专题02 化学反应的方向、限度与速率（寒假复习讲义）高二化学鲁科版

专题02 化学反应的方向、限度与速率 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1.了解焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。 2.了解化学反应速率的概念和表示方法。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能通过实验及相关理论解释其一般规律。 5.能利用化学平衡常数、转化率进行相关计算。 6.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 7.了解外界条件改变对化学平衡移动的影响，学会数形结合理解化学平衡的移动。 8.了解多重平衡下化学平衡体系的分析方法，学会正确分析多重平衡体系下的化学平衡移动，学会计算多重平衡体系下的化学平衡常数。 9.通过分类识图，掌握常见的化学平衡图像类型，学会正确分析图像，整合题干信息，构建思维模型。 10.了解合成氨反应的特点以及影响元素，工业生产条件选择的依据和原则。 一、化学反应的方向 1.自发过程和自发反应 （1）自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。如水由高处流向低处。 （2）有些化学反应也是自发进行的，而且有方向性。 2.化学反应自发性与反应焓变的关系 （1）多数放热反应是自发进行的，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。 （2）有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1。 （3）结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 3.熵变与反应的方向 （1）熵和熵变 （2）物质熵大小的判断 物质的存在状态：对于同一物质，等物质的量的该物质其熵值大小与物质的存在状态有关，气态时熵值最大，固态时熵值最小，液态时介于二者之间，物质的状态与熵的大小的关系：S(g)>S(l)>S(s)。 （3）熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增，ΔS>0)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 （4）熵变与化学反应进行方向的关系 许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，有些熵减的反应也可以自发进行，如Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)，所以只用熵判据判断反应是否自发不全面。 4.自由能与化学反应的方向 （1）自由能：符号为ΔG，单位为kJ/mol。 （2）自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 （3）反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。当ΔG<0时，反应自发进行；当ΔG>0时，反应不能自发进行。 5.自由能(ΔG)与反应进行的方向 体系的自由能变化(ΔG，kJ/mol)不仅与ΔH、ΔS有关，还与温度有关，其表达式为ΔG＝ΔH－TΔS。 6.温度对化学反应方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作用，温度与反应方向的关系如图所示： 二、化学反应速率及表示方法 1.含义 化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。 2.表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 3.数学表达式及单位 v＝，单位为mol·L－1·min－1或 mol·L－1·s－1。 4.化学反应速率与化学计量数的关系 （1）内容：对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 （2）实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 三、影响化学反应速率的因素 1．内因 反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2；镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 2．外因 （1）浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；降低反应物的浓度，化学反应速率减小。 （2）压强：对有气体参加的反应，在其他条件不变时，改变压强同样可以改变化学反应速率。 （3）温度：升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。大量实验证明，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。 （4）催化剂：催化剂也可以改变化学反应速率(不作特殊强调，一般指正催化剂)。 （5）其他因素：除了上述浓度、温度、压强、催化剂这四大影响因素外，反应物颗粒的大小、构成微小原电池、光、超声波、激光等也能影响反应速率。 四、化学平衡状态及其判断 1.可逆反应 （1）概念 在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。 （2）特点 双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应 双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 2.化学平衡的概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 3.化学平衡的特征 逆：可逆反应； 动：化学平衡是一种动态平衡，v(正)=v(逆)≠0； 等：正反应速率等于逆反应速率； 定：反应物和生成物的质量或浓度保持不变； 变：条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的化学平衡。 4.化学平衡状态的判断 （1）判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 （2）动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 （3）静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 ③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 ④绝热容器中温度不变。 ⑤密度不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。 ⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。 五、化学平衡的移动及其影响因素 1.化学平衡的移动 （1）过程 （2）图示 2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。 （3）v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。 3.平衡移动的影响因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下(填写空格)： 改变的条件 (其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 4.判断平衡移动的两种特殊情况 （1）惰性气体(不参与反应气体)对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件 ②恒温、恒压条件 （2）同等程度地改变平衡反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 5.勒夏特列原理 （1）含义：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 （2）应用：①勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。 六、等效平衡 1．等效平衡的含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。 2．等效平衡的判断方法 （1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法：极值等量即等效。 例如：2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g) ① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol 上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。 （2）恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol  2 mol ③ a mol b mol c mol 按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。 （3）恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol ①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。 3．虚拟“中间态”法构建等效平衡 （1）构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 （2）构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 七、 化学平衡常数及其应用 1.平衡常数的含义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2.平衡常数的表达式 （1）对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝。 （2）固体或纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式 如C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝；Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝。 3.平衡常数的意义及影响因素 （1）K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 （2）K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 （3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 （4）平衡常数与反应方程式的关系 ①在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝。 ②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。 ③两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。 4.平衡常数的应用 （1）判断可逆反应进行程度或进行方向 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若浓度商Q＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 （2）判断可逆反应的热效应 八、化学平衡常数与转化率的计算 1.一个模式——“三段式” 如反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数：K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 2.四个计算公式 （1）反应物的转化率＝×100%＝×100%。 （2）生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝×100%。 （3）平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 （4）某组分的体积分数＝×100%。 3.转化率大小分析 判断反应物转化率，主要有以下几种情况： 反应类型 条件的改变 反应物转化率的变化 有多种反应物的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 恒容时只增加反应物A的用量 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大 同等倍数地增大反应物A、B的量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变 恒温恒容条件下 m＋n＞p＋q 反应物A和B的转化率均增大 m＋n＜p＋q 反应物A和B的转化率均减小 m＋n＝p＋q 反应物A和B的转化率均不变 只有一种反应物的可逆反应：mA(g)nB(g)＋pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒压条件下 反应物转化率不变 恒温恒容条件下 m＞n＋p 反应物A的转化率增大 m＜n＋p 反应物A的转化率减小 m＝n＋p 反应物A的转化率不变 九、多重平衡体系下的化学平衡分析 1.多重平衡 一个化学反应体系中，往往存在着多个化学反应，一种物质既可能是某个反应的产物，同时也可能是其他化学反应的反应物，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。 2.多重平衡规则 在多重平衡体系中，如果一个反应由另外两个或多个反应相加减而来，则该反应的平衡常数等于这两个或多个反应的平衡常数的乘积或商。 3.多重平衡问题的解题思路 十、化学反应速率与化学平衡图像 1.物质的量(或浓度)－时间图像[n(或c)－t图像] 此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。 解题原则：注意各物质曲线的拐点(到达平衡的时刻)，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况。 2.速率－时间图像(v－t图像) 解题原则：分清正反应速率、逆反应速率及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 3.百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像 解题原则：“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡，速率快，温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度，纵坐标大小与平衡状态相对应，将温度高低、压强大小与平衡状态相联系，即可得到反应热或气体分子数信息。 4.百分含量(或转化率)－压强－温度图像 解题原则：“定一议二”。讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 5.几种特殊图像 （1）对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 （2）对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 十一、化学反应的调控 1.合成氨反应条件的原理分析 （1）反应原理：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 （2）反应特点： 2.实际合成氨工业中选择的生产条件 条件 实际 压强 压强大，对材料的强度和设备的要求高，增加生产成本并降低综合经济效益。一般采用的压强为10MPa～30MPa 温度 温度升高有利于提高反应速率，一般采用的温度为400～500℃ 催化剂 一般选择铁触媒作为合成氨工业的催化剂。该催化剂在500℃左右时活性最大，这也是温度选择的原因之一 浓度 工业上采取迅速冷却的方法，使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用，并及时补充氮气和氢气 3.化学反应的调控 影响化学反应进行的因素有两个方面：参加反应的物质本身因素(组成、结构、性质等)和外部条件(温度、压强、浓度、催化剂等)。化学反应的调控，就是通过改变外界条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。在实际生产中，要综合考虑化学反应速率和化学平衡的因素，寻找一个适宜的生产条件。 4.选择化工生产适宜条件的分析角度 外界条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 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，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δvg＜0 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δvg＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 一、化学反应历程 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。 如反应：H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下： （1）H＋＋H2O2H3O （2）H3O＋Br－===H2O＋HOBr （3）HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 2．过渡态理论 基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 反应产物 过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 3．活化能与反应机理 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示： E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。 二、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。 二、勒夏特列原理 （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。 （3）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。 （4）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。 （5）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。 （6）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。 （7）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。 （8）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。 (9)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。 (10)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。 (11)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。 (12)若反应aA(g)＋bBcC(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)。 (13)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。 基础巩固 1．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是 A.ΔH<0　ΔS>0 B.ΔH>0　ΔS<0 C.ΔH>0　ΔS>0 D.ΔH<0　ΔS<0 【答案】A 【解析】由曲线图可知，增大压强，C%减少，即增大压强平衡向逆反应方向移动，所以逆反应为气体体积减小的反应，即m＋n<c＋d；升高温度C%减少，即升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应为放热反应。 2．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。 3．氨分解反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)在容积为2 L的密闭容器内进行，已知起始时氨气的物质的量为4 mol，5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的反应速率为 A.0.32 mol/(L·s) B.0.16 mol/(L·s) C.1.6 mol/(L·s) D.0.8 mol/(L·s) 【答案】B 【解析】反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。反应进行到5 s时，消耗的氨气为4 mol－2.4 mol＝1.6 mol，所以用氨气表示的反应速率为＝0.16 mol/(L·s)，所以选项B是正确的。 4．对反应A＋BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol；②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol；③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL；④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率的大小关系是 A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 【答案】A 【解析】①中c(A)＝c(B)＝＝0.5 mol·L－1；②中c(A)＝c(B)＝＝1 mol·L－1；③中c(A)＝c(B)＝＝0.05 mol·L－1；④中c(A)＝c(B)＝＝0.25 mol·L－1；在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③，A项正确。 5．在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)＋3H2(g)2Fe(s)＋3H2O(g)，采取下列措施不能加快正反应速率的是 A.减小容器容积 B.保持容器容积不变，增加H2输入量 C.充入He，保持容器内压强不变 D.升高体系温度 【答案】C 【解析】A项减小容器容积，气体的浓度增大，正、逆反应速率均加快；B项保持容器容积不变，增加H2输入量，c(H2)增大，正、逆反应速率均加快；C项充入He，保持容器内压强不变，c(H2)、c(H2O)减小，正、逆反应速率减慢；D项升高温度，正、逆反应速率均增大。 6．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中能够成立的是 A.其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大 B.其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大 C.保持容器体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大 D.其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小 【答案】B 【解析】其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，反应混合气体的浓度增大，则v正、v逆均增大，A不成立；其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大，B成立；保持容器体积不变，充入少量He使体系压强增大，反应混合气体的浓度不变，则v正、v逆均不变，C不成立；其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正、v逆均不变，D不成立。 7．在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到化学平衡的标志是 A.容器内的总压强不随时间而变化 B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB) C.单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成 D.容器内混合气体的密度不随时间而变化 【答案】C 【解析】A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，根据分析，压强不变不能判断是否达到平衡状态，A不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝v(AB)，与反应是否平衡无关，B不符合题意；C项，单位时间内生成n mol A2同时生成2n mol AB，说明v正＝v逆，可以判定反应达到平衡状态，C符合题意；D项，反应前后质量守恒，因此m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ＝，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，D不符合题意。 8．某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应，故v正>v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确。 9．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是 A.升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0 B.加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D.加入一定量氩气，平衡不移动 【答案】C 【解析】升高温度，若c(Z)增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH>0，A正确；加入一定量Z，平衡逆向移动，达到新平衡后m(Y)减小，B正确；该反应的平衡常数K＝c(Z)，加入等物质的量的Y和Z，温度不变，平衡常数不变，则达新平衡后c(Z)不变，C错误；加入一定量氩气，各物质浓度不变，平衡不移动，D正确。 10．甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是 A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙 B.平衡时N2O4的百分含量：乙>甲>丙 C.平衡时甲与丙中放出的热量相同 D.其他条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变 【答案】D 【解析】甲、乙存在平衡2NO2(g)N2O4(g)，该反应为气体分子数减少的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，丙中存在平衡N2O4(g)2NO2(g)，相当于开始加入0.2 mol NO2，与甲为完全相同的等效平衡，据此分析。甲与丙为完全等效平衡，平衡时NO2的浓度相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强尽管平衡向正反应移动，根据勒夏特列原理平衡移动的结果是NO2浓度还是增大了，故平衡时容器内c(NO2)的大小顺序为乙＞甲＝丙，故A错误；甲与丙为完全等效平衡，平衡时N2O4的百分含量相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，平衡时N2O4的百分含量增大，故平衡时N2O4的百分含量：乙＞甲＝丙，故B错误；甲与丙为完全等效平衡，平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等，但甲从正反应方向开始，丙从逆反应方向开始，一个吸热一个放热，故C错误；即平衡常数K，K只与温度有关，温度不变，K值不变，故D正确。 11．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是 容器 温度/K 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应吸热 B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 【答案】D 【解析】对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终两者等效，但容器Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；容器Ⅱ相对于容器Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率增大，所以容器Ⅱ中转化率大，B错误；若不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以达到平衡时容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍，而容器Ⅱ中温度低于容器Ⅲ，平衡正向移动，故Ⅱ中c(H2)仍小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比容器Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者等效，两容器中速率相等，但容器Ⅲ温度高，速率更快，D正确。 12．下列有关平衡常数的说法中，正确的是 A.改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B.反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C.对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D.平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 【答案】D 【解析】平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，选项A错误；该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，该反应的平衡常数减小，选项B错误；对于给定的可逆反应，温度一定时，因K正·K逆＝1，只有平衡常数等于1时，其正、逆反应的平衡常数才相等，选项C错误；化学平衡常数，是指在一定温度下可逆反应达平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比，固体和液体不写入平衡常数表达式，则平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，选项D正确。 13．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，下列有关说法正确的是 A．平衡常数表达式为K＝ B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 【答案】D 【解析】固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；增大压强，平衡逆向移动，B项错误；升温，该反应正向进行，K增大，C项错误；恒压条件下，通入氦气，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，K只与温度有关，温度不变，K不发生变化，D项正确。 14．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A.反应达到平衡时，X的转化率为50% B.反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C 【解析】X的转化率＝×100%＝50%，A正确；反应达到平衡时，X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1、0.1 mol·L－1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，平衡常数K＝＝＝1 600，B正确；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响，C错误，D正确。 15．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是 A.图中a的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03 C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5% 【答案】B　 【解析】根据图像和已知信息可得： 则有a＝0.4－0.25＝0.15，A正确；该反应的平衡常数K＝≈33.33，B错误；该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值减小，C正确；平衡时A2的转化率为×100%＝62.5%，D正确。 16．CO2催化重整CH4的反应： (Ⅰ)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1，主要副反应：(Ⅱ)H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＞0，(Ⅲ)4H2(g)＋CO2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH3＜0。在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比1∶1充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A.ΔH1＞0 B.若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时，转移电子数之比为3∶4 C.300～580 ℃时，H2O的体积分数不断增大，是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量 D.T ℃时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81 【答案】C 【解析】反应(Ⅰ)可由2倍(Ⅱ)减去反应(Ⅲ)得到，故ΔH1＝2ΔH2－ΔH3，再根据图示，随温度的升高，CH4和CO2的体积分数减小，说明升温，平衡正向移动，而升温平衡向吸热方向移动，正反应吸热，ΔH1＞0，A正确；反应Ⅰ每消耗1 mol CO2，转移电子数为6 mol，反应Ⅲ每消耗1 mol CO2，转移电子数为8 mol，所以反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时，转移电子数之比为3∶4，B正确；300～580 ℃时，H2O的体积分数不断增大，反应(Ⅲ)是放热反应，升温时，平衡逆向移动消耗H2O，反应(Ⅱ)是吸热反应，升温时正向移动，生成H2O，而由于反应(Ⅲ)消耗H2O的量小于反应(Ⅱ)生成H2O的量，C错误；T ℃时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则CO2转化的浓度为×75%＝0.75 mol·L－1，根据三段式： 若不考虑副反应，则反应(Ⅰ)的平衡常数＝，但由于副反应(Ⅲ)中，消耗的氢气的量比二氧化碳多得多，故计算式中，分子减小得更多，值小于81，D正确。 17．二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”。以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下： Ⅰ.2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH1＝－122.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1 回答下列问题： （1）反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝________。 （2）在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性＝×100%，其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线_______(填“①”或“②”)；温度高于300 ℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是___________； 为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择的反应条件为________(填标号)。 a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压 【答案】（1）－204.7 kJ·mol－1 （2）①　高于300 ℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大　d 【解析】（1）由盖斯定律有“Ⅰ－Ⅱ×2”得到2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，所以ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－122.5－82.2) kJ·mol－1＝－204.7 kJ·mol－1。（2）升高温度，反应向吸热方向进行(即ΔH＞0的方向)，所以反应Ⅰ向逆向进行，Ⅱ向正向进行，CH3OCH3变少，CO2增多，故CH3OCH3选择性应一直减小，故表示平衡时CH3OCH3选择性的是曲线①；当T＞300 ℃时曲线②(CO2平衡转化率)随温度升高的原因为反应Ⅰ的ΔH1<0，Ⅱ的ΔH2>0，升高温度使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，故温度T＞300 ℃时反应Ⅱ占主导；增大压强，反应向气体体积减小的方向进行，若想要提高CH3OCH3的选择性，应向反应Ⅰ的正反应方向进行、Ⅱ的逆反应方向进行，所以应选择低温高压。 提升专练 18．向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[0～t1阶段c(B)未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是 A.若t1＝15 s，则在0～t1时间段用C表示的化学反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B.B的起始物质的量为0.02 mol C.t5～t6阶段改变的条件可能是升高温度 D.t1～t2阶段的K等于t3～t4阶段的K 【答案】B 【解析】t3～t4阶段使用了催化剂，反应速率增大，t4～t5改变条件平衡不移动，改变温度或某一组分的浓度，平衡会发生移动，说明t4时改变的条件是减小压强，正逆反应速率同时减小，平衡不移动，则该反应为等体积反应，t5时刻正逆反应速率同时增大，改变的条件为升高温度，t2时正、逆反应速率只有一个突变，说明是改变某一组分的浓度。从图甲可知，0～15 s内C浓度变化量为0.06 mol/L，v(C)＝0.06 mol/L÷15 s＝0.004 mol·L－1·s－1，A正确；根据图甲0～t1时间段，C物质浓度变化量为0.06 mol/L，A物质浓度变化量为0.09 mol/L，两者的比值为2∶3，则两者的系数之比为2∶3，再根据该反应为等体积反应，可得反应为3A(g)B(g)＋2C(g)，则0～t1时间段，B浓度变化量为0.03 mol/L，故初始时B浓度为0.02 mol/L，初始A浓度为0.15 mol/L，物质的量为0.3 mol，则体积为2 L，故初始B的物质的量为0.04 mol，B错误；t5～t6，正逆反应速率均增大，化学平衡移动，改变的条件可能是升高温度，C正确；t1～t5过程中，体系的温度没有改变，则K值不变，D正确。 19．可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图。下列叙述正确的是 A.达到平衡后，若升温，则K减小 B.达到平衡后，加入催化剂C%增大 C.化学方程式中n＞e＋f D.达到平衡后，若增加A的量，B的转化率增大 【答案】A 【解析】T2达到平衡时间短，温度较高，而C%含量低，则正反应方向放热，p2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，则n＜e＋f，催化剂不影响平衡移动，达到平衡后，若升温，正反应是放热反应，所以K减小，A正确；使用催化剂平衡不移动，C%不变，B错误；p2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，则n＜e＋f，C错误；达到平衡后，若增加A的量，平衡不移动，所以B的转化率不变，D错误。 20．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是 A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 【答案】B 【解析】合成氨是放热反应，升温平衡逆向进行，对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，对正反应的反应速率影响更大，故B正确；减小反应物浓度，平衡逆向进行，正反应的反应速率减小得多，对正反应的反应速率影响更大，故C错误；同等程度影响正逆反应速率，故D错误。 21．下列有关合成氨工业的说法正确的是 A.N2、H2的投料比采用1∶2.8(物质的量比)而不是1∶3，是为了提高N2的转化率 B.反应温度控制在700 K左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 C.压强采用10～30 MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好 D.不断将氨液化并移去液氨，目的之一是使平衡正向移动 【答案】D 【解析】适当提高氮气的比例，即N2和H2物质的量之比为1∶2.8时更能提高H2的转化率，A错误；氮气和氢气反应生成氨气的过程是放热的，反应温度控制在700 K左右，目的是加快反应速率，并不是使化学平衡向正反应方向移动，B错误；氮气和氢气反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，合成氨工业采用10～30 MPa，是因为再增大压强，平衡转化率不会提高太多，且增大压强对设备的要求更高，不能达到更好的经济效益，C错误；不断将氨液化并移去液氨，目的是降低氨气的浓度，使平衡正向移动，D正确。 22．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＝＝。 23．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。 24．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。 25．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。 26．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) 28．二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。 29．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 【解析】（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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学反应的方向、限度与速率 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1.了解焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。 2.了解化学反应速率的概念和表示方法。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能通过实验及相关理论解释其一般规律。 5.能利用化学平衡常数、转化率进行相关计算。 6.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 7.了解外界条件改变对化学平衡移动的影响，学会数形结合理解化学平衡的移动。 8.了解多重平衡下化学平衡体系的分析方法，学会正确分析多重平衡体系下的化学平衡移动，学会计算多重平衡体系下的化学平衡常数。 9.通过分类识图，掌握常见的化学平衡图像类型，学会正确分析图像，整合题干信息，构建思维模型。 10.了解合成氨反应的特点以及影响元素，工业生产条件选择的依据和原则。 一、化学反应的方向 1.自发过程和自发反应 （1）自然界有一些过程是 进行的，而且是有 的。如水由高处流向低处。 （2）有些化学反应也是 进行的，而且有 。 2.化学反应自发性与反应焓变的关系 （1）多数放热反应是自发进行的，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。 （2）有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1。 （3）结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 3.熵变与反应的方向 （1）熵和熵变 （2）物质熵大小的判断 物质的存在状态：对于同一物质，等物质的量的该物质其熵值大小与物质的 有关，气态时熵值最大，固态时熵值 ，液态时介于二者之间，物质的状态与熵的大小的关系：S(g)>S(l)>S(s)。 （3）熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增，ΔS>0)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 （4）熵变与化学反应进行方向的关系 许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，有些熵减的反应也可以自发进行，如Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)，所以只用熵判据判断反应是否自发不全面。 4.自由能与化学反应的方向 （1）自由能：符号为 ，单位为 。 （2）自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 （3）反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。当ΔG<0时，反应 ；当ΔG>0时，反应 。 5.自由能(ΔG)与反应进行的方向 体系的自由能变化(ΔG，kJ/mol)不仅与ΔH、ΔS有关，还与温度有关，其表达式为ΔG＝ΔH－TΔS。 6.温度对化学反应方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时， 有可能对反应的方向起决定性的作用，温度与反应方向的关系如图所示： 二、化学反应速率及表示方法 1.含义 化学反应速率是用来衡量化学反应 的物理量。 2.表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来表示。 3.数学表达式及单位 v＝，单位为mol·L－1·min－1或 mol·L－1·s－1。 4.化学反应速率与化学计量数的关系 （1）内容：对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的 之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 （2）实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 三、影响化学反应速率的因素 1．内因 反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的 是影响化学反应速率的决定因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为 ；镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为 。 2．外因 （1）浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率 ；降低反应物的浓度，化学反应速率 。 （2）压强：对有气体参加的反应，在其他条件不变时，改变压强同样可以改变化学反应速率。 （3）温度：升高温度，化学反应速率 ；降低温度，化学反应速率 。大量实验证明，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。 （4）催化剂：催化剂也可以 化学反应速率(不作特殊强调，一般指正催化剂)。 （5）其他因素：除了上述浓度、温度、压强、催化剂这四大影响因素外，反应物颗粒的大小、构成微小原电池、光、超声波、激光等也能影响反应速率。 四、化学平衡状态及其判断 1.可逆反应 （1）概念 在同一条件下，既可以向 方向进行，同时又能向 方向进行的化学反应。 （2）特点 双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应 双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 反应物的转化率 100%，反应物与生成物共存 2.化学平衡的概念 在一定条件下的 体系中，当正、逆反应速率 时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 3.化学平衡的特征 逆： 反应； 动：化学平衡是一种 平衡， ； 等：正反应速率 逆反应速率； 定：反应物和生成物的质量或浓度保持 ； 变：条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的化学平衡。 4.化学平衡状态的判断 （1）判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 ②各物质的质量或质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定 ④总体积、总压强、总物质的量一定 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 混合气体的 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) （2）动态标志： ①同种物质：同一物质的生成速率 消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“ ”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 （3）静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 ③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 ④绝热容器中温度不变。 ⑤密度不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。 ⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。 五、化学平衡的移动及其影响因素 1.化学平衡的移动 （1）过程 （2）图示 2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向 移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态， 平衡移动。 （3）v正＜v逆：平衡向 移动。 3.平衡移动的影响因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下(填写空格)： 改变的条件 (其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向 方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数 的方向移动 减小压强 向气体分子总数 的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡 温度 升高温度 向 反应方向移动 降低温度 向 反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 4.判断平衡移动的两种特殊情况 （1）惰性气体(不参与反应气体)对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件 ②恒温、恒压条件 （2）同等程度地改变平衡反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 5.勒夏特列原理 （1）含义：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 （2）应用：①勒夏特列原理的适用对象是 过程。②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。 六、等效平衡 1．等效平衡的含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。 2．等效平衡的判断方法 （1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法：极值等量即等效。 例如：2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g) ① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol 上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。 （2）恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol  2 mol ③ a mol b mol c mol 按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。 （3）恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol ①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。 3．虚拟“中间态”法构建等效平衡 （1）构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 （2）构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 七、 化学平衡常数及其应用 1.平衡常数的含义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 之积与反应物 之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2.平衡常数的表达式 （1）对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝。 （2）固体或纯液体的浓度视为 ，通常不计入平衡常数表达式 如C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝；Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝。 3.平衡常数的意义及影响因素 （1）K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度 。 （2）K只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 （3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 （4）平衡常数与反应方程式的关系 ①在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝。 ②方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。 ③两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。 4.平衡常数的应用 （1）判断 进行程度或进行方向 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若浓度商Q＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 （2）判断可逆反应的热效应 八、化学平衡常数与转化率的计算 1.一个模式——“三段式” 如反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数：K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 2.四个计算公式 （1）反应物的转化率＝×100%＝×100%。 （2）生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝×100%。 （3）平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 （4）某组分的体积分数＝×100%。 3.转化率大小分析 判断反应物转化率，主要有以下几种情况： 反应类型 条件的改变 反应物转化率的变化 有多种反应物的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 恒容时只增加反应物A的用量 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大 同等倍数地增大反应物A、B的量 恒温恒压条件下 反应物转化率 恒温恒容条件下 m＋n＞p＋q 反应物A和B的转化率均 m＋n＜p＋q 反应物A和B的转化率均 m＋n＝p＋q 反应物A和B的转化率均 只有一种反应物的可逆反应：mA(g)nB(g)＋pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒压条件下 反应物转化率 恒温恒容条件下 m＞n＋p 反应物A的转化率 m＜n＋p 反应物A的转化率 m＝n＋p 反应物A的转化率 九、多重平衡体系下的化学平衡分析 1.多重平衡 一个化学反应体系中，往往存在着多个化学反应，一种物质既可能是某个反应的产物，同时也可能是其他化学反应的反应物，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。 2.多重平衡规则 在多重平衡体系中，如果一个反应由另外两个或多个反应相加减而来，则该反应的平衡常数等于这两个或多个反应的平衡常数的乘积或商。 3.多重平衡问题的解题思路 十、化学反应速率与化学平衡图像 1.物质的量(或浓度)－时间图像[n(或c)－t图像] 此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。 解题原则：注意各物质曲线的拐点(到达平衡的时刻)，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况。 2.速率－时间图像(v－t图像) 解题原则：分清正反应速率、逆反应速率及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 3.百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像 解题原则：“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡，速率快，温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度，纵坐标大小与平衡状态相对应，将温度高低、压强大小与平衡状态相联系，即可得到反应热或气体分子数信息。 4.百分含量(或转化率)－压强－温度图像 解题原则：“定一议二”。讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 5.几种特殊图像 （1）对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 （2）对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 十一、化学反应的调控 1.合成氨反应条件的原理分析 （1）反应原理：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 （2）反应特点： 2.实际合成氨工业中选择的生产条件 条件 实际 压强 压强大，对材料的强度和设备的要求高，增加生产成本并降低综合经济效益。一般采用的压强为 温度 温度升高有利于提高反应速率，一般采用的温度为 催化剂 一般选择铁触媒作为合成氨工业的催化剂。该催化剂在 左右时活性最大，这也是温度选择的原因之一 浓度 工业上采取迅速冷却的方法，使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用，并及时补充氮气和氢气 3.化学反应的调控 影响化学反应进行的因素有两个方面：参加反应的物质本身因素(组成、结构、性质等)和外部条件(温度、压强、浓度、催化剂等)。化学反应的调控，就是通过改变外界条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。在实际生产中，要综合考虑 和 的因素，寻找一个适宜的生产条件。 4.选择化工生产适宜条件的分析角度 外界条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH＜0 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δvg＜0 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δvg＞0 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 一、化学反应历程 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。 如反应：H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下： （1）H＋＋H2O2H3O （2）H3O＋Br－===H2O＋HOBr （3）HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 2．过渡态理论 基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 反应产物 过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 3．活化能与反应机理 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示： E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。 二、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。 二、勒夏特列原理 （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。 （3）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。 （4）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。 （5）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。 （6）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。 （7）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。 （8）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。 (9)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。 (10)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。 (11)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。 (12)若反应aA(g)＋bBcC(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)。 (13)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。 基础巩固 1．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是 A.ΔH<0　ΔS>0 B.ΔH>0　ΔS<0 C.ΔH>0　ΔS>0 D.ΔH<0　ΔS<0 2．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 3．氨分解反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)在容积为2 L的密闭容器内进行，已知起始时氨气的物质的量为4 mol，5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的反应速率为 A.0.32 mol/(L·s) B.0.16 mol/(L·s) C.1.6 mol/(L·s) D.0.8 mol/(L·s) 4．对反应A＋BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol；②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol；③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL；④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率的大小关系是 A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 5．在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)＋3H2(g)2Fe(s)＋3H2O(g)，采取下列措施不能加快正反应速率的是 A.减小容器容积 B.保持容器容积不变，增加H2输入量 C.充入He，保持容器内压强不变 D.升高体系温度 6．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中能够成立的是 A.其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大 B.其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大 C.保持容器体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大 D.其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小 7．在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到化学平衡的标志是 A.容器内的总压强不随时间而变化 B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB) C.单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成 D.容器内混合气体的密度不随时间而变化 8．某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 9．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是 A.升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0 B.加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D.加入一定量氩气，平衡不移动 10．甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是 A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙 B.平衡时N2O4的百分含量：乙>甲>丙 C.平衡时甲与丙中放出的热量相同 D.其他条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变 11．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是 容器 温度/K 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应吸热 B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 12．下列有关平衡常数的说法中，正确的是 A.改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B.反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C.对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D.平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 13．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，下列有关说法正确的是 A．平衡常数表达式为K＝ B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 14．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A.反应达到平衡时，X的转化率为50% B.反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 15．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是 A.图中a的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03 C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5% 16．CO2催化重整CH4的反应： (Ⅰ)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1，主要副反应：(Ⅱ)H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＞0，(Ⅲ)4H2(g)＋CO2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH3＜0。在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比1∶1充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A.ΔH1＞0 B.若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时，转移电子数之比为3∶4 C.300～580 ℃时，H2O的体积分数不断增大，是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量 D.T ℃时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81 17．二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”。以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下： Ⅰ.2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH1＝－122.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1 回答下列问题： （1）反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝________。 （2）在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性＝×100%，其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线_______(填“①”或“②”)；温度高于300 ℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是___________； 为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择的反应条件为________(填标号)。 a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压 提升专练 18．向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[0～t1阶段c(B)未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是 A.若t1＝15 s，则在0～t1时间段用C表示的化学反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B.B的起始物质的量为0.02 mol C.t5～t6阶段改变的条件可能是升高温度 D.t1～t2阶段的K等于t3～t4阶段的K 19．可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图。下列叙述正确的是 A.达到平衡后，若升温，则K减小 B.达到平衡后，加入催化剂C%增大 C.化学方程式中n＞e＋f D.达到平衡后，若增加A的量，B的转化率增大 20．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是 A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 21．下列有关合成氨工业的说法正确的是 A.N2、H2的投料比采用1∶2.8(物质的量比)而不是1∶3，是为了提高N2的转化率 B.反应温度控制在700 K左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 C.压强采用10～30 MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好 D.不断将氨液化并移去液氨，目的之一是使平衡正向移动 22．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 % 23．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 24．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 25．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 26．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_______________。 28．二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”)。 29．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 / 学科网（北京）股份有限公司 $