专题2 微专题3 化学反应速率、平衡分析与计算(课件PPT)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版2019）

微专题3　化学反应速率、平衡分析与计算 专题2　化学反应速率与化学平衡 1．一定条件下反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0，在某密闭容器中达到平衡。 命题热点1　化学反应速率和平衡的影响因素 改变条件 反应速率变化 平衡移动方向 H2O的转化率 (1)升高温度 增大 正向移动 增大 (2)减小容器的容积       (3)保持恒温、恒容，继续充入水蒸气       专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 改变条件 反应速率变化 平衡移动方向 H2O的转化率 (4)保持恒温、恒压，充入Ne       (5)保持恒温、恒容，充入N2       (6)使用催化剂       (7)加入C(s)       专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(2)增大　逆向移动　减小　(3)增大　正向移动　减小　(4)减小　正向移动　增大　(5)不变　不移动　不变　(6)增大　不移动　不变　(7)不变　不移动　不变 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．(1)对于H2O(g)＋CO(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g)反应达到平衡时，减小容积增大压强，v正_________，v逆_________，平衡_________移动，H2O(g)的转化率______。 (2)对于N2＋3H2⥫⥬2NH3反应按N2、H2物质的量比1∶3充入密闭容器，反应达到平衡，N2、H2、NH3的物质的量比为1∶3∶1，若在恒温恒容条件再充入0.5 mol N2、1.5 mol H2、0.5 mol NH3，此时平衡向_________方向移动，若是恒温恒压条件呢？_________。上述两条件下N2的转化率如何改变？______________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)增大　增大　不　不变 (2)正反应　不移动　恒温恒容时增大，恒温恒压时不变 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．对于恒容密闭容器中的反应：4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝Q kJ·mol-1 状态描述 能否平衡(填“能”或“否”) (1)单位时间内生成4 mol NO的同时生成4 mol NH3   (2)v正(NH3)∶v逆(O2)＝4∶5   (3)NH3的浓度不再改变   (4)容器内总压强不随时间改变   专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 状态描述 能否平衡(填“能”或“否”) (5)混合气体的密度不再改变   (6)混合气体的平均相对分子质量不再改变   答案：(1)能　(2)能　(3)能　(4)能　(5)否　(6)能 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 4．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)平衡正向移动，反应物转化率一定增大(　　) (2)若v正、v逆同时增大，平衡不发生移动(　　) (3)在恒温的容器中，减小容积，增大压强，平衡一定移动(　　) (4)向平衡体系中充入惰性气体，平衡一定不移动(　　) 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (5)对于2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)反应，当容器内气体密度不变时，反应达到平衡 (　　) (6)对于C(s)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO(g)反应在恒温恒容时，当容器中气体密度不变时，说明反应达到平衡状态(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是______(填标号)。 A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压 某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为______。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如表： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①由上表判断，催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是___ ______________________________________________________________。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。 A．K积、K消均增加 B．v积减小、v消增加 C．K积减小、K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_________________________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)将已知中3个反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律③×2－①－②得该催化重整反应的ΔH＝(－111×2＋75＋394)kJ·mol-1＝247 kJ·mol-1。由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高CH4的平衡转化率，需在高温低压下进行。根据平衡时消耗的CO2为1 mol×50%＝0.5 mol，则消耗的CH4为0.5 mol，生成的CO和H2均为1 mol，根据三段式法可知平衡时CH4、CO2、CO和H2的平衡浓度分别为0.75 mol·L-1、0.25 mol·L-1、 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 高，平衡正向移动，K积、K消均增加，温度升高，反应速率均增大。从图像上可知600～700 ℃随温度升高，催化剂表面的积碳量减小，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大，故A、D正确。②由该图像可知在反应时间和p(CH4)相同时，图像中速率关系va>vb>vc，结合沉积碳的生成速率方程v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5，在p(CH4)相同时，随着p(CO2)增大，反应速率逐渐减慢，即可判断：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)tm时，v正______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)tm时v逆_____________________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是___________________________________________________。 答案：(1)大于　(2)小于　tm时生成物浓度较低 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 外界条件对反应速率和化学平衡的影响思维流程 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生反应：2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)　ΔH。 (1) 已知：CO的标准燃烧热ΔH1＝－283.0 kJ·mol-1，N2(g)＋O2(g)⥫⥬2NO(g)　ΔH2＝180.5 kJ·mol-1。 则ΔH＝______________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①以下说法正确的是________(填标号)。 A．两种催化剂均能降低活化能，但ΔH不变 B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响 C．曲线 Ⅱ 对应的催化剂适用于450 ℃左右脱氮 D．曲线 Ⅱ 对应的催化剂脱氮率比曲线 Ⅰ 对应的催化剂高 AC 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ②若低于200 ℃，图中曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为________________________________________________________； 判断a点是否为对应温度下的平衡脱氮率，并说明其理由：________ _______________________________________________________________。 答案：(1)－746.5 kJ·mol-1　(2)②温度较低时，催化剂的活性偏低　不是平衡脱氮率。因为该反应为放热反应，根据曲线 Ⅱ 可知，a点对应温度下的平衡脱氮率应该更高 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 不相等，改变压强，平衡发生移动，脱氮率改变，B错误；曲线 Ⅱ 在450 ℃左右脱氮率最高，因此曲线 Ⅱ 对应的催化剂适合450 ℃左右脱氮，C正确；平衡脱氮率只与温度有关，使用催化剂，可以增大反应速率，但不能改变反应限度，D错误。②低于200 ℃时，曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大，主要是因为温度较低时，催化剂的活性偏低。a点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，若a点为对应温度下的平衡脱氮率，则升高温度，平衡脱氮率应降低，根据曲线 Ⅱ 可知，a点不是对应温度下的平衡脱氮率。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．(1)向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2，在适当催化剂作用下，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(l)＋H2O(l)。 下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是______(填标号)。 a．v(CO2)正＝3v(H2)逆 b．H2和CH3OH的质量之比不再变化 c．混合气体的密度保持不变 d．CO2气体体积分数保持不变 bc 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)改变温度，使反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据如表所示： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①达到平衡时，反应 Ⅰ 、 Ⅱ 对比：平衡常数K( Ⅰ )________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)K( Ⅱ )；平衡时气体的密度ρ( Ⅰ )_____ρ( Ⅱ )。 ②对反应 Ⅰ，前20 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝_________ mol·L-1·min-1。 答案：(2)①＞　＝　②0.012 5 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)反应达到平衡状态时，3v(CO2)正＝v(H2)逆，a错误；达到平衡状态时各组分浓度保持不变，由于容器容积不变，故达到平衡状态时，H2和CH3OH的质量之比不再发生变化，b正确；容器容积不变，随反应的进行，混合气体质量逐渐减小，则混合气体的密度也逐渐减小，当混合气体的密度保持不变时，反应达到平衡状态，c正确；反应前加入的CO2和H2的物质的量之比为1∶3，反应中消耗的CO2和H2的物质的量之比也为1∶3，故CO2的体积分数始终保持不变，不能由此判断反应是否达到平衡状态，d错误。综上分析，根据bc可判断反应达到平衡状态。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为2H2(g)＋CO(g)⥫⥬CH3OH(g)　 ΔH1＝－116 kJ·mol-1。 (1)下列措施中有利于提高2H2(g)＋CO(g)⥫⥬CH3OH(g)反应速率及原料平衡转化率的是______(填标号)。 A．分离出CH3OH　　 B．升高温度 C．增大压强 D．加入合适的催化剂 C 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)在容积为2 L的恒容容器中，分别在230 ℃、250 ℃、270 ℃下，改变H2和CO的起始组成比[n(H2)/n(CO)]，起始时CO的物质的量固定为1 mol，实验结果如图所示： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①Z曲线对应的温度是___________，判断的依据是________________ ______________________________________________________________。 ②从图中可以得出的结论是(写两条)_____________________________ _________________________、____________________________________。 (3)利用图中a点对应的数据，计算Z曲线对应温度下反应2H2(g)＋CO(g)⥫⥬CH3OH(g)的平衡常数为______；若在a点向容器中再充入1.5 mol CH3OH和0.5 mol H2，则原平衡______(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(2)①270 ℃　该反应是放热反应，温度越高平衡转化率越低，在n(H2)/n(CO)相同的条件下，Z曲线的CO的平衡转化率最低，故Z曲线对应的温度为270 ℃ ②相同温度下，CO的平衡转化率随n(H2)/n(CO)增大而增大　在n(H2)/n(CO)相同的条件下，温度越低，CO的平衡转化率越高或温度越高，CO的平衡转化率越低　(3)16　不 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)分离出CH3OH，平衡正向移动，可提高原料的转化率，但反应速率减小，A不符合题意；升高温度，反应速率增大，但平衡逆向移动，原料的转化率降低，B不符合题意；增大压强，平衡正向移动，且能增大反应速率，C符合题意；加入合适的催化剂能增大反应速率，但对化学平衡移动无影响，D不符合题意。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (2)①合成CH3OH的反应为放热反应，在n(H2)/n(CO)相同的条件下，温度越高CO的平衡转化率越低，故题图中Z曲线对应的温度为270 ℃。②从题图中可看出在温度相同的条件下，n(H2)/n(CO)越大，CO的平衡转化率越高；在n(H2)/n(CO)相同的条件下，反应的温度越低，CO的平衡转化率越高(或温度越高，CO的平衡转化率越低)。(3)根据题图知a点对应的n(H2)/n(CO)＝1.5，又起始时CO的物质的量为1 mol，则起始时H2的物质的量为1.5 mol，结合a点CO的平衡转化率为50%，由三段式法可知平衡时 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．某温度下，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时c(H2)＝1 mol·L-1。请回答： (1)5 min内CO的平均反应速率为________。 (2)该反应的平衡常数表达式为______________________________，其值为_________。 命题热点2　化学反应速率和化学平衡的有关计算 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (3)CO、H2的转化率分别为______、_____________________________。 (4)平衡时，CH3OH(g)的体积分数为____________________________ ___________________________。 (5)若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)________ (填“＞”“＜”或“＝”)v(逆)。此时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，平衡常数为____________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (6)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数_________。 (7)若升高温度，平衡常数减小，则该反应的ΔH_______0(填“＞”或“＜”)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)已知A＋B⥫⥬2C　K1，C＋D⥫⥬E　K2，则A＋B＋2D⥫⥬2E的K3＝____________(用K1、K2表示)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学平衡正向移动，反应物转化率和平衡常数均一定增大(　　) (2)升高温度，化学平衡常数一定增大(　　) (3)反应A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大(　　) 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．(1)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ②若提高反应温度至35 ℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃) ________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ③25 ℃时N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)， R．A.Ogg提出如下反应历程： 第一步　N2O5⥫⥬NO2＋NO3　快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应 第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是____(填标号)。 A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 AC 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)①30.0　6.0×10-2　②大于　温度升高，体积不变，总压强增大；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，体系物质的量增加，总压强提高　③13.4　 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 逆反应速率大于第二步反应的速率，A正确；反应的中间产物除NO3外还有NO，B错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D错误。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．(2023·全国甲卷，节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题。 已知下列反应的热化学方程式： ①3O2(g)===2O3(g)　K1 ΔH1＝285 kJ·mol-1 ②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329 kJ·mol-1 反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝－307 kJ·mol-1 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得 MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300 K的曲线是______(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO＋的转化率为______________(列出算式)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (ⅰ)步骤 Ⅰ 和 Ⅱ 中涉及氢原子成键变化的是______(填“ Ⅰ ”或“ Ⅱ ”)。 (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线______(填“c”或“d”)。 (ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD______(填“＞”“＜”或“＝”)CHD2OH。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有______种。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (2) (ⅰ)步骤 Ⅰ 涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤 Ⅱ 中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤 Ⅰ ； (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线c； 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (ⅲ)MO＋与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH；根据反应机理可知，若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH共2种。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 反应速率和化学平衡有关计算模板——三段式 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)T K下，在容积为1.00 L的某密闭容器中进行CO、H2合成甲醇的反应，相关数据如图1。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①该化学反应0～10 min内的平均反应速率v(H2)＝______；M点和N点的逆反应速率较大的是______[填“v逆(M)”“v逆(N)”或“不能确定”]。 ②10 min时容器内CO的体积分数为_________________________。 ③对于气相反应，常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以Kp表示)，其中，pB＝p总×B的体积分数；若在T K下平衡气体总压强为x atm，则该反应的Kp＝________(计算表达式)。实验测得不同温度下的ln K(化学平衡常数K的自然对数)如图2所示，请分析ln K随温度呈现如图2所示变化趋势的原因______________________________________ ______________________________________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)A、C两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)______(填“＜”“＞”或“＝”)Kc(C)。 (2)A、B、C三点中NO2的转化率最高的是______(填“A”“B”或“C”)点。 (3)计算B点时该反应的压强平衡常数Kp(B)＝______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压＝总压×物质的量分数)。 答案：(1)＝　(2)C　(3)3.2 MPa 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)A、C两点的温度相同，所以平衡常数相等。(2)由题图知，A、B、C三点中NO2的转化率最高的是C点。(3)B点时，设反应达平衡时，生成的CO2的物质的量为2a mol，根据三段式法得： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 谢谢观看！ 1．CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题： (1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol-1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol-1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol-1 反应 积碳反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g) 消碳反应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 答案：(1)247　A　 (2)①劣于　相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大　AD ②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 0.5 mol·L-1、0.5 mol·L-1，则平衡常数K＝＝。(2)①从表格中数据可看出相对于催化剂X，用催化剂Y催化时积碳反应的活化能大，则积碳反应的反应速率小，而消碳反应活化能相对小，则消碳反应的反应速率大，再根据题干信息“反应中催化剂活性会因积碳反应而降低”可知催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升 2．298 K时，将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和 20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)⥫⥬ AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)tm时，反应正向进行，故v正大于v逆。 (2)由于tm时生成物AsO的浓度小于tn时AsO的浓度，因v逆的大小取决于生成物浓度的大小，故tm时的v逆小于tn时的v逆。 3．CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。 (1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_______________。 (2)由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为______________。 (3)升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 答案：(1)2CrO＋2H＋⥫⥬Cr2O＋H2O　(2)增大　1.0×1014　(3)小于 (1)由信息CrO和Cr2O在溶液中可相互转化，再结合图像知，Na2CrO4溶液中的转化反应为2CrO＋2H＋⥫⥬Cr2O＋H2O。(2)由图可知，溶液的酸性增强，Cr2O的浓度越大，平衡向正反应方向移动，因此CrO的平衡转化率增大；由反应2CrO＋2H＋⥫⥬Cr2O＋H2O得该转化反应的平衡常数表达式为K＝，根据A点数据可以得出 c(H＋)＝1.0×10-7mol·L-1、c(Cr2O)＝0.25 mol·L-1，可求出转化的c(CrO)＝0.25 mol·L-1×2＝0.5 mol·L-1，进一步可得平衡时c(CrO)＝0.5 mol·L-1，代入表达式中得平衡常数K＝1.0×1014。(3)溶液中CrO的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，由升高温度平衡向吸热的方向移动，得出正反应为放热反应，即ΔH小于0。 (1)已知①CO(g)＋O2(g)⥫⥬CO2(g)　ΔH1＝－283.0 kJ·mol-1，②N2(g)＋O2(g)⥫⥬2NO(g)　ΔH2＝180.5 kJ·mol-1，根据盖斯定律，由①×2－②，可得2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝ (－283.0 kJ·mol-1)×2－180.5 kJ·mol-1＝－746.5 kJ·mol-1。(2)①催化剂能降低反应的活化能，但不影响反应热ΔH，A正确；该反应前后气体分子数 (2)①反应 Ⅰ 在恒温恒容条件下进行，反应 Ⅱ 在绝热恒容条件下进行，该反应为放热反应，随着反应的进行，反应 Ⅱ 中的温度高于反应 Ⅰ 中的温度，升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，故平衡常数K( Ⅰ )＞K( Ⅱ )。由于容器容积相等，且混合气体的质量也相等并保持不变，故达到平衡时，反应 Ⅰ 、反应 Ⅱ 中混合气体的密度相等。②根据表格中数据可知前20 min内消耗CO2的物质的量为0.5 mol，则v(CO2) ＝＝0.012 5 mol·L-1·min-1，该反应中CO2、CH3OH的化学计量数相同，则v(CH3OH)＝v(CO2)＝0.012 5 mol·L-1·min-1。 CO、H2、CH3OH的浓度均为0.25 mol·L-1，则根据反应的化学方程式可计算平衡常数K＝＝16。在a点时再充入1.5 mol CH3OH和0.5 mol H2，此时容器中CO、H2、CH3OH的物质的量浓度分别为0.25 mol·L-1、0.5 mol·L-1、1 mol·L-1，则Qc＝＝16＝K，故原平衡不移动。 答案：(1)0.15 mol·L-1·min-1　(2)K＝　3　(3)75%　60%　(4)37.5% (5)＞　正反应　3　(6)增大　不变　(7)＜ 2．(1)对于N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　K1 2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)　K2 NH3(g)⥫⥬N2(g)＋H2(g)　K3 则K1与K2的关系为______，K2与K3的关系为______，K3与K1的关系为__________。 答案：(1)K1·K2＝1　K2＝K或K3＝　K1·K＝1 (2)K1·K (4)当某时刻的浓度商Qc＞K时，平衡向逆反应方向移动 (　　) (5)K＝，温度升高，K增大，则CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0 (　　) (6)增大反应物的浓度，反应物的转化率一定减小 (　　) t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10-3× (kPa·min-1)。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时的＝______ kPa，v＝______ kPa·min-1。 (1)①t＝62 min时，体系中＝2.9 kPa，根据三段式法得 则62 min时＝30.0 kPa，v＝2×10-3×30.0 kPa·min-1＝6.0× 10-2 kPa·min-1。②刚性反应容器的容积不变，25 ℃ 、N2O5(g)完全分解时 体系的总压强为63.1 kPa，升高温度，从两个方面分析：一方面是容积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO2⥫⥬N2O4的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成NO2的方向移动，体系物质的量增大，故体系总压强增大。③N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始＝35.8 kPa，其完全分解时＝35.8 kPa，＝17.9 kPa，设25 ℃平衡时N2O4转化了x，则 35．8 kPa－x＋2x＋17.9 kPa＝63.1 kPa，解得x＝9.4 kPa。平衡时，＝26.4 kPa，＝18.8 kPa，K＝ kPa≈13.4 kPa。(2)快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的 答案：(1)b　×100%(或×100%) (2)(ⅰ) Ⅰ　(ⅱ)c　(ⅲ)＜　2 (1)根据图示信息可知，纵坐标表示－lg[]，即与MO＋的微粒分布系数成反比，与M＋的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b曲线生成M＋的物质的量浓度比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b表示的是300 K条件 下的反应；根据上述分析结合图像可知，300 K、60 s时－lg[]＝0.1，则＝10-0.1，利用数学关系式可求出c(M＋)＝(100.1－1)c(MO＋)，根据反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH可知，生成的M＋即为转化的MO＋，则MO＋的转化率为×100%或×100%； (1)vA＝。 (2)αA＝×100%。 (3)K＝ 。 (4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。 产率＝×100%。 (5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。 1．工业上可通过煤的液化合成甲醇，主反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l)　ΔH＝a。已知：常温下CH3OH、H2和CO的标准燃烧热分别为ΔH＝－726.5 kJ·mol-1、ΔH＝－285.5 kJ·mol-1、ΔH＝－283.0 kJ·mol-1；CH3OH(l)的汽化热为35.32 kJ·mol-1(汽化热是指1 mol 物质由液态变为气态所吸收的热量)。 (1)a＝_____________；提高合成甲醇反应的选择性的关键因素是______________。 答案：(1)－127.5 kJ·mol-1　催化剂(或提高催化剂的选择性) (2)①0.12 mol·L-1·min-1　不能确定　②(或22.22%)　 ③ atm-2　反应的正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，ln K减小 (1)根据CH3OH、H2和CO的标准燃烧热数据，可得①CH3OH(l)＋ O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.5 kJ·mol-1，②H2(g)＋O2(g)=== H2O(l)　ΔH＝－285.5 kJ·mol-1，③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－283.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，由③＋②×2－①，可得CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(l)　ΔH＝－127.5 kJ·mol-1。合成甲醇的反应需要催化剂， 因此提高合成甲醇反应选择性的关键因素是催化剂。(2)由题意可得CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＝(－127.5 kJ·mol-1)＋35.32 kJ·mol-1＝ －92.18 kJ·mol-1。①0～10 min内，v(H2)＝＝ 0.12 mol·L-1·min-1。根据题图1知，N点时反应未达平衡，N点的逆反应速率小于平衡时的逆反应速率，15 min 后平衡发生移动，H2的物质的量浓 度减小，平衡正向移动，但由于造成平衡移动的原因未知，因此无法判断M点的逆反应速率与原平衡逆反应速率的大小，所以M点和N点的逆反应速率大小无法比较。②根据题图1知，10 min时n(CO)＝0.4 mol，n(H2)＝0.8 mol，n(CH3OH)＝0.6 mol，故容器内CO的体积分数为×100%≈22.22%。③根据题图1知，10 min时反 应达到平衡，n(CO)＝0.4 mol，n(H2)＝0.8 mol，n(CH3OH)＝0.6 mol，CO的体积分数为＝，H2的体积分数为 ＝，CH3OH的体积分数为 ＝，故该反应的Kp＝ atm-2。 2．利用乙苯与苯乙烯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢： 维持体系总压恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢。已知乙苯的平衡转化率α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________________(用含α、n、V的代数式表示)。 答案： 根据反应平衡时n(乙苯)＝n(1－α)，n(苯乙烯)＝nα，n(H2)＝nα，由于体系总压恒定，所以反应前后物质的量之比等于其体积之比，有n∶(n＋nα)＝V∶V(反应后)，V(反应后)＝(1＋α)V，故该温度下反应的平衡常数K＝＝。 由题图知，B点时，NO2和CO2浓度相等，则1－2a＝2a，解得a＝0.25，则B点时NO2和CO2的分压也相等，所以Kp(B)＝＝p(N2)＝16 MPa×＝3.2 MPa。 Kp的计算步骤 (1)计算平衡体系中各物质的nx或cx。 (2)计算各气体的物质的量分数φx＝。 (3)计算各气体的分压px＝×p总。 (4)代入Kp表达式。如A(g)＋2B(g)⥫⥬C(g)　Kp＝。 $$