2020屆高考化學微專題平衡圖像說理題復習溫度、壓強對平衡的影響

1、化學平衡圖像說理題(一)溫度、壓強對平衡的影響【知識點歸納】-、影響化學平衡移動的因素1、濃度對化學平衡的影響正反應方向移動結論：當其他條件不變時，增大反應物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向增大生成物濃度或減小反應物濃度，化學平衡向逆反應方向移動微點撥：由于純固體或純液體的濃度為常數，改變純固體或純液體的量并不會影響v正、v逆的大小，所以化學平衡不移動。例：反應 C(s)+H 2O(g) k=CO(g)+H 2(g)增加或移去一部分炭固體，化學平衡不移動在溶液中進行，如果稀釋溶液(加水)，反應物濃度減小，生成物濃度也減小，v正減小，v逆也減小，但減小的程度不同，總的結果是使化學平衡向反應方程式

2、有關化學計量系數之和大的方向移動2、壓強對化學平衡的影響結論：當其他條件不變時，增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓強，化學平衡向氣體體積增大的方向移動，體積相等的氣體反應，壓強改變，化學平衡不移動微點撥：固態(tài)物質或液態(tài)物質的體積，受壓強的影響很小，可以忽略不計。因此，如果平衡混合物都是固體或液體，改變壓強不能使化學平衡移動3、溫度對化學平衡的影響結論：當其他條件不變時，升高溫度化學平衡向吸熱反應的方向移動；降低溫度化學平衡向放熱反應的方向移動微點撥：任意可逆的化學平衡狀態(tài)，都能受溫度的影響而使化學平衡發(fā)生移動4、催化劑對化學平衡的影響(1)結論：催化劑能同等程度地增加正反應速率

3、和逆反應速率，因此它對化學平衡的移動沒有影響。即：催化劑 不能使化學平衡發(fā)生移動；不能改變反應混合物含量；但可以改變達到平衡的時間5、惰性氣體”對化學平衡移動的影響恒溫、恒容下，加 惰氣”，各反應物、生成物的濃度均未改變，V正、V逆均不變，故化學平衡不發(fā)生移動恒溫、恒壓下加入惰氣”，容器體積增大，V正、V逆均減小，等效于降壓，故化學平衡向氣體總體積增大的方向移動、掌握三類平衡移動圖像：反應mA(g)+nB(g) =pC(g) +qD(g), m+n>p+ q,且AH>01、速率一時間圖一一注意斷點C 1墻大式A)也升而溫度看減小樂樹物加催化劑ft1時增大反應物的濃度，正反應速率瞬間

4、增大，然后逐漸減小，而逆反應速率逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應，正反應和逆反應速率均增大，吸熱反應的正反應速率增大較快；t3時減小壓強，容器容積增大，濃度變小，正反應速率和逆反應速率均減小；t4時使用催化劑，正反應速率和逆反應速率均瞬間增大2、轉化率(或含量)一時間圖先拐先平1甲表示壓強對反應物轉化率的影響，對于氣體反應物化學計量數之和大于氣體生成物化學計量數之和的反應， 壓強越大，反應物的轉化率越大；乙表示溫度對反應物轉化率的影響，對于吸熱反應，溫度越高，反應物的轉 化率越大；丙表示催化劑對反應物轉化率的影響，催化劑只能改變化學反應速率，不能改變反應物的轉化3、恒壓（溫）線一一定一議二

5、l.OLX 1 0 Pnl.OlXKTPii溫度分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線,即：為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應的影響【答題模板及剖析】恒壓線（恒溫線）答題策略敘特點（反應特點或容器特點）一變條件一定方向一得結論（或結果）答題模板該反應的正反應是氣體分子數減?。ɑ蛟龃螅┑姆磻敎囟纫欢〞r，增大壓強，平衡正向移動, 因此XXx得結論）經典例題乙烯氣相水合反應的熱化學方程式為 C2H4（g）+H2O（g）=C2H50H（g）刖=45.5kJ mo1,下圖標注答案Pivp2Vp3Vp4,反應正方向是分子數減少的反應，相同溫度下，壓強升高乙烯轉化率提高【真題感悟】1、2018

6、全國卷I節(jié)選F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25c時N2O5（g）分解反應：2NQ 式 g）- 4NO（g） + O;（g）112Mo3其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡，體系的總壓強 p隨時間t的變化如下表所示（t=8時，N2O4（g） 完全分解）:t/min040801602601300170000p/kPa35.8P 40.342.5.45.949.261.2162.3163.1已知：N2O5（g）=2NO 2（g）+ _ 02（g） H =53.1kJ mol-12若提高反應溫度至35 C,則N2O5（g）完全分解后體系壓強pH35C）63.1 kPa

7、（填大于"等于“或小于”）2、2018 北京卷 節(jié)選對反應：3SO2（g）+2H 2O （g）=2H 2SO4 （l）+S（s） 刖2=- 254 kJ mol-1 ,在某一投料比時，兩種壓強下，H2SO4在平衡體系中物質的量分數隨溫度的變化關系如圖所示。p2p 1（填多"或'之"）得出該結論的理由是111-I4U i60 IMCO、CO2 和 H2)3、2015全國卷II節(jié)選甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應如下：CO(g)+2H 2(g) =CH 30H(g) HiCO 2(g)+3H 2(

8、g) =CH 30H(g)+H 2O(g) H2CO2(g)+H 2(g) CO(g)+H 2O(g)AH3(填曲線標記字母)，其判斷理由圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為所示。a (CO)(直隨溫度升高而(a)與溫度和壓強的關系如圖2)(填增大”或減小”)其原因是,其判斷理由是圖2中的壓強由大到小為4、2015 北京卷 節(jié)選反應 n： 2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H 2O(g) H=+550kJ/mol它由兩步反應組成：i. H2SO4(l)=SO3(g) +H2O(g) H=+177kJ/molii. SO3(g)分解L(L 1、L2), X可分別代表壓

9、強或溫度。下圖表示 L 一定時，ii中SO3(g)的平衡轉化率隨 X的變化關系。0'kX代表的物理量是判斷Li、L2的大小關系，并簡述理由 5、2015浙江卷節(jié)選乙苯催化脫氫制苯乙烯反應：倜0"g + H2(g)AH = +124 kJ mol 1,工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣白物質的量之比為1 ： 9),控制反應溫度600 C,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了 H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數)變化如圖:5(1)摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率，解釋說明該事實【經典

10、訓練】1、在密閉容器中充入一定量H2S,發(fā)生反應 2H2s(g)=2H2(g)+S2(g) AH = + 169.8 kJ mol1。下圖為 H2s 氣體的平衡轉化率與溫度、壓強的關系。(1)圖中壓強(p1、P2、P3)的大小順序為<好JJTHW.-.咆二“>”或<三” K(T2),理由是2CO2(g)+6H2(g)=C2H50H(g) + 3H2O(g)AH<0。(2)該反應平衡常數大?。篕(Ti)(怎2、已知CO 2催化加氫合成乙醇的反應原理為右 兇 7(1)圖1、圖2分別是CO 2的平衡轉化率隨壓強及溫度的變化關系，已知m為起始時的投料比，即 mn(H 2 )n(

11、CO2 )圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為,判斷依據是圖2中mi、m2、m3從大到小的順序為 ,判斷依據是3、在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4,發(fā)生反應N2O4(g)=2NO2(g),隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：4、二甲醛(CH 3OCH 3)是一種應用前景廣闊的清潔燃科，以 CO和氫氣為原料生產二甲醛主要發(fā)生以下三個反應:編R熱化學方程式化學平衡常數%2CH3OH(g)CH3OCHg) + H2O(g)Mi2 =K2CO + 1kotg聲CO叢g) +4"3 =1匕工藝中反應和反應分別在不同的反應器中進行，無反應發(fā)生。該工藝中反應的發(fā)生提高了

12、CH 3OCH 3的產率，原因是5、科學家研究出了一種高效催化劑，可以將 CO和NO2兩者轉化為無污染氣體，反應方程式為：2NO 2(g)+4CO(g) =4CO2(g)+N 2(g)AHG,某溫度下，向 10L 密閉容器中分別充入 0.1molNO 2 和 0.2molCO,發(fā)生上述反應，隨著反應的進行，容器內的壓強變化如下表所示，若將溫度降低，再次平衡后，與原平衡相比體系壓強(p總)如何變化？ (填 揩大"、減小“或 不變")原因是時間/min024681012壓強/kPa7573.471.9570.769.768.7568.756、硒(Se)是第四周期V! A族元素，

13、是人體內不可或缺白微量元素，其氫化物H2Se是制備新型光伏太陽能電池、半導體材料和金屬硒化物的基礎原料。TC時，向一恒容密閉容器中加入3molH 2和lmolSe,發(fā)生反應：H2(g)+Se(s) =H2Se(g),當反應達到平衡后，將平衡混合氣體通入氣體液化分離器使H 2Se氣體轉化為液體H2Se,并將分離出的 H2再次通入發(fā)生反應的密閉容器中繼續(xù)與Se反應時，Se的轉化率會提高。請用化學平衡理論解釋7、運用化學反應原理研究碳、氮、硫的單質及其化合物的反應對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。CO 還原 NO 的脫硝反應：2CO(g) + 2NO(g) =2CO 2(g) + N2(g) H

14、= 750 kJ mol-1已知:CO(g) + NO2(g) =CO2(g) + NO(g) Hi = - 226 kJ mol-1N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) H2= + 68 kJ mol-1 N2(g) +O2(g)=2NO(g) AH 3=+ 183 kJ mol-1汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使 NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題。某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，對CO、NO催化轉化進行研究，測得 NO轉化為N2的轉化率隨溫度、CO混存 量的變化情況如下圖所示，若不使用CO,溫度超過775C,發(fā)現NO的分解率降低，其可能的原因為 &

15、quot;_1弗5丁日條件E“用口述隙為M的轉化率:;II8 余的:"II £O31!j> 也拴分帆”為N.l»i ini run Tin mt 喟力 i tm 反應度J-8、氮氧化物是評價空氣質量的控制標準之一，作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。0C時，在剛性反應器中以投料比為 1:3的NO(g)與O2(g)反應，其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系 的總壓強p隨時間t的變化如下表所示t=oca寸，NO(g)完全反應。t/min0408016026070000p/kPa32.830.729.929.429.228.826.

16、98若降低反應溫度至 T2C,則NO(g)與02(g)完全反應后體系壓強p - (T2C )" 大于”等于“或 小于")26.9kPa,原因是9、磷石膏是濕法生產磷酸排出的工業(yè)廢渣，主要成分是CaS04 2H2O。用不同的還原劑可以將 CaSO4還原，所得SO2可用于工業(yè)生產硫酸。以CO作還原劑，改變反應溫度可得到不同的產物。不同溫度下反應后所得固體成分的物質的量如圖1所示。在低于 800 C時主要還原產物為;高于800 C時CaS減少的原因是(用化學方程式表示)廄酢爵注昌壁海密小，色以高硫煤為還原劑焙燒 2.5 h,不同條件對硫酸鈣轉化率的影響如圖2所示。CaCl2的作用

17、是;當溫度高于1 200 C時，無論有無 CaCl2存在，CaSO4的轉化率趨于相同， 其原因是(3)以C作還原劑，向密閉容器中加入相同質量的幾組不同C/S值(C與CaSO4的物質的量比)的混合物在1 100 C加熱，結果如圖3所示。當C/S值為0.5時，反應產物為 CaO、SO2、CO2；當C/S值大于0.7時，反應所得氣體中SO2的體積分數不升反降，其可能原因是 10、在催化劑作用下 NO 和 CO 轉化為無毒氣體：2CO(g) + 2NO(g)=2CO 2(g) + N2(g) A H= 748 kJ mol-1一定條件下，單位時間內不同溫度下測定的氮氧化物轉化率如圖1所示。溫度高于 7

18、10K時，隨溫度的升高氮氧化物轉化 率降低的原因可能是圖111、(1)在 400 c時，向1L 的恒容反應器中充入1 mol CH4,發(fā)生反應 2CH4(g)= C2H4(g)+2H2(g) AH = + 202.0kJ mol_1,測得平衡混合氣體中 C2H4的體積分數為20.0%。則在該溫度下，其平衡常數K=。按化學平衡移動原理，在圖1中畫出CH 4的平衡轉化率與溫度及壓強(p1 > p2)的關系曲線(2)在制備C2H4時，通常存在副反應：2CH4(g) =C2H6(g)+H2(g)。在常溫下，向體積為1 L的恒容反應器中充入1 mol CH 4,然后不斷升高溫度，得到圖2所示C2H

19、4與C2H6的體積分數關系。在200 C時，測出乙烷的量比乙烯多的主要原因是 在600 C后，乙烯的體積分數減少的主要原因是 1012、甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應如下：i、CO2(g)+ 3H2(g)=CH 30H(g)+H2O(g) AHi=63kJ mol 1ii、CO 2(g) + H2(g) =CO(g) + H2O(g)AH2= + 36 kJ mol 1iii、CH 30H(g) =CO(g) + 2H2(g) AH3= + 99 kJ mol 1一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應器中反應12小時。體系中

20、甲醇的產率和催化劑的催化活性與溫度的關系如圖1所示。溫度為470 K時，圖中P點(填 是"或 不是"處于平衡狀態(tài)。在 490 K之前，甲醇產率隨著溫度升高而增大的原因是 490 K 之 后， 甲 醇 產 率 下 降 的 原 因 是0 4tio 4S0 SOO 520 540 560r/K 圖i13、利用合成氣(主要成分為CO和H2)合成甲醇，發(fā)生主要反應如下：I ： CO(g) +2H2(g) =CH 30H(g)AH1口 : CO2(g)+H2(g) =CO(g) + H 2O(g)AH2n： CO2(g) + 3H 2(g) =CH 30H(g) + H 2O(g) Z

21、H 3上述反應對應的平衡常數分別為K1、K2、K3,它們隨溫度變化曲線如下圖所示)，理由是14、容積均為1 L的甲、乙兩個容器，其中甲為絕熱容器，乙為恒溫容器。相同溫度下，分別充入0.2 mol的NO2,發(fā)生反應：2NO2(g) =N 2O4(g) AH<0,甲中NO2的相關量隨時間變化如下圖所示。 03 s內，甲容器中NO 2的反應速率增大的原因是 15、某實驗室模擬反應 2c(s)+2NO2(g)=iN2(g) + 2CO2(g) AH = 64.2 kJ mol1,在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體，維持溫度為 T C,如圖為不同壓強下該反應經過相同時間NO2的轉化率隨著

22、壓強變化的示意圖。請從動力學角度分析，1 050 kPa前，反應中NO2轉化率隨著壓強增大而增大的原因 ;在1 100 kPa時，NO 2的體積分數為 «即 加加 OCNJ I 05小I I訓 I 150 1211n即如如20¥至3芾二h11【化學平衡圖像說理題(一)一一溫度、壓強對平衡的影響】答案【真題感悟】1、大于溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應，溫度提高，平衡左移，體系物質的量增加，總壓強提高2、>反應n是氣體物質的量減小的反應，溫度一定時，增大壓強使反應正向移動，H2SO4的物質的量增大，體系總物質的量減小，H2SO4的物質的量分數增大2、

23、(1)a；反應為放熱反應，平衡常數應隨溫度升高變小(2)減小；升高溫度時，反應為放熱反應，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應為吸熱反應，平衡向右移動，又產生 CO的量增大；總結果，隨溫度升高，使CO的轉化率降低；P3>P2>Pi；相同溫度下，由于反應為氣體分子數減小的反應，加壓有利于提升CO的轉化率；而反應為氣體分子數不變的反應，產生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于 CO的轉化率升高4、壓強 L2>Li2SO3 (g) = 2SO2 (g) +O2 (g) H=+196kJ/mol,壓強一定時，溫度升高，平衡轉化率增 大5、正反應方向氣體分子數增加，加入水

24、蒸氣稀釋，相當于起減壓的效果【經典訓練】1、(1)p1<p2<p3該反應的正反應是氣體分子數增大的反應，其他條件不變時，減小壓強使平衡正向移動，H2S的平衡轉化率增大，由圖像上看，相同溫度，Pi條件下H2s的平衡轉化率最大，p3條件下H2s的平衡轉化率出<該反應正向是吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大2、T3>T2>Ti正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，溫度越高，CO2的平衡轉化率越小，所以T3>T2>TimI>m2>m3保持n(CO2)不變，增大 n(H2),平衡正向移動， CO2的平衡轉化率增大，所以m>m2>m33、(1)大于；反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故溫度升高(2)逆反應對氣體分子數增