2021屆新高考選考化學一輪復習蘇教版 化學反應的方向和限度 學案

第二單元化學反響的方向和限度

［考點分布］

考2021

2021年2021年2021年2021年

試年

知識內(nèi)容

要4104

11月4月11月4月1月

求月月月

(1)化學反響的T1T

bT12T17T21

限度212

(2)化學平衡的T1T

bT12T14T14T21

概念212

(3)化學平衡狀T1TT2KT29(1)

bT12T14T14T17

態(tài)的特征212①

(4)自發(fā)反響的

a

概念

T30(二

(5)烯變的概念a

)(1)

(6)用烯變、爛

T30(

變判斷化學反c

1)

響的方向

(7)化學平衡常T30(*)(

bT29(l)②

數(shù)2)

T16>

T3T22、

(8)反響物的轉(zhuǎn)TT2K

b0(1T22T30(一)(

化率21T30(一

)1)⑶

)(1)

T

(9)化學平衡常

T30(30T30(二T30(一)(

數(shù)與反響限度、cT29

1)(2)2)

轉(zhuǎn)化率的關系

)

考點1化學反響進行的方向

一、自發(fā)反響

1.自發(fā)過程

(1)概念

在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動進行的過程。

⑵特點

①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。

②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。

2.自發(fā)反響

在一定條件下，無需外界幫助就能自發(fā)進行的反響稱為自發(fā)反響。

二、煽、婚變

1.埼的概念

一是衡量一個體系混亂度的物理量。用符號￡表示。

同一條件下，不同物質(zhì)有不同的嫡值，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下幅值也不同，一般規(guī)律是

5(g)>S(l)>5(s)o

2.炳變的概念

?變是反響前后體系嫡的變化,用空表示，化學反響的AS越大，越有利于反響自發(fā)

進行。

三、用埼變、焰變判斷化學反響的方向

1.熔變與反響方向

研究說明，對于化學反響而言，決定化學反響能否自發(fā)進行的一個因素是體系的混亂度。

大多數(shù)自發(fā)反響有趨向于體系暹亂度增大的傾向。

2.焰變與反響方向

研究說明，對于化學反響而言，絕大多數(shù)放熱反響都能自發(fā)進行,且反響放出的熱量越

多，體系能量降低得也越多，反響越完全?？梢姡错懙难孀兪侵萍s化學反響能否自發(fā)進行

的另一個因素。

3.綜合判斷反響方向的依據(jù)

(l)A//-TA5<0,反響能自發(fā)進行。

(2)A//-7'AS=0,反響到達平衡狀態(tài)。

(3)A//-TA5>0,反響不能自發(fā)進行。

題組化學反響方向的判斷

1.實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進行的反響都是放熱反響。對此說法的理解正確的選項是

()

A.所有的放熱反響都是自發(fā)進行的

B.所有的自發(fā)反響都是放熱的

C.焰變是影響反響是否具有自發(fā)性的一種重要因素

D.焰變是決定反響是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)

答案：C

2.(2021?金華高二質(zhì)檢)以下過程屬于端增加的是()

A.一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)

B.高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石

C.4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)

D.固態(tài)碘升華

答案：D

3.(2021?寧波月考)以下說法錯誤的選項是()

A.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，那么該反響的△”>()

B.反響NH3(g)+HCl(g)=NH4。⑸在室溫下可自發(fā)進行，那么該反響的AH<0

C.一定溫度下，反響MgCMl)=Mg⑴+CL(g)的AH>0,AS>0

D.常溫下，反響C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進行，那么該反響的△”>()

解析：選A。A項，該反響是礴減的反響，常溫下能自發(fā)進行說明△〃<();B項，該反

響是炳減的反響，常溫下能

自發(fā)進行說明AH<0;C項，此反響為高溫下MgCL的分解反響，△//>(),△SX);D項，

該反響△■$>(),常溫下不能自發(fā)進行，那么有故AH>0。

4.[2021?浙江4月選考，T30(l)改編]水是“生命之基質(zhì)"，是“永遠值得探究的物質(zhì)"。

關于反響H2(g)+102(g)=H20(l),以下說法不正確的選項是()

A.焰變△“<(),端變AS<0

B.可以把反響設計成原電池，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化

C.一定條件下，假設觀察不到水的生成，說明該條件下反響不能自發(fā)進行

D.選用適宜的催化劑，有可能使反響在常溫常壓下以較快的速率進行

解析：選C。該反響顯然為放熱反響，所以蛤變AH<0,該反響氣體分子數(shù)減小，所以

烯變ASVO,A項正確；該反響屬于自發(fā)的氧化復原反響，所以可以設計成原電池，實現(xiàn)能

量的轉(zhuǎn)化，B項正確；反響能自發(fā)進行的判斷依據(jù)是A"—TAS<0,是反響能進行的趨勢，

和是否生成水無關，C項錯誤：催化劑能降低反響的活化能，加快反響速率，有可能使反響

在常溫常壓下以較快的速率進行，D項正確。

應落1幅圖1

燃變、炳變和溫度對化學反響方向的影響

&H△S△H-TAS反響情況

一+永遠是負值在任何溫度下均能自發(fā)進行

在任何溫度下均不能自發(fā)進

+——永遠是正值

行

低溫時不能自發(fā)進行；高溫時

++低溫為正；高溫為負

能自發(fā)進行

低溫時能自發(fā)進行；高溫時不

——低溫為負；高溫為正

能自發(fā)進行

考點2化學平衡狀態(tài)

1.概念

一定條件下的可逆反響中，正反響速率與逆反響速率相等，反響體系中所有參加反響的

物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。

2.化學平衡的建立

從正反響開始建立從逆反響開始建立

3.平衡特點

題組一化學平衡狀態(tài)的特點

1.(2021?浙江4月選考，T12)：X(g)+2Y(g)3Z(g)?mo「(a>0)。以下

說法不正確的選項是()

A.molXmolmol

B.到達化學平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化

C.到達化學平衡狀態(tài)時，反響放出的總熱量可達“kJ

D.升高反響溫度，逆反響速率增大、正反響速率減小

解析：選D。升高反響溫度，正、逆反響速率均增大。

2.(2021?浙江11月選考，T14)X(g)+Y(g)2W(g)+M(g)mo「(a>0)。

一定溫度下，在體積恒定的密閉容器中，參加ImolX(g)與ImolY(g)。以下說法正確的選項

是()

A.充分反響后，放出熱量為akJ

B.當反響到達平衡狀態(tài)時，X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為1:2

C.當X的物質(zhì)的量分數(shù)不再改變，說明該反響已到達平衡

D.假設增大Y的濃度，正反響速率增大，逆反響速率減小

解析：選C。A項，反響X(g)+Y(g)2W(g)+M(g)屬于可逆反響，且為吸熱反響，

那么ImolX(g)與ImolY(g)充分反響后不可能完全轉(zhuǎn)化，吸收的熱量小于akJ,故A錯誤；

B項，當反響到達平衡狀態(tài)時，正反響速率和逆反響速率相等，反響混合物中各組分的濃度

保持不變，但X與W的物質(zhì)的量濃度之比不一定為1：2,故B錯誤；C項，當X的物質(zhì)

的量分數(shù)不再改變，說明正反響速率和逆反響速率相等，說明該反響已到達平衡，故C正

確；D項，假設增大Y的濃度，正、逆反響速率均增大，故D錯誤。

3.一定溫度下，在體積恒定的密閉容器中發(fā)生反響：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)o反響

過程中的局部數(shù)據(jù)如下表所示：

c/(mol-L')

C(N2)C(H2)C(NH3)

r/min

00

3

6

9

反響剛好到達平衡狀態(tài)時()

A.r=6min

1

B.C(NH3)mol-L^

C.容器內(nèi)的氣體分子數(shù)〃(N2):n(H2):〃(NH3)=1：3：2

D.H2的正反響速率等于N2的逆反響速率

解析：選B。根據(jù)反響方程式，可將表格補充如下：

c/(molL",)

C(N2)C(H2)C(NH3)

r/min

00

3

6

9

由表格可知，6min時已達平衡，但不能確定是否6min剛好平衡，A項錯誤；由表格數(shù)

-1

據(jù)可知，B項正確；到達平衡時，n(N2)：?(H2)：〃(NH3)=式N2)：C(H2)：c(NH3)mol-L：

_1

mol-L：mol?L-=2：6：1,C項錯誤；到達平衡時，H2的正反響速率等于N2的逆反

響速率的3倍，D項錯誤。

法圖圖畫

極端假設法確定各物質(zhì)濃度范圍

可逆反響各物質(zhì)濃度范圍可根據(jù)極端假設法判斷，假設反響正向或逆向進行到底，求出

各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。

例如：可逆反響X2(g)+Y2(g)2Z(g),各物質(zhì)的起始濃度分別為c(X2)mol.LF,C(Y2)

mol-L1,c(Z)mol-L1o

假設反響正向進行到底：X2(g)+Y2(g)2Z(g)

起始濃度(mol-L')

改變濃度(moH/i)

終態(tài)濃度(molLr)0

假設反響逆向進行到底：X2(g)+Y2(g)2Z(g)

起始濃度(molLp

改變濃度(mo卜L-i)

終態(tài)濃度(molLpO

平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2e(o,),Y2e(,),ze(0,)。

題組二化學平衡狀態(tài)的判斷

4.(2021?浙江4月選考，T14)反響N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0,假設在恒壓絕

熱容器中發(fā)生，以下選項說明反響一定已達平衡狀態(tài)的是()

A.容器內(nèi)的溫度不再變化

B.容器內(nèi)的壓強不再變化

C.相同時間內(nèi)，斷開H—H鍵的數(shù)目和生成N—H鍵的數(shù)目相等

D.容器內(nèi)氣體的濃度C(N2):C(H2)：C(NH3)=1：3：2

解析：選A。A項中，因反響在恒壓絕熱容器中發(fā)生且是放熱反響，容器內(nèi)的溫度不再

變化，說明已達平衡狀態(tài)，正確；B項中，由于反響是在恒壓絕熱容器中發(fā)生，因此容器內(nèi)

的壓強始終不變，錯誤；C項中，相同時間內(nèi)，斷開H—H鍵與生成N—H鍵表示的都是正

反響速率，錯誤；D項中，容器內(nèi)氣體的濃度C<N2)：C(H2)：C(NH3)=1：3：2不能說明正

反響速率和逆反響速率相等，錯誤。

5.(2021?金麗街十二校聯(lián)考)過氧乙酸(CH3coOOH)有強氧化性，可用于物體外表、皮

膚、果蔬、環(huán)境的消毒，其制備反響為CH3coOH+H2O2CH3COOOH+H2O,以下有關

說法正確的選項是()

A.降低溫度可加快該反響速率

B.參加適宜的催化劑可提高H2O2的轉(zhuǎn)化率

C.至!］達平衡時，。正=。逆=0

D.到達平衡時，p1K(CH3COOH)=pii(H2O2)

解析：選D。降低溫度，化學反響速率減慢，A項錯誤：催化劑能加快化學反響速率，

但不能使化學平衡移動，B項錯誤；到達平衡時，。正=0連去0,C項錯誤；到達平衡時，v

工(CH3coOH)=。正(H2(D2)=O道(H2O2),D項正確。

6.(2021?浙江4月選考，T17)以下說法正確的選項是()

A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他條件不變，縮小反響容器體積，正逆反響速率不變

B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的質(zhì)量不再改變說明反響己達平衡

C.假設壓強不再隨時間變化能說明反響2A(?)+B(g)2C(?)已達平衡，那么A、

C不能同時是氣體

D.ImoM和3m0任反響到達平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出熱量Q;在相同溫度和

壓強下，當2moiN%分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收熱量Q2，不等于。

解析：選B。對于反響H2(g)+L(g)2Hl(g),由于反響物和生成物均為氣體，縮小反

響容器體積，增大體系壓強，正、逆反響速率均加快，A項錯誤；C(s)+H2O(g)H2(g)

+CO(g),碳的質(zhì)量不再改變說明正、逆反響速率相等，說明反響已達平衡，B項正確：假

設A、B、C均為氣體，壓強不再隨時間變化也能說明該反響已達平衡，C項錯誤；根據(jù)能

量守恒規(guī)律和等效平衡，兩者應該相等，D項錯誤。

1.化學平衡狀態(tài)的判斷思路

(1)“逆向相等”

反響速率必須一個是正反響的速率，一個是逆反響的速率，且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的

消耗速率和生成速率相等。

(2)“變量不變”

如果一個量是隨反響進行而改變的，當其不變時反響到達平衡狀態(tài)；一個隨反響進行保

持不變的量，不能作為是否到達平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。

2.化學平衡狀態(tài)的判斷方法

以《7A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g)為例：

類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)

混合物①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一

平衡

體系中定

各成分②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡

的含量③各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡

正、逆①在單位時間內(nèi)消耗了次molA,同時生成mmolA平衡

反響速②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB,同時生成pmolC不一定

率的③o(A)：o(B)：0(C):v(D)=m：n：p：q不一定

關系④在單位時間內(nèi)生成〃molB,同時消耗夕molD不一定

①時，總壓強一定(其他條件一定)平衡

壓強

@m+n=p+q時，總壓強一定(其他條件一定)不一定

平均相對分平衡

①加+〃#〃+夕時,一定M

子質(zhì)量(M)不一定

@m+n=p+q時，M一定

①膽+p+q,恒溫恒壓時，密度保持不變平衡

氣體密度②時，密度保持不變不一定

③恒溫恒容時，密度保持不變不一定

溫度體系溫度一定(其他條件一定)平衡

顏色反響體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色不再改變平衡

考點3化學平衡常數(shù)

1.化學平衡常數(shù)的概念

在一定溫度下，當一個可逆反響到達化學平衡時，生成物濃度基之積與反響物濃度反之

積的比值是一個常數(shù)，用符號區(qū)表示.

2.化學平衡常數(shù)的表達式

對于反響mA(g)+/?B(g)pC(g)+qD(g),

d'(C)d(D)

K=；“'5；(固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。

3.化學平衡常數(shù)的意義

(1)K值越大，反響物的轉(zhuǎn)化率越大，正反響進行的程度越大。

⑵K只受溫度影響,與反響物或生成物的濃度變化無關?

(3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反響的平衡常數(shù)。

4.由化學平衡常數(shù)判斷化學平衡移動的方向和反響的熱效應

(1)利用化學平衡常數(shù)可判斷一個化學反響是否到達化學平衡狀態(tài)

對于可逆反響“A(g)+6B(g)cC(g)+JD(g),在一定溫度下的任意時刻，反響物與生

成物濃度均有如下關系：

_c?.(C)(D)

(A)d⑻

反響向正反響方向進行，

Q=K反響處于化學平衡狀態(tài),。正三獨

反響向逆反響方向進行，必區(qū)0逆

(2)利用化學平衡常數(shù)可判斷反響的熱效應

假設升高溫度，K值增大，那么正反響為吸熱反響;

假設升高溫度，K值減小，那么正反響為放熱反響。

5.平衡轉(zhuǎn)化率

對于一般的化學反響：aA+hBcC+elD,到達平衡時反響物A的轉(zhuǎn)化率為a(A)=

A的初始濃度一A的平衡濃度co[A)-c(A)

A的初始濃度XIOO/。-8(A)X100%[e(A)為A的初始濃度,c(A)

為平衡時A的濃度]。

O特別提醒(1)同一個反響中，反響物可以有多種，但不同反響物的轉(zhuǎn)化率可能不同。

(2)增大一種反響物的濃度，可以提高其他反響物的轉(zhuǎn)化率。工業(yè)生產(chǎn)中常常提高廉價

原料的比例，從而增大昂貴原料的轉(zhuǎn)化率，如工業(yè)合成氨中增大氮氣的濃度，從而提高氫氣

的轉(zhuǎn)化率。

題組化學平衡常數(shù)及其應用

1.(2021?寧波選考適應性考試)反響CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在1000K到達平

衡時，分別改變以下條件，化學平衡常數(shù)K發(fā)生變化的是()

A.將壓強減小至原來的一半

B.將反響溫度升高至1200K

C.添加催化劑

D.增大水蒸氣的濃度

解析：選B?；瘜W平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù)，只有溫度變化時才能引起K的變化。

2.在25℃時，以下反響的平衡常數(shù)如下：

①N2(g)+O2(g)2NO(g)K=1X1O3。

81

②2H2(g)+Ch(g)2H2O(g)K2=2X10

③2cO2(g)2co(g)+C>2(g)K3=4X1092

以下說法正確的選項是()

A.NO分解反響：NO(g)jN2(g)+3c>2(g)的平衡常數(shù)為1X10—30

B.根據(jù)氏的值可以判斷常溫下H2和02很容易反響生成H20

C.常溫下，NO、比0、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向順序為NO>H2O>CO2

D.反響②中，升高溫度，K值增大

11j〔N，〕.J〔O,〕

解析：選CoNO(g)]N2(g)+502(g)的平衡常數(shù)為K=----CINO〕.-

c〔NJ?<;〔ojc2〔NO〕11

-c2〔NO〕[NA.C〔O、〕-「=axi°-3°)=1x10”,A項錯誤；常溫下H2

和。2很難反響生成H2O,B項錯誤；常溫下，NO、H2O.CO2三種物質(zhì)分解放出O2的K

分別為1X103。、5X10-82、4X10P2,傾向順序為NOH2OCO2,C項正確：反響②為放熱

反響，升高溫度，平衡向逆反響方向移動，K值減小，D項錯誤。

3.碘單質(zhì)難溶于水卻易溶于KI溶液。碘水中參加KI溶液發(fā)生反響：b(aq)+「(aq)I3

(aq),該反響的平衡常數(shù)與溫度的關系如圖，以下說法不正確的選項是()

A.上述正反響為放熱反響

B.上述體系中參加苯，平衡不移動

C.可運用該反響原理除去硫粉中少量的碘單質(zhì)

D.實驗室配制碘水時;為增大碘單質(zhì)的溶解度可參加適量KI溶液

解析：選B。由圖中可看出，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)減小，故升高溫度，平衡逆向

移動，正反響為放熱反響，A項正確；參加苯后能將溶液的碘單質(zhì)萃取，降低了溶液中c(L),

平衡逆向移動，B項錯誤；硫粉中的碘單質(zhì)在參加KI后，碘單質(zhì)生成Kb而除去，C項正

確；配制碘水時，參加KI溶液，使得平衡正向移動，增大碘單質(zhì)的溶解度，D項正確。

圖則窗隨

(1)關于H2O的濃度問題

①稀水溶液中進行的反響，雖然H2。參與反響，但是H2O只作為溶劑，不能代入平衡

常數(shù)表達式。

如NH4C1+H2ONH3-H2O+HC1的平衡常數(shù)表達式為K=

c(HC1)-c(NH3?H2。)

c(NH4CI)

②H2O的狀態(tài)不是液態(tài)而是氣態(tài)時，那么需要代入平衡常數(shù)表達式。

(2)代入平衡常數(shù)表達式的是平衡濃度，而不是任意時刻的濃度，更不能將物質(zhì)的量代

入。

(3)同一化學反響，可以用不同的化學方程式表示，每個化學方程式都有自己的平衡常

數(shù)表達式及相應的平衡常數(shù)。因此，要注意使用與化學方程式相對應的平衡常數(shù)。

4.反響①CO(g)+CuO(s)C02(g)+Cu(s)和反響②H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)

在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K\和K2,該溫度下反響③CO(g)+H2O(g)CO2(g)

+H2(g)的平衡常數(shù)為K。那么以下說法正確的選項是()

A.反響①的平衡常數(shù)K尸耳翳言黑

B.反響③的平衡常數(shù)K=*

K2

C.對于反響③，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，那么該反響的婚變?yōu)檎?/p>

D.對于反響③，恒溫恒容下，增大壓強，平衡常數(shù)增大

解析：選B。在書寫平衡常數(shù)表達式時，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達式中，A錯誤；

由于反響③=反響①一反響②，因此平衡常數(shù)K=毋，B正確：反響③中，溫度升高，H2

A.2

濃度減小，那么平衡左移，即逆反響為吸熱反響，正反響為放熱反響，因此A”<0,C錯誤；

恒溫下平衡常數(shù)為一定值，不受其他因素影響，D錯誤。

5.[2021?浙江11月選考，T30(一)]合成氨工藝(流程如下圖)是人工固氮最重要的途徑。

2021年是合成氨工業(yè)先驅(qū)哈伯(FHaber)獲得諾貝爾獎100周年。N?和川生成NH.；的反響

|3

為/2值)+/2(g)NH3(g)AH(298K)kJ?mo「。

在Fe催化劑作用下的反響歷程為(*表示吸附態(tài))

化學吸附：N2(g)f2N*；H2(g)2H*

外表反響：N*+H*NH*；NH*+H*NH2；NH5+H*NH3

脫附：NH3NH3(g)

其中，N2的吸附分解反響活化能高、速率慢，決定了合成氨的整體反響速率。

請答復：

(1)利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有。

A.低溫B.?角溫C.低壓D.「司壓E.催化劑

(2)標準平衡常數(shù)”(八,點叱:H，/p"),其中，為標準壓強(IXlO'Pa),PNH3、PN2

和PH2為各組分的平衡分壓，如PNH3=XNH3P,P為平衡總壓，XNH3為平衡系統(tǒng)中NH3的物質(zhì)

的量分數(shù)。

①N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1：3,反響在恒定溫度和標準壓強下進行，NH3的平衡

產(chǎn)率為3,那么K"=(用含。的最簡式表示)。

②以下圖中可以示意標準平衡常數(shù)隨溫度T變化趨勢的是。

(3)實際生產(chǎn)中，常用工藝條件：Fe做催化劑，控制溫度773X107pa,原料氣中用和

比物質(zhì)的量之比為1:2.8。

①分析說明原料氣中N2過量的理由：________________________________________

②關于合成氨工藝的以下理解，正確的選項是。

A.合成氨反響在不同溫度下的△"和AS都小于零

B.控制溫度(773K)遠高于室溫，是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反響速率

C.當溫度、壓強一定時，在原料氣(七和H?的比例不變)中添加少量惰性氣體，有利于

提高平衡轉(zhuǎn)化率

D.基于NH3有較強的分子間作用力可將其液化，不斷將液氨移去，利于反響正向進行

E.別離空氣可得N2,通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣須經(jīng)過凈化處理，以

防止催化劑中毒和平安事故發(fā)生

解析：(1)根據(jù)勒夏特列原理，對于制備氨的反響，加壓或降溫有助于平衡正向移動。

(2)①設初始氮氣為xmol,氫氣為3xmol。

1N2(g)+|H2(g)NH3(g)

初始/molx3Ao

轉(zhuǎn)7TL/moLrOf3xa)2xaj

平衡/molx(l—①)3x(1—co)2xco

計算體積分數(shù)，代入公式，得

3y3L1—coJ2

②K隨溫度升高而減小，而且根據(jù)K3表達式可知K*與T不是線性關系，應選A。

(3)①根據(jù)題意，從提高轉(zhuǎn)化率和提高反響速率角度來分析，原料中的氮氣易得，適度

過量有利于提高氫氣的轉(zhuǎn)化率；氮氣在鐵催化劑上的吸附分解是決定反響速率的步驟，適度

過量有利于提高整體的反響速率。

②B項，升溫會使平衡逆向移動，平衡轉(zhuǎn)化率減??；C項相當于減小了分壓，平衡逆向

移動，平衡轉(zhuǎn)化率減小。

4G)(2—3)

答案：(1)AD(2)?-7TT；----EA

3\3(1—3)2

(3)①原料氣中N2相對易得，適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率；N2在Fe催化劑上的吸

附分解是決速步驟，適度過量有利于提高整體反響速率②ADE

考點4有關化學平衡的計算

1.分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。

2.明確三個關系

(1)對于同一反響物，起始量一變化量=平衡量。

(2)對于同一生成物，起始量+變化量=平衡量。

(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反響物的化學計量數(shù)之比。

3.計算方法：三段式法

對于反響：n?A(g)+〃B(g)/?C(g)+^D(g),令A、B起始物質(zhì)的量分別為amol、〃moL

到達平衡后，A的消耗量為〃amoL容器容積為VL。

〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g)

起始(mol)"00

變化(mol)mxnxpxqx

平衡(mol)a—mxb—nxpxqx

那么有：

-,

(2)cr(A)=^y^mol?Lo

(3)o(A)=ZyX100%,仆)：°(B)=詈：詈=*

a-mx

(4)O(A)=葉葉J100%。

P(T)a+b+〔p+q—〃?一")x

⑸公a+b

a?M(A)+b?M(B)

(6)P(混)=-,

Vg*Lo

_a?M(A)+b?M(B)

a+b+{p+q-m—n}m°^°

題組有關化學平衡的計算

1.(2021?浙江11月選考，T16)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)A”kJ?mo「。起始反響物

為N2和H2,物質(zhì)的量之比為1：3,且總物質(zhì)的量不變，在不同壓強和溫度下，反響到達平

衡時，體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)如下表：

—\混聲

\400℃450℃500℃600℃

7物質(zhì)的量分數(shù)\

壓強

20MPa

30MPa

以下說法正確的選項是()

A.體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)越大，那么正反響速率越大

B.反響到達平衡時，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比均為1

C.反響到達平衡時，kJ

D.600℃、30MPa下反響到達平衡時，生成NH3的物質(zhì)的量最多

答案：B

2.對于可逆反響C0+H20(g)CO2+H2，答復以下問題：

(D830K時,假設起始時c(CO)=2moLLI,c(H2O)=3mol?L平衡時CO的轉(zhuǎn)化率

為60%,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為；平衡常數(shù)K的值為。

(2)830K時，假設只將起始時以"0)改為6moi那么水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為。

⑶假設830K時，起始濃度c(CO)=amol-Lc(H2O)=/?mol-LH2的平衡濃度c(H2)

=cmol,L那么

①a、b、c之間的關系式是；

②當a=6時，a—Co

解析：在以下計算中，各濃度單位均為molL-J

(l)CO+H2O(g)CO2+H2

起始濃度2300

轉(zhuǎn)化濃度

平衡濃度

12

a(H2O)=-yX100%=40%,K==l。

(2)設H2O的轉(zhuǎn)化濃度為X。

CO+H2O(g)CO2+H2

起始濃度2600

轉(zhuǎn)化濃度XXXX

平衡濃度2—x6—xrx

=1,解得xmoLL-i,那么a(H2O)=葛X100%=25%。

K〔2—x〕?〔6-x〕

(3)CO+H2O(g)CO2+H2

起始濃度abOO

轉(zhuǎn)化濃度cccc

平衡濃度a—cb—ccc

化簡得k黑；假設L"那么〃=2c。

答案：⑴40%1(2)25%⑶①。=黑②2

3.[2021?浙江4月選考，T30(二)]乙酸乙酯一般通過乙酸和乙醇酯化合成:

CHaCOOH⑴+C2H50H⑴濃MS?！籆H3co00出(1)+&0(1)△//kJoioL

△

純物質(zhì)和相關恒沸混合物的常壓沸點如下表：

純物質(zhì)沸點/℃恒沸混合物(質(zhì)量分數(shù))沸點/℃

乙醇乙酸乙酯()+水()

乙酸乙酸乙酯()+乙醇()

乙酸乙

乙酸乙酯()+乙醇()+水()

酯

請完成：

(1)關于該反響，以下說法不合理的是。

A.反響體系中硫酸有催化作用

B.因為化學方程式前后物質(zhì)的化學計量數(shù)之和相等，所以反響的AS等于零

C.因為反響的△”接近于零，所以溫度變化對平衡轉(zhuǎn)化率的影響大

D.因為反響前后都是液態(tài)物質(zhì)，所以壓強變化對化學平衡的影響可忽略不計

(2)一定溫度下該反響的平衡常數(shù)K=4.0。假設按化學方程式中乙酸和乙醛的化學計量

數(shù)比例投料?,那么乙酸乙酯的平衡產(chǎn)率y=；假設乙酸和乙醇的物質(zhì)的量之比為n:

1,相應平衡體系中乙酸乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)為x,請在圖1中繪制x隨〃變化的示意圖(計

算時不計副反響)。

(3)工業(yè)上多采用乙酸過量的方法，將合成塔中乙酸、乙爵和硫酸混合液加熱至HOC左

右發(fā)生酯化反響并回流，直到塔頂溫度到達70?71℃,開始從塔頂出料?？刂埔宜徇^量的

作用有o

(4)近年，科學家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：

2c2H50H(g)催;到CH3coOC2H5(g)+2H2(g)

在常壓下反響，冷凝收集，測得常溫下液態(tài)收集物中主要產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)如圖2所示。

關于該方法，以下推測合理的是。

A.反響溫度不宜超過300℃

B.增大體系壓強，有利于提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率

C.在催化劑作用下，乙醛是反響歷程中的中間產(chǎn)物

D.提高催化劑的活性和選擇性，減少乙醛、乙烯等副產(chǎn)物是工藝的關鍵

解析：(1)A項，根據(jù)反響方程式可知，反響體系中硫酸做催化劑和吸水劑，合理：B

項，反響前后物質(zhì)化學計量數(shù)之和相等，不能說明反響AS為零，不合理；C項，因為反響

的A4趨近于零，所以溫度變化對平衡轉(zhuǎn)化率的影響小，不合理；D項，因為反響前后都是

液態(tài)物質(zhì)，所以壓強變化對化學平衡的影響可忽略不計，合理。（2）根據(jù)化學平衡常數(shù)的表

達式，再結(jié)合三段式進行求解。設乙酸的轉(zhuǎn)化量為amol,那么

CFhCOOH⑴+C2H50H⑴""S6CHaCOOC2H5⑴+氏0⑴

△

改變

aaaa

平衡

1-al-aaa

?2?

K=〔|_“尸=4,可知（或67%）。乙酸與乙醇按照系數(shù)投料時，平衡體系乙酸

乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)到達最大值（，所以4=1時，乙酸乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)在最高點，乙酸

的物質(zhì)的量繼續(xù)增大，乙酸乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)反而逐漸減小。（3）根據(jù)可逆反響的平衡移

動規(guī)律，乙酸過量可以提高乙醇轉(zhuǎn)化率，減少恒沸混合物中乙醇的含量。（4）A項，根據(jù)圖

像分析可知，反響溫度超過300℃,乙酸乙酯質(zhì)量分數(shù)降低，乙鞋質(zhì)量分數(shù)增加，可知反響

溫度不宜超過300℃,合理；B項，增大體系壓強，平衡逆向移動，故不利于提高乙醇平衡

轉(zhuǎn)化率，不合理；C項，由圖像可知，乙醛在275℃之后逐漸減少，乙酸乙酯逐漸增多，所

以乙醛是反響歷程中的中間產(chǎn)物，合理；D項，有機反響中副反響較多，提高催化劑的活性

和選擇性，減少乙酷、乙烯等副產(chǎn)物是工藝的關鍵，合理。

答案：（1）BC

⑵（或67%）oin一

（3）提高乙醇轉(zhuǎn)化率；提高反響溫度，從而加快反響速率；有利于后續(xù)產(chǎn)物的別離

（4）ACD

應焉1幅畫

有關化學平衡計算的考前須知

（1）注意反響物和生成物的濃度關系

反響物：C（平）=C（始）一以變）；生成物：C（平）=c（始）+c（變）。

(2)利用p泥=芍和根=心計算時要注意機愿應為氣體的質(zhì)量，丫應為反響容器的體積，

Vn&

〃總應為氣體的物質(zhì)的量。

(3)起始濃度、平衡濃度不一定符合化學計量數(shù)之比，但物質(zhì)之間是按化學計量數(shù)之比

反響和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學計量數(shù)之比，這是計算的關鍵。

(4)但凡氣體的壓強變化、密度變化均必須轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的變化或氣體的體積變化才

能進行相關計算。

課后達標檢測

一、選擇題

1.以下反響在任何溫度下均能自發(fā)進行的是()

1

A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)A//=163kJmol

-1

B.Ag(s)+1ci2(g)=AgCl(s)A//=-127kJ-mol

C.HgO(s)=Hg(l)+1o2(g)AH-91kJ-moP'

1

D.H2O2(l)=1o2(g)+H2O(l)A//=-98kJmol

解析：選D。對于A項，△”>(),AS<0,在任何溫度下，△H—TAS>0,即任何溫度

下反響都不能自發(fā)進行；對于B項，XH<0,AS<0,在較低溫度下，△H-TAScO,即低

溫下反響能自發(fā)進行；對于C項，AH>0,AS>0,假設使反響自發(fā)進行，即△H—TAS<0,

必須升高溫度，即反響只有在較高溫度時能自發(fā)進行；對于D項，XH<0,A5>0,在任何

溫度下，AH—TXSG即在任何溫度下反響均能自發(fā)進行。

2.(2021?浙江4月選考，T12)可逆反響在一定條件下到達化學平衡時，以下說法不正確

的選項是()

A.正反響速率等于逆反響速率

B.反響物和生成物濃度不再發(fā)生變化

C.反響體系中混合物的組成保持不變

D.正、逆反響速率都為零

答案：D

3.(2021?溫州選考模擬)N2(g)+3H2(g)2NFh(g)在一定條件下到達化學平衡時，以下

說法不正確的選項是()

A.N2濃度保持不變

B.山體積分數(shù)保持不變

C.21MH2)=3。式即)

D.斷裂3moiHH鍵，同時斷裂2moiNH鍵

解析：選D?？赡娣错慛2(g)+3H2(g)2NHMg)到達化學平衡狀態(tài)時，斷裂3moiHH

鍵，同時應斷裂6moiNH鍵，D項錯誤。

4.向恒容密閉容器中通入一定量N2O4,發(fā)生反響r

N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高，氣體顏色變深。如圖表示該反響平\

衡時有關物理量丫隨某條件x(其他條件不變)變化的規(guī)律。X、r分別是

()OX

A.溫度T,逆反響速率。B.溫度T,氣體的密度。

C.壓強p,平衡常數(shù)7?.壓強p,N2O4的轉(zhuǎn)化率。

解析：選D。升高溫度，正、逆反響速率均增大，A項錯誤；氣體的總質(zhì)量不變，容器

體積不變(恒本)，那么升高溫度，氣體的密度不變，B項錯誤；平衡常數(shù)K僅受溫度的影響，

故增大壓強，K不變，C項錯誤；增大壓強，平衡逆向移動，N2O4的轉(zhuǎn)化率降低，D項正

確。

5.(2021?浙江10月選考，T⑵在一定條件下，可逆反響X(g)+2Y(g)2Z(g)AH=

-wkJ-mor1,到達化學平衡時，以下說法一定正確的選項是()

A.反響放出akJ熱量

B.X和Y的物質(zhì)的量之比為1:2

C.反響物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化

D.X的正反響速率等于Z的逆反響速率

解析：選C。反響放出熱量的多少與實際反響的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關，并且放出akJ熱

量時并不能說明到達化學平衡，故A錯誤；X和Y的物質(zhì)的量之比為1：2,不能說明到達

化學平衡，故B錯誤；反響物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化，說明到達了化學平衡，故C

正確；X的正反響速率等于Z的逆反響速率的一半時，說明到達化學平衡，故D錯誤。

6.對可逆反響4NH3(g)+5Ch(g)4NO(g)+6H2O(g),以下表達中正確的