2018版高考化学二轮复习第三编化学反应原理专题十一化学反应速率和化学平衡学案

1、专题十一化学反应速率和化学平衡考试标准知识条目必考要求加试要求1.化学反应速率与反应限度aaaaabbbbb化学反应速率及其简单计算影响化学反应速率的因素，控制反应条件在生产和科学研究中的作用化学反应的限度化学平衡的概念化学平衡状态的特征2.化学反应速率abc活化分子、活化能、有效碰撞的概念碰撞理论实验数据的记录与处理3.化学反应的方向和限度aacbbc自发反应的概念熵变的概念用熵变、焓变判断化学反应的方向化学平衡常数反应物的转化率化学平衡常数与反应限度、转化率的关系4.化学平衡的移动abc化学平衡移动的概念影响化学平衡移动的因素及平衡移动方向的判断用化学平衡移动原理选择和确定合适的生产条件考

2、点一化学反应速率及其影响因素1.深度剖析速率的计算方法(1)公式法：v(B)用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：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。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。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)(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于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。2.正确理解速率影响因素(1)“惰性气体”对反应速率的影响恒容：充入“惰性气体”总压增

3、大物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。(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。当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率

4、；升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。3.准确把握碰撞理论(加试)(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1E2。(注：E2为逆反应的活化能)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题组一化学反应速率的计算类型1.(2017浙江省名校协作体高三上学期考试)在一定温度下，10 mL 0.40 molL1 H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下

5、表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1B.610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1C.反应至6 min时，c(H2O2)0.30 molL1D.反应至6 min时，H2O2分解了50%答案C解析发生的反应为2H2O22H2OO2。A项，06 min产生的氧气的物质的量n(O2)103 mol0.001 mol，分解的过氧化氢的物质的量为n(H2O2)2n(O2)0.002 mol，v(H

6、2O2)3.3102 molL1min1，正确；B项，随着反应的进行，H2O2的浓度逐渐减小，反应速率减慢，610 min的平均反应速率小于06 min内的平均反应速率，正确；C项，由A项计算可知，反应至6 min时c(H2O2)0.40 molL10.20 molL10.20 molL1，错误；D项，6 min内c(H2O2)0.20 molL1，则H2O2的分解率为(0.20 molL10.40 molL1)100%50%，正确。2.一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反应过程如下图所示，下列说法正确的是()A.t1 min时X和Y的

7、反应速率相等B.X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系C.08 min，H2的平均反应速率v(H2) molL1min1D.012 min，H2的平均反应速率v(H2) molL1min1答案B解析t1 min时，只是X和Y的物质的量相等，X和Y的物质的量变化或浓度变化不等，X和Y的反应速率不相等，A项错误；根据图像，Y表示H2的物质的量随时间的变化关系，X表示NH3的物质的量随时间的变化关系，B项正确；08 min，H2的平均反应速率v(H2) molL1min1，C项错误；012 min，H2的平均反应速率v(H2) molL1min1，D项错误。3.现将0.40 mol A2气体和0

8、.20 mol B2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t110 min，则0到t1时间内C物质的平均反应速率为_。(2)该反应在t2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(1)0.001 molL1min1(2)3A2B22CA3B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

9、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aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)中各物质前的化学计量数，计算时根据abcdv(A)v(B)v(C)v(D)n(A)n(B)n(C)n(D)c(A)c(B)c(C)c(D)；最后写出化学方程

10、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。题组二正确理解影响化学反应速率的因素4.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Fe2HCl=FeCl2H2，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”)升高温度：_；增大盐酸浓度：_；增大铁的质量：_；增加盐酸体积：_；把铁片改成铁粉：_；滴入几滴CuSO4溶液：_；加入NaCl固体：_；加入CH3COONa固体：_；加入一定体积的Na2SO4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H2

11、，为什么？答案(1)小于(2)增大增大不变不变增大增大不变减小减小(3)不会产生H2，Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中钝化。5.对于化学反应：N2(g)O2(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”)。A.缩小体积使压强增大：_。B.体积不变充入N2使压强增大：_。C.体积不变充入氩气使压强增大：_。D.压强不变充入氩气使体积增大：_。E.增大体积使压强减小：_。答案加快加快不变减慢减慢解析对于有气体参加的反应，压强的增大必须引起浓度的增大才能加快反应速率，故A、B使反应速率加快，C对反应速率无影响，D、E均使

12、体积增大而引起浓度减小，反应速率变慢。题组三影响化学反应速率因素的实验探究6.(2017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影响因素，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)/ molL1温度/铁的状态A2.025块状B2.530粉末状C2.550块状D2.550粉末状答案D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。7.为了研究一定浓度Fe2的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如下图所示，判断下列说法正确的是()A.pH越小氧化

13、率越大B.温度越高氧化率越小C.Fe2的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2的氧化率答案D解析由可知，温度相同时pH越小，氧化率越大，由可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，C项，Fe2的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。题组四有效碰撞理论(加试)8.(2016宁波效实中学高二期中)1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子之间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞。(1)图是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效

14、碰撞的是_(填“A”“B”或“C”)。(2)20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。(3)过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化。在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”“减小”或“不变”)。请在图中用虚线作出NO2和CO

15、反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。答案(1)C(2)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(3)减小减小示意图：考点二化学平衡状态与化学反应进行的方向一、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。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点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，

16、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：混合气体的压强、混合气体的密度、混合气体的总物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的颜色、各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、某种气体的百分含量(均填序号)(1)能说明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_。(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

17、(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(1)(2)(3) (4)(5)(6)(7)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(1)(2)(3) (4)(5)(6)(7)二、化学反应方向的综合判据(加试)影响反应自发性的因素有焓变(H)、熵变(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H、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

18、HTS0的方向进行，直到达到平衡状态。注意用HTS0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。题组一正确理解概念1.(2017温州市十五校联合体高一下学期期中联考)哈伯因发明了由氮气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是()A.达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D.达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且为零

19、答案C解析在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A项，该反应是可逆反应，达到化学平衡时，N2不能完全转化为NH3，错误；B项，达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再发生变化，但不一定相等，错误；C项，达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化，正确；D项，达到化学平衡时，正反应和逆反应速率相等，但不为零，错误。2.向含有2 mol SO2的容器中通入过量氧气发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_(填“”

20、“”或“”，下同)2 mol，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_ Q kJ。答案题组二化学平衡状态的特征3.(2017温州市高三第二次选考模拟)在一定条件下，可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha kJmol1(a0)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.消耗1 mol N2的同时消耗3 mol H2C.3v(H2)2v(NH3)D.N2、H2、NH3的浓度之比为132答案B解析由于该反应是可逆反应，且未给出反应物的物质的量，所以反应放出的热量不确定，A错误；根据化学计量数可知消耗 1 mol N2的同时消耗3 mol H

21、2，B正确；反应速率之比是相应的化学计量数之比，则2v(H2)3v(NH3)，C错误；平衡时N2、H2、NH3的浓度之比不一定为132，D错误。4.(2017浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三上学期考试)已知：X(g)3Y(g)2Z(g)，一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应。下列图示合理的是()答案A解析该反应是气体体积减小的反应，随反应进行X的体积分数不变化，恒为50%，Z的体积分数不断增大，达到平衡时体积分数不再变化，与图像符合，A项正确；X减少0.1 mol，消耗Y 0.3 mol，生成Z 0.2 mol，当达到平衡时的物质

22、的量X、Z可以相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图像不符合反应达到平衡状态，B项错误；Y消耗0.1 mol，生成Z物质的量约为0.07 mol，图像中反应的定量关系不符合反应比，C项错误；反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v正(X)v逆(Z)，此时反应达到平衡状态，v正(X)v逆(Z)，不能说明反应达到平衡状态，D项错误。题组三化学平衡状态标志的判断5.(2017浙江省名校协作体高三上学期考试)一定温度下，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是()A.c(N2)c(H2)c(NH3)132B.N2、H2和NH3的物质的量分数不再改变C.N2与H2的物质的量之和

23、是NH3的物质的量2倍D.单位时间里每增加1 mol N2，同时增加3 mol H2答案B解析A项，平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故c(N2)c(H2)c(NH3)132不能作为判断是否达到平衡状态的依据，错误；B项，N2、H2和NH3的物质的量分数不再改变，说明达到平衡状态，正确；C项，平衡时反应物与生成物的物质的量关系取决于反应物起始物质的量以及转化的程度，不能用来判断是否达到平衡状态，错误；D项，单位时间内每增加1 mol N2，同时增加3 mol H2只表示逆向反应，故不能说明达到平衡状态，错误。6.(2017温州中学高三2月模拟)在一个体积固定的密闭容器中

24、，进行可逆反应A(s)3B(g)3C(g) 。下列叙述中表明该可逆反应一定达到平衡状态的是()C的生成速率与C的分解速率相等单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol BB的浓度不再变化混合气体总的物质的量不再发生变化A、B、C的物质的量之比为133混合气体的密度不再变化A. B. C. D. 答案A解析在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项正确；中反应速率的方向是相同的，速率之比是相应的化学计量数之比，因此中的关系始终是成立的，不能说明；该反应是体积不变的可逆反应，所以容器内气体

25、的压强始终是不变的，不能说明；平衡时各物质的浓度不再发生变化，但不一定满足某种关系，不能说明；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，因此选项可以说明；A项正确。题组四化学反应方向的判定(加试)7.对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是()A.若H0，S0，任何温度下都能自发进行B.若H0，S0，任何温度下都不能自发进行C.若H0，S0，低温时可自发进行D.若H0，S0，低温时可自发进行答案C解析H0，S0时，要使HTS0，则需要在高温下进行。8.对于汽车尾气的净化反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H113.0 kJm

26、ol1S145.3 Jmol1K1，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N2和CO2而净化的原因是_。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，加快反应速率解析在298 K、101 kPa下，该反应的H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1，由HTS69.7 kJmol10，因此该反应在室温下能自发进行。HTS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

27、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。化学反应的复合判据分析在一定温度和压强下，反应能自发进行，则要使HTS0。当反应的H0、S0，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H0、S0，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H0、S0，在任意温度下均有HTS0，此种情况下任意温度均可自发反应；当反应H0、S0，在任意温度下均

28、有HTS0，此种情况下任意温度均不可自发反应。考点三化学平衡移动、化学平衡常数(加试)1.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。化学平衡移动的根本原因是外界条件改变破坏了原平衡体系，使得正、逆反应速率不再相等。如下图所示：(2)化学平衡问题中的“三不混同”不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。如化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，化学反应速率一定改变；

29、不要误认为平衡正向移动一定是v正加快，v逆减慢等。不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。如不要以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来。不要误认为平衡正向移动时，反应物的转化率一定提高。2.化学平衡常数(1)正确书写化学平衡常数的注意事项浓度必是平衡浓度，固体、纯液体或水溶液中水不列入平衡常数表达式中。反应方向改变或化学计量数改变，平衡常数均发生改变；若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)。K不随反应物或生成物浓度的改变而改变，仅随温度的改变而改变。(2)化学平衡常数的应用判断、比较可逆反应进行程度

30、的大小K值越大，反应进行的程度越大；K值越小，反应进行的程度越小。判断可逆反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：浓度商Q，则Q判断可逆反应的反应热升高温度K值增大，则正反应为吸热反应；K值减小，则正反应为放热反应。计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。题组一化学平衡状态的移动及结果判断1.(2017温州中学高一下学期期中)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是

31、()A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度：a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.t1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段答案D解析A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，S

32、O2的转化率将逐渐增大，正确。2.(2017台州市高二上学期期末)已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)H0。将一定量的NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小，且整个操作过程物质均为气态)。下列说法不正确的是()A.b点到c点的实验现象是气体颜色先变深后变浅，最后气体颜色比a点还要深B.c点与a点相比，n(NO2)减小，混合气体密度增大C.d 点：v逆v正D.若在注射器中对反应H2(g)I2(g)2HI(g)进行完全相同的操作，最后能得到相似的透光率变化趋势图像答案D解析该反应是正反应气体体积减小的放热反应，压强增大平衡

33、虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅。据图分析，b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大。A项，根据上述分析，b点到c点的实验现象是气体颜色先变深后变浅，最后气体颜色比a点还要深，正确；B项，c点是a点压缩后的点，压强增大，平衡正向移动，n(NO2)减小，气体的体积减小，密度增大，正确；C项，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v逆v正，正确；D项，H2(g)I2(g)2HI(g)反应前后气体的物质的量不变，压强的

34、变化不能引起平衡的移动，不能得到相似的透光率变化趋势图像，错误；故选D。3.(2017绍兴市第一中学高二上学期期中)在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)yB(g)zC(g)，图表示200 时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)n(B)的变化关系。则下列结论正确的是()A.图可知反应xA(g)yB(g)zC(g)的H0，且a2B.200 时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)0.02 molL1min1C.若在图所示的平衡状态下，再向体系中充入He的瞬间，v正v逆D.200 时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，

35、A的体积分数等于0.5答案B解析A项，由图像可知：升高温度，平衡时C的体积分数增大，说明升高温度化学平衡向正反应方向移动，则正反应方向为吸热反应，所以H0；根据图所示可知该反应的方程式为2A(g)B(g)C(g)，只有当两种反应物按照方程式的计量数的关系加入时生成物C达到平衡时含量才会最高，则a2，A错误；B项，200 时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)(0.40.2) mol2 L5 min0.02 molL1min1，B正确；C项，若在图所示的平衡状态下，再向体系中充入He，由于平衡混合物中各组分的浓度没变，所以平衡不移动，v正v逆，C错误；D项，由图可知在200 时，若加入0.8 m

36、ol A和0.4 mol B，达到平衡时A的体积分数为0.5。若向容器中充入2 mol A和1 mol B，即增大了反应物的浓度，同时容器内气体的压强增大。根据平衡移动原理：增大压强，化学平衡向压强减小的方向移动。所以达到平衡时，A的体积分数小于0.5，D错误。题组二有关化学平衡原理的综合应用4.(2017年丽水、衢州、湖州三地市9月教学质量检测)据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，有以下三种：部分氧化：CH4(g)O2(g)CO(g)2H2(g)H135.9 kJmol1 水蒸气重整：CH

37、4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H2205.9 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H341.2 kJmol1二氧化碳重整：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H4反应自发进行的条件是_，H4_kJmol1。(2)水蒸气重整是较为传统的甲烷制氢途径。在Fe2O3Nigel催化下，CH4和H2O的混合气体进行反应，测得气体的成分随温度、压强、S/C (水蒸气和甲烷的体积比)的变化分别如图1、图2、图3所示：下列说法正确的是_。A.8001 000 ，CO2体积分数减小，原因是温度升高抑制了反应B.温度升高对氢气的生成有促进作用，温度越高，氢气的产率也

38、越大C.随着压强的增大，CH4的平衡转化率增大D.其他条件相同时，将S/C由1增加至3，可提高CH4的平衡转化率及CO2和CO的体积分数综合考虑，甲烷、水蒸气重整制氢合适的温度是_、压强是_。(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。请在下图画出反应Kp1随温度变化的趋势曲线。答案(1)高温247.1(2)AB 800 左右(在8001 000 之间都可以) 常压或1 MPa(3)(如图，趋势正确即可) 解析(1)反应是吸热的熵值增大的可逆反应，根据GHTS0可知自发进行的条件是高温；根据盖斯定律可知即得到反应的H4247.1 k

39、Jmol1。(2)A项，反应是放热反应，温度升高反应逆向进行，因此8001 000 ，CO2体积分数减小，正确；B项，反应是吸热反应，温度升高对氢气的生成有促进作用，温度越高，氢气的产率也越大，正确；C项，反应是体积增大的可逆反应，随着压强的增大，CH4的平衡转化率降低，错误；D项，其他条件相同时，将S/C由1增加至3，CH4的平衡转化率和CO2的体积分数增大，CO体积分数减小，错误，答案选AB。综合以上分析与图像变化趋势可判断甲烷、水蒸气重整制氢合适的温度是800 左右(在8001 000 之间都可以)，压强是常压或1 MPa。(3)反应是放热反应，升高温度平衡常数降低，因此反应Kp1随温度

40、变化的趋势曲线图为。5.(2017温州市高三9月选考适应性测试)CO2回收资源化利用是环保领域研究的热点课题。(1)在FeO催化下，以CO2为原料制取炭黑(C)的太阳能工艺如图1所示。已知：过程1生成1 mol C(s)的反应热为H1。过程2反应：Fe3O4(s)3FeO(s)O2(g)H2。上述以CO2为原料制取炭黑总反应的热化学方程式为_，若该反应的S0，请判断该反应是否为自发反应并说明理由：_。(2)以CO2为原料可以催化加氢合成低碳烯烃，利用CO2合成乙烯的反应方程式为2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)H3。在常压下，以 FeCoMnK/BeO 作催化剂，按n(C

41、O2)n(H2)13(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应。测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图2所示。下列说法不正确的是_。A.H3KNB.增加原催化剂的表面积，对平衡转化率无影响C.生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)D.若投料比改为n(CO2)n(H2)12，可以提高CO2的平衡转化率E.若投料比不变，温度越低，反应一定时间后CO2的转化率越高250 时，上述反应达平衡时容器体积为V L，则此温度下该反应的平衡常数为_(用含a、V的代数式表示)。某温度下，n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线如图3所示。其他条件相同时，若容器的体积为其一半

42、，画出0t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线。答案(1)CO2(g)=C(s)O2(g)H12H2 该反应为非自发反应，因为该反应的H0，S0 (2)DEK解析(1)过程1生成1 mol C(s)的反应热为H1，可知过程1的热化学方程式为CO2(g)6FeO(s)=C(s)2Fe3O4(s)H1；过程2反应：Fe3O4(s)3FeO(s)O2(g)H2；根据盖斯定律2，得CO2(g)=C(s)O2(g)H12H2。该反应的H0，S0，HTS0，所以该反应为非自发反应。(2)根据图2可知，随温度升高CO2的平衡转化率减小，即升高温度平衡逆向移动，所以H3KN，故A正确；催化剂对平衡移

43、动无影响，故B正确；根据图2可知，M点催化剂的催化效率大于N点，M点的温度低于N点，所以v(M)有可能小于v(N)，故C正确；增大氢气的比例，可以提高CO2的平衡转化率，若投料比改为n(CO2)n(H2)12，降低CO2的平衡转化率，故D错误；温度越低，反应速率越慢，反应一定时间后CO2的转化率可能较低，故E错误。根据图2可知，250 时，CO2的平衡转化率为50%， 2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)开始浓度/molL1 0 0转化浓度/molL1 平衡浓度/molL1 K 。其他条件相同时，若容器的体积为其一半，压强增大反应速率加快，达到平衡用的时间减少，增大压强平衡正

44、向移动，平衡时乙烯的物质的量增大，图像为。1.(2017浙江11月选考，16)已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，起始反应物为N2和H2，物质的量之比为13，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NH3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 MPa0.3870.2740.1890.08830 MPa0.4780.3590.2600.129下列说法正确的是()A.体系中NH3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，N2和H2的转化率之比均为1C.反应达到平衡时，放出的热量均为92.4 kJ

45、D.600 、30 MPa下反应达到平衡时，生成NH3的物质的量最多答案B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NH3是产物，故A错误；N2和H2的物质的量之比为13，反应消耗也是13，故N2和H2的转化率相同，故B正确；当1 mol N2参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，NH3的物质的量分数相对于500 、30 MPa时减小，故D错误。2.(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

46、、乙醇进料量(单位：mLmin1)的关系如图所示(保持其他条件相同)。在410440 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，乙烯选择性增大答案A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，

47、随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大，故D选项正确。3.(2017浙江4月选考，12)已知：X(g)2Y(g)3Z(g)Ha kJmol1(a0)。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 molB.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达a kJD.升高反应温度，逆反应速率增大、正反应速率减小答案D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

48、，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。4.(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(molL1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。时间水样0510152025(pH2)0.400.280.190.130.100.09(pH4)0.400.310.240.200.180.16(pH4)0.200.150.120.090.070.05(pH4、含Cu2)0.200.090.050.030.010下列说法不正

49、确的是()A.在020 min内，中M的分解速率为0.015 molL1min1B.水样酸性越强，M的分解速率越快C.在025 min内，中M的分解百分率比大D.由于Cu2存在，中M的分解速率比快答案D解析在020 min内，中M的分解速率为0.015 molL1min1，A正确；根据实验、数据对比可判断水样酸性越强，M的分解速率越快，B正确；在025 min内，中M的分解百分率是100%75%，中M的分解百分率是100%60%，C正确；、中pH不同，D错误。5.(2016浙江10月选考，12)在一定条件下，可逆反应X(g)2Y(g)2Z(g)Ha kJmol1，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12C.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的逆反应速率答案C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12，它和起始量、转化率均有关系；D项，达到平衡时，X的正反应