2022版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第2講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)學(xué)案魯科版

1、2021版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第2講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)學(xué)案魯科版PAGE PAGE 60第2講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)【2019備考】最新考綱：1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2.了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程，掌握化學(xué)平衡的概念。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用?？键c(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)(頻數(shù)：難度：)1.可逆反應(yīng)(1)定義在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)二同：a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行

2、。一小：反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在化學(xué)方程式中用“”表示。2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不變，我們稱(chēng)為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。(2)建立過(guò)程在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過(guò)程如下：以上過(guò)程可用下圖表示：(3)平衡特點(diǎn)1.教材基礎(chǔ)判斷(1)2H2O2H2O2為可逆反應(yīng)()(2)可逆反應(yīng)不等同于可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程包括物理變化和化學(xué)變化，而可逆反應(yīng)屬于化學(xué)變化()(3)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，

3、正、逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時(shí)，反應(yīng)速率不一定相等()(4)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度()答案(1)(2)(3)(4)2.(LK選修4P41“聯(lián)想質(zhì)疑”改編)向含有2 mol的SO2的容器中通入過(guò)量氧氣發(fā)生2SO2O22SO3，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物質(zhì)的量_0 mol，轉(zhuǎn)化率_100%。答案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v逆，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。3.外界因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響4.勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平

4、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)?；瘜W(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。5.等效平衡定義：在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。等效平衡分類(lèi)及規(guī)律等效類(lèi)型條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應(yīng)的特點(diǎn)任何可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等任何可逆反應(yīng)起始投料換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)

5、，其“量”相同換算為化學(xué)方程式一邊物質(zhì)，其“量”符合同一比例換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”符合同一比例平衡特點(diǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù) (w%)相同相同相同濃度(c)相同成比例相同(氣體)物質(zhì)的量(n)相同成比例成比例1.教材基礎(chǔ)知識(shí)判斷(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動(dòng)()(2)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，此時(shí)v放減小，v吸增大()(3)合成氨反應(yīng)需要使用催化劑，說(shuō)明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動(dòng)，所以也可以用勒夏特列原理解釋使用催化劑的原因()(4)平衡時(shí)，其他條件不變，分離出固體生成物，v正減慢()(5)C(s)CO2(g)2CO(

6、g)H0，其他條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大()答案(1)(2)(3)(4)(5)2.教材實(shí)驗(yàn)探究與考題印證(RJ選修4P26實(shí)驗(yàn)25)已知在K2Cr2O7的溶液中存在著如下平衡：Cr2Oeq oal(2,7)H2O2CrOeq oal(2,4)2HK2Cr2O7為橙色，K2CrO4為黃色。取兩支試管各加入5 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液，觀察并記錄溶液顏色的變化。(1)一只試管加入濃H2SO4溶液呈_色，另一支試管加入NaOH溶液呈_色，說(shuō)明_。(2)2016全國(guó)卷，27(2)CrOeq oal(2,4)和Cr2Oeq oal(2,7)在

7、溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq oal(2,7)隨c(H)的變化如圖所示。用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：_。由圖可知，溶液酸性增大，CrOeq oal(2,4)的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)。升高溫度，溶液中CrOeq oal(2,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。答案(1)橙黃增大生成物濃度平衡左移，減少生成物的濃度平衡右移(2)2CrOeq oal(2,4)2HCr2Oeq oal(2,7)H2O增大1.0101

8、4小于題組一外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響1.將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后，改變下列一個(gè)條件，下列敘述正確的是()A.升高溫度，氣體顏色加深，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.慢慢壓縮氣體體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體的顏色變淺C.慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強(qiáng)增大，但小于原來(lái)的兩倍D.恒溫恒容時(shí)，充入稀有氣體，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體的顏色變淺解析升高溫度，氣體顏色加深，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；首先假設(shè)平衡不移動(dòng)，增大壓強(qiáng)，氣體顏色加深，但平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺，但一

9、定比原平衡的顏色深，B錯(cuò)誤；同理C項(xiàng)，首先假設(shè)平衡不移動(dòng)，若體積減小一半，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，但平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使壓強(qiáng)在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小，正確；體積不變，反應(yīng)物及生成物濃度不變，正、逆反應(yīng)速率均不變，平衡不移動(dòng)，顏色不變化，D錯(cuò)誤。答案C2.將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中，一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：X(g)3Y(g)2Z(g)H甲丙 B.甲乙丙丁C.乙甲丁丙 D.丁丙乙甲解析四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物(CO2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CO)相對(duì)于甲和丙提高，故有乙丁甲丙。答案A5.已知N2(g)3H2(g)2

10、NH3(g)H92.3 kJmol1，在一定溫度和催化劑的條件下，向一密閉容器中，通入1 mol N2和3 mol H2，達(dá)到平衡狀態(tài)；相同條件下，向另一體積相同的密閉容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3，達(dá)到平衡狀態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是()A.兩個(gè)平衡狀態(tài)的平衡常數(shù)的關(guān)系：KKB.H2的百分含量相同C.N2的轉(zhuǎn)化率：平衡平衡D.反應(yīng)放出的熱量：QQ92.3 kJ解析兩平衡的溫度相同，故平衡常數(shù)KK，兩容器中的反應(yīng)物都可以轉(zhuǎn)化為1 mol N2和3 mol H2，故兩個(gè)平衡是等效平衡，且兩平衡中H2的百分含量相同，但反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，平衡中已經(jīng)

11、有一部分NH3，反應(yīng)放出的熱量：QQ，且都小于92.3 kJ，N2的轉(zhuǎn)化率：平衡平衡。答案B歸納總結(jié)等效平衡判斷“四步曲”eq x(第一步，看)：觀察可逆反應(yīng)特點(diǎn)(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)還是反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng)；eq x(第二步，挖)：挖掘反應(yīng)條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；eq x(第三步，倒)：采用一邊倒法，將起始物質(zhì)按可逆反應(yīng)系數(shù)之比轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì)；eq x(第四步，聯(lián))：聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結(jié)合題目條件判斷是否達(dá)到等效平衡。題組三化學(xué)平衡移動(dòng)原理對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的理論指導(dǎo)6.化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛

12、應(yīng)用。(1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0()如圖所示，反應(yīng)()在石英真空管中進(jìn)行，先在溫度為T(mén)2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g)，一段時(shí)間后，在溫度為T(mén)1的一端得到了純凈TaS2晶體，則溫度T1_T2(填“”、“”或“”)。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是_。(2)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)H_0(填“”或“”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250 、1.3104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是_。解析(1)由題

13、意可知，未提純的TaS2粉末變成純凈TaS2晶體，要經(jīng)過(guò)兩步轉(zhuǎn)化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反應(yīng)()先在溫度T2端正向進(jìn)行，后在溫度T1端逆向進(jìn)行，反應(yīng)()的H大于0，因此溫度T1小于T2，該過(guò)程中循環(huán)使用的物質(zhì)是I2。(2)從圖像來(lái)看，隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率變小，故H0，綜合溫度、壓強(qiáng)對(duì)CO轉(zhuǎn)化率的影響來(lái)看，在題給壓強(qiáng)下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，不必再增大壓強(qiáng)。答案(1)I2(2)在1.3104 kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大，同時(shí)生產(chǎn)成本增加，得不償失【審讀說(shuō)明】題目類(lèi)型：類(lèi)型一：從表格信息總結(jié)規(guī)律類(lèi)型二：從圖中信息總結(jié)規(guī)

14、律類(lèi)型三：從題中信息總結(jié)規(guī)律并作圖類(lèi)型四：從題中信息總結(jié)規(guī)律并分析原因分析方法：1.提取什么？審清題，明確目標(biāo)，并做好標(biāo)注。2.怎么提??？分析變化趨勢(shì)和斜率變化。3.答題模板：其他條件不變，隨著自變量(橫坐標(biāo))變化(增大或減少)，XX因變量(縱坐標(biāo))逐漸(增大/減少)。或者就橫坐標(biāo)、自變量分區(qū)作答(非單調(diào)曲線)。寫(xiě)規(guī)律時(shí)的原則：先整體后局部。分析原因型分析方法：答題模板：什么因素的改變使什么平衡向什么方向移動(dòng)，結(jié)果是什么。作圖策略：分析圖表信息，確定橫豎坐標(biāo)，做好“三點(diǎn)一變化”：起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和變化趨勢(shì)。模型解題【案例1】用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純C

15、O2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)為主反應(yīng)，反應(yīng)和為副反應(yīng)。 1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1 CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g) SO2(g)H2210.5 kJmol1 CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2 kJmol1反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線見(jiàn)下圖，結(jié)合各反應(yīng)的H，歸納lgKT曲線變化規(guī)律： a)_；b)_。審讀指導(dǎo)1.審題(圖)時(shí)目標(biāo)是什么？2.K的含義？lgK的含義？哪些量與K變化趨勢(shì)一致？(以反應(yīng)為例)3.該反應(yīng)的自變量？因變量？4.變化趨勢(shì)和斜率變化如何

16、？受什么因素影響？答案a)放熱反應(yīng)的lgK隨溫度升高而下降b)放出或吸收熱量越大的反應(yīng)，其lgK受溫度影響越大【案例2】研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。(1)為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)根據(jù)反應(yīng)8NH3(g)6NO2(g) 7N2(g)12H2O(g)H0設(shè)計(jì)了如下表所示三組實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完善表格中的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/NH3初始/(molL1)NO2初始/(molL1)催化劑的比表面積/(m2g1)3508.01036.01031208015080(2)請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中，畫(huà)出上表、實(shí)驗(yàn)中NO2濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線圖，并

17、標(biāo)明實(shí)驗(yàn)編號(hào)。審讀指導(dǎo)(1)探究溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，根據(jù)控制單一變量原則，三組實(shí)驗(yàn)中NH3、NO2的初始濃度應(yīng)相同，結(jié)合、中溫度不同，、中催化劑比表面積不同，則、應(yīng)溫度相同。(2)中的催化劑比表面積比中的小，達(dá)到平衡的時(shí)間比長(zhǎng)，、中的催化劑比表面積相同，的反應(yīng)溫度較低，則達(dá)到平衡用時(shí)最長(zhǎng)，又由題意知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度會(huì)使平衡正向移動(dòng)，故平衡時(shí)中的NO2要比、中的NO2小。答案(1)實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/NH3初始/(molL1)NO2初始/(molL1)催化劑的比表面積/(m2g1)3508.01036.01038.01036.0103(2)試題分析(2016全國(guó)卷，

18、27)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：C3H6(g)NH3(g)eq f(3,2)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙

19、烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460 ，低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_；高于460 時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標(biāo)號(hào))。A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大C.副反應(yīng)增多 D.反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為_(kāi)，理由是_，進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_(kāi)。解題思路：我的答案：考查意圖：本題以“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)一種重要的有機(jī)化工原料丙烯腈為背景，綜合考查了化學(xué)反應(yīng)方向的判斷、反應(yīng)條件的控制、影響化學(xué)平衡的因素、

20、平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系、活化能與溫度的關(guān)系、簡(jiǎn)單物質(zhì)的量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。題目應(yīng)用物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理和規(guī)律，從“物質(zhì)變化是有條件的”角度來(lái)分析化學(xué)反應(yīng)條件的控制以及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化；通過(guò)對(duì)圖像的觀察，從“模型”、“分類(lèi)與比較”、“定性與定量”、“化學(xué)與社會(huì)和諧發(fā)展”的角度考查考生結(jié)合已有知識(shí)進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)換、加工信息和正確表達(dá)思維歷程及結(jié)論的能力。試題以實(shí)際生產(chǎn)為背景，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系的要求，體現(xiàn)了化學(xué)的學(xué)科價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，考查了“綠色應(yīng)用”的化學(xué)核心素養(yǎng)。試題以多種方式呈現(xiàn)信息，有利于不同思維習(xí)慣的考生快速攝取關(guān)鍵信息；試題設(shè)問(wèn)靈活，有利于考生多元化思維的發(fā)揮。題目要求考

21、生具有思維的深刻性、敏捷性、批判性和獨(dú)創(chuàng)性，具有接受、吸收和整合化學(xué)信息的能力以及分析和解答(解決)化學(xué)問(wèn)題的能力。本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.34。解題思路：化學(xué)反應(yīng)的方向的判斷也就是化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的問(wèn)題，可以通過(guò)焓判據(jù)做出判斷。因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)，故兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大。因?yàn)樵摲磻?yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率，由圖(a)可知，提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑；由于反應(yīng)的H0，升高溫度，K減小，而圖(a)中的產(chǎn)率增大，因此圖(a)中低于460 的產(chǎn)率，不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；溫度升高，K減少，活化能不變，故高于460

22、時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率降低可能是催化劑的活性降低和副反應(yīng)增多造成的；根據(jù)圖像(b)可知，當(dāng)n(氨)/n(丙烯)約為1時(shí)，該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)NH3(g)3/2O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)，氨氣、氧氣、丙烯按11.51的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占20%，所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為17.51。教學(xué)中一定建構(gòu)解題模型，積累解題方法，用化工生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)問(wèn)題線索，進(jìn)而組織教學(xué)。學(xué)生對(duì)“熱力學(xué)”這一概念未必都能理解。正確答案：(1) 兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

23、，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC (3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51真題演練1.(2013大綱全國(guó)卷，7)反應(yīng)X(g)Y(g)2Z(g)H0，達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.減小容器體積，平衡向右移動(dòng)B.加入催化劑，Z的產(chǎn)率增大C.增大X，X的轉(zhuǎn)化率增大D.降低溫度，Y的轉(zhuǎn)化率增大解析根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)結(jié)合平衡移動(dòng)原理逐項(xiàng)分析。A項(xiàng)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，平衡不受壓強(qiáng)影響，減小容器體積，平衡不移動(dòng)；B項(xiàng)催化劑不能使平衡移動(dòng)，不改變產(chǎn)物的產(chǎn)率；C項(xiàng)增大X，平衡正向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率增大，X本身的轉(zhuǎn)化率反而減?。籇項(xiàng)該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，

24、平衡正向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率增大。答案D2.2016天津理綜，10(3)改編在恒溫恒容的密閉容器中，某儲(chǔ)氫反應(yīng)：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是()A.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大B.吸收y mol H2只需1 mol MHxC.若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大D.若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)v(吸氫)解析MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。A項(xiàng)，平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，吸收y mol H2需要大于1 mol MHx，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，因?yàn)樵摲磻?yīng)正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，降溫時(shí)該反

25、應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大，正確；D項(xiàng)，向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，v(放氫)v(吸氫)，錯(cuò)誤。答案C3.(2017課標(biāo)全國(guó)，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問(wèn)題：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)eq f(1,2)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g) eq f(1,2)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1圖(a)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_0.1(填“大于

26、”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_(填標(biāo)號(hào))。A.升高溫度 B.降低溫度C.增大壓強(qiáng) D.降低壓強(qiáng)(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是_。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類(lèi)化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_。解析(1)由a圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1 M

27、Pa變化到x MPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以x的壓強(qiáng)更小，x0.1。由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯(cuò)誤。反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯(cuò)誤，D正確。(2)反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；然后進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過(guò)量的H2會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降。(3)590 之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系

28、中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過(guò)590 時(shí)，由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類(lèi)，所以參加反應(yīng)的丁烷也就相應(yīng)減少。答案(1)小于AD(2)原料中過(guò)量H2會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降(3)590 前升高溫度，反應(yīng)平衡正向移動(dòng)升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多溫度高于590 時(shí)有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低 一、選擇題1.(2018陜西模擬)在密閉容器中，一定條件下進(jìn)行反應(yīng)：NO(g)CO(g)1/2N2(g)CO2(g)H373.2 kJmol1，達(dá)到平衡后，為提高NO的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可采取的措施是()A.加催化劑同時(shí)升高溫度B.加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng)C.升高溫度同時(shí)充入N2

29、D.降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)解析催化劑不能改變平衡狀態(tài)，正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；催化劑不能改變平衡狀態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)正確；正反應(yīng)放熱，升高溫度同時(shí)充入N2，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但反應(yīng)速率不一定增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B2.下列可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)同時(shí)升高溫度，平衡一定向右移動(dòng)的是()A.2AB(g)A2(g)B2(g)H0B.A2(g)3B2(g)2AB3(g)H0C.A(s)B(g)C(g)D(g)H0D.2A(g)B(g)3C(g)D(s)

30、H0解析A項(xiàng)加壓平衡不移動(dòng)，升溫平衡向右移動(dòng)，正確；B項(xiàng)加壓平衡向右移動(dòng)，升溫平衡向左移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)加壓平衡向左移動(dòng)，升溫平衡向右移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)加壓平衡不移動(dòng)，升溫平衡向左移動(dòng)，錯(cuò)誤。答案A3.在密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)aA(g)cC(g)dD(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，將氣體體積壓縮到原來(lái)的一半，當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí)，D的濃度為原平衡的1.5倍，下列敘述正確的是()A.A的轉(zhuǎn)化率變大B.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.D的體積分?jǐn)?shù)變大D.acd解析氣體體積剛壓縮平衡還未移動(dòng)時(shí)D的濃度應(yīng)是原來(lái)的2倍，當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí)，D的濃度為原平衡的1.5倍，D的濃度減小，所以壓縮體積使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；A的

31、轉(zhuǎn)化率變小，A錯(cuò)誤；D的體積分?jǐn)?shù)減小，C錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，所以acd，D正確。答案D4.(2018溫州十校聯(lián)考)等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個(gè)密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)平衡：X(g)Y(g)2Z(g)H0。當(dāng)改變某個(gè)條件并達(dá)到新平衡后，下列敘述正確的是()A.升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)減小B.增大壓強(qiáng)，Z的濃度不變C.保持容器體積不變，充入一定量的惰性氣體，Y的濃度不變D.保持容器體積不變，充入一定量的Z，X的體積分?jǐn)?shù)增大解析A項(xiàng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，X的體積分?jǐn)?shù)增大；B項(xiàng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，但是體積縮小，Z的濃度增大；C項(xiàng)，不改變參加反應(yīng)的物

32、質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，則Y的濃度不變；D項(xiàng)為等效平衡，X的體積分?jǐn)?shù)不變。答案C5.一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，則下列判斷正確的是()A.c1c231B.平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為23C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0c10.14 molL1解析平衡濃度之比為13，轉(zhuǎn)化濃度亦為13，故c1c213，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率，Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)v生成(Z)應(yīng)為32，B不正確

33、；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0c10.14 molL1。答案D6.在某恒溫、恒容的密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H0，開(kāi)始時(shí)充入2 mol NO2并達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是()A.再充入2 mol NO2，平衡正向移動(dòng)，O2的體積分?jǐn)?shù)增大B.升高溫度，O2的體積分?jǐn)?shù)減小C.增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，NO2的體積分?jǐn)?shù)增大D.再充入1 mol O2，NO2的體積分?jǐn)?shù)增大解析A項(xiàng)，再充入2 mol NO2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，O2的體積分?jǐn)?shù)減小，A錯(cuò)；B項(xiàng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，O2的體積分?jǐn)?shù)增大，B錯(cuò)；D項(xiàng)，再充入1 mol O2，雖然平衡逆向移動(dòng)，NO2的物質(zhì)

34、的量增大，但NO2的體積分?jǐn)?shù)減小，D錯(cuò)。答案C7.相同溫度下，有相同容積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列敘述中不正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)速率：乙甲B.平衡后N2的濃度：乙甲C.H2的轉(zhuǎn)化率：乙甲D.平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù)：乙甲解析容器中發(fā)生的反應(yīng)為N2(g)3H2(g)2NH3(g)。相同容積的容器中充入不同量的反應(yīng)物，乙容器中壓強(qiáng)大，化學(xué)反應(yīng)速率：乙甲，A正確；根據(jù)勒夏特列原理可知，平衡時(shí)乙容器中N2的濃度應(yīng)大于甲容器，但會(huì)小于甲容器中N2濃度的2倍，B正確；乙容器中壓強(qiáng)較大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以H2的轉(zhuǎn)化率：乙甲

35、，C正確；平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù)：乙甲，D錯(cuò)誤。答案D8.在一定溫度下的固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)Ha kJmol1(a0)，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變B.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2 mol H2，同時(shí)生成0.4 mol H2OD.反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11，且保持不變解析未平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)是個(gè)變化的量，現(xiàn)在混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；恒容條件下，該混合氣體的密度是個(gè)不變的量，密度不變不能

36、說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2 mol H2，同時(shí)生成0.4 mol H2O，都表示正反應(yīng)，不能說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，C錯(cuò)誤；反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比在反應(yīng)過(guò)程中可能為變量，也可能為11(定值)，D錯(cuò)誤。答案A9.(2017合肥一檢)在一定溫度下的定容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)。當(dāng)下列所給有關(guān)量不再變化時(shí)，不能表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量D.eq f(N2O4,NO22)解析該反應(yīng)在恒溫、恒容條件下進(jìn)行，氣體物質(zhì)的質(zhì)量不變，密度始終保持不變，與反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)無(wú)

37、關(guān)，B項(xiàng)符合題意；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中氣體總物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)不符合題意；反應(yīng)過(guò)程中氣體總質(zhì)量不變，氣體總物質(zhì)的量減小，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)不符合題意；eq f(N2O4,NO22)Qc，Qc表示濃度商，當(dāng)濃度商保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)不符合題意。答案B10.汽車(chē)尾氣凈化的主要原理為2NO(g)2CO(g)eq o(,sup7(催化劑)2CO2(g)N2(g)H0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻

38、達(dá)到平衡狀態(tài)的是()解析由于是絕熱、恒容密閉體系，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的溫度升高，K不斷減小，當(dāng)K不變時(shí)，即溫度保持不變，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。答案B11.(2017益陽(yáng)市三模)已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJmol1。相同溫度下，在體積相同的兩個(gè)恒溫密閉容器中，加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達(dá)平衡過(guò)程體系的能量變化COH2OCO2H21400放出熱量：32.8 kJ0014熱量變化：Q下列說(shuō)法中，不正確的是()A.容器中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為80%B.容器中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器中CO2的轉(zhuǎn)化率C.容器中CO反

39、應(yīng)速率等于H2O的反應(yīng)速率D.平衡時(shí)，兩容器中CO2的濃度相等解析由反應(yīng)方程式知，當(dāng)消耗1 mol CO時(shí)放出的熱量為41 kJ，當(dāng)放出的熱量為32.8 kJ時(shí)，消耗0.8 mol CO，其轉(zhuǎn)化率為80%，A正確；容器中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.80.8(0.23.2)1，設(shè)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)消耗x mol CO2，則K2x2/(1x)(4x)1/K1，解得x0.8，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%，B正確；由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其系數(shù)之比知C正確；因平衡時(shí)容器中CO2為0.8 mol，容器中為0.2 mol，D錯(cuò)誤。答案D12.(2018深圳模擬)某溫度下，密閉容器中，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：2E(g

40、)F(g)xG(g)H0。若起始時(shí)E的濃度為a molL1，F(xiàn)、G的濃度均為0，達(dá)到平衡時(shí)E的濃度為0.5a molL1；若E的起始濃度改為2a molL1，F(xiàn)、G的濃度仍為0，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.若x1，容器體積保持不變，新平衡下E的體積分?jǐn)?shù)為50%B.升高溫度時(shí)，正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢C.若x2，容器體積保持不變，新平衡下F的平衡濃度為0.5a molL1D.若x2，容器壓強(qiáng)保持不變，新平衡下E的物質(zhì)的量為a mol解析若x1，達(dá)到平衡時(shí)E的體積分?jǐn)?shù)為50%，E的起始濃度改為2a molL1，相當(dāng)于兩個(gè)相同的容器中E的濃度均為a molL1，然后壓縮使氣體的體

41、積與一個(gè)容器的容積相等，平衡不移動(dòng)，E的體積分?jǐn)?shù)仍為50%，故A正確；升高溫度正逆反應(yīng)速率都增大，與反應(yīng)是吸熱還是放熱無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；達(dá)到原平衡時(shí)E的濃度為0.5a molL1，F(xiàn)的平衡濃度為0.25a molL1，若x2，壓縮氣體使體積為原體積的一半，F(xiàn)的濃度為0.5a molL1，但壓縮氣體體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，新平衡下F的平衡濃度小于0.5a molL1，故C錯(cuò)誤；若x2，容器壓強(qiáng)保持不變，則隨反應(yīng)的進(jìn)行容器的體積大小會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，而物質(zhì)的量的多少與容器的大小有關(guān)，故D錯(cuò)誤。答案A二、填空題13.(2018大連雙基測(cè)試)在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g

42、)H2(g)H0，該反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得如下數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度()初始CO濃度(molL1)初始H2O濃度(molL1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率11101150%210011x31100.8y60%(1)實(shí)驗(yàn)1中，10 h后達(dá)到平衡，H2的平均反應(yīng)速率為_(kāi)molL1h1。在此實(shí)驗(yàn)的平衡體系中，再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，平衡將_移動(dòng)(“向左”、“向右”、“不”或“無(wú)法確定”)。(2)實(shí)驗(yàn)2中，x的值_(填序號(hào))。A.等于50% B.大于50%C.小于50% D.無(wú)法確定(3)實(shí)驗(yàn)3中的y值為_(kāi)。(4)在100 條件下，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。A.壓強(qiáng)不再變化B.生成H2O

43、的速率和消耗H2速率相等時(shí)C.混合氣體的密度不變D.H2的質(zhì)量不再變化解析(1)根據(jù)反應(yīng)速率的公式可得v(CO)1 molL150%/10 h0.05 molvL1h1，再根據(jù)速率比等于系數(shù)比，v(H2)v(CO)0.05 molL1h1。在該平衡體系中同時(shí)改變了反應(yīng)物和生成物濃度，并且變化量一致，則QcK，故平衡不移動(dòng)。(2)從題給信息可知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，故CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以選B。(3)通過(guò)反應(yīng)1可知在110 時(shí)，該反應(yīng)的Keq f(CO2H2,COH2O)1，溫度一定，K一定，在反應(yīng)3中，Keq f(0.480.48,0.32（y0.48）)1，

44、求得y1.2。(4)反應(yīng)前后壓強(qiáng)始終不變，A錯(cuò)誤；生成H2O的速率和消耗H2的速率為同一反應(yīng)方向，B錯(cuò)誤；混合氣體的密度始終不變，C錯(cuò)誤；H2的質(zhì)量不再變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，D正確。答案(1)0.05不(2)B(3)1.2(4)D14.二甲醚具有優(yōu)良的燃燒性能，被稱(chēng)為21世紀(jì)的“清潔能源”，以下為其中一種合成二甲醚的方法。在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑作用下，在同一反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.1 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H224.5 kJmol1CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H341.2 k

45、Jmol1(1)寫(xiě)出CO2(g)加H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式是_。(2)一定條件下，原料氣中n(H2)/n(CO2)比值和溫度對(duì)CO2轉(zhuǎn)化率影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖。溫度為T(mén)1 K時(shí)，在1 L反應(yīng)容器中投入2 mol CO2和8 mol H2進(jìn)行反應(yīng)，試計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)CO2的濃度為_(kāi)。結(jié)合數(shù)據(jù)圖，歸納CO2平衡轉(zhuǎn)化率受外界條件影響的變化規(guī)律：a._。b._。(3)為研究初始投料比與二甲醚產(chǎn)率關(guān)系，在一定溫度和壓強(qiáng)下，投入一定物質(zhì)的量的H2、CO、CO2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)二甲醚的平衡產(chǎn)率隨原料氣中n(CO)/n(CO)n(CO2)比值增大而增大，試分析其原因_。解析(1)由2可得待求熱化學(xué)方程式2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)，利用蓋斯定律計(jì)算H2H1H2122.7 kJmol1。(2)由圖知轉(zhuǎn)化率為50%，則剩余1 mol的CO2，濃度為1 molL1；相同溫度時(shí)比較原料氣中eq f(n（H2）,n（C