《2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题06化学反应速率和化学平衡教学案含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题06化学反应速率和化学平衡教学案含解析.pdf（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 化学反应速率和化学平衡【2019 年高考考纲解读】1了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3了解化学反应的可逆性。4了解化学平衡建立的过程；了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。5理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。6了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【重点、难点剖析】一、化学反应速率与计算1外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响趋势和程度(1)当增大反应物(或生成物)浓度时，v(正)或v(逆)增大，v(逆)或v(正)
2、瞬间不变，随后也增大；(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；(4)升高温度，不论放热反应还是吸热反应，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。2惰性气体对反应速率的影响我们把与化学反应体系中各反应成分均不起反应的气体统称为“惰性气体”。(1)恒温恒容时充入“惰性气体”引起体系总压强增大，但各反应成分分压不变，即各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。(2)恒温恒压时充入“惰性气体”引起容器容积增大引起各反应成分浓度降低引起
3、反应速率减小。二、化学平衡1可逆反应达到平衡状态的标志2(1)直接标志v（正）v（逆）各组分的物质的量或质量不变各组分的含量（w、）不变(2)间接标志总量：n（总）或恒温恒压下的V（总）、恒温恒容下的p（总）不变（需具体分析）复合量：混合气体的平均相对分子质量Mr不变，或混合气体的密度不变（需具体分析）其他：如平衡体系的颜色不变（实际上是有色物质的浓度不变）2平衡移动方向的判定(1)应用平衡移动原理如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减
4、少的方向移动；增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动。化学平衡移动的根本原因是外界条件(如温度、压强、浓度等)的改变破坏了原平衡体系，使得正、逆反应速率不再相等。当v正v逆时，平衡向正反应方向移动，当v正v逆时，平衡向逆反应方向移动，移动的结果是v正v逆。若条件的改变不能引起正、逆反应速率的变化，或者正、逆反应速率的变化相同，则平衡不发生移动。(2)应用浓度商Qc与平衡常数K的关系QcK，反应向正反应方向进行QcK，反应处于平衡状态QcK，反应向逆反应方向进行3化学平衡分析中两种重要思想的应用(1)等价转化思想。化学平衡状态的建立与反应途径无关，即无论可逆反应是从正反应方向开始，还是从逆反应
5、方向开始，或从中间状态开始，只要起始投入物质的物质的量相等，则可达到一样的平衡状态。(2)放大缩小思想。该方法适用于起始投入物质的物质的量存在一定的倍数关系。它指的是将反应容器的体积扩大或缩小一定的倍数，让起始物质的浓度相同，则在一定的条件下，可建立相同的平衡状态。然后在此基础上进行压缩或扩大，使其还原为原来的浓度。分析在压缩或扩大过程中，平衡如何移动，再依据勒夏特列原理，分析相关量的变化情况。三、化学平衡常数及转化率3 1化学平衡计算的基本模式平衡“三步曲”根据反应进行(或平衡移动)的方向，设某反应物消耗的量，然后列式求解。例：mA nB pC qD 起始量：ab 0 0 变化量：mxnxp
6、xqx平衡量：amx bnxpxqx注意：变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。2化学平衡计算的极限思维模式“一边倒”思想极限思维可概括为：“始转平，平转始，欲求范围找极值”。例：mA nB pC 起始：abc转化极限：anmapma平衡极限：0 bnmacpma3转化率计算公式转化率 反应物转化的物质的量（或质量、浓度）反应物起始的物质的量（或质量、浓度）100%。【题型示例】题型一、化学反应速率的影响因素与定量计算1外界条件对化学反应速率的影响(1
7、)纯液体和固体浓度可视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响化学反应速率。(2)对使用催化剂的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。(3)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。恒温时，对于恒容密闭容器：4 a充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。b充入“惰性”气体总压强增大反应物浓度未改变反应速率不变。恒 温恒压时充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。(4)外
8、界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；改变压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强正、逆反应速率改变程度相同；升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度、v正和v逆都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度大；使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。2方法：化学反应速率的求算(1)公式法：v(B)c（B）tn（B）Vt用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
9、化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)来说，则有v（A）mv（B）nv（C）pv（D）q。【例 1】(2016北京理综，8)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A抗氧化剂 B调味剂 C着色剂 D增稠剂5 答案A【变式探究】10 mL浓度为 1 molL1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速
10、率但又不影响氢气生成量的是(双选)()AK2SO4B CH3COONa CCuSO4D Na2CO3解析锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率降低，则溶液中的氢离子浓度减小，但由于不影响氢气的生成量，故氢离子的总物质的量不变。A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但H物质的量不变，正确；B 项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成醋酸，使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH 最终又完全电离，故H物质的量不变，正确；C项，加入硫酸铜溶液，Cu2会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，错误；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使
11、溶液中的氢离子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。答案D【变式探究】(2014北京理综)一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成 O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A06 min 的平均反应速率：v(H2O2)3.3 10 2mol/(L min)B610 min 的平均反应速率：v(H2O2)0 的反应，升高温度，平衡逆向移动，正、逆反应速率都增大，并不是只增大逆
12、反应速率，只是逆反应速率增大的程度大于正反应速率；工业合成氨中，移出部分氨气(平衡右移)，正逆反应速率都减小，并不是增大了正反应速率。7 题型二、化学平衡状态和移动方向的判断【例 2】(2018全国卷)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和 H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJ mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJ mol1C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJ mol 1该催化重整反应的H_kJmol
13、 1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压 B低温高压C高温高压D低温低压某温度下，在体积为2 L 的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_mol2L2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO(g)H/(kJ mol1)75 172 活化能/(kJ mol1)催化剂 X3391 催化剂 Y 43 72 由上表判断，催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。
14、在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK积、K消均增加Bv积减小、v消增加CK积减小、K消增加Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大8 图 1 图 2 在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vkp(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。【答案】(1)247 A 13(2)劣于相对于催化剂X，
15、催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【变式探究】【2017 江苏卷】温度为T1时，在三个容积均为1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是9 A达平衡时，容器与容器中的总压强之比为45 B达平衡时，容器中22ONOcc比容器中的大C达平衡时，容器中NO的体积分数小于50%D当温度
16、改变为T2时，若k正=k逆，则T2 T1【答案】CD 由反应 2NO2 2NO+O2起始量(mol/L)0.3 0.5 0.2 变化量(mol/L)2x 2xx 平衡量(mol/L)0.3-2x 0.5+2x 0.2+x 10 因为，解之得x=130，求出此时浓度商Qc=K，所以容器II达平衡时，22ONOcc一定小于1，B错误；C若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，由反应 2NO2 2NO+O2起始量(mol/L)0 0.5 0.35 变化量(mol/L)2x 2xx 平衡量(mol/L)2x 0.5-2x 0.35-x由 0.5-2x=2x+0.35-x，解之得，x=0.05，求
17、出此时浓度商Qc=1K，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C 正确；D温度为T2时，21kKk正逆0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2T1，D正确。答案AD【举一反三】2016浙江理综，28(1)(2)(3)(4)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO 催化剂存在下，CO2和 H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和 CO。反应的热化学方程式如下：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H153.7 kJ mol1CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2某实验室控制C
18、O2和 H2初始投料比为12.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO 纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和 H2的标准燃烧热分别为 283.0 kJ mol 1和285.8 kJ mol1H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJ mol 111 请回答(不考虑温度对H的影响)：(1)反
19、应的平衡常数表达式K_；反应的H2_ kJmol1。(2)有利于提高CO2转化为 CH3OH平衡转化率的措施有_。A使用催化剂Cat.1 B使用催化剂Cat.2 C降低反应温度D投料比不变，增加反应物的浓度E增大 CO2和 H2的初始投料比(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成 CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是_。(4)在图中分别画出反应在无催化剂、有Cat.1 和有 Cat.2三种情况下“反应过程能量”示意图。(3)从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化12 剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化
20、率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未到平衡数据。故由表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。答案A【变式探究】(2015江苏化学，15，4 分)在体积均为1.0 L 的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和 0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时 CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是(双选)()A反应 CO2(g)C(s)=2CO(g)的 S0、H 0 B体系的总压
21、强p总：p总(状态)2p总(状态)C体系中c(CO)：c(CO，状态)2c(CO，状态)D逆反应速率：v逆(状态)v逆(状态)CO2（g）C（s）2CO（g）n（始）/mol0.200n（转）/mol0.120.24n（平）/mol0.080.2413 此时气体总的物质的量为0.32 mol，此时中气体总物质的量大于中气体总物质的量的2 倍，且的温度高，气体体积膨胀，压强又要增大，则p总(状态)2p总(状态)，正确；C项，状态和，温度相同，中CO2的投料量 是中 CO2投料量的2 倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态)2c(CO，状态)，但成比例增加投料量，相当于加压，平衡向逆反应方向移
22、动，所以c(CO，状态)v逆(状态)，错误。【答案】(1)30.06.0 102大于温度升高，体积不变，总压强增大；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高13.4(2)AC【变式探究】【2017 天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230时，该反应的平衡常数K=210-5。已知：Ni(CO)4的沸点 为 42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230制得高纯镍。下列判断正确的是A增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增
23、大B第一阶段，在30和 50两者之间选择反应温度，选50C第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D该反应达到平衡时，v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)【答案】B【变式探究】（1）2016新课标全国，27(2)CrO24和 Cr2O27在溶 液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol L1的 Na2CrO4溶液中c(Cr2O27)随c(H)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_。14 由图可知，溶液酸性增大，CrO24的平衡转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO24的平衡转化率减小，则该反
24、应的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)2015 全国课标，28(4)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 _。上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为
25、_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t 40 min 时，v正_min 1。答案(1)2CrO242HCr2O27H2O 增大1.0 1014小于(2)0.1080.1080.7842k正/K1.95103【变式探究】(2014山东理综，节选)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)=NaNO3(s)ClNO(g)K1H10()15 2NO(g)Cl2(g)=2ClNO(g)K2H2”“不变升高温度【变式探究】(2013重庆理综，7)将 E 和 F 加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体
26、积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。压强/MPa 体积分数/%温度/1.0 2.0 3.0 810 54.0 ab915 c75.0 d1 000 ef83.0 bf915，2.0MPa 时 E的转化率为60%该反应的S0 K(1 000)K(810)上述中正确的有()。A4 个 B 3 个 C 2 个 D 1 个【答案】A 16 假设起始时加入的E的物质的量为nE(g)F(s)2G(g)起始n 0 平衡nx 2x2xnx100%75%x0.6n此时，E的转化率为60%，正确。该反应为熵增加的反应，S0，正确。由于该反应为吸热反应，升温，平衡右移，K增大，正确。【变式探究
27、】工业上，可用CO和 H2合成 CH3OH，此反应的化学方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。该反应不 同温度下的平衡常数如表所示：温度/0 100 200 300 400 平衡常数667 13.5 1.9 1022.4 1041105下列叙述中正确的是()。A该反应的正反应是吸热反应B100 时，向体积为V1 L 的恒容密闭容器中充入2 mol CO 和 4 mol H2，达到平衡时，CO的 转化率为 40%，则V112 C250 时，向体积为V2L 的恒容密闭容器中充入3 mol CO 和 3 mol H2，达到平衡时，混合气体中CO的体积分数为50%D250 时，向体积为V2
28、L 的恒容密闭容器中充入3 mol CO 和 3 mol H2，达到平衡时，混合气体中CH3OH(g)的体积分数为62.5%【答案】C 17 达到平衡时，气体的总物质的量为(6 2x)mol，混合气体中CO的体积分数为3x62x100%50%；达到平衡时，混合气体中CH3OH(g)的体积分数为x62x100%。在没有给出250 时该反应的化学平衡常数的前提下，无法求出上式中x的值，由于达到平衡时，混合气体中CO的体积分数为50%，则 CH3OH(g)的体积分数肯定小于50%，C项正确，D项错误。题型四、有关速率和平衡图表题例 4、(2018全国卷，节选)对于反应2SiHCl3(g)=SiH2C
29、l2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K 和 343 K 时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。(1)343 K时反应的平衡转化率_%。平衡常数K343 K_(保留 2 位小数)。(2)在 343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是_；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有 _、_。18(3)比较 a、b 处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率vv正v逆k正k逆，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a 处的v正v逆_(保留 1 位小数)。2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)
30、SiCl4(g)开始/mol y0 0 转化/mol 0.22y0.11y 0.11y平衡/mol 0.78y0.11y 0.11y代入k正k逆得，k正0.782k逆0.112，k正k逆0.1120.782在 a 处 SiHCl3的转化率为20%，根据三段式法得 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)开始/mol y 0 0 转化/mol 0.2y0.1y0.1ya 处/mol 0.8y0.1y0.1y则v正v逆k正k逆0.820.12，将代入计算得出v正v逆1.3。【答案】(1)22 0.02(2)及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)(3)大于1.3【变式探究】【
31、2017 江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70时不同条件下H2O2浓度随19 时间的变化如图所示。下列说法正确的是A图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对 H2O2分解速率的影响大【答案】D【变式探究】在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是()(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示 N2O初始浓度且c1c2)
32、20【答案】A【方 法技巧】四步法妙解图表题有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图表，想原理，巧整合”四步法解答。第一步：看特点。即分析可逆反应方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。第
33、四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。【变式探究】对于可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)HT1)压强(p)对平衡常数的影响温 度(T)对反应的影响压 强(p)对 反应的影响(p2p1)图示【答案】C 21 题型五、综合考查反应速率、化学平衡反应速率和化学平衡有关计算模板三段式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/mol L1(kPa)ab 0 0 变化/mol L1(kPa)mxnxpxqx平衡/mol L1(kPa)amxbnxpxqx(1)v(A)mxt。(2)(A)mxa100%。(3)Kpxpqxqa
34、mxmbnxnKPpxpqxqamxmbnxn。(4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率产物实际质量理论产量100%。(5)混合物中某组分的百分含量平衡量平衡总量100%。例 5(2017全国卷，改编)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H10 图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A升高温度B降
35、低温度C增大压强D降低压强22 图(a)图(b)图(c)(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_ _。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。(2)由于氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，所以丁烯产率降低。(3)该反应的正反
36、应为吸热反应，因此升高温度可以使平衡向右移动，使丁烯的产率增大，另外，反应速率也随温度的升高而增大。由题意知，丁烯在高温条件下能够发生裂解，因此当温度超过590 时，参与裂解反应的丁烯增多，而使产率降低。【答案】(1)小于AD(2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类23【变式探究】(2016全国卷，节选)煤燃烧排放的烟气含有SO2和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2
37、和 NO的平衡分压pe如图所示。(1)由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。(2)反应 ClO22SO23=2SO24 Cl的平衡常数K表达式为 _。【答案】(1)减小(2)Kc2SOoal(2,4)cClc2SOoal(2,3)cClOoal(,2)【变式探究】(2015课标全国卷，28，15 分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和 H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为 _。(2)上述浓缩液中主要含有I、Cl等离子，取一定量的浓缩液，向
38、其中滴加AgNO3溶液，当AgCl 开始沉淀时，溶液中c（I）c（Cl）为_，已知Ksp(AgCl)1.8 1010，Ksp(AgI)8.5 1017。(3)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的 H11 kJ mol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。(4)Bodensteins研究了下列反应：H2(g)I2(g)在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：24 t/min 0 20 40 60 80
39、120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 _。上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min 时，v正_min 1。由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_(填字母)。40 min 时，x(HI)0.85，v正k正
40、x2(HI)0.002 7 min1(0.85)21.95 103 min1。原平衡25 时，x(HI)为 0.784，x(H2)为 0.108，二者图中纵坐标均约为1.6(因为平衡时v正v逆)，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6 上面，升高温度，平衡向正反应方向移动，x(HI)减小(A 点符合)，x(H2)增大(E 点符合)。答案(1)MnSO4(或 Mn2)(2)4.7 107(3)299(4)0.1080.1080.7842k正/K1.95103A 点、E点【变式探究】(2015课标全国卷，27，14 分)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、C
41、O2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键H H CO HO CH E/(kJ mol1)436 343 1 076 465 413 由此计算H1_kJmol 1；已知 H2 58 kJmol 1，则 H3_kJmol1。(2)反应的化学平衡常数K表达式为 _；图 1 中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。图 1 26 图 2(3
42、)合成气组成n(H2)/n(COCO2)2.60 时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所 示。(CO)值 随 温 度 升 高 而 _(填“增 大”或“减 小”)，其 原 因 是_；图 2 中的压强由大到小为_，其判断理由是_。答案(1)99 41 (2)Kc（CH3OH）c（CO）c2（H2）a 反应为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数K应减小(3)减小由图 2 可知，压强恒定时，随着温度的升高，(CO)减小p3p2p1温度恒定时，反应为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，(CO)增大，而反应为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于(CO)增大