2023屆高三化學(xué)高考備考二輪復(fù)習(xí)課件專(zhuān)題七-化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

專(zhuān)題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡[思維導(dǎo)圖]高考命題1

化學(xué)反應(yīng)速率

對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P069要點(diǎn)?

化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算

要點(diǎn)?

外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響要點(diǎn)?

正確理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（1）“惰性氣體”對(duì)反應(yīng)速率的影響

（2）純液體、固體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在化學(xué)反應(yīng)中，純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度為常數(shù)，故不能用純液體、固態(tài)物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示反應(yīng)速率，但是固態(tài)反應(yīng)物顆粒的大小是影響反應(yīng)速率的條件之一，如煤粉由于表面積大，燃燒就比煤塊快得多。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。（3）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正增大，v逆瞬間不變，隨后也增大。②增大壓強(qiáng)，v正和v逆都增大，氣體分子數(shù)減小的方向的反應(yīng)速率變化程度大。要點(diǎn)?

速率常數(shù)速率常數(shù)含義速率常數(shù)（k）是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1mol·L－1時(shí)的反應(yīng)速率意義在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率速率方程含義一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以及其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比速率方程表達(dá)式速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系推導(dǎo)關(guān)系

題組?

化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算和比較1.[2022·海南化學(xué)]某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)。已知：CO2（g）＋4H2（g）

2H2O（g）＋CH4（g）的平衡常數(shù)（K）與反應(yīng)溫度（t）之間的關(guān)系如圖所示。（1）某研究小組模擬該反應(yīng)，溫度t下，向容積為10L的抽空的密閉容器中通入0.1molCO2和0.4molH2，反應(yīng)平衡后測(cè)得容器中n（CH4）＝0.05mol。則CO2的轉(zhuǎn)化率為

?，反應(yīng)溫度t約為

?℃。

答案：（1）50%

660.2（或660.1或660.3，其他答案酌情給分）

催化劑t＝350℃t＝400℃c（CH3OH）c（CH4）c（CH3OH）c（CH4）催化劑Ⅰ10.812722345.242780催化劑Ⅱ9.2107753438932在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，0～2min生成CH3OH的平均反應(yīng)速率為

?μmol·L－1·min－1；若某空間站的生命保障系統(tǒng)實(shí)際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件，原因是

?。

答案：（2）5.4相同催化劑，400℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高

2.（1）[2020·全國(guó)卷Ⅰ]研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：

式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α'為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α'＝0.90時(shí)，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v－t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為該α'下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t＜tm時(shí)，v逐漸提高；t＞tm后，v逐漸下降。原因是

?。答案：（1）升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降，t＜tm時(shí)，k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低

①設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2＝

?r1。

②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是

?。

A.增加甲烷濃度，r增大B.增加H2濃度，r增大C.乙烷的生成速率逐漸增大D.降低反應(yīng)溫度，k減小答案：（2）①（1－α）

②AD

②對(duì)于初期階段，增加反應(yīng)物甲烷濃度，反應(yīng)速率增大，而增加生成物濃度，對(duì)反應(yīng)速率影響不大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度越來(lái)越小，故乙烷的生成速率越來(lái)越小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)速率方程，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率影響因素，降低反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，k減小，D項(xiàng)正確。

解題技法信息條件下化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法（1）討論外界條件c、T、p、催化劑不同時(shí)，研究化學(xué)反應(yīng)速率的大小。（2）討論不同反應(yīng)的活化能，研究化學(xué)反應(yīng)速率的大小。（3）討論化學(xué)反應(yīng)方向，如Q與K相對(duì)大小、平衡建立過(guò)程等，研究v正、v逆的相對(duì)大小，正向進(jìn)行：v正＞v逆，逆向進(jìn)行：v正＜v逆。題組?

化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素3.[2022·浙江6月選考]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)：2NH3（g）

N2（g）＋3H2（g），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（

）編號(hào)c（NH3）/（10－3mol·L－1）

時(shí)間/min表面積/cm2

020406080①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40x③2a2.401.600.800.400.40B.實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，x≠0.40C.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)速率增大答案：C

實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②中0～20

min、20～40

min氨氣濃度變化量都是4.00×10－4

mol·L－1，實(shí)驗(yàn)②中60

min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②催化劑表面積相同，實(shí)驗(yàn)①中氨氣初始濃度是實(shí)驗(yàn)②中氨氣初始濃度的兩倍，實(shí)驗(yàn)①60

min時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，相同條件下，增加氨氣濃度，反應(yīng)速率并沒(méi)有增大，C錯(cuò)誤；D.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③，氨氣濃度相同，實(shí)驗(yàn)③中催化劑表面積是實(shí)驗(yàn)①中催化劑表面積的2倍，實(shí)驗(yàn)③先達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)③的反應(yīng)速率大，說(shuō)明相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大，D正確。

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曲線表示使用催化劑Ⅱ時(shí)X的濃度隨t的變化答案：D

5.[2022·北京化學(xué)]CO2捕獲和轉(zhuǎn)化可減少CO2排放并實(shí)現(xiàn)資源利用，原理如圖1所示。反應(yīng)①完成之后，以N2為載氣，恒定組成的N2、CH4混合氣，以恒定流速通入反應(yīng)器，單位時(shí)間流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖2所示。反應(yīng)過(guò)程中始終未檢測(cè)到CO2，在催化劑上有積碳。下列說(shuō)法不正確的是

（

）C.t2時(shí)刻，副反應(yīng)生成H2的速率大于反應(yīng)②生成H2速率D.t3之后，生成CO的速率為0，是因?yàn)榉磻?yīng)②不再發(fā)生答案：C

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答案：C解析：反應(yīng)速率是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化，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，選項(xiàng)A正確；b點(diǎn)處的切線的斜率為瞬時(shí)速率，選項(xiàng)B正確；化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，3v（B）＝2v（X），選項(xiàng)C不正確；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，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)速率增大，更快達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)D正確。

A.0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10－8mol·L－1·min－1B.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的活化能大答案：A題組?

化學(xué)反應(yīng)速率方程

A.隨c（X）的減小，反應(yīng)①②的速率均降低B.體系中v（X）＝v（Y）＋v（Z）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

答案：AC9.[2022·遼寧化學(xué)]某合成氨速率方程為v＝kcα（N2）·cβ（H2）·cγ（NH3），根據(jù)表中數(shù)據(jù)，γ＝

?。

實(shí)驗(yàn)1mnpq2mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.828q在合成氨過(guò)程中，需要不斷分離出氨的原因?yàn)?/p>

?。

a.有利于平衡正向移動(dòng)b.防止催化劑中毒c.提高正反應(yīng)速率答案：－1

a解析：將實(shí)驗(yàn)1、3中數(shù)據(jù)分別代入合成氨的速率方程可得：①q＝k·mα·nβ·pγ，③10q＝k·mα·nβ·（0.1p）γ，可得γ＝－1。合成氨過(guò)程中，不斷分離出氨，即降低體系中c（NH3），生成物濃度下降，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但不會(huì)提高正反應(yīng)速率，a正確，c錯(cuò)誤；反應(yīng)主產(chǎn)物即氨不能使催化劑中毒，b錯(cuò)誤。10.[2021·遼寧化學(xué)]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(chēng)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0.012mol·L－1·min－1D.條件②，降冰片烯起始濃度為3.0mol·L－1時(shí)，半衰期為62.5min答案：B題組?

控制變量思想

解題技法利用“控制變量法”的解題策略高考命題2

化學(xué)平衡

要點(diǎn)?

判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法（1）動(dòng)態(tài)標(biāo)志：v正＝v逆≠0①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。

③溫度、壓強(qiáng)（化學(xué)方程式兩邊氣體體積不相等）或顏色（某組分有顏色）不變?？傊?，若物理量由“變量”變成了“不變量”，則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標(biāo)志。（2）靜態(tài)標(biāo)志：各種“量”不變①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等）不變。要點(diǎn)?

影響化學(xué)平衡的因素若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下：改變的條件（其他條件不變）化學(xué)平衡移動(dòng)的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)（對(duì)有氣體參加的反應(yīng)）反應(yīng)前后氣體體積改

變?cè)龃髩簭?qiáng)向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑同等程度改變v正、v逆，平衡不移動(dòng)要點(diǎn)?

“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響（1）恒溫恒容條件

（2）恒溫恒壓條件

①氣體體積不變的反應(yīng)：平衡不移動(dòng)。②氣體體積改變的反應(yīng)：平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。要點(diǎn)?

化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷（1）根據(jù)勒夏特列原理判斷

②催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡。（2）根據(jù)平衡常數(shù)K與Q判斷平衡移動(dòng)方向K與Q關(guān)系平衡移動(dòng)方向

備注Q＜K正向移動(dòng)弄清楚所給的量是物質(zhì)的量還是濃度；容器的體積是多少Q(mào)＝K平衡不移動(dòng)Q＞K逆向移動(dòng)（3）通過(guò)比較平衡破壞瞬時(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若外界條件改變，引起v正＞v逆，此時(shí)正反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向（或向右）移動(dòng)；②若外界條件改變，引起v正＜v逆，此時(shí)逆反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向（或向左）移動(dòng)；③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)平衡不發(fā)生移動(dòng)。（4）恒溫條件下，密閉反應(yīng)體系中通入稀有氣體，平衡移動(dòng)方向的判斷

題組?

化學(xué)平衡狀態(tài)的理解與判斷

A.容器內(nèi)的溫度不再變化B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化C.相同時(shí)間內(nèi)，斷開(kāi)H—H鍵的數(shù)目和生成N—H鍵的數(shù)目相等D.容器內(nèi)氣體的濃度c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）＝1∶3∶2答案：A解析：題干中指明為絕熱容器，當(dāng)溫度不再改變時(shí)，此刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A項(xiàng)正確；該反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行，壓強(qiáng)保持定值，無(wú)法根據(jù)壓強(qiáng)來(lái)判定反應(yīng)是否平衡，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開(kāi)H—H鍵的數(shù)目和生成N—H鍵的數(shù)目都是表示正向的反應(yīng)速率，無(wú)法判斷是否處于平衡狀態(tài)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；容器內(nèi)氣體的濃度c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）＝1∶3∶2無(wú)法判斷各組分濃度是否不再變化，無(wú)法判斷平衡狀態(tài)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.在一定溫度下的恒容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)；②混合氣體的密度；③混合氣體的總物質(zhì)的量；④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；⑤混合氣體的顏色；⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；⑦某種氣體的百分含量

答案：（1）①③④⑦

答案：（2）⑤⑦

答案：（3）①③④⑤⑦

答案：（4）①②③④⑦

答案：（5）①②③

答案：（6）②④⑦

A.升高溫度，氯水中的c（HClO）減小B.氯水中加入少量醋酸鈉固體，上述平衡正向移動(dòng)，c（HClO）增大C.取氯水稀釋?zhuān)琧（Cl－）/c（HClO）增大D.取兩份氯水，分別滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液變藍(lán)色，可以證明上述反應(yīng)存在限度答案：D題組?

化學(xué)平衡影響因素及平衡移動(dòng)

A.增大壓強(qiáng)，v正＞v逆，平衡常數(shù)增大B.加入催化劑，平衡時(shí)CH3CH2OH（g）的濃度增大C.恒容下，充入一定量的H2O（g），平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.恒容下，充入一定量的CH2CH2（g），CH2CH2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率增大答案：C解析：A.該反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，正反應(yīng)速率增大的幅度大于逆反應(yīng)的速率增大的幅度，故v正＞v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但是因?yàn)闇囟炔蛔?，故平衡常?shù)不變，A不正確；B.催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時(shí)CH3CH2OH（g）的濃度，B不正確；C.恒容下，充入一定量的H2O（g），H2O（g）的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C正確；D.恒容下，充入一定量的CH2

CH2

（g），平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但是CH2

CH2

（g）的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確。

A.圖中曲線①表示平衡時(shí)H2產(chǎn)率隨溫度的變化B.升高溫度，平衡時(shí)CO的選擇性增大D.一定溫度下，加入CaO（s）或選用高效催化劑，均能提高平衡時(shí)H2產(chǎn)率答案：D

6.（雙選）[2022·河北化學(xué)]工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

下列操作中，能提高CH4（g）平衡轉(zhuǎn)化率的是

?（填標(biāo)號(hào)）。

A.增加CH4（g）用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體C.移除CO（g）D.加入催化劑答案：BC解析：增加CH4（g）用量，會(huì)使另一種反應(yīng)物H2O（g）的平衡轉(zhuǎn)化率升高，而CH4（g）的平衡轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，A錯(cuò)誤；恒溫恒壓下通入惰性氣體，相當(dāng)于減小氣體濃度，促使反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行，能提高CH4

（g）的平衡轉(zhuǎn)化率，B正確；移除CO（g），促使反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)，CH4

（g）平衡轉(zhuǎn)化率增大，C正確；催化劑不影響平衡移動(dòng)，加入催化劑，CH4（g）的平衡轉(zhuǎn)化率不變，D錯(cuò)誤。

回答下列問(wèn)題：（1）合成氨反應(yīng)在常溫下

?（填“能”或“不能”）自發(fā)。

答案：（1）能解析：（1）對(duì)于合成氨反應(yīng)，常溫下，ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.4

kJ·mol－1－298

K×（－0.2

kJ·K－1·mol－1）＝－32.8

kJ·mol－1＜0，故合成氨反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。（2）

?溫（填“高”或“低”，下同）有利于提高反應(yīng)速率，

?溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，綜合考慮催化劑（鐵觸媒）活性等因素，工業(yè)常采用400～500℃。

針對(duì)反應(yīng)速率與平衡產(chǎn)率的矛盾，我國(guó)科學(xué)家提出了兩種解決方案。答案：（2）高低解析（2）其他條件一定時(shí)，升高溫度，可以提供更高的能量，使活化分子百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率加快；合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，要提高平衡轉(zhuǎn)化率，即使反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，應(yīng)降低溫度。（3）方案二：M－LiH復(fù)合催化劑。下列說(shuō)法正確的是

?。

a.300℃時(shí)，復(fù)合催化劑比單一催化劑效率更高b.同溫同壓下，復(fù)合催化劑有利于提高氨的平衡產(chǎn)率c.溫度越高，復(fù)合催化劑活性一定越高答案：（3）a解析（3）由題圖可知，300

℃時(shí)，復(fù)合催化劑催化時(shí)合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率比單一催化劑催化時(shí)大很多，說(shuō)明300

℃時(shí)復(fù)合催化劑比單一催化劑效率更高，a正確；同溫同壓下，復(fù)合催化劑能提高反應(yīng)速率，但不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，故不能提高氨的平衡產(chǎn)率，b錯(cuò)誤；溫度過(guò)高，復(fù)合催化劑可能會(huì)失去活性，催化效率反而降低，c錯(cuò)誤。高考命題3

化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率及其計(jì)算

要點(diǎn)?

化學(xué)平衡常數(shù)

另可用壓強(qiáng)平衡常數(shù)表示：

（2）平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系對(duì)于放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越??；對(duì)于吸熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越大。（3）平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系①同一可逆反應(yīng)中，K正·K逆＝1。

③幾個(gè)可逆反應(yīng)方程式相加，得總方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。要點(diǎn)?

轉(zhuǎn)化率的變化分析

（1）再通入bmolB，α（A）增大，α（B）減小。（2）再通入amolA、bmolB：若a＋b＞c，α（A）增大、α（B）增大；若a＋b＝c，α（A）不變、α（B）不變；若a＋b＜c，α（A）減小、α（B）減小。要點(diǎn)?

化學(xué)平衡計(jì)算的思維模式（1）解題步驟①寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。②確定各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量。③根據(jù)已知條件列方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。（2）解題模式——“三段式思維法”

n始/mol

a

b

0

0n轉(zhuǎn)/mol

mx

nx

px

qxn平/mol

a－mx

b－nx

px

qx則有：

（3）Kp含義及計(jì)算技巧①Kp含義在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度，計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)。單位與表達(dá)式有關(guān)。②表達(dá)式

其中p（A）、p（B）、p（C）、p（D）表示反應(yīng)物和生成物的平衡分壓，可以這樣計(jì)算：分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；p（總）＝p（A）＋p（B）＋p（C）＋p（

D

）；

D③計(jì)算技巧第一步，根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度；第二步，計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)；第三步，根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)（或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）；

A.上述反應(yīng)ΔS＜0B.上述反應(yīng)平衡常數(shù)K＝

C.上述反應(yīng)中消耗1molNH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2×6.02×1023D.實(shí)際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機(jī)車(chē)輛排放的尾氣對(duì)空氣污染程度越小答案：B題組?

化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率

時(shí)間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/（mol·L－1·min－1）0～20.200～40.150～60.10下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

（

）A.1min時(shí)，Z的濃度大于0.20mol·L－1B.2min時(shí)，加入0.20molZ，此時(shí)v正（Z）＜v逆（Z）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1.4mol答案：B

回答下列問(wèn)題：（1）有利于提高平衡體系中環(huán)己烷體積分?jǐn)?shù)的措施有

?。

A.適當(dāng)升溫B.適當(dāng)降溫C.適當(dāng)加壓D.適當(dāng)減壓答案：（1）BC

3.[2021·遼寧化學(xué)]苯催化加氫制備環(huán)己烷是化工生產(chǎn)中的重要工藝，一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)：

（2）反應(yīng)Ⅰ在管式反應(yīng)器中進(jìn)行，實(shí)際投料往往在n（H2）∶n（C6H6）＝3∶1的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大H2用量，其目的是

?。

答案：（2）提高苯的利用率解析（2）反應(yīng)Ⅰ在管式反應(yīng)器中進(jìn)行，實(shí)際投料往往在n（H2）∶n（C6H6）＝3∶1的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大H2用量，增大H2的濃度將使平衡正向移動(dòng)，從而提高苯的轉(zhuǎn)化率即利用率。解析（3）氫原子和苯分子吸附在催化劑表面活性中心時(shí)，才能發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)H2中混有微量H2S或CO等雜質(zhì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)率降低，推測(cè)其可能原因?yàn)榻饘俅呋瘎?huì)與H2S或CO反應(yīng)從而失去催化活性。（3）氫原子和苯分子吸附在催化劑表面活性中心時(shí)，才能發(fā)生反應(yīng)，機(jī)理如圖。當(dāng)H2中混有微量H2S或CO等雜質(zhì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)率降低，推測(cè)其可能原因?yàn)?/p>

?。

答案：（3）金屬催化劑會(huì)與H2S或CO反應(yīng)從而失去催化活性

（1）在1470K、100kPa反應(yīng)條件下，將n（H2S）∶n（Ar）＝1∶4的混合氣進(jìn)行H2S熱分解反應(yīng)。平衡時(shí)混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉(zhuǎn)化率為

?，平衡常數(shù)Kp＝

?kPa。

答案：（1）50%

4.76

題組?

化學(xué)平衡、轉(zhuǎn)化率計(jì)算解析：（1）假設(shè)在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1

mol和4

mol，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化了x

mol硫化氫，根據(jù)三段式可知：

（2）在1373K、100kPa反應(yīng)條件下，對(duì)于n（H2S）∶n（Ar）分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S－Ar混合氣，熱分解反應(yīng)過(guò)程中H2S轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示。①n（H2S）∶n（Ar）越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率

?，理由是

?。②n（H2S）∶n（Ar）＝1∶9對(duì)應(yīng)圖中曲線

?，計(jì)算其在0～0.1s之間，H2S分壓的平均變化率為

?kPa·s－1。

解析：（2）①由于正反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，n（H2S）∶n（Ar）越小，H2S的分壓越小，相當(dāng)于降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高。②n（H2S）∶n（Ar）越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高，所以n（H2S）∶n（Ar）＝1∶9對(duì)應(yīng)的曲線是d；根據(jù)圖像可知n（H2S）∶n（Ar）＝1∶9反應(yīng)進(jìn)行到0.1

s時(shí)H2S轉(zhuǎn)化率為0.24。假設(shè)在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1

mol和9

mol，則根據(jù)三段式可知：

答案：（2）①越高n（H2S）∶n（Ar）越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高②d

24.9

（1）已知該反應(yīng)ΔS＝198.9J·mol－1·K－1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？

?（填標(biāo)號(hào)）。

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃答案：（1）CD

①若保持容器體積不變，t1時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示0～t1時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率v（H2）＝

?mol·L－1·min－1（用含t1的代數(shù)式表示）。

②t2時(shí)將容器體積迅速縮小至原來(lái)的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢(shì)的曲線是

?（用圖中a、b、c、d表示），理由是

?。

（2）某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)（此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa），各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

6.[2022·河北化學(xué)]工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

7.[2021·廣東化學(xué)]我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：

（1）反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有

?（填字母）。

答案：（1）ac

（3）在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n（CO2）∶n（CH4）＝1∶1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程

?。

答案：（3）68%（計(jì)算過(guò)程見(jiàn)解析）高考命題4

化學(xué)反應(yīng)速率和平衡圖像

Ⅰ.各種圖像要點(diǎn)?

速率變化圖像

（1）v正、v逆同時(shí)突變（2）v正、v逆之一漸變要點(diǎn)?

轉(zhuǎn)化率（或含量）—時(shí)間圖像

要點(diǎn)?

恒壓（溫）線

要點(diǎn)?

幾種特殊