1、1题型十 化学反应速率与平衡1.(2014全国卷,9)已知分解 1 mol H2O2放出热量 98 kJ。在含少量 I-的溶液中,H 2O2分解的机理为:H2O2+I- H2O+IO- 慢H2O2+IO- H2O+O2+I- 快下列有关该反应的说法正确的是( A )A.反应速率与 I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于 98 kJmol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)解析:H 2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的,I -浓度越大,反应速率越快,A 项正确;根据总反应可确定该反应的催化剂为 I-,而 IO-为中间产物,B 项错误;根据所给信息无法确定反应活
2、化能,C 项错误;反应速率关系为 v(H2O2)=2v(O2),D 项错误。2.(2017江苏卷,10)H 2O2分解速率受多种因素影响。实验测得 70 时不同条件下 H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( D )A.图甲表明,其他条件相同时,H 2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液 pH 越小,H 2O2分解速率越快C.图丙表明,少量 Mn2+存在时,溶液碱性越强,H 2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn 2+对 H2O2分解速率的影响大解析:由图甲可知,起始时 H2O2的浓度越小,曲线下降越平缓,说明反应速率越慢,A 项错误;OH
3、-的浓度越大,pH 越大,即 0.1 molL-1 NaOH 对应的 pH 最大,曲线下降最快,即 H2O2分解最快,B 项错误;由图丙可知,相同时间内,0.1 molL-1 NaOH 条件下 H2O2分解最快,0 molL-1 NaOH 条件下 H2O2分解最慢,而 1.0 molL-1 NaOH 条件下 H2O2的分解速率处于中间,C 项错误;由图丁可知,碱性条件下 c(Mn2+)越大,H 2O2的分解速率越快,说明 Mn2+对 H2O2分解速率影响较大,D 项正确。3.(2017天津卷,6)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 时,该反应的
4、平衡常数 K=210-5。已知:Ni(CO) 4的沸点为 42.2 ,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至 230 制得高纯镍。下列判断正确的是( B )2A.增加 c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大B.第一阶段,在 30 和 50 两者之间选择反应温度,选 50 C.第二阶段,Ni(CO) 4分解率较低D.该反应达到平衡时,v 生成 Ni(CO)4=4v 生成 (CO)解析:第一阶段,50 时,反应速率较快且 Ni(CO)4为气态,能从反应体系中分离出来,B 项正确。增加 c(CO),平衡正
5、向移动,但平衡常数与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A 项错误;相同温度下,第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数,则 230 时,第二阶段的平衡常数K=5104,反应进行的程度大,故 Ni(CO)4分解率较高,C 项错误;该反应达到平衡时,4v 生成Ni(CO)4=v 生成 (CO),D 项错误。4.(2015天津卷,6)某温度下,在 2 L 的密闭容器中,加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g)平衡时,X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z 的体积分数不变
6、。下列叙述不正确的是( D )A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X 与 Y 的平衡转化率之比为 11D.第二次平衡时,Z 的浓度为 0.4 molL-1解析:在原平衡体系中加入 1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z 的体积分数不变,说明该平衡与原平衡是等效平衡,则化学方程式两边气态物质的化学计量数之和相等,即 m=2,A 项正确;温度不变,平衡常数不变,B 项正确;起始时 X、Y 的物质的量之比等于化学计量数之比,则两者的平衡转化率相等,C 项正确;起始时加入 1 mol X 和 2 mol Y,相当于 3 mol Z,平衡时Z 的物质的量为 3 mol10%=0.3 mol
7、,在平衡体系中再加入 1 mol Z,相当于起始时共加入 4 mol Z,则新平衡时 Z 的物质的量为 4 mol10%=0.4 mol,其浓度为 =0.2 molL-1,D项不正确。1.主要考查内容是速率影响因素以及平衡常数、平衡移动方向判断、转化率等知识点。2.一般都涉及三段式计算,尤其是速率及平衡常数、转化率计算。3.本题型综合性较强,计算有一定难度而且耗时较多,属于较难得分题型。考向 1 化学反应速率及影响因素(对应学生用书第 4446 页)1.化学反应速率定义、公式及单位(1)定义:用单位时间内反应物或生成物浓度变化量表示反应快慢的物理量(在某些题目中也用单位时间内物质的量变化量或质
8、量变化量来表示反应速率)。(2)计算公式:v= (在某些题目中也可用 v= = )。 (3)常用单位:molL -1s-1或 molL-1min-1。2.规律:速率之比=化学计量数之比。3.化学反应速率理论3(1)有效碰撞理论。(2)过渡态理论(了解)。4.化学反应速率影响因素(1)内因:反应物本性,反应物越活泼,反应速率越快。(2)外因:浓度:浓度越大,反应越快(注意:纯固体、液体浓度看作常数,其量的增减不会引起速率改变,且中学阶段通常也不能用其浓度变化表示速率);温度:温度越高,反应越快;压强:压强越大,则气体浓度越大,反应也越快(注意:无气体参与,反应速率不受压强影响);催化剂:催化剂(
9、正催化剂)一般会极大地提高反应速率;颗粒大小:反应物颗粒越小,接触面积越大,则反应越快;各种波(线):电磁波、超声波、红外线等等一般会加快反应速率。注意:充惰气类型,可以根据参与反应的物质浓度变化来分析,不要管压强如何改变(因为压强归根结底是影响了浓度,造成了速率改变)【例 1】 (2018河南安阳模拟)已知反应 2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g) H=-752 kJ/mol 的反应机理如下:2NO(g) N2O2(g)(快)N 2O2(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢)N 2O(g)+H2(g) N2(g)+H2O(g)(快)下列有关说法正确的是( D )
10、A.N2O2和 N2O 是该反应的催化剂B.的反应的活化能最小C.反应速率 v(NO)=v(H2)=v(N2)D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大精讲精析:N 2O2和 N2O 是中间产物,而不是催化剂,故 A 错误;的反应最慢,说明活化能最大,故B 错误;反应速率之比等于化学计量数之比,因此,v(NO)=v(H 2)=2v(N2),故 C 错误;正反应放热,说明断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则逆反应的活化能比正反应的活化能大 752 kJ/mol,所以 D 正确。解题规律:中间产物与催化剂的判断方法为,一般如果两个反应先后发生,并且第一个反应产物是第二个反应的反应物,
11、那么该物质属于中间产物;如果第一个反应的反应物,且是第二个反应的生成物,并同时保持质量不变,则通常该物质属于催化剂。用图表示如下:正、逆反应活化能图示:图中 E1表示正反应活化能,E 2表示逆反应活化能。【例 2】 (2018山东临沭一中模拟)反应速率 v 和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应 H2+Cl2 2HCl 的反应速率 v 可表示为 v=Kc(H2)mc(Cl2)n,式中 K 为常数,m、n 值可用下表中数据确定。由此可推得,m、n 值正确的是( C )4c(H2)(mol/L) c(Cl2)(mol/L) vmol/(Ls)1.0 1.0 1.0K2.0 1.0 2.0K
12、2.0 4.0 4.0KA.m=1、n=1 B.m= 、n=12 12C.m=1、n= D.m= 、n=112 12精讲精析:设三组数据编号分别为,则由 = =2= =2m,解得 m=1;2.01.0 (2.0)(1.0)(1.0)(1.0)由 = =2= =4n,解得 n= ,故选 C。本题属于信息性计算题,这种题解4.02.0 (2.0)(4.0)(2.0)(1.0) 12题技巧是要弄懂速率公式中各个物理量代表什么意思,要能分析题目表格中所给数据,并合理地代入公式进行计算。1.探究 Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2+S+H 2O 反应的速率影响因素,设计了以下实验,下列说法
13、正确的是( D )锥形瓶 1 2 3 40.1 mol/L Na2S2O3溶液/mL 10 10 10 10蒸馏水 0 5 0 60.2 mol/LH2SO4溶液 10 5 10 4反应温度/ 20 20 50 50浑浊出现时间/s 10 16 5 8备注 第 10 秒开始浑浊不再增多A.该反应也可通过测 SO2的体积变化来表示化学反应速率的快慢B.3 号瓶用 Na2S2O3来表示速率为 0.01 mol/(Ls)C.由 2 号瓶和 3 号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快D.由 1 号瓶和 4 号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快解析:气体的体积受温度的影响较大,因此不能通过测定 SO2的体
14、积的变化来表示化学反应速率的快慢,故 A 错误;3 号瓶第 10 s 开始浑浊不再增多,说明 Na2S2O3完全反应,v(Na 2S2O3)= mol/(Ls)=0.005 mol/(Ls),故 B 错误;2 号和 3 号对比,3 号硫酸的浓度以及温度比 2 号高,不能说明哪个影响化学反应速率,故 C 错误;1 号和 4 号对比,1 号硫酸的浓度高于 4 号,1 号的温度低于 4 号的温度,4 号的反应速率高于 1 号,因此说明温度越5高,反应速率越快,故 D 正确。2.(2018安徽皖南八校模拟)在一定温度下,将一定量的 A 和 B 放入容积为 V L 的某恒容密闭容器中,发生如下反应:A(
15、s)+2B(g) 3C(g)+2D(g),经 5 min 后测得容器内 C 的平均反应速率为 0.06 molL-1min-1。C 的物质的量为 1.5 mol,则 V 等于( D )A.2 B.3 C.4 D.5解析:5 min 后测得容器内 C 的平均反应速率为 0.06 molL-1min-1,根据 v= ,则 c=v t=0.06 molL-1min-15 min=0.3 molL-1,又因为 C 的物质的量为 1.5 mol,因此容器的容积 V= = =5 L,故选 D。 1.50.313.用 Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物 M,为研究降解效果设计如下对比实验探究温度、浓
16、度、pH、催化剂对降解速率和效果的影响,实验测得 M 的浓度与时间关系如图所示。实验编号温度() pH 25 1 45 1 25 7 25 1下列说法不正确的是( D )A.实验在 15 min 内 M 的降解速率为1.3310 -5 mol/(Lmin)B.若其他条件相同,实验说明升高温度,M 降解速率增大C.若其他条件相同,实验证明 pH 越高,越不利于 M 的降解D.实验说明 M 的浓度越小,降解的速率越快解析:根据化学反应速率的数学表达式,v(M)= mol/(Lmin)=1.3310-(0.30.1)103155 mol/(Lmin) ,故 A 说法正确;不同的是温度,的温度高于,在
17、相同的时间段内,中 M 的浓度变化大于,说明中 M 的降解速率大,故 B 说法正确;对比浓度、温度相同,的 pH 大于,在相同的时间段内,中 M 浓度变化大于,说明的降解速率大于,故 C 说法正确;对比 M 的浓度不同,015 min 时间段内,中 M 浓度变化小于,说明 M的浓度越小,降解速率越小,故 D 说法不正确。考向 2 化学平衡及影响因素(对应学生用书第 4647 页)61.可逆反应定义:在相同条件下,同时朝两个方向进行的化学反应叫可逆反应。2.化学平衡:一个可逆反应进行到 v 正 =v 逆 0 的状态称化学平衡状态,简称化学平衡(化学平衡就是一个可逆反应在一定条件下达到的“最大限度
18、状态”)。3.化学平衡影响因素(1)内因:反应本身特性,有些反应“天生”程度就非常大而有些反应“天生”就程度较小。(2)外因:浓度:增大 c 反 或减小 c 生 ,平衡正向移动,反之逆向移动(注意:纯固体、纯液体浓度看作常数,增减其量平衡不移动);温度:升高温度,平衡向吸热反应方向移动,降低温度平衡向放热反应方向移动;压强:增大压强,平衡向气体化学计量数减小方向移动,减小压强,平衡向气体化学计量数增大方向移动(无气体,平衡不受压强影响,有气体但 v g=0 的反应,平衡也不移动);催化剂“同等程度”改变正、逆反应速率,不会引起平衡移动。4.平衡状态判定(1)本质判定法:v 正 v 逆 正向移动
19、,v 正 K 逆向移动,Q=K 处于平衡状态。5.勒夏特列原理:当改变影响平衡的外部条件“之一”时,平衡会向着“减弱”这种改变的方向移动。【例 1】 (2018北京丰台区调研)能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质之一。一定条件下,恒容密闭容器中,发生反应:CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g)。下列能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是( B )A.正、逆反应速率都等于零B.CO、H 2、CH 3OH 的浓度不再变化C.CO、H 2、CH 3OH 的浓度相等D.CO、H 2、CH 3OH 在密闭容器中共存精讲精析:v 正 =v 逆 0 的状态称化学平衡状态,所以达
20、到化学平衡状态时,正、逆反应并未停止,只是因为正、逆反应速率相等,所以宏观上“净反应速率为 0”,正、逆反应仍在进行故其速率不为 0,因此 A 错误;CO 浓度不再改变,说明 v 正 (CO)=v 逆 (CO)0,同理其他物质也一样满足平衡要求,平衡体系中只要“一种物质满足 v 正 =v 逆 0”则所有物质均满足此条件,一定达平衡状态,因此 B 正确;一个平衡体系中各组分浓度没有必然相等关系,达平衡时,各组分浓度是否相等取决于起始量与转化量,与平衡与否毫无关系,因此 C 错误;由于此反应属于可逆反应,所以只要反应开始后,则各组分均共存,与其平衡与否无关系,因此 D 错误。【例 2】 (2018
21、湖北高二联合调研)在一定温度下的恒容密闭容器中,不能说明反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是( A )A.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化B.混合气体的密度不再发生变化C.混合气体的总物质的量不再发生变化D.混合气体的压强不再发生变化精讲精析:气体平均相对分子质量在数值上等于平均摩尔质量, = ,所以平均相对分子气气7质量不变说明该比值不变,根据方程式如果是从左端放入 NH2COONH4或从右端按 21 物质的量之比放入 NH3和 CO2建立平衡的话,那么 = = =26,永远不变,所以 A气气 217+442+不能说明反应达到平衡;根据 = ,由于
22、恒容,所以 V 气 不变,既然密度不变,那么显然 m 气气气不变,由于平衡右移则 m 气 会增大,左移则 m 气 会减小,所以平衡没有移动即处于平衡状态,因此 B 可以说明达到平衡状态;同理如果平衡右移则 n 气 增大,左移 n 气 减小,所以混合气体的总物质的量不再发生变化说明平衡既没有右移也没有左移,因此一定处于平衡状态,所以 C可以说明达平衡状态;恒温、恒容条件下,气体压强与物质的量成正比,所以混合气体压强不变也就是气体物质的量不变,与 C 原理相同,因此 D 也可以说明已达平衡。注意:A 项如果从右端按不等于 21 物质的量之比放入 NH3和 CO2建立平衡的话,是可以说明达到平衡状态
23、的;如果一个平衡,反应物和生成物都有气体,且 v g0,恒温恒容条件下若平均相对分子质量不再发生变化,一般也可以说明达到平衡状态;平衡体系仅含一种气体则其相对分子质量永远不变。1.(2018江苏海安高中月考)在两个容积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中加入足量的相同的炭粉,再分别加入 0.1 mol CO2和 0.2 mol CO2,在不同温度下反应 CO2(g)+C(s) 2CO(g)达到平衡,平衡时 CO2的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是( B )A.反应 CO2(g)+C(s) 2CO(g) Hv 正解析:A 项,根据图像,升高温
24、度,c(CO 2)减小,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,H0,错误;B 项,状态和状态温度和体积相同,点处于起始加入 0.2 mol CO2的曲线上,点处于起始加入 0.1 mol CO2的曲线上,状态起始加入的 CO2物质的量是状态的两倍,状态相当于在状态达平衡后将体积缩小一半,若平衡不移动,状态总压强等于状态的两倍,增大压强平衡逆向移动,p 总 (状态)c(CO,状态),错误;D项,该反应为吸热反应,从状态到状态升温过程中 v 正 v 逆 ,错误。2.已知:X(g)+2Y(g) 3Z(g) H=-a kJ mol -1(a0)。下列说法正确的是( D )A.达到化学平衡状态时,Y
25、的正反应速率和 Z 的逆反应速率相等8B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z 的浓度之比为 123C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量一定小于 a kJD.0.2 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol解析:由题意知,该反应是气体分子数不变的放热反应。达到化学平衡状态时,Y 的正反应速率和 Z 的逆反应速率不相等,3v(Y)=2v(Z),A 不正确;达到化学平衡状态时,X、Y、Z 的浓度之比不一定是 123,即使在一定的条件下,达到化学平衡状态时,X、Y、Z 的浓度之比是123,只要改变影响化学平衡的一个条件,平衡发生移动之后,X、Y、Z 的浓
26、度之比就一定不是 123,B 不正确;不知道反应物的投料和反应物的转化率是多少,无法判断达到化学平衡状态时反应放出的总热量,C 不正确;可逆反应的反应物不能完全转化为生成物,所以,0.2 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol,D 正确。3.(2018天津卷,5)室温下,向圆底烧瓶中加入 1 mol C2H5OH 和含 1 mol HBr 的氢溴酸,溶液中发生反应:C 2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C 2H5Br 和C2H5OH 的沸点分别为 38.4 和 78.5 。下列有关叙述错误的是( D )A
27、.加入 NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大 HBr 浓度,有利于生成 C2H5BrC.若反应物均增大至 2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至 60 ,可缩短反应达到平衡的时间解析:加入 NaOH,消耗 HBr,平衡左移,乙醇的物质的量增大,A 正确;增大 HBr 浓度,平衡右移,有利于生成溴乙烷,B 正确;原反应物按物质的量之比 11 加入,又按物质的量之比 11 反应,两者的平衡转化率之比为 11,若将反应物均增大至 2 mol,由等效平衡可知,其平衡转化率之比仍为 11,C 正确;温度提高至 60 ,化学反应速率虽然加快,但溴乙烷的沸点较低,会挥发出大量的溴乙
28、烷,导致逆反应速率减小,故无法判断达到平衡的时间,D 错误。【教师用书备用】 (2018山西西安八校联考)在密闭容器中,一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),达到平衡时,测得 A 的浓度为 0.5 mol/L,在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到两倍,再次达到平衡时,测得 A 的浓度降低为 0.3 mol/L,下列有关判断正确的是( D )A.x+yz,选项 A 错误;平衡向逆反应方向移动,选项 B 错误;B 的浓度降低,选项C 错误;C 的体积分数下降,选项 D 正确。考向 3 平衡常数、平衡转化率等综合判断(对应学生用书第 4748 页)1.平衡常数(1)表达式:mA
29、(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),其平衡常数 K= (注意:纯固体、纯液()()()()体浓度看作常数不得写入表达式)。(2)计算规则:方程式叠加:K 相乘,如 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)平衡常数为 K1,2NO2(g)9N2O4(g)平衡常数为 K2,则 2NO(g)+O2(g) N2O4(g)平衡常数 K3=K1K2,再比如 I2(g)12+ H2(g) HI(g) 平衡常数为 K1,则 I2(g)+H2(g) 2HI(g)平衡常数 K2=K1K1= (相当于12 21上面两个方程式叠加);方程式颠倒:K 变为原来的倒数,如 I2(g)+H2(g) 2HI(g)平衡
30、常数 K1,则 2HI(g) I2(g)+H2(g) 平衡常数 K2= 。2.平衡转化率:= 100%= 100%= 100%(注意:平衡转化率是一定条件下一个可转始转始转始逆反应的最大转化率,工业生产中由于追求速率,一般不会达到平衡转化率,所以工业生产中很多转化率并非平衡转化率而是某一时刻转化率,应该注意区别。)3.影响因素:(1)K 只受温度影响,与浓度、压强等因素无关。(2)转化率除了受温度影响,还受浓度、压强等因素影响。4.平衡转化率规律:(1)多种物质反应:增加其一浓度,则其他物质转化率增大,该物质转化率减小。(2)“反应物只有一种”的平衡体系。恒容条件下增大反应物浓度:v g0,
31、减小,如:2NH 3(g) N2(g)+3H2(g);v g105,则认为该反应基本趋于完全,KT1,则 k 正 k 逆 0.8,所以容器中 NO2的转化率小于 ,即容器中起始平衡23正向移动,达平衡时,容器中 NO2的转化率比容器中的小,C 正确;由于该反应正反应是吸热反应,温度 T2T1,所以 T2时平衡常数增大,则 k 正 k 逆 0.8,D 错误。2.(2018安徽六安一中模拟)一定温度下(T 3T2=T1),在 3 个容积均为 2.0 L 的恒容密闭容器中反应 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)(正反应放热)达到平衡,下列说法正确的是( C )物质的起始浓度/(molL-1
32、)物质的平衡浓度/(molL-1)容器 温度 /c(NO) c(Cl2) c(ClNO) c(ClNO) T1 0.20 0.10 0 0.04 T2 0.20 0.10 0.20 c1 T3 0 0 0.20 c2A.达到平衡时,容器与容器中的总压强之比为 12B.达到平衡时,容器中 ClNO 的转化率小于 80%C.达到平衡时,容器中 比容器中的大()()D.若温度为 T1,起始时向同容积恒容密闭容器中充入 0.20 mol NO(g)、0.20 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g),则该反应向正反应方向进行解析:容器相当于是 0.4 molL-1 NO 与 0.2 mo
33、lL-1 Cl2开始建立平衡,相当于容器增大了压强,正反应体积减小,平衡正向移动,因此达到平衡时,容器与容器中的总压强之比大于 12,选项 A 错误;容器相当于是 0.2 molL-1 NO 与 0.1 molL-1 Cl2开始建立平衡,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,因此达到平衡时,容器中 NO 的转化率小于容器中 NO 的转化率(20%),所以达到平衡时,容器中 ClNO 的转化率大于 80%,选项 B 错误;容器相当于是 0.4 molL-1 NO 与 0.2 molL-1 Cl2开始建立平衡,相当于容器增大了压强,正反应体积减小,平衡正向移动,因此达到平衡时,容器中 比容器中的大,(
34、)()12选项 C 正确;根据容器中数据可知,该温度下平衡常数为 =0.78,若温度为 T1,0.0420.1620.08起始时向同容积恒容密闭容器中充入 0.20 mol NO(g)、0.20 mol Cl2(g)和 0.20 mol ClNO(g),则浓度商为 =5K=0.78,所以该反应向逆反应方向进行,选项 D 错误。0.2020.2020.203.(2018北京海淀区模拟)以甲烷为原料合成甲醇的反应如下:反应:CH 4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)H 1=+247 kJ/mol反应:CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g) H 2=-90 kJ/mol已知:T
35、1 时,反应的平衡常数数值为 100;T2 时,反应在密闭容器中达到平衡,测得CO、H 2、CH 3OH 的物质的量浓度(mol/L)分别为 0.05、0.1、0.1。下列说法中,正确的是( C )A.反应中,使用催化剂可以减小 H 1,提高反应速率B.反应中,加热或加压均可提高原料气的平衡转化率C.由上述数据可判断反应的温度:T 1T2D.CO(g)+CH3OH(g) CH4(g)+CO2(g) H=+157 kJ/mol解析:反应中,反应热只与始态和终态有关,使用催化剂降低活化能,化学反应速率加快,但 H 1不变,故 A 错误;反应中,正反应是放热反应,加热,平衡向逆反应方向移动,原料气的
36、转化率降低,反应前气体化学计量数之和大于反应后气体化学计量数之和,增大压强,平衡向正反应方向移动,原料气的转化率增大,故 B 错误;T 2 时,反应的化学平衡常数 K=200100,反应的正反应为放热反应,温度降低,化学平衡常数增大,即 T1 0.10.050.12T2 ,故 C 正确;反应+反应得到 CH4(g)+CO2(g) CO(g)+CH3OH(g) H=(274-90)kJ/mol=+184 kJ/mol,则 CO(g)+CH3OH(g) CH4(g)+CO2(g) H=-184 kJ/mol,故 D 错误。考向 4 化学反应速率、平衡图像综合分析(对应学生用书第 4950 页)1.
37、图像分析技巧(1)看清横纵坐标各表示什么量。(2)注意线条走势:上升、下降、平直、陡、缓、斜率等。(3)注意特殊点:起点、终点、拐点、交点、平衡点、最高点、最低点。(4)注意速率图像的突变与渐变。2.解题技巧(1)先拐先平:先拐的通常是温度高或压强大或有催化剂,类似于如图模样的图像通常运用先拐先平分析方法。13(2)定一议二:如果图像涉及多个变量(一般为三个变量)则运用此法,定住一个变量观察另外两个变量的关系,类似于以下模样图像通常运用此法。具体可参考一轮资料。【例 1】 (2018江苏卷,13)根据下列图示所得出的结论不正确的是( C )A.图甲是 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H
38、2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的H0。下列各图中正确的是( D )精讲精析:根据“先拐先平”判断 500 先达平衡,根据平衡后也就是图像变平直后降温c(C)升高知道,降低温度平衡向正反应方向进行,据此判断正反应放热,所以 H0 不符,A 错误;观察其中一条曲线(定住压强,运用“定一议二”)发现,升温后 A 转化率增大,即升温正向移动,然后定住温度作一条竖直辅助线与两条压强线有两个交点,可以发现温度一定时,增大压强导致 A 转化率增大,即增大压强正向移动,因为此反应气体化学计量数增大,所以增大压强应该是逆向移动,与图像不符,因此 B 错误;图像交点时 v 正 =v 逆 0,因
39、此此点处于平衡状态,那么从图像看,增大压强后 v 正 v 逆 ,正向移动,同 B 项分析,显然 C 错误;再次运用“定一议二”分析,升高温度平衡向正反应方向进行,C 的质量分数增大,增大压强平衡向逆反应方向进行,C 的质量分数降低,D 正确。1.(2018山东潍坊模拟)已知:2CH 3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量 CH3COCH3分别在 0 和 20 下反应,测得其转化率()随时间(t)变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是( D )A.曲线表示 20 时的转化反应B.升高温度能提高反应物的平衡转化率C.在 a 点时,曲线和表示反应的化学平衡常数相等D.
40、化学反应速率的大小顺序为 dbc解析:曲线比曲线变化快,说明曲线的温度高,故 A 错误;曲线比曲线的温度高,但是转化率低,说明升温平衡逆向移动,转化率降低,故 B 错误;曲线和曲线对应的温度不同,化学平衡常数只与温度有关,所以曲线和表示反应的化学平衡常数不相等,故 C 错误;反应开始反应物的浓度最大,随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小,所以 d 处速率大于 b 处,b、c 反应物的浓度相同,结合温度 b 点高于 c 点,则 b 处速率大于 c 处,故 D 正确。2.(2018天津河西区模拟)一定条件下,CO 2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H=-57.3 kJ/mol,
41、往 2 L 恒容密闭容器中充入 1 mol CO2和 3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应、反应与反应,相同时间内 CO2的转化率随温度变化如图所示,b 点反应达到平衡状态,下15列说法正确的是( A )A.a 点 v(正)v(逆)B.b 点反应放热 57.3 kJC.催化剂效果最佳的反应是D.c 点时该反应的平衡常数 K=43解析:a 点要达到平衡,CO 2的转化率增大,反应正向进行,所以 v(正)v(逆),故 A 正确;b 点反应达到平衡状态,参加反应的 CO2小于 1 mol,反应放热小于 57.3 kJ,故 B 错误;相同温度下,反应最快,所以催化剂效果最佳的反应是,故 C 错
42、误;c 点 CO2的转化率是 ,23CO 2(g)+3H2(g) H 2O(g)+CH3OH(g)0.5 1.5 0 0开始(/)0.5 0.53 0.5 0.5转 化(/) 23 23 23 230.5平衡(/) 16 13 13K= ,故 D 错误。3.(2018江苏四市调研)工业上用丁烷催化脱氢制备丁烯:C 4H10(g) C4H8(g)+H2(g)(正反应吸热)。将丁烷和氢气以一定的配比通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),反应的平衡转化率、产率与温度、投料比有关。下列判断不正确的是( B )A.由图甲可知,x 小于 0.1B.由图乙可知,丁烯产率先增大后减小,减小的原因
43、是氢气是产物之一,随着 n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率减小C.由图丙可知,产率在 590 之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动D.由图丙可知,丁烯产率在 590 之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物解析:正反应体积增大,增大压强,平衡逆向移动,则丁烯的平衡产率减小,由图甲可知,x 小于 0.1,A 正确;氢气浓度增大,逆反应速率增大,B 不正确;正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,由图丙可知,产率在 590 之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动,C 正确;由图丙可知,丁烯产率在 590 之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物,D 正
44、确。【教师用书备用】 (2018浙江十校联盟)向两个容积可变的密闭容器中均充入 1 mol 的16A2和 2 mol 的 B2发生反应:A 2(g)+2B2(g) 2AB2(g) H。维持两个容器的压强分别为 p1和 p2,在不同温度下达到平衡,测得平衡时 AB2的体积分数随温度的变化如图所示。已知:图中、点均处于曲线上;点不在曲线上。下列叙述正确的是( B )A.点和点反应速率相等B.点时反应未达到平衡,v(正)p2,点比点温度高、压强大,所以反应速率点大于点,故 A 错误;点对应的温度下,达到平衡,AB 2的体积分数减小,反应逆向进行,所以点时反应未到达平衡,v(正)v(逆),故 B 正确;A 2(g)+2B2(g) 2AB2(g)开始(mol) 1 2 0转化(mol) x 2x 2x平衡(mol) 1-x 2-2x 2x=0.4,x=0.5,点时,A 的平衡转化率为 50%,故 C 错误;将点所对应容器冷却到 600 K,点在压强为 p1的曲线上向左移动,故 D 错误。
