2021新高考化學(xué)選擇性考試B方案一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第七章高考熱點(diǎn)課5化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像解題方法

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像解題方法1．先拐先平在含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡，說明該曲線反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。2．定一議二當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，有時(shí)還需要作輔助線。3．三步分析法一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛正、v逆的相對(duì)大小；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。速率變化圖像1．速率—時(shí)間圖像“斷點(diǎn)”分析當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后，若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率—時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小，即可對(duì)外界條件的變化情況作出判斷。如圖，t1時(shí)刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。2．常見含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分析[解析]①設(shè)2min時(shí)，反應(yīng)xmolNO(g)v(NO)＝eq\f(xmol,2L×2min)＝0.21mol·L－1·min－1，所以x＝0.84mol，則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α1＝0.84mol÷1mol×100%＝84%；NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，由于這個(gè)反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，若其他條件保持不變，在恒壓條件下進(jìn)行，平衡不移動(dòng)，則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2＝α1。②NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)eq\a\vs4\al(2min平衡mol：)0.160.160.840.84保持溫度不變，向2min后的平衡體系中再加入0.3molNO2和0.04molNO，根據(jù)平衡常數(shù)與濃度商的大小關(guān)系可知，平衡應(yīng)該向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。[答案]①84%＝②逆③升高溫度(或增大生成物的濃度)使用催化劑(或增大壓強(qiáng))>對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0已達(dá)平衡，如果其他條件不變時(shí)，分別改變下列條件，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響，下列條件與圖像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1時(shí)改變條件，t2時(shí)重新建立平衡)()答案C解析升高溫度，v正、v逆都瞬間增大，C錯(cuò)誤。物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像將物質(zhì)的量(或濃度)減少的物質(zhì)作為反應(yīng)物，將物質(zhì)的量(或濃度)增加的物質(zhì)作為產(chǎn)物；依據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比一定等于方程式系數(shù)比來確定化學(xué)方程式。如：某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X＋Y2Z，前2min內(nèi)v(X)＝0.075mol·L－1·min－1。[解析](1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，Δn(A)＝2.0mol－1.0mol＝1.0mol,Δn(B)＝6.0mol－3.0mol＝3.0mol,Δn(C)＝2.0mol－0mol＝2.0mol，則Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝1.0mol∶3.0mol∶2.0mol＝1∶3∶2，即該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A＋3B2C。(2)vⅠ(A)＝eq\f(1.0mol,2L×20.0min)＝0.025mol·L－1·min－1，vⅡ(A)＝eq\f(1.0mol－0.62mol,2L×15min)≈0.0127mol·L－1·min－1，vⅢ(A)＝eq\f(0.62mol－0.50mol,2L×10min)＝0.006mol·L－1·min－1。(3)v1(C)＝2v1(A)＝0.05mol·L－1·min－1。[答案](1)A＋3B2C(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)(3)0.05mol·L－1·min－1(全國(guó)卷Ⅱ)在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。在0～60s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)為________mol·L－1·s－1。答案0.0010轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像已知不同溫度或壓強(qiáng)下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。[以aA(g)＋bB(g)cC(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率αA為例說明](1)“先拐先平，數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡所用時(shí)間的長(zhǎng)短可推知反應(yīng)條件的變化。①若為溫度變化引起，溫度較高時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如甲中T2＞T1。②若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如乙中p1＞p2。③使用催化劑時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖丙中a使用催化劑。(2)正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法①圖甲中，T2＞T1，升高溫度，αA降低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②圖乙中，p1＞p2，增大壓強(qiáng)，αA升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)。[解析](3)①溫度越高反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡用的時(shí)間就越少，所以由圖可知，曲線a代表343K的反應(yīng)。從圖中讀出，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為1mol·L－1，得到：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)eq\a\vs4\al(起始mol·L－1)100eq\a\vs4\al(反應(yīng)mol·L－1)0.220.110.11eq\a\vs4\al(平衡mol·L－1)0.780.110.11所以平衡常數(shù)K＝0.112÷0.782≈0.02。②溫度不變，提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分離(兩邊氣體體積相等，壓強(qiáng)不影響平衡)。縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，就是加快反應(yīng)速率，所以可以采取的措施是提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)、加入更高效的催化劑(改進(jìn)催化劑)。③a、b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率相等，可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對(duì)應(yīng)相等，而a點(diǎn)的溫度更高，所以反應(yīng)速率更快，即va＞vb。根據(jù)題目表述得到v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正＝v逆，v正＝k正x2SiHCl3＝v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，所以eq\f(k正,k逆)＝eq\f(xSiH2Cl2xSiCl4,x2SiHCl3)，實(shí)際就是平衡常數(shù)K值，所以eq\f(k正,k逆)＝0.02。a處的轉(zhuǎn)化率為20%，所以計(jì)算出：2SiHCl3SiH2Cl2＋SiCl4起始(mol·L－1)100反應(yīng)(mol·L－1)0.20.10.1a處時(shí)(mol·L－1)0.80.10.1所以xSiHCl3＝0.8；xSiH2Cl2＝xSiCl4＝0.1；所以eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正,k逆)×eq\f(x2SiHCl3,xSiH2Cl2xSiCl4)＝0.02×eq\f(0.82,0.12)≈1.3。[答案](1)2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl(3)①220.02②及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)③大于1.3(2019·遼寧五校協(xié)作體高三聯(lián)考)近幾年我國(guó)大面積發(fā)生霧霾天氣，其主要原因是SO2、NOx等發(fā)生二次轉(zhuǎn)化，研究碳、氮、硫及其化合物的轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境的改善有重大意義。(1)在一定條件下，CH4可與NOx反應(yīng)除去NOx，已知：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)ΔH＝＋67.0kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1則CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)ΔH＝________kJ·mol－1；該反應(yīng)在________(填“高溫”“低溫”或“任何溫度”)下可自發(fā)進(jìn)行。(2)SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化可制取硫酸，其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，在一定溫度下的恒容容器中，能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。A．混合氣體的密度不再發(fā)生變化B．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化C．v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2D．混合氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化(3)若在T1℃下，往一恒容密閉容器中通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)＝2∶1]，容器中總壓強(qiáng)為0.1MPa，①圖中A點(diǎn)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為________。②在其他條件不變的情況下，測(cè)得T2℃時(shí)壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示，則C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vC(正)與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率vA(逆)的大小關(guān)系為vC(正)________(填“>”“<”或“＝”)vA③圖中B點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________。(Kp為壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(4)為了清除NO、NO2、N2O4對(duì)大氣的污染，常采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收處理?，F(xiàn)有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4組成的混合氣體，恰好被VL氫氧化鈉溶液吸收(無氣體剩余)，則此氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度最小為________。答案(1)－869.3任何溫度(2)BD(3)①45%②>③24300(MPa)－1(4)eq\f(a＋b＋2c,V)mol·L－1解析(1)該反應(yīng)為ΔS>0、ΔH<0的反應(yīng)，根據(jù)ΔH－TΔS<0時(shí)反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，知該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行。(3)①設(shè)起始加入SO2、O2的物質(zhì)的量分別為2n和n，轉(zhuǎn)化的SO2和O2的物質(zhì)的量分別為2x和x，根據(jù)容器內(nèi)總壓強(qiáng)之比等于總物質(zhì)的量之比，A點(diǎn)時(shí)有eq\f(2n－2x＋n－x＋2x,2n＋n)＝eq\f(0.085,0.10)，解得eq\a\vs4\al(x＝0.45n)，則SO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2×0.45n,2n)×100%＝45%。②隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，即vB(逆)>vA(逆)，由題圖可知，B點(diǎn)和C點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)，則B、C兩點(diǎn)正、逆反應(yīng)速率分別相等，再根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”可判斷T2℃>T1℃，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則C點(diǎn)反應(yīng)速率大于B點(diǎn)反應(yīng)速率，即vC(逆)＝vC(正)>vB③類似①中的計(jì)算，B點(diǎn)時(shí)，eq\f(2n－2x＋n－x＋2x,2n＋n)＝eq\f(0.07,0.10)，解得x＝0.9n，則平衡時(shí)p(SO2)＝eq\f(2n－2×0.9n,3n－0.9n)×0.07MPa＝eq\f(2,21)×0.07MPa，同理可求出p(O2)＝eq\f(1,21)×0.07MPa、p(SO3)＝eq\f(6,7)×0.07MPa，則Kp＝eq\f(p2SO3,p2SO2·pO2)＝24300(MPa)－1。(4)混合氣體發(fā)生的反應(yīng)有NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O、N2O4＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，由題意可知混合氣體完全與NaOH反應(yīng)生成NaNO3、NaNO2，N元素全都轉(zhuǎn)化為鈉鹽，全部吸收最少消耗NaOH(a＋b＋2c)mol，則NaOH溶液物質(zhì)的量濃度最小為eq\f(a＋b＋2c,V)mol·L－1。轉(zhuǎn)化率(或含量)—溫度—壓強(qiáng)圖像這類圖像的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)。[以mA(g)＋nB(g)xC(g)＋qD(g)為例]m＋n＞x＋q，ΔH＞0m＋n＜x＋q，ΔH＞0m＋n＞x＋q，ΔH＜0m＋n＞x＋q，ΔH＞0m＋n＞x＋q，ΔH＞0m＋n＜x＋q，ΔH＜01．“定一議二”原則：可通過分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(或C的含量)大小來判斷平衡移動(dòng)的方向，從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系。2．通過分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(或C的含量)的大小來判斷平衡移動(dòng)的方向，從而確定反應(yīng)ΔH的正、負(fù)。[解析]由圖可知，隨著溫度升高甲烷的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，說明升溫平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即焓變?chǔ)＞0，A正確；eq\f(nH2O,nCH4)的比值越大，甲烷的體積分?jǐn)?shù)越小，故a<3<b，B錯(cuò)誤；起始eq\f(nH2O,nCH4)＝3，甲烷和水按等物質(zhì)的量反應(yīng)，所以到平衡時(shí)該比值不是3，C錯(cuò)誤；溫度不變時(shí)，加壓，平衡逆向移動(dòng)，甲烷的體積分?jǐn)?shù)增大，D錯(cuò)誤。[答案]A(2018·北京高考改編)近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過程如下：(1)反應(yīng)Ⅱ：3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(g)ΔH＝－254kJ·mol－1(2)對(duì)反應(yīng)Ⅱ，在某一投料比時(shí)，兩種壓強(qiáng)下，H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。p2________p1(填“＞”或“＜”)，得出該結(jié)論的理由是_________________。(3)I－可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，可能的催化過程如下。將ⅱ補(bǔ)充完整。ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋=S↓＋2I2＋2H2Oⅱ.I2＋2H2O＋________=________＋________＋2I－(4)探究ⅰ、ⅱ反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)如下：分別將18mLSO2飽和溶液加入到2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序號(hào)ABCD試劑組成0.4mol·L－1KIamol·L－1KI0．2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1KI0．0002molI2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液變黃，一段時(shí)間后出現(xiàn)渾濁溶液變黃，出現(xiàn)渾濁較A快無明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很快褪色，變成黃色，出現(xiàn)渾濁較A快①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，則a＝________。②比較A、B、C，可得出的結(jié)論是__________________________________。③實(shí)驗(yàn)表明，SO2的歧化反應(yīng)速率D＞A，結(jié)合ⅰ、ⅱ反應(yīng)速率解釋原因：__________________________________________________。答案(2)>反應(yīng)Ⅱ是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)使反應(yīng)正向移動(dòng)，H2SO4的物質(zhì)的量增大，體系總物質(zhì)的量減小，H2SO4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大(3)SO2SOeq\o\al(2－,4)4H＋(4)①0.4②I－是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H＋單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反應(yīng)速率③反應(yīng)ⅱ比ⅰ快；D中由反應(yīng)ⅱ產(chǎn)生的H＋使反應(yīng)ⅰ加快解析(3)反應(yīng)Ⅱ的總反應(yīng)為3SO2＋2H2O=2H2SO4＋S，I－可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，(總反應(yīng)－反應(yīng)ⅰ)÷2得反應(yīng)ⅱ的離子方程式為I2＋2H2O＋SO2=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－。(4)①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用控制變量法，B比A多加了0.2mol·L－1H2SO4，A與B中KI濃度應(yīng)相等，則a＝0.4。②對(duì)比A與B，加入H＋可以加快SO2歧化反應(yīng)的速率；對(duì)比B與C，單獨(dú)H＋不能催化SO2的歧化反應(yīng)；比較A、B、C，可得出的結(jié)論是：I－是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H＋單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反應(yīng)速率。③對(duì)比D和A，D中加入KI的濃度小于A，D中多加了I2，反應(yīng)ⅰ消耗H＋和I－，反應(yīng)ⅱ中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，變成黃色，出現(xiàn)渾濁較A快”，反應(yīng)速率D>A，由此可見，反應(yīng)ⅱ比反應(yīng)ⅰ速率快，反應(yīng)ⅱ產(chǎn)生H＋使c(H＋)增大，從而使反應(yīng)ⅰ加快。幾種特殊圖像1.曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢(shì)及變化幅度。圖中交點(diǎn)A是平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)繼續(xù)增大，正反應(yīng)速率增大得快，平衡正向移動(dòng)。注：交點(diǎn)A之前增大p，只影響正、逆速率，A點(diǎn)之后增大p，既影響速率又影響平衡移動(dòng)。2.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開始，則v正＞v逆；M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動(dòng)，ΔH＜0。3.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。圖1中左上方(E點(diǎn))，A%大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中的A%，E點(diǎn)必須向正反應(yīng)方向移動(dòng)才能達(dá)到平衡狀態(tài)，所以，E點(diǎn)v正＞v逆；則右下方(F點(diǎn))v正＜v逆。圖2中，左下方(B點(diǎn))α(A)小于此溫度時(shí)平衡體系中的α(A)，B點(diǎn)必須向正反應(yīng)方向移動(dòng)才能達(dá)到平衡狀態(tài)，所以B點(diǎn)v正＞v逆，則A點(diǎn)v正<v逆。[解析](4)②因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間相同，所以低溫時(shí)主要考慮溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；高溫時(shí)NH3與O2發(fā)生催化氧化反應(yīng)。在50～250℃范圍內(nèi)，NOx的去除率迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx[答案](4)①eq\f(24,7)②迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大，而催化劑活性影響不明顯催化劑活性下降；NH3與O2反應(yīng)生成了NO(2019·安徽宣城高三期末調(diào)研)氮氧化物(NOx)是電廠主要排放污染物之一。工業(yè)上采用氨脫硝處理后排放，原理如下：①4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－1632.4kJ·mol－1②4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH2＝akJ·mol－1當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí)，NH3會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)：③4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH3＝－902.0kJ·mol－1回答下列問題：(1)有利于提高反應(yīng)①中NO轉(zhuǎn)化率(脫硝率)的條件是________(填標(biāo)號(hào))。A．高溫低壓B．低溫低壓C．低溫高壓D．增大氨氣濃度(2)反應(yīng)②中的a＝________。一定溫度下，實(shí)驗(yàn)室在2L密閉容器中加入2molNH3、3molNO模擬反應(yīng)②，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得脫硝率為60%，則平衡常數(shù)K＝________(只列出計(jì)算式，不必求出計(jì)算結(jié)果)。(3)反應(yīng)③中，常用的催化劑有Cr2O3和Fe2O3，Cr2O3的催化效率更好一些。下列表示兩種催化劑在反應(yīng)③催化過程中的能量變化示意圖合理的是________(填字母序號(hào))。(4)下圖是混合氣中O2含量為6%時(shí)，不同溫度下脫硝率的變化曲線[其中氨氮摩爾比RNS＝n(NH3)/n(NO)]，由圖可知：①氨氮摩爾比對(duì)脫硝率的影響規(guī)律是______________________________。②溫度在800～950℃變化時(shí)，脫硝率隨溫度升高而________，但高于950℃后，脫硝率反而下降，一方面是由于平衡移動(dòng)的影響，答案(1)BD(2)－1815.0eq\f(0.96×0.755,0.66×0.44)(3)B(4)①其他影響因素相同時(shí)，氨氮摩爾比越大，脫硝率越高②增大溫度升高后，氨氣的氧化反應(yīng)開始加快，NO會(huì)增多，氨氮摩爾比下降，導(dǎo)致脫硝率會(huì)逐步降低解析(1)正反應(yīng)放熱，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，有利于提高反應(yīng)①中NO轉(zhuǎn)化率；減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，有利于提高反應(yīng)①中NO轉(zhuǎn)化率；增大氨氣濃度，平衡正向移動(dòng)，有利于提高反應(yīng)①中NO轉(zhuǎn)化率，故選BD。(2)根據(jù)蓋斯定律，①×5－②×4得4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH3＝－902.0kJ·mol－1，即(－1632.4kJ·mol－1)×5－4a＝－902.0kJ·mol－1，解得，a＝－1815.0kJ·mol－14NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)eq\o(\s\up11(開始濃度),\s\do11(mol·L－1))11.500eq\o(\s\up11(轉(zhuǎn)化濃度),\s\do11(mol·L－1))0.60.90.750.9eq\o(\s\up11(平衡濃度),\s\do11(mol·L－1))0.40.60.750.9平衡常數(shù)K＝eq\f(c5N2·c6H2O,c4NH3·c6NO)＝eq\f(0.755×0.96,0.44×0.66)。(3)已知反應(yīng)③中，Cr2O3的催化效率更好一些，所以使用Cr2O3活化能更低。反應(yīng)③放熱，故生成物的總能量小于反應(yīng)物的，B圖符合題意。建議用時(shí)：40分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共4小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．如圖表示恒容密閉容器中，反應(yīng)X(g)4Y(g)＋Z(g)ΔH<0在某溫度時(shí)，X的濃度隨時(shí)間的變化曲線：下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是()A．8min時(shí)，反應(yīng)停止B．X的平衡轉(zhuǎn)化率為85%C．若升高溫度，X的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85%D．若降低溫度，v正和v逆將以同樣程度減少答案B解析8min時(shí)X的濃度不再變化，但反應(yīng)并未停止，A錯(cuò)誤；從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡，X的濃度變化為1.0mol·L－1－0.15mol·L－1＝0.85mol·L－1，轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.85,1.0)×100%＝85%，B正確；ΔH<0，正反應(yīng)放熱，故升高溫度，平衡將逆向移動(dòng)，則X的轉(zhuǎn)化率減小，C錯(cuò)誤；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率同時(shí)減小，但是降低溫度平衡正向移動(dòng)，故v正>v逆，即逆反應(yīng)速率減小得快，D錯(cuò)誤。2．對(duì)于可逆反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)ΔH<0，下列圖像表示正確的是()答案C解析使用催化劑不會(huì)影響平衡，只能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，A錯(cuò)誤；溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，B錯(cuò)誤；溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，曲線斜率越大，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，C的體積分?jǐn)?shù)降低，C正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，D錯(cuò)誤。3．在容積一定的密閉容器中給定物質(zhì)A、B、C的量，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)建立化學(xué)平衡：aA(g)＋bB(g)xC(g)，符合下圖所示的關(guān)系(C%表示平衡混合氣中產(chǎn)物C的百分含量，T表示溫度，p表示壓強(qiáng))。在圖中，Y軸是指()A．反應(yīng)物A的百分含量B．平衡混合氣中物質(zhì)B的百分含量C．平衡混合氣的密度D．平衡混合氣的平均摩爾質(zhì)量答案D解析由左圖可知，在相同溫度下，增大壓強(qiáng)(p2>p1)，C的百分含量增大，說明增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則有a＋b>x；在相同壓強(qiáng)下，升高溫度(T1>T2)，C的百分含量降低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A、B的百分含量減小，與圖像不符，A、B錯(cuò)誤；由于反應(yīng)容器的容積不變，氣體的質(zhì)量不變，則溫度變化，平衡混合氣的密度不變，C錯(cuò)誤；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體的物質(zhì)的量增多，質(zhì)量不變，平衡混合氣的平均摩爾質(zhì)量減小，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡混合氣的平均摩爾質(zhì)量增大，與圖像相符合，D正確。4．對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH>0，下列圖像中，正確的是()答案A解析A項(xiàng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，A%減小，正確；B項(xiàng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移動(dòng)，則v(正)>v(逆)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，平衡后，增大壓強(qiáng)，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移動(dòng)，則v(正)>v(逆)，錯(cuò)誤。二、選擇題(本題共3小題，每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)5．(2019·北京海淀高三期中)生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。圖中L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下列說法不正確的是()A．X代表壓強(qiáng)B．推斷L1>L2C．A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)不同D．一定溫度下，當(dāng)混合氣中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2，則反應(yīng)達(dá)到平衡答案AD解析因該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)分子數(shù)目減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)增大，與圖示變化不符，故A錯(cuò)誤；由上述分析可知，圖中L代表壓強(qiáng)，因該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)分子數(shù)目減少的反應(yīng)，所以在其他條件相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率越大，則L1>L2，故B正確；由上述分析可知，X代表溫度，則A、B兩點(diǎn)的溫度不同，化學(xué)平衡常數(shù)不同，故C正確；一定溫度下，當(dāng)混合氣中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2時(shí)，反應(yīng)不一定是平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。6.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示，下列敘述正確的是()A．該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量B．T2下，在0～t1時(shí)間內(nèi)，v(Y)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1C．M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆D．M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小答案C解析依據(jù)題中圖示，可看出T1>T2，由于T1時(shí)X的平衡濃度大，可推出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。A項(xiàng)，M點(diǎn)與W點(diǎn)比較，X的轉(zhuǎn)化量前者小于后者，故進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量應(yīng)小于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，2v(Y)＝v(X)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，T1>T2，溫度越高，反應(yīng)速率越大，M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正>W點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正′，而W點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正′＝其逆反應(yīng)速率v逆′>N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆，正確；D項(xiàng)，恒容時(shí)充入X，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率增大，錯(cuò)誤。7．某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí)，改變密閉容器中某一條件對(duì)A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響，得到如圖所示的曲線(圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量)，下列判斷正確的是()A．若T2＞T1，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．達(dá)到平衡時(shí)，A2的轉(zhuǎn)化率大小為b＞a＞cC．若T2＞T1，達(dá)到平衡時(shí)b、d點(diǎn)的反應(yīng)速率為vd＞vbD．在T2和n(A2)不變時(shí)達(dá)到平衡，AB3的物質(zhì)的量大小為c＞b＞a答案AD解析若T2＞T1，由圖像可知，溫度升高，生成物的物質(zhì)的量增大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；根據(jù)圖像可知，a、b、c各點(diǎn)中B2的起始物質(zhì)的量依次增大，對(duì)于可逆反應(yīng)來說，其他條件不變，增大一種反應(yīng)物的物質(zhì)的量或濃度，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，則達(dá)到平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率大小為a＜b＜c，B錯(cuò)誤；溫度越高，反應(yīng)速率越快，若溫度T2＞T1，達(dá)到平衡時(shí)b、d點(diǎn)的反應(yīng)速率為vd＜vb，C錯(cuò)誤；對(duì)于可逆反應(yīng)來說，增大一種反應(yīng)物的物質(zhì)的量，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物的物質(zhì)的量增多，所以達(dá)到平衡時(shí)，AB3的物質(zhì)的量大小為c＞b＞a，D正確。三、非選擇題(本題共2小題)8．(2019·資陽(yáng)市高三第二次診斷性考試)(1)在600℃下，向2L密閉容器中充入一定量的反應(yīng)物合成氨氣，如圖A表示N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線用H2表示0～10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)＝________，若該溫度下K＝0.0016L2/mol2，則在10min時(shí)c(H2)＝________。(2)在哈伯合成法中，平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)體系的壓強(qiáng)(p)、溫度(t)的關(guān)系如圖B。則p1________p2(選填“大于”“小于”或“不能確定”)，其他條件相同，不同壓強(qiáng)下在剛開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物活化分子濃度較大的是________(選填“p1”“p2”“p3”或“不能確定”)，在日本的合成氨工業(yè)中，選擇合成溫度為700℃(3)研究表明，合成氨的速率與相關(guān)物質(zhì)的濃度的關(guān)系為v＝kc(N2)c(H2)eq\s\up15(eq\f(2,2))c(NH3)－1，k為速率常數(shù)。能使合成氨的速率增大的措施是________。A．使用更有效的催化劑B．總壓強(qiáng)一定，增大n(N2)/n(H2)的值C．升高反應(yīng)溫度D．按照原來比值增大反應(yīng)物的濃度E．將原容器中NH3及時(shí)分離出來答案(1)0.06mol/(L·min)10mol/L(2)大于p1溫度越高，反應(yīng)速率越大(或提高催化劑的催化活性)(3)ACDE解析(2)該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡右移，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，則壓強(qiáng)的大小關(guān)系為p1＞p2；其他條件相同，壓強(qiáng)越大，剛開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物濃度越大，活化分子濃度越大，則剛開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物活化分子濃度較大的是p1；合成氨反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，但溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越