2022届高考化学人教版二轮专题复习学案-专题六化学反应速率化学平衡

[备考要点]1.掌握化学反应速率、化学平衡及其影响因素。2.掌握化学平衡常数及其计算。3.掌握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。考点一化学反应速率及其影响因素1．掌握计算化学反应速率的两种方法(1)公式法v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(ΔnB,V),Δt)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，而不是瞬时速率，且计算时取正值。③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。(2)比值法同一化学反应，各物质的反应速率之比等于反应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eq\f(vA,m)＝eq\f(vB,n)＝eq\f(vC,p)＝eq\f(vD,q)。2．牢记影响化学反应速率的四大因素(外因)提醒(1)催化剂对化学反应速率影响的特点①添加催化剂→降低反应的活化能→活化分子百分数提高→有效碰撞几率提高→化学反应速率增大。②添加催化剂→降低反应的活化能→降低反应所需的温度→减少能耗。③添加催化剂能改变反应的路径，降低反应的活化能，所以化学反应速率增大。④催化剂的选择性：对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂还具有大幅度提高目标产物在最终产物中比例的作用。⑤酶作催化剂的特点：高效性、专一性(高选择性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽)、温和性(反应条件温和，温度升高，酶发生变性失去催化活性)。(2)催化剂机理图像分析(吸附、分解机理、化学键的形成与断裂)如：HCOOH催化释氢。在催化作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。1．密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH＜0。根据下图速率—时间图像，回答下列问题。(1)下列时刻所改变的外界条件：t1____________；t3____________；t4____________。(2)反应速率最快的时间段是________。答案(1)升高温度加入催化剂减小压强(2)t3～t4段解析(1)t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动，说明改变的条件是减小压强。(2)由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3～t4段反应速率最快。2．COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)ΔH＝＋108kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未标出)：(1)比较第2min时反应温度T(2)与第8min时反应温度T(8)的高低：T(2)________(填“＜”“＞”或“＝”)T(8)。(2)若12min时反应在温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________mol·L－1。(3)比较产物CO在2～3min、5～6min和12～13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小：______________________________________。(4)比较反应物COCl2在5～6min和15～16min时平均反应速率的大小：v(5～6)________(填“＜”“＞”或“＝”)v(15～16)，原因是______________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)＜(2)0.031(3)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)(4)＞在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大解析(1)从三种物质的浓度变化趋势可知，从第4min开始，平衡正向移动。由于该反应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度。因此有：T(2)＜T(8)。(2)由于第12min与第8min温度相同，故其平衡常数相等，则有：eq\f(0.11×0.085,0.04)＝eq\f(0.12×0.06,cCOCl2)，解得c(COCl2)≈0.031mol·L－1。(3)根据化学反应速率的定义，可知反应在2～3min和12～13min处于平衡状态，平均反应速率为0，故v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)。(4)在5～6min和15～16min时反应温度相同，但15～16min时各组分的浓度都小，因此反应速率小。3．NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术。例如：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH1以FeSO4作催化剂，在不同温度下经过相同的时间测试氨还原氮氧化物效果如图，当反应在250～300℃，NOx的转化率随温度升高而迅速升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。当400～450℃，NOx的转化率随温度升高而降低。当体系温度升至500℃以上时。NOx的转化率迅速下降，其可能原因是___________________________________________________________________________________________________________________。答案温度升高化学反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强催化剂的活性降低(或FeSO4受热分解)4.升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：i：2NO(g)N2O2(g)(快)，v1正＝k1正·c2(NO)v1逆＝k1逆·c(N2O2)ΔH1＜0ii：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)，v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)v2逆＝k2逆·c2(NO2)ΔH2＜0一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________。答案eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)解析①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)；目标反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，k1正·c2(NO)×k2正·c(N2O2)·c(O2)＝k1逆·c(N2O2)×k2逆·c2(NO2)，则K＝eq\f(c2NO2,c2NO·cO2)＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)。角度一化学反应速率的影响及控制1．(2020·山东，14改编)1,3­丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H＋进攻1,3­丁二烯生成碳正离子()；第二步Br－进攻碳正离子完成1,2­加成或1,4­加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1,2­加成产物与1,4­加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是()A．1,4­加成产物比1,2­加成产物稳定B．与0℃相比，40℃时1,3­丁二烯的转化率增大C．从0℃升至40℃，1,2­加成正反应速率增大，1,4­加成正反应速率减小D．从0℃升至40℃，1,2­加成正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度答案A解析A项，由图可知1,4­加成产物的能量比1,2­加成产物的能量低，前者更稳定，正确；B项，由图可知，第一步为吸热反应，第二步为放热反应，升高温度第二步平衡逆向移动，1,3­丁二烯的转化率减小，错误；C项，升高温度，反应速率均增大，错误；D项，1,2­加成反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，所以从0℃升至40℃，1,2­加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，错误。2．[2018·全国卷Ⅰ，28(3)]对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡第二步NO2＋NO3→NO＋NO2＋O2慢反应第三步NO＋NO3→2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D．第三步反应活化能较高答案AC解析第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。3．[2020·全国卷Ⅱ，28(2)]高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4eq\o(→,\s\up7(高温))C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×，其中k为反应速率常数。①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________r1。②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是______________________________。A．增加甲烷浓度，r增大B．增加H2浓度，r增大C．乙烷的生成速率逐渐增大D．降低反应温度，k减小答案①1－α②AD解析①甲烷的转化率为α时，＝(1－α)，则eq\f(r2,r1)＝＝1－α，即r2＝(1－α)r1。②A对，由速率方程知，甲烷的浓度越大，反应越快；B错，H2的浓度大小不影响r；C错，反应过程中逐渐减小，故C2H6的生成速率逐渐减小；D对，降低反应温度，反应速率减小，故k减小。角度二化学反应速率的计算及速率常数的应用kPa，分解的反应速率v＝2×10－3×(kPa·min－1)。t＝62min时，测得体系中＝2.9kPa，则此时的＝______kPa，v＝________kPa·min－1。答案30.06.0×10－2解析2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)起始/kPa

35.80

062min时/kPa

35.8－2.9×22.9＝30.0所以＝30.0kPa，v＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。(2)[2015·广东理综，31(3)改编]一定条件下测得反应2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10－3mol01.83.75.47.2计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。答案v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×eq\f(ΔnCl2,Δt)＝2×eq\f(5.4－1.8×10－3mol,6.0－2.0min)＝1.8×10－3mol·min－1。(3)[2015·全国卷Ⅰ，28(4)②]Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)在716K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/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784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＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。答案eq\f(k正,K)1.95×10－3解析平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，则eq\f(k正,k逆)＝eq\f(xH2·xI2,x2HI)＝K，k逆＝eq\f(k正,K)。v正＝k正x2(HI)＝0.0027min－1×0.852≈1.95×10－3min－1。5．[2018·全国卷Ⅱ，27(2)改编]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，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)ΔH/kJ·mol－175172活化能/kJ·mol－1催化剂X3391催化剂Y4372①由上表判断，催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_________________。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甲所示。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)。A．K积、K消均增加B．v积减小、v消增加C．K积减小、K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大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v＝k·p(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乙所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_____________________________________。答案①劣于相对于催化剂X，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较小，消碳反应速率大AD②pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)解析①积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y的活化能，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，反应速率均增大；从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。②由速率方程表达式v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5可知，v与p(CO2)成反比例关系，p(CO2)越大，反应速率越小，所以pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。1．现有甲、乙两个化学小组利用两套相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素(仅一个条件改变)。甲小组有如下实验设计方案。实验编号温度催化剂浓度甲组实验Ⅰ25℃氧化铁10mL5%H2O2甲组实验Ⅱ25℃二氧化锰10mL5%H2O2甲、乙两小组得出如下图数据。(1)甲组实验得出的结论是______________________________________________。(2)由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析，相同条件下H2O2在________(填“酸”或“碱”)性环境下放出气体速率较快；由此，乙组提出可以用BaO2固体与硫酸溶液反应制H2O2，其反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________；支持这一方案的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)H2O2分解时，MnO2比Fe2O3催化效率更高(2)碱BaO2＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4＋H2O2BaSO4的生成使平衡右移，有利于H2O2的生成，酸性环境有利于H2O2的存在解析(1)由图像可知，斜率即可代表化学反应速率，由甲组实验两条曲线可知，甲组实验Ⅱ斜率大，因此分解速率相对较快，说明H2O2分解时，MnO2比Fe2O3催化效率更高。(2)由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析可知碱性越强，放出气体的速率越快；由题意知BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2的反应物为BaO2和H2SO4，产物为H2O2，根据原子守恒可知另一种产物为硫酸钡，离子方程式为：BaO2＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4＋H2O2；由图可知酸性条件下，H2O2分解的速率慢，BaSO4的生成有利于平衡右移即有利于H2O2的生成，或酸性环境有利于H2O2的存在。2．我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如CH4→Cads/[C(H)n]ads＋(2－eq\f(n,2))H2；第二步：碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2，如Cads/[C(H)n]ads＋2H2O→CO2＋(2＋eq\f(n,2))H2。反应过程和能量变化残图如下(过程①没有加催化剂，过程②加入催化剂)，过程①和②ΔH的关系为①______②(填“＞”“＜”或“＝”)；控制整个过程②反应速率的是第______步(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，其原因为________________________________________________________________________________________。答案＝Ⅱ第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢解析过程①和②中，催化剂不影响反应物的转化率，对ΔH不产生影响，所以过程①和②的ΔH关系为①＝②；整个过程②分两步进行，第Ⅱ步的活化能大，所以控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步。3．1molCH3CH2OH和1molH2O充入恒容密闭容器中发生反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，在550K时，气体混合物中H2的物质的量分数x(H2)与反应时间t的关系如表所示。t/min020406080100x(H2)/%01529404848上述反应中，正反应速率v正＝k正·x2(CO)·x4(H2)，逆反应速率v逆＝k逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆＝________(以Kx和k正表示，其中Kx为用物质的量分数表示的平衡常数)，若k逆＝75mol·L－1·min－1，在t＝80min时，v逆＝______________。答案eq\f(k正,Kx)1.47mol·L－1·min－1解析平衡时v正＝v逆，可得k正·x2(CO)·x4(H2)＝k逆·x(CH3CH2OH)·x(H2O)，Kx＝eq\f(xCH3CH2OH·xH2O,x2CO·x4H2)，k逆＝eq\f(k正,Kx)；t＝80min时，H2的物质的量分数为48%，则CO的物质的量分数为24%，CH3CH2OH、H2O的物质的量分数均为14%。v逆＝k逆x(CH3CH2OH)·x(H2O)＝75mol·L－1·min－1×0.14×0.14＝1.47mol·L－1·min－1。4．2CO(g)＋2NO(g)eq\o(,\s\up7(k正),\s\do5(k逆))2CO2(g)＋N2(g)ΔH<0。实验测得v正＝k正·c2(CO)·c2(NO)，v逆＝k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。如图所示①②③④四条斜线中，能表示pk正(pk＝－lgk)随温度变化的斜线是________，图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a＋2.5、a＋0.5、a－0.5、a－2.5，则温度T1时化学平衡常数K＝________。答案③0.01解析该反应正反应为放热反应，升温，k正、k逆均增大，但由于平衡左移，k逆增大程度更大，所以③表示pk正随温度的变化曲线，当在T1达到平衡时，k正·c2(CO)·c2(NO)＝k逆·c2(CO2)·c(N2)，K＝eq\f(c2CO2·cN2,c2CO·c2NO)＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(10－a－0.5,10－a－2.5)＝0.01。考点二化学平衡及其影响因素1．突破化学平衡状态标志的判断问题(1)化学平衡状态标志的判断要注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，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：a.混合气体的压强、b.混合气体的密度、c.混合气体的总物质的量、d.混合气体的平均相对分子质量、e.混合气体的颜色、f.各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、g.某种气体的百分含量。①能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是____________(填字母，下同)。②能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是______________________________________________。③能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________________________________。④能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是__________________。⑤能说明A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)达到平衡状态的是__________________。⑥能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是____________________。⑦能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是____________________。答案①acdg②eg③acdeg④abcdg⑤bdg⑥abc⑦bdg(2)化学平衡状态标志的判断还要注意“一个角度”，即从微观角度会分析判断。如：反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项能说明该反应达到平衡状态的是________(填序号)。①断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键②断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键③断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键④生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键答案①②③④2．掌握化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。当增加反应物的浓度时，平衡要向正反应方向移动，反之要向逆反应方向移动；升高反应温度，则平衡向着吸热的方向移动，反之向放热的方向移动；在有气体参加或生成的可逆反应中，当增加压强时，平衡总是向体积缩小的方向移动，反之向体积增大的方向移动。特别提醒牢记几种不能用勒夏特列原理解释的问题。①若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变，所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。②催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。(2)根据平衡常数K与Q判断平衡移动方向K与Q关系平衡移动方向备注Q<K正向移动弄清楚所给的量是物质的量还是浓度；容器的体积是多少Q＝K平衡不移动Q>K逆向移动(3)通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向①若外界条件改变，引起v正＞v逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；②若外界条件改变，引起v正＜v逆，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动；③若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等，则化学平衡不发生移动。(4)恒温条件下，密闭反应体系中通入稀有气体，平衡移动方向的判断1．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是()A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B．2NO2(g)N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变C．CaCO3(s)eq\o(,\s\up7(高温))CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1答案D解析H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡，选项A不符合题意；2NO2(g)N2O4(g)是反应前后气体化学计量数变化的反应，当恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡，选项B不符合题意；CaCO3(s)eq\o(,\s\up7(高温))CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度等于气体的质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化，当气体的密度保持不变时，达到平衡状态，选项C不符合题意；3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正、逆反应速率相等，不一定是平衡状态，选项D符合题意。2．一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＜0。反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：若15min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，该反应是否处于平衡状态？答案该反应处于平衡状态。解析由图像知，10min时反应达到平衡状态，K＝eq\f(0.2×0.42,0.62×1.62)＝eq\f(5,144)，Q＝eq\f(0.2＋0.6×0.42,0.6＋0.62×1.62)＝eq\f(5,144)，Q＝K，所以该反应仍处于平衡状态。3．已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。若将一定比例的CO和H2在装有催化剂的反应器中反应12小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。(1)P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态，原因是_________________________。(2)490K后，甲醇产率随温度升高而减小的原因可能是________________________________________________________________________。答案(1)不是随着温度升高，甲醇的产率继续增大，说明反应正向进行(2)升高温度，平衡逆向移动；催化剂活性降低注意：对于含量(转化率)—温度图像，若曲线成“V型”或“倒V型”，则前半部分反应尚未达到平衡，后半部分反应达到平衡，反应为放热反应。4．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1。在25℃时，向恒压密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达到平衡时放出热量a1，若25℃时，在此恒压密闭容器中只通入1molSO2和0.5molO2，达到平衡时放出热量a2。则a1________2a2(填“>”“<”或“＝”)。若改成恒温、恒容密闭容器，则a1和a2的关系为__________________________________。答案＝a1>2a21．(2020·浙江7月选考，18)5mL0.1mol·L－1KI溶液与1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是()A．加入苯，振荡，平衡正向移动B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，表明该化学反应存在限度C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动D．该反应的平衡常数K＝eq\f(c2Fe2＋,c2Fe3＋·c2I－)答案D解析加入苯，振荡，苯萃取了I2，水溶液中的c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；反应开始时n(KI)＞n(FeCl3)，反应中KI过量；经苯两次萃取分离后，水溶液中c(I2)很小，加入KSCN，溶液呈红色，说明水溶液中仍含有Fe3＋，证明该反应是可逆反应，存在一定限度，B正确；加入FeSO4固体，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应在溶液中进行，平衡常数K＝eq\f(c2Fe2＋·cI2,c2Fe3＋·c2I－)，D错误。2．(2020·浙江7月选考，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是()A．温度0℃、压强50kPaB．温度130℃、压强300kPaC．温度25℃、压强100kPaD．温度130℃、压强50kPa答案D解析测定NO2的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时，平衡逆向移动的程度越大，故选D。3．[2018·全国卷Ⅱ，27(1)节选]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－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．低温低压答案A解析根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于平衡正向移动。4．[2017·全国卷Ⅲ，28(4)①②③]298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))与反应时间(t)的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))c.eq\f(cAsO\o\al(3－,4),cAsO\o\al(3－,3))不再变化 d．c(I－)＝ymol·L－1②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是___________________。答案①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低，逆反应速率较慢解析①a项，随反应进行，溶液的pH不断降低，当pH不再变化时，说明反应达到了平衡；b项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，故无法判断是否达到平衡；c项，随反应进行，c(AsOeq\o\al(3－,4))不断增大，c