专题2 化学反应速率与化学平衡 专题整体教学设计与验收评价（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

专题整体教学设计与验收评价 目 录 01 02 03 一、主干知识——在微点判断中澄清 二、综合思维——在知识融会中贯通 三、迁移应用——在课题活动中践行 01 一、主干知识——在微点判断中澄清 (2)同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义(快慢)相同 ( ) (3)同一物质表示的化学反应速率，其数值越大，则表示的化学反应速率一定越快 ( ) × √ × (4)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大 ( ) (5)活化能越大，反应速率越大，化学反应的实质是原子的重新组成( ) (6)化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞 ( ) (7)升高温度，C＋CO22CO(吸热反应)反应速率加快，而N2＋3H22NH3(放热反应)反应速率会减慢 ( ) (8)升高温度，会使分子的平均能量升高，活化分子所占百分数增大，从而使反应速率加快 ( ) × × √ × √ 2．判断下列有关化学平衡常数叙述的正误 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度 ( ) (2)温度升高，化学平衡常数一定增大 ( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动 ( ) (4)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数 ( ) (5)化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数不会发生改变 ( ) × × × × × 3．判断下列有关化学反应的方向与限度叙述的正误 (1)在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程( ) (2)自发过程不需任何条件就能发生 ( ) (3)室温下冰变成水属于自发过程 ( ) (4)能自发进行的反应，反应速率一定很大 ( ) √ × √ × (5)O2转化变为O3时，熵减小 ( ) (6)熵增的反应一定能自发进行 ( ) (7)合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，高温有利于其自发进行 ( ) (8)由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合所有的过程( ) √ × × √ 4．判断下列有关化学平衡移动叙述的正误 (1)化学平衡发生移动时，化学反应速率一定发生变化 ( ) (2)降低温度，反应速率减慢，但反应物的转化率可能升高 ( ) (3)若平衡向逆反应方向移动，则逆反应速率一定增大 ( ) (4)化学平衡移动会导致反应物的转化率发生变化 ( ) (5)改变压强一定能使平衡发生移动 ( ) √ √ × √ × (6)对一定条件下的平衡状态，若改变物质的浓度平衡不一定发生移动 ( ) (7)降低温度，平衡向放热反应方向移动，此时v放增大，v吸减小 ( ) (8)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，恒容时加入NO2(g)，NO2的转化率减小 ( ) √ × × 02 二、综合思维——在知识融会中贯通 (一)化学反应的速率　 [融会提能] 1．下列说法不正确的是(　 ) A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 B．活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需活化能 D．非活化分子也有可能发生有效碰撞 √ 解析：活化分子发生有效碰撞，要求能量高、碰撞方向正确，发生有效碰撞的分子是活化分子，故A正确； 活化能是活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差，故B正确； 催化剂参与反应，能够降低活化能，故C正确； 有效碰撞是活化分子发生反应时的碰撞，要求具有一定能量和取向，故D不正确。 2．(2024·保定期末)一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　 ) A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1 B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1 C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1 D．反应至6 min时，H2O2分解了50% √ 反应至6 min时，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，n(H2O2)总＝4× 10－3 mol，所以H2O2分解了50%，D正确。 3．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。 时间 水样　　　 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(pH＝2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH＝4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH＝4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 √ 下列说法不正确的是(　 ) A．在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1 B．水样酸性越强，M的分解速率越快 C．在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快 M的起始浓度相同，Ⅰ(pH＝2)的分解速率快，故B正确； 由表中数据计算，Ⅰ中分解速率较快，且Ⅰ和Ⅳ溶液的酸性不同，初始浓度不同，比较Ⅰ和Ⅳ中分解速率无意义，D不正确。 (二)化学反应的方向与限度　 [融会提能] 4．下列说法正确的是(　 ) A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发向混乱度增加的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 √ 解析：在常温下，放热反应一般能自发进行，有些吸热反应也能自发进行，A错误； NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1，能自发进行，据ΔH－TΔS<0知，原因是体系有自发向混乱度增加的方向转变的倾向，B正确； 焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，C错误； 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，D错误。 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 下列说法正确的是(　 ) A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol·L－1·min－1 B．实验②中，该反应的平衡常数K＝1.0 C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为40% D．实验④中，达到平衡时，b>0.060 √ 根据反应的化学方程式列三段式，则有 A．m＝2 B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1 √ 同一化学反应的平衡常数只与温度有关，两次平衡温度不变，故两次平衡的平衡常数相同，B项正确； 起始量X与Y之比为1∶2，由方程式可知X与Y的系数之比为1∶2，故X与Y的平衡转化率之比为1∶1，C项正确； (三)化学平衡的移动　 改变温度 升高温度，化学平衡向吸热方向移动 降低温度，化学平衡向放热方向移动 改变浓度 若Qc<K，化学平衡正向移动 若Qc>K，化学平衡逆向移动 改变压强 增大压强，平衡向气态物质分子数减小的方向移动 减小压强，平衡向气态物质分子数增大的方向移动 [融会提能] 7．勒夏特列原理在工业生产、人们的生活和化学学习中具有重要应用。下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　 ) A．炎热的夏季，开启啤酒瓶盖，啤酒喷涌而出 √ B项，分离出钾蒸气，有利于平衡向正反应方向移动，符合勒夏特列原理； A．加入少量W，逆反应速率增大 B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡 C．平衡后加入X，上述反应吸收的热量增大 D．升高温度，平衡逆向移动 √ 解析：W是浓度为定值的固体，加入少量W，正、逆反应速率都不变，故A错误； 该反应是气体体积不变的反应，反应中气体压强始终不变，则容器中气体压强不变不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故B错误； 该反应为吸热反应，平衡后加入反应物X，平衡向正反应方向移动，反应吸收的热量增大，故C正确，D错误。 A．该反应的ΔH＜0 B．b点时的v正小于c点时的v正 C．增大压强，可使a点达到T1温度下的平衡状态 D．c点表示的状态：v正＜v逆 √ 解析：根据图像可知，温度升高，平衡时B的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，ΔH＞0，A错误； 根据图像可知，b点的温度小于c点的温度，温度越高，反应速率越大，c点未达到平衡状态，反应正向进行，则b点时的v正小于c点时的v正，B正确； 根据反应的化学方程式可知，增大压强平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，而要使a点达到T1温度下的平衡状态，应使平衡向B的转化率减小的方向移动，应减小压强，C错误； c点不是平衡状态，要达到平衡，反应应向B的转化率增大的方向进行，即向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，D错误。 A．30 min时降低温度，40 min时升高温度 B．30 min时，向容器内再充入一定量的C，重新达到平衡时，A的体积分数不变 C．反应方程式中的x＝1，正反应为放热反应 D．前8 min，C的平均反应速率为0.17 mol·L－1·min－1 √ 解析：根据图像，A、B的浓度随时间变化是一条曲线，说明反应方程式中A、B的化学计量数相等，反应方程式中的x＝1，则该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强平衡不移动。30 min时，A、B、C浓度都减小，正、逆反应速率相等，平衡不移动，应是减压，故A错误； 30 min时，向容器内再充入一定量的C，相当于加压，加压平衡不移动，A的体积分数不变，故B正确； 反应方程式中的x＝1,40 min时升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，故C正确； 03 三、迁移应用——在课题活动中践行 课题活动　降碳减排助力“碳中和、碳达峰” 气候变化是人类面临的全球性问题。随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰和碳中和目标。作为有影响力的大国，我国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。所谓碳达峰即是以二氧化碳为衡量标准的温室气体排放达到历史最高值，而后开始陆续下降。碳中和即是排放的温室气体通过植树造林等方式相互抵消，实现某种意义上的零排放。 探究目标(一)　利用二氧化碳合成甲醇化学反应的选择 利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇，还需要寻找氢源。如果选取常见的氢气或水作为氢源，可能设计出以下两个反应。 ①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 上述两个化学反应的焓变和熵变 1．设计适于工业生产的化学反应时，首先要考虑什么问题，其次要考虑什么问题？ 提示：首先要考虑反应在指定条件下能否正向自发进行，其次要考虑原料的来源。 反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ① －48.97 －177.16 ② ＋676.48 －43.87 2．假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化，你认为哪个反应更适宜于甲醇的工业生产？请说明理由。 提示：反应①更适宜　 反应①为放热的熵减小反应，低温下能正向自发进行；而反应②为吸热的熵减小反应，不能通过改变温度使其正向自发进行。 探究目标(二)　选择适宜的反应条件 CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应： 1．根据上述素材，在选择适宜的反应条件时，一般要考虑哪些方面？具体考虑哪些外界因素？ 提示：一般要从化学平衡和反应速率，主反应和副反应等考虑。具体因素可考虑温度条件、浓度条件、压强条件和催化剂活性条件等。 2．下图是压强与温度对甲醇产率的影响。 (1)对于压强条件的选择，应考虑哪些因素？ 提示：压强增大是否有利于化学平衡正向移动，同时还要考虑高压对设备的要求及动力问题。 (2)对于温度条件的选择，应考虑哪些因素？ 提示：温度对反应速率、反应平衡的影响是否有利于生产效率，同时要考虑催化剂的活性温度。 (3)根据图2数据分析，520 K温度左右甲醇的产率最高，为什么？ 提示：合成甲醇反应的ΔH<0,520 K时，反应速率、催化剂活性最高，甲醇的产率最大；低于520 K时，反应慢，产率变小；高于520 K，反应正向程度小，产率变小。 3．恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。 (1)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是什么？ 提示：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)。 (2)P点甲醇产率高于T点的原因是什么？ 提示：分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高。 (3)根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为多少℃。 提示：210 ℃。 探究目标(三)　CO2的再利用与化学图像的有机结合 1．催化剂的活性与温度的关系 不同的催化剂选择性不同，受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。 (1)从图像分析，催化剂的催化效率与温度有什么关系？要保证催化效率最佳，如何选择温度？ 提示：250 ℃以前，随温度升高，催化剂活性增强，催化效率增大；250 ℃以后，随温度升高，催化剂活性急剧下降，催化效率减小。最佳温度可选250 ℃。 (2)300 ℃以后乙酸的生成速率又增大的原因可能是什么？ 提示：温度成为影响反应速率的决定因素，温度的影响大于催化剂，升温反应速率增大。 2．催化剂对积炭和消炭的影响 [情境1]　CO2-CH4重整反应中相关数据如下表所示。   积炭反应CH4(g) ===C(s)＋2H2(g) 消炭反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH/(kJ·mol－1) ＋75 ＋172 活化能/ (kJ·mol－1) 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72 [情境2]　在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，催化剂Z表面的积炭量随温度的变化关系如图所示。 [情境3]　在一定温度下，测得某催化剂Q上沉积炭的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·p－0.5(CO2)(k为速率常数)。 (1)比较催化剂X、Y的优劣并说明理由。 提示：催化剂Y优于催化剂X。催化剂Y的积炭活化能高，难生成，消炭的活化能低，易消除。 (2)分析催化剂Z的使用温度选择要求是什么？ 提示：对于催化剂Z，温度升高，均有利于积炭和消炭反应正向进行，但是消炭反应速率增加的倍数比积炭反应速率增加的倍数大。当高于600 ℃时升温更有利于消炭反应。 (3)p(CH4)一定时，判断催化剂Q适宜的操作条件。 提示：对于催化剂Q，p(CH4)一定时，提高p(CO2)有利于减慢沉积炭反应的发生。 3．甲醇的产率和催化剂的催化活性 体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示： 在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是什么？ 提示：490 K之前，反应没有处于平衡状态，温度越高化学反应速率越快。 [素养训练] 1．(2024·吉林东北师大附中校联考模拟)氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”的目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应： ①反应Ⅱ的平衡常数：KA________KD(填“>”“＝”或“<”) ②H2的产率：C点________B点(填“>”“＝”或“<”)。 ③A、B两点H2产率相等的原因是_________________________。 ①573 K时，10分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量Δn＝________ mol。 ②表示CO选择性的曲线是________(填标号)。 ③573 K时，反应Ⅱ的Kp＝________(保留到小数点后两位)。 (3)①反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小，由于CO的选择性＋CO2的选择性＝1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b。573 K时，10分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量Δn＝1×60%＝0.6。 ②结合①中分析知，表示CO选择性的曲线是c。③573 K时，CO2的选择性为85%，CO的选择性为15%，乙醇的转化率为60%，则平衡时n(CO2)＋n(CO)＝1 mol×0.6×2＝1.2 mol，n(CO)＝1.2 mol×15%＝0.18 mol，n(CO2)＝1.2 mol×85%＝1.02 mol，则 答案：(1)①－41.2 kJ·mol－1　②高温 (2)①＝　②<　③B点温度高于A点，升高温度，反应Ⅱ逆向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ正向移动产生H2的量相等 (3)①0.6　②c　③14.04 (1)上述反应能自发进行，则ΔS________0，ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)某温度下，向一定体积的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和 3 mol H2，体系达到平衡时CO2的转化率为20%。 ②该温度下，反应的平衡常数Kx＝____________(用物质的量分数代替浓度计算)。 (3)若该反应在恒压体系中进行，能提高H2转化率的措施有________________________________(写一条)。 (4)将气体体积比为1∶1的CO2和H2混合气体按相同流速通过反应器，CO2的转化率[α(CO2)]随温度和压强变化的关系如图所示： 已知：该反应的催化剂活性受温度影响变化不大。 ①p1________p2(填“>”“<”或“＝”)。 ②分析236 ℃后曲线变化的原因是_______________________。 解析：(1)能自发进行，则有ΔH－TΔS<0，正反应是反应前后气体分子数减少的过程，可知ΔS小于0，那么就必有ΔH小于0； (2)①气体总物质的量减小，总质量恒定不变，气体平均相对分子质量会随反应进行不断增大，如果气体平均相对分子质量不变，则说明达到平衡，A正确；按照1∶3充入了二氧化碳和氢气，二者的系数比也是1∶3，所以不论什么时候，体系中二氧化碳和氢气的物质的量之比都是1∶3，无法判断是否平衡，B错误；气体总质量恒定，体积恒定，密度就恒定，不能根据密度判断平衡，C错误；达到平衡时，3n mol氢气分子中有3n mol H—H键断裂，产物就有n mol甲醇和n mol水发生转化，n mol甲醇含有n mol O—H键，n mol水含有2n mol O—H键，共断裂3n mol O—H键，D正确； (3)该反应在恒压体系中进行，要提高H2转化率，则要使平衡正向移动，可采取的措施有增加CO2浓度、分离出产物、降低温度等； (4)①正反应是气体总物质的量减小的过程，增大压强有利于反应正向进行，二氧化碳的转化率高，所以p1>p2；②236 ℃后，反应速率快，在这段时间内反应达到平衡，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆移，二氧化碳转化率降低。 1．判断下列有关化学反应速率叙述的正误 (1)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝求出该物质表示的化学反应速率 ( )     解析： 2H2O22H2O＋O2↑。6 min时，生成O2的物质的量n(O2)＝＝1×10－3 mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，所以0～6 min时，v(H2O2)＝≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，A正确； 6～10 min时，生成O2的物质的量n(O2)＝ ≈3.35×10－4 mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)＝3.35×10－4 mol×2＝6.7×10－4 mol,6～10 min时，v(H2O2)＝≈1.68×10－2 mol·L－1·min－1<3.3×10－2 mol·L－1·min－1，B正确； 反应至6 min时，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，剩余n(H2O2)＝ 0.40 mol·L－1×0.01 L－2×10－3 mol＝2×10－3 mol，c(H2O2)＝＝0.20 mol·L－1，C不正确； 解析：Ⅰ中M的分解速率为＝ 0.015 mol·L－1·min－1，故A正确； 在0～25 min内，Ⅱ的分解百分率为×100%＝60%，Ⅲ的分解百分率为×100%＝75%，故C正确； 5．(2024·南通期末)在10 L恒容密闭容器中充入 X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表： 解析：实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，浓度是0.005 0 mol·L－1，则根据反应的化学方程式可知，同时生成的N的浓度也是0.005 0 mol·L－1，因此0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝＝1.0×10－3 mol·L－1·min－1，A不正确。 实验②中，平衡时M的浓度是0.008 0 mol·L－1，则同时生成的N的浓度是 0.008 0 mol·L－1，消耗X与Y的浓度均是0.008 0 mol·L－1，因此平衡时X和Y的浓度分别为 0.01 mol·L－1－0.008 0 mol·L－1＝0.002 mol·L－1,0.04 mol·L－1－0.008 0 mol·L－1＝0.032 mol·L－1，因此反应的平衡常数K＝＝1，B正确。 X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g) 起始浓度/(mol·L－1)0.020　0.030　　 0　　0 转化浓度/(mol·L－1)　x　　　x　　　x　　x 平衡浓度/(mol·L－1)0.020－x 0.030－x　x　 x 温度不变，平衡常数不变，即K＝＝1， 解得x＝0.012，a＝0.12 mol，α(X)＝×100%＝60%，C不正确。 700 ℃时， X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g) 　0.040　 0.010　　0　　 0 　0.009　　0.009　0.009　0.009 　0.031　　0.001　0.009　0.009 则该温度下平衡常数K＝≈2.6>1，说明升高温度平衡常数减小，因此正反应是放热反应。若容器④中温度也是800 ℃，由于反应前后气体体积不变，则③与④是等效平衡，因此最终平衡时b＝0.5a＝0.060。当温度升高到900 ℃时平衡向逆反应方向移动，因此b<0.060，D不正确。 6．某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　 ) 解析：某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，则说明m＋1＝3，故m＝2，A项正确； m＝2，则该反应为前后气体总量不变的反应，故第二次平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，故Z的浓度为＝ 0.2 mol·L－1，D项不正确。 B．工业制取金属钾[Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)]时，不断将K(g)从混合物中分离出来 C．由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压(缩小体积)后颜色变深 D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 解析： A项，未开瓶盖的啤酒瓶内存在平衡：H2CO3(aq)CO2(g)＋H2O(l)，打开瓶盖，啤酒瓶内压强减小，该平衡向右移动，符合勒夏特列原理； C项，H2(g)＋I2(g)2HI(g)，增大压强(缩小体积)，各物质浓度增大，颜色加深，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释； D项，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中，氯离子浓度较大，则平衡向逆反应方向移动，从而减小了氯气的溶解量，符合勒夏特列原理。 8．某温度下，体积一定的密闭容器中进行反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(s)　 ΔH>0，下列叙述正确的是(　 ) 9．对于可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，分别测定反应在不同温度下达到平衡时B的转化率，绘制了如图所示的曲线，图中a、b、c三点分别表示不同时刻的状态。下列分析正确的是(　 ) 10．某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)。达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率随时间的变化如图所示。下列说法中不正确的是(　 ) 前8 min，C的平均反应速率为＝0.17 mol·L－1·min－1，故D正确。 ②CO2(g)＋2H2O(g)===CH3OH(g)＋O2(g) ①CO2g＋3H2gCH3OHg＋H2Og　ΔH＝－48.97 kJ·mol－1，研究发现，以二氧化碳和氢气为原料合成甲醇时，通常还伴随着以下副反应：②CO2g＋H2g===COg＋H2Og，298 K时，该反应的焓变为＋41.17 kJ·mol－1，熵变为＋42.08 J·mol－1·K－1。 反应Ⅰ：C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g)　 ΔH1＝＋255.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH2 回答下列问题： (1)①已知反应Ⅲ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，则ΔH2＝________________。 ②反应Ⅰ能自发进行的条件为______________。 (2)压强为100 kPa，H2的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示，每条曲线表示H2相同的平衡产率。 (3)压强为100 kPa下，1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应，平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。 解析：(1)观察知，反应Ⅲ＝反应Ⅰ＋2×反应Ⅱ，则ΔH＝ΔH1＋2ΔH2，ΔH2＝＝＝－41.2 kJ·mol－1；ΔG＝ΔH－TΔS<0的反应能自发进行，反应Ⅰ的ΔS>0，ΔH1>0，则反应Ⅰ能自发进行的条件为高温。 (2)①A、D两点的温度相同，则反应Ⅱ的平衡常数：KA＝KD；②每条曲线表示氢气相同的平衡产率，则在C点所在曲线上取一个点与B点温度相同，标为点E，E点与B点相比温度相同，但是E点的小于B点的，而增大时，三个反应均会正向移动，氢气的产率增大，因此H2的产率：C点<B点；③A、B两点H2产率相等的原因是B点温度高于A点，升高温度，反应Ⅱ逆向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ正向移动产生H2的量相等。 平衡时n(C2H5OH)＝1－0.6＝0.4 mol，n(H2O)＝3－0.6－1.02＝1.38 mol，n(CO)＝1.2－1.02＝0.18 mol，n(H2)＝2.4＋1.02＝3.42 mol，气体的总物质的量为0.4＋1.38＋1.02＋0.18＋3.42＝6.4 mol，故反应Ⅱ的Kp＝＝≈14.04。 2．(2024·银川宁夏育才中学校考期末)生态文明建设的重点之一是推动绿色低碳发展，CO2作为重要碳源可用于合成甲醇等有机燃料。在某催化剂下CO2加氢合成CH3OH的反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ①以下能说明该反应已达到平衡状态的是________。 A．混合气体的平均相对分子质量不变 B．体系中＝，且保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．单位时间内有n mol H—H断裂，同时有n mol O—H断裂 ②二氧化碳平衡转化率是20%，生成0.2 mol甲醇和0.2 mol水蒸气，二氧化碳剩余0.8 mol，氢气剩余2.4 mol，各气体的物质的量分数分别是CO2：＝，H2：＝，甲醇和水蒸气＝，则Kx＝＝； 答案：(1)＜　＜　(2)①AD　② (3)增加CO2浓度、分离出产物、降低温度等 (4)①>　②该反应为放热反应，反应达到平衡后，温度升高， 平衡逆向移动，CO2转化率减小 $$