人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡章末综合提升课件（113页ppt）

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章末综合提升
　
第二章 化学反应速率与化学平衡　
概念梳理 建体系
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分层突破 提能力
一、化学反应速率、化学平衡中的思维方法
1.平衡模式思维法(或“三段式”法)
化学平衡计算中，先根据化学方程式列出起始、转化、平衡时各组分的物质的量(或浓度)，再根据已知条件建立等式而进行解题的一种方法叫作平衡模式思维法或“三段式”法。
如可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在容积为VL的恒容密闭容器中，反应物A、B的起始物质的量为amol、bmol，达到平衡时，A的转化率为x。
2.差量思维法
利用化学反应中某化学量从始态到终态的差量，作为与未知量有对应关系的已知量，列比例式进行计算的一种常用方法，叫作差量思维法。
3.极限思维法
可逆反应可看成处于完全反应或完全不反应的中间状态，解题时用完全反应或完全不反应这两个极端点，根据题目巧妙假设某一种物质100%被消耗(推向极端)，求出其他物质的最大值(或最小值)，从而得出可逆反应达到某一平衡状态时的取值(或取值范围)的方法。
4.虚拟思维法
虚拟思维法是指在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解决问题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的方法。如虚拟反应结果、虚拟数据、虚拟解题需要的条件、虚拟反应过程或虚拟某混合物的化学式等。
5.守恒思维法
在任何化学反应中，均存在守恒关系，在化学平衡计算中，有时运用守恒关系能快速得出正确结论。中学研究的化学平衡体系绝大多数为气体反应体系，对于反应物和生成物均为气体的反应而言，反应前后气体质量相等，有些反应中气体的总体积也不变，运用这些守恒关系来分析平衡体系，可巧妙解答相关问题。
6.假设思维法
在化学平衡计算中，把一种平衡状态与另一种平衡状态的情况(如转化率、物质的量浓度及百分含量等)进行比较时，可以假设一个中间转化过程，从而有利于解答问题。
(一题多解)一定条件下，1molX气体与amolY气体在容积可变的密闭容器中发生反应：X(g)＋aY(g) === bZ(g)。反应达到平衡时，测得X的转化率为50%。同温同压下测得起始时混合气体的密度是平衡时混合气体密度的，则a和b的数值可能是
A.a＝1，b＝2 B.a＝1，b＝3
C.a＝2，b＝3 D.a＝3，b＝2
解法1：(“三段式”法)
反应达到平衡时，测得X的转化率为50%，则参加反应的X为0.5mol，根据题意得：
　　　　 X(g)　＋　aY(g) bZ(g)
起始量/mol　　1　　　　 a　　　 　0
转化量/mol　　0.5　　　0.5a　　 　0.5b
平衡量/mol　　0.5　　　0.5a　　 　0.5b
√
典例1
二、化学平衡移动方向的综合应用
1.根据化学平衡移动方向，判断物质的聚集状态
压强对化学平衡状态的影响仅适用于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) (m＋n≠p＋q)，根据压强改变后化学平衡是否移动或移动的方向，可以判断物质的聚集状态。
例如，可逆反应2A(g)＋nB(？) 2C(g)达到化学平衡后，若只增大压强，平衡向正反应方向移动，由此可判断B为气体；若只增大压强，平衡不移动，由此可判断B不是气体。
2.根据化学平衡移动方向，判断化学方程式中气体反应物和气体生成物化学计量数的相对大小
压强对化学平衡的影响与气体反应物和气体生成物化学计量数的相对大小有关。根据压强改变及平衡移动的情况，可判断化学方程式中气体反应物和气体生成物之间化学计量数的关系。
例如，可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)在反应过程中，反应物A的质量分数[w(A)]随压强(p)变化的曲线如图甲所示，可知增大压强，A的质量分数逐渐减小，即平衡向正反应方向移动，又因增大压强，平衡向气态物质体积减小的方向移动，故a＋b>c＋d。
根据化学平衡移动方向还可以判断化学方程式中某气体物质的化学计量数。
例如，可逆反应A(g)＋nB(g) 3C(g)在恒温条件下，反应物B的转化率[α(B)]与压强(p)的关系如图乙所示，可知增大压强，B的转化率不变，即平衡不移动，则1＋n＝3，解得n＝2。
3.根据化学平衡移动方向，判断化学反应ΔH的正负
温度对化学平衡的影响与反应放热或吸热有关，根据温度的改变及化学平衡移动的方向，可判断化学反应的ΔH。
例如，可逆反应A(g)＋B(g) 2C(g)达到平衡后，其他条件不变时，升高温度，C的体积分数增大，由此可判断该反应的正反应为吸热反应，即ΔH>0。
4.根据化学平衡移动方向，判断混合气体平均摩尔质量的变化
混合气体的平均摩尔质量M＝ ，对于反应物和生成物都是气体的可
逆反应，当外界条件改变时，混合气体的总质量始终不变，故混合气体的平均摩尔质量与混合气体的总物质的量成反比。
若平衡向气体物质的量减小的方向移动，则混合气体的平均摩尔质量变大；反之，混合气体的平均摩尔质量变小。
若反应中有固体或液体的纯物质参与，则可根据m总和n总的变化判断M的变化。
5.根据化学平衡移动方向，判断反应物平衡转化率的变化
外界条件的改变，引起化学平衡移动，根据平衡移动的方向可以判断某反应物的平衡转化率的变化。其规律如下：
(1)温度、压强对平衡转化率的影响
在其他条件不变的情况下，改变温度或气体反应的压强(改变容器容积)，若化学平衡向正反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定增大；若平衡向逆反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定减小。
(2)浓度对平衡转化率的影响
①若反应物只有一种，如可逆反应aA(g) == bB(g)＋cC(g)达到平衡后，其他条件不变时，增加A的量(相当于增大压强)，A的平衡转化率的变化与气态物质的化学计量数有关：
a.若a＝b＋c，得到的平衡与原平衡等效，A的平衡转化率不变；
b.若a>b＋c，得到的平衡相当于原平衡正向移动所达到的平衡，A的平衡转化率增大；
c.若a②若反应物不止一种，如可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)达到平衡后，其他条件不变时，若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的平衡转化率减小，B的平衡转化率增大。若只减少A的量，平衡向逆反应方向移动，则B的平衡转化率减小。若同倍数地增加反应物A、B的物质的量，此种情况等效于增大压强，反应物的平衡转化率的变化与气态物质的化学计量数有关：
a.若a＋b＝c＋d，得到的平衡与原平衡等效，A、B的平衡转化率都不变；
b.若a＋b>c＋d，得到的平衡相当于原平衡正向移动所达到的平衡，A、B的平衡转化率都增大；
c.若a＋b典例2
(1)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知：CO2的平衡转化率＝ ×100%
CH3OH的平衡产率＝ ×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图____(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_____________________________________________________
___________________。
乙
p1＞p2＞p3
T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改
变对平衡没有影响
根据盖斯定律可确定反应Ⅲ为吸热反应，反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OH的平衡产率减少，所以图甲表示CH3OH的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，反应Ⅲ向正反应方向移动，升高一定温度后以反应Ⅲ为主，CO2的平衡转化率又升高，所以图乙表示CO2的平衡转化率；压强增大，反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应，
反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大，CH3OH的平衡产率增大，所以压强关系为：p1>p2>p3；温度升高，反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅲ向正反应方向移动，所以T1温度时，三条曲线交于一点的原因为：T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响；
(2)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为___ (填字母)。
A.低温、高压 B.高温、低压
C.低温、低压 D.高温、高压
A
根据题图可知，温度越低，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，压强越大，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，所以选择低温和高压，答案选A。
三、化学平衡图像题的解答原则
1.“定一议二”原则
化学平衡图像中包括纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理
量。确定横轴所表示的物理量，讨论纵轴与曲线的关系，
或者确定纵轴所表示的物理量，讨论横轴与曲线的关系，
即“定一议二”原则。解题过程中，可以做辅助线帮助分析。
例如，反应aA(g)＋bB(g) cC(g)在不同温度下(T12.“先拐值大”原则
化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)[以aA(g)＋bB(g) cC(g)为例]。
图甲中T2对应的曲线先拐，说明T2>T1，T2对应的平衡状态的C的百分含量小于T1对应的平衡状态的C的百分含量，说明升高温度，平衡逆向移动，即该反应的正反应为放热反应。图乙中p2对应的曲线先拐，说明p2>p1，p2对应的平衡状态的C的百分含量小于p1对应的平衡状态的C的百分含量，说明增大压强，平衡逆向移动，即a＋b在密闭容器中，反应X2(g)＋Y2(g) 2XY(g)　ΔH＜0达到甲平衡，仅改变某一外界条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是
A.图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况
B.图Ⅱ是扩大容器容积的变化情况
C.图Ⅲ是增大压强的变化情况
D.图Ⅲ是升高温度的变化情况
√
典例3
催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，但对化学平衡无影响，A项错误；扩大容器容积，压强减小，反应速率减小，B项错误；该反应为气体体积不变的反应，改变压强，平衡不移动，C项错误；升高温度，反应速率加快，该反应的正反应为放热反应，故升高温度，平衡向逆反应方向移动，φ(XY)减小，D项正确。
用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
典例4
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为__________________________
________________________________。
该反应为放热反应，温度升
高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)
该反应为放热反应(ΔH<0)，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)，故甲醇平衡产率随温度升高而降低；
②P点甲醇产率高于T点的原因为___________________________________
__________________________________。
分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，
有利于反应正向进行，甲醇产率升高
因为分子筛膜能选择性分离出H2O，c(H2O)减小，有利于反应正向进行，甲醇产率升高，故P点甲醇产率高于T点。
③根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为_____℃。
210
根据题图，使用该分子筛膜210℃时甲醇的平衡产率最大，故在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为210℃。
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教考衔接 明考向
工业合成氨为气体分子数减小的反应，当温度相同时，压强越大，平衡时混合气体中氨的摩尔分数越大，结合图1或图2均能得出压强由小到大的顺序为p1①图中压强由小到大的顺序为__________，判断的依据是______________
_______________________________________________________。
p1＜p2＜p3
合成氨的反应
为气体分子数减小的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大
Ar不参与化学反应，起始混合气体总量相同，含Ar的进料组成中H2、N2的分压较小，导致平衡时混合气体中氨的摩尔分数减小，结合两图可知，图2表示进料组成中含有Ar的图像。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是_____。
图2
结合p2＝20MPa、xNH3＝0.20，以及图1对应的进料气的组成，设进料气中N2和H2分别为0.25mol和0.75mol，设达平衡时N2的转化量为xmol，列三段式：
③图1中，当p2＝20MPa、xNH3＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该
温度时，反应 N2(g)＋ H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp＝____(MPa)－1
(化为最简式)。
33.33%
2.(2023·全国乙卷，节选)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)
Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时pSO3-T的关系如下图所示。
660K时，该反应的平衡总压p总＝___kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝____(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
3　
2.25　
增大
46.2
3.(2023·全国甲卷)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①3O2(g)===2O3(g)　K1　ΔH1＝285kJ·mol－1
②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329kJ·mol－1
反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________ kJ·mol－1，
平衡常数K3＝______________(用K1、K2表示)。
－307
(2)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得
MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下　(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300K的曲线是__(填“a”或“b”)。300K、60s时MO＋的转化
率为__________________________________(列出算式)。
b
(3)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
Ⅰ
步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ；
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线___ (填“c”或“d”)。
c
直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线c；
(ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD____ CHD2OH(填
“＞”、“＜”或“＝”)。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有___种。
＜　
2
MO＋与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH；根据反应机理可知，若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH共2种。
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单元检测卷
√
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率
B.反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的次数增加，反应速率增大
C.在相同温度下，两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2，让它们与等量的氢气反应，反应速率相同
D.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率加快
升高温度使分子的内能增加，提高了活化分子百分数，可加快化学反应速率，但不能降低化学反应的活化能，A错误；反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的次数增加，故反应速率增大，B正确；由于F2和Cl2的氧化性不同，氧化性强的化学反应速率快，C错误；有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加单位体积内活化分子的数目，从而使反应速率加快，但活化分子的百分数不变，D错误。
2.在2A(g)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)的反应中，表示反应速率最快的是
A.v(A)＝0.5mol·L－1·min－1 B.v(B)＝0.6mol·L－1·min－1
C.v(C)＝0.7mol·L－1·min－1 D.v(D)＝0.4mol·L－1·min－1
√
√
3.将等物质的量的A、B混合于2L的恒容密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，2min后测得c(D)＝0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25mol/(L·min)，下列说法正确的是
A.2min时，A的物质的量为1.5mol
B.2min时，A的转化率为60%
C.反应速率v(B)＝0.25mol/(L·min)
D.该反应方程式中，x＝1
√
A项，充入B气体相当于增大压强，B的体积分数增大，故a>b；B项，只有使用催化剂，平衡不移动，a＝b；C项，升高温度，平衡正向移动，a>b；D项，相当于扩大容器容积，减小压强，平衡逆向移动，a＜b。
√
反应温度越高反应速率就越快，达到平衡所需时间短。根据图a可知反应在T1时先达到平衡状态，说明反应温度：T1＞T2，升高温度，反应物A的平衡含量减小，说明升高温度，化学平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH1>0，A错误；该反应从正反应方向开始，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，根据图b是绝热条件下速率和时间的图像可知：在反应开始后反应物浓度减小，但反应速率却逐渐增大，到一定程度后又减小，说明该反应的正反应是放热反应，反应放出热量使速率增大的影响大于浓度减小使速率减小的影响，
因此反应速率逐渐增大，后浓度减小的影响大于温度升高的影响，反应速率又逐渐降低，因此该反应正反应是放热反应，ΔH2<0，B正确；由图c可知：在温度不变时，增大压强，反应物A的含量增大，说明增大压强，化学平衡逆向移动，则该反应的逆反应是气体体积减小的反应，因此该反应的化学计量数关系为m＋n√
6.乙苯与Cl2在光照条件下反应生成两种一氯取代物，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
稳定
B.反应①比反应②的速率快
C.选择合适催化剂可提高单位时间内取代物2的含量
D.若升温时取代物2的含量提高，则原因是反应②平衡正向移动
由图示原理知，取代物1为 ，取代物2为 ，取代物2
能量低，稳定，故 稳定，A正确；反应①活
化能比反应②小，故反应①反应速率比反应②快，B正确；选择合适催化剂，可降低反应②活化能，加快反应②反应速率，提高单位时间内取代物2的产率，C正确；两个反应均为放热反应，升温，平衡均逆向移动，D错误；故选D。
√
7.人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合形成HbO2，Hb(aq)也可以与CO结合，人体发生CO中毒的原理为HbO2(aq)＋CO(g) HbCO(aq)＋O2(g)　ΔH＜0。下列说法不正确的是
A.海拔较高的地区由于气压较低，所以血红蛋白较难与O2结合，容易产生缺氧现象
B.已知CO中毒为熵减过程，则理论上冬天比夏天可能更容易发生CO中毒现象
C.把CO中毒的人转到高压氧仓中有助于缓解症状
D.此反应的平衡常数K＝
√
8.Bodenstein研究了反应2HI(g) I2(g)＋H2(g)，某温度下的上述反应中，正反应速率为v正＝k正c2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆c(I2)·c(H2)，其中k正、k逆为速率常数，根据以上内容得出的结论，错误的是
A.反应物浓度越大，正反应速率越大
B.生成物浓度越大，逆反应速率越大
C.该反应的平衡常数K＝
D.速率常数的大小只与温度有关
根据v正＝k正c2(HI)可知，反应物浓度越大，正反应速率越大，A正确；根据v逆＝k逆c(I2)·c(H2)可知，生成物浓度越大，逆反应速率越大，B正确；反应达到平衡时v正＝
v逆，即k正c2(HI)＝k逆c(I2)·c(H2)， ＝ ＝K，C正确；速率常数的大小
与温度、活化能有关，D错误。
√
9.(2023·广东高一期中)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，正反应速率随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是
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.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
A.化学平衡状态的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还在改变，未达平衡，错
误；B.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.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.随着反应的进行，正反应速率增大，Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，正确；答案选D。
10.实验室中模拟合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3，在恒容密闭容器中，初始投入量相等的条件下，得到三组实验数据如表所示：
下列有关说法不正确的是
A.当容器内的压强不再改变时，说明该可逆反应已达到化学平衡状态
B.实验2中，前20min内以NH3的浓度变化表示的化学反应速率为0.012mol·L－1·min－1
C.比较实验1和2，说明实验2使用了更高效的催化剂
D.实验3中，40min时向容器中充入一定量He，则正反应速率v正不变
实验序号 温度(℃) H2浓度(mol/L)
0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min
1 300 2.00 1.70 1.50 1.36 1.25 1.20 1.20
2 300 2.00 1.50 1.28 1.20 1.20 1.20 1.20
3 200 2.00 1.60 1.39 1.29 1.27 1.27 1.27
√
根据反应方程式可知，该反应前后气体的分子数不同，在反应过程中体系的压强随着分子数的变化而变化，故当容器内的压强不再改变时，说明该可逆反应已达到化学平衡状态，A正确；实验2中，前20min
内以H2的浓度变化表示的化学反应速率为 ＝
0.036mol·L－1·min－1，NH3的浓度变化表示的化学反应速率为0.024mol·L－1·min－1，B错误；催化剂只能加快反应速率，不能影响平衡移动。比较实验1和2，实验2更快达到了与实验1相同的化学平衡状态，说明实验2使用了更高效的催化剂，C正确；恒容容器中通入氦气，反应混合物中各组分的浓度保持不变，故反应速率不变，D正确；故选B。
11.SO2既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产SO3并进而制得硫酸等，其反应原理为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6kJ·mol－1。对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列说法正确的是
A.该反应在任何条件下都能自发进行
B.2molSO2(g)和1molO2(g)所含键能总和比2molSO3(g)所含键能小
C.反应达平衡后再通入O2，SO3的体积分数一定增加
D.反应在高压、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率
√
该反应的熵减小，故不一定在任何条件均能自发，A错误；当通入无穷大的O2时，参与反应的O2较少，生成的SO3略有增多，但是由于没有反应的O2的量更多，则SO3的体积分数反而减小，C错误；催化剂不可以改变SO2的平衡转化率，D错误；故选B。
12.(2023·吉林吉化第一高级中学)一定条件下，体积为2L的密闭容器中，2molX和3molY进行反应：X(g)＋Y(g) Z(g)，经12s达到平衡，生成0.6molZ。下列说法正确的是
A.以X浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L·s)
B.其他条件不变，增大X的浓度，平衡右移，X的转化率增大
C.其他条件不变，12s后将容器体积扩大为10L，Z的平衡浓度变为0.06mol/L
D.12s达平衡时Y的转化率为20%
√
13.体积恒定的2L密闭容器中加入CO(g)和
H2O(g)各1mol，发生反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，反应分别在
不同的温度和催化剂下进行，保持其他初始
实验条件不变，经10min测得CO气体转化率如图所示，T2温度下两曲线相交，下列说法正确的是
A.相同条件下，催化剂2比催化剂1的效率高
B.在A点时，反应一定未达到平衡
C.C点时，两种催化剂下反应速率相同，用水蒸气表示速率为v(H2O)＝0.02mol·L－1·min－1
D.增大压强对该反应的速率无影响
√
温度不同，两种催化剂的催化效率各有优
劣，温度低于T2，催化剂1的效率高，温度
高于T2，催化剂2的效率高，故A错误；因
催化剂不影响平衡移动，则A点时，反应一
定未达到平衡，因B点CO的转化率较大，故B正确；C点时用水蒸气表
示速率为v(H2O)＝ ＝0.01mol·L－1·min－1，故C错误；增
大压强，可增大反应速率，故D错误。故选B。
14.(2023·陕西西北农林科技大学附中高二期末)在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(g)＋B(g)
2C(g)　ΔH＝QkJ/mol，相关条件和数据见表：
下列说法正确的是
A.K1＜K2＜K3
B.升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能
C.实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂
D.实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA和1molC，平衡正向移动
√
实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
反应温度/℃ 700 700 750
达平衡时间/min 40 5 30
平衡时n(C) /mol 1.5 1.5 1
化学平衡常数 K1 K2 K3
反应为2A(g)＋B(g) 2C(g)，比较实验Ⅰ和Ⅲ，温度升高，平衡时C的量减少，化学平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，Q<0，则K315.(12分)Ⅰ.一定条件下，在容积为5L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图甲所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。
(1)该反应的化学方程式为_______________________。
A(g)＋2B(g) === 2C(g)
根据图甲可知，达到平衡时A的物质的量减少1mol－0.7mol＝0.3mol，B的物质的量减少1mol－0.4mol＝0.6mol，C的物质的量增加0.6mol，所以A、B、C的物质的量变化量之比为0.3mol∶0.6mol∶0.6mol＝1∶2∶2，且A和B未完全转化为C，该反应为可逆反应，所以该反应的化学方程式为A(g)＋2B(g) 2C(g)；
根据图乙可知：t3时刻正、逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，该反应反应前后气体分子数减小，若增大压强，平衡正向移动，与图像不符。达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小，则该反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动，与图像相符，所以t3时刻改变的条件是升高温度；
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。
①根据图乙判断，在t3时刻改变的外界条件是__________。
升高温度
根据图乙可知，在t1～t2时反应正向进行，A的转化率逐渐增大，t2～t3时反应达到平衡状态，A的转化率达到最大；t3～t4时升高温度，平衡逆向移动，A的转化率逐渐减小，t4～t5时A的转化率达到最小；t5～t6时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动，A的转化率不变，与t4～t5时相等，所以A的转化率最大的时间段是t2～t3，A的转化率最大时，C的体积分数最大，对应a；
②a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态____。
a
③各阶段的平衡常数如下表所示：
K1、K2、K3之间的大小关系为______________(用“>”、“<”或“＝”连接)。
t2～t3 t4～t5 t5～t6
K1 K2 K3
K1＞K2＝K3
反应A(g)＋2B(g) 2C(g)　ΔH＜0，温度升高平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，所以温度越高，化学平衡常数越小；t2～t3、t4～t5、t5～t6时间段的温度关系为(t4～t5)＝(t5～t6)>(t2～t3)，所以化学平衡常数大小关系为K1＞K2＝K3；
Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的H2S，发生反应：2H2S(g) = 2H2(g)＋S2(g)　ΔH，如图丙所示为H2S气体分解生成H2(g)和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
(3)ΔH_____(填“>”、“<”或“＝”)0。
恒压条件下，温度升高，H2S的转化率增大，即升高温度平衡正向移动，则ΔH＞0；
＞
2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　ΔH，该反应是气体分子数增大的反应，温度不变，增大压强平衡逆向移动，H2S的转化率减小，则压强由大到小的顺序为p3＞p2＞p1；
(4)图丙中压强(p1、p2、p3)由大到小的顺序为________________。
p3＞p2＞p1
M点对应的H2S转化率为50%，总压为5MPa，设H2S起始量为2mol，列三段式：
　　　 2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)
始(mol) 2 0 0
变(mol) 1 1 0.5
平(mol) 1 1 0.5
Kp＝ ＝1MPa；
(5)图丙中M点对应的平衡常数Kp＝__MPa(用平衡分压代
替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
1
如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以减少生成物浓度促进平衡正向移动。
(6)如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有__________________。
及时分离出生成物
16.(12分)汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2molCO和2molNO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表：
时间/s 0 2 4 6 8 10
甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60
乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70
2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2molCO和2molNO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡需要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1＞T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，ΔH＜0；
(1)T1_____T2(填“＞”、“＜”或“＝”，下同)，该反应ΔH______0。
＞
＜
(2)乙容器中，2～4s内N2的平均反应速率v(N2)＝________________。
0.05mol·L－1·s－1
(3)甲容器中NO平衡转化率为_____，T1温度下该反应的平衡常数为___。
80%
160
a项，增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；b项，压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；c项，移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；d项，改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选；故选b。
(4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___(填字母)。
a.增大NO浓度 b.压缩容器体积
c.移去部分N2 d.改用高效催化剂
b
17.(18分)在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示：请写出t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式：_______________________________
______________________________________ (反应热用a、b、e、d代数式表
示)。t℃该反应的平衡常数为________(用K1和K2表示)。请解释该反应能否自发进行_______________________________________________。
化学反应 正反应活化能 逆反应活化能 t℃时平衡常数
N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＞0 a kJ·mol－1 b J·mol－1 K1
4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0 e J·mol－1 d J·mol－1 K2
4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋　
6H2O(g)　ΔH＝(e－d－5a＋5b)kJ·mol－1
该反应ΔH＜0，ΔS＞0，所以ΔG＜0，可以自发进行
依题意可得：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝(a－b)kJ·mol－1
②4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝(e－d)kJ·mol－1
利用盖斯定律，将反应②－①×5，即得t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式为4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝
(e－d－5a＋5b)kJ·mol－1。t℃该反应的平衡常数为 ＝
。因为a＞b、e＜d，所以ΔH＝(e－d－5a＋5b)＜0，反应物的气体分子数小于生成物的气体分子数，该反应能自发进行，原因是该反应ΔH＜0，ΔS＞0，所以ΔG＜0，可以自发进行；
(2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下：
①上表中T1____T2(填“＞”、“＜”或“＝”)，其中a、b、80%三者的大小关系是______________(用含“＞”、“＜”或“＝”的关系式表示)。
时间
N2转化率
温度 1小时 2小时 3小时 4小时
T1 30% 50% 80% 80%
T2 35% 60% a b
＜
a＝b＜80%
因为相同时间内，T2时反应物的转化率大，则反应速率快，温度高，所以题表中T1＜T2；由于正反应为放热反应，温度高时反应物的转化率低，所以a、b、80%三者的大小关系是a＝b＜80%。
时间
N2转化率
温度 1小时 2小时 3小时 4小时
T1 30% 50% 80% 80%
T2 35% 60% a b
②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v＝kc(N2)c (H2)c－1
(NH3)，k为速率常数。以下说法正确的是________(填字母)。
A.升高温度，k值增大
B.T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态
C.将原容器中的NH3及时分离出来可使v增大
D.合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。
ABC
升高温度，反应速率加快，则v增大，所以k值增大，A正确；合成氨反应中混合气体的总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，则物质的量不变，气体的分子数不变，所以反应达到平衡状态，B正确；v与c(NH3)成反比，将原容器中的NH3及时分离出来，则c(NH3)减小，所以v增大，C正确；合成氨达到平衡后，增大c(N2)瞬间，正反应速率增大，随着平衡的移动，正反应速率减小，D错误；故选ABC。
已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，则K＝1；保持温度和压强不变，又充入3molN2后，此时容器的体积为2L，
Q＝ ＝1，则平衡不移动。
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN2后，平衡_______(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。
不移动
18.(16分)研究氮、碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题：
(1)已知氢气还原氮气合成氨低温下自发发生。若将2.0molN2和6.0molH2通入体积为1L的密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(H2)的变化，曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化，T2温度下反应到a点恰好达到平衡。
曲线A表示T2温度下n(H2)的变化，反应到4min时，v(H2)＝
＝ 0.5mol·L－1·min－1，该条件下对应氨气的速率为：v(NH3)＝
＝ ≈0.33mol·L－1·min－1，
①温度T1___(填“>”、“<”或“＝”下同)T2。T1温度下恰好平衡时，曲线B上的点为b(m，n)，则m___12，n__2。
＞
<　
<
曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化，4min时v(NH3)＝ ＝
0.4mol·L－1·min－1，曲线B对应的反应速率快，可知T1＞T2，因曲线B对应的温度高，速率快，所以到达平衡的时间比曲线A短，即m＜12，但因反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，导致曲线B平衡时氨气的物质的量比曲线A平衡时氨气的物质的量少，即n＜2；
T2温度下，合成氨反应N2＋3H2 2NH3，根据题中数据列三段式：
　　　　　　　 N2＋3H2 2NH3
起始浓度(mol/L) 2 6 0
转化浓度(mol/L) 1 6－3＝3 2
平衡浓度(mol/L) 1 3 2
②T2温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%，则此时v(正)
____(填“>”、“<”或“＝”)v(逆)。
>
c
d
(3)CO2在Cu-ZnO催化下，同时发生以下反应，是解决能源短缺的重要手段。
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＜0
Ⅱ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＞0
在容积不变的密闭容器中，保持温度不变，充入一定量的CO2和H2，起始及达平衡时，容器内各气体的物质的量及总压强如下表所示：
若容器内反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡时，p0＝1.4p，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝_______ (kPa)－2。(用含p的式子表示，分压＝总压×气体物质的量分数)
CO2 H2 CH3OH CO H2O 总压强/kPa
起始/mol 0.5 0.9 0 0 0 p0
平衡/mol 0.3 p
恒温恒容条件下，压强之比等于气体的物质的量之比，设达到平衡时气体的物质的量为n，则n∶(0.5＋0.9)＝p∶1.4p，解得n＝1mol，反应前后气体减少的物质的量为0.4mol，反应Ⅱ中反应前后气体物质的量不变，反应Ⅰ中反应后气体减少的物质的量为生成甲醇气体的2倍，则生成甲醇气体的物质的量为0.2mol，反应Ⅰ中生成的n(H2O)＝n(CH3OH)＝0.2mol，则反应Ⅱ中生成的n(H2O)＝0.3mol－0.2mol＝0.1mol，所以反应Ⅱ中生成的n(CO)＝0.1mol，消耗的n(CO2)＝0.2mol＋0.1mol＝0.3mol，剩余的n(CO2)＝0.5mol－0.3mol＝0.2mol，
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