2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題重點(diǎn)突破專題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡習(xí)題含解析

PAGE48-專題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡主干學(xué)問(wèn)梳理1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法(1)公式法：v(B)＝eq\o(□,\s\up3(01))eq\f(ΔcB,Δt)。(2)比值法：同一化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的eq\o(□,\s\up3(02))化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)來(lái)說(shuō)，則有eq\o(□,\s\up3(03))eq\f(vA,m)＝eq\o(□,\s\up3(04))eq\f(vB,n)＝eq\o(□,\s\up3(05))eq\f(vC,p)＝eq\o(□,\s\up3(06))eq\f(vD,q)。2．外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)“惰性氣體”對(duì)反應(yīng)速率的影響①恒容：充入“惰性氣體”總壓eq\o(□,\s\up3(07))增大→參加反應(yīng)的物質(zhì)濃度eq\o(□,\s\up3(08))不變(活化分子濃度eq\o(□,\s\up3(09))不變)→反應(yīng)速率eq\o(□,\s\up3(10))不變。②恒壓：充入“惰性氣體”體積eq\o(□,\s\up3(11))增大→參加反應(yīng)的物質(zhì)濃度eq\o(□,\s\up3(12))減小(活化分子濃度eq\o(□,\s\up3(13))減小)→反應(yīng)速率eq\o(□,\s\up3(14))減小。(2)純液體、固體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在化學(xué)反應(yīng)中，純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度為eq\o(□,\s\up3(15))常數(shù)，故eq\o(□,\s\up3(16))不能用純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度變更來(lái)表示反應(yīng)速率，但是固態(tài)反應(yīng)物顆粒的eq\o(□,\s\up3(17))大小是影響反應(yīng)速率的條件之一，如煤粉由于表面積eq\o(□,\s\up3(18))大，燃燒就比煤塊eq\o(□,\s\up3(19))快得多。(3)外界條件對(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響方向是一樣的，但影響程度不肯定相同。①當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時(shí)，v正eq\o(□,\s\up3(20))增大，v逆eq\o(□,\s\up3(21))瞬間不變，隨后也eq\o(□,\s\up3(22))增大。②增大壓強(qiáng)，v正和v逆eq\o(□,\s\up3(23))都增大，氣體分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率變更程度eq\o(□,\s\up3(24))大。③對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，變更壓強(qiáng)可以同等程度地變更正、逆反應(yīng)速率。④上升溫度，v正和v逆eq\o(□,\s\up3(25))都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度eq\o(□,\s\up3(26))大。⑤運(yùn)用催化劑，能同等程度地變更正、逆反應(yīng)速率。3．化學(xué)平衡狀態(tài)推斷的兩類標(biāo)記(1)v(正)＝v(逆)。(2)各組分eq\o(□,\s\up3(27))百分含量保持不變。4．化學(xué)平衡移動(dòng)的推斷方法——勒夏特列原理的應(yīng)用通過(guò)比較平衡破壞瞬時(shí)的正、逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小來(lái)推斷平衡移動(dòng)的方向。(1)若外界條件變更，引起v正＞v逆，則化學(xué)平衡向eq\o(□,\s\up3(28))正反應(yīng)方向(或向eq\o(□,\s\up3(29))右)移動(dòng)；(2)若外界條件變更，引起v正＜v逆，則化學(xué)平衡向eq\o(□,\s\up3(30))逆反應(yīng)方向(或向eq\o(□,\s\up3(31))左)移動(dòng)；(3)若外界條件變更，雖能引起v正和v逆變更，但變更后新的v正′和v逆′仍保持相等，則化學(xué)平衡eq\o(□,\s\up3(32))沒(méi)有發(fā)生移動(dòng)。5．化學(xué)平衡常數(shù)(1)意義：化學(xué)平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，K越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。K＞eq\o(□,\s\up3(33))105時(shí)，可以認(rèn)為該反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完全。K的大小只與eq\o(□,\s\up3(34))溫度有關(guān)。(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：對(duì)于可逆化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在肯定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，K＝eq\o(□,\s\up3(35))eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。另可用壓強(qiáng)平衡常數(shù)表示：Kp＝eq\o(□,\s\up3(36))eq\f(ppC·pqD,pmA·pnB)[p(C)為平衡時(shí)氣體C的分壓]。(3)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＝eq\o(□,\s\up3(37))1；②同一反應(yīng)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′＝eq\o(□,\s\up3(38))Kn或K′＝eq\o(□,\s\up3(39))eq\r(n,K)。③幾個(gè)可逆反應(yīng)方程式相加，得總反應(yīng)方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)eq\o(□,\s\up3(40))之積。6．轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率及分壓的計(jì)算(1)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率＝eq\o(□,\s\up3(41))eq\f(反應(yīng)物的變更量,反應(yīng)物的起始量)×100%(2)產(chǎn)物的產(chǎn)率＝eq\o(□,\s\up3(42))eq\f(生成物的實(shí)際產(chǎn)量,生成物的理論產(chǎn)量)×100%(3)分壓＝總壓×eq\o(□,\s\up3(43))物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)考點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素例1(1)(2024·全國(guó)卷Ⅱ)環(huán)戊二烯簡(jiǎn)單發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是________(填標(biāo)號(hào))。A．T1>T2B．a(chǎn)點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率D．b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45mol·L－1(2)(2024·天津高考)不同溫度下反應(yīng)②(3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH＜0)中SiCl4轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列敘述正確的是________(填序號(hào))。a．B點(diǎn)：v正>v逆b．v正：A點(diǎn)>E點(diǎn)c．反應(yīng)相宜溫度：480～520℃[批注點(diǎn)撥][解析](1)分析圖像可知在相同時(shí)間范圍內(nèi)T2比T1溫度下環(huán)戊二烯濃度削減的多，因此溫度T2＞T1，A錯(cuò)誤；a點(diǎn)比c點(diǎn)的環(huán)戊二烯濃度大，但T2>T1，故a點(diǎn)、c點(diǎn)的反應(yīng)速率相對(duì)大小無(wú)法確定，B錯(cuò)誤；a點(diǎn)與b點(diǎn)的溫度相同，但a點(diǎn)的反應(yīng)物濃度比b點(diǎn)的反應(yīng)物濃度大，所以a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的正反應(yīng)速率，而b點(diǎn)接著向正反應(yīng)方向進(jìn)行，b點(diǎn)的正反應(yīng)速率又大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，故v正(a)＞v逆(b)，C正確；由2(g)C10H12(g)(二聚體)起初1.5mol·L－10轉(zhuǎn)化1.5mol·L－1－0．6mol·L－1eq\f(1.5mol·L－1－0.6mol·L－1,2)可知：b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為eq\f(0.9mol·L－1,2)＝0.45mol·L－1，D正確。(2)B點(diǎn)時(shí)反應(yīng)正向移動(dòng)，即v正>v逆，a正確。A點(diǎn)溫度比E點(diǎn)低，所以v正：vA<vE，b錯(cuò)誤。由題圖可知，溫度為480～520℃時(shí)，SiCl4轉(zhuǎn)化率較高，該溫度為相宜溫度，c正確。[答案](1)CD(2)ac有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的易錯(cuò)點(diǎn)(1)錯(cuò)誤地把化學(xué)反應(yīng)速率等同于瞬時(shí)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率是某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時(shí)速率。(2)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計(jì)算時(shí)，錯(cuò)誤地用某物質(zhì)的物質(zhì)的量代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算，速率大小比較時(shí)易忽視各物質(zhì)的速率的單位是否一樣，單位書寫是否正確。(3)錯(cuò)誤地認(rèn)為純固體和純液體不會(huì)改變更學(xué)反應(yīng)速率。事實(shí)上不能用純固體和純液體物質(zhì)的變更表示化學(xué)反應(yīng)速率，但若將固體的顆粒變小(增大固體的接觸面積)，則化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)加快。(4)錯(cuò)誤地認(rèn)為只要增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率肯定增大。事實(shí)上反應(yīng)在密閉固定容積的容器中進(jìn)行，若充入氦氣(或不參加反應(yīng)的氣體)，壓強(qiáng)增大，但參加反應(yīng)的各物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變；若反應(yīng)在密閉容積可變的容器中進(jìn)行，充入氦氣(或不參加反應(yīng)的氣體)而保持壓強(qiáng)不變，則容器體積增大，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減小。(5)不能正確區(qū)格外界條件對(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響趨勢(shì)。如對(duì)ΔH＜0的反應(yīng)，上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，正、逆反應(yīng)速率都增大，并不是只增大逆反應(yīng)速率，只是逆反應(yīng)速率增大的程度大于正反應(yīng)速率；工業(yè)合成氨中，移出部分氨氣(平衡右移)，在移出氨氣時(shí)刻，正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小。1．(2024·湖南重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．Mg比Al活潑，在原電池中Mg肯定作負(fù)極，Al作正極B．其他條件相同時(shí)，夏天鋼鐵電化學(xué)腐蝕速度比冬天快C．在Zn和稀H2SO4反應(yīng)中，加入CuSO4越多，產(chǎn)生H2越快D．在化工生產(chǎn)中用酸或堿溶解礦石，酸或堿的濃度越大、溫度越高，浸出率越高答案B解析Mg、Al作電極，NaOH溶液作電解液形成原電池時(shí)，Al作負(fù)極，Mg作正極，A錯(cuò)誤；其他條件相同時(shí)，夏天氣溫高，鋼鐵電化學(xué)腐蝕速度比冬天快，B正確；在Zn和稀H2SO4反應(yīng)中，加入少量CuSO4，鋅把銅置換出來(lái)形成原電池，會(huì)加快反應(yīng)速率，若加入CuSO4太多，置換出的銅包袱在鋅的表面，會(huì)阻擋Zn與稀H2SO4進(jìn)一步反應(yīng)，C錯(cuò)誤；在化工生產(chǎn)中用酸或堿溶解礦石，一般狀況下，酸或堿的濃度越大，溫度越高，浸出率越高，但是均有肯定的極限，D錯(cuò)誤。2．在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列推斷不正確的是()A．a(chǎn)＝6.00B．同時(shí)變更反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變C．b<318.2D．不同溫度時(shí)，蔗糖濃度削減一半所需的時(shí)間相同答案D解析依據(jù)題中數(shù)據(jù)分析，溫度不變時(shí)，反應(yīng)的瞬時(shí)速率與濃度成正比，則可求出a＝6.00，A正確；溫度為bK、濃度為0.500mol·L－1和溫度為318.2K、濃度為0.300mol·L－1對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速率相等，B正確；濃度不變時(shí)，溫度由318.2K變?yōu)閎K時(shí)，反應(yīng)速率減小，則b<318.2，C正確；不同溫度時(shí)，反應(yīng)速率不同，蔗糖濃度削減一半所需的時(shí)間不同，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)2化學(xué)平衡及其移動(dòng)例2(1)(2024·全國(guó)卷Ⅲ)近年來(lái)，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之快速增長(zhǎng)。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)探討的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題：①Deacon獨(dú)創(chuàng)的干脆氧化法為：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變更的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0，依據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400℃)＝________(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時(shí)降低產(chǎn)物分別的能耗。進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)過(guò)低、過(guò)高的不利影響分別是____________________________________。②在肯定溫度的條件下，進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是____________。(寫出2種)(2)(2024·天津高考)將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)依次為：①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3反應(yīng)③的ΔH3＝________(用ΔH1，ΔH2表示)。溫度上升，反應(yīng)③的平衡常數(shù)K________(填“增大”“減小”或“不變”)。[批注點(diǎn)撥][解析](1)①由圖像知，隨著溫度的上升，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低，所以4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH<0，上升溫度平衡左移，則K(300℃)>K(400℃)。在溫度肯定的條件下，c(HCl)和c(O2)的進(jìn)料比越大，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越低，所以題圖中自上而下三條曲線是c(HCl)∶c(O2)(進(jìn)料濃度比)為1∶1、4∶1、7∶1時(shí)的變更曲線。當(dāng)c(HCl)∶c(O2)＝1∶1時(shí)，列三段式：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)eq\a\vs4\al(起始濃度,mol·L－1)c0c00eq\a\vs4\al(轉(zhuǎn)化濃度,mol·L－1)0.84c00.21c00.42c00.42ceq\a\vs4\al(平衡濃度,mol·L－1)(1－0.84)c0(1－0.21)c00.42c00.42c0K(400℃)＝eq\f(0.42c02×0.42c02,1－0.844c\o\al(4,0)×1－0.21c0)＝eq\f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)。c(HCl)∶c(O2)過(guò)高時(shí)，HCl轉(zhuǎn)化率較低；當(dāng)c(HCl)∶c(O2)過(guò)低時(shí)，過(guò)量的O2和Cl2分別時(shí)能耗較高。②由平衡移動(dòng)的條件可知，為提高HCl的轉(zhuǎn)化率，在溫度肯定的條件下，可以增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，增加O2的量或者剛好分別出產(chǎn)物。(2)依據(jù)蓋斯定律即可得③＝②－①，所以ΔH3＝ΔH2－ΔH1。由于ΔH2<0，ΔH1>0，所以ΔH3<0，即反應(yīng)③為放熱反應(yīng)，升溫時(shí)反應(yīng)③逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小。[答案](1)①大于eq\f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)O2和Cl2分別能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低②增加反應(yīng)體系壓強(qiáng)、剛好分別出產(chǎn)物(2)ΔH2－ΔH1減小解答化學(xué)平衡移動(dòng)問(wèn)題的步驟其中條件變更可以按以下思路分析：3．(2024·河南滑縣高三調(diào)研)在1L恒容密閉容器中投入足量Mg(NO3)2，在肯定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：2Mg(NO3)2(s)2MgO(s)＋4NO2(g)＋O2(g)。下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．NO2體積分?jǐn)?shù)不再變更B．MgO的濃度不再變更C．NO2消耗速率與O2生成速率之比為4∶1D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變更答案C解析反應(yīng)物為固體，產(chǎn)物有兩種氣體，氣體的體積比始終保持不變，NO2體積分?jǐn)?shù)保持不變，不能推斷平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；固體濃度為常數(shù)，B錯(cuò)誤；混合氣體的比例肯定，平均相對(duì)分子質(zhì)量肯定，不能推斷是否平衡，D錯(cuò)誤。4．(2024·A10聯(lián)盟)碳是構(gòu)成物質(zhì)世界最重要的元素之一，能形成眾多的化合物。(1)已知0.096kg碳完全燃燒可放出3148kJ熱量，1mol液態(tài)水汽化時(shí)要汲取44kJ熱量。①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1請(qǐng)寫出制備水煤氣的熱化學(xué)方程式：____________________。(2)2L恒容密閉容器中發(fā)生C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)反應(yīng)，當(dāng)通入不同量的H2O(g)和CO(g)充分反應(yīng)后得到如下試驗(yàn)數(shù)據(jù)：①由試驗(yàn)組1數(shù)據(jù)可知，達(dá)到平衡時(shí)v(H2O)＝________mol·L－1·min－1。②增大壓強(qiáng)對(duì)該可逆反應(yīng)的影響是________________________________。③若在肯定溫度、容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列說(shuō)法中可推斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(填編號(hào))a．容器中壓強(qiáng)不變b．1molH—H鍵斷裂，同時(shí)斷裂2molH—O鍵c．c(H2O)＝c(CO)d．v(H2O)＝v(H2)e．容器體積不變答案(1)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1(2)①0.15②壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)③be解析(1)由信息可知：n(C)＝eq\f(96g,12g/mol)＝8mol，8molC～3148kJ1molC～xeq\f(8mol,1mol)＝eq\f(3148kJ,x)x＝393.5kJ則③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1又由題干信息可知④H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1由蓋斯定律③＋④－①×eq\f(1,2)－②×eq\f(1,2)，可得出目標(biāo)熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1。(2)①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)起始量t＝0:2mol0.8mol0轉(zhuǎn)化量Δn:xxx平衡量t＝4min:2mol－x0.8mol＋xx由信息可知x＝1.2mol，則v(H2O)＝eq\f(Δn,V·Δt)＝eq\f(1.2mol,2L×4min)＝0.15mol·L－1·min－1。③由信息可知密閉容器容積可變，則壓強(qiáng)始終不變，a錯(cuò)誤。1molH—H鍵斷裂，必定同時(shí)生成2molH—O鍵，結(jié)合選項(xiàng)可知H—O鍵的生成與斷裂速率相等，即v正＝v逆，b正確。c(H2O)與c(CO)相等與該反應(yīng)是否達(dá)到平衡沒(méi)有任何關(guān)系，c錯(cuò)誤。H2O和H2的計(jì)量數(shù)相等，則隨意時(shí)刻v(H2O)＝v(H2)，d錯(cuò)誤。工業(yè)制水煤氣的反應(yīng)是一個(gè)氣體總物質(zhì)的量有變更的反應(yīng)，則從零時(shí)刻起先，密閉容器的容積會(huì)發(fā)生變更。假如容積不變了，則達(dá)到了平衡狀態(tài)，e正確。考點(diǎn)3化學(xué)平衡常數(shù)及有關(guān)計(jì)算例3(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)(g)＋I(xiàn)2(g)(g)＋2HI(g)，ΔH＝89.3kJ/mol，起始總壓為105Pa，平衡時(shí)總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝____________Pa。達(dá)到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可實(shí)行的措施有________(填標(biāo)號(hào))。A．通入惰性氣體 B．提高溫度C．增加環(huán)戊烯濃度 D．增加碘濃度[批注點(diǎn)撥][解析]設(shè)碘和環(huán)戊烯的物質(zhì)的量均為1mol，達(dá)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol，由題意得：(g)＋I(xiàn)2(g)(g)＋2HI(g)初始物質(zhì)的量/mol1100轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/molxxx2x平衡物質(zhì)的量/mol1－x1－xx2x平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為(2＋x)mol，則有eq\f(2＋xmol－2mol,2mol)×100%＝20%，解得x＝0.4則環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%總壓強(qiáng)為105Pa×(1＋20%)＝1.2×105Pa因此各種氣體的分壓為p()＝1.2×105Pa×eq\f(0.6mol,2.4mol)＝0.3×105Pap(I2)＝1.2×105Pa×eq\f(0.6mol,2.4mol)＝0.3×105Pap()＝1.2×105Pa×eq\f(0.4mol,2.4mol)＝0.2×105Pap(HI)＝1.2×105Pa×eq\f(0.8mol,2.4mol)＝0.4×105Pa反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p×[pHI]2,p×pI2)＝eq\f(0.2×105Pa×0.4×105Pa2,0.3×105Pa×0.3×105Pa)≈3.56×104Pa。欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，則平衡正向移動(dòng)，由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此升溫可使平衡正向移動(dòng)；增加碘的濃度，平衡正向移動(dòng)，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率提高。[答案]40%3.56×104BD化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)利用化學(xué)平衡常數(shù)推斷化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，同等條件下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。(2)利用化學(xué)平衡常數(shù)推斷是否平衡及化學(xué)平衡移動(dòng)的方向，對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在肯定溫度下的隨意時(shí)刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)＝Qc，稱為濃度商。Qceq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆,＝K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆,>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正<v逆))(3)利用化學(xué)平衡常數(shù)推斷反應(yīng)的熱效應(yīng)5．肯定條件下，向密閉容器中加入X物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)：3X(g)Y(g)＋Z(g)ΔH<0，反應(yīng)一段時(shí)間后變更某一個(gè)外界條件，反應(yīng)中各時(shí)刻X物質(zhì)的濃度如下表所示。下列說(shuō)法中不正確的是()反應(yīng)時(shí)間(min)05151720X的濃度(mol·L－1)1.00.40.40.70.7A．0～5min時(shí)，該反應(yīng)的速率為v(X)＝0.12mol·L－1·min－1B．5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，該溫度下的平衡常數(shù)值為0.625C．15min時(shí)變更的條件可能是降低溫度D．從初始到18min時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為30%答案C解析v(X)＝eq\f(1.0mol·L－1－0.4mol·L－1,5min)＝0.12mol·L－1·min－1，A正確；5min時(shí)，X、Y、Z的平衡濃度分別為0.4mol·L－1、0.2mol·L－1、0.2mol·L－1，K＝eq\f(cY·cZ,c3X)＝eq\f(0.2×0.2,0.43)＝0.625，B正確；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，X的濃度減小，C錯(cuò)誤；18min時(shí)，X的濃度為0.7mol·L－1，則X的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1.0－0.7,1.0)×100%＝30%，D正確。6．(2024·云南師范高校附屬中學(xué)高三月考)工業(yè)上常用CH4與水蒸氣在肯定條件下制取H2，其原理為CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。①肯定溫度下，在一個(gè)恒容密閉容器中，下列說(shuō)法能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào))。A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變更B．消耗1mol·L－1CH4的同時(shí)生成3mol·L－1H2C．體系的密度不再發(fā)生變更D．反應(yīng)速率v逆(CH4)∶v正(CO)＝1∶1②在恒壓密閉容器中，通入物質(zhì)的量均為0.1mol的CH4與H2O，在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)。a．若平衡時(shí)，測(cè)得CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，則壓強(qiáng)：p2________p1(填“大于”“小于”或“等于”)，緣由是_______________；在X點(diǎn)和Y點(diǎn)的速率：v(X)________v(Y)(填“大于”“小于”或“等于”)。b．若Y點(diǎn)所在容器為1L，則此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_____________(列式并計(jì)算，結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。答案①AD②a.大于CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng)，在相同溫度條件下，壓強(qiáng)越大，CH4的轉(zhuǎn)化率越小小于b.eq\f(cCO·c3H2,cCH4·cH2O)≈2.8(mol·L－1)2解析①在恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)來(lái)說(shuō)，氣體的總物質(zhì)的量是變量，則氣體的總壓強(qiáng)也為變量，體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變更能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，A正確；消耗CH4指的v正，生成H2也是指v正，不能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；氣體的總質(zhì)量為恒量，體積固定，也為恒量，則體系的密度為恒量，體系的密度不再發(fā)生變更，不能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；反應(yīng)速率v逆(CH4)∶v正(CO)＝1∶1，說(shuō)明v正＝v逆，能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，D正確。②CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，CH4的轉(zhuǎn)化率越小，依據(jù)圖示數(shù)據(jù)，在同一溫度下CH4的轉(zhuǎn)化率在p1條件下更大，故壓強(qiáng)p1較小，則壓強(qiáng)p2大于p1；同一溫度下，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，依據(jù)圖示信息，X點(diǎn)壓強(qiáng)為p1，比p2小，故在X點(diǎn)和Y點(diǎn)的速率：v(X)小于v(Y)；若Y點(diǎn)所在容器為1L，由圖像可知Y點(diǎn)CH4的轉(zhuǎn)化率為80%，依據(jù)“三段式”得：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)起始量(mol)0.10.100轉(zhuǎn)化量(mol)0.1×0.80.080.080.24平衡量(mol)0.020.020.080.24則此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c3H2·cCO,cCH4·cH2O)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.24mol,1L)))3×\f(0.08mol,1L),\f(0.02mol,1L)×\f(0.02mol,1L))≈2.8(mol·L－1)2?？键c(diǎn)4化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像分析例4(2024·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH<0]是重要的化工過(guò)程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Shibata曾做過(guò)下列試驗(yàn)：①使純H2緩慢地通過(guò)處于721℃下的過(guò)量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192。依據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果推斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721℃時(shí)，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采納適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)，則平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________(填標(biāo)號(hào))。A．＜0.25 B．0.25C．0.25～0.50 D．0.50E．＞0.50(4)Shoichi探討了467℃、489℃時(shí)水煤氣變換中CO和H2分壓隨時(shí)間變更關(guān)系(如下圖所示)，催化劑為氧化鐵，試驗(yàn)初始時(shí)體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。計(jì)算曲線a的反應(yīng)在30～90min內(nèi)的平衡速率eq\x\to(v)(a)＝________kPa·min－1。467℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變更關(guān)系的曲線分別是________、________。489℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變更關(guān)系的曲線分別是________、________。[批注點(diǎn)撥][解析](1)依據(jù)題目供應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知用H2還原CoO制取金屬Co，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)，平衡混合氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250，K1＝eq\f(cH2O,cH2)＝eq\f(1－0.0250,0.0250)＝39；CO還原CoO制取金屬Co的化學(xué)方程式為CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)，平衡混合氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192，K2＝eq\f(cCO2,cCO)＝eq\f(1－0.0192,0.0192)≈51.08。K1＜K2，說(shuō)明還原CoO制取金屬Co的傾向是CO大于H2。(2)H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)①CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)②②－①可得CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)設(shè)起始CO、H2O的物質(zhì)的量為amol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol，容器容積為1L，則：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始/mol·L－1aa0轉(zhuǎn)化/mol·L－1xxxx平衡/mol·L－1a－xa－xx則該反應(yīng)的K＝eq\f(x2,a－x2)＝eq\f(K2,K1)≈1.31，求得：x≈0.534a，則平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為eq\f(0.534a,2a)＝0.267。(4)依據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式可以計(jì)算eq\x\to(v)(a)＝eq\f(4.08－3.80kPa,60min)≈0.0047kPa·min－1。由(2)中分析得出H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在0.25～0.50之間，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在0～0.25之間，在同一容器中氣體的分壓之比等于物質(zhì)的量之比，所以H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將題圖分成上下兩部分，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO分壓增加，H2分壓降低，故467℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變更關(guān)系的曲線分別是b、c,489℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變更關(guān)系的曲線分別是a、d。[答案](1)大于(2)C(4)0.0047bcad1．化學(xué)平衡圖像題“五看”一看面——即橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的量。二看線——即線的斜率大小、平與陡的含義、函數(shù)的增減性。三看點(diǎn)——即起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交叉點(diǎn)等。四看協(xié)助線——等溫線、等壓線等。五看量——濃度等的變更量。2．化學(xué)平衡圖像題的分析方法及技巧(1)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看Δv正、Δv逆的相對(duì)大??；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。(2)四要素分析法：看曲線的起點(diǎn)，看曲線的變更趨勢(shì)，看曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，看曲線的終點(diǎn)。(3)“定一議二”原則：圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再探討另外兩個(gè)量的關(guān)系。(4)“先拐先平，數(shù)值大”原則：在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線所表示的反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)；先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線所代表的反應(yīng)溫度較高或壓強(qiáng)較大。3．化學(xué)平衡圖像題的解答步驟7．(2024·河南滑縣高三調(diào)研)在恒容密閉容器中充入肯定量的NO，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)N2(g)＋O2(g)ΔH。試驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)速率表達(dá)式：v正＝k正·c2(NO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(O2)(k是反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。測(cè)得混合氣體中O2的體積分?jǐn)?shù)與溫度關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到P點(diǎn)時(shí)再充入少量NO，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小B．在T1下達(dá)到平衡后，上升溫度，k正增大倍數(shù)大于k逆增大倍數(shù)C．在T2下達(dá)到平衡后，為了提高N2濃度，只能采納升溫措施D．在T2下上述反應(yīng)進(jìn)行到t2min時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為30%答案B解析P點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，再充入NO，相當(dāng)于對(duì)原來(lái)的平衡體系加壓，該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，加壓(縮小體積)時(shí)平衡不移動(dòng)，NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，A錯(cuò)誤；依題意，T1下反應(yīng)較快，先達(dá)到平衡，而T1時(shí)平衡體系中O2體積分?jǐn)?shù)較大，說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。達(dá)到平衡后，上升溫度，平衡常數(shù)K增大，K＝eq\f(cN2·cO2,c2NO)＝eq\f(k正,k逆)，由此推知，k正增大倍數(shù)大于k逆增大倍數(shù)，B正確；提高N2濃度的措施有：升溫、分別O2、充入N2等，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，設(shè)起始時(shí)NO的物質(zhì)的量為a，平衡時(shí)(t2min)O2為0.3amol，消0.6amolNO，所以此時(shí)NO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，D錯(cuò)誤。8．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)298K時(shí)，將20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。①下列可推斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填標(biāo)號(hào))。a．溶液的pH不再變更b．v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))c.eq\f(cAsO\o\al(3－,4),cAsO\o\al(3－,3))不再變更d．c(I－)＝y(tǒng)mol·L－1②tm時(shí)，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm時(shí)v逆________tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____。④若平衡時(shí)溶液的pH＝14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為________。答案①ac②大于③小于tm時(shí)生成物濃度較低④eq\f(4y3,x－y2)(mol·L－1)－1解析①a對(duì)：溶液pH不變時(shí)，則c(OH－)也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。b錯(cuò)：依據(jù)反應(yīng)方程式，在同一反應(yīng)方向上始終存在速率關(guān)系：v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))，反應(yīng)不肯定處于平衡狀態(tài)。c對(duì)：由于Na3AsO3總量肯定，當(dāng)eq\f(cAsO\o\al(3－,4),cAsO\o\al(3－,3))不再變更時(shí)，c(AsOeq\o\al(3－,3))、c(AsOeq\o\al(3－,4))也保持不變，反應(yīng)建立平衡。d錯(cuò)：由圖可知，建立平衡時(shí)c(I－)＝2c(AsOeq\o\al(3－,4))＝2ymol·L－1，因此c(I－)＝y(tǒng)mol·L－1時(shí)，反應(yīng)沒(méi)有建立平衡。②tm時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，故v正大于v逆。③由于tm時(shí)生成物AsOeq\o\al(3－,4)的濃度小于tn時(shí)AsOeq\o\al(3－,4)的濃度，因v逆的大小取決于生成物濃度的大小，故tm時(shí)的v逆小于tn時(shí)的v逆。④反應(yīng)前，三種溶液混合后，c(Na3AsO3)＝3xmol·L－1×eq\f(20mL,20mL＋20mL＋20mL)＝xmol·L－1，同理，c(I2)＝xmol·L－1，反應(yīng)狀況如下：K＝eq\f(y·2y2,x－y·x－y×12)(mol·L－1)－1＝eq\f(4y3,x－y2)(mol·L－1)－1。eq\x(真題調(diào)研)1．(2024·江蘇高考)(雙選)在恒壓、NO和O2的起始濃度肯定的條件下，催化反應(yīng)相同時(shí)間，測(cè)得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變更)。下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0B．圖中X點(diǎn)所示條件下，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能提高NO轉(zhuǎn)化率C．圖中Y點(diǎn)所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K>2000答案BD解析實(shí)線表示不同溫度下相同時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率，虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率，隨著溫度上升，由虛線知，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，即溫度上升，2NO＋O22NO2的平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A錯(cuò)誤；X點(diǎn)條件下，NO的轉(zhuǎn)化率沒(méi)有達(dá)到最大，所以反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，假如延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，使反應(yīng)達(dá)到平衡，則可以提高NO轉(zhuǎn)化率，B正確；Y點(diǎn)處，反應(yīng)已達(dá)平衡，通入O2時(shí)，平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率會(huì)提高，C錯(cuò)誤；設(shè)起始時(shí)c(NO)＝amol·L－1，則：2NO＋O22NO2起始濃度/mol·L－1a5.0×10－40轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－10.5a0.25a0.5a平衡濃度/mol·L－10.5a(5.0×10－4－0.25a)0.5aK＝eq\f(0.5a2,0.5a2×5×10－4－0.25a)＝eq\f(1,5×10－4－0.25a)當(dāng)0.25a＝0時(shí)，K＝2000，但0.25a>0，所以K>2000，D正確。2．(2024·江蘇高考)(雙選)肯定溫度下，在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：下列說(shuō)法正確的是()A．v1＜v2，c2＜2c1B．K1＞K3，p2＞2p3C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1答案CD解析對(duì)比容器的特點(diǎn)，將容器1和容器2對(duì)比，將容器1和容器3對(duì)比。容器2中加入4molSO3等效于在相同條件下反應(yīng)物投入量為4molSO2和2molO2，容器2中起始反應(yīng)物物質(zhì)的量為容器1的兩倍，容器2相當(dāng)于在容器1達(dá)平衡后增大壓強(qiáng)，將容器的體積縮小為原來(lái)的一半，增大壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率加快，v2＞v1，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)c2＞2c1，p2＜2p1，α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，容器1和容器2溫度相同，K1＝K2；容器3相當(dāng)于在容器1達(dá)到平衡后上升溫度，上升溫度化學(xué)反應(yīng)速率加快，v3＞v1，上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)c3＜c1，p3＞p1，α3(SO2)＜α1(SO2)，K3＜K1。依據(jù)上述分析，v2＞v1，c2＞2c1，A錯(cuò)誤；K3＜K1，p2＜2p1，p3＞p1，則p2＜2p3，B錯(cuò)誤；v3＞v1，α3(SO2)＜α1(SO2)，C正確；c2＞2c1，c3＜c1，則c2＞2c3，α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，α3(SO2)＜α1(SO2)，則α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D正確。3．(2024·天津高考)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃，固體雜質(zhì)不參加反應(yīng)。第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；其次階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分別出來(lái)，加熱至230℃制得高純鎳。下列推斷正確的是()A．增加c(CO)，平衡向正向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B．第一階段，在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50℃C．其次階段，Ni(CO)4分解率較低D．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)答案B解析A錯(cuò)：增加c(CO)，平衡正向移動(dòng)，溫度不變，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。B對(duì)：第一階段，生成的Ni(CO)4是氣態(tài)，應(yīng)選擇高于其沸點(diǎn)的反應(yīng)溫度，故選50℃。C錯(cuò)：230℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)K＝2×10－5，有利于反應(yīng)逆向進(jìn)行，Ni(CO)4分解率較高。D錯(cuò)：反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)。4．(2024·北京高考)K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)(黃色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列試驗(yàn)：結(jié)合試驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是()A．①中溶液橙色加深，③中溶液變黃B．②中Cr2Oeq\o\al(2－,7)被C2H5OH還原C．對(duì)比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強(qiáng)D．若向④中加入70%H2SO4溶液至過(guò)量，溶液變?yōu)槌壬鸢窪解析滴加70%的硫酸，增大了H＋的濃度，使平衡Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)(黃色)＋2H＋向左移動(dòng)，因此①中溶液橙色加深，當(dāng)?shù)渭?0%的NaOH溶液時(shí)，中和了H＋，使上述平衡右移，因此③中溶液變黃；②中Cr2Oeq\o\al(2－,7)被C2H5OH還原，所以顏色變?yōu)榫G色；依據(jù)試驗(yàn)①②可知，在酸性條件下，K2Cr2O7將C2H5OH氧化，依據(jù)試驗(yàn)③④可知，在堿性條件下，Cr2Oeq\o\al(2－,7)和C2H5OH沒(méi)有反應(yīng)；若向④中加入70%H2SO4溶液至過(guò)量，Cr2Oeq\o\al(2－,7)的氧化性增加，Cr2Oeq\o\al(2－,7)被C2H5OH還原，溶液變?yōu)榫G色。5．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)采納N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)1840年Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀，得到N2O5，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為________。(2)F.Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中探討了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以快速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變更如下表所示(t＝∞時(shí)，N2O5(g)完全分解)：①已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。②探討表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62min時(shí)，測(cè)得體系中pO2＝2.9kPa，則此時(shí)的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。③若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，緣由是____________________________。④25℃時(shí)，N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。(3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)＋O2(g)，R．A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡其次步NO2＋NO3→NO＋NO2＋O2慢反應(yīng)第三步NO＋NO3→2NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為其次步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。A．v(第一步的逆反應(yīng))>v(其次步反應(yīng))B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C．其次步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D．第三步反應(yīng)活化能較高答案(1)O2(2)①53.1②30.06.0×10－2③大于溫度提高，體積不變，總壓強(qiáng)提高；NO2生成N2O4為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)提高④13.4(3)AC解析(1)氯氣在反應(yīng)中得到電子作氧化劑，硝酸銀中只有氧元素化合價(jià)會(huì)上升，所以氧化產(chǎn)物是氧氣，分子式為O2。(2)①已知：ⅰ.2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－1ⅱ.2NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1依據(jù)蓋斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝eq\f(ΔH1,2)－ΔH2＝＋53.1kJ·mol－1。②依據(jù)方程式可知生成氧氣與消耗N2O5的物質(zhì)的量之比是1∶2，又因?yàn)閴簭?qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，所以消耗N2O5的壓強(qiáng)是2.9kPa×2＝5.8kPa，則此時(shí)N2O5的壓強(qiáng)是35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，因此此時(shí)反應(yīng)速率v＝2.0×10－3×30(kPa·min－1)＝6.0×10－2(kPa·min－1)。③由于溫度上升，容器體積不變，總壓強(qiáng)提高，且NO2生成N2O4為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)提高，所以若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)大于63.1kPa。④依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知N2O5完全分解時(shí)的壓強(qiáng)是63.1kPa，依據(jù)方程式可知完全分解時(shí)最初生成的NO2的壓強(qiáng)是35.8kPa×2＝71.6kPa，O2是35.8kPa÷2＝17.9kPa，總壓強(qiáng)應(yīng)當(dāng)是71.6kPa＋17.9kPa＝89.5kPa，平衡后壓強(qiáng)削減了89.5kPa－63.1kPa＝26.4kPa，所以依據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時(shí)N2O4對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是26.4kPa，NO2對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，則反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(18.82,26.4)kPa≈13.4kPa。(3)第一步反應(yīng)快速平衡，所以第一步的逆反應(yīng)速率大于其次步的反應(yīng)速率，A正確；依據(jù)其次步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO，B錯(cuò)誤；依據(jù)其次步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效，C正確；第三步為快反應(yīng)，所以第三步反應(yīng)的活化能較低，D錯(cuò)誤。6．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)CH4-CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－394kJ·mol－1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－111kJ·mol－1該催化重整反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是________(填標(biāo)號(hào))。A．高溫低壓B．低溫高壓C．高溫高壓D．低溫低壓某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為________mol2·L－2。(2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量削減。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：①由上表推斷，催化劑X________Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是____________________________________。在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的狀況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變更關(guān)系如圖所示。上升溫度時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。A．K積、K消均增加B．v積減小，v消增加C．K積減小，K消增加D．v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大②在肯定溫度下，測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)肯定時(shí)，不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變更趨勢(shì)如下圖所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的依次為________________。答案(1)247Aeq\f(1,3)(2)①劣于相對(duì)于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，消碳反應(yīng)速率大AD②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)解析(1)已知：①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－394kJ·mol－1③C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－111kJ·mol－1依據(jù)蓋斯定律可知③×2－②－①即得到CH4-CO2催化重整反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋247kJ·mol－1。正反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng)，所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓；某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進(jìn)行催化重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，依據(jù)方程式可知CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)eq\a\vs4\al(起始濃度,mol·L－1)10.500eq\a\vs4\al(轉(zhuǎn)化濃度,mol·L－1)0.250.250.50.5eq\a\vs4\al(平衡濃度,mol·L－1)0.750.250.50.5所以平衡常數(shù)為eq\f(0.52×0.52,0.75×0.25)mol2·L－2＝eq\f(1,3)mol2·L－2。(2)①依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對(duì)于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，消碳反應(yīng)速率大，所以催化劑X劣于Y。正反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，上升溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此K積、K消均增加，A正確，C錯(cuò)誤；上升溫度反應(yīng)速率均增大，B錯(cuò)誤；積碳量達(dá)到最大值以后再上升溫度積碳量降低，這說(shuō)明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大，D正確。②依據(jù)反應(yīng)速率方程式可知在p(CH4)肯定時(shí)，生成速率隨p(CO2)的上升而降低，依據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的依次為pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。7．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無(wú)色透亮液體，遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH1＝48kJ·mol－13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)＋2SiHCl3(g)ΔH2＝－30kJ·mol－1則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采納大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變更的結(jié)果如圖所示。①343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%，平衡常數(shù)K343K＝________(保留兩位小數(shù))。②在343K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可實(shí)行的措施是________________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可實(shí)行的措施有________________、________________。③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留一位小數(shù))。答案(1)2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl(2)114(3)①220.02②剛好移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)③大于1.3解析(1)依據(jù)題目表述，三氯氫硅和水蒸氣反應(yīng)得到(HSiO)2O，方程式為：2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl。(2)將第一個(gè)方程式擴(kuò)大3倍，再與其次個(gè)方程式相加就可以得到目標(biāo)反應(yīng)的焓變，所以焓變?yōu)閇48×3＋(－30)]kJ·mol－1＝114kJ·mol－1。(3)①由圖可知，溫度越高反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡用的時(shí)間就越少，所以曲線a代表343K的反應(yīng)。從圖中讀出，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為1mol·L－1，得到：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)eq\a\vs4\al(起始,mol·L－1)100eq\a\vs4\al(反應(yīng),mol·L－1)0.220.110.11eq\a\vs4\al(平衡,mol·L－1)0.780.110.11所以平衡常數(shù)K＝0.112÷0.782≈0.02。②溫度不變，提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分別(兩邊氣體體積相等，壓強(qiáng)不影響平衡)。縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，就是加快反應(yīng)速率，所以可以實(shí)行的措施是提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)、加入更高效的催化劑(改進(jìn)催化劑)。③a、b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率相等，可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對(duì)應(yīng)相等，而a點(diǎn)的溫度更高，所以反應(yīng)速率更快，即va＞vb。依據(jù)題目表述得到v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正＝v逆，v正＝k正x2SiHCl3＝v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，所以eq\f(k正,k逆)＝eq\f(xSiH2Cl2xSiCl4,x2SiHCl3)，實(shí)際就是平衡常數(shù)K值，所以eq\f(k正,k逆)＝0.02。a處的轉(zhuǎn)化率為20%，所以計(jì)算出：2SiHCl3SiH2Cl2＋SiCl4起始(mol·L－1)100反應(yīng)(mol·L－1)0.20.10.1a處時(shí)(mol·L－1)0.80.10.1所以xSiHCl3＝0.8；xSiH2Cl2＝xSiCl4＝0.1；所以eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正,k逆)×eq\f(x2SiHCl3,xSiH2Cl2xSiCl4)＝0.02×eq\f(0.82,0.12)≈1.3。8．(2024·天津高考)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝120kJ/mol－1(1)分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或汲取的熱量較多的是________(填“A”或“B”)。(2)按肯定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的緣由是_________________。答案(1)B(2)900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再上升溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗上升，經(jīng)濟(jì)效益降低解析(1)初始時(shí)容器A、B的壓強(qiáng)相等，A容器恒容，隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)漸漸增大(氣體物質(zhì)的量增加)；B容器恒壓，壓強(qiáng)不變；所以達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)肯定是A中大，B中小，此反應(yīng)壓強(qiáng)減小平衡正向移動(dòng)，所以B的反應(yīng)平衡更靠右，反應(yīng)的更多，吸熱也更多。(2)依據(jù)題圖得到，900℃時(shí)反應(yīng)產(chǎn)率已經(jīng)比較高，溫度再上升，反應(yīng)產(chǎn)率的增大并不明顯，而生產(chǎn)中的能耗和成本明顯增大，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)下降，所以選擇900℃為反應(yīng)最佳溫度。9．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)近期發(fā)覺(jué)，H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子，它具有參加調(diào)整神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉?wèn)題：H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。(1)H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝__________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。(2)在620K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2________α1，該反應(yīng)的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”)(3)向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標(biāo)號(hào))。A．H2SB．CO2C．COSD．N2答案(1)2.52.8×10－3(2)>>(3)B解析(1)設(shè)H2S反應(yīng)的物質(zhì)的量為x，則H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)起先0.40mol0.10mol00反應(yīng)xxxx平衡(0.40－x)mol(0.10－x)molxxeq\f(nH2O,n總)＝eq\f(x,0.40－x＋0.10－x＋x＋x)＝0.02解得x＝0.01mol，所以H2S的轉(zhuǎn)化率是α1＝eq\f(0.01mol,0.40mol)×100%＝2.5%由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以在該條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(cCOS·cH2O,cH2S·cCO2)＝eq\f(nCOS·nH2O,nH2S·nCO2)＝eq\f(0.01×0.01,0.40－0.010.10－0.01)≈2.8×10－3。(2)依據(jù)題目供應(yīng)的數(shù)據(jù)可知溫度由610K上升到620K時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)由0.02變?yōu)?.03，平衡正向移動(dòng)，所以H2S的轉(zhuǎn)化率增大：α2>α1；依據(jù)題意可知：上升溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，依據(jù)平衡移動(dòng)原理：上升溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故ΔH>0。(3)增大H2S的濃度，平衡正向移動(dòng)，但加入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡移動(dòng)轉(zhuǎn)化消耗量，所以H2S轉(zhuǎn)化率降低，A錯(cuò)誤；增大CO2的濃度，平衡正向移動(dòng)，使更多的H2S反應(yīng)，所以H2S轉(zhuǎn)化率增大，B正確；COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動(dòng)，H2S轉(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)誤；N2是與反應(yīng)體系無(wú)關(guān)的氣體，充入N2，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，所以對(duì)H2S轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，D錯(cuò)誤。2024還可能這么考10．我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)利用低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)了將甲烷和二氧化碳一步轉(zhuǎn)化為具有高附加值的液體燃料和化工產(chǎn)品?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)已知：甲烷和乙酸的燃燒熱ΔH分別為－890.31kJ·mol－1、－876.72kJ·mol－1，試寫出甲烷與CO2合成乙酸的熱化學(xué)方程式：_________________。(2)甲烷和二氧化碳一步轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的選擇性如圖所示，其中選擇性最高的產(chǎn)品是________，反應(yīng)中應(yīng)加入的等離子體催化劑是________。(3)在某一鋼性密閉容器中CH4、CO2的分壓分別為25kPa、30kPa，加入Ni/α-Al2O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。①探討表明CO的生成速率vCO＝1.28×10－2·pCH4·pCO2(mol·g－1·s－1)，某時(shí)刻測(cè)得pH2＝20kPa，則pCH4＝________kPa，vCO＝________mol·g－1·s－1。②達(dá)到平衡后測(cè)得體系總壓是起始時(shí)的1.8倍，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________(kPa)2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。③溫度對(duì)產(chǎn)物摩爾流量及平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖所示，可知反應(yīng)ΔH________0(填“>”或“<”)，緣由是____________________________。答案(1)CH4(g)＋CO2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝－13.59kJ·mol－1(2)乙酸Cu/γ-Al2O3(3)①153.84②1.6×105③>隨溫度上升，產(chǎn)物摩爾流量和反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率均增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)解析(1)由已知條件可寫出熱化學(xué)方程式：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.31kJ·mol－1，CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH2＝－876.72kJ·mol－1，由蓋斯定律可推知，CH4(g)＋CO2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－13.59kJ·mol－1。(2)分析圖像可知乙酸的選擇性最高，且在Cu/γ-Al2O3等離子體催化劑作用時(shí)乙酸的選擇性最高。(3)①利用“三段式”解題：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)起始分壓/kPa253000轉(zhuǎn)化分壓/kPa10102020某時(shí)刻分壓/kPa15202020pCH4＝15kPa，v(CO)＝1.28×10－2×15×20mol·g－1·s－1＝3.84mol·g－1·s－1。②假設(shè)CH4的分壓變更xkPaCH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)起始分壓/kPa253000轉(zhuǎn)化分壓/kPaxx2x2x平衡分壓/kPa25－x30－x2x2x則有eq\f(55＋2x,55)＝1.8，解得x＝22，Kp＝eq\f(p2CO·p2H2,pCH4·pCO2)＝eq\f(442×442,3×8)(kPa)2≈1.6×105(kPa)2。

專題作業(yè)1．(2024·河南滑縣高三調(diào)研)測(cè)定CO的反應(yīng)為I2O5(s)＋5CO(g)I2(s)＋5CO2(g)，在密封容器中進(jìn)行上述反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．I2、CO2的生成速率之比為1∶5B．在恒溫恒容條件下充入惰性氣體，正、逆反應(yīng)速率都保持不變C．達(dá)到平衡后縮小體積，CO的平衡轉(zhuǎn)化率、CO2的濃度都不變D．達(dá)到平衡后，上升溫度，正、逆反應(yīng)活化能都會(huì)減小答案B解析I2呈固態(tài)，濃度為定值，A錯(cuò)誤；恒容恒溫下，充入惰性氣體，CO、CO2的濃度不變，反應(yīng)速率不變，B正確；題述反應(yīng)是氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，縮小體積，CO2的濃度增大，C錯(cuò)誤；溫度不能變更活化能，D錯(cuò)誤。2．(2024·內(nèi)蒙古赤峰二中第三次月考)用如圖所示裝置進(jìn)行鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的測(cè)定。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．將甲裝置分液漏斗旋塞打開，分液漏斗里的液體順當(dāng)流下，并不能說(shuō)明整套裝置氣密性不好B．須要測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積或產(chǎn)生肯定體積的氣體須要的時(shí)間C．甲裝置因?yàn)橹鸬渭尤肓蛩?，硫酸的體積和濃度的變更會(huì)造成誤差，用乙裝置可以減小該誤差(乙裝置中燃燒匙可上下移動(dòng))D．只須要將甲裝置中鋅粒改為銅片，稀硫酸改為濃硫酸，就可以用此裝置測(cè)定銅與濃硫酸的反應(yīng)速率答案D解析將甲裝置分液漏斗旋塞打開，分液漏斗里的液體順當(dāng)流下，并不能說(shuō)明整套裝置氣密性不好，因?yàn)檎w裝置是容積可變?nèi)萜?，不是剛性容器，A正確；依據(jù)速率公式可知，測(cè)速率，須要測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積或產(chǎn)生肯定體積的氣體須要的時(shí)間，B正確；甲裝置是容積可變?nèi)萜?，硫酸溶液進(jìn)入體系，會(huì)使系統(tǒng)壓強(qiáng)增大，活塞右移，造成誤差，用乙裝置可以減小該誤差(乙裝置中燃燒匙可上下移動(dòng))，C正確；銅片和濃硫酸反應(yīng)須要加熱，不能用此裝置測(cè)定銅與濃硫酸的反應(yīng)速率，D錯(cuò)誤。3.(2024·A10聯(lián)考段考)肯定溫度下，向體積為2L的恒容密閉容器中加入2molA氣體和3molB氣體發(fā)生反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)ΔH＞0，達(dá)平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是起先時(shí)的0.84倍。若加入某種催化劑后反應(yīng)的能量變更如上圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．由圖可知加催化劑之后原反應(yīng)分成了兩步，第一步反應(yīng)較慢B．若40s后達(dá)到平衡，則用A表示該反應(yīng)的速率為0.01mol/(L·min)C．當(dāng)容器中eq\f(cB,cA)不再變更時(shí)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)D．達(dá)平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)約為25%答案A解析圖示中存在兩座“山峰”說(shuō)明反應(yīng)被分成了兩步反應(yīng)，第一步的峰值較高，說(shuō)明活化能較大，反應(yīng)較慢，A正確；對(duì)該反應(yīng)列“起、轉(zhuǎn)、平”三段式數(shù)據(jù)得：A(g)＋B(g)C(g)起始物質(zhì)的量/mol:230轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol:xxx平衡物質(zhì)的量/mol:2－x3－xx依據(jù)阿伏加德羅定律，恒溫恒容時(shí)，壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，列等式得1∶0.84＝(2＋3)∶(2－x＋3－x＋x)，故x＝0.8mol，故0到40s用A表示反應(yīng)速率為0.6mol/(L·min)，B錯(cuò)誤；eq\f(cB,cA)最初是1.5，平衡時(shí)約為1.8，平衡前在變更，平衡后不變，可以作為平衡標(biāo)記，C錯(cuò)誤；平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)＝物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＝0.8÷(1.2＋2.2＋0.8)≈19%，D錯(cuò)誤。4．將4molCO(g)和amolH2(g)混合于容積為4L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，10min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得H2為0.5mol·L－1。經(jīng)測(cè)定v(H2)＝0.1mol·L－1·min－1。下列說(shuō)法正確的是()A．平衡常數(shù)K＝2B．H2起始投入量為a＝6C．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%D．平衡時(shí)c(CH3OH)＝0.4mol·L－1答案B解析CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始物質(zhì)的量/mol4a0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/molx2xx平衡物質(zhì)的量/mol4－xa－2xx2xmol＝0.1mol·L－1·min－1×10min×4L＝4mol，x＝2，a－2x＝0.5×4，a＝6。平衡時(shí)，c(CO)＝0.5mol·L－1，c(H2)＝0.5mol·L－