第三单元 化学平衡的移动
基础过关练
题组一 浓度变化对化学平衡的影响
1.在恒温恒容的条件下,反应X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)已达平衡,能使平衡正向移动的措施是( )
A.减小Z或W的浓度 B.增大W的浓度
C.减小Y的浓度 D.增大X或Y的浓度
2.已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2(橙色,aq)+H2O(l) 2Cr(黄色,aq)+2H+(aq)。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
题组二 压强变化对化学平衡的影响
3.在恒温密闭容器中发生反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0,下列有关说法正确的是( )
A.反应达到平衡后,维持体积不变,充入CO2,平衡向正反应方向移动
B.反应达到平衡后,维持压强不变,充入氦气,反应速率不变,平衡不移动
C.使用催化剂,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.反应达到平衡后,降低温度,平衡正向移动
4.在密闭容器中,一定量M和N的混合气体发生反应:aM(g)+bN(g) cP(g),达到平衡时,测得M的浓度为0.5 mol·L-1,在温度不变的条件下,仅将容器的容积压缩至原来的一半,反应再次达到平衡时,测得M的浓度为0.8 mol·L-1,下列有关判断正确的是( )
A.a+b
B.P的平衡体积分数下降
C.N的平衡浓度增大
D.平衡向逆反应方向移动
题组三 温度变化对化学平衡的影响
5.在CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+ 4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0,下列说法正确的是( )
A.该反应为氧化还原反应
B.温度越高,c(Cl-)越大
C.仅增大[Cu(H2O)4]2+的浓度,反应达到平衡后,该反应的平衡常数 增大
D.仅适当升高温度,反应达到平衡后,[CuCl4]2-的物质的量增大
6.固氮反应具有非常重要的意义。下面是两个常见固氮反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度的关系图:
①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) K1
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) K2
下列图像分析正确的是( )
A.升高温度,反应①②的反应速率均增大
B.反应①和②均为放热反应
C.在标准状况下,①和②固氮反应程度相差不大
D.1 000 ℃时,①和②体系中氮气浓度相等
7.在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:SO2(g)+2NO(g) 2NO2(g)+S(s)。改变容器Ⅰ的反应温度,平衡时c(NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是( )
容器 编号 温度/K 起始物质的量/mol
SO2 NO NO2 S
Ⅰ 0.5 0.6 0 0
Ⅱ T1 0.5 1 0.5 1
Ⅲ T2 0.5 0.2 1 1
A.该反应的ΔH>0
B.T1时,该反应的平衡常数为
C.容器Ⅰ与容器Ⅱ均在T1时达到平衡,总压强之比小于1∶2
D.若T2题组四 化学平衡移动原理的应用
8.接触法制备硫酸中的关键步骤是SO2在V2O5催化作用下与空气中的O2在接触室发生可逆反应,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,下列有关说法正确的是( )
A.其他条件不变,增大压强,平衡正向移动,反应的平衡常数增大
B.其他条件不变,提高的值可增大SO2的转化率
C.升高温度,能提高SO2的反应速率和转化率
D.反应中断裂旧共价键的键能之和比反应中形成新共价键的键能之和小
9.反应:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A.减小容器容积,平衡不移动
B.增大c(X),Y的转化率增大
C.降低温度,X的转化率增大
D.加入催化剂,Z的产率增大
10.下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.实验室制备乙酸乙酯时,采用边反应边蒸馏的方法来提高乙酸乙酯的产率
B.接触法制硫酸的过程中,增大空气的进气量,提高SO2的转化率
C.水煤气转换反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,适当升温来促进合成气的产生
D.压缩装有H2、I2、HI的混合气体的容器容积,容器内气体颜色加深
11.一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)+Y(g) Z(g),经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,下列说法正确的是( )
A.达到平衡时X的浓度为0.03 mol/L
B.将容器容积变为20 L,Z的平衡浓度变为0.015 mol/L
C.若升高温度,X的体积分数增大,则正反应的ΔH<0
D.若增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡常数变大
能力提升练
题组一 外界条件对化学平衡的影响
1.已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸,溶液由粉红色变为蓝色,存在平衡:[Co(H2O)6]2+(aq)+ 4Cl-(aq) [CoCl4]2-(aq)+6H2O(l) ΔH>0。下列说法错误的是( )
A.当溶液颜色不再变化时,反应达到平衡状态
B.加水,水的浓度增大,溶液由蓝色变为粉红色
C.将上述蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色
D.向上述蓝色溶液中加入少量KCl固体,溶液蓝色加深
2.随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。科学家研究发现了直接氧化HCl制备Cl2的反应:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。如图为某刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时,HCl的平衡转化率随温度变化的关系:
下列关于该反应的说法正确的是( )
A.相同条件下,升高温度可以提高Cl2的产率
B.曲线Ⅱ表示进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1
C.进料浓度比c(HCl)∶c(O2)越大,平衡常数K越小
D.若HCl和O2的初始浓度均为c0 mol·L-1,则K(400 ℃)=
3.以Fe3O4为原料炼铁,在生产过程中主要发生如下反应:
反应Ⅰ:Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=19.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g) ΔH2
为研究温度对还原产物的影响,将一定体积CO气体通入装有Fe3O4粉末的反应器,保持其他条件不变,反应达平衡时,测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.ΔH2<0
B.其他条件不变,增大压强,Fe(s)的产量增大
C.反应温度越高,Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
D.温度高于1 040 ℃时,反应器中发生的主要反应的化学平衡常数K<4
4.甲醇是常见的有机溶剂和化工原料。以CO2和H2为原料合成甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1。在压强一定,CO2和H2起始物质的量之比为1∶3的条件下,测得反应相同时间,不同催化剂作用下CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a>0
B.250 ℃时,催化剂活性:AC.在使用催化剂A的条件下,延长反应时间,可以使CO2的转化率由X点变为Y点
D.在使用催化剂B的条件下,250 ℃时,增大压强,可以使CO2的转化率达到Z点
5.温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是( )
A.反应在前50 s的平均速率v(Cl2)=0.003 2 mol/(L·s)
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.12 mol/L,则反应的ΔH>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.80 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)D.平衡后,减小压强(扩大容器体积)不利于提高PCl5的平衡转化率
题组二 平衡移动与化学平衡常数的关系
6.一定温度下,向2 L恒容容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,发生反应A(g)+B(g) C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表,下列说法正确的是( )
t/s 0 5 15 25 35
n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80
A.前5 s的平均反应速率v(A)=0.03 mol·L-1·s-1
B.反应进行到25 s时,刚好达到平衡状态
C.温度不变,起始向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,达平衡前v(正)>v(逆)
D.保持温度不变,起始时向容器中充入2.0 mol C,达平衡时,C的转化率小于80%
7.(1)25 ℃时,制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如下表。
热化学方程式 平衡常数
① 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1=a kJ·mol-1 K1
② 4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 K2
③ 2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH3 K3
则该温度下,ΔH3= kJ·mol-1;K3= (用K1和K2表示)。
(2)25 ℃时,在体积为2 L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2发生上述反应③,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ实线所示,则ΔH3 (填“>”“<”或“=”)0;若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示,则改变的条件是 ;5 min时,再充入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2,则达平衡后混合气体的平均相对分子质量将 (填“增大”“减小”或“不变”)。图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系图,其中正确的曲线是 (填“甲”或“乙”),a为 。
图Ⅰ 图Ⅱ
(3)在300 ℃、8 MPa下,将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入一密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
题组三 等效平衡
8.相同温度下,容积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示:
容器 编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡时体系能量的变化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出热量:23.15 kJ
② 0.9 2.7 0.2 放出热量:Q
下列叙述错误的是( )
A.容器①、②中反应的平衡常数相等
B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为
C.容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15 kJ
D.若容器①容积变为0.5 L,则平衡时放出的热量小于23.15 kJ
9.可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。T ℃下,有甲、乙两个容积相等且不变的真空密闭容器,向甲容器中充入1 mol A和3 mol B,在一定条件下达到平衡时放出Q1 kJ热量。在相同条件下,向乙容器中充入2 mol C,达到平衡时吸收Q2 kJ热量,已知Q1=3Q2,下列叙述正确的是( )
A.平衡时,甲、乙中C的体积分数:甲>乙
B.甲中A的转化率为75%
C.达到平衡后,再向乙中加入0.25 mol A、0.75 mol B和1.5 mol C,平衡向生成A的方向移动
D.乙中发生反应的热化学方程式为2C(g) A(g)+3B(g) ΔH= +Q2 kJ·mol-1
10.(经典题)一定条件下存在反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度下开始反应。
图1 恒压状态
图2 恒容状态
下列说法正确的是( )
A.图1达平衡时,c(SO2):甲=乙
B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙
C.图2达平衡时,所需时间:丙<丁
D.图2达平衡时,SO3的体积分数:丙>丁
题组四 平衡转化率
11.CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:
CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.曲线A表示CO2的平衡转化率随温度的变化
B.反应:3CO2(g)+CH4(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH=+329.5 kJ·mol-1
C.升高温度、减小压强均有利于提高CH4的平衡转化率
D.恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,可通过改变CO2的量、使用高效催化剂等特定条件继续反应,使CH4转化率达到Y点的值
12.CO2催化加氢可合成二甲醚。其主要反应为:
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.01 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.52 kJ·mol-1
合成二甲醚时还会发生副反应:
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2 kJ·mol-1
其他条件相同时,反应温度对CO2平衡总转化率及反应2.5 h的CO2实际总转化率影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5 h的二甲醚实际选择性影响如图2所示。(已知:CH3OCH3的选择性=×100%)
下列说法正确的是( )
A.不改变反应温度,增大压强二甲醚平衡选择性不变
B.CO2催化加氢合成二甲醚的最佳温度为240 ℃左右
C.温度高于290 ℃,CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因为反应①进行程度大于反应③
D.一定温度下,加入多孔CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2的转化率
答案与分层梯度式解析
第三单元 化学平衡的移动
基础过关练
1.D 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度可使平衡向正反应方向移动,但注意本题中物质W是固体,可视其浓度为常数,故改变物质W的量对平衡无影响,D项正确。
2.D 向平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,Cr2浓度增大,橙色加深;加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A项正确。②中溶液变成绿色, Cr2被乙醇还原生成了Cr3+,B项正确。②中溶液呈酸性,④中溶液呈碱性,酸性条件下Cr2可氧化乙醇,而在碱性条件下不能,说明酸性条件下Cr2的氧化性强,C项正确。若向④溶液中加入70%的硫酸至过量,溶液呈酸性,可以氧化乙醇,溶液变为绿色,D项错误。
3.A 维持体积不变,充入CO2,平衡正向移动,A正确;维持压强不变,充入氦气,容器容积增大,反应物及生成物浓度均变小,反应速率减小,该反应平衡不移动,B错误;使用催化剂,正、逆反应速率都增大,C错误;该反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,D错误。
4.C 容器的容积压缩至原来的一半,M的浓度瞬间变成1 mol·L-1,再次平衡,测得M的浓度为0.8 mol·L-1,说明平衡正向移动,而压缩容积,平衡向气体体积减小的方向移动,故a+b>c,A、B、D错误;容积减小,N的浓度增大,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡时,N的浓度依旧比原平衡大,C正确。
5.D 题给反应中所有元素的化合价都没有变化,不属于氧化还原反应,A错误;ΔH>0,温度升高,平衡正向移动,c(Cl-)减小,B错误;该反应的平衡常数只与温度有关,C错误;仅适当升高温度,平衡正向移动,[CuCl4]2-浓度增大,体积不变,即物质的量增大,D正确。
6.A 升高温度,活化分子百分数增大,则化学反应速率增大,即反应①②的反应速率均增大,A正确。由题图知反应①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的lg K随温度T的增大而减小,说明温度升高,平衡逆向移动,为放热反应;反应②N2(g)+O2(g) 2NO(g)的lg K随温度T的增大而增大,可推知反应②为吸热反应,B错误。标准状况下,T= 0 ℃,反应①的lg K=10,则K1=1010,反应②的K2=10-30,则在标准状况下,①和②固氮反应程度相差很大,C错误。1 000 ℃时,①和②的lgK相等,但不代表氮气浓度相等,D错误。
7.D T1时,反应达到平衡时二氧化氮浓度为0.2 mol/L,由题意可建立如下三段式:
SO2(g) + 2NO(g) 2NO2(g)+S(s)
起/(mol/L) 0.5 0.6 0
变/(mol/L) 0.1 0.2 0.2
平/(mol/L) 0.4 0.4 0.2
则T1时,该反应的平衡常数为==,一氧化氮的体积分数为×100%=40%。升高温度,二氧化氮的浓度减小,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,A错误;T1时,该反应的平衡常数为,B错误;T1时,容器Ⅰ中平衡时气体的总物质的量为1 mol,容器Ⅱ中气体的起始物质的量为2 mol,浓度商Qc==0.5<解题技法,反应正向进行,平衡时气体的物质的量小于2 mol,则容器Ⅰ与容器Ⅱ的总压强之比大于1∶2,C错误;T1时,容器Ⅰ中平衡时一氧化氮的体积分数为40%,由表格数据可知,容器Ⅲ相当于起始加入1 mol二氧化硫和1.2 mol一氧化氮,若T28.D 正反应是一个气体体积减小的反应,故其他条件不变,增大压强,平衡正向移动,但温度不变反应的平衡常数不变易错点,A错误;其他条件不变,提高的值,平衡正向移动,O2的转化率增大,但SO2的转化率减小,B错误;正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,能提高SO2的反应速率,但SO2的转化率减小,C错误;正反应是放热反应,故反应中断裂旧共价键的键能之和即吸收的总能量比反应中形成新共价键的键能之和即放出的总能量小,D正确。
9.D 题给反应为反应前后气体体积不变的反应,减小容器的容积,相当于加压,平衡不移动,A项正确;增大X的浓度,平衡正向移动,Y的转化率增大,B项正确;降低温度,平衡正向移动,X的转化率增大,C项正确;加入催化剂,平衡不移动,Z的产率不变,D项错误。
10.D 实验室制备乙酸乙酯时,采用边反应边蒸馏的方法可以减小生成物乙酸乙酯的浓度,有利于平衡向正反应方向移动,从而提高乙酸乙酯的产率,能用平衡移动原理解释,A不符合题意;接触法制硫酸的过程中,增大空气的进气量可以增大反应物氧气的浓度,有利于平衡向正反应方向移动,从而提高二氧化硫的转化率,能用平衡移动原理解释,B不符合题意;水煤气转换反应为吸热反应,适当升温,有利于平衡向正反应方向移动,从而促进合成气的产生,能用平衡移动原理解释,C不符合题意;氢气与碘蒸气生成碘化氢的反应是反应前后气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,混合气体的颜色变深是由容积变小使碘浓度增大引起的解题技法,不能用平衡移动原理解释,D符合题意。
11.C 经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,说明消耗了0.6 mol X,故平衡时X剩余0.4 mol,其浓度为0.04 mol/L,A错误;容器容积变为20 L,压强减小为原来的一半,如果平衡不移动,则Z浓度变为原来的,但是压强减小时,平衡向左移动,Z浓度小于原来的,即Z的平衡浓度小于0.015 mol/L,B错误;若升高温度,X的体积分数增大,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应的ΔH<0,C正确;若增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡常数不变,因为该反应的平衡常数只与温度有关,D错误。
能力提升练
1.B 当溶液颜色不再变化时,说明有关离子的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,A项正确;水是纯液体,增加水的量对反应无影响,B项错误;正反应吸热,将题述蓝色溶液置于冰水浴中,温度降低,平衡逆向移动,溶液变为粉红色,C项正确;向题述蓝色溶液中加入少量KCl固体,Cl-浓度增大,平衡正向移动,溶液蓝色加深,D项正确。
2.D 据题图可知,其他条件相同时,升高温度,HCl的平衡转化率降低,即升高温度,平衡逆向移动,Cl2的产率降低,A错误;越大,HCl的平衡转化率越低,则c(HCl)∶c(O2)=1∶1对应的为曲线Ⅰ,B错误;题述反应的平衡常数K只与温度有关,C错误;若HCl和O2的初始浓度均为c0 mol·L-1,即进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1,温度为400 ℃时,HCl的平衡转化率为84%,列三段式如下:
4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)
初始/(mol·L-1) c0 c0 0 0
变化/(mol·L-1) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡/(mol·L-1) 0.16c0 0.79c0 0.42c0 0.42c0
K(400 ℃)==,D正确。
3.A 570 ℃之前,随着温度的升高,CO的体积分数增大,而反应①是吸热反应,随着温度的升高,平衡正向移动,说明570 ℃前影响CO体积分数的主要反应为反应Ⅱ,反应Ⅱ是放热反应,ΔH2小于0,A正确;反应Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动,铁的产量不变,B错误;ΔH1>0,由上述分析可知ΔH2<0,温度升高产物中FeO增多,Fe减少,C错误;1 040 ℃时,Fe3O4(s)和CO(g)发生的主要反应为反应Ⅰ,该温度下反应Ⅰ的平衡常数K== =4,随着温度的升高,反应Ⅰ的化学平衡正向移动,K增大,所以温度高于1 040 ℃时,反应器中发生的主要反应的化学平衡常数K>4,D错误。
4.D 温度较低时即便有催化剂,反应速率也较慢,此时反应未达到平衡,随温度升高反应速率逐渐加快,CO2的转化率增大,当反应达到平衡时,催化剂A、B的曲线重合。平衡后继续升高温度,CO2的转化率降低,平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,a<0,A错误;250 ℃时,在使用催化剂A的条件下反应速率更快,即催化剂活性:A>B,B错误;X点处的反应已经达到平衡,延长反应时间,CO2的转化率不变,C错误;在使用催化剂B的条件下,250 ℃时,测定转化率时反应还未达到平衡,增大压强可以加快反应速率,提高该时段内CO2的转化率,D正确。
5.B 50 s内,Δn(PCl3)=0.16 mol,Δc(PCl3)==0.08 mol/L, v(PCl3)==0.001 6 mol/(L·s),v(Cl2)=v(PCl3)= 0.001 6 mol/(L·s),A错误;平衡时n(PCl3)=0.2 mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.12 mol/L,则n(PCl3)= 0.12 mol/L×2 L=0.24 mol,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,B正确;据表格数据可列出三段式:
PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
开始/(mol/L) 0.5 0 0
变化/(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡/(mol/L) 0.4 0.1 0.1
平衡常数K==0.025,起始时向容器中充入1.80 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,则起始时PCl5的浓度为0.9 mol/L、PCl3的浓度为0.1 mol/L、Cl2的浓度为0.1 mol/L,浓度商Qc=≈ 0.011,Qcv(逆)解题技法,C错误;平衡后减小压强,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,有利于提高PCl5的平衡转化率,D错误。
6.D 前5 s内A的转化量为Δn(A)=1.0 mol-0.85 mol=0.15 mol, v(A)==0.015 mol·L-1·s-1,A错误;从题表中数据可以看出,到25 s时,反应已经达到平衡状态,但不一定是刚好达到平衡状态,B错误;平衡时c(A)=c(B)==0.4 mol·L-1,平衡时c(C)=0.1 mol·L-1,该温度下题述反应的平衡常数K===0.625,温度不变,起始向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,则Qc= ==1.25,K0.4 mol,即达到平衡时C的转化率小于80%,D正确。
7.答案 (1)2a-b
(2)< 加入催化剂 增大 乙 2
(3) (MPa)-2
解析 (1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1= a kJ·mol-1,K1;②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2=b kJ·mol-1,K2;将①×2-②可得2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH3=2ΔH1-ΔH2=(2a-b) kJ·mol-1,则平衡常数K3=。(2)由题图Ⅰ可知,随反应的进行压强先增大后减小,5 min时达到平衡状态,推知开始因反应是放热的,随着反应正向进行,温度逐渐升高,压强增大;随着反应正向进行,反应物浓度减小,压强减小,当压强不再改变时,达到平衡状态,则反应焓变ΔH<0。根据题图Ⅰ虚线知,化学反应速率加快,但平衡不移动,因此改变的条件为加入催化剂。5 min时,再充入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2,相当于增大压强,反应③的平衡正向移动,则再次达平衡后混合气体的平均相对分子质量将增大。反应③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH3,由于ΔH3<0,所以升高温度,平衡逆向移动,K减小,则lgK减小,正确的曲线为乙破题关键。25 ℃时,在体积为2 L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2发生题述反应③,设消耗氯气物质的量为x mol,列三段式如下:
2NO(g)+ Cl2(g) 2NOCl(g)
起始量/mol 0.08 0.04 0
变化量/mol 2x x 2x
平衡量/mol 0.08-2x 0.04-x 2x
由题图Ⅰ可知,反应前后气体的压强之比为6∶5,则(0.08-2x+0.04-x+2x)∶(0.08+0.04)=5∶6,解得x=0.02,平衡常数K3= =100,25 ℃时,lgK=lg100=2,即a=2。(3)在300 ℃、8 MPa下,将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1∶3通入反应容器中,达平衡后测得二氧化碳的平衡转化率为50%,设投入CO2的物质的量为1 mol,投入H2的物质的量为3 mol,列三段式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起/mol 1 3 0 0
转/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
分压=总压×物质的量分数,则p(CO2)=8 MPa×= MPa,p(H2)=8 MPa×=4 MPa,p(CH3OH)=8 MPa×= MPa, p(H2O)=8 MPa×= MPa,Kp= (MPa)-2= (MPa)-2。
8.C 由于反应是在相同温度下进行的,所以反应达到平衡时容器①、②中反应的平衡常数相等,A正确;根据热化学方程式可知放出 23.15 kJ热量时消耗氮气的物质的量是23.15 kJ÷92.6 kJ·mol-1= 0.25 mol,因此平衡时氨气是0.5 mol,则平衡时氮气、氢气的物质的量分别为0.75 mol、2.25 mol,氨气的体积分数为=,由投料可知,①、②为等效平衡,则平衡时②中氨气的体积分数也是,B正确;根据B中分析可知②中平衡时消耗氮气的物质的量是 0.9 mol-0.75 mol=0.15 mol,放出的热量是0.15 mol×92.6 kJ·mol-1= 13.89 kJ,C错误;若容器①容积变为0.5 L,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,所以达平衡时放出的热量小于23.15 kJ,D正确。
9.B 甲容器中充入1 mol A和3 mol B,乙容器中充入2 mol C,反应在两容器中达到的平衡互为等效平衡,平衡时甲、乙中C的体积分数:甲=乙,A不正确;Q1=3Q2,则Δn甲(A)=3Δn乙(A),设甲中达到平衡时转化了x mol A,则Δn乙(A)= mol,(1-x)mol=x mol,x=0.75,则甲容器中A的转化率为75%,B正确;达到平衡后,A为0.25 mol、B为0.75 mol、C为1.5 mol,再向乙中加入0.25 mol A、0.75 mol B和1.5 mol C,相当于加压,加压平衡正向移动,C不正确;乙中发生反应的热化学方程式:2C(g) A(g)+3B(g) ΔH=+4Q2 kJ·mol-1,D不正确。
10.D 甲和乙若都是恒温恒压,则两者互为等效平衡,但乙为绝热恒压,该反应正反应为放热反应,则温度:甲<乙,温度升高平衡向逆反应方向移动,c(SO2):甲<乙,平衡常数K:甲>乙,A、B项错误;丙和丁若都是恒温恒容,则两者互为等效平衡,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越大,达到平衡所需的时间越短,则达平衡所用的时间:丙>丁,C项错误;温度升高,该平衡向逆反应方向移动,则SO3的体积分数:丙>丁,D项正确。
11.D CH4只参与一个反应,CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g),而CO2参与两个反应,则反应中CO2的消耗量一定大于甲烷的消耗量,相同温度下CO2的转化率一定大于甲烷的转化率,所以曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化,曲线A表示CO2的平衡转化率随温度的变化, A正确;①CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1, ②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①+②×2得到反应3CO2(g)+CH4(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH= (+247.1 kJ·mol-1)+(+41.2 kJ·mol-1)×2=+329.5 kJ·mol-1,B正确;CH4与CO2重整的反应是一个气体体积增大的吸热反应,升高温度和减小压强,平衡均向正反应方向移动,有利于提高CH4的平衡转化率,C正确;催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,所以使用高效催化剂不能改变CH4的平衡转化率,D错误。
规律方法 平衡转化率的分析与判断方法
以反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)为例,在恒温恒容条件下进行:
(1)若A、B起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,A、B的转化率相等。
(2)若其他条件不变,只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率提高,A的转化率降低。
(3)若其他条件不变,按原投料比例同倍数地增大(或减小)A、B的浓度,等效于压缩(或扩大)容器容积,A、B的转化率与化学计量数有关。同倍数增大c(A)和c(B):
①a+b=c+d,A、B的转化率不变;
②a+b>c+d,A、B的转化率增大;
③a+b12.B 根据盖斯定律,反应①×2+反应②得2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.54 kJ·mol-1,增大压强,该反应平衡正向移动,二甲醚平衡选择性增大,A错误;从题图2中可知,240 ℃时二甲醚实际选择性最大,从题图1中可知,此时CO2实际总转化率相对较高,则CO2催化加氢合成二甲醚的最佳温度为240 ℃左右,B正确;反应①为放热反应,反应③为吸热反应,升高温度反应③平衡正向移动,反应①平衡逆向移动,温度高于290 ℃,CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因为反应③进行程度大于反应①,C错误;使用高效催化剂,能加快反应速率但是不能提高平衡时氢气的转化率,D错误。
2(共40张PPT)
1.改变反应物、生成物浓度对平衡的影响
第三单元 化学平衡的移动
必备知识 清单破
知识点 1 浓度变化对化学平衡的影响(详见定点1)
固体或纯液体浓度可视为定值,改变固体或纯液体用量,其浓度保持不变,化学平衡不移动。
2.根据浓度商判断反应方向
对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(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。
适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物,从而提高产物产量、降低成本。
1.其他条件不变时,在有气体参加的可逆反应中,增大压强,平衡向气体总体积减小的方向移
动;减小压强,平衡向气体总体积增大的方向移动。对反应前后气体体积不变的反应,改变容
器体积而改变压强,同等倍数地改变正、逆反应速率,但化学平衡不移动。
2.恒温恒容时,充入与该反应无关的气体(如稀有气体),正、逆反应速率不变,平衡不移动;恒
温恒压条件下,充入稀有气体,相当于减小压强,平衡向气体总体积增大的方向移动。
知识点 2 压强变化对化学平衡的影响(详见定点3)
在其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向
移动。
知识点 3 温度变化对化学平衡的影响(详见定点2)
1.平衡移动原理又叫勒夏特列原理:如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加
反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
2.平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不是“消除”外界条件的影响,更不是“扭
转”外界条件的影响。
知识点 4 勒夏特列原理
知识辨析
1.合成氨工业使用催化剂的目的是使平衡正向移动,提高产率。这种说法对吗
2.平衡正向移动,反应物的转化率一定增大。这种说法对吗
3.改变外界条件使平衡正向移动的原因是v正增大,v逆减小。这种说法对吗
4.反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时,若缩小反应容器的容积,则c(NO2)减小。这种说法对
吗
一语破的
1.不对。使用催化剂不能使平衡正向移动,不能提高产率,只能改变反应速率。
2.不对。例如两种气体反应物,增加一种反应物浓度,平衡正向移动,该反应物的转化率减小,
另一种反应物的转化率增大。
3.不对。平衡正向移动的原因是v正>v逆,v逆不一定减小。
4.不对。缩小反应容器的容积,反应物、生成物的浓度都瞬间增大,然后平衡移动使c(NO2)再
稍减小,但不会比原平衡时小。
若mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH<0,m+n其反应速率的变化如下:
关键能力 定点破
定点 1 浓度对化学平衡的影响
改变条件 反应速率的变化 平衡移动方向 v-t图像
① 增大反应物A或
B的浓度 A或B浓度增大瞬间,正反应速率增大,逆反应
速率不变,随后正反应速率减小,逆反应速率
增大至二者相等 向正反应方向移
动
② 减小生成物C的
浓度 C的浓度减小瞬
间,正反应速率
不变,逆反应速
率减小,随后正
反应速率减小,
逆反应速率增大
至二者相等 向正反应方向移
动
③ 增大生成物C的
浓度 C的浓度增大瞬
间,正反应速率
不变,逆反应速
率增大,随后正
反应速率增大,
逆反应速率减小
至二者相等 向逆反应方向移
动
④ 减小反应物A或
B的浓度 A或B浓度减小
瞬间,正反应速
率减小,逆反应
速率不变,随后
正反应速率增
大,逆反应速率
减小至二者相等 向逆反应方向移
动
结论:当其他条件不变时,增大c(反应物)或减小c(生成物),平衡向正反应方向移动;减小c(反应物)
或增大c(生成物),平衡向逆反应方向移动。
说明:在溶液中进行的可逆反应,如果稀释溶液,反应物和生成物的浓度都减小,v正和v逆也都减
小,但减小的程度可能不同。
典例 某小组同学欲探究浓度对平衡的影响设计了如下实验[已知:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3]。
(1)ⅰ中观察到的现象是 ,请结合化学用语用平衡移动原理进行解
释:
。
溶液血红色加深
对于平衡:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,增大c(Fe3+),平衡向正反应方向移动,c[Fe(SCN)3]增大,溶液血红色加深
(2)ⅱ中观察到溶液血红色变浅,原因是铁粉参与了反应: ,减小了
c(Fe3+),使平衡向逆反应方向移动。
(3)ⅲ中观察到溶液红色褪去,对此现象产生的原因进行探究:
①甲同学查阅文献后推测:草酸根离子(C2 )具有还原性,可能与Fe3+反应,产生一种气体,该
气体的化学式是 。
②乙同学查阅文献后推测:Fe3+可能与C2 反应产生Fe(C2O4 (黄色)。
乙同学用灵敏试剂检验试管ⅲ中产物,未检出Fe2+,进一步论证后证实他的推测较为合理。但
是甲同学在12小时后检验ⅲ中产物,检出了Fe2+,对此现象的合理解释是
。
(4)实验ⅳ是 的对照实验。
a.实验ⅰ b.实验ⅱ c.实验ⅲ
Fe+2Fe3+ 3Fe2+
CO2
Fe3+与C2 发生氧化还原反应速率较慢,Fe3+与C2 反应产生Fe(C2O4 速率较快
a、c
思路点拨：实验探究浓度对化学平衡的影响,需控制其他条件相同,只使一个量发生变化,所
以实验中往往由空白实验进行对照。
解析：(1)对于平衡:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,增大c(Fe3+),平衡向正反应方向移动,
c[Fe(SCN)3]增大,溶液血红色加深。(2)铁粉把Fe3+还原为Fe2+,c(Fe3+)减小,使Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动,所以ⅱ中溶液血红色变浅。(3)①C2 能被Fe3+氧化,产生气体的化学式是CO2;②Fe3+与C2 发生氧化还原反应速率较慢,Fe3+与C2 反应产生Fe(C2O4 速率较
快,所以乙同学用灵敏试剂检验试管ⅲ中产物,未检出Fe2+,甲同学在12小时后检验ⅲ中产物,
检出了Fe2+。(4)实验ⅳ滴加4滴蒸馏水,保证实验ⅳ与实验ⅰ、实验ⅲ中溶液体积相同,所以
实验ⅳ是实验ⅰ、实验ⅲ的对照实验。
化学平衡 体系温度 的变化 反应速率 的变化 平衡移动 的方向 v-t图像
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) ΔH>0 升高温度 v正、v逆同时增大,
且v'正>v'逆 正反应方向
降低温度 v正、v逆同时减小,
且v'正定点 2 温度对化学平衡的影响
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) ΔH<0 降低温度 v正、v逆同时减小,
且v'正>v'逆 正反应方向
升高温度 v正、v逆同时增大,
且v'正 结论:在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向
放热反应方向移动。
典例 取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0。反应相同时间后,分别测定体系中NO2的体积分数,并作出其随反应温度变
化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是 ( )
D
思路点拨：各容器中NO2的体积分数是反应相同时间后测量的,不一定每个反应均达到平
衡。
解析：反应在不同温度下进行,相同时间后不一定都达到平衡状态。若反应都没有达到平
衡,则温度较低的容器中NO2含量高。若反应均达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高,
NO2的体积分数增大。
1.对于有气体参与的化学反应
定点 3 压强对化学平衡的影响
化学平衡 体系压强 的变化 反应速率 的变化 平衡移动 的方向 v-t图像
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) a+b>c+d 增大压强 v正、v逆同时增大,
且v'正>v'逆 正反应方向
减小压强 v正、v逆同时减小,
且v'逆>v'正 逆反应方向
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) a+b且v'逆>v'正 逆反应方向
减小压强 v正、v逆同时减小,
且v'正>v'逆 正反应方向
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) a+b=c+d 增大压强 v正、v逆同时增大,
且v'正=v'逆 不移动
减小压强 v正、v逆同时减小,
且v'正=v'逆 不移动
2.“惰性”气体对化学平衡的影响
(1)恒温、恒容条件
原平衡体系 体系总压强增大 体系中各组分的浓度不变 平衡
不移动
(2)恒温、恒压条件
原平衡体系 容器容积增大,各气体组分的分压减小 体系中
各组分的浓度同等程度地减小
典例 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) ΔH<0,某研究小
组研究了在其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析不正确的是 ( )
A
A.图Ⅰ表示增大反应物浓度对该平衡的影响
B.图Ⅱ表示减小压强对该平衡的影响
C.图Ⅲ表示温度对该平衡的影响,温度:乙>甲
D.图Ⅳ表示催化剂对该平衡的影响,催化效率:甲>乙
思路点拨：本题考查外界条件对反应速率、化学平衡的影响。速率—时间图像既要考虑速
率,也要考虑平衡移动。图像题要看清坐标轴,看清突变点、拐点等。
解析：增大反应物的浓度,正、逆反应速率均增大,在增大的瞬间,逆反应速率与原平衡时速
率相等,不会离开原平衡点,A错误;对反应前后气体体积不变的反应,压强改变,平衡不移动,减
小压强反应速率减慢,B正确;曲线乙先达到拐点,说明乙的温度高于甲,C正确;催化剂不影响
化学平衡,但可以缩短反应达到平衡所用时间,D正确。
1.等效平衡的含义
在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆
反应开始,达到化学平衡状态时,同种物质的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数)
相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
定点 4 等效平衡
等效平衡类型 全等效平衡 相似等效平衡 条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压
反应的特点 任何可逆反应 反应前后气体分子数相等 任何可逆反应
起始投料 换算为化学方程式同一边物质,其“量”相同 换算为化学方程式同一边物质,其“量”符合同一比例 换算为化学方程式同一边物质,其“量”符合同一比例
2.等效平衡的类型和规律
平衡特点 质量分数 相同 相同 相同
浓度 相同 成比例 相同(气体)
物质的量 相同 成比例 成比例
思维建模 不同条件下等效平衡的思维模式
(1)构建恒温、恒容平衡思维模式
新平衡状态可看作两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强,如图所示:
(2)构建恒温、恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例)
新平衡状态可看作两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动,如图所示:
1.改变压强或温度
温度或压强改变后,若能使化学平衡向正反应方向移动,则反应物的转化率一定增大,若
平衡逆向移动,则反应物的转化率减小。
2.改变反应物用量
对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g):
(1)若只增加A的量,平衡正向移动,则A的转化率减小,B的转化率增大。
(2)若在恒温恒压条件下,同等倍数地增大A、B的物质的量,平衡不移动,A、B的转化率不
变。
定点 5 化学平衡移动与平衡转化率的关系
(3)若在恒温恒容条件下,同等倍数地增大A、B的物质的量,A、B的转化率与气态物质的化
学计量数有关:
a+b=c+d,平衡不移动,A、B转化率不变;
a+b>c+d,平衡正向移动,A、B转化率增大;
a+b
情境探究
氮和硫的化合物在生产、生活中具有重要应用。在恒温恒容条件下,1 mol NO2和足量C发生
反应:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与总压强的关
系如图所示。
素养 变化观念与平衡思想——运用变化观念与平衡思想解决图像类试题
学科素养 情境破
问题1 A、B两点的浓度平衡常数Kc(A)与Kc(B)大小关系
提示 平衡常数只受温度影响,A、B两点的温度相同,所以Kc(A)=Kc(B)。
问题2 A、B、C三点中NO2的平衡转化率最高的是
提示 增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,该反应的正反应是气体体积增大的反应,
所以增大压强,平衡逆向移动,NO2的平衡转化率减小,则A、B、C三点中NO2的平衡转化率最
高的是A点。
提示 在C点时,二氧化碳与二氧化氮的浓度相等,根据反应2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)
可知,平衡时二氧化碳的浓度为氮气的2倍,所以混合气体中CO2的体积分数为 ,NO2的体
积分数为 ,N2的体积分数为 ,则该反应的压强平衡常数Kp= = MPa=
2 MPa。
问题3 C点时该反应的压强平衡常数Kp(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=
总压×物质的量分数)是多少
讲解分析
化学平衡图像题解题技巧
例题 在特定环境中有效地处理CO2具有重要的研究价值。CO2的转化途径之一为CO2(g)+
3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。请回答下列问题:
(1)上述反应自发进行的条件为 (“高温”“任意温度”或“低温”)。
(2)某实验小组对该反应进行了如下探究:向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为2 L的相同的恒容密闭
容器中分别投入1 mol CO2、3 mol H2,同时在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中分别加入等量的催化剂
A、催化剂B和催化剂C,控制反应的温度,发生反应。测定在相同时间内CO2的转化率随温度
的变化曲线如图所示。
典例呈现
低温
①催化剂对反应的催化效果由强到弱的顺序为 > > (选填“A”
“B”或“C”);
②b点时v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”);
③图中a、c点均表示反应已经达到平衡状态,a点CO2的平衡转化率比c点高的原因是
;
④T4 K时,此反应的平衡常数K= (结果保留两位小数)。
A
B
C
>
该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动
9.26
素养解读：图像类试题是以图像为试题的信息来源,精心设计问题的一种信息处理和分析
题。通过对图像类试题信息的规范审读,进一步提高学生获取信息的能力,提升学生对图像
的分析与识别能力以及数据读取、分析与处理能力,培养变化观念与平衡思想、证据推理与
模型认知的化学学科核心素养。
信息提取：
解题思路：(1)该反应的ΔH<0,ΔS<0,当ΔH-TΔS<0时反应自发进行,则温度较低时,反应自发进行。(2)①催化剂能改变反应速率,不影响平衡转化率,在反应未达到平衡状态时,相同温度
时,催化剂催化效果越好,反应速率越大,则反应相同时间时CO2的转化率越高,由图可知,催化剂
的催化效果由强到弱的顺序为A>B>C;②b点时,反应未达到平衡状态,则反应向正反应方向进行,
所以v(正)>v(逆);③该反应为放热反应,反应达到平衡状态时继续升高温度,平衡向逆反应方向
移动,CO2的转化率降低;④T4 K时,反应达到平衡时二氧化碳的转化率为80.00%,则反应消耗二氧
化碳的物质的量为1 mol×80.00%=0.8 mol,列三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 0.5 1.5 0 0
转化(mol/L) 0.4 1.2 0.4 0.4
平衡(mol/L) 0.1 0.3 0.4 0.4
则此反应的平衡常数K= ≈59.26。
思维升华
图像类试题形式多样,有其特殊性。它将化学基本概念、基本理论和其他基础知识综合
起来,并将变化过程中的定量(或定性)关系以图像形式表示出来,可考查学生看图、识图、发
掘图像的隐含信息和相互联系的能力。解答图像类试题,分析图像要抓住有关概念、反应规
律、物质性质,特别是图像特征,会分析辨识图中原点、拐点、交点、终点等的意义,对
“数”“形”“义”“性”进行综合思考,从中发掘隐含信息快速解题。