資源簡介

整理與提升
一、體系構建
1．化學反應的方向
2．化學反應的限度
3．化學反應的速率
二、真題導向
考向一　從微觀反應機理分析反應速率與平衡
1．(2023·江蘇，10)金屬硫化物(MxSy)催化反應CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然氣中的H2S，又可以獲得H2。下列說法正確的是(　　)
A．該反應的ΔS<0
B．該反應的平衡常數K＝
C．題圖所示的反應機理中，步驟Ⅰ可理解為H2S中帶部分負電荷的S與催化劑中的M之間發生作用
D．該反應中每消耗1 mol H2S，轉移電子的數目約為2×6.02×1023
2．(2023·浙江6月選考，14)一定條件下，1-苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可與HCl發生催化加成，反應如下：
反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應Ⅰ 、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是(　　)
A．反應焓變：反應Ⅰ>反應Ⅱ
B．反應活化能：反應Ⅰ<反應Ⅱ
C．增加HCl濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物Ⅰ的比例
D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ
3．[2023·新課標卷，29(1)(2)]氨是最重要的化學品之一，我國目前氨的生產能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}：
(1)根據圖1數據計算反應N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)研究表明，合成氨反應在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位，N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應機理中，速率控制步驟(即速率最慢步驟)為　　　　(填標號)，理由是_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
考向二　選擇題中圖像的分析與推理
4．(2023·遼寧，12)一定條件下，酸性KMnO4溶液與H2C2O4發生反應，Mn(Ⅱ)起催化作用，過程中不同價態含Mn粒子的濃度隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．隨著反應物濃度的減小，反應速率逐漸減小
C．該條件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D．總反應為：2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
5．(2023·重慶，14)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：
反應Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
反應Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
在恒容條件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比進行反應，平衡時含碳物質體積分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．反應Ⅰ的ΔH<0，反應Ⅱ的ΔH>0
B．M點反應Ⅰ的平衡常數K<1
C．N點H2O的壓強是CH4的3倍
D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，則曲線之間交點位置不變
6．(2022·湖南，14改編)向體積均為1 L的兩恒容容器中分別充入2 mol X和1 mol Y發生反應：2X(g)＋Y(g) Z(g)　ΔH，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．ΔH>0
B．氣體的總物質的量：naC．a點平衡常數：K<12 mol－2·L2
D．反應速率：va正考向三　簡答題中化學反應原理的歸因分析
7．[2023·海南，16(1)(2)(3)]磷酸二氫鉀在工農業生產及國防工業等領域都有廣泛的應用。某研究小組用質量分數為85%的磷酸與KCl(s)反應制備KH2PO4(s)，反應方程式為H3PO4(aq)＋KCl(s) KH2PO4(s)＋HCl(g)，一定條件下的實驗結果如圖1所示。
回答問題：
(1)該條件下，反應至1 h時KCl的轉化率為______________。
(2)該制備反應的ΔH隨溫度變化關系如圖2所示。該條件下反應為______________(填“吸熱”或“放熱”)反應，且反應熱隨溫度升高而______________。
(3)該小組為提高轉化率采用的措施中有：使用濃磷酸作反應物、向系統中不斷通入水蒸氣等。它們能提高轉化率的原因是：不使用稀磷酸________________________________________；
通入水蒸氣_________________________________________________________________。
8．(2022·全國甲卷，28)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫療器械等工業領域有著重要用途。目前生產鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉化為TiCl4，再進一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：
(1)TiO2轉化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa
①反應2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1，Kp＝__________Pa。
②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，其原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
③對于碳氯化反應：增大壓強，平衡______移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉化率__________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)在1.0×105 Pa，將TiO2、C、Cl2以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數)隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。
①反應C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常數Kp(1 400 ℃)＝__________Pa。
②圖中顯示，在200 ℃平衡時TiO2幾乎完全轉化為TiCl4，但實際生產中反應溫度卻遠高于此溫度，其原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)TiO2碳氯化是一個“氣-固-固”反應，有利于TiO2-C“固-固”接觸的措施是____________
_______________________________________________________________________________。
考向四　化學反應速率和平衡常數有關計算
9．(2023·河北，6)在恒溫恒容密閉容器中充入一定量W(g)，發生如下反應：
反應②和③的速率方程分別為v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3分別為反應②和③的速率常數，反應③的活化能大于反應②。測得W(g)的濃度隨時間的變化如下表。
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/ (mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列說法正確的是(　　)
A．0～2 min內，X的平均反應速率為0.080 mol·L－1·min－1
B．若增大容器容積，平衡時Y的產率增大
C．若k2＝k3，平衡時c(Z)＝c(X)
D．若升高溫度，平衡時c(Z)減小
10．[2022·全國乙卷，28(3)(4)]H2S熱分解反應2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋170 kJ·mol－1。
(3)在1 470 K、100 kPa反應條件下，將n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合氣進行H2S熱分解反應。平衡時混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉化率為_________________________，
平衡常數Kp＝__________kPa。
(4)在1 373 K、100 kPa反應條件下，對于n(H2S)∶n(Ar)分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合氣，熱分解反應過程中H2S轉化率隨時間的變化如圖所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉化率__________，理由是____________________________
________________________________________________________________________。
②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應圖中曲線________，計算其在0～0.1 s之間，H2S分壓的平均變化率為________ kPa·s－1。
11．[2023·全國乙卷，28(3)(4)](3)將FeSO4置入抽空的剛性容器中，升高溫度發生分解反應：2FeSO4(s) Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡時－T的關系如下圖所示。660 K時，該反應的平衡總壓p總＝____________kPa、平衡常數Kp(Ⅰ)＝____________(kPa)2。Kp(Ⅰ)隨反應溫度升高而__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)提高溫度，上述容器中進一步發生反應2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡時＝____________(用、表示)。在929 K時，p總＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，則＝__________kPa，Kp(Ⅱ)＝__________kPa(列出計算式)。
整理與提升
二、
1．C　2.C
3．(1)－45　(2)(ⅱ)　N≡N的鍵能比H—H的大，使其斷裂需要的能量多　
4．C　5.C　6.B
7．(1)70%　(2)吸熱　降低　(3)使用濃磷酸作反應物可以提高磷酸的濃度，促使反應正向進行　使得氣體中氯化氫的分壓減小，促使反應正向進行
解析　(1)由圖可知，該條件下，反應至1 h時KCl的轉化率為70%。(2)由圖可知，焓變為正值，則該條件下反應為吸熱反應，且反應熱隨溫度升高而降低。
8．(1)①－223　1.2×1014?、谔悸然磻獨怏w分子數增加，ΔH小于0，是熵增、放熱過程，根據ΔG＝ΔH－TΔS可知ΔG＜0，故該反應能自發進行，而直接氯化的體系氣體分子數不變且是吸熱過程，反應趨勢遠小于碳氯化　③向左　變小
(2)①7.2×105?、跒榱颂岣叻磻俾?，在相同時間內得到更多的TiCl4產品，提高效益　(3)將兩固體粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”
9．D
10．(3)50%　4.76　(4)①越高　n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應方向進行，H2S的平衡轉化率越高?、赿　24.9
11．(3)3.0　2.25　增大　(4)　46.26　(共57張PPT)
整理與提升
第2章　
<<<
內容索引
一、體系構建
二、真題導向
體系構建
>
<
一
1.化學反應的方向
一
體系構建
2.化學反應的限度
化學平衡
化學平衡常數
表達式：對于一般反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
影響因素：只與溫度有關，與各物質的濃度、分壓無關
應用
判斷化學反應可能進行的程度(即反應限度)
判斷可逆反應進行的方向
求反應物的轉化率和各物質的平衡濃度
化學平衡
影響因素
平衡轉化率：反應物A的平衡轉化率α(A)＝ ×100%
改變溫度
升高溫度，化學平衡向吸熱方向移動
降低溫度，化學平衡向放熱方向移動
改變濃度
若Q＜K，化學平衡正向移動
若Q＞K，化學平衡逆向移動
改變壓強
若Δvg＝0，改變壓強，化學平衡狀態不變
若Δvg≠0，增大壓強，化學平衡向化學方程式中
氣態物質化學式前系數減小的方向移動
勒·夏特列原理
3.化學反應的速率
返回
真題導向
>
<
二
考向一　從微觀反應機理分析反應速率與平衡
1.(2023·江蘇，10)金屬硫化物(MxSy)催化反應CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)
＋4H2(g)，既可以除去天然氣中的H2S，又可
以獲得H2。下列說法正確的是
A.該反應的ΔS<0
二
真題導向
C.題圖所示的反應機理中，步驟Ⅰ可理解為H2S中帶部分負電荷的S與
催化劑中的M之間發生作用
D.該反應中每消耗1 mol H2S，轉移電子的數目約為2×6.02×1023
√
左側反應物氣體計量數之和為3，右側反應產
物氣體計量數之和為5，ΔS>0，A錯誤；
由方程式知，K＝ ，B錯誤；
由方程式知，消耗1 mol H2S同時生成2 mol H2，轉移4 mol e－，數目約為4×6.02×1023，D錯誤。
2.(2023·浙江6月選考，14)一定條件下，1-苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可與HCl發生催化加成，反應如右：
反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應Ⅰ、Ⅲ為放熱反應)，
下列說法不正確的是
A.反應焓變：反應Ⅰ>反應Ⅱ
B.反應活化能：反應Ⅰ<反應Ⅱ
C.增加HCl濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物
Ⅰ的比例
D.選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲
得高產率的產物Ⅰ
√
反應Ⅱ＝反應Ⅰ＋反應Ⅲ，反應Ⅰ、Ⅲ為放熱反應，ΔH都小于0，所以反應Ⅱ的ΔH<0，因此反應焓變：反應Ⅰ>反應Ⅱ，故A正確；
短時間里反應Ⅰ得到的產物比反應Ⅱ得到的產物多，說明反應Ⅰ的速率比反應Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應活化能：反應Ⅰ<反應Ⅱ，故B正確；
反應Ⅲ的平衡常數K＝ ，溫度不變，K不變，平衡時產物Ⅱ和產物Ⅰ的比例不變，C錯誤；
根據圖中信息，選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ，故D正確。
3.[2023·新課標卷，29(1)(2)]氨是最重要的化學
品之一，我國目前氨的生產能力位居世界首位。
回答下列問題：
(1)根據圖1數據計算反應 ===
NH3(g)的ΔH＝_____kJ·mol－1。
－45
在化學反應中，斷開化學鍵要消耗能量，形成化學鍵要釋放能量，反應的焓變等于反應物的鍵能總和與反應產物的鍵能總和的差，因此，由圖1數據可知，反應
===NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339) kJ·mol－1＝－45 kJ·mol－1。
(2)研究表明，合成氨反應在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位，N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應機理中，速率控制步驟(即速率最慢步驟)為______ (填標號)，理由是
_____________________________________________。
(ⅱ)
N≡N的鍵能比H—H的大，使其斷裂需要的能量多　
由圖1中的信息可知， N2(g)===N(g)的ΔH＝
＋473 kJ·mol－1，則N≡N的鍵能為946 kJ·
mol－1； H2(g)===3H(g)的ΔH＝＋654 kJ·
mol－1，則H—H的鍵能為436 kJ·mol－1。由于N≡N的鍵能比H—H的大很多，因此，在上述反應機理中，速率控制步驟為(ⅱ)。
考向二　選擇題中圖像的分析與推理
4.(2023·遼寧，12)一定條件下，酸性KMnO4溶液與H2C2O4發生反應，Mn(Ⅱ)起催化作用，過程中不同價態含
Mn粒子的濃度隨時間變化如圖所示。下
列說法正確的是
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.隨著反應物濃度的減小，反應速率逐漸減小
C.該條件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
√
由圖像可知，隨著時間的推移Mn(Ⅲ)
的濃度先增大后減小，說明開始反應
生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成
Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A項
錯誤；
隨著反應物濃度的減小，到大約13 min時開始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)對反應起催化作用，13 min后反應速率會增大，B項錯誤；
由圖像可知，某時刻后，Mn(Ⅱ)逐
步增多，而此時體系中基本不存在
Mn(Ⅶ)，該條件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)
不能大量共存，C項正確；
H2C2O4為弱酸，在離子方程式中不拆成離子，總反應為 ＋5H2C2O4
＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，D項錯誤。
5.(2023·重慶，14)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：
反應Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
反應Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
在恒容條件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比
進行反應，平衡時含碳物質體積分數隨溫度的
變化如圖所示。下列說法正確的是
A.反應Ⅰ的ΔH<0，反應Ⅱ的ΔH>0
B.M點反應Ⅰ的平衡常數K<1
C.N點H2O的壓強是CH4的3倍
D.若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，
則曲線之間交點位置不變
√
隨著溫度的升高，甲烷含量減小、一氧化碳含
量增大，說明隨著溫度升高，反應Ⅱ逆向移動，
反應Ⅰ正向移動，則反應Ⅱ為放熱反應，焓變
小于零，反應Ⅰ為吸熱反應，焓變大于零，A
錯誤；
M點沒有甲烷產物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(CO2)∶
V(H2)＝1∶1，則此時反應Ⅰ平衡時二氧化碳、氫氣、一氧化碳、水的
物質的量相等，反應Ⅰ的平衡常數K＝ ＝1，B錯誤；
N點一氧化碳、甲烷的物質的量相等，結合反
應方程式的系數可知，生成水的總的物質的量
為甲烷的3倍，結合阿伏加德羅定律推論可知，
H2O的壓強是CH4的3倍，C正確；
反應Ⅰ為氣體分子數不變的反應，反應Ⅱ為氣
體分子數減小的反應，若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相當于增加氫氣的投料，會使得甲烷含量增大，導致甲烷、一氧化碳曲線之間交點位置發生改變，D錯誤。
6.(2022·湖南，14改編)向體積均為1 L的兩恒容容器中分別充入2 mol X和1 mol Y發生反應：2X(g)＋Y(g) Z(g)　ΔH，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.ΔH>0
B.氣體的總物質的量：naC.a點平衡常數：K<12 mol－2·L2
D.反應速率：va正√
甲容器在絕熱條件下，隨著反應的進行，壓強先增大
后減小，正反應為氣體分子數減小的反應，則剛開始
壓強增大的原因是因為容器溫度升高，說明反應放熱，
即ΔH＜0，故A錯誤；
根據A項分析可知，密閉容器中的反應為放熱反應，因甲容器為絕熱過程，乙容器為恒溫過程，若兩者氣體的總物質的量相等，則甲容器壓強大于乙容器壓強，圖中a點和c點的壓強相等，則說明甲容器中氣體的總物質的量相比乙容器在減小，即氣體的總物質的量：na＜nc，故B正確；
設Y轉化的物質的量濃度為x mol·L－1，
則列出三段式如下：
2X(g)＋Y(g) Z(g)
c0　　　　　　 2　　　1　　　0
Δc　　　　　　 2x　　　x　　 x
c平　　　　　 2－2x　 1－x　 x
根據圖像可知，甲容器達到平衡的時間短，溫度高，所以達到平衡的速率相對乙容器的快，即va正＞vb正，故D錯誤。
考向三　簡答題中化學反應原理的歸因分析
7.[2023·海南，16(1)(2)(3)]磷酸二氫鉀在工農業生產及國防工業等領域都有廣泛的應用。某研究小組用質量分數為85%的磷酸與KCl(s)反應制備KH2PO4(s)，反應方程式為H3PO4(aq)＋KCl(s)
KH2PO4(s)＋HCl(g)，一定條件下的實驗結果如圖
1所示。
回答問題：
(1)該條件下，反應至1 h時KCl的轉化率為____。
70%
由圖可知，該條件下，反應至1 h時KCl的轉化率
為70%。
(2)該制備反應的ΔH隨溫度變化關系如圖2所示。該條件下反應為____(填“吸熱”或“放熱”)反應，且反應熱隨溫度升高而_____。
吸熱
降低
由圖可知，焓變為正值，則該條件下反應為吸熱反應，且反應熱隨溫度升高而降低。
(3)該小組為提高轉化率采用的措施中有：使用濃磷酸作反應物、向系統中不斷通入水蒸氣等。它們能提高轉化率的原因是：不使用稀磷酸_____
___________________________________________________；通入水蒸氣
_____________________________________________。
使用濃磷酸作反應物可以提高磷酸的濃度，促使反應正向進行
使得氣體中氯化氫的分壓減小，促使反應正向進行
8.(2022·全國甲卷，28)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫療器械等工業領域有著重要用途。目前生產鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉化為TiCl4，再進一步還原得到鈦。回答下列問題：
(1)TiO2轉化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·
mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa
①反應2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH＝_____kJ·mol－1，Kp＝________Pa。
－223
1.2×1014
根據蓋斯定律，將“反應(ⅱ)－反應(ⅰ)”得到反應2C(s)＋O2(g)===
2CO(g)，則ΔH＝－51 kJ·mol－1－(＋172 kJ·mol－1)＝－223 kJ·mol－1；
②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，其原因是______________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
碳氯化反應氣體分子數增加，ΔH小于0，是熵增、放熱過程，根據ΔG＝ΔH－TΔS可知ΔG＜0，故該反應能自發進行，而直接氯化的體系氣體分子數不變且是吸熱過程，反應趨勢遠小于碳氯化
③對于碳氯化反應：增大壓強，平衡____移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉化率_____(填“變大”“變小”或“不變”)。
向左
變小
對于碳氯化反應，氣體分子數增大，依據勒·夏特列原理，增大壓強，平衡向氣體分子數減少的方向移動，即平衡向左移動；該反應是放熱反應，溫度升高，平衡向吸熱方向移動，即向左移動，則平衡轉化率變小。
(2)在1.0×105 Pa，將TiO2、C、Cl2以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數)隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。
①反應C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常數Kp(1 400 ℃)＝________Pa。
7.2×105
從圖中可知，1 400 ℃，體系中氣體平衡組成比例CO2是0.05，CO是0.6，反應C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
的平衡常數Kp(1 400 ℃)＝
②圖中顯示，在200 ℃平衡時TiO2幾乎完全轉化為TiCl4，但實際生產中反應溫度卻遠高于此溫度，其原因是_____
________________________________________________________。
為了提高反應速率，在相同時間內得到更多的TiCl4產品，提高效益
實際生產中需要綜合考慮反應的速率、產率等，以達到最佳效益，實際反應溫度遠高于200 ℃，就是為了提高反應速率，在相同時間內得到更多的TiCl4產品。
(3)TiO2碳氯化是一個“氣-固-固”反應，有利于TiO2-C“固-固”接觸的措施是___________________________________________________。
將兩固體粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”
固體顆粒越小，比表面積越大，反應接觸面積越大。有利于TiO2-C“固-固”接觸，可將兩者粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”，增大接觸面積。
考向四　化學反應速率和平衡常數有關計算
9.(2023·河北，6)在恒溫恒容密閉容器中充入一定量W(g)，發生如下反應：
反應②和③的速率方程分別為v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3分別為反應②和③的速率常數，反應③的活化能大于反應
②。測得W(g)的濃度隨時間的變化如下表。
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列說法正確的是
A.0～2 min內，X的平均反應速率為0.080 mol·L－1·min－1
B.若增大容器容積，平衡時Y的產率增大
C.若k2＝k3，平衡時c(Z)＝c(X)
D.若升高溫度，平衡時c(Z)減小
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
√
由表知0～2 min內|Δc(W)|＝(0.160－0.080) mol·L－1＝0.080 mol·L－1，生成Δc(X)＝2|Δc(W)|＝0.160 mol·L－1，但一部分X轉化為Z，造成
Δc(X)<0.160 mol·L－1，則v(X)< ＝0.080 mol·L－1·min－1，
故A錯誤；
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
過程①是完全反應，過程②是可逆反應，若增大容
器容積相當于減小壓強，使反應4X(g) 2Z(g)的
平衡向氣體體積增大的方向移動，即逆向移動，平
衡時Y的產率減小，故B錯誤；
反應③的活化能大于反應②，ΔH＝正反應活化能－逆反應活化能<0，則4X(g) 2Z(g)　ΔH<0，該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡時c(Z)減小，故D正確。
10.[2022·全國乙卷，28(3)(4)]H2S熱分解反應2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋170 kJ·mol－1。
(3)在1 470 K、100 kPa反應條件下，將n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合氣進行H2S熱分解反應。平衡時混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉化率為____，平衡常數Kp＝____kPa。
50%
4.76
假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1 mol和4 mol，平衡時轉化的n(H2S)＝x mol，根據三段式可知：
2H2S(g) S2(g)＋2H2(g)
始/mol　　　　　　1　　　　 0　　　0
變/mol　　　　　　x　　　　0.5x　　 x
平/mol　　　　　 1－x　　 　0.5x　　 x
平衡時H2S和H2的分壓相等，則二者的物質的量相等，即1－x＝x，解
得x＝0.5，
(4)在1 373 K、100 kPa反應條件下，對于
n(H2S)∶n(Ar)分別為4∶1、1∶1、1∶4、
1∶9、1∶19的H2S-Ar混合氣，熱分解反
應過程中H2S轉化率隨時間的變化如圖所示。
①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉化率___
___，理由是__________________________
__________________________________________________。
越
高
n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分
壓越小，平衡向正反應方向進行，H2S的平衡轉化率越高
由于2H2S(g) S2(g)＋2H2(g)的正反應是氣體體積增大的反應，n(H2S)∶
n(Ar)越小，H2S的分壓越小，相當于降低壓強，平衡向正反應方向移動，因此H2S的平衡轉化率越高。
②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應圖中曲線___，
計算其在0～0.1 s之間，H2S分壓的平均變化率為______ kPa·s－1。
d
24.9
n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的平衡轉化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應的曲線是d；根據圖像可知，n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9反應進行到0.1 s時，H2S的轉化率為24%。假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1 mol和9 mol，則根據三段式可知：
2H2S(g) S2(g)＋2H2(g)
始/mol　　　　　1　　　　0　　　0
變/mol　　　　 0.24　　　0.12　 0.24
0.1 s末/mol　　 0.76　　　 0.12　 0.24
此時H2S的分壓為
×100 kPa≈7.51 kPa，H2S的起始分壓為10 kPa，所以H2S分壓的平均變
化率為 ＝24.9 kPa·s－1。
11.[2023·全國乙卷，28(3)(4)](3)將FeSO4置入抽空
的剛性容器中，升高溫度發生分解反應：2FeSO4(s)
Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡時 －T
的關系如右圖所示。660 K時，該反應的平衡總壓
p總＝_____kPa、平衡常數Kp(Ⅰ)＝_______(kPa)2。
Kp(Ⅰ)隨反應溫度升高而_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
3.0
2.25
增大
660 K時， ＝1.5 kPa，則 ＝1.5 kPa，因此，該反應的平衡總壓p總＝3.0 kPa、平衡常數Kp(Ⅰ)＝ ＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25(kPa)2。由圖中信息可知， 隨著溫度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)隨反應溫度升高而增大。
(4)提高溫度，上述容器中進一步發生反應2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，
平衡時 ＝_________(用 、 表示)。在929 K時，p總＝84.6 kPa、
＝35.7 kPa，則 ＝_____kPa，Kp(Ⅱ)＝___________kPa(列出計算式)。
46.26
提高溫度，上述容器中進一步發生反應2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同溫同壓下，不同氣體的物質的量之比等于其分壓之比，由于僅發生反應(Ⅰ)時 ，則平衡時 ，得 ＝ 。
在929 K時，p總＝84.6 kPa、 ＝35.7 kPa，則 ＝p總、
，聯立方程組消去 ，可得 ＝4p總，代入相關數據可求出 ＝46.26 kPa，則 ＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝
2.64 kPa，
返回

展開更多......

收起↑