資源簡介

整理與提升
一、體系構建
二、真題導向
　　　　　　　　　　　　　　　　
考向一　化學反應歷程
例1　(2022·湖南，12改編)反應物(S)轉化為產物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如圖所示：
下列有關四種不同反應進程的說法正確的是(　　)
A．進程Ⅰ是吸熱反應
B．平衡時P的產率：Ⅱ>Ⅰ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D．進程Ⅳ中，Z沒有催化作用
例2　(2022·山東，10)在NO催化下，丙烷與氧氣反應制備丙烯的部分反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．含N分子參與的反應一定有電子轉移
B．由NO生成HONO的反應歷程有2種
C．增大NO的量，C3H8的平衡轉化率不變
D．當主要發生包含②的歷程時，最終生成的水減少
考向二　化學反應速率、化學平衡的綜合分析與計算
例3　(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
例4　(2022·廣東，13)恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達平衡時，各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．該反應的ΔH<0
B．a為n(H2O)隨溫度的變化曲線
C．向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動
D．向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉化率增大
例5　(2022·河北，13改編)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發生反應的方程式為①XY；②YZ。反應①的速率v1＝k1c(X)，反應②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2為速率常數。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應①和②的ln k～曲線。下列說法錯誤的是(　　)
A．隨c(X)的減小，反應①的速率降低
B．體系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
C．欲提高Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間
D．溫度低于T1時，總反應速率由反應②決定
例6　[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)。
例7　[2023·新課標卷，29(4)](4)在不同壓強下，以兩種不同組成進料，反應達平衡時氨的摩爾分數與溫度的計算結果如下圖所示。其中一種進料組成為＝0.75、＝0.25，另一種為＝0.675、＝0.225、xAr＝0.10。(物質i的摩爾分數：xi＝)
①圖中壓強由小到大的順序為________________，判斷的依據是________________。
②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是________________。
③圖3中，當p2＝20 MPa、＝0.20時，氮氣的轉化率α＝________________。該溫度時，反應N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常數Kp＝____________(MPa)－1(化為最簡式)。
整理與提升
二、
例1　D
例2　D
例3　D　[A錯誤，由于W生成的X要再生成Z被消耗，而消耗量無法計算，故X的反應速率也無法計算；C錯誤，平衡時，v2＝v3(v正＝v逆)，即k2c2(X)＝k3c(Z)，若k2＝k3，則c(Z)＝c2(X)；D正確，4X(g)??2Z(g)　ΔH＝正反應的活化能－逆反應的活化能，即反應②的活化能－反應③的活化能，ΔH＜0，升高溫度，平衡逆向移動，c(Z)減小。]
例4　C　[從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質的量減少，則平衡正向移動，說明該反應的正反應是吸熱反應，即ΔH＞0，故A錯誤；由A項分析知隨著溫度升高平衡正向移動，水蒸氣的物質的量增加，而a曲線表示的物質的物質的量不隨溫度變化而變化，故B錯誤；容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變各物質的濃度，平衡不移動，故C正確；BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSO4，不能改變其濃度，因此平衡不移動，氫氣的平衡轉化率不變，故D錯誤。]
例5　B　[由圖甲中的信息可知，濃度隨時間變化逐漸減小的代表的是X，濃度隨時間變化逐漸增大的代表的是Z，濃度隨時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①的速率常數隨溫度升高增大的幅度小于反應②的。根據體系中發生的反應可知，在Y的濃度達到最大值之前，單位時間內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的濃度達到最大值之后，單位時間內Z的增加量等于Y和X的減少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B錯誤；升高溫度可以加快反應①的速率，但是反應①的速率常數隨溫度升高增大的幅度小于反應②的，且反應②的速率隨著Y的濃度的增大而增大，因此，欲提高Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間，C正確；由圖乙信息可知，溫度低于T1時，k1＞k2，反應②為慢反應，因此，總反應速率由反應②決定，D正確。]
例6　(3)3.0　2.25　增大　(4)　46.26　
答案　(4)①p1＜p2＜p3　合成氨的反應為氣體分子數減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大　②圖4　③33.33%　
解析　(4)①合成氨的反應中，壓強越大越有利于氨的合成，因此，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大。由圖中信息可知，在相同溫度下，反應達平衡時氨的摩爾分數p1＜p2＜p3，因此，圖中壓強由小到大的順序為p1＜p2＜p3。②該反應為氣體分子數減少的反應，在相同溫度和相同壓強下，惰性氣體Ar不利于合成氨，進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是圖4。③圖3中，進料組成為＝0.75、＝0.25，兩者物質的量之比為3∶1。假設進料中氫氣和氮氣的物質的量分別為3 mol和1 mol，達到平衡時氮氣的變化量為x mol，則有：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
始/mol　1　　　　3　　　0
變/mol　x　　　　3x　　　2x
平/mol　1－x　　　3－3x　2x
當p2＝20 MPa、＝0.20時，＝＝0.20，解得x＝，則氮氣的轉化率α＝≈33.33%，平衡時N2、H2、NH3的物質的量分別為 mol、2 mol、 mol，其物質的量分數分別為、、，則該溫度下K＝＝(MPa)－2，因此，該溫度時反應N2(g)＋H2(g)??NH3(g)的平衡常數Kp＝＝＝(MPa)－1。(共36張PPT)
整理與提升
專題2　
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一、體系構建
二、真題導向
內容索引
體系構建
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一
一
體系構建
化學反應速率與化學平衡
化學反應速率
表示方法：v＝
單位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1
簡單計算
公式法
化學計量數之比法
影響因素
內因：反應物結構、性質(活化分子)
外因
濃度：c增大，v增大
壓強：有氣體參加的反應，p增大，v增大
溫度：T升高，v增大
催化劑：一般加快反應速率
化學反應速率與化學平衡
化學反應的方向
焓判據：使體系能量降低的方向，就是反應容易進行的方向熵判據：使體系熵增大的方向，就是反應容易進行的方向
復合判據(綜合考慮ΔH、ΔS，ΔH－TΔS＜0時反應可自發進行)
化學平衡
概念：可逆反應、條件一定，v正＝v逆，各組分濃度不變
特征：逆、動、等、定、變
原因：外界條件(濃度、壓強、溫度)改變，v正＝v逆
―→v正≠v逆
結果：再次v正＝v逆，各組分的含量又不變
方向：依據勒夏特列原理判斷
移動因果
化學反應速率與化學平衡
化學平衡
化學平衡常數
表達式：對于aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，
K＝
影響因素：只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關
應用
判斷可逆反應進行的程度
判斷可逆反應進行的方向
求反應物的轉化率
返回
真題導向
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二
考向一　化學反應歷程
例1　(2022·湖南，12改編)反應物(S)轉化為產物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如圖所示：
下列有關四種不同反應進程的說法正確的是
A.進程Ⅰ是吸熱反應
B.平衡時P的產率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D.進程Ⅳ中，Z沒有催化作用
二
真題導向
√
由圖可知，進程Ⅰ中S的總能量大
于產物P的總能量，因此進程Ⅰ是
放熱反應，A不正確；
進程Ⅱ中使用了催化劑X，但是催化劑不能改變平衡產率，因此兩個進程平衡時P的產率相同，B不正確；
進程Ⅲ中由S·Y轉化為P·Y的活化
能高于進程Ⅱ中由S·X轉化為P·X
的活化能，由于這兩步反應分別
是兩個進程的決速步驟，因此生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C不正確；
由圖可知，進程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z轉化為產物P·Z，由于P·Z沒有轉化為P＋Z，因此，Z沒有催化作用，D正確。
例2　(2022·山東，10)在NO催化下，丙烷與氧氣反應制備丙烯的部分反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.含N分子參與的反應一定有電子轉移
B.由NO生成HONO的反應歷程有2種
C.增大NO的量，C3H8的平衡轉化率不變
D.當主要發生包含②的歷程時，最終生成的水減少
√
根據反應機理圖知，含N分子發生的反應
有NO＋·OOH===NO2＋·OH、NO＋NO2
＋H2O===2HONO、NO2＋·C3H7===
C3H6＋HONO、HONO===NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合價依次為＋2價、＋4價、＋3價，上述反應中均有元素化合價的升降，都為氧化還原反應，一定有電子轉移，A項正確；
根據圖示，由NO生成HONO的反應歷程
有2種，B項正確；
NO是催化劑，增大NO的量，C3H8的平
衡轉化率不變，C項正確；
無論反應歷程如何，在NO催化下丙烷與O2反應制備丙烯的總反應都為2C3H8＋O2 2C3H6＋2H2O，當主要發生包含②的歷程時，最終生成的水不變，D項錯誤。
考向二　化學反應速率、化學平衡的綜合分析與計算
例3　(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
√
A錯誤，由于W生成的X要再生成Z被消耗，而
消耗量無法計算，故X的反應速率也無法計算；
C錯誤，平衡時，v2＝v3(v正＝v逆)，即k2c2(X)＝k3c(Z)，若k2＝k3，則c(Z)＝c2(X)；
D正確，4X(g) 2Z(g)　ΔH＝正反應的活化能－逆反應的活化能，即反應②的活化能－反應③的活化能，ΔH＜0，升高溫度，平衡逆向移動，c(Z)減小。
例4　(2022·廣東，13)恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達平衡時，各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是
A.該反應的ΔH<0
B.a為n(H2O)隨溫度的變化曲線
C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動
D.向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉化率增大
√
從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質的
量減少，則平衡正向移動，說明該反應的正反應是
吸熱反應，即ΔH＞0，故A錯誤；
由A項分析知隨著溫度升高平衡正向移動，水蒸氣的
物質的量增加，而a曲線表示的物質的物質的量不隨溫度變化而變化，故B錯誤；
容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變
各物質的濃度，平衡不移動，故C正確；
BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSO4，不能改
變其濃度，因此平衡不移動，氫氣的平衡轉化率不
變，故D錯誤。
例5　(2022·河北，13改編)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發生反應的方程式為①X Y；②Y Z。反應①的速率v1＝k1c(X)，反應②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2為速率常數。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應①和②的ln k～
曲線。下列說法錯誤的是
A.隨c(X)的減小，反應①的速率降低
B.體系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
C.欲提高Y的產率，需提高反應溫度
且控制反應時間
D.溫度低于T1時，總反應速率由反應②決定
√
由圖甲中的信息可知，濃度隨時間變化逐漸
減小的代表的是X，濃度隨時間變化逐漸增
大的代表的是Z，濃度隨時間變化先增大后
減小的代表的是Y；由圖乙中的信息可知，反應①的速率常數隨溫度升高增大的幅度小于反應②的。根據體系中發生的反應可知，在Y的濃度達到最大值之前，單位時間內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的濃度達到最大值之后，單位時間內Z的增加量等于Y和X的減少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B錯誤；
升高溫度可以加快反應①的速率，但是反應
①的速率常數隨溫度升高增大的幅度小于反
應②的，且反應②的速率隨著Y的濃度的增
大而增大，因此，欲提高Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間，C正確；
由圖乙信息可知，溫度低于T1時，k1＞k2，反應②為慢反應，因此，總反應速率由反應②決定，D正確。
例6　[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”)。
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 、 ，
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，
例7　[2023·新課標卷，29(4)](4)在不同壓強下，以兩種不同組成進料，反應達平衡時氨的摩爾分數與溫度的計算結果如下圖所示。其中一種進料組成為 ＝0.75、 ＝0.25，另一種為 ＝0.675、 ＝0.225、xAr＝0.10。(物質i的摩爾分數：xi＝ )
①圖中壓強由小到大的順序為________________，判斷的依據是______________________________________________________________________。
p1＜p2＜p3
合成氨的反應為氣體分子數減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大
合成氨的反應中，壓強越大越有利于氨的合成，因此，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大。由圖中信息可知，在相同溫度下，反應達平衡時氨的摩爾分數p1＜p2＜p3，因此，圖中壓強由小到大的順序為p1＜p2＜p3。
②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是______。
圖4
該反應為氣體分子數減少的反應，在相同溫度和相同壓強下，惰性氣體Ar不利于合成氨，進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是圖4。
③圖3中，當p2＝20 MPa、 ＝0.20時，氮氣的轉化率α＝_______。該溫度時，反應
NH3(g)的平衡常數Kp＝_______(MPa)－1(化為最
簡式)。
33.33%
圖3中，進料組成為 ＝0.75、 ＝0.25，兩者物質的量之比為3∶1。假設進料中氫氣和氮氣的物質的量分別為3 mol和1 mol，達到平衡時氮氣的變化量為x mol，則有：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
始/mol　1　　　3　　　 0
變/mol　x　　　3x　　　 2x
平/mol　1－x　 3－3x　 2x
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