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專題09化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點(diǎn)·以考定法考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素和相關(guān)計(jì)算考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素和相關(guān)計(jì)算【高考解密】命題點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)速率及相關(guān)計(jì)算命題點(diǎn)02外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響命題點(diǎn)03化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】考點(diǎn)二化學(xué)平衡及其影響因素【高考解密】命題點(diǎn)01化學(xué)平衡狀態(tài)及其判斷命題點(diǎn)02影響化學(xué)平衡移動(dòng)因素命題點(diǎn)03化學(xué)反應(yīng)方向的調(diào)控【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算【高考解密】命題點(diǎn)01化學(xué)平衡常數(shù)命題點(diǎn)02化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】04核心素養(yǎng)·微專題微專題圖像、圖表題的信息提取與應(yīng)用考點(diǎn)考查內(nèi)容考情預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素和相關(guān)計(jì)算1、化學(xué)反應(yīng)速率及相關(guān)計(jì)算2、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響3、化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是高考的重點(diǎn)內(nèi)容,通常與理論綜合題結(jié)合,以填空題的形式考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算,結(jié)合圖表、圖像、實(shí)驗(yàn)等探究化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。難度一般中檔偏上,在填空題中的情境多側(cè)重與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系。預(yù)計(jì)今后,高考對(duì)本專題的考查仍會(huì)以選擇題和綜合題為主,可能通過(guò)表格、圖象、數(shù)據(jù)的分析,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的考查,以選擇題、填空題、圖象或圖表題形式考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素,考查平衡常數(shù)的表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)及有關(guān)計(jì)算;還結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,考查化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素及應(yīng)用。側(cè)重考查考生分析問(wèn)題能力,信息整合應(yīng)用能力等,試題難度有逐漸加大的趨勢(shì)。化學(xué)平衡及其影響因素1、化學(xué)平衡狀態(tài)及其判斷2、影響化學(xué)平衡移動(dòng)因素3、化學(xué)反應(yīng)方向的調(diào)控化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算1、化學(xué)平衡常數(shù)2、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素和相關(guān)計(jì)算命題點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)速率及相關(guān)計(jì)算典例01(2022·遼寧卷)某溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2X(s)Y(g)+2Z(g),有關(guān)數(shù)據(jù)如下:時(shí)間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-10~20.200~40.150~60.10下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.1min時(shí),Z的濃度大于B.2min時(shí),加入,此時(shí)C.3min時(shí),Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%D.5min時(shí),X的物質(zhì)的量為典例02(2021·遼寧卷)某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合,反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時(shí)間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.其他條件相同時(shí),催化劑濃度越大,反應(yīng)速率越大B.其他條件相同時(shí),降冰片烯濃度越大,反應(yīng)速率越大C.條件①,反應(yīng)速率為D.條件②,降冰片烯起始濃度為時(shí),半衰期為典例03(2021·浙江卷)一定溫度下:在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng):2N2O54NO2+O2。在不同時(shí)刻測(cè)量放出的O2體積,換算成N2O5濃度如下表:06001200171022202820xc(N2O5)/(mol·L1)1.400.960.660.480.350.240.12下列說(shuō)法正確的是()A.600~1200s,生成NO2的平均速率為5.0×104mol·L-1·s-1B.反應(yīng)2220s時(shí),放出的O2體積為11.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推測(cè)上表中的x為3930命題點(diǎn)02外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響典例01(2023·遼寧卷)一定條件下,酸性KMO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應(yīng),Mn(Ⅱ)起催化作用,過(guò)程中不同價(jià)態(tài)含粒子的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率逐漸減小C.該條件下,(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存D.總反應(yīng)為:2MnO4+5C2O42+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O典例02(2022·廣東卷)在相同條件下研究催化劑I、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)的影響,各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的部分變化曲線如圖,則A.無(wú)催化劑時(shí),反應(yīng)不能進(jìn)行B.與催化劑Ⅰ相比,Ⅱ使反應(yīng)活化能更低C.a(chǎn)曲線表示使用催化劑Ⅱ時(shí)X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時(shí),內(nèi),典例03(2022·河北卷)恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng)的方程式為①XY;②YZ。反應(yīng)①的速率,反應(yīng)②的速率,式中為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時(shí)間變化的曲線,圖乙為反應(yīng)①和②的曲線。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.隨的減小,反應(yīng)①、②的速率均降低B.體系中C.欲提高Y的產(chǎn)率,需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時(shí)間D.溫度低于T1時(shí),總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定命題點(diǎn)03化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)典例01(2021·重慶卷)甲異腈(CHNC)在恒容密閉容器中發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng):CH3NC(g)→CH3CN(g),反應(yīng)過(guò)程中甲異腈濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示(圖中T為溫度)。該反應(yīng)的反應(yīng)速率v與c的關(guān)系為v=kc,k為速率常數(shù)(常溫下為常數(shù)),a點(diǎn)和b點(diǎn)反應(yīng)速率相等,即v(a)=v(b)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.bf段的平均反應(yīng)速率為1.0×104mol(L·min)B.a(chǎn)點(diǎn)反應(yīng)物的活化分子數(shù)多于d點(diǎn)C.T1>T2D.3v(d)=2v(e)1.對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算公式的剖析v(B)=eq\f(Δc(B),Δt)=eq\f(\f(Δn(B),V),Δt)(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì),不適用于固體和純液體。(2)化學(xué)反應(yīng)速率是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是瞬時(shí)速率,且計(jì)算時(shí)取正值。(3)同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同,但意義相同。同一化學(xué)反應(yīng)中用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(4)對(duì)于可逆反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是正、逆反應(yīng)速率之差,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),凈速率為零。2.影響反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素,如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為v(Mg)>v(Al)。(2)外因(只改變一個(gè)條件,其他條件不變)3.理論解釋——有效碰撞理論(1)活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。(2)活化能:如圖圖中:E1為正反應(yīng)的活化能,使用催化劑時(shí)的活化能為E3,E2為逆反應(yīng)的活化能,反應(yīng)熱為E1-E2。(3)有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞?;罨肿印⒂行鲎才c反應(yīng)速率的關(guān)系。4.分析有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率(1)恒溫時(shí),壓縮體積eq\o(→,\s\up15(引起))壓強(qiáng)增大→氣體反應(yīng)物濃度增大eq\o(→,\s\up15(引起))反應(yīng)速率增大。(2)恒溫恒容時(shí)①充入氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up15(引起))氣體反應(yīng)物濃度增大(壓強(qiáng)也增大)eq\o(→,\s\up15(引起))反應(yīng)速率增大。②充入“惰性”氣體eq\o(→,\s\up15(引起))總壓強(qiáng)增大→氣體反應(yīng)物濃度未改變eq\o(→,\s\up15(引起))反應(yīng)速率不變。(3)恒溫恒壓時(shí),充入“惰性”氣體eq\o(→,\s\up15(引起))體積增大eq\o(→,\s\up15(引起))氣體反應(yīng)物濃度減小eq\o(→,\s\up15(引起))反應(yīng)速率減小。5.外界條件對(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響方向是一致的,但影響程度不一定相同。(1)當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時(shí),v(正)瞬間增大,隨后逐漸減?。籿(逆)瞬間不變,隨后逐漸增大;直至v(正)和v(逆)相等時(shí)達(dá)到平衡。(2)增大壓強(qiáng),氣體分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率變化程度大。(3)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),改變壓強(qiáng)可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。(4)升高溫度,v(正)和v(逆)都增大,但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度大。(5)使用催化劑,能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。6.化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的常見(jiàn)錯(cuò)誤(1)不注意容器的容積。(2)漏寫(xiě)單位或單位寫(xiě)錯(cuò)。(3)忽略有效數(shù)字。7.比較化學(xué)反應(yīng)速率大小的注意事項(xiàng)(1)看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,要換算成相同單位。(2)比較不同時(shí)間段內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí),可先換算成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,再比較數(shù)值的大小。(3)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。例如,對(duì)于一般反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比較不同時(shí)間段內(nèi)v(A)a與v(B)b的大小8.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)拓展對(duì)于一個(gè)基元反應(yīng):αA+βD=γG+hH其化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式為:v=kcα(A)cβ(D)上式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)又稱速率常數(shù)。k的物理意義:在一定的條件下(溫度、催化劑),反應(yīng)物濃度為1mol·L-1時(shí)的反應(yīng)速率。k與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。(1)反應(yīng)不同,k值不同。(2)同一反應(yīng),溫度不同k值不同。(3)同一反應(yīng),溫度一定時(shí),有無(wú)催化劑k也是不同的。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù),速率常數(shù)與反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)(溶劑)、催化劑等有關(guān),甚至?xí)S反應(yīng)器的形狀、性質(zhì)而異。與濃度無(wú)關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響??枷?1化學(xué)反應(yīng)速率及相關(guān)計(jì)算1.(2023·遼寧·校聯(lián)考三模)氨基甲酸銨()主要用作磷化鋁中間體,也用于醫(yī)藥。在T℃時(shí),將足量的固體置于恒溫恒容容器中,存在如下化學(xué)平衡:,經(jīng)tmin達(dá)到平衡狀態(tài),平衡時(shí)體系的總濃度為。下列敘述正確的是A.當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.T℃時(shí),向平衡體系中加入適量,增大C.在0~tmin時(shí)間段內(nèi),平均反應(yīng)速率D.向平衡體系中充入適量的,逆反應(yīng)速率增大2.(2023·河北唐山·統(tǒng)考三模)在2L恒容密閉容器中加入一定量A和B,發(fā)生反應(yīng)。100℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖一所示。不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)與A、B起始時(shí)的投料比的變化關(guān)系如圖二所示。則下列結(jié)論正確的是A.100℃時(shí)前5min平均化學(xué)反應(yīng)速率B.100℃時(shí)達(dá)平衡的體系中充入少量C(g),達(dá)新平衡前v(逆)>v(正)C.D.某溫度下平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率隨起始的增大而先增大后減小3.(2023·廣東佛山·統(tǒng)考二模)在催化劑作用下,向容積為1L的容器中加入1molX和3molY,發(fā)生反應(yīng):,平衡時(shí)和反應(yīng)10min時(shí)X的轉(zhuǎn)化率(X)隨溫度的變化分別如曲線I、Ⅱ所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.該反應(yīng)B.200℃時(shí),前10min的平均反應(yīng)速率C.400℃時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2D.bc段變化可能是催化劑在溫度高于400℃時(shí)活性降低導(dǎo)致4.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2H2(g)+2NO(g)2H2O(g)+N2(g),N2的瞬時(shí)生成速率v=k·cm(H2)·c2(NO)??刂芅O起始濃度為0.5mol?L1,N2的瞬時(shí)生成速率和H2起始濃度的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的速率常數(shù)k為15L2·mol2?s1B.隨著H2起始濃度增大,達(dá)平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大C.反應(yīng)達(dá)平衡后,H2和NO的濃度均增加一倍,則NO轉(zhuǎn)化率減小D.H2起始濃度為0.2mol?L1,某時(shí)刻N(yùn)O的濃度為0.4mol?L1,則此時(shí)N2的瞬時(shí)生成速率為0.24mol?L15.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))T℃時(shí),含等濃度與的溶液中發(fā)生反應(yīng):
,時(shí)刻,改變某一外界條件繼續(xù)反應(yīng)至?xí)r刻,溶液中(、)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示(已知:T℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),忽略水解)。下列說(shuō)法正確的是A.若時(shí)未改變外界條件,則此時(shí)該反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)B.若時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,則時(shí)改變的條件可能為升溫C.若始終保持溫度不變,則逆反應(yīng)速率:D.內(nèi)的平均反應(yīng)速率為考向02外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1.(2024·廣東省新高三摸底聯(lián)考)氨基甲酸銨H2NCOONH4能用作磷化鋁中間體,也能用于醫(yī)藥。在時(shí),將足量的H2NCOONH4固體置于真空恒容容器中,發(fā)生如下反應(yīng):H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡時(shí)體系的總濃度為c0mol·L-1。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.向平衡體系加入適量H2NCOONH4,c(CO2)增大C.內(nèi),平均反應(yīng)速率為D.向平衡體系中充入適量的CO2,逆反應(yīng)速率增大2.選擇不同的反應(yīng)探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,所用試劑不合理的是()a.CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O(觀察氣泡產(chǎn)生的快慢)b.S2O32+2H+=S↓+SO2+H2O(觀察渾濁產(chǎn)生的快慢)反應(yīng)影響因素所用試劑Aa接觸面積塊狀CaCO3、0.5mol/LHCl粉末狀CaCO3、0.5mol/LHClBaH+濃度塊狀CaCO3、0.5mol/LHCl塊狀CaCO3、3.0mol/LHClCbH+濃度0.1mol/LNa2S2O3、稀H2SO40.1mol/LNa2S2O3、濃H2SO4Db溫度0.1mol/LNa2S2O3、0.1Na2S2O3H2SO4、冷水0.1mol/LNa2S2O3、0.1Na2S2O3H2SO4、熱水3.(2024·河北邢臺(tái)五岳高三聯(lián)考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有機(jī)污染物的主要成分,研究顯示,在該地下水中加入H2O2可將其中的三氯乙烯除去,發(fā)生的反應(yīng)如下:3H2O2+C2HCl3=2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下,在某密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng),測(cè)得c(H2O2)隨時(shí)間的變化如表所示:時(shí)間/min02468…/(mol·L1)1.200.900.700.600.55…已知:在反應(yīng)體系中加入Fe2+,可提高反應(yīng)速率。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.Fe2+為該反應(yīng)的催化劑 B.反應(yīng)過(guò)程中可能產(chǎn)生O2C.H2O2與CO2的空間結(jié)構(gòu)相同 D.0~4min內(nèi),v(H2O2)=0.125mol·L1·min14.(2024·河南省普高聯(lián)考高三測(cè)評(píng))某研究性學(xué)習(xí)小組探究影響反應(yīng)速率的因素及反應(yīng)速率的大小,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示(忽略溶液體積變化),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()組號(hào)反應(yīng)溫度/℃參加反應(yīng)的物質(zhì)Na2S2O3H2SO4H2OV/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mL①1020.110.43②3020.120.22③3010.220.13④3010.120.13A.實(shí)驗(yàn)①②探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).實(shí)驗(yàn)②④探究Na2S2O3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響C.四組實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)速率最大D.實(shí)驗(yàn)③完全反應(yīng)需要tmin,平均反應(yīng)速率v(Na2S2O3)=mol/(L?min)5.(2024·廣東湛江高三畢業(yè)班調(diào)研考試)我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)打通了溫和條件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氫制乙二醇的技術(shù)難關(guān),反應(yīng)為(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)ΔH。如圖所示,在恒容密閉容器中,反應(yīng)溫度為T(mén)1時(shí),c(HOCH2CH2OH)和c(H2)隨時(shí)間t的變化分別為曲線I和Ⅱ,反應(yīng)溫度為T(mén)2時(shí),c(H2)隨時(shí)間t的變化為曲線Ⅲ。下列判斷正確的是()A.ΔH>0B.a(chǎn)、b兩時(shí)刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)C.在T2溫度下,反應(yīng)在0~t2內(nèi)的平均速率為D.其他條件相同,在T1溫度下,起始時(shí)向該容器中充入一定量的氮?dú)?,則反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間小于t1考向03化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)1.(2023·吉林長(zhǎng)春·東北師大附中校考三模)反應(yīng)的速率方程為(k為速率常數(shù),其中,A、R為常數(shù),為活化能,T為開(kāi)氏溫度,其半衰期反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間)為0.8/k。改變反應(yīng)物濃度時(shí),反應(yīng)的瞬時(shí)速率如表所示。下列說(shuō)法正確的是/0.250.510.51/0.050.050.10.10.2v/1.63.23.2A.B.C.升溫、加入催化劑,縮小容積(加壓),均能使k增大,導(dǎo)致反應(yīng)的瞬時(shí)速率加快D.在過(guò)量的B存在時(shí),A剩余12.5%所需的時(shí)間是2.(2024·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在水溶液中進(jìn)行的反應(yīng):,已知該反應(yīng)速率方程為(k為常數(shù)),為探究反應(yīng)速率(v)與反應(yīng)物濃度的關(guān)系,在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所得的數(shù)據(jù)如下表:①②③④⑤0.0080.0080.0040.0080.0080.0010.0010.0010.0020.0010.100.200.200.100.40v1下列結(jié)論正確的是A.反應(yīng)體系的三種物質(zhì)中,H+(aq)的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響最大B.速率常數(shù)的數(shù)值為0.03C.a(chǎn)、b、c的值分別為1、5、6D.實(shí)驗(yàn)⑤中,3.(2023上·北京東城·高三匯文中學(xué)??计谥校┠硿囟葧r(shí),兩個(gè)恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng),。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:,,、為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù),只受溫度影響。容器編號(hào)起始濃度()平衡濃度()I0.6000.2Ⅱ0.60.10下列說(shuō)法不正確的是A.I中的平衡轉(zhuǎn)化率約為66.7%B.升高溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大C.Ⅱ中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),D.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)可表示為4.(2023上·黑龍江哈爾濱·高三尚志市尚志中學(xué)??计谥校┮欢囟认?,在恒容反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率(k為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù),其數(shù)值與溫度有關(guān))。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該溫度下反應(yīng)物濃度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系如表所示:0.010.020.020.010.010.010.0150.015x根據(jù)表中的測(cè)定結(jié)果,下列結(jié)論不正確的是A.表中x的值為B.化學(xué)反應(yīng)速率C.升高溫度,各物質(zhì)濃度不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變D.催化劑影響k的大小5.(2023·天津河北·統(tǒng)考一模)某溫度時(shí),兩個(gè)恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)
ΔH>0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:υ正(NO2)=k正c2(NO2),υ逆(NO)=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù),只受溫度影響。容器編號(hào)起始濃度(mol·L?1)平衡濃度(mol·L?1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.60.10下列說(shuō)法不正確的是A.Ⅰ中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率約為66.7%B.Ⅱ中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),c(O2)<0.2mol·L?1C.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)可表示為D.升高溫度,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)Ⅰ中c(O2)<0.2mol·L?1考點(diǎn)二化學(xué)平衡及其影響因素命題點(diǎn)01化學(xué)平衡狀態(tài)及其判斷典例01(2022·天津卷)向恒溫恒容密閉容器中通入2mol和1mol,反應(yīng)達(dá)到平衡后,再通入一定量,達(dá)到新平衡時(shí),下列有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是A.的平衡濃度增大 B.反應(yīng)平衡常數(shù)增大C.正向反應(yīng)速率增大 D.的轉(zhuǎn)化總量增大典例02(2019·浙江卷)下列說(shuō)法正確的是A.H2(g)+I(xiàn)2(g)?2HI(g),其他條件不變,縮小反應(yīng)容器體積,正逆反應(yīng)速率不變B.C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g),碳的質(zhì)量不再改變說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡C.若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化能說(shuō)明反應(yīng)2A(?)+B(g)?2C(?)已達(dá)平衡,則A、C不能同時(shí)是氣體D.1molN2和3molH2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出的熱量為Q1;在相同溫度和壓強(qiáng)下,當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時(shí),吸收的熱量為Q2,Q2不等于Q1典例03(2018·浙江卷)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓容器中發(fā)生,下列選項(xiàng)表明反應(yīng)一定已達(dá)平衡狀態(tài)的是(
)A.容器內(nèi)氣體的密度不再變化B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變C.相同時(shí)間內(nèi),生成NH鍵的數(shù)目與斷開(kāi)HH鍵的數(shù)目相等D.容器內(nèi)氣體的濃度之比c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2命題點(diǎn)02影響化學(xué)平衡移動(dòng)因素典例01(2023·廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)。反應(yīng)歷程(下圖)中,M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時(shí),下列說(shuō)法不正確的是A.使用Ⅰ和Ⅱ,反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行 B.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),升高溫度,R的濃度增大C.使用Ⅱ時(shí),反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡 D.使用Ⅰ時(shí),反應(yīng)過(guò)程中M所能達(dá)到的最高濃度更大典例02(2022·廣東卷)恒容密閉容器中,在不同溫度下達(dá)平衡時(shí),各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的B.a(chǎn)為隨溫度的變化曲線C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動(dòng)D.向平衡體系中加入,H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大典例03(2021·遼寧卷)某溫度下,在恒容密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng),一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.升高溫度,若增大,則B.加入一定量Z,達(dá)新平衡后減小C.加入等物質(zhì)的量的Y和Z,達(dá)新平衡后增大D.加入一定量氬氣,平衡不移動(dòng)命題點(diǎn)03化學(xué)反應(yīng)方向的調(diào)控典例01(2022·浙江卷)AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)=An+(aq)+Bn(aq),其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對(duì)于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì),下列說(shuō)法正確的是A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零典例02(2022·湖南卷·節(jié)選)(1)已知ΔG=ΔHTΔS,的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài),忽略、隨溫度的變化。若ΔG,則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷:600℃時(shí),下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是_______。A.C(s)+O2(g)=CO2(g) B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)C.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+CO2(g)典例03(2021·海南卷)制備水煤氣的反應(yīng)
,下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)B.升高溫度,反應(yīng)速率增大C.恒溫下,增大總壓,H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變D.恒溫恒壓下,加入催化劑,平衡常數(shù)增大1.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“兩類標(biāo)志”及“一角度”判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),關(guān)鍵是看給定條件下能否推出“變量”達(dá)到“不變”。常用到的判斷標(biāo)志有:(1)絕對(duì)標(biāo)志(2)相對(duì)標(biāo)志①有氣體參加的反應(yīng),氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不變時(shí),對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)來(lái)說(shuō),不一定達(dá)到平衡;對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)來(lái)說(shuō),達(dá)到平衡;②氣體的密度(eq\f(氣體的總質(zhì)量,氣體的總體積))、氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(eq\f(氣體的總質(zhì)量,氣體的總物質(zhì)的量))不變時(shí),要具體分析各表達(dá)式中的分子或分母變化情況,判斷是否平衡;③如果平衡體系中的物質(zhì)有顏色,則平衡體系的顏色不變時(shí),達(dá)到平衡。(3)一角度從微觀的角度分析,如反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列各項(xiàng)均可說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài):2.化學(xué)平衡移動(dòng)判斷的方法和規(guī)律(1)通過(guò)比較化學(xué)平衡破壞瞬時(shí)的正、逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向。①外界條件改變對(duì)化學(xué)平衡的影響a.若外界條件改變,引起v正>v逆,則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動(dòng);b.若外界條件改變,引起v正<v逆,則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向(或向左)移動(dòng);c.若外界條件改變,雖能引起v正和v逆變化,但變化后新的v′正和v′逆仍保持相等,則化學(xué)平衡沒(méi)有發(fā)生移動(dòng)。②常見(jiàn)外界條件的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律a.增大反應(yīng)物濃度的瞬間,v正變大,v逆不變;減小反應(yīng)物濃度的瞬間,v正變小,v逆不變;增大生成物濃度的瞬間,v正不變,v逆變大;減小生成物濃度的瞬間,v正不變,v逆變?。籦.壓強(qiáng)的變化對(duì)氣體分子數(shù)較大的一邊反應(yīng)速率影響較大;c.溫度的變化對(duì)吸熱反應(yīng)速率影響較大;d.催化劑對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響相同。(2)通過(guò)比較濃度商(Q)與平衡常數(shù)(K)的大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向。①若Q>K,平衡逆向移動(dòng);②若Q=K,平衡不移動(dòng);③若Q<K,平衡正向移動(dòng)。(3)外界條件對(duì)平衡移動(dòng)影響的規(guī)律——勒夏特列原理①溫度的影響:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng);②濃度的影響:增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);③壓強(qiáng)的影響:增大壓強(qiáng)會(huì)使平衡向著氣體體積減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)會(huì)使平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。3.化學(xué)反應(yīng)方向(1)判據(jù)(2)一般規(guī)律:①ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行;②ΔH>0,ΔS<0的反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行;③ΔH和ΔS的作用相反,且相差不大時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用。當(dāng)ΔH<0,ΔS<0時(shí)低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;當(dāng)ΔH>0,ΔS>0時(shí),高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。說(shuō)明:對(duì)于一個(gè)特定的氣相反應(yīng),熵變的大小取決于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小。(每個(gè)考向58題,最新模擬題)考向01化學(xué)平衡狀態(tài)及其判斷1.(2023·貴州黔東南·統(tǒng)考一模)我國(guó)科學(xué)家研制鈀催化劑高效選擇性實(shí)現(xiàn)苯乙炔與氫氣反應(yīng)制備苯乙烯:(g,苯乙炔)(g,苯乙烯)。在恒溫恒容條件下發(fā)生該反應(yīng),下列不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A.混合氣體密度不隨時(shí)間變化 B.混合氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間變化C.混合氣體總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 D.氫氣消耗速率等于苯乙烯消耗速率2.(2023·河北唐山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))某溫度下,在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應(yīng),有關(guān)數(shù)據(jù)如下:時(shí)間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/mol·L1·min1020.20040.15060.10下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.1min時(shí),Z的濃度大于0.20mol·L1B.3min時(shí),Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%C.5min時(shí),v正(Z)>v逆(Z)D.體系壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)3.(2023·河北保定·校聯(lián)考三模)恒溫密閉容器發(fā)生可逆反應(yīng):Z(?)+W(?)X(g)+Y(?)
△H,在t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,在t2時(shí)刻縮小容器體積,t3時(shí)刻再次達(dá)到平衡狀態(tài)后不再改變條件。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是A.該條件下,Z和W中的都不可能為氣態(tài)B.t1~t2時(shí)間段與t3時(shí)刻后,兩時(shí)間段反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量相等C.若該反應(yīng)△H<0,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而減小D.若在該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(X),則t1~t2時(shí)間段與t3時(shí)刻后的X濃度不相等4.(2022·廣東廣州·??家荒#┭芯堪l(fā)現(xiàn),在牙膏中添加氟化物能起到預(yù)防齲齒的作用,這是因?yàn)榉x子能與牙齒表面的釉質(zhì)層{主要成分是羥基磷灰石[]}發(fā)生反應(yīng)生成氟磷灰石:,下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為B.常溫下,氟磷灰石的比羥基磷灰石的大C.羥基磷灰石和氟磷灰石相比,羥基磷灰石更能夠抵抗有機(jī)酸對(duì)牙齒的侵蝕D.羥基磷灰石的溶解速率等于氟磷灰石的生成速率時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡5.(2023·江蘇徐州·統(tǒng)考三模)鐵和鈦是重要的金屬材料,鐵及其化合物在生活中常用于凈水、制作顏料、食品保鮮等。TiFe合金是優(yōu)良的儲(chǔ)氫合金。一種利用鈦鐵礦(,含雜質(zhì))制備鈦的工藝流程如下。下列關(guān)于
△H<0的說(shuō)法正確的是A.上述反應(yīng)△S<0B.上述反應(yīng)平衡常數(shù)C.及時(shí)分離可加快反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.上述反應(yīng)中每生成1molCO,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為考向02影響化學(xué)平衡移動(dòng)因素1.(2023·海南省直轄縣級(jí)單位·嘉積中學(xué)校聯(lián)考二模)“綠水青山就是金山銀山”,研究、CO等大氣污染物的處理對(duì)建設(shè)美麗中國(guó)具有重要意義。已知反應(yīng),該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為同時(shí)提高反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是A.縮小容器的體積 B.改用高效催化劑C.增加NO的濃度 D.升高溫度2.(2023·海南·校聯(lián)考一模)利用CH4能消除有害氣體NO,其反應(yīng)原理為,一定溫度下,該反應(yīng)在密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)。下列說(shuō)法正確的是A.加入催化劑,活化分子百分?jǐn)?shù)不變B.恒容下,再通入適量CH4,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率減小C.適當(dāng)增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡常數(shù)增大D.升高溫度,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小3.(2023·河北秦皇島·昌黎一中??寄M預(yù)測(cè))在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng):xA(g)+yB(g)?zC(g),平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50mol?L﹣1,保持溫度不變,將容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的兩倍,再達(dá)平衡時(shí),測(cè)得A的濃度降低為0.30mol?L﹣1,下列有關(guān)判斷正確的是A.x+y<z B.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.B的轉(zhuǎn)化率增大 D.C的體積分?jǐn)?shù)下降4.(2023·天津南開(kāi)·統(tǒng)考二模)某溫度下,恒容密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2g)2HI(g)
△H<0,該溫度下,K=43,某時(shí)刻,測(cè)得容器內(nèi)H2、I2、HI的濃度依次為0.01mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L。一段時(shí)間后,下列情況與事實(shí)相符的是A.混合氣體顏色變深 B.混合氣體密度變大C.容器內(nèi)壓強(qiáng)變小 D.氫氣的體積分?jǐn)?shù)變小5.(2023·海南·模擬預(yù)測(cè))“地康法”制取氯氣的反應(yīng)原理為,恒壓條件下,HCl和的起始物質(zhì)的量之比為4∶1時(shí),該反應(yīng)在無(wú)分子篩膜和有分子篩膜時(shí)的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示,其中分子篩膜能選擇性分離出,下列敘述錯(cuò)誤的是A.曲線I代表有分子篩膜時(shí)的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化B.無(wú)分子篩膜時(shí),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.P點(diǎn)產(chǎn)率高于W點(diǎn)的原因是改變壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.工業(yè)生產(chǎn)中投料比不宜過(guò)大或過(guò)小考向03化學(xué)反應(yīng)方向的調(diào)控1.(2023·浙江·浙江省杭州第二中學(xué)校聯(lián)考二模)氮化硼(BN)是重要的無(wú)機(jī)材料,可通過(guò)下面兩種反應(yīng)制得:反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:已知反應(yīng)Ⅰ常溫下自發(fā),反應(yīng)Ⅱ常溫下不自發(fā),、、熔點(diǎn)分別約為、、,下列說(shuō)法正確的是A.常溫下反應(yīng)Ⅰ的,因此速率快B.反應(yīng)Ⅰ的,C.性能優(yōu)良的催化劑可使反應(yīng)Ⅱ在常溫下自發(fā)進(jìn)行D.由各物質(zhì)熔點(diǎn)可推測(cè)在實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)Ⅰ所需的溫度高于反應(yīng)Ⅱ2.(2023·浙江杭州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))氧元素是在自然界中分布最廣的元素,氧氣在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。1molO2隨溫度升高時(shí)的熵(S)的變化示意圖如圖,下列說(shuō)法不正確的是A.由圖可知,1molO2(g)的熵值不是定值B.物質(zhì)的熵值與物質(zhì)的組成、狀態(tài)、溫度等因素有關(guān)C.熵值由的過(guò)程:O2由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)D.相同溫度和壓強(qiáng)下,O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次減小3.(2023·河北張家口·統(tǒng)考二模)某催化固氮機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.固氮過(guò)程是將氣態(tài)含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固態(tài)含氮物質(zhì)B.整個(gè)過(guò)程中涉及到非極性鍵的斷裂和形成C.三步反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)D.步驟Ⅲ可能為ΔH>0,ΔS<0的反應(yīng)4.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在合成氨工業(yè)中,原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前需經(jīng)過(guò)銅氨液處理,目的是除去其中的CO,其反應(yīng)為[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+
△H<0。下列說(shuō)法不正確的是A.上述反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng) B.上述反應(yīng)△S<0C.銅氨液處理過(guò)程中Cu+的配位數(shù)增多 D.低溫高壓有利于銅氨液吸收CO5.(2023·天津·校聯(lián)考一模)對(duì)于可逆反應(yīng),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.當(dāng)時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,則C.恒溫恒容條件下,若混合氣體的顏色保持不變,則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.恒溫恒容條件下,達(dá)平衡狀態(tài)后,再充入一定量的,轉(zhuǎn)化率將減小考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算(解密高考命題點(diǎn),每個(gè)命題點(diǎn)下面23道高考真題,近三年)命題點(diǎn)01化學(xué)平衡常數(shù)典例01(2023·重慶卷)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個(gè)反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:在恒容條件下,按投料比進(jìn)行反應(yīng),平衡時(shí)含碳物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.反應(yīng)Ⅰ的,反應(yīng)Ⅱ的B.點(diǎn)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)C.點(diǎn)的壓強(qiáng)是的3倍D.若按投料,則曲線之間交點(diǎn)位置不變典例02(2022·江蘇卷)用尿素水解生成的催化還原,是柴油機(jī)車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為,下列說(shuō)法正確的是A.上述反應(yīng)B.上述反應(yīng)平衡常數(shù)C.上述反應(yīng)中消耗,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為D.實(shí)際應(yīng)用中,加入尿素的量越多,柴油機(jī)車輛排放的尾氣對(duì)空氣污染程度越小典例03(2021·江蘇卷)N2是合成氨工業(yè)的重要原料,NH3不僅可制造化肥,還能通過(guò)催化氧化生產(chǎn)HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金屬,也能與許多有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng);在高溫或放電條件下,N2與O2反應(yīng)生成NO,NO進(jìn)一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)
ΔH=116.4kJ·mol1。大氣中過(guò)量的NOx和水體中過(guò)量的NH、NO均是污染物。通過(guò)催化還原的方法,可將煙氣和機(jī)動(dòng)車尾氣中的NO轉(zhuǎn)化為N2,也可將水體中的NO3轉(zhuǎn)化為N2。對(duì)于反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的ΔH<0,ΔS<0B.反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=C.使用高效催化劑能降低反應(yīng)的焓變D.其他條件相同,增大,NO的轉(zhuǎn)化率下降命題點(diǎn)02化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算典例01(2023·湖北卷)兩種酸式碳酸鹽的分解反應(yīng)如下。某溫度平衡時(shí)總壓強(qiáng)分別為p1和p2。反應(yīng)1:NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)
p1=3.6×104Pa反應(yīng)2:2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)
p2=4×103Pa該溫度下,剛性密閉容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固體,平衡后以上3種固體均大量存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)2的平衡常數(shù)為4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,總壓強(qiáng)增大C.平衡后總壓強(qiáng)為4.36×105Pa D.縮小體積,再次平衡后總壓強(qiáng)不變典例02(2021·浙江卷)一定溫度下:在的四氯化碳溶液()中發(fā)生分解反應(yīng):。在不同時(shí)刻測(cè)量放出的體積,換算成濃度如下表:06001200171022202820x1.400.960.660.480.350.240.12下列說(shuō)法正確的是A.,生成的平均速率為B.反應(yīng)時(shí),放出的體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),D.推測(cè)上表中的x為3930典例03(2020·浙江卷)一定溫度下,在2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)+2B(g)3C(g)反應(yīng)過(guò)程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:時(shí)間(t/min)物質(zhì)的量(n/mol)n(A)n(B)n(C)02.02.4050.9101.6151.6下列說(shuō)法正確的是A.0~5min用A表示的平均反應(yīng)速率為0.09mol·L1·min1B.該反應(yīng)在10min后才達(dá)到平衡C.平衡狀態(tài)時(shí),c(C)=0.6mol·L1D.物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為20%1.化學(xué)平衡常數(shù)的全面突破(1)化學(xué)平衡常數(shù)的意義①化學(xué)平衡常數(shù)可表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。K越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,K>105時(shí),可以認(rèn)為該反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完全。雖然轉(zhuǎn)化率也能表示反應(yīng)進(jìn)行的程度,但轉(zhuǎn)化率不僅與溫度有關(guān),而且與起始條件有關(guān)。②K的大小只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的起始濃度的大小無(wú)關(guān)。(2)化學(xué)平衡常數(shù)的兩個(gè)應(yīng)用①判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向若任意狀態(tài)下的生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值為Qc,則Qc>K,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行;Qc=K,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);Qc<K,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。②判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)在使用化學(xué)平衡常數(shù)時(shí)應(yīng)注意①不要把反應(yīng)體系中固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫(xiě)進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中,但非水溶液中,若有水參加或生成,則此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù),應(yīng)寫(xiě)進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中。②同一化學(xué)反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)法不同,其平衡常數(shù)表達(dá)式及數(shù)值亦不同。因此書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式及數(shù)值時(shí),要與化學(xué)反應(yīng)方程式相對(duì)應(yīng),否則就沒(méi)有意義。2.等效平衡思想是解決化學(xué)平衡類試題最常用的思維方法(1)恒溫、恒容條件下的等效平衡對(duì)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng),改變起始加入量時(shí),“一邊倒”(即通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成方程式同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量)后與原起始加入量相同,則為等效平衡,平衡時(shí)各物質(zhì)的百分含量相同。對(duì)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),改變起始加入量時(shí),“一邊倒”后,投料時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原起始加入量的比值相同,則為等效平衡,平衡時(shí)各物質(zhì)百分含量相同。(2)恒溫、恒壓條件下的等效平衡如果反應(yīng)在恒溫、恒壓下進(jìn)行,改變起始加入量時(shí),只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成反應(yīng)物(或生成物),各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原起始加入量的比值相同,則為等效平衡,平衡時(shí)各物質(zhì)的百分含量相同。3、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算——三段式計(jì)算模式1)分析三個(gè)量:起始量、變化量、平衡量。2)明確三個(gè)關(guān)系(1)對(duì)于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。(2)對(duì)于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3)計(jì)算方法:三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式:對(duì)以下反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L,達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始量(mol/L)ab00變化量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a-mxb-nxpxqx(1)平衡常數(shù):K=eq\f((px)p·(qx)q,(a-mx)m·(b-nx)n)。(2)轉(zhuǎn)化率=eq\f(某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量,某反應(yīng)物起始的量)×100%,如α(A)平=eq\f(mx,a)×100%。(3)百分含量:φ(A)=eq\f(a-mx,(a-mx)+(b-nx)+px+qx)×100%。(4)平衡前后的壓強(qiáng)之比:eq\f(p平,p始)=eq\f((a-mx)+(b-nx)+px+qx,a+b)。(5)平均摩爾質(zhì)量:M=eq\f(a·M(A)+b·M(B),(a-mx)+(b-nx)+px+qx)g/mol。名師助學(xué):有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的注意事項(xiàng)(1)注意反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系反應(yīng)物:c(平)=c(始)-c(變);生成物:c(平)=c(始)+c(變)。(2)利用ρ混=eq\f(m總,V)和Mr=eq\f(m總,n總)計(jì)算時(shí)要注意m總應(yīng)為氣體的總質(zhì)量,V應(yīng)為反應(yīng)容器的體積,n總應(yīng)為氣體的總物質(zhì)的量。(3)起始濃度、平衡濃度不一定符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,但物質(zhì)之間是按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比反應(yīng)和生成的,故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,這是計(jì)算的關(guān)鍵。(4)凡是氣體的壓強(qiáng)變化、密度變化均必須轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的變化或氣體的體積變化才能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。4)計(jì)算Kp的思路和方法計(jì)算平衡常Kp的思路和方法與計(jì)算濃度平衡常數(shù)K完全相同,關(guān)鍵是由平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量和各氣體的物質(zhì)的量確定各氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),再由總壓強(qiáng)和物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)確定各氣體的分壓,最后由分壓計(jì)算Kp。計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。列“三段式”——列出起飴量、轉(zhuǎn)化量、平衡量,一般應(yīng)列物質(zhì)的量?!胺秩健薄谝徊?,得出各物質(zhì)的平衡量;第二步,計(jì)算各氣體的體積分?jǐn)?shù)(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))和分壓;第三步,代入Kp的表達(dá)式中進(jìn)行計(jì)算。注:(1)計(jì)算中常需運(yùn)用阿伏加德羅定律的推論——恒溫恒容條件下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比:p始:p平=n始:n平(比如平衡時(shí)比起始時(shí)壓強(qiáng)增大了20%,則平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量變?yōu)槠鹗紩r(shí)的1.2倍);恒溫恒壓條件下,體積比等于物質(zhì)的量之比:V始:V平=n始:n平;恒溫恒壓條件下,密案度比等于體積的反比、物質(zhì)的量的反比:ρ始:ρ平=n平:n始(比如,平衡時(shí)氣體密度變?yōu)槠鹗紩r(shí)的56則平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是起始時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量是起始時(shí)混合氣體的6(2)混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和。考向01化學(xué)平衡常數(shù)1.(2024·陜西商洛·校聯(lián)考一模)氫能是清潔能源之一,工業(yè)制取氫氣涉及的重要反應(yīng)之一是:已知:①②③下列敘述正確的是A.的燃燒熱為B.C.12gC(s)不完全燃燒全部生成CO(g)時(shí)放出熱量為221kJD.平衡常數(shù)表達(dá)式為2.(2023·湖北武漢·統(tǒng)考一模)在容積一定的密閉容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng):,平行時(shí)與溫度的關(guān)系如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是A.在時(shí),若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D,則此時(shí)反應(yīng)速率:B.若該反應(yīng)在、時(shí)的平衡常數(shù)分別為、,則C.該反應(yīng)的D.若狀態(tài)B、C、D的壓強(qiáng)分別為、、,則3.(2023·北京·模擬預(yù)測(cè))分解的熱化學(xué)方程式為
。向體積為1L的恒容密閉容器中加入的混合氣體(Ar不參與反應(yīng)),測(cè)得不同溫度時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率隨比值的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的B.平衡常數(shù)C.溫度下,當(dāng),到達(dá)平衡時(shí),的體積分?jǐn)?shù)為D.維持Y點(diǎn)時(shí)不變,向容器中充入Ar,的平衡轉(zhuǎn)化率減小4.(2023·天津和平·統(tǒng)考三模)通過(guò)2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)
ΔH=746.5kJ·mol1催化還原的方法,可將汽車尾氣中有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體。下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行B.反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=C.其它條件不變,增大的值,NO的轉(zhuǎn)化率下降D.使用高效的催化劑可以降低反應(yīng)的焓變5.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))一定溫度下,某氧化物粉塵與C在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):,的線性關(guān)系如圖所示(K為平衡常數(shù),pK=1gK)。下列說(shuō)法正確的是A.加入一定質(zhì)量的CO,達(dá)到新平衡后,m(C)減小B.溫度在2000K時(shí),CO的平衡濃度是10mol?L?1C.M點(diǎn)時(shí)R的消耗速率大于生成速率D.恒溫恒容下,向密閉容器內(nèi)加入CO,平衡后CO的濃度增大考向02化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算1.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))某溫度下,在1L恒容密閉容器中投入10molX,發(fā)生反應(yīng),有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示,下列說(shuō)法正確的是時(shí)間段/s產(chǎn)物Z的平均生成速率0~100.40~200.30~300.2A.5s時(shí),Y的濃度為B.20s時(shí),體系中存在C.25s時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為30%D.30s時(shí),再加入2molX,達(dá)平衡時(shí),X的體積分?jǐn)?shù)變小2.(2023·廣東佛山·統(tǒng)考一模)向1L的恒容密閉容器中加入1molX和3molY,發(fā)生反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),X的轉(zhuǎn)化率隨溫度t的變化如圖所示(不同溫度下的轉(zhuǎn)化率均為反應(yīng)第10min數(shù)據(jù))。下列說(shuō)法正確的是A.a(chǎn)點(diǎn)的反應(yīng)速率B.a(chǎn)、b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的大小關(guān)系為:C.c點(diǎn)時(shí),每消耗的同時(shí),消耗D.若將容器體積擴(kuò)大為2倍,則c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的增大3.(2023·河北衡水·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))一定溫度下,向2L恒容密閉容器中充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)xC(s)+4D(g),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到2min末時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得n(A)=4mol,c(B)=1mol?L1,n(C)=2mol,v(D)=1mol?L1?min1。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.x=2B.起始時(shí)充入A、B的物質(zhì)的量分別為6mol、3molC.0~2min內(nèi),用C表示的平均反應(yīng)速率v(C)=0.5mol?L1?min1D.該溫度時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)為4mol?L14.(2023·湖南邵陽(yáng)·統(tǒng)考二模)T℃時(shí),在體積為2L的恒溫恒容密閉容器中充入4molCO和4mol,發(fā)生反應(yīng),測(cè)得和的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率分別可表示為,,、分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),只受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是A.從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí),以表示的平均反應(yīng)速率為B.該反應(yīng)在A、B兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率之比為C.當(dāng)容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.T℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為5.(2023·上海普陀·統(tǒng)考二模)已知合成氨反應(yīng)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)+QkJ(Q>0)。某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始時(shí)氫氣的物質(zhì)的量對(duì)合成NH3反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示:(圖中T表示溫度,n表示起始時(shí)H2物質(zhì)的量)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.由圖可知,T1>T2B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中,b點(diǎn)時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率最大C.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)K值相等,c點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率最快D.若容器容積為2L,b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的n=0.15mol,測(cè)得平衡時(shí)H2、N2的轉(zhuǎn)化率均為60%,則平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量濃度為0.01mol·L-1微專題圖像、圖表題的信息提取與應(yīng)用命題點(diǎn)01“圖像型”化學(xué)反應(yīng)速率與平衡信息提取與應(yīng)用典例01(2023·湖南卷)向一恒容密閉容器中加入和一定量的,發(fā)生反應(yīng):。的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.B.反應(yīng)速率:C.點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):D.反應(yīng)溫度為,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)典例02(2022·浙江卷)在恒溫恒容條件下,發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)3X(g),c(B)隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲所示。下列說(shuō)法不正確的是A.從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率B.從b點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的瞬時(shí)速率C.在不同時(shí)刻都存在關(guān)系:2v(B)=3v(X)D.維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變,向反應(yīng)體系中加入催化劑,c(B)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示典例03(2021·河北卷)室溫下,某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等,同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):①M(fèi)+N=X+Y;②M+N=X+Z,反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M),反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.0~30min時(shí)間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為6.67×108mol?L1?min1B.反應(yīng)開(kāi)始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應(yīng)能進(jìn)行到底,反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大命題點(diǎn)02“表格型”化學(xué)反應(yīng)速率與平衡信息提取與應(yīng)用典例01(2022·遼寧卷)某溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng),有關(guān)數(shù)據(jù)如下:時(shí)間段/產(chǎn)物Z的平均生成速率/0~20.200~40.150~60.10下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.時(shí),Z的濃度大于B.時(shí),加入,此時(shí)C.時(shí),Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%D.時(shí),X的物質(zhì)的量為典例02(2022·浙江卷)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng):,測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化,如下表所示,下列說(shuō)法不正確的是A.實(shí)驗(yàn)①,,B.實(shí)驗(yàn)②,時(shí)處于平衡狀態(tài),C.相同條件下,增加氨氣的濃度,反應(yīng)速率增大D.相同條件下,增加催化劑的表面積,反應(yīng)速率增大典例03(2021·浙江卷)取50mL過(guò)氧化氫水溶液,在少量I存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。在一定溫度下,測(cè)得O2的放出量,轉(zhuǎn)換成H2O2濃度(c)如下表:t/min020406080c/(mol·L1)0.800.400.200.100.050下列說(shuō)法不正確的是A.反應(yīng)20min時(shí),測(cè)得O2體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)B.20~40min,消耗H2O2的平均速率為0.010mol·L1·min1C.第30min時(shí)的瞬時(shí)速率小于第50min時(shí)的瞬時(shí)速率D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I也可以催化H2O2分解一、化學(xué)平衡圖像題的特點(diǎn):1.化學(xué)平衡圖像題,一是以時(shí)間為自變量(橫坐標(biāo))的圖像;二是以壓強(qiáng)或溫度為自變量(橫坐標(biāo))的圖像;三是以投料量或投料比為自變量(橫坐標(biāo))的圖像,變量(縱坐標(biāo))可以是①速率②某種物質(zhì)的濃度、含量或物質(zhì)的量③某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率④某生成物的產(chǎn)率。2.從知識(shí)載體角度看,其一判斷化學(xué)平衡特征;其二應(yīng)用勒夏特列原理分析平衡移動(dòng)過(guò)程;其三逆向思維根據(jù)圖像判斷可逆反應(yīng)的有關(guān)特征;其四綜合運(yùn)用速率與平衡知識(shí)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。二、化學(xué)平衡圖象的種類1、經(jīng)典圖像的分類(1)化學(xué)反應(yīng)速率圖像[反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH>0]反應(yīng)速率-時(shí)間(v-t)圖像中,在平衡后的某時(shí)刻t1改變某一條件后,v(正)與v(逆)的變化有兩種情況:①v(正)、v(逆)同時(shí)突變②v(正)、v(逆)之一漸變(2)化學(xué)平衡圖像[反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+qΔH>0]①速率-時(shí)間圖像:t1時(shí)增大反應(yīng)物的濃度,正反應(yīng)速率瞬間增大,然后逐漸減小,而逆反應(yīng)速率從t1開(kāi)始逐漸增大;t2時(shí)升高溫度,對(duì)任何反應(yīng),升高溫度,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大;t3時(shí)減小壓強(qiáng),容器容積增大,濃度變小,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小;t4時(shí)加催化劑,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均增大。②轉(zhuǎn)化率(或含量)-時(shí)間圖像: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。[以反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率αA為例說(shuō)明]圖甲表示壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于反應(yīng)后氣體體積減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;圖乙表示溫度對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于吸熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;圖丙表示催化劑對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。解答這類圖像題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):1)“先拐先平,數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開(kāi)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。a.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。b.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。c.若是使用催化劑引起,使用適宜催化劑時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短,如丙中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a.圖甲中,T2>T1,升高溫度,αA降低,平衡逆移,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。b.圖乙中,p1>p2,增大壓強(qiáng),αA升高,平衡正移,則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。c.若縱坐標(biāo)表示A的百分含量,則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。③恒壓(溫)線:已知不同溫度下的轉(zhuǎn)化率-壓強(qiáng)圖像或不同壓強(qiáng)下的轉(zhuǎn)化率-溫度圖像,推斷反應(yīng)的熱效應(yīng)或反應(yīng)前后氣體物質(zhì)間化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。[以反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率αA為例說(shuō)明]分析時(shí)可沿橫軸做一條平行于縱軸的虛線,即為等壓線或等溫線,然后分析另一條件變化對(duì)該反應(yīng)的影響。解答這類圖像題時(shí)應(yīng)遵循的原理——“定一議二”原則:1)可通過(guò)分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化來(lái)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。如甲中任取一條溫度曲線研究,壓強(qiáng)增大,αA增大,平衡正移,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng);乙中任取橫坐標(biāo)一點(diǎn)作橫坐標(biāo)垂直線,也能得出結(jié)論。2)可通過(guò)分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。如利用上述分析方法,在甲中作垂直線,乙中任取一曲線,即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。④速率-壓強(qiáng)(或溫度)圖像特點(diǎn):曲線的意義是外界條件(溫度、壓強(qiáng))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)是平衡狀態(tài),壓強(qiáng)增大(或溫度升高)后正反應(yīng)速率增大得快,平衡正向移動(dòng)。(3)“點(diǎn)-線-面”三維度分析幾種特殊圖像1)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(kāi)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。2)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)。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。2、創(chuàng)新型圖像:新型圖像往往根據(jù)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn),結(jié)合圖像,分析投料比、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的變化。此類題目信息量較大,能充分考查學(xué)生讀圖、提取信息、解決問(wèn)題的能力,在新課標(biāo)高考中受到命題者的青睞。因?yàn)樯婕暗焦I(yè)生產(chǎn)問(wèn)題。一般縱軸為產(chǎn)率(轉(zhuǎn)化率),橫軸為影響平衡速率的外界因素如溫度、壓強(qiáng)、投料比等單一因素,或多因素組合,考查實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中適宜條件的選擇。解題時(shí)除通過(guò)圖像獲取有用信息和對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工處理外,還要注意以下4點(diǎn):(1)曲線上的每個(gè)點(diǎn)是否都達(dá)到平衡往往需要通過(guò)曲線的升降趨勢(shì)或斜率變化來(lái)判斷,如果還未達(dá)到平衡則不能使用平衡移動(dòng)原理,只有達(dá)到平衡以后的點(diǎn)才能應(yīng)用平衡移動(dòng)原理。如圖中虛線表示單位時(shí)間內(nèi)A的產(chǎn)率隨溫度的升高先增大后減小,先增大的原因是P點(diǎn)之前反應(yīng)尚未達(dá)到平衡,隨溫度的升高,反應(yīng)速率增大,故單位時(shí)間內(nèi)A的產(chǎn)率增大。(2)催化劑的活性是否受溫度的影響不同的催化劑因選擇性不同受溫度的影響也會(huì)不同。一般來(lái)說(shuō),催化劑的活性在一定溫度下最高,低于或高于這個(gè)溫度都會(huì)下降。如圖,250~300℃時(shí),溫度升高而B(niǎo)的生成速率降低的原因是溫度超過(guò)250℃時(shí),催化劑的催化效率降低。(3)不同的投料比會(huì)對(duì)產(chǎn)率造成影響可以采用定一議二的方法,根據(jù)相同投料比下溫度或壓強(qiáng)的改變對(duì)產(chǎn)率的影響或相同溫度或壓強(qiáng)下改變投料比時(shí)平衡移動(dòng)的方向進(jìn)行判斷,確定反應(yīng)的吸放熱或系數(shù)和的大小。如圖,對(duì)于反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。當(dāng)投料比一定時(shí),溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越低,所以升溫,平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若溫度不變,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],則提高了二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。(4)考慮副反應(yīng)的干擾或影響往往試題會(huì)有一定的信息提示,尤其溫度的改變影響較大。三、思維建模:四、化學(xué)平衡圖像題解答步驟第一步,看反應(yīng),找特點(diǎn):即分析可逆反應(yīng)化學(xué)方程式,觀察物質(zhì)的狀態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)分子數(shù)的變化(正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),還是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng))、反應(yīng)熱(正反應(yīng)是放熱反應(yīng),還是吸熱反應(yīng))等。第二步,析圖像,得信息:即識(shí)別圖像類型,橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義、線和點(diǎn)(平臺(tái)、折線、拐點(diǎn)等)的關(guān)系。利用規(guī)律“先拐先平,數(shù)值大”判斷,即曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn),先達(dá)到平衡,其溫度、壓強(qiáng)越大。第三步:理信息,找思路:聯(lián)想化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平
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