第2章 化学反应的方向、限度和速率（期末复习讲义）高二化学上学期沪科版

该高中化学期末复习讲义通过表格梳理考查重点与命题角度，结合归纳总结、易错点拨等工具构建化学反应方向、限度和速率的知识体系，突出平衡常数、速率理论等核心要点的内在联系及工业合成氨的应用实例。 讲义以“破·重难题型”设计13类典型题型，如用“三段式法”解析平衡常数计算，借“先拐先平”技巧突破速率图像分析，培养科学思维与证据推理能力。分层验收练习满足不同学生需求，助力教师实施精准化复习教学。

第2章 化学反应的方向、限度和速率（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 化学反应的方向 自发反应的特点；熵和熵变的判断；化学反应方向的判断。 化学反应的限度 化学平衡状态的特征及判断；化学平衡常数表达式的书写；化学平衡常数的应用；有关化学平衡常数的计算；影响化学平衡的因素；勒夏特列原理及其应用；化学平衡图像问题。 化学反应的速率 化学反应速率的表示方法；化学反应速率的计算和比较；化学反应速率的测定；影响化学反应速率的因素；活化能与化学反应速率的关系；基元反应和化学反应历程。 工业合成氨 工业上合适生产条件的选择。 要点01 化学反应的方向 1．自发反应和自发过程 (1)概念 ①自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能____________的过程。 ②自发反应：在给定的条件下，能“______”进行的化学反应。 (2)自发反应的特点 a．具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定______。 b．体系趋向于从______状态转变为______状态。 c．体系趋向于从______体系转变为______体系。 易｜错｜点｜拨 (1)自发反应不是在任何条件下都自发，而是“在给定的条件下”的自发，即自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生。 (3)非自发反应在一定条件下也能发生，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 (4)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。 (5)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程。 2．化学反应方向的判据 (1)在温度、压强一定的条件下，对于除了体积功以外不做其他功的化学反应，把焓变、熵变以能量的形式组合在一起，以ΔH－TΔS为判据。 ΔH－TΔS<0　反应____________； ΔH－TΔS＝0　反应____________； ΔH－TΔS>0　反应____________。 (2)对“ΔH－TΔS”的讨论： ①ΔH < 0，ΔS>0的反应，任何温度下都______自发进行； ②ΔH>0，ΔS<0的反应，任何温度下都______自发进行； ③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。 a．当ΔH<0，ΔS<0时，______下反应能自发进行； b．当ΔH>0，ΔS>0时，______下反应能自发进行。  ④当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 a．常温下的放热反应，______对反应方向起决定性作用。 b．常温下的吸热反应，______对反应方向起决定性作用。 归｜纳｜总｜结 在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS的值 反应能否自发进行 <0 >0 <0 一定自发 >0 <0 >0 一定非自发 <0 <0 低温时<0 低温自发 >0 >0 高温时<0 高温自发 3．熵和熵变 (1)熵、熵变的概念 ①熵：描述系统的______或______程度的物理量，符号为______。 ②熵变：变化前后熵的差值，符号为______，单位为____________。 ③化学反应的熵变：△S =S(生成物)-S(反应物)。 △S>0为______反应；△S<0为______反应。 (2)熵和熵变的规律 ①同种物质的S(g) ______S(l) ______S(s)； ②同类物质的摩尔质量越大，熵______；如甲烷的熵______乙烷。 ③对于有气体参加的反应，反应前后气体分子数增加，则△S____0，反应前后气体分子数减小，则△S____0，反应前后气体分子数不变，△S变化______。 要点02 化学平衡常数及其应用 1．化学平衡常数和平衡转化率 (1)化学平衡常数 ①概念：对于一般的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当在一定温度下达到平衡时 K＝____________ ②意义：推断反应进行的程度，K越大，表示正向反应进行的程度______，反之______。一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为该反应可以进行得______；如果一个反应的平衡常数小于10—5， 则认为这个反应进行的程度______。 ③影响因素：只受______影响。 a．放热反应，温度升高，K值______； b．吸热反应，温度升高，K值______。 (2)平衡转化率 ①概念：一定温度下，化学反应进行的程度还可以用反应物的平衡转化率（α）表示： α = ×100% ②意义：反应的平衡转化率表示在一定______和一定______浓度下反应进行的限度。 ③影响因素：平衡转化率除了与______有关外，还与反应物的____________有关。 (3)化学平衡常数表达式的书写要点 ①平衡常数的表达式必须与____________相对应。 ②在稀溶液中进行的反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为______。 ③当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 2．有关化学平衡常数的计算 (1)用“三段式法”进行化学平衡常数有挂计算的解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 (2)基本计算关系 ①各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 ②反应物的转化率＝×100%＝×100%。 ③反应产物的产率＝×100%。 ④平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 易｜错｜点｜拨 (1)在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。 (2)多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。 要点03 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)化学平衡移动的原因 化学平衡状态是有条件的，当条件发生改变时，化学平衡可能发生移动。 改变的外界条件通常是______、______和______。 (2)化学平衡移动的方向 条件改变 (3)化学平衡移动方向的判断 以平衡常数的值为标准，可以通过比较浓度商与平衡常数的相对大小判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态，以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡。 若Q＞K，平衡向______方向移动； 若Q＝K，体系处于______状态，平衡______； 若Q＜K，平衡向______方向移动。 2．外界条件对化学平衡的影响 (1)浓度改变对化学平衡的影响规律 ①Q______，则Q______K，平衡向______方向移动； ②Q______，则Q______K，平衡向______方向移动。 (2)温度改变对化学平衡的影响规律 温度升高，平衡向____________方向移动；温度降低，平衡向____________方向移动。 (3)压强改变对化学平衡的影响规律 对于可逆反应：aA(g)bB(g)　K＝，在其他条件不变的情况下 ①若a>b，增大压强，Q______K，平衡向______方向(____________的方向)移动。 ②若a＝b，改变反应体系的压强，Q______K，平衡______移动。 ③若a<b，增大压强，Q______K，平衡______方向(____________的方向)移动。 (4)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的______，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的______。 3．勒夏特列原理(平衡移动原理) (1)内容：改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够______这种改变的方向移动。 (2)适用范围：勒夏特列原理仅适用于____________的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能适用。 归｜纳｜总｜结 (1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 (2)对化学平衡移动原理的适用范围 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释。 ①使用催化剂不能使化学平衡发生移动； ②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； ③发生的化学反应本身不是可逆反应； ④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 易｜错｜点｜拨 (1)对平衡体系中的固体和纯液体，其浓度可看作常数，增大或减小固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。 (2)只要是增大浓度，不论是增大反应物的浓度，还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态的反应速率；减小浓度，新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态的反应速率。 (3)反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，可提高另一种反应物的转化率，但是该物质本身的转化率降低。 (4)恒温、恒容下充入惰气，体系总压强增大，体系中各组分的浓度不变，平衡不移动。 (5)恒温、恒压下充入惰气，容器容积增大，体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)，对于气体分子数不变的反应，平衡不移动；对于气体分子数改变的反应，平衡向气体分子数减小的方向移动。 (6)一般情况下，催化剂都是正催化剂，即可以加快反应速率，特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。 (7)若反应aA(g)＋bBcC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。 (8)催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。 要点04 化学反应速率的表示方法和测定 1．化学反应速率的表示方法 (1)通常，化学反应速率用单位时间内反应物浓度的______或生成物浓度的______来表示。 (2)对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)= ______，v(B)= ______，v(C)= ______，v(D)= ______ 其中Δc取正值。 用不同物质的浓度变化表示的速率是不相等的，所以可统一将化学反应速率表示为 v = _____· = _____· = ____· = ____· (3)平均速率和瞬时速率 化学反应速率实际上是反应在Δt 内的______速率，因为化学反应往往都不是匀速进行，所以在不同的时间段，反应的平均速率______。 若将观察的时间间隔无限缩小，平均速率的极限值即为______速率。 2．化学反应速率的测定方法 常用的物理方法是基于测量与物质______相关的一些物理性质（如压强、 体积、吸光度等）的变化，然后间接计算出浓度变化和化学反应速率。 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体______的多少或测定收集等量气体所耗______的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体______的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中______或______的变化。 (4)用分光光度法测定反应体系中，某一有色物质在特定波长下的______随时间的变化。 归｜纳｜总｜结 (1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 (2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 (3)固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (4)一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的。 (5)对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能不同，但其意义相同，化学反应速率之比等于化学计量系数之比。 要点05 化学反应速率理论 1．基元反应与反应历程 (1)基元反应和复杂反应 由反应物只经______就转化成生成物的反应，称为基元反应。由______完成的反应称为非基元反应或复杂反应，其中的每一步都是一个______应。 (2)反应历程 ①概念：化学反应所经过的______，称为反应历程或反应机理。 ②反应历程是用一系列的基元反应来描述的，而我们平时所写的化学方程式只能表示出反应物和生成物之间的____________关系。 ③化学反应速率与反应历程有关，相同的反应，条件不同反应历程不同，化学反应速率______。 2．碰撞理论 (1)碰撞理论要点 反应物分子间的__________是反应发生的前提条件；只有那些能量______平均能量，并满足__________要求的分子的碰撞，才有可能发生有效碰撞。 (2)基元反应反应物、生成物的能量与活化能的关系 其中：E1表示______的活化能，E2表示______的活化能；E1-E2表示______。 (3)活化能与化学反应速率的关系 ①增大反应物的浓度，活化分子数目______，单位时间内的有效碰撞次数______，化学反应速率______。 ②增大压强，气体体积______，反应物浓度______，活化分子数______，单位时间内的有效碰撞次数______，反应速率______。 ③提高反应温度，会使反应物分子的能量普遍升高，从而增加了反应物分子中活化分子的______，单位时间内有效碰撞的次数______。因此，对大多数反应而言，升高温度可以______化学反应速率。 3．催化剂对化学反应速率的影响——过渡态理论 (1)过渡态理论要点 从反应物到生成物的变化过程中，必须要经过一个______状态，这个中间状态被称为过渡态。 (2)催化剂对化学反应速率的影响 ①有催化剂时，催化剂改变了反应历程，新过渡态的能量______（也可以形成几个活化能______的新过渡态），相应地增加了单位体积内活化分子的______，从而提高了反应速率。 ②催化剂改变了____________，____________地提高了正、逆反应的速率，不改变化学平衡______和平衡________。 (3)加入催化剂后反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为______ ②AK+B→AB+K       活化能为______ 总反应：A+BAB 活化能为______ 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均______原反应的活化能Ea，因此反应速率______。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是______反应，是______整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就______。 对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 要点06 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 影响化学反应速率的主要因素是____________。 2．外部因素(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度：增大反应物浓度，反应速率______，反之______； (2)压强：对于____________的反应，增大压强，反应速率______，反之______； (3)温度：升高温度，反应速率______，反之______； (4)催化剂：使用催化剂，反应速率显著______。 (5)其他因素：增大反应物间的接触面积，反应速率______，另外光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 易｜错｜点｜拨 (1)对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 (2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 (3)对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (4)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ②恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (5)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 (6)催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小。 (7)催化剂改变了反应历程，同等程度地提高了正、逆反应的速率，不改变化学平衡常数和平衡转化率。 要点07 工业上合成氨 1．合成氨适宜生产条件的选择 压强 原理分析 ①从理论上讲，合成氨时的压强______越好。 ②在实际生产中，压强越大，需要的动力______，对材料的强度和设备的制造要求也越______，这将会大大增加生产的成本，降低综合效益。 选用条件 目前我国的合成氨一般采用的压强是20 ～ 50 MPa。 温度 原理分析 ①温度升高，能______合成氨的反应速率，但会______平衡混合物中氨的含量。 ②温度过低，化学反应速率______，需要很长时间才能达到平衡状态。 ③在选择某反应的温度时，还应考虑催化剂的______温度，以便最大限度地发挥催化剂的作用。 选用条件 为了工业合成氨有______的反应速率，必须在铁催化剂活性______的温度下进行，为此合成氨反应一般选择在500℃左右的温度下进行。 催化剂 原理分析 找到了合适的催化剂，降低了反应的活化能，使合成氨反应拥有较快的反应速率。 合成氨工业要求催化剂具有活性强、机械强度高、不易中 毒、容易制备、价格低廉等特点。 选用条件 目前公认的最适当的催化剂是以______为主体的多成分催化剂。 浓度 原理分析 ①将氨______分离后的原料气循环使用，并及时补充____________，使反应物保持一定的浓度，有利于合成氨反应。 ②从化学平衡角度讲，氢气和氮气的物质的量之比为______时，平衡混合物中氨的百分含量最大。 采取措施 实际生产中维持氢氮比为2.8 ～ 2.9。 2．工业生产中适宜生产条件的选择思路 (1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。 (2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析______反应速率、提高原料__________的反应条件。 (3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。 (4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。 影响因素 有利于加快反应速率的控制 有利于平衡移动条件的控制 综合分析结果 浓度 ______反应物浓度 ______反应物浓度 ______生成物浓度 不断补充________、及时分离出________ 压强 ______ (有气体参加) ΔV<0 ______ 设备条件允许的前提下，尽量采取______ ΔV>0 ______ 兼顾速率和平衡、选取______的压强 温度 ______ ΔH<0 ______ 兼顾速率和平衡、考虑________的适宜温度 ΔH>0 ______ 在设备条件允许的前提下，尽量采取______并选取合适的催化剂 催化剂 加合适的催化剂 无影响 加合适的催化剂，考虑催化剂活性与______关系 要点08 化学反应速率和平衡图像问题 1．速率—时间图像(v－t图像) (1)正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是__________________，使正反应速率突变，且平衡______移动。 (2)v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡______移动，说明该反应的正反应可能是____________或__________________的反应，改变的条件是____________或____________。 (3)v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡____________移动，可能是____________，也可能是______________________________。 归｜纳｜总｜结 判断平衡移动方向，根据v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 (1)T2______T1，温度升高，平衡______移动，正反应是______反应。 (2)p2______p1，压强增大，A(反应物)的转化率______，说明正反应是__________________的反应。 (3)生成物C的百分含量不变，说明平衡______移动，但反应速率a______b，故a可能____________；若该反应是反应前后气体分子数目的可逆反应，a也可能是____________。 归｜纳｜总｜结 1“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高、压强较大或使用了催化剂。 2正确掌握图像中反应规律的判断方法，①图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应；②图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 ③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强压缩体积。 3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像 压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐______，说明正反应是______反应； 温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强______，生成物C的百分含量______，说明正反应是__________________的反应。 归｜纳｜总｜结 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 4．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： 则：Q<0，m>n。 (2)根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH(______反应或______反应)。 (3)根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后____________的变化。 5．几种特殊的图像 (1)抛物线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，M点前，表示从反应物开始，则v正______v逆；M点为________。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增加，C%减小，平衡____________，ΔH_____0。 (2)平衡曲线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，A的百分含量与压强的关系如图所示，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，所以E点：v正___v逆；右下方(F点)，A%小于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，则F点：v正____v逆。 题型01 化学反应方向的判断 【典例1】下列判断正确的是(　　) A．一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B．反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0 D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 方｜法｜点｜拨 (1)复合判据 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①ΔH-TΔS<0 反应能自发进行 ②ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态 ③ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行 (2)对反应自发性的理解 ①ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 ②过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 ③在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 ④反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 【变式1-1】下列对熵的理解错误的是(　　) A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增反应 【变式1-2】下列说法不正确的是(　　) A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 C. 碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量 D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)是一个熵减小的反应 题型02 化学平衡常数表达式的书写 【典例2】写出下表中各反应的平衡常数表达式： 序号 化学方程式 平衡常数表达式 ① 2NO2(g)N2O4(g) ② 3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) ③ Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO 方｜法｜点｜拨 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 (3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=； N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=； NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=。 则K1和K2的关系式为K1=K22；K2和K3的关系式为：K2·K3=1；K1和K3的关系式为：K1=。 【变式2-1】已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝_________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 【变式2-2】化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，某些反应的平衡常数数值如下： 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．常温下，反应2H2O(g)O2(g)＋2H2(g)的平衡常数为5×10－80 B．常温下，最易分解放出O2的是水 C．K3＝ D．以上都不正确 【典例3】将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 方｜法｜点｜拨 用“三段式法”进行化学平衡的计算要注意的问题： (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 【变式3-1】在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是(　　) A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1 B．平衡常数与反应温度无关 C．CO的平衡转化率为50 % D．平衡时n(H2O)＝0.5 mol 【变式3-2】硫的氧化物和氮的氧化物均是大气的主要污染物质。已知，在一定条件下，硫的氧化物和氮的氧化物可以反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)该温度下，此反应的平衡常数K=_________ (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ①c(SO3)＝__________mol·L－1，c(SO2)＝__________mol·L－1。 ②α(SO2)＝__________，α(NO2)＝__________。 题型04 化学平衡常数的应用 【典例4】在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是(　　) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1 方｜法｜点｜拨 (1)判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)判断可逆反应的反应热 ①升高温度 ②降低温度 【变式4-1】已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B．温度越高，反应进行的程度越小 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃ 【变式4-2】已知反应：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0。 (1)此反应的平衡常数表达式为K＝________。 (2)温度降低，则K________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)已知1 100 ℃时，K＝0.263。若1 100 ℃时测得c(CO2)＝0.025 mol·L－1，c(CO)＝0.01 mol·L－1，此时该反应________(填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率______(填“>”“<”或“＝”)逆反应速率。 题型05 影响化学平衡的因素 【典例5】反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是(　　) A．温度、容积不变时，通入SO2气体 B．移走一部分NH4HS固体 C．容器体积不变，充入HCl气体 D．保持压强不变，充入氮气 解｜题｜模｜板 分析化学平衡移动的一般思路 【变式5-1】臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行，下列选项中有关图像对应的分析正确的是( ) 【变式5-2】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2>0 下列叙述错误的是( ) A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入Y，则N的浓度增大 题型06 勒夏特列原理及其应用 【典例6】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 方｜法｜点｜拨 (1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 【变式6-1】下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【变式6-2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体 B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深 D．将盛有NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅 题型07 化学反应速率的表示方法和简单计算 【典例7】对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 方｜法｜点｜拨 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 【变式7-1】反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1 D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的 【变式7-2】三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下： ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。 常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示： 时间/min 0 2 4 6 7 … c(KMnO4)/ (mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 … 下列推断合理的是(　　) A．上述反应先慢后快 B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1 C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低 题型08 化学反应速率的图像 【例8】纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是(　　) A．OE段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1 C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 D．F点收集到的CO2最多 方｜法｜点｜拨 根据图像确定化学方程式的步骤如下： (1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。 (2)物质前化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于各物质的化学计量数之比。 (3)若反应一段时间后，反应物或生成物的浓度（或物质的量）不为零，且不再变化，则该反应为可逆反应。 【变式8-1】向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g)B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1 【变式8-2】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 题型09 化学反应速率的测定 【例9】某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.005 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.002 mol·s－1 方｜法｜点｜拨 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 【变式9-1】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 【变式9-2】用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两实验均需要秒表 B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 题型10 影响化学反应速率的因素 【例10】在反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的是（　　） ①缩小体积，增大压强　②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2 A．①④　　　 B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 方｜法｜点｜拨 (1)浓度对化学反应速率的影响注意事项 ①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 ②对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (2)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ②恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 (4)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 【变式10-1】在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) C．CO2(g)＋H2O(l)H2CO3(aq) D．Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq) 【变式10-2】亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温，不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　) A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 题型11 基元反应和化学反应历程 【例11】某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应过程b有催化剂参与 B．该反应为放热反应 C．升高温度，v正增大，v逆减小 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 方｜法｜点｜拨 (1)催化剂与化学反应反应历程 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)化学反应能垒图解读 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【变式11-1】已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为反应速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2―→2H2O　快 下列说法错误的是(　　) A．增大c(NO)，可提高总反应的反应速率 B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．减小c(H2)，可降低总反应的反应速率 【变式11-2】研究表明CO与N2O在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示，两步反应分别为①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)。下列说法正确的是(　　) A．反应①是非氧化还原反应 B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定 C．Fe＋使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物 D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O 题型12 工业生产中适宜生产条件的选择 【例12】下列有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　) A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、条件 方｜法｜点｜拨 工业生产中适宜生产条件的选择思路 (1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。 (2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。 (3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。 (4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。 影响因素 有利于加快反应速率的控制 有利于平衡移动条件的控制 综合分析结果 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度 减小生成物浓度 不断补充反应物、及时分离出生成物 压强 高压(有气体参加) ΔV<0 高压 设备条件允许的前提下，尽量采取高压 ΔV>0 低压 兼顾速率和平衡、选取适宜的压强 温度 高温 ΔH<0 低温 兼顾速率和平衡、考虑催化剂的适宜温度 ΔH>0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并选取合适的催化剂 催化剂 加合适的催化剂 无影响 加合适的催化剂，考虑催化剂活性与温度关系 【变式11-1】某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)M(g)　ΔH<0。下列有关该工业生产的说法正确的是(　　) A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成 B．若物质B廉价易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A和B的转化率 C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高 D．工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高M的日产量 【变式11-2】在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。(已知：催化剂是V2O5，在400～500 ℃时催化剂效果最好)下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 (1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是__________________。 (2)在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，原因是__________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是________________________________。 (4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是____________________________________________________。 (5)尾气中SO2必须回收，原因是__________________。 题型13 化学反应速率和化学平衡图像 【例13】将0.4 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如图所示： (1)T1时，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。 (2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 (3)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是______________。 A．A、C两点的反应速率：A>C B．A、B两点N2O4的转化率：A>B C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 D．由A点到B点，可以用加热的方法 解｜题｜模｜板 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【变式13-1】已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．欲增大平衡状态时的比值，可采用升高温度的方法 B．3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同 C．欲提高H2的平衡转化率，只能加压减小反应容器的体积 D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1 【变式13-2】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中，α表示转化率、p表示压强、T表示温度、n表示物质的量、t表示反应时间)： 根据以上图像判断(填“>”“＝”或“<”)： (1)反应Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。 (2)反应Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。 (3)反应Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。 (4)反应Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高二上·上海·期中）已知两个平衡体系：、的平衡常数分别为和，则的平衡常数表达式为( ) A． B． C． D． 2．（25-26高二上·上海·课后作业）合成甲醇的反应存在平衡体系CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0，为了提高CH3OH的产量，应该采取的措施是( ) A．高温、高压 B．适宜的温度、高压、催化剂 C．低温、低压 D．高温、高压、催化剂 3．（24-25高一下·上海·期末）在容积不变的密闭容器中发生反应：（正反应放热），830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是( ) A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1molCO和保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，化学反应速率加快 D．1000℃时，某时刻和的浓度均为，此时平衡向正反应方向移动 4．（24-25高一下·上海·期末）下列事实能用勒夏特列（平衡移动）原理解释的是( ) A．反应，平衡后加入铁粉溶液颜色变浅 B．硫酸工业中的重要反应，工业上常加入做催化剂 C．密闭容器中发生反应，平衡后增大压强气体颜色变深 D．合成氨反应（正反应放热），工业上采用高温条件更有利于合成氨 5．（24-25高二下·上海·期中）使用氢能源可以减少汽车尾气中有害气体的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：，该反应过程中的能量变化如图： 途径()变为途径()，活化分子的百分率( ) A．增大 B．减小 C．不变 D．不一定 6．（24-25高二下·上海·期中）生物质合成气可用于合成燃料甲醇。某化学学习小组用和模拟工业合成甲醇。已知：  。学习小组考查了其他条件不变的情况下，温度和压强对反应的影响，实验结果如下图所示。 下列说法正确的是( ) A．， B．的平衡转化率， C．化学反应速率， D．化学平衡常数， 7．（24-25高二下·上海·期末）二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将和按物质的量之比为通入反应器中，发生如下反应： ①   ②   ③   (1)反应①正反应的活化能 逆反应的活化能(填“大于”或“小于”)，该反应在 (填字母)条件下能够自发进行。 A．高温     B．低温     C．任何温度 (2)在温度恒定的情况下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入和，发生反应②，下列描述能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．平均相对分子质量不再变化 B．容器内压强不再变化 C．的体积分数不再变化 D．和CO的物质的量之比保持不变 (3)恒温恒容的密闭容器中加入和，发生反应③，达到平衡后继续加入和，化学平衡 移动(填“正向”或“逆向”或“不”)，达到稳定状态后，的转化率比原来 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高二下·上海·期中）下列说法中不正确的是( ) A．活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞 B．使用催化剂，能增大活化分子百分数，加快反应速率 C．升高温度，使单位体积内活化分子数增多，因而反应速率加快 D．对于ΔH>0且一定条件下能自发进行的化学反应，其ΔS>0 2．（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是( ) A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 3．（24-25高三上·上海·期中）高温热分解法：2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)  ∆H > 0，恒温恒容密闭容器中充入一定量的H2S发生该反应，下列说法正确的是( ) A．该反应的平衡常数K随温度升高而减小 B．S2(g)与H2的体积比不再改变，说明反应已达平衡 C．平衡时充入H2S，平衡向正方向移动，H2S转化率增大 D．平衡时充入H2S，再达平衡时，不变 4．（24-25高二上·上海静安·期中）在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是( ) A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 5．（24-25高二上·上海静安·期中）对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是( ) A．V(A)=0.3mol·L-1s-1 B．v(B)=1.8mol·L-1s-1 C．v(C)=0.7mol·L-1s-1 D．v(D)=3.2mol·L-1·min-1 6．（24-25高二上·上海·期末）是一种绿色氧化剂，在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．分解属于吸热反应 B．加入催化剂，减小了反应的焓变 C．加入催化剂，可提高反应的活化能 D．反应物的焓高于生成物的焓 7．（2025·安徽安庆·二模）中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了制备的反应历程，并能判定反应的终点。下列说法错误的是( ) A．过渡态1比过渡态2稳定 B．可能有副产物生成 C．该历程分三步进行，总反应的决速步是第三步 D．升高温度，平衡时减小 8．（25-26高三上·上海·期中）乙酸是一种重要的有机化工原料，在催化剂的作用下甲醇羰基化是工业生产乙酸的主要方法之一，涉及的相关反应如下： 主反应：     副反应：     (1)主反应能在______条件下自发进行。 A．高温 B．低温 C．任意温度 D．不能进行 现在向容积为2 L的密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)和2 mol ，在一定温度下发生上述两个反应，测得容器内的压强随时间变化如下所示： t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 p/kPa - - - (2)该条件下，0～4 min内的消耗速率 。 (3)以下可以证明达到平衡的是___________(不定项)。 A．容器内质量保持不变 B．CO物质的量分数保持不变 C．K保持不变 D． 研究表明，Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如下(其中TS表示过渡态，Rh(Ⅰ)配合物简写为TN)： (4)反应历程中起催化作用的是______。(不定项) A．LiOH B．LiI C． D． (5)关于以上反应历程说法正确的是 。(不定项) A．CO作为配体时，C的配位能力强于O B．增大Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚的用量，甲醇的平衡转化率增大 C．经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4活化能较低 (6)进一步研究发现，极性溶剂可以帮助维持催化剂的稳定性，故甲醇羰基化反应可在___________中进行。(不定项) A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．甲苯 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 化学反应的方向、限度和速率（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 化学反应的方向 自发反应的特点；熵和熵变的判断；化学反应方向的判断。 化学反应的限度 化学平衡状态的特征及判断；化学平衡常数表达式的书写；化学平衡常数的应用；有关化学平衡常数的计算；影响化学平衡的因素；勒夏特列原理及其应用；化学平衡图像问题。 化学反应的速率 化学反应速率的表示方法；化学反应速率的计算和比较；化学反应速率的测定；影响化学反应速率的因素；活化能与化学反应速率的关系；基元反应和化学反应历程。 工业合成氨 工业上合适生产条件的选择。 要点01 化学反应的方向 1．自发反应和自发过程 (1)概念 ①自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程。 ②自发反应：在给定的条件下，能“自己”进行的化学反应。 (2)自发反应的特点 a．具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 b．体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 c．体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 易｜错｜点｜拨 (1)自发反应不是在任何条件下都自发，而是“在给定的条件下”的自发，即自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生。 (3)非自发反应在一定条件下也能发生，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 (4)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。 (5)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程。 2．化学反应方向的判据 (1)在温度、压强一定的条件下，对于除了体积功以外不做其他功的化学反应，把焓变、熵变以能量的形式组合在一起，以ΔH－TΔS为判据。 ΔH－TΔS<0　反应能自发进行； ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态； ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行。 (2)对“ΔH－TΔS”的讨论： ①ΔH < 0，ΔS>0的反应，任何温度下都能自发进行； ②ΔH>0，ΔS<0的反应，任何温度下都不能自发进行； ③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。 a．当ΔH<0，ΔS<0时，低温下反应能自发进行； b．当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。  ④当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 a．常温下的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。 b．常温下的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。 归｜纳｜总｜结 在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS的值 反应能否自发进行 <0 >0 <0 一定自发 >0 <0 >0 一定非自发 <0 <0 低温时<0 低温自发 >0 >0 高温时<0 高温自发 3．熵和熵变 (1)熵、熵变的概念 ①熵：描述系统的混乱或无序程度的物理量，符号为S。 ②熵变：变化前后熵的差值，符号为△S，单位为J·mol－1·K－1。 ③化学反应的熵变：△S =S(生成物)-S(反应物)。 △S>0为熵增反应；△S<0为熵减反应。 (2)熵和熵变的规律 ①同种物质的S(g)＞S(l)＞S(s)； ②同类物质的摩尔质量越大，熵越大；如甲烷的熵小于乙烷。 ③对于有气体参加的反应，反应前后气体分子数增加，则△S>0，反应前后气体分子数减小，则△S<0，反应前后气体分子数不变，△S变化很小。 要点02 化学平衡常数及其应用 1．化学平衡常数和平衡转化率 (1)化学平衡常数 ①概念：对于一般的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当在一定温度下达到平衡时 K＝ ②意义：推断反应进行的程度，K越大，表示正向反应进行的程度越大，反之越小。一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；如果一个反应的平衡常数小于10—5， 则认为这个反应进行的程度非常小。 ③影响因素：只受温度影响。 a．放热反应，温度升高，K值减小； b．吸热反应，温度升高，K值增大。 (2)平衡转化率 ①概念：一定温度下，化学反应进行的程度还可以用反应物的平衡转化率（α）表示： α = ×100% ②意义：反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 ③影响因素：平衡转化率除了与温度有关外，还与反应物的起始浓度有关。 (3)化学平衡常数表达式的书写要点 ①平衡常数的表达式必须与化学方程式相对应。 ②在稀溶液中进行的反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为常数。 ③当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 2．有关化学平衡常数的计算 (1)用“三段式法”进行化学平衡常数有挂计算的解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 (2)基本计算关系 ①各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 ②反应物的转化率＝×100%＝×100%。 ③反应产物的产率＝×100%。 ④平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 易｜错｜点｜拨 (1)在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。 (2)多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。 要点03 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)化学平衡移动的原因 化学平衡状态是有条件的，当条件发生改变时，化学平衡可能发生移动。 改变的外界条件通常是浓度、压强和温度。 (2)化学平衡移动的方向 条件改变 (3)化学平衡移动方向的判断 以平衡常数的值为标准，可以通过比较浓度商与平衡常数的相对大小判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态，以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡。 若Q＞K，平衡向逆反应方向移动； 若Q＝K，体系处于平衡状态，平衡不移动； 若Q＜K，平衡向正反应方向移动。 2．外界条件对化学平衡的影响 (1)浓度改变对化学平衡的影响规律 ①Q减小，则Q＜K，平衡向正反应方向移动； ②Q增大，则Q＞K，平衡向逆反应方向移动。 (2)温度改变对化学平衡的影响规律 温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。 (3)压强改变对化学平衡的影响规律 对于可逆反应：aA(g)bB(g)　K＝，在其他条件不变的情况下 ①若a>b，增大压强，Q<K，平衡向正反应方向(气体分子数减少的方向)移动。 ②若a＝b，改变反应体系的压强，Q＝K，平衡不发生移动。 ③若a<b，增大压强，Q>K，平衡逆反应方向(气体分子数减少的方向)移动。 (4)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 3．勒夏特列原理(平衡移动原理) (1)内容：改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)适用范围：勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能适用。 归｜纳｜总｜结 (1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 (2)对化学平衡移动原理的适用范围 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释。 ①使用催化剂不能使化学平衡发生移动； ②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； ③发生的化学反应本身不是可逆反应； ④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 易｜错｜点｜拨 (1)对平衡体系中的固体和纯液体，其浓度可看作常数，增大或减小固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。 (2)只要是增大浓度，不论是增大反应物的浓度，还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态的反应速率；减小浓度，新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态的反应速率。 (3)反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，可提高另一种反应物的转化率，但是该物质本身的转化率降低。 (4)恒温、恒容下充入惰气，体系总压强增大，体系中各组分的浓度不变，平衡不移动。 (5)恒温、恒压下充入惰气，容器容积增大，体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)，对于气体分子数不变的反应，平衡不移动；对于气体分子数改变的反应，平衡向气体分子数减小的方向移动。 (6)一般情况下，催化剂都是正催化剂，即可以加快反应速率，特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。 (7)若反应aA(g)＋bBcC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。 (8)催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。 要点04 化学反应速率的表示方法和测定 1．化学反应速率的表示方法 (1)通常，化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。 (2)对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)= 其中Δc取正值。 用不同物质的浓度变化表示的速率是不相等的，所以可统一将化学反应速率表示为 v = · = · = · = · (3)平均速率和瞬时速率 化学反应速率实际上是反应在Δt 内的平均速率，因为化学反应往往都不是匀速进行，所以在不同的时间段，反应的平均速率不同。 若将观察的时间间隔无限缩小，平均速率的极限值即为瞬时速率。 2．化学反应速率的测定方法 常用的物理方法是基于测量与物质浓度相关的一些物理性质（如压强、 体积、吸光度等）的变化，然后间接计算出浓度变化和化学反应速率。 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体体积的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)用分光光度法测定反应体系中，某一有色物质在特定波长下的吸光度随时间的变化。 归｜纳｜总｜结 (1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 (2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 (3)固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (4)一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的。 (5)对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能不同，但其意义相同，化学反应速率之比等于化学计量系数之比。 要点05 化学反应速率理论 1．基元反应与反应历程 (1)基元反应和复杂反应 由反应物只经一步就转化成生成物的反应，称为基元反应。由多步完成的反应称为非基元反应或复杂反应，其中的每一步都是一个基元反应。 (2)反应历程 ①概念：化学反应所经过的步骤，称为反应历程或反应机理。 ②反应历程是用一系列的基元反应来描述的，而我们平时所写的化学方程式只能表示出反应物和生成物之间的化学计量关系。 ③化学反应速率与反应历程有关，相同的反应，条件不同反应历程不同，化学反应速率不同。 2．碰撞理论 (1)碰撞理论要点 反应物分子间的相互碰撞是反应发生的前提条件；只有那些能量高于平均能量，并满足一定方向要求的分子的碰撞，才有可能发生有效碰撞。 (2)基元反应反应物、生成物的能量与活化能的关系 其中：E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能；E1-E2表示反应热。 (3)活化能与化学反应速率的关系 ①增大反应物的浓度，活化分子数目增加，单位时间内的有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 ②增大压强，气体体积缩小，反应物浓度增大，活化分子数增多，单位时间内的有效碰撞次数增多，反应速率加快。 ③提高反应温度，会使反应物分子的能量普遍升高，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，单位时间内有效碰撞的次数增加。因此，对大多数反应而言，升高温度可以提高化学反应速率。 3．催化剂对化学反应速率的影响——过渡态理论 (1)过渡态理论要点 从反应物到生成物的变化过程中，必须要经过一个中间状态，这个中间状态被称为过渡态。 (2)催化剂对化学反应速率的影响 ①有催化剂时，催化剂改变了反应历程，新过渡态的能量下降（也可以形成几个活化能较低的新过渡态），相应地增加了单位体积内活化分子的百分数，从而提高了反应速率。 ②催化剂改变了反应历程，同等程度地提高了正、逆反应的速率，不改变化学平衡常数和平衡转化率。 (3)加入催化剂后反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1 ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。 对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 要点06 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质。 2．外部因素(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度：增大反应物浓度，反应速率加快，反之减慢； (2)压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之减慢； (3)温度：升高温度，反应速率加快，反之减慢； (4)催化剂：使用催化剂，反应速率显著加快。 (5)其他因素：增大反应物间的接触面积，反应速率加快，另外光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 易｜错｜点｜拨 (1)对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 (2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 (3)对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (4)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ②恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (5)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 (6)催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小。 (7)催化剂改变了反应历程，同等程度地提高了正、逆反应的速率，不改变化学平衡常数和平衡转化率。 要点07 工业上合成氨 1．合成氨适宜生产条件的选择 压强 原理分析 ①从理论上讲，合成氨时的压强越大越好。 ②在实际生产中，压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，这将会大大增加生产的成本，降低综合效益。 选用条件 目前我国的合成氨一般采用的压强是20 ～ 50 MPa。 温度 原理分析 ①温度升高，能增大合成氨的反应速率，但会降低平衡混合物中氨的含量。 ②温度过低，化学反应速率较小，需要很长时间才能达到平衡状态。 ③在选择某反应的温度时，还应考虑催化剂的活性温度，以便最大限度地发挥催化剂的作用。 选用条件 为了工业合成氨有较快的反应速率，必须在铁催化剂活性较高的温度下进行，为此合成氨反应一般选择在500℃左右的温度下进行。 催化剂 原理分析 找到了合适的催化剂，降低了反应的活化能，使合成氨反应拥有较快的反应速率。 合成氨工业要求催化剂具有活性强、机械强度高、不易中 毒、容易制备、价格低廉等特点。 选用条件 目前公认的最适当的催化剂是以铁为主体的多成分催化剂。 浓度 原理分析 ①将氨液化分离后的原料气循环使用，并及时补充氮气和氢气，使反应物保持一定的浓度，有利于合成氨反应。 ②从化学平衡角度讲，氢气和氮气的物质的量之比为3 ∶ 1时，平衡混合物中氨的百分含量最大。 采取措施 实际生产中维持氢氮比为2.8 ～ 2.9。 2．工业生产中适宜生产条件的选择思路 (1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。 (2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。 (3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。 (4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。 影响因素 有利于加快反应速率的控制 有利于平衡移动条件的控制 综合分析结果 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度 减小生成物浓度 不断补充反应物、及时分离出生成物 压强 高压(有气体参加) ΔV<0 高压 设备条件允许的前提下，尽量采取高压 ΔV>0 低压 兼顾速率和平衡、选取适宜的压强 温度 高温 ΔH<0 低温 兼顾速率和平衡、考虑催化剂的适宜温度 ΔH>0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并选取合适的催化剂 催化剂 加合适的催化剂 无影响 加合适的催化剂，考虑催化剂活性与温度关系 要点08 化学反应速率和平衡图像问题 1．速率—时间图像(v－t图像) (1)正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反应速率突变，且平衡正向移动。 (2)v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应或气体分子数目增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。 (3)v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体气体分子数目不变的反应增大压强(压缩体积)。 归｜纳｜总｜结 判断平衡移动方向，根据v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 (1)T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。 (2)p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 (3)生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体分子数目的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。 归｜纳｜总｜结 1“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高、压强较大或使用了催化剂。 2正确掌握图像中反应规律的判断方法，①图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应；②图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 ③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强压缩体积。 3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像 压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应； 温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体分子数目减小的反应。 归｜纳｜总｜结 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 4．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： 则：Q<0，m>n。 (2)根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH(吸热反应或放热反应)。 (3)根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体分子数目的变化。 5．几种特殊的图像 (1)抛物线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，M点前，表示从反应物开始，则v正>v逆；M点为平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增加，C%减小，平衡左移，ΔH<0。 (2)平衡曲线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，A的百分含量与压强的关系如图所示，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，所以E点：v正>v逆；右下方(F点)，A%小于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，则F点：v正<v逆。 题型01 化学反应方向的判断 【典例1】下列判断正确的是(　　) A．一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B．反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0 D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 答案　A 解析　A、B、D中反应均为熵减反应，且在一定温度下均能自发进行，根据ΔH－TΔS<0可知，这三个反应均属于放热反应，故A项正确，B、D项错误；C中反应为熵减反应， ΔS<0，C项错误。 方｜法｜点｜拨 (1)复合判据 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①ΔH-TΔS<0 反应能自发进行 ②ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态 ③ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行 (2)对反应自发性的理解 ①ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 ②过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 ③在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 ④反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 【变式1-1】下列对熵的理解错误的是(　　) A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增反应 答案　C 解析　C项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，错误。 【变式1-2】下列说法不正确的是(　　) A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 C. 碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量 D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)是一个熵减小的反应 答案：C 解析：Na与水的反应是固体与液体反应生成气体，为熵增的反应，ΔS＞0，在反应中钠会熔化成一个闪亮的小球四处游动，且发出嘶嘶的声音，此反应为放热反应，则ΔH＜0，故ΔH－TΔS＜0，该反应能自发进行，A项正确；B项，该反应是吸热反应，ΔH>0，要能自发进行ΔH－TΔS<0，该反应一定是熵增反应，B正确； 碳酸铵自发分解，是因为氨气的生成而使熵增大，C错误；CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)反应后气体分子数减小，所以是一个熵减小的反应，D正确。 题型02 化学平衡常数表达式的书写 【典例2】写出下表中各反应的平衡常数表达式： 序号 化学方程式 平衡常数表达式 ① 2NO2(g)N2O4(g) ② 3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) ③ Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO 答案：①K＝ ②K＝ ③K＝ 方｜法｜点｜拨 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 (3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=； N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=； NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=。 则K1和K2的关系式为K1=K22；K2和K3的关系式为：K2·K3=1；K1和K3的关系式为：K1=。 【变式2-1】已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝_________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 答案　ΔH1＋ΔH2　K1·K2 解析　如果化学方程式相加(或减)，则总热化学方程式的焓变应为两热化学方程式的焓变之和(或差)，而平衡常数则为两化学方程式平衡常数的乘积(或商)。 【变式2-2】化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，某些反应的平衡常数数值如下： 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．常温下，反应2H2O(g)O2(g)＋2H2(g)的平衡常数为5×10－80 B．常温下，最易分解放出O2的是水 C．K3＝ D．以上都不正确 答案　C 解析　NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减小，反应倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，B项错误；常温下，CO2分解产生O2反应的平衡常数表达式K3＝，C项正确。 题型03 有关化学平衡常数的计算 【典例3】将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 答案：D 解析：利用“三段式”法进行计算时，只有转化量与化学方程式中物质的系数成正比，起始量和平衡量与化学方程式中各物质的系数无关。生成C、D的物质的量相等，C、D的系数也相等，n＝2，设转化的B的物质的量为x，则有 　　　 3A(g)＋B(g)2C(g) ＋2D(g) 初始/mol 6 5 0 0 转化/mol 3x x 2x 2x 平衡/mol 6－3x 5－x 2x 2x 根据题意得2x＝2 mol，x＝1 mol 平衡时B的浓度c(B)＝＝1 mol·L－1，转化率α(B)＝×100 %＝20 %。 K＝＝。 方｜法｜点｜拨 用“三段式法”进行化学平衡的计算要注意的问题： (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 【变式3-1】在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是(　　) A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1 B．平衡常数与反应温度无关 C．CO的平衡转化率为50 % D．平衡时n(H2O)＝0.5 mol 答案：B 解析：　 CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g) 起始/mol 1 1 0 0 转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 由方程式及以上数据判断可得，A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关，B项错误。 【变式3-2】硫的氧化物和氮的氧化物均是大气的主要污染物质。已知，在一定条件下，硫的氧化物和氮的氧化物可以反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)该温度下，此反应的平衡常数K=_________ (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ①c(SO3)＝__________mol·L－1，c(SO2)＝__________mol·L－1。 ②α(SO2)＝__________，α(NO2)＝__________。 答案：(1)1 (2)1.2 1.8 40 % 60 % 解析：(1)设反应过程中SO2转化的浓度为x mol·L－1 　　　　　　　 SO2(g)＋NO2(g)  SO3(g)＋NO(g) 初始浓度(mol·L－1) 2 2 0 0 转化浓度(mol·L－1) x x x x 平衡浓度(mol·L－1) 2－x 2－x x x 由题可知：x＝1 K＝＝＝1。 (2)设达平衡时NO的浓度为y mol·L－1 　　　　　　　　 SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) 初始浓度(mol·L－1) 3 2 0 0 平衡浓度(mol·L－1) 3－y 2－y y y 因为温度不变，平衡常数不变，K＝1 则＝1，y＝1.2 ①平衡浓度：c(SO3)＝1.2 mol·L－1，c(SO2)＝3 mol·L－1－1.2 mol·L－1＝1.8 mol·L－1 ②α(SO2)＝×100 %＝40 %； α(NO2)＝×100 %＝60 %。 题型04 化学平衡常数的应用 【典例4】在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是(　　) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1 答案　C 解析　温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃时，逆反应的平衡常数K′＝＝＝2×10－5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则Q＝＝＝8>K，v正＜v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝1 mol·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2×14 mol·L－1＝2 mol·L－1，D项正确。 方｜法｜点｜拨 (1)判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)判断可逆反应的反应热 ①升高温度 ②降低温度 【变式4-1】已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B．温度越高，反应进行的程度越小 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃ 答案　C 解析　平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，B项正确；利用化学方程式确定各种物质的物质的量浓度，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；将所给关系式进行变形，可知该条件下平衡常数为0.60，D项正确。 【变式4-2】已知反应：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0。 (1)此反应的平衡常数表达式为K＝________。 (2)温度降低，则K________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)已知1 100 ℃时，K＝0.263。若1 100 ℃时测得c(CO2)＝0.025 mol·L－1，c(CO)＝0.01 mol·L－1，此时该反应________(填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率______(填“>”“<”或“＝”)逆反应速率。 答案　(1)　(2)减小　(3)不处于　< 题型05 影响化学平衡的因素 【典例5】反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是(　　) A．温度、容积不变时，通入SO2气体 B．移走一部分NH4HS固体 C．容器体积不变，充入HCl气体 D．保持压强不变，充入氮气 答案　B 解析　A项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，通入SO2气体使反应正向移动；B项，增减固体的物质的量不影响平衡；C项，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl气体使反应正向移动；D项保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。 解｜题｜模｜板 分析化学平衡移动的一般思路 【变式5-1】臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行，下列选项中有关图像对应的分析正确的是( ) 答案 C 解析　由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大，故A错误；由图可知，0～2 s内，二氧化氮的浓度变化量为0.8 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝0.4 mol·L－1，故v(NO2)＝＝0.2 mol·L－1·s－1，v(O3)＝v(NO2)＝0.1 mol·L－1·s－1，故B错误；温度升高，化学反应速率加快，b点温度高于a点，故v正为b点>a点，b点NO2的体积分数未达到平衡时的体积分数，则平衡向生成NO2的方向移动，即反应向逆反应方向进行，故b点v逆>v正，故C正确；容器中充入反应物，正反应速率瞬间增大，逆反应速率不变，然后平衡移动至建立新平衡，该过程速率图像与图示不符，故D错误。 【变式5-2】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2>0 下列叙述错误的是( ) A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入Y，则N的浓度增大 答案 B 解析　Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①正向进行，反应②逆向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。 题型06 勒夏特列原理及其应用 【典例6】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 答案 B 解析　溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。 方｜法｜点｜拨 (1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 【变式6-1】下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 答案 B 解析　MnO2催化H2O2分解，使反应速率加快，与平衡移动无关；烧瓶内存在反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，NO2的量增多，颜色加深；铁钉放入浓硝酸中，发生钝化现象，铁钉表面产生了致密的氧化膜，阻止反应继续进行，加热时氧化膜被破坏，铁钉继续与浓硝酸反应，产生红棕色气体NO2，与平衡移动无关；锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，发生反应Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，可形成Cu-Zn原电池，使反应速率加快，与平衡移动无关；综上所述可知选B。 【变式6-2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体 B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深 D．将盛有NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅 答案　C 解析　B项中考查温度、浓度对NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡移动的影响；D项中考查温度对2NO2N2O4的影响；C项中颜色加深的根本原因是体积减小，c(I2)浓度增大，由于是反应前后气体体积不变的反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。 题型07 化学反应速率的表示方法和简单计算 【典例7】对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 答案：A 解析：在同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，故A符合题意； 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，CaCl2是生成物，则可用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D不符合题意。 方｜法｜点｜拨 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 【变式7-1】反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1 D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的 答案：C 解析：M为固体，不能用M的浓度变化表示该反应的反应速率，A项错误；用N表示的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1，是2 min内的平均反应速率，B项错误；用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，则v(N)∶v(P)∶v(Q)＝3∶2∶1，C项正确；2 min内，N的浓度逐渐减小，P的浓度逐渐增大，D项错误。 【变式7-2】三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下： ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。 常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示： 时间/min 0 2 4 6 7 … c(KMnO4)/ (mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 … 下列推断合理的是(　　) A．上述反应先慢后快 B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1 C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低 答案　B 解析　A项，分析表格中的数据可知，题述反应先快后慢，错误；B项，每消耗2 mol KMnO4会生成3 molCl－，0～4 min内，v(Cl－)＝×＝ mol·L－1·min－1，正确；C项，由于反应速率逐渐减小，故高锰酸钾完全反应，反应时间大于8 min，错误；D项，钾离子未参与反应，故钾离子浓度不变，错误。 题型08 化学反应速率的图像 【例8】纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是(　　) A．OE段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1 C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 D．F点收集到的CO2最多 答案：B 解析：相同时间内，生成的CO2越多，反应速率越快，由图可知，相同时间内，EF段生成的CO2最多，所以EF段反应速率最快，A项错误；由图可知EF段生成的CO2的体积为672 mL－224 mL＝448 mL，即0.02 mol，根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知，参加反应的HCl的物质的量为0.04 mol，则HCl的浓度变化量为＝0.4 mol·L－1，则EF段用盐酸表示该反应的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·min－1，B项正确；OE、EF、FG三段生成的CO2的体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，C项错误；由图可知，G点收集到784 mL气体，反应结束，则G点收集到的CO2最多，D项错误。 方｜法｜点｜拨 根据图像确定化学方程式的步骤如下： (1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。 (2)物质前化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于各物质的化学计量数之比。 (3)若反应一段时间后，反应物或生成物的浓度（或物质的量）不为零，且不再变化，则该反应为可逆反应。 【变式8-1】向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g)B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1 答案：A 解析：t0～t1阶段，A的浓度变化Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，t0～t1阶段的平均反应速率v(A)＝＝＝0.006 mol·L－1·s－1，A错误；t1时该反应达到平衡，根据选项A中分析可知A的转化率为α(A)＝×100%＝60%，B正确；根据反应3A(g)B(g)＋2C(g)可知，反应达平衡后Δc(A)＝0.09 mol·L－1，则Δc(B)＝0.03 mol·L－1，由图像可知该反应达平衡后，c(B)＝0.05 mol·L－1，所以B的起始浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02 mol·L－1×2 L＝0.04 mol，C正确；t0～t1阶段，Δn(A)＝0.09 mol·L－1×2 L＝0.18 mol，此时放热a kJ，如果有3 mol A完全反应，放热为 kJ，即热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1，D正确。 【变式8-2】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 答案：C 解析：由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，解得b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出的热量为0.4Q kJ，D错误。 题型09 化学反应速率的测定 【例9】某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.005 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.002 mol·s－1 答案：D 解析：0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，Δn(Zn)＝Δn(H2SO4)＝Δn(ZnSO4)＝Δn(H2)＝0.002 mol；Δm(Zn)＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1，v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.000 2 mol·s－1。 方｜法｜点｜拨 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 【变式9-1】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 答案　D 解析　D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。 【变式9-2】用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两实验均需要秒表 B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 答案　D 解析　甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积，需要用到秒表，故A正确；实验前将乙装置注射器活塞外拉，体系内压强减小，若气密性良好，在外界大气压作用下，活塞会回到原位，故B正确；甲装置中稀硫酸进入体系，占用一定体积，活塞右移，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积变化造成的实验误差，故C正确；甲、乙装置通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率，故D错误。 题型10 影响化学反应速率的因素 【例10】在反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的是（　　） ①缩小体积，增大压强　②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2 A．①④　　　 B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 答案：C 解析：①缩小体积，增大压强，反应速率加快；②碳是固体，增加固体的量不影响化学反应速率；③通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快；④恒容下充入N2，容器的体积不变，反应物的浓度不变，化学反应速率不变；⑤恒压下充入N2，容器的体积增大，反应物的浓度减小，化学反应速率减小。 方｜法｜点｜拨 (1)浓度对化学反应速率的影响注意事项 ①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 ②对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (2)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ②恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 (4)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 【变式10-1】在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) C．CO2(g)＋H2O(l)H2CO3(aq) D．Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq) 答案　D 解析　增大容器的体积对于没有气体参与或生成的反应的反应速率无影响，D项正确。 【变式10-2】亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温，不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　) A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 答案　C 解析　由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在。 题型11 基元反应和化学反应历程 【例11】某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应过程b有催化剂参与 B．该反应为放热反应 C．升高温度，v正增大，v逆减小 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 答案　C 解析　据图可知b中活化能降低，所以b中使用了催化剂，故A正确；反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，故B正确；E1、E2分别代表反应过程中各步反应的活化能，整个反应的活化能为能量较高的E1，故D正确。 方｜法｜点｜拨 (1)催化剂与化学反应反应历程 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)化学反应能垒图解读 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【变式11-1】已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为反应速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2―→2H2O　快 下列说法错误的是(　　) A．增大c(NO)，可提高总反应的反应速率 B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．减小c(H2)，可降低总反应的反应速率 答案　B 解析　根据速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)知，增大c(NO)，可提高总反应的反应速率，减小c(H2)，可降低总反应的反应速率，故A、D项正确；根据速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)知，c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度不同，如c(NO)增大为原来的2倍，v增大为原来的4倍，c(H2)增大为原来的2倍，v增大为原来的2倍，故B项错误；反应速率由最慢的一步决定，该反应的快慢主要取决于反应①，故C项正确。 【变式11-2】研究表明CO与N2O在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示，两步反应分别为①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)。下列说法正确的是(　　) A．反应①是非氧化还原反应 B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定 C．Fe＋使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物 D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O 答案　C 解析　总反应速率由反应慢的一步决定，即由反应①决定，故B项错误；Fe＋作催化剂，使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物，故C项正确；气体存在的条件未知，不能确定气体的体积，故D项错误。 题型12 工业生产中适宜生产条件的选择 【例12】下列有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　) A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、条件 答案：B 解析：合成氨的反应在适宜的生产条件下达到平衡时，原料的转化率并不高，但将生成的NH3分离，再将未反应的N2、H2循环利用，可使氨的产率较高，A项错误、B项正确；合成氨工业选择400～500 ℃的温度，主要从反应速率和催化剂活性两方面考虑，合成氨的反应是放热反应，低温才有利于平衡向正反应方向移动，C项错误；不论从反应速率还是化学平衡考虑，高压更有利于合成氨，但压强太大，对设备、动力的要求更高，因此选择10～30 MPa，D项错误。 方｜法｜点｜拨 工业生产中适宜生产条件的选择思路 (1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。 (2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。 (3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。 (4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。 影响因素 有利于加快反应速率的控制 有利于平衡移动条件的控制 综合分析结果 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度 减小生成物浓度 不断补充反应物、及时分离出生成物 压强 高压(有气体参加) ΔV<0 高压 设备条件允许的前提下，尽量采取高压 ΔV>0 低压 兼顾速率和平衡、选取适宜的压强 温度 高温 ΔH<0 低温 兼顾速率和平衡、考虑催化剂的适宜温度 ΔH>0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并选取合适的催化剂 催化剂 加合适的催化剂 无影响 加合适的催化剂，考虑催化剂活性与温度关系 【变式11-1】某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)M(g)　ΔH<0。下列有关该工业生产的说法正确的是(　　) A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成 B．若物质B廉价易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A和B的转化率 C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高 D．工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高M的日产量 答案：D 解析：加入过量B只能提高A的转化率，B的转化率降低；温度升高，平衡逆向移动，反应物的转化率降低；使用催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率。 【变式11-2】在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。(已知：催化剂是V2O5，在400～500 ℃时催化剂效果最好)下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 (1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是__________________。 (2)在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，原因是__________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是________________________________。 (4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是____________________________________________________。 (5)尾气中SO2必须回收，原因是__________________。 答案：(1)450 ℃、10 MPa (2)在此温度下，催化剂活性最高。温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间变长；温度较高，SO2转化率会降低 (3)在常压下SO2的转化率就已经很高了(97.5%)，若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，且采用高压时会增大对设备的要求而增大生产成本　(4)增大反应物O2的浓度，有利于提高SO2的转化率 (5)防止污染环境；循环利用，提高原料的利用率(合理即可) 题型13 化学反应速率和化学平衡图像 【例13】将0.4 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如图所示： (1)T1时，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。 (2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 (3)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是______________。 A．A、C两点的反应速率：A>C B．A、B两点N2O4的转化率：A>B C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 D．由A点到B点，可以用加热的方法 答案　(1)0.001 25　(2)>　(3)B 解析　(1)T1时，v(N2O4)＝v(NO2)＝×＝0.001 25 mol·L－1·s－1。 (2)由图可知反应在T1温度下比T2温度下先达到平衡状态，所以T1>T2，由于T1平衡时n(NO2)比T2平衡时的多，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以ΔH>0。 (3)A项，由图可知：A、C两点温度相同，C点对应压强大，反应速率大；B项，由图可知：A、B两点压强相同，温度不同，A点NO2的体积分数大于B点，而反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2的体积分数增大，温度：T4>T3，转化率：A>B；C项，由图可知，A、C两点温度相同，C点对应压强大，NO2的浓度大，故气体颜色C点比A点深；D项，由B项分析知，A点温度T4高于B点温度T3，故由A点到B点需要降低温度。 解｜题｜模｜板 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【变式13-1】已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．欲增大平衡状态时的比值，可采用升高温度的方法 B．3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同 C．欲提高H2的平衡转化率，只能加压减小反应容器的体积 D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1 答案　B 解析　该反应正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，减小，A项错误；由图像可知，3 min时CO2与CH3OH浓度相等，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，B项正确；欲提高H2的平衡转化率，还可用降温等方法，C项错误；达平衡时v(H2)＝3v(CO2)＝3×0.075 mol·L－1·min－1＝0.225 mol·L－1·min－1，D项错误。 【变式13-2】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中，α表示转化率、p表示压强、T表示温度、n表示物质的量、t表示反应时间)： 根据以上图像判断(填“>”“＝”或“<”)： (1)反应Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。 (2)反应Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。 (3)反应Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。 (4)反应Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。 答案　(1)>　<　(2)>　<　(3)>　>(或<　<)　(4)>　>(或<　<) 解析　(1)对反应Ⅰ而言，增大压强，平衡向右移动，α(A)增大，所以p2>p1；随温度升高，α(A)减小，平衡向左移动，则正反应是放热反应，ΔH<0。(2)T1温度时n(C)增加的快，且先达到平衡，说明T1>T2，由T1→T2，降低温度，n(C)增大，说明平衡向右移动，ΔH<0。(3)随起始n(B)的增大，两种不同温度下C的平衡体积分数φ(C)，可能有两种情况：若T2>T1，即升温平衡右移，ΔH>0；若T2<T1，即降温平衡右移，ΔH<0。(4)随压强增大，α(A)不变，但T2时，α(A)比T1时α(A)大。若T2>T1，则升温平衡右移，ΔH>0；若T1>T2，则升温平衡左移，ΔH<0。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高二上·上海·期中）已知两个平衡体系：、的平衡常数分别为和，则的平衡常数表达式为( ) A． B． C． D． 【答案】D 【详解】第一个反应+第二个反应可得目标反应，平衡常数，D正确。 2．（25-26高二上·上海·课后作业）合成甲醇的反应存在平衡体系CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0，为了提高CH3OH的产量，应该采取的措施是( ) A．高温、高压 B．适宜的温度、高压、催化剂 C．低温、低压 D．高温、高压、催化剂 【答案】B 【详解】该反应为正向气体体积减小的放热反应。低温有利于放热反应正向进行，从而提高产率，但在实际生产中需兼顾反应速率(低温会降低反应速率)与催化剂活性，故选择“适宜的温度”（相对较低）； 高压可促使该反应平衡向气体体积减小的方向（生成CH3OH）移动，从而提高产率；加催化剂虽不改变化学平衡，但能加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，可提高单位时间内的产量；综上，选项B中“适宜温度、高压、催化剂”同时满足平衡移动和实际生产需求，故选B。 3．（24-25高一下·上海·期末）在容积不变的密闭容器中发生反应：（正反应放热），830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是( ) A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1molCO和保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，化学反应速率加快 D．1000℃时，某时刻和的浓度均为，此时平衡向正反应方向移动 【答案】B 【详解】A．反应前后气体物质的量相等，恒容时压强始终不变，不能作为平衡标志，A错误； B．设CO转化x mol，根据三段式分析，平衡时K= ==1，解得，转化率，B正确； C．移走会降低浓度，正逆反应速率均减小，C错误； D．升高温度，平衡逆移，即1000℃时K<1，此时 =1>K，平衡逆向移动，D错误； 故选B。 4．（24-25高一下·上海·期末）下列事实能用勒夏特列（平衡移动）原理解释的是( ) A．反应，平衡后加入铁粉溶液颜色变浅 B．硫酸工业中的重要反应，工业上常加入做催化剂 C．密闭容器中发生反应，平衡后增大压强气体颜色变深 D．合成氨反应（正反应放热），工业上采用高温条件更有利于合成氨 【答案】A 【详解】A．加入铁粉，Fe与Fe3+反应生成Fe2+，降低Fe3+浓度，使平衡逆向移动，溶液颜色变浅，符合勒夏特列原理，A正确； B．催化剂V2O5仅加快反应速率，不改变平衡状态，不能用勒夏特列原理解释，B错误； C．H2与I2生成HI的反应气体分子数相等，增大压强平衡不移动，颜色变深是因浓度增大而非平衡移动，C错误； D．合成氨反应放热，高温使平衡逆向移动，工业采用较高高温是为提高反应速率，与平衡移动无关，D错误； 故选A。 5．（24-25高二下·上海·期中）使用氢能源可以减少汽车尾气中有害气体的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：，该反应过程中的能量变化如图： 途径()变为途径()，活化分子的百分率( ) A．增大 B．减小 C．不变 D．不一定 【答案】A 【详解】途径()变为途径()使用了催化剂，催化剂降低了活化能，提高了活化分子数，也提高了活化分子的百分率，故选A。 6．（24-25高二下·上海·期中）生物质合成气可用于合成燃料甲醇。某化学学习小组用和模拟工业合成甲醇。已知：  。学习小组考查了其他条件不变的情况下，温度和压强对反应的影响，实验结果如下图所示。 下列说法正确的是( ) A．， B．的平衡转化率， C．化学反应速率， D．化学平衡常数， 【答案】B 【分析】由方程式可得，正反应是气体物质的量减小的放热反应。 【详解】A．温度越高，反应速率越快，由图，T2温度下反应更快到达平衡，故T2>T1，压强越大，浓度越大，反应速率越快，由图，P2压强下反应更快到达平衡，故P2>P1，A错误； B．正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，CO平衡转化率减小，故CO的平衡转化率：T1>T2，正反应气体物质的量减小，故压强增大有利于正反应，即CO的平衡转化率：P1<P2，B正确； C．温度、压强越大，反应速率越大，化学反应速率，，C错误； D．平衡常数仅与温度有关，故KC=KD，D错误； 故选B。 7．（24-25高二下·上海·期末）二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将和按物质的量之比为通入反应器中，发生如下反应： ①   ②   ③   (1)反应①正反应的活化能 逆反应的活化能(填“大于”或“小于”)，该反应在 (填字母)条件下能够自发进行。 A．高温     B．低温     C．任何温度 (2)在温度恒定的情况下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入和，发生反应②，下列描述能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．平均相对分子质量不再变化 B．容器内压强不再变化 C．的体积分数不再变化 D．和CO的物质的量之比保持不变 (3)恒温恒容的密闭容器中加入和，发生反应③，达到平衡后继续加入和，化学平衡 移动(填“正向”或“逆向”或“不”)，达到稳定状态后，的转化率比原来 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 【答案】(1)大于 A (2)CD (3)正向 减小 【解析】(1)反应①为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能；反应①>0，正反应气体系数和增大，>0，所以该反应在高温条件下能够自发进行，选A。 (2)A．反应前后气体总质量不变、气体物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，平均相对分子质量不再变化，反应不一定平衡，故不选A；B. 温度恒定、气体物质的量不变、容器体积不变，容器内压强是恒量，压强不再变化，反应不一定平衡，故不选B；C.的体积分数不再变化，说明浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选C；D. 是反应物、CO 是生成物，和CO的物质的量之比保持不变，说明和CO的浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选D。选CD。 (3)恒温恒容的密闭容器中加入1mol和1mol ，发生反应③，达到平衡后继续加入1mol 和1mol，反应物浓度增大，化学平衡正向移动；根据等效平衡原理，相当于增大压强，达到稳定状态后，的转化率比原来减小。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高二下·上海·期中）下列说法中不正确的是( ) A．活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞 B．使用催化剂，能增大活化分子百分数，加快反应速率 C．升高温度，使单位体积内活化分子数增多，因而反应速率加快 D．对于ΔH>0且一定条件下能自发进行的化学反应，其ΔS>0 【答案】A 【详解】A．活化分子之间的碰撞必须具有合适取向才能成为有效碰撞，并非所有活化分子碰撞都有效，故A不正确； B．催化剂通过降低活化能，增加活化分子百分数，从而加快反应速率，故B正确； C．升高温度使分子动能增加，更多分子成为活化分子，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，故C正确； D．ΔH>0时，若反应自发，（自发），需满足ΔS>0且高温条件，因此ΔS>0是必要条件，故D正确； 故选A。 2．（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是( ) A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 【答案】D 【详解】A．3v(H2)逆 = v(N₂)正时正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，A错误； B．气体密度=，反应前后总质量守恒，容器体积恒定，因此密度始终不变，无法判断是否达到平衡，B错误； C．消耗1mol N2（正反应）对应生成2mol NH3，而此时消耗1mol NH3（逆反应），说明反应未达平衡，C错误； D．平均摩尔质量=，总质量不变，但总物质的量随反应减少（4mol→2mol），当总物质的量不再变化时，平均摩尔质量也不再变化，说明反应达平衡，D正确； 故选D。 3．（24-25高三上·上海·期中）高温热分解法：2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)  ∆H > 0，恒温恒容密闭容器中充入一定量的H2S发生该反应，下列说法正确的是( ) A．该反应的平衡常数K随温度升高而减小 B．S2(g)与H2的体积比不再改变，说明反应已达平衡 C．平衡时充入H2S，平衡向正方向移动，H2S转化率增大 D．平衡时充入H2S，再达平衡时，不变 【答案】D 【详解】A．平衡常数 仅与温度有关，该反应 （吸热反应），升温会使平衡向正反应方向移动， 增大，A错误； B．反应生成物 和 的物质的量比为 ，体积比始终为 ，无法作为平衡判断依据，B错误； C．平衡时充入 ，平衡右移，但总物质的量增加，新加入的 未完全转化，导致总转化率降低，C错误； D．平衡常数表达式为，温度不变则 不变，充入H2S，再达平衡时，仍等于，D正确； 故选D。 4．（24-25高二上·上海静安·期中）在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是( ) A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 【答案】A 【分析】达到平衡后，温度不变，将气体体积压缩到，若平衡不移动，C的浓度为原来的2倍，当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍，则体积减小时平衡逆向移动，据此分析作答。 【详解】A．体积缩小，相当于加压，平衡逆向移动，则m+n＜p，A项错误； B．由上述分析可知，平衡逆向移动，B项正确； C．平衡逆向移动，A的转化率降低，C项正确； D．温度不变，将气体体积压缩，增加气体分子浓度，提高总活化分子数，从而加快反应速率，但活化分子百分数不变，D项正确； 答案选A。 5．（24-25高二上·上海静安·期中）对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是( ) A．V(A)=0.3mol·L-1s-1 B．v(B)=1.8mol·L-1s-1 C．v(C)=0.7mol·L-1s-1 D．v(D)=3.2mol·L-1·min-1 【答案】B 【详解】A．v(A)=0.3mol·L-1s-1； B．v(B)=1.8mol•L-1•s-1，转化为v(A)=1.8mol•L-1•s-1×=0.6mol•L-1•s-1； C．v(C)=0.7mol·L-1s-1，转化为v(A)=0.7mol•L-1•s-1×=0.35mol•L-1•s-1； D。v(D)=3.2mol·L-1·min-1=0.053 mol·L-1s-1，转化为v(A)=0.053mol•L-1•s-1×=0.0265mol•L-1•s-1； 故选B。 6．（24-25高二上·上海·期末）是一种绿色氧化剂，在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．分解属于吸热反应 B．加入催化剂，减小了反应的焓变 C．加入催化剂，可提高反应的活化能 D．反应物的焓高于生成物的焓 【答案】D 【详解】A．根据图象可知：反应物的总能量高于生成物的总能量，则分解属于放热反应，A错误； B．根据图象可知：有、无催化剂条件下反应物的总能量和生成物的总能量均相同，则加入催化剂，不能改变反应的焓变，B错误； C．催化剂通过改变活化能来改变反应速率，加入催化剂，可降低反应的活化能，C错误； D．该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，即反应物的焓高于生成物的焓，D正确； 故选D。 7．（2025·安徽安庆·二模）中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了制备的反应历程，并能判定反应的终点。下列说法错误的是( ) A．过渡态1比过渡态2稳定 B．可能有副产物生成 C．该历程分三步进行，总反应的决速步是第三步 D．升高温度，平衡时减小 【答案】D 【详解】A．过渡态1的能量低于过渡态2，故过渡态1比过渡态2稳定，A正确； B．和有可能继续反应生成副产物，B正确； C．该历程分三步进行，第三步的活化能最大，故总反应的决速步是第三步，C正确： D．升高温度，第一步反应是吸热反应，平衡向正向发生移动，第二步反应是放热反应，平衡向逆向发生移动，平衡时增大，D错误； 故选D。 8．（25-26高三上·上海·期中）乙酸是一种重要的有机化工原料，在催化剂的作用下甲醇羰基化是工业生产乙酸的主要方法之一，涉及的相关反应如下： 主反应：     副反应：     (1)主反应能在______条件下自发进行。 A．高温 B．低温 C．任意温度 D．不能进行 现在向容积为2 L的密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)和2 molCO(g)，在一定温度下发生上述两个反应，测得容器内的压强随时间变化如下所示： t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 p/kPa - - - (2)该条件下，0～4 min内的消耗速率 。 (3)以下可以证明达到平衡的是___________(不定项)。 A．容器内质量保持不变 B．CO物质的量分数保持不变 C．K保持不变 D． 研究表明，Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如下(其中TS表示过渡态，Rh(Ⅰ)配合物简写为TN)： (4)反应历程中起催化作用的是______。(不定项) A．LiOH B．LiI C． D． (5)关于以上反应历程说法正确的是 。(不定项) A．CO作为配体时，C的配位能力强于O B．增大Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚的用量，甲醇的平衡转化率增大 C．经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4活化能较低 (6)进一步研究发现，极性溶剂可以帮助维持催化剂的稳定性，故甲醇羰基化反应可在___________中进行。(不定项) A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．甲苯 【答案】(1)B (2)0.1 (3)BD (4)BC (5)AC (6)AD 【详解】（1）主反应的，，，低温时，故答案选B。 （2）初始总物质的量为4 mol，对应的压强为，4分钟时总压强为，在恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，则4分钟时总物质的量为3.2 mol，减少0.8 mol，因主、副反应每消耗和1molCO均减少1 mol气体，故总消耗的为0.8 mol，=0.1，故答案为0.1。 （3）A．所有反应物和产物均为气体，容器内总质量始终不变（质量守恒），不能证明平衡，A不符合题意；B．CO物质的量分数不变，说明CO的消耗速率 = 生成速率，反应达到平衡，B符合题意；C．平衡常数K仅与温度有关，温度不变时K始终不变，不能证明平衡，C不符合题意；D．ΔG=ΔH−TΔS=0是反应达到平衡的热力学标志，可证明平衡，D符合题意；故选BD。 （4）催化剂是反应过程中先消耗后生成的物质，根据循环图知，LiI 先与反应生成LiOH和，与反应生成TN2（），TN2经过TS2生成TN3，TN3转化为TN4，由TN4反应生成和， 与LiOH反应生成 和LiI ，在反应中和LiI为催化剂，LiOH和为中间产物，故答案为BC。 （5）A．CO中碳和氧均有孤对电子，碳的电负性小于氧，作为配体时，C的配位能力强于O，A正确；B．Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚是催化剂，增大Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚的用量，平衡不移动，甲醇的平衡转化率不变，B错误；C．经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能是生成TN3的速率比较慢或者消耗TN3的速率比较快，即TN2→TN3的活化能比较高或TN3→TN4活化能较低，故C正确；故答案选AC。 （6）由题信息知，极性溶剂可以帮助维持催化剂的稳定性，甲醇羰基化反应应在极性溶剂中进行，水、甲苯为极性分子，四氯化碳、苯为非极性分子，故答案为AD。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $