) + 6Cl-(aq)+14H＋(aq)
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，2C(s) + O2(g) = 2CO(g)是熵增的放熱反應(yīng)，△H T△S<0，屬于自發(fā)過(guò)程，故A選；B項(xiàng)，NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)是熵增的吸熱反應(yīng)，溫度較高時(shí)，△H T△S<0，可以進(jìn)行，故B不選；C項(xiàng)，CH3COOH(l) = CH3COOH(s)是熵減的吸熱現(xiàn)象，在常溫常壓下，不能自發(fā)進(jìn)行，故C不選；D項(xiàng)，氧化性Cr2O72-> Cl2，根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性規(guī)律可知，2Cr3＋(aq) + 3Cl2(aq) + 7H2O(l) = Cr2O72- (aq) + 6Cl-(aq)+14H＋(aq)不能發(fā)生，故D不選；故選A。
2． 下列說(shuō)法正確的是( )
A．常溫常壓下，Na2CO3、CaCO3的溶解焓變相近，Na2CO3(s) 2Na+(aq)+CO32-(aq) ΔS1；CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq) ΔS2，則ΔS1＞ΔS2
B．NaCl(s)=NaCl (1) ΔS＜0
C．常溫常壓下，3O2(g)2O3 (g) ΔS＞0
D．常溫常壓下，2CO(g) C(s)+O2 (g) ΔS＞0
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，溶解焓相近，主要由熵變決定反應(yīng)方向，Na2CO3(s)更易溶解，所以ΔS1＞ΔS2，A正確；B項(xiàng)，固體變?yōu)橐后w，混亂程度增大，ΔS＞，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氣體分子數(shù)減少，混亂程度減小，ΔS＜0，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)前后，氣體分子數(shù)減少，混亂程度減小，ΔS＜0，D錯(cuò)誤；故選A。
3．已知凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)。一定條件下，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是( )
A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
【答案】B
【解析】利用ΔG=△H-TΔS進(jìn)行分析，凡ΔG＜0的反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行。A項(xiàng)，反應(yīng)2O3(g)=3O2(g)， ΔH＜0，ΔS>0，該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，A不合題意； B項(xiàng)，反應(yīng)2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH>0，ΔS＜0，該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行，B符合題意；C項(xiàng)，反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，C不合題意；D項(xiàng)，反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，D不合題意；故選B。
4．25 ℃、1．01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+109.8 kJ·mol-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是(　　 )
A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C．該反應(yīng)是熵減小的反應(yīng) D．該反應(yīng)的熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)
【答案】D
【解析】該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，能夠自發(fā)進(jìn)行是由于該反應(yīng)為熵增大的反應(yīng)，并且熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)。
5．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的方向說(shuō)法合理的是( )
A．放熱反應(yīng)都是自發(fā)的
B．反應(yīng)產(chǎn)物的分子數(shù)比反應(yīng)物多，則該反應(yīng)ΔS＞0
C．已知某反應(yīng)的ΔH>0、ΔS＞0，則溫度升高反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
D．相同溫度和壓強(qiáng)下，一種給定的物質(zhì)，其、均為定值
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于△H-T△S是否小于0，如果△H＜O，△S＜0，即放熱的、熵減小的反應(yīng)，當(dāng)溫度很高時(shí)，△H-T△S可能大于0，不能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，反應(yīng)產(chǎn)物中氣體分子數(shù)比反應(yīng)物多，則該反應(yīng)ΔS＞0，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)△H-T△S＜0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，某反應(yīng)的ΔH>0、ΔS＞0，則高溫條件反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故C正確；D項(xiàng)，相同溫度和壓強(qiáng)下，一種給定的物質(zhì)，其H、S均為定值，故D錯(cuò)誤；故選C。
6．(2021 浙江6月選考)相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是( )
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金剛石)＞1molC(s，石黑)
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，CH4(g)和H2(g)物質(zhì)的量相同，且均為氣態(tài)，CH4(g)含有的原子總數(shù)多，CH4(g)的摩爾質(zhì)量大，所以熵值1molCH4(g)＞1molH2(g)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，相同狀態(tài)的相同物質(zhì)，物質(zhì)的量越大，熵值越大，所以熵值1molH2O(g)＜2molH2O(g)，B正確；C項(xiàng)，等量的同物質(zhì)，熵值關(guān)系為：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以熵值1molH2O(s)＜1molH2O(l)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，從金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)組成上來(lái)看，金剛石的微觀結(jié)構(gòu)更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金剛石)＜1molC(s，石黑)，D錯(cuò)誤；故選B。
7．(2020 江蘇卷)反應(yīng)可用于純硅的制備。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng) 、
B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)
C．高溫下反應(yīng)每生成1 mol Si需消耗
D．用E表示鍵能，該反應(yīng)
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，SiCl4、H2、HCl為氣體，且反應(yīng)前氣體系數(shù)之和小于反應(yīng)后氣體系數(shù)之和，因此該反應(yīng)為熵增，即△S>0，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=，故B正確；C項(xiàng)，題中說(shuō)的是高溫，不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，因此不能直接用22．4L·mol－1計(jì)算，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，△H=反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl) －2E(Si－Si)，故D錯(cuò)誤；故選B。
8．相同的溫度和壓強(qiáng)下，有關(guān)下列兩個(gè)反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是( )
反應(yīng) ΔH/kJ/mol
MgCO3(s)MgO(s)＋CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 177.9 1 b
注：①其中表示反應(yīng)方程式中氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)差；
②ΔH-TΔS＜0的反應(yīng)方向自發(fā)
A．因?yàn)橄嗤詀與b大小相近
B．熱分解溫度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a(chǎn)-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]
D．兩個(gè)反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和都大于零
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，熵變的大小與氣體體積的改變大小有關(guān)，由方程式可知，兩反應(yīng)中氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)差相同，則反應(yīng)的熵變a與b大小相近，故A正確；B項(xiàng)，由MgCO3和CaCO3都為離子晶體，MgCO3和CaCO3離子所帶電荷相等，由于Mg2+半徑小于Ca2+半徑， MgO晶格能大于CaO晶格能， Mg2+比Ca2+更易與碳酸根離子中的氧離子結(jié)合，使碳酸根離子分解為CO2，則MgCO3的熱分解溫度小于CaCO3，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由方程式可知，兩反應(yīng)中氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)差相同，則反應(yīng)的熵變a與b的差值為a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]，故C正確；D項(xiàng)，由表格數(shù)據(jù)可知，兩個(gè)反應(yīng)都是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，則兩個(gè)反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和都大于零，故D正確；故選B。
9．(2024·江西景德鎮(zhèn)高三第一次質(zhì)量檢測(cè)聯(lián)考)工業(yè)上一種處理硫化氫的反應(yīng)為：CH4(g)+ 2H2S(g)CS2 (g)+ 4H2(g)，壓強(qiáng)恒定條件下，進(jìn)料比[]分別為a、b、c，反應(yīng)中H2S的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )
A．上述反應(yīng)中所有分子皆為非極性分子
B．該反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行
C．當(dāng)氣體的總質(zhì)量不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D．a(chǎn)＞b＞c
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，H2S的分子構(gòu)型為V形，正負(fù)電荷中心不重合，是極性分子，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，如圖可知，隨著溫度升高，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，該反應(yīng)為氣體分?jǐn)?shù)增大的反應(yīng)，ΔS＞0，當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS＜0才自發(fā)進(jìn)行，所以該反應(yīng)低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物均為氣體，氣體的總質(zhì)量一直不變，不能以此判斷平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，如圖可知，在相同溫度下，a、b、c平衡時(shí)H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大為a＞b＞c，所以進(jìn)料比a＞b＞c，故D正確；故選D。
10．(2024·重慶渝中高三期中)丙烯氫甲酰化可用于合成正丁醛，但體系中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，相關(guān)方程式如下：
主反應(yīng)： CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛) △H1=-123.8 kJ/mol
副反應(yīng)CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=(CH3)2CH2CHO(g)( 異丁醛) △H2=-130.1k J/mol
CH2=CHCH3(g)+ H2(g)=CH3CH2CH3 △H3
若在一定溫度下，向一個(gè)密閉恒容體系中三種原料氣均投入1mol，平衡時(shí)丙烯的轉(zhuǎn)化率為50%，，，下列說(shuō)法正確的是( )
A．相同條件下，正丁醛更穩(wěn)定
B．ΔH1＜0，ΔS1＜0主反應(yīng)在高溫條件下更有利于自發(fā)
C．平衡時(shí)， 正丁醛與異丁醛物質(zhì)的量之比為x：(0.4-x)
D．平衡時(shí)，丙烷的物質(zhì)的量會(huì)隨x的變化而變化
【答案】C
【解析】A項(xiàng)， 相同條件下，由丙烯合成正丁醛放出的熱量比合成異丁醛少，異丁醛更穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，ΔH1＜0，ΔS1＜0主反應(yīng)在低溫條件下更有利于自發(fā)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，平衡時(shí)， 反應(yīng)的丙烯為0.5mol，反應(yīng)的CO為1mol-0.6mol=0.4mol，生成的正丁醛為xmol，則生成的異丁醛為(0.4-x)mol，正丁醛與異丁醛物質(zhì)的量之比為x：(0.4-x),故C正確；D項(xiàng)，平衡時(shí)，丙烷的物質(zhì)的量為1mol×50%-0.4mol=0.1mol，不會(huì)隨x的變化而變化，故D錯(cuò)誤；故選C。
11．(2023·浙江省模擬)用一種較活潑的金屬把另一種金屬?gòu)幕衔镏羞€原出來(lái)的方法稱為金屬熱還原法。鈉、鎂、鋁是常用的還原劑。一些常見(jiàn)的金屬熱還原反應(yīng)如下：
序號(hào) 反應(yīng) △H/kJ/mol △S/J/(mol·K)
① 2Al(l) + 3BaO(s)=3Ba(g) +Al2O3(s) 487 207.53
② 2Al(s) + 3BaO(s)=3Ba(s)+Al2O3(s) 4 -15.70
③ Mg(l) + 2RbCl(s)=2Rb(g)+MgCl2(s) 381.77 223.06
④ 4Na(l)+TiCl4(g)=Ti(s)+4NaCl(s) -899.8 -291
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．反應(yīng)①表明金屬沸點(diǎn)：Al>Ba
B．對(duì)于反應(yīng)：2Ba(s)+O2(g)=2BaO(s) △H1，4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H2，由反應(yīng)②可以推出3△H1≈△H2
C．反應(yīng)③說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序：Mg>Rb
D．對(duì)于反應(yīng)④：|△H|>>|T△S|說(shuō)明焓變對(duì)該反應(yīng)的自發(fā)性起主要影響作用
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，金屬的熔、沸點(diǎn)與金屬鍵強(qiáng)度有關(guān)，金屬鍵強(qiáng)度越大，熔、沸點(diǎn)越高，相同溫度下Al為液態(tài)，Ba為氣態(tài)，說(shuō)明Ba的金屬鍵強(qiáng)度小于Al，A正確；B項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)②的，，所以3△H1≈△H2，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)元素周期律，Rb金屬性大于Na，而金屬性Na大于Mg，所以金屬活動(dòng)性順序：Rb>Mg，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，對(duì)于反應(yīng)④ ，，ΔG=ΔH-TΔS＜0反應(yīng)能自發(fā)，所以溫度小于3092.1K能自發(fā)進(jìn)行，只有當(dāng)溫度大于3092.1K時(shí)，ΔΔH-TΔS＞0，此時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明焓變對(duì)該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有決定性影響，D正確。故選C。
題型二 化學(xué)平衡狀態(tài)
1．(2024·湖北省六校高考聯(lián)盟高三聯(lián)考)3H2 (g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，下列事實(shí)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A．相同時(shí)間內(nèi)形成C-H鍵和H-H鍵的數(shù)目之比為2：1
B．相同時(shí)間內(nèi)消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子數(shù)目之比為3：1
C．v(CO)：v(H2)=1：1
D．體系內(nèi)氣體的密度保持不變
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知：反應(yīng)消耗H2與產(chǎn)生CH3OCH3的個(gè)數(shù)比是3：1，若反應(yīng)達(dá)到平衡，單位時(shí)間每反應(yīng)消耗3分子H2，就會(huì)同時(shí)消耗1分子CH3OCH3，因此相同時(shí)間內(nèi)形成C-H鍵和H-H鍵的數(shù)目之比為2：1，則反應(yīng)體系中任何物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；B項(xiàng)，反應(yīng)消耗CO與生成CO2都表示反應(yīng)正向進(jìn)行，不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，未指明反應(yīng)速率的正、逆，因此不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，體系的體積不變；反應(yīng)混合物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變，則無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，體系內(nèi)氣體的密度始終保持不變，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；故選A。
2．制水煤氣的反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，現(xiàn)將一定量的原料充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)，不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是. ( )
A．CO與H2的物質(zhì)的量之比不變 B．H2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C．混合氣體壓強(qiáng)保持不變 D．混合氣體的密度不變
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的CO與H2的物質(zhì)的量之比始終為1 ： 1，因此不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H2的體積分?jǐn)?shù)即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，隨著反應(yīng)進(jìn)行H2的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，當(dāng)不變時(shí)說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確 ；C項(xiàng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量增大，達(dá)到平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變，混合氣體壓強(qiáng)不變，因此壓強(qiáng)可作為平衡的標(biāo)志，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于反應(yīng)物C為固體，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氣體質(zhì)量增大，反應(yīng)容器體積一定，密度逐漸增大，當(dāng)混合氣體的密度不變時(shí)，為達(dá)到平衡的標(biāo)志， D錯(cuò)誤；故選A。
3．一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)的焓變?yōu)棣。現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)
A．①② B．②④ C．③④ D．①④
【答案】D
【解析】ΔH是恒量，不能作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志；該反應(yīng)是充入1 mol N2O4，正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減小直至不變，③曲線趨勢(shì)不正確。
4．將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒溫下使其達(dá)到分解平衡NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是( )
A．2v(NH3)=v(CO2) B．密閉容器中混合氣體的密度不變
C．密閉容器中混合氣體平均分子量不變 D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
【答案】B
【解析】當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。A項(xiàng)，沒(méi)有指明正、逆速率，無(wú)法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體的質(zhì)量增大，容器的容積不變，反應(yīng)混合氣體的密度增大，當(dāng)密度不再變化，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；C項(xiàng)，該反應(yīng)中氣體只有NH3和CO2，且二者的物質(zhì)的量之始終為2：1，則氣體的平均分子量為定值，無(wú)法根據(jù)混合氣體的平均分子量判斷平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)混合氣體只有NH3和CO2，且二者物質(zhì)的量之比始終為2：1，氨體積分?jǐn)?shù)始終不變，所以不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故D錯(cuò)誤；故選B。
5．(2024·河南省南陽(yáng)、洛陽(yáng)等2地二十所名校高三聯(lián)考)一定條件下向10L的恒容密閉容器中通入2molCO2，6molH2，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CO2 (g)+3H2(g)CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH，經(jīng)過(guò)10min時(shí)測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。下列分析中正確的是( )
A．a(chǎn)點(diǎn)處對(duì)應(yīng)體系中：v正=v逆
B．與b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，前10min內(nèi)v(H2)=0.03mol·L-1·min-1
C．該反應(yīng)的
D．當(dāng)容器中氣體密度保持不變時(shí)，表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
【答案】B
【解析】未平衡：溫度越高，反應(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率越大，故b點(diǎn)前未達(dá)平衡；b點(diǎn)及以后二氧化碳轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，則是平衡狀態(tài)。A項(xiàng)，a點(diǎn)后二氧化碳轉(zhuǎn)化率仍可升高，說(shuō)明反應(yīng)處于正向進(jìn)行狀態(tài)，則v正＞v逆，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，b點(diǎn)二氧化碳轉(zhuǎn)化率達(dá)50％，即10min二氧化碳消耗1mol，氫氣消耗3mol，則，故B正確；C項(xiàng)，b點(diǎn)后，隨溫度的升高，二氧化碳轉(zhuǎn)化率下降，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，恒容條件下，混合氣體總體積始終保持不變，各物質(zhì)均為氣體，則反應(yīng)前后混合氣體總質(zhì)量不變，根據(jù)可知，混合氣體密度始終保持不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；故選B。
考點(diǎn)三 化學(xué)平衡常數(shù)
1．(2022 重慶卷，14)兩種酸式碳酸鹽的分解反應(yīng)如下。某溫度平衡時(shí)總壓強(qiáng)分別為p1和p2。
反應(yīng)1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反應(yīng)2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
該溫度下，剛性密閉容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固體，平衡后以上3種固體均大量存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．反應(yīng)2的平衡常數(shù)為4×106Pa2 B．通入NH3，再次平衡后，總壓強(qiáng)增大
C．平衡后總壓強(qiáng)為4.36×105Pa D．縮小體積，再次平衡后總壓強(qiáng)不變
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)2的平衡常數(shù)為，A正確；B項(xiàng)，剛性密閉容器，溫度不變平衡常數(shù)不變，再次達(dá)平衡后，容器內(nèi)各氣體分壓不變，總壓強(qiáng)不變，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，， ，，，所以總壓強(qiáng)為：，C正確；D項(xiàng)，達(dá)平衡后，縮小體積，平衡逆向移動(dòng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，再次平衡后總壓強(qiáng)不變，D正確； 故選B。
2．(2022 江蘇卷，10)用尿素水解生成的NH3催化還原，是柴油機(jī)車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．上述反應(yīng)ΔS＜0
B．上述反應(yīng)平衡常數(shù)
C．上述反應(yīng)中消耗1molNH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為
D．實(shí)際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機(jī)車輛排放的尾氣對(duì)空氣污染程度越小
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，由方程式可知，該反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，即熵增的反應(yīng)，反應(yīng)△S＞0，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由方程式可知，反應(yīng)平衡常數(shù)，故B正確；C項(xiàng)，由方程式可知，反應(yīng)每消耗4mol氨氣，反應(yīng)轉(zhuǎn)移12mol電子，則反應(yīng)中消耗1mol氨氣轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3mol×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，實(shí)際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨氣過(guò)量，柴油機(jī)車輛排放的氨氣對(duì)空氣污染程度增大，故D錯(cuò)誤；故選B。
3．(2021 海南選擇性考試，8)制備水煤氣的反應(yīng)C (s)＋H2O(l)CO(g)＋H2(g) △H＞0，下列說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)
B．升高溫度，反應(yīng)速率增大
C．恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變
D．恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數(shù)增大
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，所以△S＞0，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，升高溫度，物質(zhì)的內(nèi)能增加，分子運(yùn)動(dòng)速率加快，有效碰撞次數(shù)增加，因此化學(xué)反應(yīng)速率增大，B正確；C項(xiàng)，恒溫下，增大總壓，化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，恒溫恒壓下，加入催化劑，化學(xué)平衡不移動(dòng)，因此化學(xué)平衡常數(shù)不變，D錯(cuò)誤；故選B。
4．(2021·河北卷)室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+NX+Y；②M+NX+Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)。
A．0~30 min 時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-8 mol·L-1·min-1
B．反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y 和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí) 62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
【答案】A
【解析】依據(jù)三段式法，設(shè)第①個(gè)反應(yīng)中M的起始物質(zhì)的量濃度為a mol·L-1，N的起始物質(zhì)的量濃度為b mol·L-1，則：
　　　　　①M(fèi) +NX + Y
起始(mol·L-1)： a b 0 0
反應(yīng)(mol·L-1)： c c　　　c　　　　c
平衡(mol·L-1)： a-c b-c　　 c　　　c
　　　　　　　②M + NX+Z
起始(mol·L-1)： 0.5-a 0.5-b 0 0
反應(yīng)(mol·L-1)： 　　　　　
平衡(mol·L-1)： 0.5-a- 　0.5-b-　　
30 min時(shí)，a-c+0.5-a-=0.3，可得到c=0.075，則v(Y)= mol·L-1·min-1=0.0025 mol·L-1·min-1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題中信息可知，反應(yīng)①和反應(yīng)②的速率之比為，Y和Z分別為反應(yīng)①和反應(yīng)②的產(chǎn)物，且兩者與M的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同(化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1)，因此反應(yīng)開(kāi)始后，體系中Y和Z的濃度之比等于，由于k1、k2為速率常數(shù)，故該比值保持不變，B項(xiàng)正確；30 min內(nèi)，v1=k1c2(M)，v2=k2c2(M)，可求得===，若反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，有的M轉(zhuǎn)化為Z，即62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z，C項(xiàng)正確；由上述分析知，在相同時(shí)間內(nèi)生成Z較多，生成Y較少，因此反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率小，在同一體系中，活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快，故反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，D項(xiàng)正確。
5．(2021 全國(guó)乙卷，28)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題：
(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認(rèn)為是ICl，從而錯(cuò)過(guò)了一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是_______。
(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)Kp=1.0×104Pa2，在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量BaPtCl6，抽真空后，通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5 kPa，則PIcl=_______ kPa，反應(yīng)2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的平衡常數(shù)K=_______(列出計(jì)算式即可)。
(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136~180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。
2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+ I2(g) Kp1
2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g) Kp2
得到和均為線性關(guān)系，如下圖所示：
①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
②反應(yīng)2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示)：該反應(yīng)的ΔH _______0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過(guò)程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率(v)光的照射下機(jī)理為：
NOCl+→
+NOCl→2NO+Cl2
其中表示一個(gè)光子能量，表示NOCl的激發(fā)態(tài)。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。
【答案】(1)溴(或Br) (3)24.8
(3)①大于 ②Kp1·Kp2 大于 設(shè)T/＞T，即，由圖可知：則：，即，因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH大于0
(4)0.5
【解析】(1)紅棕色液體，推測(cè)為溴單質(zhì)，因此錯(cuò)過(guò)發(fā)現(xiàn)的元素是溴(或Br)；
(2)由題意玻376.8℃時(shí)璃燒瓶中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：BaPtCl6 (s) BaCl2 (s)+ Pt (s)+2 Cl2 (g)、Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)。BaPtCl6 (s) BaCl2 (s)+ Pt (s)+2 Cl2 (g)的平衡常數(shù)Kp=1.0×104Pa2，則平衡時(shí)p2(Cl2)= 1.0×104Pa2，平衡時(shí)p(Cl2)=100Pa，設(shè)到達(dá)平衡時(shí)I2(g)的分壓減小pkPa，則：
376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa，則0.1+20.0+p=32.5，解得p=12.4，則平衡時(shí)PIcl=2pkPa=2×12.4kPa=24.8kPa；則平衡時(shí)，I2(g)的分壓為(20.0-p)kPa=(20×103-12.4×103)Pa，24.8kPa=24.8×103Pa，p(Cl2)=0.1kPa=100Pa，因此反應(yīng)2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的平衡常數(shù)K=；(3)①結(jié)合圖可知，溫度越高，越小，lgKp2越大，即Kp2越大，說(shuō)明升高溫度平衡2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g)正向移動(dòng)，則NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的大于0；②Ⅰ. 2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+ I2(g) Kp1；Ⅱ.2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g) Kp2；Ⅰ+Ⅱ得2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)，則2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K= Kp1·Kp2；該反應(yīng)的ΔH大于0；推理過(guò)程如下：設(shè)，即，由圖可知：則：，即，因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH大于0；(4)Ⅰ. NOCl+→，Ⅱ. +NOCl→2NO+Cl2，Ⅰ+Ⅱ得總反應(yīng)為2NOCl+hv=2NO+Cl2，因此2molNOCl分解需要吸收1mol光子能量，則分解1mol的NOCl需要吸收0.5mol光子。
6．(2021 廣東選擇性考試，18)我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) H5
(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的 H1=_______(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說(shuō)法正確的有_______。
A．增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加
B．移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)
C．加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率
D．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小
(3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分_______步進(jìn)行，其中，第_______步的正反應(yīng)活化能最大。
(4)設(shè)K為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0=100kPa)。反應(yīng)a、c、e的ln K隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。
①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有_______(填字母)。
②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______。
③在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過(guò)程_______。
(5)CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：_______。
【答案】(1) H2+ H3- H5或 H3- H4 (2)AD (3) 4 4
(4)①ac ② ③68% (5)做冷凍劑
【解析】(1)根據(jù)題目所給出的反應(yīng)方程式關(guān)系可知，a=b+c-e=c-d，根據(jù)蓋斯定律則有 H1= H2+ H3- H5= H3- H4；(2)A項(xiàng)，增大CO2和CH4的濃度，對(duì)于反應(yīng)a、b、c來(lái)說(shuō)，均增大了反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大，A正確；B項(xiàng)，移去部分C(s)，沒(méi)有改變反應(yīng)體系中的壓強(qiáng)，反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率均不變，平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑可以同等條件下增大正逆反應(yīng)速率，只能加快反應(yīng)進(jìn)程，不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，平衡轉(zhuǎn)化率不變，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，降低溫度，體系的總能量降低，正、逆反應(yīng)速率均減小，D正確；故選AD；(3)由圖可知，反應(yīng)過(guò)程中能量變化出現(xiàn)了4個(gè)峰，即吸收了4次活化能，經(jīng)歷了4步反應(yīng)；且從左往右看4次活化能吸收中，第4次對(duì)應(yīng)的峰最高，即正反應(yīng)方向第4步吸收的能量最多，對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)活化能最大。(4)①隨著溫度的升高，反應(yīng)a和c的ln K增大，說(shuō)明K的數(shù)值增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)a和c為吸熱反應(yīng)，同理反應(yīng)e的ln K減小，說(shuō)明K的減小，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)e為放熱反應(yīng)，故答案為ac；②用相對(duì)分壓代替濃度，則反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達(dá)式K=；③由圖可知，A處對(duì)應(yīng)反應(yīng)c的ln K=0，即K==1，解方程的p2(H2)=p(CH4)，已知反應(yīng)平衡時(shí)p(H2)=40kPa，則有p(CH4)=16kPa，且初始狀態(tài)時(shí)p(CH4)=×100kPa=50kPa，故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=68%；(5)固態(tài)CO2即為干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性質(zhì)。
“三段式法”解答化學(xué)平衡計(jì)算題
1．步驟
(1)寫出涉及的可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)找出起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。
(3)根據(jù)問(wèn)題建立相應(yīng)的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。
2．模板
對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。
建立等式求解：(1)K＝
(2)c平(A)＝(mol·L－1)。
(3)α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
(4)φ(A)＝×100%。
(5)＝。
1．化學(xué)平衡常數(shù)
(1)概念：
在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。
(2)表達(dá)式：對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝。
實(shí)例：
化學(xué)方程式 平衡常數(shù) 關(guān)系式
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) K1＝ K2＝ (或K1) K3＝
N2(g)＋H2(g) NH3(g) K2＝
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) K3＝
(3)意義：
①K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。
②K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)，吸熱反應(yīng)，升高溫度，K增大，放熱反應(yīng)，升高溫度，K減小。
2．平衡轉(zhuǎn)化率
對(duì)于上例反應(yīng)中A(g)的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為：
α(A)＝×100%{c0(A)代表A的初始濃度，c平(A)代表A的平衡濃度}。
題型一 化學(xué)平衡常數(shù)的概念及運(yùn)用
1．常溫常壓下，O3溶于水產(chǎn)生的游離氧原子[O]有很強(qiáng)的殺菌消毒能力，發(fā)生的反應(yīng)如下：
反應(yīng)①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常數(shù)為K1
反應(yīng)②：[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K2
總反應(yīng)：2O33O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K
下列敘述正確的是( )
A．降低溫度，K減小 B．K=K1+K2
C．增大壓強(qiáng)，K2減小 D．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，降低溫度向放熱反應(yīng)移動(dòng)即正向移動(dòng)，K增大，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，方程式相加，平衡常數(shù)應(yīng)該相乘，因此K=K1 K2，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，適當(dāng)升溫，反應(yīng)速率加快，消毒效率提高，故D正確。故選D。
2．一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l) +Cl2(g)達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Cl2)
B．將容器體積壓縮為原來(lái)一半，當(dāng)體系再次達(dá)到平衡時(shí)，Cl2的濃度增大
C．減小氯氣濃度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)不變
D．溫度升高該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K增大
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，由化學(xué)方程式知，MgCl2和Mg為液態(tài)，其濃度是常數(shù)，不能寫入平衡常數(shù)的表達(dá)式中，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Cl2)，A正確；B項(xiàng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(Cl2)，將容器體積壓縮為原來(lái)一半，當(dāng)體系再次達(dá)到平衡時(shí)，因溫度不變，則K值不變，所以c(Cl2)也不變，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，減小產(chǎn)物濃度，平衡正向移動(dòng)，但平衡常數(shù)不變，C正確；D項(xiàng)，Mg在氯氣中燃燒為放熱反應(yīng)，則MgCl2(l)分解生成Cl2(g)和Mg(l)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K變大，D正確；故選B。
3．在25 ℃時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
物質(zhì) X Y Z
起始濃度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0
平衡濃度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1
A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50%
B．反應(yīng)可表示為X＋3Y2Z，平衡常數(shù)為1 600
C．其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)可使平衡常數(shù)增大
D．改變溫度可以改變?cè)摲磻?yīng)的平衡常數(shù)
【答案】C
【解析】達(dá)到平衡消耗X的物質(zhì)的量濃度為(0.1－0.05)mol·L－1＝0.05 mol·L－1，因此轉(zhuǎn)化率為0.05/0.1×100%＝50%，A項(xiàng)正確；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，因此三種組分的系數(shù)之比為：(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶0.1＝1∶3∶2，因此反應(yīng)方程式為：X＋3Y2Z，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式，K＝0.12/(0.05×0.053)＝1 600，B項(xiàng)正確；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，與濃度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。
4．某溫度下2 L密閉容器中3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如表所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)
X Y W
n(起始狀態(tài))/mol 2 1 0
n(平衡狀態(tài))/mol 1 0.5 1．5
A．該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝
B．其他條件不變，升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，則此反應(yīng)ΔH<0
C．其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動(dòng)
D．其他條件不變，當(dāng)密閉容器中混合氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡
【答案】B
【解析】由表知，X、Y是反應(yīng)物，W是生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，化學(xué)方程式為2X＋Y3W，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝，A項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則此反應(yīng)的ΔH<0，B項(xiàng)正確；使用催化劑，平衡常數(shù)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；混合氣體密度一直不變，因此混合氣體密度不變，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5．(2024·河南平頂山高三第一次質(zhì)量檢測(cè))氫能是綠色低碳，應(yīng)用廣泛的二次能源。目前制取氫氣的方法之一是利用反應(yīng)：CO(g)﹢H O(g)=CO2(g)+H (g)。在恒容密閉容器中，將6molCO和一定量的水蒸氣混合加熱到830℃，并達(dá)到平衡，此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為1.0.平衡后CO物質(zhì)的量為4mol。下列說(shuō)法正確的是( )
A．起始時(shí)H2O的物質(zhì)的量為2mol
B．CO、H2O的轉(zhuǎn)化率之比為2：1
C．升高溫度，H2濃度減小，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D．恒溫下向平衡體系中再加入CO、H2O、CO2、H2各1mol，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，假設(shè)起始時(shí)H2O的物質(zhì)的量為amol，列三段式：
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為1.0，則，解得a=3，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a=3mol，CO、H2O的轉(zhuǎn)化率分別為、，兩者之比為=1：2，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升高溫度，H2濃度減小，即平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，則逆方向是吸熱方向，正方向是放熱方向，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，恒溫下向平衡體系中再加入CO、H2O、CO2、H2各1mol，此時(shí)濃度商，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確；故選D。
6．已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
D.1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4
【答案】B
【解析】反應(yīng)初始4 s內(nèi)X的平均反應(yīng)速率v(X)＝0.005 mol/(L·s)，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(L·s)，則4 s內(nèi)Δc(Y)＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol/L，Y的起始濃度為＝0.4 mol/L，故4 s時(shí)c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，則：
　　　　　　　X(g)　＋　Y(g)　 　R(g)＋Q(g)
開(kāi)始(mol/L): 0.1 0.4 0 0
變化(mol/L): x x x x
平衡(mol/L): 0.1－x 0.4－x x x
故＝1．0，解得x＝0.08，所以平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為×100%＝80%，B項(xiàng)正確；由表格可知，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；1 200 ℃時(shí)反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)值為0.4，所以1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)的值為＝2．5，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7．在3種不同條件下，分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=QkJ/mol。相關(guān)條件和數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)Ⅰ 實(shí)驗(yàn)Ⅱ 實(shí)驗(yàn)Ⅲ
反應(yīng)溫度/℃ 700 700 750
達(dá)平衡時(shí)間/min 40 5 30
平衡時(shí)n(C)/mol 1.5 1.5 1
化學(xué)平衡常數(shù) K1 K2 K3
下列說(shuō)法正確的是( )
A．K1=K2B．升高溫度能加快反應(yīng)速率的原因是降低了反應(yīng)的活化能
C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ達(dá)平衡所需時(shí)間小的可能原因是使用了催化劑
D．實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡后，恒溫下再向容器中通入1molA和1molC，平衡正向移動(dòng)
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)為2A(g)+B(g)2C(g)，比較實(shí)驗(yàn)I和III，溫度升高，平衡時(shí)C的量減少，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Q<0，則K38．(2024·重慶渝中·高三重慶巴蜀中學(xué)校考階段練習(xí))一定溫度下，將足量NH4NO3(s)加入含有催化劑的恒容密閉容器，發(fā)生下面兩個(gè)反應(yīng)：
反應(yīng)1：NH4NO3(s)N2O (g)+ 2H2O(g) ΔH1＜0 KP1
反應(yīng)2：NH4NO3(s)N2 (g)+ 2H2O(g)+1/2 O2(g) ΔH2＜0 KP2
測(cè)得平衡時(shí)容器中氣體總壓為，且p(N2)= p(N2O)。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．當(dāng)氧氣的分壓不變時(shí)，反應(yīng)2達(dá)到化學(xué)平衡
B．平衡時(shí)，
C．該條件下，
D．維持其他條件不變，將容器體積擴(kuò)充為，再次達(dá)到平衡后，c(H2O)：c(N2)=4：1
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，隨著反應(yīng)2的進(jìn)行，氧氣越來(lái)越多，其分壓越來(lái)越大，故當(dāng)氧氣的分壓不變時(shí)，反應(yīng)2達(dá)到化學(xué)平衡，A正確；B項(xiàng)，設(shè)平衡時(shí)氮?dú)夥謮海瑒t根據(jù)方程式1和2可知x+x+2x+2x+0.5x=39，解得x=6，其中，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，結(jié)合選項(xiàng)B分析可知，該條件下，，C正確；D項(xiàng)，適當(dāng)擴(kuò)大體積時(shí)，兩個(gè)反應(yīng)均正向移動(dòng)，因反應(yīng)物無(wú)氣體，溫度不變，平衡常數(shù)也不變，則各種物質(zhì)的分壓不變，則結(jié)合選項(xiàng)B的分析可知，再次達(dá)到平衡后，，D正確；故選B。
9．(2023·湘豫名校聯(lián)考一輪復(fù)習(xí)診斷考試)已知，25℃時(shí)K2Cr2O7溶液中存在以下平衡：
①Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2 CrO42-(aq)+2H+(aq) K1=3.27×10-15
②Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2HCrO4-(aq) K2=3.0×10-2
③HCrO4-(aq) CrO42-(aq)+H+(aq) K3
25℃時(shí)，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，隨pH的變化關(guān)系如圖所示(，)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI氣體，c(CrO42-)增大
B．溶液顏色不再變化，可以判斷該體系達(dá)到平衡
C．a(chǎn)點(diǎn)溶液中離子濃度關(guān)系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+)
D．反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI氣體，Cr2O72-與HI發(fā)生氧化還原反應(yīng)，c(Cr2O72-)減小，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Cr2O72-為橙色，CrO42-為黃色，顏色不一樣，當(dāng)溶液顏色不再變化時(shí)，可以判斷該體系達(dá)到平衡，故B正確；C項(xiàng)，K2Cr2O7溶液中，c(K+)最大，a點(diǎn)溶液中，，c(CrO42-)=105.3c(Cr2O72-)，則c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)，c(H+)= 1.0×10-9.5mol·L－1，，解得，c(CrO42-)= 3.27×10-6.6mol·L－1，故a點(diǎn)溶液中離子濃度關(guān)系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+)，故C正確；D項(xiàng)，由反應(yīng)可得反應(yīng)③，故反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)，故D正確；故選A。
10．已知反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常數(shù) 1．7 1．1 1．0 0.6 0.4
A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
D.1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4
【答案】B
【解析】反應(yīng)初始4 s內(nèi)X的平均反應(yīng)速率v(X)＝0.005 mol/(L·s)，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(L·s)，則4 s內(nèi)Δc(Y)＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol/L，Y的起始濃度為＝0.4 mol/L，故4 s時(shí)c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，則：
　　　　　　　X(g)　＋　Y(g)　 　R(g)＋Q(g)
開(kāi)始(mol/L): 0.1 0.4 0 0
變化(mol/L): x x x x
平衡(mol/L): 0.1－x 0.4－x x x
故＝1．0，解得x＝0.08，所以平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為×100%＝80%，B項(xiàng)正確；由表格可知，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；1 200 ℃時(shí)反應(yīng)X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)值為0.4，所以1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)的值為＝2.5，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
題型二 化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)
1．氨氣去除NO的反應(yīng)原理為：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0，反應(yīng)速率與濃度之間存在如下關(guān)系：v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆為速率常數(shù)，只受溫度影響。350℃時(shí)，在2L恒容密閉容器中，通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)發(fā)生反應(yīng)，保持溫度不變，5min后反應(yīng)達(dá)平衡，NO的轉(zhuǎn)化率為50%。下列說(shuō)法正確的是( )
A．用NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.06mol·L-1·min-1
B．350℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5
C．其他條件不變，往反應(yīng)后的容器中再通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)，重新達(dá)平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)增大
D．當(dāng)溫度改變?yōu)門°C時(shí)，若k正=k逆，則T>350
【答案】C
【解析】由題意可得如下三段式：
A項(xiàng)，由三段式數(shù)據(jù)可知，用氨氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率為=0.04mol·L-1·min-1，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由三段式數(shù)據(jù)可知，350℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)為=0.25，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，其他條件不變，往反應(yīng)后的容器中再通入0.9mol氨氣和1.2mol一氧化氮相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，一氧化氮的體積分?jǐn)?shù)增大，故C正確；D項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，則反應(yīng)速率k正·c4(NH3)·c6(NO) =k逆·c5(N2)·c6(H2O)，==K，當(dāng)k正=k逆時(shí)，平衡常數(shù)K=1>0.25說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)溫度小于350℃，故D錯(cuò)誤；故選C。
2．溫度為T1時(shí)，在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)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逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是(　　)
容器 編號(hào) 物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1) 物質(zhì)的平衡濃度(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．設(shè)K為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有K=
B．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比為20∶17
C．容器Ⅱ中起始時(shí)平衡正向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小
D．若改變溫度為T2，且T2>T1，則k

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