2019届二轮复习专题十化学反应速率和化学平衡课件（113张）

2019届二轮复习专题十化学反应速率和化学平衡课件（113张）

专题十　化学反应速率和化学平衡 第 三 编 　 化学反应原理 内容索引 考点一　化学反应速率及其影响因素 考点二　 化学平衡 状态与化学反应进行的 方向 三年选考　五次真题 考点三　 化学平衡 移动、化学平衡 常数 化学反应速率及其影响因素 考点一 一、深度剖析速率的计算方法 1 核心回扣 用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点： (1) 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。 (2) 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。 (3) 对于可逆反应，通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。 ( 注：总反应速率也可理解为净速率 ) 二、正确理解速率影响因素 1. 按要求填空。 (1) 形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁 ( 填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ” ) 铝。 (2) 对于 Fe ＋ 2HCl == =FeCl 2 ＋ H 2 ↑ ，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？ ( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) ① 升高温度： ； ② 增大盐酸浓度： ； ③ 增大铁的质量： ； ④ 增加盐酸体积： ； 小于 增大 增大 不变 不变 ⑤ 把铁片改成铁粉： ； ⑥ 滴入几滴 CuSO 4 溶液： ； ⑦ 加入 NaCl 固体： ； ⑧ 加入 CH 3 COONa 固体： ； ⑨ 加入一定体积的 Na 2 SO 4 溶液： 。 (3) 若把 (2) 中的稀盐酸改成 “ 稀硝酸 ” 或 “ 浓硫酸 ” 是否还产生 H 2 ，为什么 ？ 答案　 不会产生 H 2 ， Fe 和稀硝酸反应生成 NO ；常温下， Fe 在浓硫酸中钝化 。 增大 增大 不变 减小 减小 2. 对于化学反应： N 2 (g) ＋ O 2 (g)  2NO(g) ，在密闭容器中，下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么 ( 填 “ 加快 ”“ 不变 ” 或 “ 减慢 ” ) 。 (1) 缩小体积使压强增大： 。 (2) 体积不变充入 N 2 使压强增大： 。 (3) 体积不变充入氩气使压强增大： 。 (4) 压强不变充入氩气使体积增大： 。 (5) 增大体积使压强减小： 。 加快 加快 不变 减慢 减慢 3. 外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。 (1) 当增大反应物浓度时， v 正 ， v 逆 瞬间 ， 随后也增大； (2) 增大压强，气体分子 数 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 程度 地改变正、逆反应速率； (4) 升高温度， v 正 和 v 逆 都 ，但 反应 方向的反应速率增大的程度大； (5) 使用催化剂， 能 程度 地改变正、逆反应速率。 增大 不变 减小 同等 增大 吸热 同等 三、准确把握碰撞理论 1. 活化分子、活化能、有效碰撞 (1) 活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 (2) 活化能：如图 图中： E 1 为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为 E 3 ，反应热为 E 1 － E 2 。 ( 注： E 2 为逆反应的活化能 ) (3) 有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 2. 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 分子 总数 百分数 分子 总数 百分数 题组一　化学反应速率的计算 1.(2018· 宁波诺丁汉大学附属中学期中 )5.6 g 铁粉投入到足量的 100 mL 2 mol·L － 1 的稀硫酸的烧杯中， 2 min 时铁粉刚好溶解，下列表示这个反应的速率正确的是 A. v (Fe) ＝ 0.5 mol·L － 1 ·min － 1 B. v (H 2 SO 4 ) ＝ 1 mol·L － 1 ·min － 1 C. v (H 2 ) ＝ 0.5 mol·L － 1 ·min － 1 D. v (FeSO 4 ) ＝ 0.5 mol·L － 1 ·min － 1 2 题 组 集训 答案 √ 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析　 Fe 是固体，浓度不变，不能用来表示化学反应速率， A 项错误 ； Fe 与稀硫酸发生反应： Fe ＋ H 2 SO 4 == =FeSO 4 ＋ H 2 ↑ ， 2 min 时铁粉刚好溶解，铁反应的物质的量是 0.1 mol ，根据方程式可知硫酸反应的物质 的量是 0.1 mol ，则 v (H 2 SO 4 ) ＝ 0.1 mol÷0.1 L÷2 min ＝ 0.5 mol·L － 1 ·min － 1 ， B 项错误 ； 该 反应为溶液中的反应，无法表示氢气的浓度变化， C 项错误 ； 根据 方程式可知： n (Fe) ∶ n (FeSO 4 ) ＝ 1 ∶ 1 ，所以 n (FeSO 4 ) ＝ 0.1 mol ，则 v (FeSO 4 ) ＝ 0.1 mol÷0.1 L÷2 min ＝ 0.5 mol·L － 1 ·min － 1 ， D 项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2.(2017· 杭州市西湖高级中学高二 12 月月考 ) 可逆反应 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g)  2SO 3 (g) 在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A. v (SO 2 ) ＝ 0.5 mol·L － 1 ·s － 1 B. v (O 2 ) ＝ 1 mol·L － 1 ·min － 1 C. v (SO 3 ) ＝ 0.6 mol·L － 1 ·s － 1 D. v (O 2 ) ＝ 0.4 mol·L － 1 ·s － 1 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3. 现将 0.40 mol A 2 气体和 0.20 mol B 2 气体充入 10 L 的密闭容器中，在一定条件下使其发生反应生成气体 C ，其物质的量的变化如下图所示，请回答下列有关问题： (1) 若 t 1 ＝ 10 min ，则 0 到 t 1 时间内 C 物质的平均反应速率为 。 (2) 该反应在 t 2 时达到平衡，其化学方程式为 ， 若用 A 、 B 表示物质 C ， 则物质 C 的化学式是 。 答案 0.001 mol·L － 1 ·min － 1 A 3 B( 或 BA 3 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 练后反思 化学反应速率计算常常包括化学反应速率的常规计算、速率大小比较、书写化学方程式或化学式等。 (1) 反应速率大小 ( 或快慢 ) 比较方法 同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，而要进行一定的转化。一般采用 “ 归一法 ” 进行比较，即将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质同一单位的反应速率，再进行比较。比较时要注意 “ 一看 ”“ 二转 ”“ 三比较 ” 。 “ 一看 ” ：看速率的单位是否一致； “ 二转 ” ：利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化成同一物质同一单位的化学反应速率； “ 三比较 ” ：比较数值的大小，数值越大，反应速率越快。 (2) 书写化学方程式或化学式 首先判断出反应物和生成物；然后计算化学方程式 [ 对于反应 a A(g) ＋ b B(g) == = c C(g) ＋ d D(g) ] 中各物质前的化学计量数，计算时根据 a ∶ b ∶ c ∶ d ＝ v (A) ∶ v (B) ∶ v (C) ∶ v (D) ＝ Δ n (A) ∶ Δ n (B) ∶ Δ n (C) ∶ Δ n (D) ＝ Δ c (A) ∶ Δ c (B) ∶ Δ c (C) ∶ Δ c (D) ；最后写出化学方程式，有时再根据质量守恒定律书写出某一反应物或某一生成物的化学式。 解析 答案 题组二　影响化学反应速率因素的实验探究 4.(2018· 浙江省 “ 七彩阳光 ” 新高考研究联盟高三上学期考试 ) 为探究影响化学反应速率的因素，将等质量的铁与过量盐酸反应，其他实验条件见下表。其中铁被反应完消耗时间最少的组别是 组别 c (HCl)/ mol·L － 1 温度 / ℃ 铁的状态 A 2.0 25 块状 B 2.5 30 粉末状 C 2.5 50 块状 D 2.5 50 粉末状 √ 解析　 根据化学反应速率的影响因素，温度越高，化学反应速率越快，接触面积越大，化学反应速率越快，答案选 D 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.(2018· 嘉兴市高三二模 ) 已知： 2N 2 (g) ＋ 6H 2 O(g)  4NH 3 (g) ＋ 3O 2 (g) 　 Δ H ＝ Q kJ·mol － 1 ( Q ＞ 0) ， 右 图 为该反应在不同初始浓度的 N 2 和不同催化剂 Ⅰ 、 Ⅱ 作用下 ( 其他条件相同 ) ，体积为 2 L 的密闭容器中 n (NH 3 ) 随反应时间的变化曲线，下列说法正确的是 A.0 ～ 6 h 内，催化剂 Ⅰ 的催化效果比催化剂 Ⅱ 的好 B.a 点时，催化剂 Ⅰ 、 Ⅱ 作用下 N 2 的转化率相等 C.0 ～ 5 h 内，在催化剂 Ⅰ 的作用下， O 2 的反应速率为 0.12 mol·L － 1 ·h － 1 D.0 ～ 12 h 内，催化剂 Ⅱ 作用下反应吸收的热量比催化剂 Ⅰ 的多 √ 解析 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析　 催化剂 Ⅰ 和催化剂 Ⅱ 的条件下， N 2 的初始浓度不同，催化剂 Ⅰ 和催化剂 Ⅱ 的催化效果没法比较， A 错误 ； N 2 的初始浓度不同， a 点时生成 NH 3 的物质的量相等，因此 N 2 的转化率不相等， B 错误 ； 由 图像可知 0 ～ 5 h 内，在催化剂 Ⅰ 的作用下，生成 NH 3 的物质的量为 0.8 mol ， 根据方程式可知生成 O 2 的物质的量为 0.6 mol ，所以 O 2 的反应速率 为 ＝ 0.06 mol·L － 1 ·h － 1 ， C 错误 ； 0 ～ 12 h 内，催化剂 Ⅱ 作用下生成 NH 3 的物质的量比催化剂 Ⅰ 的多，因此催化剂 Ⅱ 作用下反应吸收的热量比催化剂 Ⅰ 的多， D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题组三　有效碰撞理论 6. 下列说法正确的是 A. 增大压强，活化分子数增加，化学反应速率一定增大 B. 升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率一定增大 C. 活化分子间所发生的分子间的碰撞为有效碰撞 D. 加入反应物，使活化分子百分数增加，化学反应速率增大 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析　 增大压强，单位体积内的活化分子数增加，单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大， A 项错误 ； 升高 温度，活化分子百分数增加，单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多，化学反应速率一定增大， B 项正确 ； 活化分子 所发生的分子间的碰撞，只有能发生反应的碰撞才是有效碰撞， C 项错误 ； 加入 反应物，活化分子百分数不变，但活化分子总数增加，化学反应速率增大， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7. 下列有关活化分子和活化能的说法不正确的是 A. 增加气体反应物的浓度可以提高活化分子百分数 B. 升高温度可增加单位体积活化分子数 C. 发生有效碰撞的分子一定是活化分子 D. 使用催化剂可降低活化能，提高活化分子 百分数 解析　 本题主要考查活化分子的性质。增加气体反应物的浓度可以增加单位体积内活化分子数，但是不能提高活化分子百分数，故 A 不正确 ； 升高 温度增加活化分子总数，可增加单位体积活化分子数，故 B 正确 ； 发生 有效碰撞的分子一定是活化分子，故 C 正确 ； 使用 催化剂可降低活化能，增加活化分子总数，提高活化分子百分数，故 D 正确 。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 反思归纳 (1) 为了把 “ 有效碰撞 ” 概念具体化，人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，同时把活化分子所多出来的那部分能量叫做活化能，因此活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差值。 (2) 活化能相当于化学反应的 “ 门槛 ” ，对于同一化学反应，其活化能越低，反应速率越大。催化剂就是通过参与反应，改变反应历程，降低反应的活化能来提高化学反应速率的。 (3) 活化分子百分数 ( 浓度 ) 增加，化学反应速率一定增大。 题组四 　 选择题专题强化练 8. 用 Na 2 FeO 4 溶液氧化废水中的还原性污染物 M ，为研究降解效果 . 设计如下对比实验探究温度、浓度、 pH 、催化剂对降解速率和效果的影响，实验测得 M 的浓度与时间关系如图所示。 实验编号 温度 ( ℃ ) pH ① 25 1 ② 45 1 ③ 25 7 ④ 25 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 下列说法不正确的是 A. 实验 ① 在 15 min 内 M 的降解速率为 1.33 × 10 － 5 mol·L － 1 ·min － 1 B. 若其他条件相同，实验 ①② 说明升高温度， M 降解速率增大 C. 若其他条件相同，实验 ①③ 证明 pH 越高，越不利于 M 的降解 D. 实验 ④ 说明 M 的浓度越小，降解的速率越快 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ①② 不同的是温度， ② 的温度高于 ① ，在相同的时间段内， ② 中 M 的浓度变化大于 ① ，说明 ② 中 M 的降解速率大，故 B 说法正确 ； ①③ 对比温度相同， ③ 的 pH 大于 ① ，在相同的时间段内， ① 中 M 浓度变化大于 ③ ，说明 ① 的降解速率大于 ③ ，故 C 说法正确 ； ①④ 对比 M 的浓度不同， 0 － 15 之间段内， ④ 中 M 浓度变化小于 ① ，说明 M 的浓度越小，降解速率越小，故 D 说法错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9. 一定条件下，用 Fe 2 O 3 、 NiO 或 Cr 2 O 3 作催化剂对燃煤烟气进行回收，使 SO 2 转化生成 S 。催化剂不同，其他条件 ( 浓度、温度、压强 ) 相同情况下，相同时间内 SO 2 的转化率随反应温度的变化如下图，下列说法不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A. 不考虑催化剂价格因素，选择 Fe 2 O 3 作催化剂可以节约能源 B. 相同其他条件下，选择 Cr 2 O 3 作催化剂， SO 2 的平衡转化率最小 C.a 点后 SO 2 的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了 D. 选择 Fe 2 O 3 作催化剂，最适宜温度为 340 ～ 380 ℃ 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析　 根据图像可知，当温度在 340 ℃ 时，在 Fe 2 O 3 作催化剂条件下， SO 2 的平衡转化率最大， A 正确 ； 相同 其他条件下，选择 Cr 2 O 3 作催化剂，在温度为 260 ℃ 时， SO 2 的平衡转化率不是最小的，此时 NiO 作催化剂时， SO 2 的转化率是最小的， B 错误 ； 催化剂 催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低， C 正确 ； 选择 Fe 2 O 3 作催化剂，在 340 ～ 380 ℃ 催化能力最大，二氧化硫的转化率也是最大，反应速率最快， D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10. 硝基苯甲酸乙酯在 OH － 存在下发生水解反应： O 2 NC 6 H 4 COOC 2 H 5 ＋ OH －  O 2 NC 6 H 4 COO － ＋ C 2 H 5 OH ，两种反应物的初始浓度均为 0.500 mol·L － 1 ，不同温度下测得 O 2 NC 6 H 4 COOC 2 H 5 的浓度 (mol·L － 1 ) 随时间变化的数据如下表所示。下列有关说法不正确的是 t /s 0 120 180 240 330 530 600 700 800 15 ℃ 0.500 0.335 0.291 0.256 0.210 0.155 0.148 0.145 0.145 35 ℃ 0.500 0.325 0.277 5 0.238 0.190 … 0.135 0.135 0.135 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A. 该反应在 15 ℃ ， 120 ～ 180 s 区间 的 O 2 NC 6 H 4 COOC 2 H 5 的平均反应速率 为 7.33 × 10 － 4 mol·L － 1 ·s － 1 B . 由数据可知，随着反应的进行，反应物的浓度降低，反应速率减慢 C.530 s 时，表格中 35 ℃ 对应的数据一定是 0.135 D. 由数据可知，温度升高反应速率加快 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析　 该反应在 15 ℃ ， 120 ～ 180 s 区间的 O 2 NC 6 H 4 COOC 2 H 5 的平均反应速率为 (0.335 － 0.291) mol·L － 1 ÷60 s ≈ 7.33 × 10 － 4 mol·L － 1 ·s － 1 ， A 正确 ； 该 反应在 15 ℃ ， 180 ～ 240 s 区间的 O 2 NC 6 H 4 COOC 2 H 5 的平均反应速率为 (0.291 － 0.256) mol·L － 1 ÷60 s ≈ 5.83 × 10 － 4 mol·L － 1 ·s － 1 ，因此随着反应的进行，反应物的浓度降低反应速率减慢， B 正确 ； 530 s 时反应不一定达到平衡状态，所以表格中 35 ℃ 对应的数据不一定是 0.135 ， C 错误 ； 由 数据可知，温度升高反应速率加快， D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11.(2018· 台州市高三 9 月选考科目教学质量评估 ) 对 H 2 O 2 的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，实验测得不同条件下 O 2 浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 A. 图甲表明，可通过适当 增大 H 2 O 2 浓度，加快 H 2 O 2 分解速率 B . 图乙表明，可通过调节溶液 的 酸 碱性，控制 H 2 O 2 分解速率快慢 C. 图丙表明， Mn 2 ＋ 少量存在时 ， 碱性 太强，不利于 H 2 O 2 分解 D. 图乙、图丙和图丁表明， Mn 2 ＋ 是 H 2 O 2 分解的催化剂， 提高 Mn 2 ＋ 的浓度就能增大 H 2 O 2 分 解 速率 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析　 图甲中溶液的 pH 相同，但浓度不同，浓度越大，相同时间内浓度的变化量越大，由此得出相同 pH 条件下，双氧水浓度越大，双氧水分解速率越快，故 A 正确 ； 图 乙中 H 2 O 2 浓度相同，但加入 NaOH 浓度不同，说明溶液的 pH 不同， NaOH 浓度越大，相同时间内双氧水浓度变化量越大，由此得出：双氧水浓度相同时， pH 越大，双氧水分解速率越快，故 B 正确 ； 图 丙中少量 Mn 2 ＋ 存在时，相同时间内双氧水浓度变化量： 0.1 mol·L － 1 NaOH 溶液＞ 1.0 mol·L － 1 NaOH 溶液＞ 0 mol·L － 1 NaOH 溶液，由此得出： 锰离子作催化剂时受溶液 pH 的影响，但与溶液的 pH 值不成正比，碱性太强， 不利于 H 2 O 2 分解，故 C 正确 ； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 图丁中 pH 相同，锰离子浓度越大，相同时间内双氧水浓度变化量越大，但图丙中锰离子作催化剂时受溶液 pH 的影响，碱性太强，不利于 H 2 O 2 分解，故 D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学平衡状态与化学反应进行的方向 考点二 一、化学平衡状态 1. 可逆反应 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 2. 化学平衡状态 (1) 概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 1 核心回扣 (2) 化学平衡的建立 (3) 化学平衡状态的特点 按要求回答下列问题 ① 向含有 2 mol SO 2 的容器中通入过量氧气发生反应 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g ) 2SO 3 (g ) 　 Δ H ＝－ Q kJ·mol － 1 ( Q ＞ 0) ，充分反应后生成 SO 3 的物质的 量 ( 填 “ ＜ ”“ ＞ ” 或 “ ＝ ” ，下同 )2 mol ， SO 2 的物质的量 0 ，转化率 100% ，反应放出的热量 Q kJ 。 ＜ ＞ ＜ ＜ ② 对于达到平衡状态的可逆反应： N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ 92.4 kJ·mol － 1 下列说法正确的打 “√” ，错误的打 “×” a.N 2 和 NH 3 的质量分数相等 ( 　　 ) b.N 2 、 H 2 、 NH 3 的浓度之比为 1 ∶ 3 ∶ 2( 　　 ) c. v 正 (N 2 ) ＝ 3 v 逆 (H 2 )( 　　 ) d. 平衡时 N 2 、 H 2 的转化率之比一定为 1 ∶ 3( 　　 ) e. 平衡时，放出的热量可能是 92.4 kJ( 　　 ) × × × × √ 3. “ 三关注 ” 突破化学平衡状态标志的判断 (1) 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器； (2) 关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应； (3) 关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 如：在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ① 混合气体的压强、 ② 混合气体的密度、 ③ 混合气体的总物质的量、 ④ 混合气体的平均相对分子质量、 ⑤ 混合气体的颜色、 ⑥ 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、 ⑦ 某种气体的百分含量 ( 均填序号 ) a. 能说明 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g)  2SO 3 (g) 达到平衡状态的是 。 b. 能说明 I 2 (g) ＋ H 2 (g)  2HI(g) 达到平衡状态的是 。 c. 能说明 2NO 2 (g)  N 2 O 4 (g) 达到平衡状态的是 。 d. 能说明 C(s) ＋ CO 2 (g)  2CO(g) 达到平衡状态的是 。 e. 能说明 A(s) ＋ 2B(g)  C(g) ＋ D(g) 达到平衡状态的是 。 f. 能说明 NH 2 COONH 4 (s)  2NH 3 (g) ＋ CO 2 (g) 达到平衡状态的是 。 g. 能说明 5CO(g) ＋ I 2 O 5 (s)  5CO 2 (g) ＋ I 2 (s) 达到平衡状态的是 。 ①③④⑦ ⑤⑦ ①③④⑤⑦ ①②③④⑦ ②④⑦ ①②③ ②④⑦ 4. 若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何 ？ 答案　 a. ②③④⑦ 　 b . ⑤⑦ 　 c . ②③④⑤⑦ d . ②③④⑦ 　 e . ②④⑦ 　 f . ③ 　 g. ②④⑦ 二、化学反应方向的综合判据 影响反应自发性的因素有焓变 (Δ H ) 、熵变 (Δ S ) 和温度 ( T ) 。要正确判断一个化学反应能否自发进行，必须综合考虑 Δ H 、 Δ S 和 T 这三个因素。在恒温恒压时，有如下判据： 这个判据用文字可表述：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 Δ H － T Δ S ＜ 0 的方向进行，直到达到平衡状态 。 注意　 用 Δ H － T Δ S ＜ 0 来判断反应的自发性，只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生，也不能确定反应发生的速率 。 2 题 组 集训 题组一　化学平衡状态及标志的判断 1. 在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应 m A(g) ＋ n B(g)  p C(g) ＋ q D(g) ，当 m 、 n 、 p 、 q 为任意整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡的是 ① 体系的压强不再改变　 ② 体系的密度不再改变 ③ 各组分的浓度不再改变　 ④ 各组分的质量分数不再改变 ⑤ 反应速率 v (A) ∶ v (B) ∶ v (C) ∶ v (D) ＝ m ∶ n ∶ p ∶ q 　 ⑥ 单位时间内 m mol A 发生断键反应，同时 p mol C 也发生断键反应 A. ③④⑤⑥ B . ③④⑥ C. ①③④ D . ②③⑥ 解析 答案 1 3 4 5 2 √ 解析　 ① 如果该反应是一个反应前后气体分子总数不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故错误 ； ② 因为是在一个固定容积的密闭容器中进行的反应，反应物和生成物都是气体，所以体系的密度不会改变，故不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误 ； ③ 各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故正确 ； ④ 当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，故正确 ； ⑤ 当反应速率 v (A) ∶ v (B) ∶ v (C) ∶ v (D) ＝ m ∶ n ∶ p ∶ q ，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误 ； ⑥ 单位时间内 m mol A 断键反应等效于 p mol C 形成，同时 p mol C 也发生断键反应，该反应达到平衡状态，故正确。 1 3 4 5 2 解析 2. 一定条件下，将物质的量之比为 1 ∶ 2 的 NH 3 与 O 2 置于恒容的密闭容器中发生反应： 4NH 3 (g) ＋ 5O 2 (g)  4NO(g) ＋ 6H 2 O(g) ，下列不能说明反应达到平衡状态的是 A.NH 3 的消耗速率等于 NH 3 的生成速率 B. 混合气体的密度保持不变 C.NO 的物质的量保持不变 D.NH 3 和 O 2 的浓度不再变化 答案 √ 1 3 4 5 2 解析　 当化学反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此进行判断。 NH 3 的消耗速率等于 NH 3 的生成速率说明正、逆反应速率相等，能说明反应达到平衡， A 不符合 ； 密度 是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，无论反应是否达到平衡状态，容器内气体的密度都不发生变化，不能判断是否达到平衡状态， B 符合 ； NO 的物质的量保持不变说明反应达到平衡， C 不符合 ； NH 3 和 O 2 的浓度不再变化说明反应达到平衡， D 不符合 。 1 3 4 5 2 3. 反应 3Fe(s) ＋ 4H 2 O(g)  Fe 3 O 4 (s) ＋ 4H 2 (g) 在温度和容积不变的条件下进行。能表明反应达到平衡状态的叙述是 A. 容器内的总压强不随时间变化 B. 断裂 4 mol H—O 键的同时，断裂 4 mol H—H 键 C. 混合气体的平均相对分子质量不变 D. 反应不再进行 解析 答案 √ 1 3 4 5 2 解析　 反应前后的气体分子数不变，所以在恒温恒容的容器内总压强不随时间变化， A 项不正确 ； 1 个水分子中有 2 个 H—O 键，而 1 个氢气分子中只有 1 个 H—H 键，所以断裂 4 mol H—O 键的同时断裂 4 mol H—H 键不能证明正反应速率和逆反应速率相等， B 项不正确 ； 由于 水蒸气和氢气的相对分子质量不等，所以当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明各组分的百分含量保持不变，达到了化学平衡状态， C 项正确 ； 在 化学平衡状态下，正反应速率和逆反应速率相等且不等于 0 ， D 项不正确。 1 3 4 5 2 题组二　化学反应方向的判定 4. 对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是 A. 若 Δ H ＜ 0 ， Δ S ＞ 0 ，任何温度下都能自发进行 B. 若 Δ H ＞ 0 ， Δ S ＜ 0 ，任何温度下都不能自发进行 C. 若 Δ H ＞ 0 ， Δ S ＞ 0 ，低温时可自发进行 D. 若 Δ H ＜ 0 ， Δ S ＜ 0 ，低温时可自发 进行 解析　 Δ H ＞ 0 ， Δ S ＞ 0 时，要使 Δ H － T Δ S ＜ 0 ，则需要在高温下进行 。 √ 解析 答案 1 3 4 5 2 5. 对于汽车尾气的净化反应： 2NO(g) ＋ 2CO(g) == =N 2 (g) ＋ 2CO 2 (g) 　 Δ H ＝－ 113.0 kJ·mol － 1 　 Δ S ＝－ 145.3 J·mol － 1 ·K － 1 ，在 298 K 、 101 kPa 下， 假定反应焓变与熵变不随温度变化，通过计算说明该反应在室温 下 ___ ( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ) 自发进行，若常温常压下该反应自发进行，则大气中的 NO 和 CO 不能转化为 N 2 和 CO 2 而净化的原因 是 ________________ 。 解析 答案 能 该反应虽然能 自 发进行，但速率太慢，必须选择合适的催化剂，加快反应速率 1 3 4 5 2 解析　 在 298 K 、 101 kPa 下，该反应的 Δ H ＝－ 113.0 kJ·mol － 1 ， Δ S ＝ － 145.3 J·mol － 1 ·K － 1 ，由 Δ H － T Δ S ≈ － 69.7 kJ·mol － 1 ＜ 0 ，因此该反应在室温下能自发进行。 Δ H － T Δ S 这个判据指的是温度、压强一定的条件下，化学反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，它并不能说明在该条件下一个可能自发进行的化学反应能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及反应速率问题，该反应必须选择合适的催化剂，加快反应速率。 1 3 4 5 2 化学反应的综合判据分析 在一定温度和压强下，反应能自发进行，则要使 Δ H － T Δ S ＜ 0 。当反应的 Δ H ＞ 0 、 Δ S ＞ 0 ，若要使反应自发进行，则要使温度 T 采用高温，即焓变 “ 大 ” 于 0 、熵变 “ 大 ” 于 0 时高 ( 大 ) 温时可自发反应；当反应 Δ H ＜ 0 、 Δ S ＜ 0 ，若要使反应自发进行，则要使温度 T 采用低温，即焓变 “ 小 ” 于 0 、熵变 “ 小 ” 于 0 时低 ( 小 ) 温时可自发反应。这条规律即为 “ 大大大小小小 ” 规律。另外，这条规律还包括：当反应 Δ H ＜ 0 、 Δ S ＞ 0 ，在任意温度下均有 Δ H － T Δ S ＜ 0 ，此种情况下任意温度均可自发反应；当反应 Δ H ＞ 0 、 Δ S ＜ 0 ，在任意温度下均有 Δ H － T Δ S ＞ 0 ，此种情况下任意温度均不可自发反应。 练后反思 化学平衡移动、化学平衡常数 考点三 一、化学平衡移动 1. 判断方法 如果改变影响平衡的一个条件 ( 温度、浓度、压强等 ) ，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。如升高温度时，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少的方向 ( 正反应方向 ) 移动；增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动，反之亦然。 1 核心回扣 2. 易错辨析，下列说法正确的打 “√” ，错误的打 “×” (1) 化学反应速率改变，平衡一定发生移动 ( ) (2) 平衡移动，化学反应速率一定改变 ( ) (3) 平衡正向移动，反应物的转化率一定增大 ( ) (4) 平衡正向移动，一定 v 正 ＞ v 逆 ( ) (5) 平衡正向移动，反应物浓度一定减小，生成物浓度一定增加 ( ) × √ × √ × 二、化学平衡常数 1. 平衡常数概念辨析 正误判断，正确的打 “√” ，错误的打 “×” (1) 平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度 ( 　　 ) (2) 催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数 ( 　　 ) (3) 平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动 ( 　　 ) (4) 化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化 ( 　　 ) (5) 平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度 ( 　　 ) (6) 化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的 反应热 ( 　　 ) × × × √ √ √ 2. 化学平衡常数表达式的书写 (1)Cl 2 ＋ H 2 O  HCl ＋ HClO ( 2)C(s) ＋ H 2 O(g)  CO(g) ＋ H 2 (g ) (3)CH 3 COOH ＋ C 2 H 5 OH  CH 3 COOC 2 H 5 ＋ H 2 O ( 5)CaCO 3 (s)  CaO(s) ＋ CO 2 (g) 答案　 K ＝ c (CO 2 ) 3. 化学平衡常数的应用 (1) 判断可逆反应进行的程度。 (2) 利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应 a A(g) ＋ b B(g)  c C(g) ＋ d D(g) 的任意状态，浓度商 ： Q ＝ 。 Q ＜ K ，反应 向 反应 方向进行； Q ＝ K ，反应 处于 状态 ； Q ＞ K ，反应 向 反应 方向进行。 (3) 利用 K 可判断反应的热效应：若升高温度， K 值增大，则正反应 为 热反应 ； 若升高温度 ， K 值减小 ， 则正反应 为 热 反应。 正 平衡 逆 吸 放 2 题 组 集训 1.(2017· 宁波市余姚中学高二上学期期中 ) 汽车尾气净化中的一个反应如下： NO(g) ＋ CO(g)  N 2 (g ) ＋ CO 2 (g) 　 Δ H ＝－ 373.4 kJ·mol － 1 ，在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是 解析 答案 √ 解析　 平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，与物质的浓度无关，增大 NO 的物质的量，不影响平衡常数，故 A 正确 ； 增大 氮气的物质的量，氮气的浓度增大，平衡逆向移动， NO 的转化率降低，故 B 错误 ； 升高 温度，平衡逆向移动， CO 的体积分数增大，与图像不符，故 C 错误 ； 相同 压强条件下，升高温度，平衡逆向移动， CO 的转化率减小，与图像不符，故 D 错误。 2.H 2 (g) ＋ I 2 (g)  2HI(g) 　 Δ H ＝－ Q ( Q >0) ，下列说法正确的是 A. 温度升高，反应速率增大，产率增大 B. 增大反应物 H 2 的浓度， HI% 增大 C. 增大压强，浓度增大，平衡不移动 D. 使用催化剂，反应速率增大， I 2 的转化率 增大 解析　 温度升高，反应速率增大，平衡逆向移动，产率减小，故 A 项错误 ； 增大反应 物 H 2 的浓度，平衡正向移动， HI% 减小，故 B 项错误 ； 改变 压强，对于反应前后气体系数和相等的平衡，不会发生移动，增大压强，浓度增大，平衡不移动，故 C 项正确 ； 使用 催化剂，反应速率增大，平衡不移动， I 2 的转化率不变，故 D 项错误 。 √ 解析 答案 3.(2017· 嘉兴市第一中学高二上学期期末 ) 一定温度下，某容器中加入足量的碳酸钙，发生反应 CaCO 3 (s)  CaO(s) ＋ CO 2 (g) ，达到平衡，下列说法正确的是 A. 将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时， CO 2 的浓度不变 B. 将体积增大为原来的 2 倍，再次达到平衡时，气体的密度变大 C. 因 CaCO 3 (s) 需加热条件才分解生成 CaO(s) 和 CO 2 (g) ，所以是 Δ H <0 D. 保持容器压强不变，充入 He ，平衡向逆反应方向移动 解析 √ 答案 解析　 根据 CaCO 3 (s)  CaO(s) ＋ CO 2 (g) 可知，该反应的平衡常数 K ＝ c (CO 2 ) ，将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，因温度不变，则 K 值不变，所以 c (CO 2 ) 也不变，故 A 正确 ； 该 反应中只有二氧化碳为气体，所以反应过程中气体的密度始终不变，则将体积增大为原来的 2 倍，再次达到平衡时，气体密度不变，故 B 错误 ； CaCO 3 (s )  CaO(s) ＋ CO 2 (g) 是分解反应，该反应为吸热反应，所以 Δ H ＞ 0 ，故 C 错误 ； 保持 容器压强不变，充入 He ，容器体积增大， CO 2 的浓度减小，平衡将向正反应方向移动，故 D 错误。 4. (2017· 宁波市余姚中学高二上学期期中 ) 温度为 T 1 时，在三个容积均为 1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应： 2NO 2 (g)  2NO(g) ＋ O 2 (g)( 正反应吸热 ) 。实验测得： v 正 ＝ v (NO 2 ) 消耗 ＝ k 正 c 2 (NO 2 ) ， v 逆 ＝ v (NO) 消耗 ＝ 2 v (O 2 ) 消耗 ＝ k 逆 c 2 (NO)· c (O 2 ) ， k 正 、 k 逆 为速率常数，受温度影响。 容器编号 物质的起始浓度 /mol·L － 1 物质的平衡浓度 /mol·L － 1 c (NO 2 ) c (NO) c (O 2 ) c (O 2 ) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2   Ⅲ 0 0.5 0.35   下列说法正确的是 A. T 1 时，该反应的平衡常数为 1 B. 达到平衡时，容器 Ⅰ 与容器 Ⅱ 中的总压强之比为 4 ∶ 5 C. 达到平衡时，容器 Ⅲ 中 NO 的体积分数大于 50% D. 当温度改变 为 T 2 时，若 k 正 ＝ k 逆 ，则 T 2 > T 1 解析 答案 √ 解析　 Ⅰ 中的反应 2NO 2 (g)  2NO(g) ＋ O 2 (g) 开始 /mol·L － 1 0.6 0 0 反应 /mol·L － 1 0.4 0.4 0.2 平衡 /mol·L － 1 0.2 0.4 0.2 化学平衡常数 K ＝ ＝ 0.8 ，故 A 错误 ； 该 反应的化学平衡常数 K ＝ 0.8 ，容器体积为 1 L ，则平衡时 Ⅰ 中气体总物质的量＝ 1 L × (0.2 ＋ 0.4 ＋ 0.2) mol·L － 1 ＝ 0.8 mol ，恒容恒温时气体压强之比等于其物质的量之比，如果平衡时 Ⅰ 、 Ⅱ 中压强之比为 4 ∶ 5 ，则 Ⅱ 中平衡时气体总物质的量为 1 mol ， Ⅱ 中开始时浓度商 ＝ ＜ 0.8 ，则平衡正向移动，平衡正向移动导致混合气体总物质的量之和增大，所以达到平衡时，容器 Ⅰ 与容器 Ⅱ 中的总压强之比小于 4 ∶ 5 ，故 B 错误 ； 如果 Ⅲ 中一氧化氮和氧气完全转化为二氧化氮，则 c (NO 2 ) ＝ 0.5 mol·L － 1 ，且容器中还有 c (O 2 ) ＝ 0.1 mol·L － 1 剩余，与 Ⅰ 相比， Ⅲ 是相当于增大压强，平衡逆向移动，二氧化氮和氧气之和所占体积比大于 50% ，则达到平衡时，容器 Ⅲ 中 NO 的体积分数小于 50% ，故 C 错误 ； v 正 ＝ v (NO 2 ) 消耗 ＝ k 正 c 2 (NO 2 ) ， v 逆 ＝ v (NO) 消耗 ＝ 2 v (O 2 ) 消耗 ＝ k 逆 c 2 (NO )· c (O 2 ) ，达到平衡状态时正、逆反应速率相等，则 k 正 c 2 (NO 2 ) ＝ k 逆 c 2 (NO )· c (O 2 ) ，若 k 正 ＝ k 逆 ，则 c 2 (NO 2 ) ＝ c 2 (NO)· c (O 2 ) ，即化学平衡常数 K ＝ 1 ，该温度下的 K 大于 0.8 ，说明改变温度后平衡正向移动，因为该反应的正反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，所以 T 2 ＞ T 1 ，故 D 正确。 三年选考　五次真题 1.(2018· 浙江 4 月选考， 14) 反应 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 　 Δ H ＜ 0 ，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是 A. 容器内的温度不再变化 B. 容器内的压强不再变化 C. 相同时间内，断开 H—H 键的数目和生成 N—H 键的数目相等 D. 容器内气体的浓度 c (N 2 ) ∶ c (H 2 ) ∶ c (NH 3 ) ＝ 1 ∶ 3 ∶ 2 答案 解析 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 该反应在绝热容器中进行且为放热反应，当放出的热量不再变化时则可以判断反应已达平衡状态，故 A 正确 ； 反应 在恒压下进行，压强一直不变，故 B 错误 ； 断开 H—H 键和生成 N—H 键均指反应正向进行，故 C 错误 ； 各 物质的起始浓度未知，故由浓度比无法判断反应是否达到平衡， D 错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 2.(2018· 浙江 4 月选考， 22) 某工业流程中，进入反应塔的混合气体中 NO 和 O 2 的物质的量分数分别为 0.10 和 0.06 ，发生化学反应 2NO(g) ＋ O 2 (g)  2NO 2 (g) ，在其他条件相同时，测得实验数据如下表： 压强 / ( × 10 5 Pa) 温度 / ℃ NO 达到所列转化率需要时间 /s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2 830 90 25 510 5 760 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 根据表中数据，下列说法正确的是 A. 升高温度，反应速率加快 B. 增大压强，反应速率变慢 C. 在 1.0 × 10 5 Pa 、 90 ℃ 条件下，当转化率为 98% 时的反应已达到平衡 D. 若进入反应塔的混合气体为 a mol ，反应速率以 v ＝ Δ n /Δ t 表示，则 在 8.0 × 10 5 Pa 、 30 ℃ 条件下转化率从 50% 增至 90% 时段 NO 的 反应速率 为 mol·s － 1 答案 解析 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 A 项，比较压强相同，温度不同，达到相同转化率所需时间，温度越高，时间越长，反应速率应减慢，错误 ； B 项，比较温度相同，压强不同，达到相同转化率所需时间，压强越大，时间越短，反应速率加快，错误 ； D 项， Δ n (NO) ＝ (0.10 a ·90% － 0.10 a ·50%) mol ＝ 0.04 a mol ， Δ t ＝ 3.9 s － 0.2 s ＝ 3.7 s ， 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 3. (2017· 浙江 11 月选考， 16) 已知 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 　 Δ H ＝ － 92.4 kJ·mol － 1 ，起始反应物为 N 2 和 H 2 ，物质的量之比为 1 ∶ 3 ，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中 NH 3 的物质的量分数如下表： 温度 物质的量分数 压强 400 ℃ 450 ℃ 500 ℃ 600 ℃ 20 MPa 0.387 0.274 0.189 0.088 30 MPa 0.478 0.359 0.260 0.129 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 答案 解析 下列说法正确的是 A. 体系中 NH 3 的物质的量分数越大，则正反应速率越大 B. 反应达到平衡时， N 2 和 H 2 的转化率之比均为 1 C. 反应达到平衡时，放出的热量均为 92.4 kJ D.600 ℃ 、 30 MPa 下反应达到平衡时，生成 NH 3 的物质的量 最多 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 正反应速率与反应物的浓度有关，且反应物浓度越大反应速率越快，而 NH 3 是产物，故 A 错误 ； N 2 和 H 2 的物质的量之比为 1 ∶ 3 ，反应消耗的物质的量之比也是 1 ∶ 3 ，故 N 2 和 H 2 的转化率相同，故 B 正确 ； 当 1 mol N 2 参与反应时放出的热量为 92.4 kJ ，而题目中没有确定反应的量，故 C 错误 ； 由 表格可知 600 ℃ 、 30 MPa 下反应达到平衡时， NH 3 的物质的量分数相对于 500 ℃ 、 30 MPa 时减小，故 D 错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 4.(2017· 浙江 11 月选考， 21) 在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性 ( 生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值 ) 随温度、乙醇进料量 ( 单位： mL·min － 1 ) 的关系如图所示 ( 保持其他条件相同 ) 。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 答案 解析 在 410 ～ 440 ℃ 温度范围内，下列说法不正确的是 A. 当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高 B. 当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大 C. 当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小 D. 当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 由图像可知，当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性先升高后减小，故 A 选项错误 ； 由 图像可知，当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性先升高后减小，故 B 选项正确 ； 由 图像可知，当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小，故 C 选项正确 ； 由 图像可知，当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大，故 D 选项正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 5.(2017· 浙江 4 月选考， 12) 已知： X(g) ＋ 2Y(g)  3Z(g)Δ H ＝－ a kJ·mol － 1 ( a ＞ 0) 。下列说法不正确的是 A.0.1 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol B. 达到化学平衡状态时， X 、 Y 、 Z 的浓度不再发生变化 C. 达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可能达到 a kJ D. 升高反应温度，逆反应速率增大、正反应速率减小 √ 解析 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 已知该反应属于可逆反应， 0.1 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol ， A 正确 ； 达到 化学平衡状态时，正、逆反应速率相等， X 、 Y 、 Z 的浓度不再发生变化， B 正确 ； 虽然 该反应属于可逆反应，达到化学平衡状态时，如果生成 3 mol Z ，则反应放出的总热量等于 a kJ ， C 正确 ； 升高 反应温度，正、逆反应速率均增大， D 错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 6.(2017· 浙江 4 月选考， 21) 对水样中溶质 M 的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下， M 的物质的量浓度 (mol·L － 1 ) 随时间 (min) 变化的有关实验数据见下表。 时间 水样 0 5 10 15 20 25 Ⅰ (pH ＝ 2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ (pH ＝ 4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ (pH ＝ 4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ (pH ＝ 4 、含 Cu 2 ＋ ) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 下列说法不正确的是 A. 在 0 ～ 20 min 内， Ⅰ 中 M 的分解速率为 0.015 mol·L － 1 ·min － 1 B. 水样酸性越强， M 的分解速率越快 C. 在 0 ～ 25 min 内， Ⅲ 中 M 的分解百分率比 Ⅱ 大 D. 由于 Cu 2 ＋ 存在， Ⅳ 中 M 的分解速率比 Ⅰ 快 √ 答案 解析 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 根据实验 Ⅰ 、 Ⅱ 数据对比可判断水样酸性越强， M 的分解速率越快， B 正确； 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 7.(2016· 浙江 10 月选考， 12) 在一定条件下，可逆反应 X(g) ＋ 2Y(g)  2Z(g) 　 Δ H ＝－ a kJ·mol － 1 ，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是 A. 反应放出 a kJ 热量 B.X 和 Y 的物质的量之比为 1 ∶ 2 C. 反应物和生成物的浓度都不再发生变化 D.X 的正反应速率等于 Z 的逆反应 速率 解析 √ 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 A 项，由于该反应为可逆反应，且没给出反应物的物质的量，所以反应放出的热量不确定 ； B 项，达到平衡时， X 、 Y 的物质的量之比不一定为 1 ∶ 2 ，它和起始量、转化率均有关系 ； D 项，达到平衡时， X 的正反应速率与 Z 的逆反应速率应符合其化学计量数之比 。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 8.(2016· 浙江 10 月选考， 21) 为研究某溶液中溶质 R 的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的 R 溶液在不同温度下进行实验， c (R) 随时间变化如图。下列说法不正确的是 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 A.25 ℃ 时，在 10 ～ 30 min 内， R 的分解 平均速率为 0.030 mol·L － 1 ·min － 1 B. 对比 30 ℃ 和 10 ℃ 曲线，在 50 min 时， R 的分解百分率相等 C. 对比 30 ℃ 和 25 ℃ 曲线，在 0 ～ 50 min 内，能说明 R 的分解平均速度 随 温度 升高而增大 D. 对比 30 ℃ 和 10 ℃ 曲线，在同一时刻，能说明 R 的分解速率随温度 升 高 而增大 解析 √ 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 B 项，在 50 min 时，两个温度下 R 全部分解，分解率均为 100% ，正确； C 项，在 50 min 时， 30 ℃ 时， R 分解了 1.6 mol·L － 1 ，而在 25 ℃ 时， R 分解了 1.3 mol·L － 1 ，所以在 0 ～ 50 min 内， R 的平均分解速率随温度升高而增大，正确； D 项，对比 30 ℃ 和 10 ℃ 的曲线，不能在同一时刻，应指明在同一段时间内 R 的分解速率随温度升高而增大，错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 9.[2018· 浙江 4 月选考， 30( 二 )] 乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成 ： CH 3 COOH(l) ＋ C 2 H 5 OH(l ) CH 3 COOC 2 H 5 (l ) ＋ H 2 O(l) 　 Δ H ＝ － 2.7 kJ·mol － 1 已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表 ： 纯物质 沸点 / ℃ 恒沸混合物 ( 质量分数 ) 沸点 / ℃ 乙醇 78.3 乙酸乙酯 (0.92) ＋水 (0.08) 70.4 乙酸 117.9 乙酸乙酯 (0.69) ＋乙醇 (0.31) 71.8 乙酸乙酯 77.1 乙酸乙酯 (0.83) ＋乙醇 (0.08) ＋水 (0.09) 70.2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 请完成： (1) 关于该反应，下列说法不合理的是 。 A. 反应体系中硫酸有催化作用 B. 因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的 Δ S 等于零 C. 因为反应的 Δ H 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大 D. 因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响 可 忽略不计 解析 √ 答案 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 根据 反应方程式可知，硫酸作催化剂和吸水剂， A 合理 ； 不 存在熵变为零的反应， B 不合理 ； 焓 变接近于零，说明温度对于平衡移动的影响小， C 不合理 ； 因为 反应前后均是液态物质，所以压强对于平衡的影响可忽略， D 合理。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 (2) 一定温度下该反应的平衡常数 K ＝ 4.0 。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率 y ＝ ；若乙酸和乙醇的物质的量之比为 n ∶ 1 ，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为 x ，请在图 2 中绘制 x 随 n 变化的示意图 ( 计算时不计副反应 ) 。 解析 答案 0.667( 或 66.7%) 答案　 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 根据 平衡常数的表达式，再结合三段式求解， 起始 1 mol 1 mol 0 0 转化 a mol a mol a mol a mol 平衡 (1 － a )mol (1 － a )mol a mol a mol 可知 a ＝ 2/3 ，所以转化率为 66.7% ； 乙酸与乙醇按照化学计量数比投料时，乙酸乙酯的物质的量分数达到最大值，所以 n ＝ 1 时，乙酸乙酯的质量分数在最高点，两边依次减小。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析 答案 (3) 工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至 110 ℃ 左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到 70 ～ 71 ℃ ，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的 作用有 __________________________ 。 解析　 根据 可逆反应平衡移动知识，乙酸过量的作用有提高乙醇转化率；减少恒沸混合物中乙醇的含量 。 提高乙醇转化率；减少恒 沸 混合物中乙醇的含量 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 (4) 近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法： 在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图 3 所示。关于该方法，下列推测合理的是 。 A. 反应温度不宜超过 300 ℃ B. 增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率 C. 在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物 D. 提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键 解析 答案 √ √ √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 根据 乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法以及图像可知，反应温度不宜超过 300 ℃ ， A 合理 ； 增大 压强，平衡将逆向移动，所以不利于提高乙醇平衡转化率， B 不合理 ； 由 图像中可知，乙醛在 275 ℃ 之后逐渐减小，乙酸乙酯逐渐增多，所以乙醛是反应历程中的中间产物， C 合理 ； 有机 反应中副反应较多，提高催化剂的选择性可以减少乙醚、乙烯等副产物，提高催化剂的活性利于反应的发生，所以 D 合理。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 10. [ 2017· 浙江 11 月选考， 30( 一 )(1)(2) ] ( 一 ) 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历 “ 十氢萘 (C 10 H 18 ) → 四氢萘 (C 10 H 12 ) → 萘 (C 10 H 8 ) ” 的脱氢过程释放氢气。已知： C 10 H 18 (l)  C 10 H 12 (l) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H 1 C 10 H 12 (l)  C 10 H 8 (l) ＋ 2H 2 (g) 　 Δ H 2 Δ H 1 ＞ Δ H 2 ＞ 0 ， C 10 H 18 → C 10 H 12 的活化能为 E a1 ， C 10 H 12 → C 10 H 8 的活化能为 E a2 ，十氢萘的常压沸点为 192 ℃ ；在 192 ℃ ，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为 9% 。请回答 ： 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 (1) 有利于提高上述反应平衡转化率的条件是 。 A. 高温高压 B. 低温低压 C. 高温低压 D . 低温 高压 解析　 提高 平衡转化率即平衡正向移动，应该升温、降压。所以选择高温低压，选 C 。 解析 √ 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 (2) 研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由 是 __________________________ ____________________________________________________________ 。 答案 温度升高加快反应速率 ； 反应吸热，平衡正向移动，温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 11. [ 2017· 浙江 4 月选考， 30(1)(2) ] 以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝 (AlN) ；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的 CO 2 可通过二氧化碳甲烷化再利用。 请回答： (1) 已知： 2Al 2 O 3 (s) == =4Al(g) ＋ 3O 2 (g) 　 Δ H 1 ＝ 3 351 kJ·mol － 1 2C(s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H 2 ＝－ 221 kJ·mol － 1 2Al(g) ＋ N 2 (g) == =2AlN(s) 　 Δ H 3 ＝－ 318 kJ·mol － 1 碳热还原 Al 2 O 3 合成 AlN 的热化学方程式 是 __________________________ ，该 反应自发进行的条件 。 答案 解析 Al 2 O 3 (s) ＋ 3C(s) ＋ N 2 (g ) == = 2AlN(s) ＋ 3CO(g) Δ H ＝ 1 026 kJ·mol － 1 高温 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 已知 ： ① 2Al 2 O 3 (s) == =4Al(g) ＋ 3O 2 (g) 　 Δ H 1 ＝ 3 351 kJ·mol － 1 ， ② 2C(s) ＋ O 2 (g) == = 2CO(g) Δ H 2 ＝－ 221 kJ·mol － 1 ， ③ 2Al(g) ＋ N 2 (g) == =2AlN(s) Δ H ＝ 1 026 kJ·mol － 1 。正反应是吸热的、熵增加的反应，因此该反应自发进行的条件是高温。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 (2) 在常压、 Ru/TiO 2 催化下， CO 2 和 H 2 混合气体 ( 体积比 1 ∶ 4 ，总物质的量 a mol) 进行反应，测得 CO 2 转化率、 CH 4 和 CO 选择性随温度变化情况分别如图 1 和图 2 所示 ( 选择性：转化的 CO 2 中生成 CH 4 或 CO 的百分比 ) 。 反应 Ⅰ 　 CO 2 (g) ＋ 4H 2 (g)  CH 4 (g) ＋ 2H 2 O(g) 　 Δ H 4 反应 Ⅱ CO 2 (g) ＋ H 2 (g)  CO(g) ＋ H 2 O(g) 　 Δ H 5 图 1 图 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 ① 下列说法不正确的是 。 A.Δ H 4 小于零 B. 温度可影响产物的选择性 C.CO 2 平衡转化率随温度升高先增大后减少 D. 其他条件不变，将 CO 2 和 H 2 的初始体积比改变为 1 ∶ 3 ，可提高 CO 2 平 衡转化率 ② 350 ℃ 时，反应 Ⅰ 在 t 1 时刻达到平衡，平衡时容器体积为 V L ，该 温度 下 反应 Ⅰ 的平衡常数为 ( 用 a 、 V 表示 ) 。 答案 √ √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 答案 ③ 350 ℃ 下 CH 4 物质的量随时间的变化曲线如图 3 所示。画出 400 ℃ 下 0 ～ t 1 时刻 CH 4 物质的量随时间的变化曲线。 图 3 答案　 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 答案 解析 12. [ 2016· 浙江 10 月选考， 30(1)(2) ③ ] 氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。 (1) 已知： 900 K 时， 4HCl(g) ＋ O 2 (g)  2Cl 2 (g) ＋ 2H 2 O(g) ，反应自发。 ① 该反应是放热还是吸热，判断并说明 理由 _________________________ 。 解析　 该 反应是 Δ S ＜ 0 ，而且是自发进行的反应，根据 Δ H － T Δ S ＜ 0 ，可知 Δ H ＜ 0 ，该反应是放热反应 。 放热反应，因为 Δ S <0 且 反应 自发，根据 Δ H － T Δ S ＜ 0 可知反应放热 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 答案 解析 ② 900 K 时，体积比为 4 ∶ 1 的 HCl 和 O 2 在恒温恒容的密闭容器中发生反应， HCl 的平衡转化率 α (HCl) 随压强 ( p ) 变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到 T K( 假定反应历程不变 ) ，请画出压强在 1.5 × 10 5 ～ 4.5 × 10 5 Pa 范围内， HCl 的平衡转化率 α (HCl) 随压强 ( p ) 变化曲线示意图。 答案　 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 解析　 该 反应的正反应是气体体积减小的放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，平衡逆向移动， HCl 转化率降低；在温度不变时，增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，所以在温度是 T K 及压强为 1.5 × 10 5 ～ 4.5 × 10 5 Pa 范围内， HCl 的平衡转化率 α (HCl) 随压强 ( p ) 变化 曲线 是 。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 答案 解析 (2) ③ 有研究表明，生成 NaClO 3 的反应分两步进行： 常温下，反应 Ⅱ 能快速进行，但氯气与 NaOH 溶液反应很难得到 NaClO 3 ，试用碰撞理论解释其原因 ： ______________________________________ 。 解析　 常温 下，反应 Ⅱ 能快速进行，但氯气与 NaOH 溶液反应很难得到 NaClO 3 ，是由于反应 Ⅰ 活化能高，活化分子百分数低，不利于 ClO － 向 转化 。 反应 Ⅰ 的活化能高，活化分子百分数低 ， 不利于 ClO － 向 转化 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12