(共28张PPT)
微专题·大素养② 章末共享
双基夯实·课前排查
核心突破·要点讲解
夯实基础·一遍落实
微专题一 化学反应速率及平衡图像分析
1．求解化学反应速率图像的一般步骤
(1)看图：弄清纵、横坐标的含义。
(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率。
(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴相交的点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。
(4)看变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
2．分析解答化学平衡图像应注意的事项
化学平衡的有关图像是中学化学中基础图像知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象直观地表述出来。分析解答化学平衡图像问题要注意以下几点：
(1)看懂图像：一看面(横坐标与纵坐标)；二看线(线的走向、变化的趋势)；三看点(线的起点、交点及拐点)；四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)。
(2)联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，要求熟练准确。
(3)方法技巧：
①利用图像判断外界条件对平衡的影响时，必须找准是一种平衡状态到另一种平衡状态的变化。
②平衡图像曲线上的每一个点都代表在该条件下体系的平衡状态，而曲线外的点表示该条件下体系未达到平衡。
【微训练一】
1．某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g) 2C(g)，达到平衡后，只改变一个反应条件，测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间的变化曲线如图所示。
图1 图2
下列说法正确的是( )
A．30 min时降低温度，40 min时升高温度
B．0～8 min内A的平均反应速率为0.16 mol·L－1·min－1
C．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
D．20～40 min内该反应的平衡常数值恒为4
答案：D
解析：A错，由图1可知，A、B的浓度随时间变化的曲线是同一条曲线，说明化学方程式中A、B的化学计量数相等，即x＝1，则该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，30 min时A、B、C的浓度均减小，而平衡没有发生移动，应为减小压强。
B错，0～8 min内Δc(A)＝(2.0－1.36)mol·L－1＝0.64 mol·L－1，v(A)＝＝＝0.08 mol·L－1·min－1。
C错，由图2可知，40 min时正、逆反应速率均高于原平衡速率，且v逆>v正，40 min时温度升高，且正反应为放热反应。
D对，20～40 min内温度不变，故K＝＝4。
2．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( )
A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大
B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快
C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快
D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
答案：B
解析：A对，由图可知，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大。
B错，由②和③可知，当温度相同、pH不同时，pH越大，Fe2＋的氧化速率越慢。
C对，由①和③可知，当pH相同、温度不同时，温度越高，Fe2＋的氧化速率越快。
D对，在酸性条件下，Fe2＋和氧气、氢离子反应生成Fe3＋和H2O，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。
微专题二 有关化学平衡的计算
1．有关化学平衡的计算，可采用“三段式法”求解
所谓“三段式”就是“起始”“转化”“平衡”三个阶段。在解题时，给每一种反应物或反应产物找出这三个阶段的物质的量或物质的量浓度。未知的量可设为未知数，最后根据题目要求列方程求解。
2．主要计算类型
(1)化学平衡常数的有关计算；
(2)转化率的有关计算；
(3)反应中某组分的量的计算。
3．温度和压强对转化率(α)的影响
温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大，反之，则转化率减小。
4．改变反应物用量对转化率(α)的影响
(1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)。
①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。
②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强：
当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变；
当m＋n>p＋q时，α(A)、α(B)增大；
当m＋n
(2)反应物只有一种时，如aA(g) bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影响结果相当于增大压强：
当a＝b＋c时，α(A)不变；
当a>b＋c时，α(A)增大；
当a5．产物的产率＝×100%(产物的量包括物质的量、质量、气体体积、浓度)
【微训练二】
1．温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，发生反应PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表，下列说法正确的是( )
A.相同温度下，初始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，达到平衡时，c平(PCl5)>0.4 mol·L－1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c平(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则反应的ΔH<0
C．前50 s内的平均反应速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L－1·s－1
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
答案：A
解析：A对，根据表格所给数据可知，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应达到平衡状态时，c平(PCl5)＝＝0.4 mol·L－1，相同温度下，初始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，相当于在原平衡基础上，增大反应产物的浓度，平衡逆向移动，所以c平(PCl5)>0.4 mol·L－1。
B错，未升高温度时平衡浓度c平(PCl3)＝＝0.10 mol·L－1，升高温度后，PCl3浓度增大，则平衡正向移动，因此该反应的正反应为吸热反应，即ΔH>0。
C错，前50 s内的平均反应速率v(PCl3)＝＝0.001 6 mol·L－1·s－1。
D错，相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，则与原平衡是等效的，所以达到平衡时，PCl3的转化率为80%，但如果相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，则相当于增大压强，平衡向生成PCl5的方向移动，因此达到平衡时，PCl3的转化率大于80%。
2．硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问题：
(1)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝______，判断的依据是__________________________ ___________________________________________。影响α的因素有_____________ ______________________。
0.975
该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0 MPa>2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0 MPa
反应物的起始浓度(组成)、温度和压强
解析：反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大，则图中p1＝5.0 MPa，p3＝0.5 MPa。由图可知，反应在5.0 MPa、550 ℃时SO2的平衡转化率α＝0.975。温度、压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响SO2的平衡转化率α，温度一定时，压强越大，α越大；压强一定时，温度越高，α越小。
(2)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转
化率为α，则SO3压强为________，平衡常数Kp＝__________________ (以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
p
解析：在温度t、压强p条件下进行反应，平衡时SO2转化率为α，由于N2对反应无影响，可认为混合气体由SO2和O2组成，则有2m%＋m%＝1，设SO2有2m mol，则O2有m mol，利用“三段式法”计算：
SO2(g) ＋ O2(g) SO3(g)
起始量/mol 2m m 0
转化量/mol 2mα mα 2mα
平衡量/mol 2m×(1－α) m×(1－α) 2mα
平衡时混合气体的总物质的量为2m×(1－α) mol＋m×(1－α) mol＋2mα mol＝(3m－mα) mol，由于2m%＋m%＝1，SO3的物质的量分数为2mα mol/(3m－mα) mol×100%＝2mα/(3m－mα)×100%，则平衡时SO3的压强为p×[2mα/(3m－mα)×100%]＝p。平衡时，SO2、O2的压强分别为p、p，则平衡常数Kp＝＝。
微专题三 等效平衡
1．含义
对于同一可逆反应，在一定条件(恒温、恒容或恒温、恒压)下，无论是从正反应(反应物)、逆反应(反应产物)或从中间状态(既有反应物又有反应产物)开始，只要建立平衡后，平衡混合物中各组分的比例相同，或各组分在混合物中的百分含量相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
2．分类
根据可逆反应的特点和平衡建立的条件，等效平衡可分为三种类型。
(1)恒温、恒容，反应前后气体体积改变的反应(Δvg≠0)：只改变起始时物质的加入量，若通过可逆反应的系数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。
如：按下列三条途径建立的平衡等效。
3H2(g) ＋ N2(g) 2NH3(g)
Ⅰ 3 mol 1 mol 0
Ⅱ 0 0 2 mol
Ⅲ a mol b mol c mol
Ⅲ中应满足：b＋＝1，a＋＝3。
(2)恒温、恒容，反应前后气体体积不变的反应(Δvg＝0)：只要反应物(或反应产物)的物质的量比例与原平衡的相同，两平衡就是等效平衡。
如：按下列三条途径建立的平衡等效。
H2(g) ＋ I2(g) 2HI(g)
Ⅰ 1 mol 1 mol 0 mol
Ⅱ 2 mol 2 mol 1 mol
Ⅲ a mol b mol c mol
Ⅲ中应满足：(a＋)∶(b＋)＝1∶1。
(3)恒温、恒压：起始时加入物质的物质的量，只要按系数比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。
如：按下列三条途径建立的平衡为等效平衡。
3H2(g) ＋ N2(g) 2NH3(g)
Ⅰ 3 mol 1 mol 0 mol
Ⅱ 0 0 2 mol
Ⅲ 3n mol n mol x mol(x≥0)
Ⅲ中应满足：(3n＋)∶(n＋)＝3∶1。
【微训练三】
1．(双选)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1)
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
答案：AD
解析：A对，分析Ⅰ、Ⅲ中数据知，反应开始时Ⅰ中加入H2、CO与Ⅲ中加入甲醇的平衡等效，平衡时甲醇的浓度：Ⅰ>Ⅲ，温度：Ⅰ<Ⅲ，即升高温度平衡逆向移动，则该反应正向为放热反应。
B错，Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小为原来的二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小。
C错，Ⅰ和Ⅱ对比，Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小为原来的二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，则Ⅱ中氢气的浓度小于Ⅰ中氢气浓度的两倍，Ⅲ和Ⅰ对比，平衡逆向移动，氢气浓度增大，故达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍。
D对，温度：Ⅲ>Ⅰ，当其他条件不变时，升高温度反应速率加快，故达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大。
2．T ℃时，体积均为2 L的三个恒容密闭容器中发生合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.6 kJ·mol－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示。
容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化
N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出热量：55.56 kJ
② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q
③ 1 1.5 1
回答下列问题：
(1)容器①中，反应达到平衡时H2(g)的转化率为______；若要增大H2(g)的平衡转化率，可采取的措施有___________________________ ________________(填两种)。
(2)T ℃时，合成氨反应的平衡常数K＝________ (mol·L－1)－2(保留三位有效数字)；容器②中反应达到平衡时放出的热量Q＝________ kJ。
(3)容器③中反应达到平衡时，体系将________(填“放出”或“吸收”)热量。
(4)平衡时，容器①中H2的体积分数________(填“大于”“小于”或“等于”)容器③中H2的体积分数。
60%
增大压强、降低温度、及时分离出NH3(任写两种即可)
8.33
46.3
放出
大于
解析：(1)容器①中放出热量为55.56 kJ，根据反应热与物质的量成正比，所以Δn(N2)＝×1 mol＝0.6 mol，列出三段式：
N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量(mol) 1 3 0
转化物质的量(mol) 0.6 1.8 1.2
平衡物质的量(mol) 0.4 1.2 1.2
所以H2的平衡转化率＝×100%＝60%，若要增大H2(g)的平衡转化率，根据平衡移动原理可知，平衡需正向移动，可采取的措施有增大压强、降低温度、及时分离出NH3等。
(2)由(1)得平衡常数K＝＝(mol·L－1)－2≈8.33(mol·L－1)－2；容器①与容器②为完全等效平衡，即平衡时各物质的量对应相等，所以容器②中消耗N2的物质的量为Δn(N2)＝0.9 mol－0.4 mol＝0.5 mol，Q＝0.5 mol×92.6 kJ·mol－1＝46.3 kJ。
(3)容器③中反应的浓度商＝(mol·L－1)－2≈1.19 (mol·L－1)－2(4)根据化学方程式中的化学计量数比换算成同一半边的物质时，容器③相当于起始加入1.5 mol N2和3 mol H2，与容器①对比，容器③中N2投入的量多，平衡正向移动，H2的体积分数减小，所以容器①中H2的体积分数大于容器③中H2的体积分数。微专题·大素养② 章末共享
微专题一 化学反应速率及平衡图像分析
1．求解化学反应速率图像的一般步骤
(1)看图：弄清纵、横坐标的含义。
(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率。
(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴相交的点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。
(4)看变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
2．分析解答化学平衡图像应注意的事项
化学平衡的有关图像是中学化学中基础图像知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象直观地表述出来。分析解答化学平衡图像问题要注意以下几点：
(1)看懂图像：一看面(横坐标与纵坐标)；二看线(线的走向、变化的趋势)；三看点(线的起点、交点及拐点)；四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)。
(2)联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，要求熟练准确。
(3)方法技巧：
①利用图像判断外界条件对平衡的影响时，必须找准是一种平衡状态到另一种平衡状态的变化。
②平衡图像曲线上的每一个点都代表在该条件下体系的平衡状态，而曲线外的点表示该条件下体系未达到平衡。
【微训练一】
1．某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g) 2C(g)，达到平衡后，只改变一个反应条件，测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
图1
图2
A．30 min时降低温度，40 min时升高温度
B．0～8 min内A的平均反应速率为0.16 mol·L－1·min－1
C．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
D．20～40 min内该反应的平衡常数值恒为4
2．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( )
A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大
B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快
C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快
D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
微专题二 有关化学平衡的计算
1．有关化学平衡的计算，可采用“三段式法”求解
所谓“三段式”就是“起始”“转化”“平衡”三个阶段。在解题时，给每一种反应物或反应产物找出这三个阶段的物质的量或物质的量浓度。未知的量可设为未知数，最后根据题目要求列方程求解。
2．主要计算类型
(1)化学平衡常数的有关计算；
(2)转化率的有关计算；
(3)反应中某组分的量的计算。
3．温度和压强对转化率(α)的影响
温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大，反之，则转化率减小。
4．改变反应物用量对转化率(α)的影响
(1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)。
①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。
②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强：
当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变；
当m＋n>p＋q时，α(A)、α(B)增大；
当m＋n(2)反应物只有一种时，如aA(g) bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影响结果相当于增大压强：
当a＝b＋c时，α(A)不变；
当a>b＋c时，α(A)增大；
当a5．产物的产率＝×100%(产物的量包括物质的量、质量、气体体积、浓度)
【微训练二】
1．温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，发生反应PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表，下列说法正确的是( )
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
A.相同温度下，初始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，达到平衡时，c平(PCl5)>0.4 mol·L－1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c平(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则反应的ΔH<0
C．前50 s内的平均反应速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L－1·s－1
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
2．硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问题：
(1)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝________，判断的依据是________。影响α的因素有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为________，平衡常数Kp＝________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
微专题三 等效平衡
1．含义
对于同一可逆反应，在一定条件(恒温、恒容或恒温、恒压)下，无论是从正反应(反应物)、逆反应(反应产物)或从中间状态(既有反应物又有反应产物)开始，只要建立平衡后，平衡混合物中各组分的比例相同，或各组分在混合物中的百分含量相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
2．分类
根据可逆反应的特点和平衡建立的条件，等效平衡可分为三种类型。
(1)恒温、恒容，反应前后气体体积改变的反应(Δvg≠0)：只改变起始时物质的加入量，若通过可逆反应的系数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。
如：按下列三条途径建立的平衡等效。
3H2(g) ＋ N2(g) 2NH3(g)
Ⅰ 3 mol 1 mol 0
Ⅱ 0 0 2 mol
Ⅲa mol b mol c mol
Ⅲ中应满足：b＋＝1，a＋＝3。
(2)恒温、恒容，反应前后气体体积不变的反应(Δvg＝0)：只要反应物(或反应产物)的物质的量比例与原平衡的相同，两平衡就是等效平衡。
如：按下列三条途径建立的平衡等效。
H2(g) ＋ I2(g) 2HI(g)
Ⅰ 1 mol 1 mol 0 mol
Ⅱ 2 mol 2 mol 1 mol
Ⅲa mol b mol c mol
Ⅲ中应满足：(a＋)∶(b＋)＝1∶1。
(3)恒温、恒压：起始时加入物质的物质的量，只要按系数比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。
如：按下列三条途径建立的平衡为等效平衡。
3H2(g) ＋ N2(g) 2NH3(g)
Ⅰ 3 mol 1 mol 0 mol
Ⅱ 0 0 2 mol
Ⅲ 3n mol n mol x mol(x≥0)
Ⅲ中应满足：(3n＋)∶(n＋)＝3∶1。
【微训练三】
1．(双选)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1)
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A.该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
2．T℃时，体积均为2 L的三个恒容密闭容器中发生合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.6 kJ·mol－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示。
容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出热量：55.56 kJ
② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q
③ 1 1.5 1
回答下列问题：
(1)容器①中，反应达到平衡时H2(g)的转化率为________________；若要增大H2(g)的平衡转化率，可采取的措施有________________________________(填两种)。
(2)T℃时，合成氨反应的平衡常数K＝________ (mol·L－1)－2(保留三位有效数字)；容器②中反应达到平衡时放出的热量Q＝________ kJ。
(3)容器③中反应达到平衡时，体系将________(填“放出”或“吸收”)热量。
(4)平衡时，容器①中H2的体积分数________(填“大于”“小于”或“等于”)容器③中H2的体积分数。
微专题·大素养② 章末共享
【微训练一】
1．解析：A错，由图1可知，A、B的浓度随时间变化的曲线是同一条曲线，说明化学方程式中A、B的化学计量数相等，即x＝1，则该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，30 min时A、B、C的浓度均减小，而平衡没有发生移动，应为减小压强。
B错，0～8 min内Δc(A)＝(2.0－1.36)mol·L－1＝0.64 mol·L－1，v(A)＝＝＝0.08 mol·L－1·min－1。
C错，由图2可知，40 min时正、逆反应速率均高于原平衡速率，且v逆>v正，40 min时温度升高，且正反应为放热反应。
D对，20～40 min内温度不变，故K＝＝4。
答案：D
2．解析：A对，由图可知，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大。
B错，由②和③可知，当温度相同、pH不同时，pH越大，Fe2＋的氧化速率越慢。
C对，由①和③可知，当pH相同、温度不同时，温度越高，Fe2＋的氧化速率越快。
D对，在酸性条件下，Fe2＋和氧气、氢离子反应生成Fe3＋和H2O，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。
答案：B
【微训练二】
1．解析：A对，根据表格所给数据可知，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应达到平衡状态时，c平(PCl5)＝＝0.4 mol·L－1，相同温度下，初始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，相当于在原平衡基础上，增大反应产物的浓度，平衡逆向移动，所以c平(PCl5)>0.4 mol·L－1。
B错，未升高温度时平衡浓度c平(PCl3)＝＝0.10 mol·L－1，升高温度后，PCl3浓度增大，则平衡正向移动，因此该反应的正反应为吸热反应，即ΔH>0。
C错，前50 s内的平均反应速率v(PCl3)＝＝0.001 6 mol·L－1·s－1。
D错，相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，则与原平衡是等效的，所以达到平衡时，PCl3的转化率为80%，但如果相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，则相当于增大压强，平衡向生成PCl5的方向移动，因此达到平衡时，PCl3的转化率大于80%。
答案：A
2．解析：(1)反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大，则图中p1＝5.0 MPa，p3＝0.5 MPa。由图可知，反应在5.0 MPa、550 ℃时SO2的平衡转化率α＝0.975。温度、压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响SO2的平衡转化率α，温度一定时，压强越大，α越大；压强一定时，温度越高，α越小。
(2)在温度t、压强p条件下进行反应，平衡时SO2转化率为α，由于N2对反应无影响，可认为混合气体由SO2和O2组成，则有2m%＋m%＝1，设SO2有2m mol，则O2有m mol，利用“三段式法”计算：
SO2(g) ＋ O2(g) SO3(g)
起始量/mol 2mm 0
转化量/mol 2mαmα 2mα
平衡量/mol 2m×(1－α) m×(1－α) 2mα
平衡时混合气体的总物质的量为2m×(1－α) mol＋m×(1－α) mol＋2mα mol＝(3m－mα) mol，由于2m%＋m%＝1，SO3的物质的量分数为2mα mol/(3m－mα) mol×100%＝2mα/(3m－mα)×100%，则平衡时SO3的压强为p×[2mα/(3m－mα)×100%]＝p。平衡时，SO2、O2的压强分别为p、p，则平衡常数Kp＝＝。
答案：(1)0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0 MPa>2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0 MPa 反应物的起始浓度(组成)、温度和压强
(2)p
【微训练三】
1．解析：A对，分析Ⅰ、Ⅲ中数据知，反应开始时Ⅰ中加入H2、CO与Ⅲ中加入甲醇的平衡等效，平衡时甲醇的浓度：Ⅰ>Ⅲ，温度：Ⅰ<Ⅲ，即升高温度平衡逆向移动，则该反应正向为放热反应。
B错，Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小为原来的二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小。
C错，Ⅰ和Ⅱ对比，Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小为原来的二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，则Ⅱ中氢气的浓度小于Ⅰ中氢气浓度的两倍，Ⅲ和Ⅰ对比，平衡逆向移动，氢气浓度增大，故达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍。
D对，温度：Ⅲ>Ⅰ，当其他条件不变时，升高温度反应速率加快，故达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大。
答案：AD
2．解析：(1)容器①中放出热量为55.56 kJ，根据反应热与物质的量成正比，所以Δn(N2)＝×1 mol＝0.6 mol，列出三段式：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量(mol) 1 3 0
转化物质的量(mol) 0.6 1.8 1.2
平衡物质的量(mol) 0.4 1.2 1.2
所以H2的平衡转化率＝×100%＝60%，若要增大H2(g)的平衡转化率，根据平衡移动原理可知，平衡需正向移动，可采取的措施有增大压强、降低温度、及时分离出NH3等。
(2)由(1)得平衡常数K＝＝(mol·L－1)－2≈8.33(mol·L－1)－2；容器①与容器②为完全等效平衡，即平衡时各物质的量对应相等，所以容器②中消耗N2的物质的量为Δn(N2)＝0.9 mol－0.4 mol＝0.5 mol，Q＝0.5 mol×92.6 kJ·mol－1＝46.3 kJ。
(3)容器③中反应的浓度商＝(mol·L－1)－2≈1.19 (mol·L－1)－2(4)根据化学方程式中的化学计量数比换算成同一半边的物质时，容器③相当于起始加入1.5 mol N2和3 mol H2，与容器①对比，容器③中N2投入的量多，平衡正向移动，H2的体积分数减小，所以容器①中H2的体积分数大于容器③中H2的体积分数。
答案：(1)60% 增大压强、降低温度、及时分离出NH3(任写两种即可)
(2)8.33 46.3 (3)放出 (4)大于