第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（單元復(fù)習(xí)）（二）（原卷版）

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡單元復(fù)習(xí)（二）板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問(wèn)題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及反應(yīng)速率的表示方法。理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響。2.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。理解化學(xué)平衡的含義及其與反應(yīng)速率之間的聯(lián)系。3.理解勒夏特列原理的含義。理解濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。5.了解常見(jiàn)的幾種平衡圖像，能根據(jù)圖像進(jìn)行分析。重點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控。難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。一、工業(yè)上選擇適宜生產(chǎn)條件的原則1．控制反應(yīng)條件的目的(1)促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)條件，可以化學(xué)反應(yīng)速率，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，從而促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。(2)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)條件，也可以化學(xué)反應(yīng)速率，有害物質(zhì)的產(chǎn)生或控制副反應(yīng)的發(fā)生，從而抑制有害的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。2.控制反應(yīng)條件考慮因素：在實(shí)際生產(chǎn)中常常需要結(jié)合、、等情況，綜合考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素，尋找適宜的生產(chǎn)條件。此外，還要根據(jù)及等方面的規(guī)定和要求做出分析，權(quán)衡利弊，才能實(shí)施生產(chǎn)。3．控制反應(yīng)條件的基本措施(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施通過(guò)改變反應(yīng)體系的、溶液的、氣體的(或)、固體的以及使用等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。(2)提高轉(zhuǎn)化率的措施通過(guò)改變可逆反應(yīng)體系的、溶液的、氣體的(或)等改變可逆反應(yīng)的限度，從而轉(zhuǎn)化率。4.工業(yè)上選擇適宜生產(chǎn)條件的原則外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動(dòng)的條件控制綜合分析結(jié)果濃度應(yīng)物的濃度反應(yīng)物的濃度、減小生成物的濃度不斷地反應(yīng)物、及時(shí)地出生成物催化劑加合適的不需要加合適的溫度ΔH＜0兼顧速率和平衡，考慮催化劑的ΔH＞0在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取并考慮催化劑的壓強(qiáng)(有氣體參加)Δνg＜0在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取Δνg＞0兼顧速率和平衡，選取5、工業(yè)合成氨的適宜條件1）工業(yè)合成氨的適宜條件外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強(qiáng)溫度催化劑濃度2）問(wèn)題討論(1)壓強(qiáng)：目前我國(guó)合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)在10～30MPa，不采用更高壓強(qiáng)的理由是：壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備的要求越高、需要的動(dòng)力越大。(2)溫度：升高溫度能提高化學(xué)反應(yīng)速率，但工業(yè)合成氨溫度不能太高的理由是：①合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低。②400～500_℃催化劑活性最大，升高溫度，催化劑活性減弱。注意：工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)限度和反應(yīng)速率兩個(gè)角度選擇合成氨的適宜條件，既要考慮盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料，又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，同時(shí)還要考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件。6、合成氨的生產(chǎn)流程（1）生產(chǎn)流程（2）流程分析①原料氣干燥、凈化：除去原料氣中的水蒸氣及其他氣體雜質(zhì)，防止與催化劑接觸時(shí)，導(dǎo)致催化劑“中毒”而降低或喪失催化活性②壓縮機(jī)加壓：增大壓強(qiáng)③熱交換：合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系溫度逐漸升高，為原料氣反應(yīng)提供熱量，故熱交換可充分利用能源，提高經(jīng)濟(jì)效益。④冷卻：生成物NH3的液化需較低溫度采取迅速冷卻的方法，可使氣態(tài)氨變成液氨后及時(shí)從平衡混合物中分離出來(lái)，以促使平衡向生成NH3的方向移動(dòng)。⑤循環(huán)使用原料氣：因合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，平衡混合物中含有原料氣，將NH3分離后的原料氣循環(huán)利用，并及時(shí)補(bǔ)充N(xiāo)2和H2,使反應(yīng)物保持一定的濃度，以利于合成氨反應(yīng)，提高經(jīng)濟(jì)效益。二、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算——三段式計(jì)算模式1．分析三個(gè)量：起始量、變化量、平衡量。2．明確三個(gè)關(guān)系(1)對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3．計(jì)算方法：三段式法1）分析三個(gè)量：起始量、變化量、平衡量。2）明確三個(gè)關(guān)系(1)對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量變化量＝平衡量。(2)對(duì)于同一生成物，起始量變化量＝平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3）計(jì)算方法：三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式：對(duì)以下反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量(mol/L)ab00變化量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a－mxb－nxpxqx則有①平衡常數(shù)：K＝。②A的平衡濃度：c(A)＝mol·L－1。③A的轉(zhuǎn)化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。④A的體積分?jǐn)?shù)：φ(A)＝100%。⑤平衡壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比：eq\f(p平,p始)＝。⑥混合氣體的平均密度eq\x\to(ρ)(混)＝g·L－1。⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq\x\to(M)＝g·mol－1。⑧生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。名師助學(xué)：有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的注意事項(xiàng)(1)注意反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系反應(yīng)物：c(平)＝c(始)－c(變)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)。(2)利用ρ混＝eq\f(m總,V)和Mr＝eq\f(m總,n總)計(jì)算時(shí)要注意m總應(yīng)為氣體的總質(zhì)量，V應(yīng)為反應(yīng)容器的體積，n總應(yīng)為氣體的總物質(zhì)的量。(3)起始濃度、平衡濃度不一定符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但物質(zhì)之間是按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，這是計(jì)算的關(guān)鍵。(4)凡是氣體的壓強(qiáng)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(jìn)行相關(guān)計(jì)算。4．化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算(2)依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算平衡常數(shù)①同一可逆反應(yīng)中，K正·K逆＝。②同一方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小n倍，則新平衡常數(shù)K′與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K′＝或K′＝。③幾個(gè)可逆反應(yīng)方程式相加，得總方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于。④水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，必須拆成再計(jì)算平衡常數(shù)。5．轉(zhuǎn)化率的計(jì)算轉(zhuǎn)化率(α)＝eq\f(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量（或質(zhì)量、濃度）,反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量（或質(zhì)量、濃度）)×100%6．常用的氣體定律——?dú)怏w狀態(tài)方程：條件公式文字?jǐn)⑹鐾瑴赝瑝海剑酵瑴赝荩剑酵瑴赝瑝和|(zhì)量＝＝＝7.壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算技巧（1）步驟第一步，根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度；第二步，計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)；第三步，根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))；第四步，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp＝eq\f(p2NH3,pN2·p3H2)。（2）計(jì)算Kp的答題模板計(jì)算Kp的兩套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)為例]模板1：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(平衡時(shí)總壓為p0)n(始)1mol3mol0Δn0.5mol1.5mol1moln(平)0.5mol1.5mol1molp(X)eq\f(0.5,3)p0eq\f(1.5,3)p0eq\f(1,3)p0Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)p0))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5,3)p0))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5,3)p0))\s\up12(3))模板2：剛性反應(yīng)器中N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)p(始)p03p00Δpp′3p′2p′p(平)p0－p′3p0－3p′2p′Kp＝eq\f(（2p′）2,（p0－p′）（3p0－3p′）3)三、化學(xué)反應(yīng)的歷程1．基元反應(yīng)（1）含義：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的每一步反應(yīng)叫基元反應(yīng)。（2）特點(diǎn)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是由幾個(gè)基元反應(yīng)組成的。2．反應(yīng)歷程（反應(yīng)機(jī)理）（1）含義：與某化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的一組基元反應(yīng)反映了該反應(yīng)的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱(chēng)反應(yīng)機(jī)理。（2）特點(diǎn)①反應(yīng)不同，反應(yīng)歷程不同。②同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同。3.基元反應(yīng)過(guò)渡態(tài)理論（1）基元反應(yīng)過(guò)渡態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過(guò)程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)渡態(tài)。AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC反應(yīng)物過(guò)渡態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物（2）過(guò)渡態(tài)是反應(yīng)過(guò)程中具有最高能量的一種結(jié)構(gòu)狀態(tài)，過(guò)渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高，此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如，一溴甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的過(guò)程可以表示為CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH4.活化能與反應(yīng)機(jī)理使用催化劑，可以改變活化能，改變反應(yīng)機(jī)理，在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同，且均比總反應(yīng)的活化能低，故一般使用催化劑可以降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，如圖所示：E1為總反應(yīng)的活化能，E2、E3為使用催化劑反應(yīng)機(jī)理中各步的活化能。5．決定因素：反應(yīng)歷程由反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件決定。6．作用：反應(yīng)歷程的差別造成了化學(xué)反應(yīng)速率的不同。7．反應(yīng)歷程中的速率（1）決速反應(yīng)：活化能最大的反應(yīng)或速率最慢的反應(yīng)（2）決速濃度：最慢反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度決定總反應(yīng)的反應(yīng)速率8．反應(yīng)歷程中的兩種特殊物質(zhì)（1）催化劑：第一步反應(yīng)的反應(yīng)物，第二步反應(yīng)的生成物（開(kāi)始和后來(lái)有，中間沒(méi)有的物質(zhì)）（2）中間產(chǎn)物（過(guò)渡態(tài)物質(zhì)）：第一步反應(yīng)的生成物，第二步反應(yīng)的反應(yīng)物（開(kāi)始和后來(lái)沒(méi)有，中間有的物質(zhì)）四、催化反應(yīng)機(jī)理1．催化劑對(duì)反應(yīng)的影響（1）催化劑參與反應(yīng)，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率（2）催化劑不能改變反應(yīng)熱，可以降低反應(yīng)所需的溫度，減小反應(yīng)的能耗（3）總反應(yīng)的活化能大于催化反應(yīng)過(guò)程中各分反應(yīng)的活化能（4）催化劑具有選擇性：相同反應(yīng)物用不同催化劑生成物不同A+BCA+BD2．催化工藝的三種形式（1）直接型：A+BC+D（2）微觀型：A2+B22AB，如：（3）循環(huán)型：A+FB+E或A+FB+E①反應(yīng)物：A和F②生成物：B和E③催化劑：C或D，中間產(chǎn)物D或C④催化歷程：A+CB+D，D+FC+E，如：3.分析機(jī)理圖，確定物質(zhì)的方法進(jìn)入機(jī)理縮環(huán)圖的箭頭為反應(yīng)物，離開(kāi)機(jī)理縮環(huán)圖的箭頭為生成物；生成最終產(chǎn)物的步驟同樣生成催化劑，其余為中間產(chǎn)物。4.催化反應(yīng)機(jī)理分析思維模式(1)分析反應(yīng)目的：分清反應(yīng)物與目標(biāo)產(chǎn)物。(2)尋找各步反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物。(3)綜合分析所有反應(yīng)歷程，確定總反應(yīng)的反應(yīng)物(只反應(yīng)不生成)、生成物(只生成不反應(yīng))及中間產(chǎn)物(既生成又消耗)、循環(huán)物質(zhì)或催化劑(既反應(yīng)又生成)等。1．已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:溫度不同壓強(qiáng)下SO2的轉(zhuǎn)化率(%)1×105Pa5×105Pa1×106Pa5×106Pa1×107Pa450℃97.598.999.299.699.7550℃85.692.994.997.798.3（1）工業(yè)生產(chǎn)中通常選擇的溫度是450℃，理由是。（2）工業(yè)生產(chǎn)中通常選擇的壓強(qiáng)是，理由是。（3）在合成SO3的過(guò)程中，不需要分離出SO3的原因是。（4）生產(chǎn)中通入過(guò)量空氣的目的是。2.直接氧化法脫硫。反應(yīng)歷程與體系能量變化如下圖所示(TS表示過(guò)渡態(tài))。（1）上述反應(yīng)歷程共涉及個(gè)基元反應(yīng)（2）其中化學(xué)反應(yīng)速率最慢的步驟的活化能為_(kāi)______kJ·mol1。A．140.6 B．182.1 C．239.6 D．246.0（3）狀態(tài)③包括a、b兩種物質(zhì)，比較兩者沸點(diǎn)相對(duì)大小并說(shuō)明理由：。3．在體積為1L的密閉容器中充入1molCO2和3molH2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，測(cè)得CO2和CH3OH的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。（1）從0min到10min，。（2）平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為。（3）下列能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______（填字母）。A．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1B．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)消耗3molH2，同時(shí)生成1molH2OD．CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變（4）平衡時(shí)混合氣體中CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)是。（5）該反應(yīng)的平衡常數(shù)。?問(wèn)題一工業(yè)上適宜生產(chǎn)條件的選擇【典例1】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控措施說(shuō)法不正確的是A．硫酸工業(yè)中，為使黃鐵礦充分燃燒，可將礦石粉碎B．硝酸工業(yè)中，氨的氧化使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率C．合成氨工業(yè)中，為提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐剩捎醚h(huán)操作D．對(duì)于合成氨的反應(yīng)，如果調(diào)控好反應(yīng)條件，可使一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%【解題必備】1.在實(shí)際生產(chǎn)中常常需要結(jié)合設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟(jì)成本等情況，綜合考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素，尋找適宜的生產(chǎn)條件。此外，還要根據(jù)環(huán)境保護(hù)及社會(huì)效益等方面的規(guī)定和要求做出分析，權(quán)衡利弊，才能實(shí)施生產(chǎn)。2.化學(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程【變式11】某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)2M(g)△H<0。下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的說(shuō)法正確的是()A.工業(yè)上合成M時(shí)，一定采用高壓條件，因?yàn)楦邏河欣贛的生成B.若物質(zhì)B價(jià)廉易得，工業(yè)上一般采用加入過(guò)量的B以提高A和B的轉(zhuǎn)化率C.工業(yè)上一般采用較高溫度合成M,因溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高D.工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因?yàn)樯a(chǎn)中使用催化劑可提高M(jìn)的日產(chǎn)量【變式12】利用計(jì)算機(jī)技術(shù)測(cè)得在甲、乙兩種催化劑作用下由正丁烷(g)制備1丁烯(g)的反應(yīng)歷程如下，其中甲、乙催化劑表面的物種均用*號(hào)標(biāo)注，過(guò)渡態(tài)均用TS表示，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．選用催化劑甲時(shí)的最高能壘(活化能)為1.95eVB．選用催化劑乙時(shí)，相對(duì)能量從的過(guò)程為正丁烷的吸附過(guò)程C．為吸熱反應(yīng)D．若只從平均反應(yīng)速率快慢角度考慮，生產(chǎn)中適宜選用催化劑乙?問(wèn)題二化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的分析判斷【典例2】科學(xué)家致力于將大氣中過(guò)多的轉(zhuǎn)化為有益于人類(lèi)的物質(zhì)，一種從空氣中捕獲轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)歷程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該過(guò)程的總反應(yīng)為B．第1步反應(yīng)的原子利用率為C．第4步反應(yīng)中有極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成D．金屬釕通過(guò)降低該反應(yīng)的活化能提高反應(yīng)速率【解題必備】1.催化機(jī)理類(lèi)歷程圖解題方法（1）明確反應(yīng)物：解答這類(lèi)題圖時(shí)，最重要的是看清圖示中的箭頭，明確哪些物質(zhì)進(jìn)入循環(huán)體系、哪些物質(zhì)離開(kāi)循環(huán)體系，進(jìn)入循環(huán)體系的物質(zhì)為總反應(yīng)的反應(yīng)物，離開(kāi)循環(huán)體系的物質(zhì)為總反應(yīng)的生成物。（2）明確催化劑和中間產(chǎn)物：從循環(huán)圖示中找出分解成的若干個(gè)反應(yīng)，通過(guò)分步反應(yīng)區(qū)分出哪些是催化劑，哪些是中間產(chǎn)物，催化劑在機(jī)理圖中多是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的。（3）寫(xiě)出總反應(yīng)：依據(jù)質(zhì)量守恒定律，確定循環(huán)圖示中沒(méi)標(biāo)出的物質(zhì)，利用氧化還原反應(yīng)的配平方法進(jìn)行配平，寫(xiě)出總反應(yīng)，同時(shí)標(biāo)出催化劑和反應(yīng)條件。2.能壘與決速步驟的關(guān)系能壘：簡(jiǎn)單可以理解為從左往右進(jìn)行中，向上爬坡最高的為能壘，而包含此能壘的反應(yīng)我們稱(chēng)之為決速步驟，也稱(chēng)為慢反應(yīng)。例如下圖中，從第一個(gè)中間態(tài)到過(guò)渡態(tài)2的能量就是能壘，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化劑時(shí)該歷程的決速步驟?！咀兪?1】合成氨反應(yīng)[]中氮?dú)夂蜌錃夥肿釉诖呋瘎┍砻娴牟糠肿兓^(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．使用催化劑，合成氨反應(yīng)放出的熱量減少B．反應(yīng)過(guò)程中存在—NH—、等中間產(chǎn)物C．適當(dāng)升高溫度能提高一段時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率D．圖①→②的過(guò)程吸熱，圖③→④的過(guò)程放熱【變式22】科學(xué)研究人員結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在催化劑表面上與的反應(yīng)歷程，前三步歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用“·”標(biāo)注，表示過(guò)渡態(tài)。下列有關(guān)敘述正確的是A．催化劑通過(guò)參與化學(xué)反應(yīng)，降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率B．上述反應(yīng)歷程中的速率由第2步反應(yīng)決定C．·HOCO轉(zhuǎn)化為·CO和·OH需要放熱D．上述反應(yīng)歷程中每一步均存在氫氫鍵的斷裂?問(wèn)題三化學(xué)平衡的綜合計(jì)算【典例3】T℃時(shí)，向容積為2L的剛性容器中充入1molCO2和一定量的H2發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H20(g)，達(dá)到平衡時(shí)，HCHO的分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與起始的關(guān)系如圖所示。已知：初始加入2molH2時(shí)，容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)為1.2pkPa。下列說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=kPa1B．d點(diǎn)：v正<v逆C．10min時(shí)反應(yīng)到達(dá)c點(diǎn)，則0~10min用CO2表示的平均反應(yīng)速率為0.05mol/(L·min)D．c點(diǎn)時(shí)，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.1pkPa，平衡正向移動(dòng)【解題必備】1.有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的“3”點(diǎn)說(shuō)明（1）有關(guān)化學(xué)平衡的常見(jiàn)計(jì)算是化學(xué)平衡常數(shù)、物質(zhì)的平衡濃度和平衡轉(zhuǎn)化率之間的相關(guān)計(jì)算。（2）在進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的“三段式”計(jì)算時(shí)，要注意各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量三者單位的統(tǒng)一。（3）凡是氣體的壓強(qiáng)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(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2.平衡轉(zhuǎn)化率[注意]①在同一條件下，平衡轉(zhuǎn)化率是該條件下的最大的轉(zhuǎn)化率。②產(chǎn)率＝實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量③催化劑可以提高未達(dá)到平衡的產(chǎn)率，但是不能提高平衡轉(zhuǎn)化率?！咀兪?1】工業(yè)上利用反應(yīng)制取氫氣。向兩個(gè)容積為的密閉容器中加入和各，分別在不同溫度和催化劑下進(jìn)行反應(yīng)，保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變，經(jīng)測(cè)得兩容器中轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．A點(diǎn)和B點(diǎn)均為反應(yīng)的平衡狀態(tài)B．催化劑2比催化劑1的催化效率高C．C點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)的平均速率D．溫度為時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)【變式32】水煤氣可以在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，現(xiàn)在向10L恒容密閉容器中充入和，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃起始時(shí)物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)物質(zhì)的量/molⅠ7000.400.100.09Ⅱ8000.100.400.08Ⅲ8000.200.30aⅣ9000.100.15bA．，B．降低溫度，有利于提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率C．實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，若某時(shí)刻測(cè)得，則此時(shí)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為10％D．實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ中，反應(yīng)均達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)之比1．在一恒容密閉容器中，加入X、Y和合適的催化劑，發(fā)生反應(yīng)：，在不同溫度下，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，Z的生成速率的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．可用體系的壓強(qiáng)作為化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志B．時(shí)，催化劑的活性最高，化學(xué)反應(yīng)速率最快C．和時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率都比時(shí)高D．實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，容器的溫度宜控制在左右2．下列有關(guān)合成氨反應(yīng)的說(shuō)法正確的是A．該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則

B．選用高效催化劑，可降低該反應(yīng)的C．其它條件不變，增大起始的比值，可提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率D．反應(yīng)達(dá)平衡后，分離出少量NH3，正反應(yīng)速率加快3．下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是A．用排飽和食鹽水的方法收集氯氣B．把食品存放在冰箱里可延長(zhǎng)保質(zhì)期C．合成氨工業(yè)中使用鐵觸媒作催化劑D．500℃時(shí)比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)4．工業(yè)上可利用CO2和NH3合成尿素CO(NH2)2，該可逆反應(yīng)分兩步進(jìn)行，能量變化如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．NH2COONH4是中間產(chǎn)物B．總反應(yīng)的決速步是反應(yīng)ⅠC．使用催化劑不能減小總反應(yīng)的焓變D．若反應(yīng)Ⅱ生成的水為氣態(tài)，則E2變大5.一種合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示(吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*表示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．生成過(guò)程中包含多步還原反應(yīng)B．過(guò)程和過(guò)程中能量的變化值相同C．增大濃度，有利于提高的轉(zhuǎn)化率D．有大量氨分子吸附在催化劑表面會(huì)降低化學(xué)反應(yīng)速率6．乙烯氣相直接水合反應(yīng)制備乙醇：。乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖【起始時(shí)，，容器體積為2L】。下列分析正確的是A．乙烯氣相直接水合反應(yīng)的B．圖中壓強(qiáng)的大小關(guān)系為C．圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)D．達(dá)到平衡狀態(tài)a、b所需要的時(shí)間：7．在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)△H＜0，一段時(shí)間后達(dá)到平衡．反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表，下列說(shuō)法正確的是()t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10A．反應(yīng)前2min的平均速率v(Z)=2.0×103mol/(L?min)B．其他條件不變，降低溫度，正反應(yīng)速率減慢，逆反應(yīng)速率加快C．該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.44D．其他條件不變，再充入0.2molZ，平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)減小8．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：t℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。（2）該反應(yīng)為反應(yīng)(填“吸熱”、“放熱”)。（3）能判斷該反應(yīng)是否已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是。a．容器中壓強(qiáng)不變

b．混合氣體中c(CO)不變c．v正(H2)=v逆(H2O)

d．c(CO2)=c(CO)（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：[CO2][H2]=[CO][H2O]，試判斷此時(shí)的溫度為℃。該溫度時(shí)，可逆反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下：時(shí)間/minCO2(mol/L)H2(mol/L)CO(mol/L)H2O(mol/L)00.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c34c1c2c3c3計(jì)算：3～4min時(shí)CO的濃度c3，CO2(g)的轉(zhuǎn)化率，(c3精確到小數(shù)點(diǎn)后面三位數(shù))。1．下列有關(guān)化學(xué)工業(yè)的說(shuō)法正確的是A．硫酸工業(yè)生產(chǎn)采用常壓，是因?yàn)樵诔合碌霓D(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了B．硫酸工業(yè)中，為提高的轉(zhuǎn)化率，通入的空氣越多越好C．合成氨工業(yè)，在提高速率和原料的轉(zhuǎn)化率上對(duì)溫度的要求是一致的D．合成氨工業(yè)采用循環(huán)操作，主要是為了增大化學(xué)反應(yīng)速率2．金屬鐵(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途，目前生產(chǎn)鐵的方法之一是將金紅石()轉(zhuǎn)化為，再進(jìn)一步還原得到鐵。轉(zhuǎn)化為有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：(ⅰ)直接氯化：

(ⅱ)碳氯化：

在，將、C、以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。下列選項(xiàng)中正確的是A．為吸熱反應(yīng)B．反應(yīng)的C．隨溫度升高，1400℃時(shí)在平衡混合物中的比例下降，主要原因是碳氯化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，反應(yīng)程度降低D．綜合考慮反應(yīng)速率和平衡，進(jìn)行碳氯化反應(yīng)合適的生產(chǎn)溫度為1000~1200℃之間3．在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)：，下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率。下列說(shuō)法正確