第二章 单元测试卷(A)
(时间90分钟，满分100分)
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（每小题3分，共48分）
1．决定化学反应速率的主要原因是
A．参加反应物质的性质 B．加入催化剂
C．温度和压强 D．各反应物和生成物的浓度
2．下列说法正确的是
A．非自发进行的反应一定不能发生
B．在一定条件下，非自发进行的反应也能进行
C．自发进行的反应一定迅速
D．凡是熵增加的过程都是自发过程
3．升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是
A．分子运动速率加快，使该反应物分子的碰撞机会增多
B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C．该化学反应的过程是吸热的
D．该化学反应的过程是放热的
4．反应C（s）+H2O（g） CO（g）+ H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，在其它条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A．增加CO的物质的量 B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大 D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大
5．在一密闭容器中充入一定量的N2和H2，经测定反应开始后3秒末， H2的速率为0.3mol/（L·S），则3秒末NH3的浓度为
A．0.45mol/L B．0.5mol/L C．0.6mol/L D．0.55mol/L
6．在某温度下，可逆反应mA + nB pC + qD的平衡常数为K，下列说法正确的是
A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度和压强的改变而改变
7．对于反应2A（g）＋3B（g）＝C（g）＋5D（g），在某段时间内的平均反应速率为，（x代表某反应物或生成物）之间的关系，正确的是
A． B． C． D．
8．在密闭容器内放入5molSO2和5molO2，在某温度下经过反应生成2molSO3，此时密闭容器内压强是反应前压强的倍数为
A．2倍 B．1.5倍 C．0.9倍 D．0.5倍
9．对己达化学平衡的下列反应: 2X(g) +Y(g) 2Z(g) ，减小压强时，对反应产生的影响
A. 逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B． 逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
C． 正、逆反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
D． 正、逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
10．在一定条件下反应x A + y B z C达到平衡。下列说法中正确的是
A．若C是气体，且x + y ＝ z ，则增大压强平衡一定不移动
B．若A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x + y ＜ z
C．若B、C都是气体，其它条件不变，增大A的物质的量平衡不移动，则A为固态或液态
D．若升高温度C的质量分数减少，则正反应是吸热反应
11．在一个恒温密闭容器中，放入3L气体X和2L气体Y，在一定条件下发生下列反应：4X(g)+3Y(g) 2Q(g)+nR(g)。达到平衡时，容器内压强比原来增加5%，X的浓度减少 则该反应式中的n应为
A．3 B．4 C．5 D．6
12．（双选）在一定温度下，向a L密闭容器中加入1mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X（g）＋2Y（g）2Z（g）此反应达到平衡的标志是
A．X、Y、Z的速率之比为1︰2︰2 B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1︰2︰2 D．单位时间消耗0.1mol X同时消耗0.2mol Z
13．在一定温度和压强下，N2+3H2 2NH3达到平衡，下列说法使平衡不发生移动的是
A．恒温恒压时充入氨气 B．恒温恒容时充入氮气
C．恒温恒容时充入氦气 D．恒温恒压时充入氦气
14．（双选）某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应∶A（g）+2B（g） 2C（g）。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V，此时C气体的体积为50%，则下列推论正确的是
A．原混合气体的体积为1.5V
B．原混合气体的体积为1.25V
C．反应达到平衡时，气体A消耗了0.5V
D．反应达到平衡时，气体B消耗了0.5V
15．（双选）在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，已知X2(g) 、Y2(g)、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
A．X2为0.2mol/L B．Y2为0.35mol/L C．Z为0.3mol/L D．Z为0.4mol/L
16．如图所示，不能适用于下列可逆反应的是
A．3A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0
B．A(g)+ 3B(s)+2C(g) 3D(g) ΔH<0
C．C(s)+D(g) A(g)+ B(g) ΔH>0
D．2C(g) 2A(g)+B(g) ΔH>0
第Ⅱ卷（非选择题 共52分）
二、非选择题 （7小题，共52分）
17．（12分）右图是某化学兴趣小组同学设计的研究铜和稀硝酸反应速率[υ(NO)]的实验装置图。试回答下列问题：
（1）写出铜和稀硝酸反应的化学方程式_____________________________。
（2）为测定铜和稀硝酸反应速率[υ(NO)]，本实验需要记录的实验数据为：_________、________
（3）实验前怎样检验装置的气密性。___________________________________。
（4）为保证实验的成功，加入一定量稀硝酸是很重要的操作，你认为应怎样进行为好？
__________________________________________________________后将弯曲的铜丝迅速伸入溶液并开始______________。
（5）该兴趣小组同学对实验数据进行处理后得到用NO表示铜和稀硝酸的反应速率和时间的关系图如右图所示。则：
①a→b，υ(NO)变化的主要原因是________________________
②b→c，υ(NO)变化的主要原因是_________________________。
18．（4分）可逆反应∶aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) ; △H，试根据图回答∶
[A的转化率(%)表示为α(A)、A的含量(%)表示为φ(A)]
（1）压强P1比P2_________（填大、小）
（2）体积（a+b）比（c+d）________（填大、小）
（3）温度t1℃比t2℃_______（填高、低）
（4）H值是________（填正、负）
19．（9分）等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应∶aA + bB cC(s) + dD。当反应进行一段时间后，测得A减少了n mol，B减。少了n / 2 mol，C增加下3 /2 n mol，D增加了n mol，此时达到化学平衡∶
（1）该化学方程式的各系数为a=______；b=_____；c=_____；d=______。
（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态A__________；B_________；D__________。
（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又达到相等，则该反应为_________反应（填“放热” 或“吸热”）。
20．（4分）在工业上制硫酸中，有如下可逆反应：2SO2（g）+ O2（g） 2SO3（g）,其中SO2（g）和SO3（g）的体积分数随温度变化的曲线如图所示：
试回答下列问题：
（1）由曲线可知，此反应的正反应为 热反应（填“放” 或“吸”）， T1 ________T2（填“＞” “＜”或“=”） 。
（2）这两种曲线变化形状相反的原因是________________________________________。
21．（8分）在密闭容器中充入0.02mol·L－1的HI气体，在一定条件下发生反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)，已知该反应在该温度下的平衡常数K的值约为4。请计算：
（1）达平衡状态时HI的转化率 ；
（2）平衡时H2 的物质的量浓度。
22．（9分）对于反应2L(g)+3M(g) XQ(g)+3R(g)，在容积为2L的密闭容器中，将2mol气体L和3mol气体M混合，当反应经2分钟后达平衡时，生成2.4mol气体R，并测得Q的浓度为0.4mol/L，求：
（1）x的值是多少？
（2）L的转化率是多少？
（3）M的反应速率是多少？
23．（6分）在恒温时，某容积为V L的密闭容器中通入2 moL X和1 moL Y气体，发生如下反应：2X（g）＋Y（g）2Z（g），压强一定时，测得在平衡时Z的体积分数为0.4。
（1）若与上述平衡保持同温、同压，另取4 moL X（气）和2 moL Y（气）达平衡，则Z的体积分数为 ，平衡时，气体的总体积为 。
（2）若与上述平衡保持同温、同压，于一密闭容器中充入X（气）和Y（气）的物质的量分别记为a、b，平衡时Z的体积分数也恰好为0.4。若恒有m< < n，则 m = ，n = 。
第二章 单元测试卷答案
1、A 2、B 3、B 4、C 5、C 6、A 7、D 8、C
9、C 10、C 11、D 12、BD 13、C 14、BD 15、BC 16、B
17、（1）3Cu + 8HNO3 == 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
（2）NO的体积、反应时间
（3）关闭分液漏斗盖b和活塞a，从U管长管处置水至U管长管中液面高于短管中液面，过一会，若液面差保持不变，则装置气密性良好。
（4）打开分液漏斗盖b和活塞a，从U管右端注入稀HNO3至排尽U管左端空气，关闭活塞a； 记录时间；
（5）①铜和稀硝酸反应是放热反应，体系温度升高，反应速率加快。
②反应进行一段时间后，体系与环境的温差大，散热加快，体系温度变化不大甚至有所下降，c(HNO3)降低，反应速率降低。
18、(1) 小 (2) 小 (3) 高 (4) 正
19、(1) 2；1；3；2 (2) 气，固或液；气 (3) 放热
20、(1) 放 =
(2) 在未达平衡前，温度升高，v(正) 、v(逆) 均增大，但正反应速率增大的倍数大于逆反应速率增大的倍数，所以SO2%减小，SO3%增大；达平衡后，由于正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故SO2%增大，SO3%减小。
21、(1)80% (2) 0.008mol·L－1
解：设HI的分解率为x
2HI(g) I2(g) ＋ H2(g)
起始浓度（mol·L－1） 0.02 0 0
转化浓度（mol·L－1） 0.02x ×0.02x ×0.02x
平衡浓度（mol·L－1）0.02（1－x） ×0.02x ×0.02x
则：＝ 4 解得：x ＝0.8
所以，平衡时c(H2) ＝ ×0.8×0.02mol·L－1 ＝0.008mol·L－1
22、⑴1 ⑵80% ⑶0.6molL-1min_1
2L(g)+3M(g) XQ(g)+3R(g)
n始 2 3 0 0
n转 1.6 2.4 0.8 2.4
n平 0.4 0.6 0.8 2.4
23、⑴ 0.4 5mol ; ⑵ m= 0.5 n= 5
第一章 单元测试卷(B)
(时间90分钟，满分100分)
第Ⅰ卷 选择题
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 O—16 N—16 Mg—24
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，计48分）
1．下列说法中正确的是
A．非自发反应在任何条件下都不能实现
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
D．熵增加且放热的反应一定是自发反应
2．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是
A．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C．平衡常数K只与温度有关，与反应浓度、压强无关
D．从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
3．在2L密闭容器内，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，则该反应的平均反应速率为
A、0.4mol／(L·s) B．0.3mol／(L·s) C．0.2mol／（L·s） D．0.1mol／（L·s）
4．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：
X（g）＋2Y（g） 2Z（g） 此反应达到平衡的标志是
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内气体的密度不随时间变化
C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1︰2︰2
D.单位时间消耗0.1mol X同时生成0.2mol Z
5．在2升的密闭容器中，发生以下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10秒钟A的平均反应速率为0.12 mol/(L·s)，则10秒钟时，容器中B的物质的量是
A．1.6 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.2 mol
6．已知反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g) ΔH<0，下列说法正确的是
A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
7．可逆反应：3A(g) 3B(？)＋C(？)(正反应是吸热反应)，随着温度的升高，气体平均相对分子质量有减小趋势，则下列判断正确的是
A．B和C可能都是固体 B．B和C一定都是气体
C．若C为固体，则B一定不是气体 D．B和C可能都是气体
8．在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器容积增加一倍，达到新平衡时，B的浓度是原来的60%。则下列叙述正确的是
A．a＞b B．平衡向正反应方向移动了
C．A的转化率减小了 D．B的质量分数减小了
9．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：下列描述正确的是
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s)
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C.反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)=Z(g)
10．对于可逆反应A（g）+2B(g) 2C(g)(正反应吸热)，下列图象中正确的是
11．根据下列有关图象，说法正确的是
A．由图Ⅰ知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的ΔH<0
B．由图Ⅱ知，反应在t6时刻，NH3体积分数最大
C．由图Ⅱ知，t3时采取降低反应体系压强的措施
D．图Ⅲ表示在1 L容器、850℃时的反应，由图知，到4 min时，反应放出51.6 kJ的热量
12．一定条件下，将X和Y两种物质按不同比例放入密闭容器中，反应达到平衡后，测得X、Y转化率与起始时两种物质的量之比[n(X)/n(Y)]的关系如下图，则X和Y反应的方程式可表示为
A．X+3Y 2Z
B.3X+Y 2Z
C．3X+2Y Z
D.2X+3Y 2Z
13．反应A2+B2 2AB在不同温度和压强改变条件下，产物AB的生成情况，如图所示：a为500℃，b为300℃时情况，c为300℃时从时间t3开始向容器中加压的情况，则下列叙述正确的是
A．A2、B2、AB均为气体，正反应放热
B．AB为气体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应放热
C．AB为气体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热
D．AB为固体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热
14．在一个6L的密闭容器中，放入3LX（气）和2LY（气），在一定条件下发生下列反应：4X(g) + 3Y(g) 2Q(g) + nR(g)，达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3，则方程式中n值
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
15．在一定条件下，可逆反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g) 达到平衡时，测得Y的转化率为37.5%，X的转化率为25%，则反应开始时，充入容器中的X和Y的物质的量之比为
A. 1∶3 B. 3∶1 C. 1∶1 D. 1∶2
16．一定温度下，反应2SO2＋O22SO3达到平衡时，n(SO2):n(O2):n(SO3)＝2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)＝0.8 mol，n(SO3)＝1.4 mol，此时SO2的物质的量应是
A．0.4 mol B．0.6 mol
C．0.8 mol D．1.2 mol
第Ⅱ卷（非选择题 共52分）
二、非选择题（共6小题，计52分）
17．(4分）反应m A＋n B p C在某温度下达到平衡。
①若A、B、C都是气体，减压后正反应速率小于逆反应速率，则m、n、p的关系是 。
②若C为气体，且m + n = p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向______方向移动。
③如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为_____态。
18．(10分）某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为见反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(L·min)。
（2）在实验2，A的初始浓度c2＝ mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 v1(填“＞” “＜”或“＝”)，且c3 1.0mol/L(填“＞” “＜”或“＝”)。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是 反应（选填“吸热”、“放热”）。理由是 。
19．(8分)在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3 ΔH＜0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示：
(1)根据图示，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)为______________________________。
反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为________________________________________________________________________。
a．0.20 mol/L b．0.12 mol/L c．0.10 mol/L d．0.08 mol/L
(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡______________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数________(填“增大” “减小”或“不变”)。
(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol/L)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时NH3浓度的变化曲线。
20、(14分)A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时，A、B的体积相同。(已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0)
(1)一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N2O4的速率是vA _______ vB。(填“＞” “＜”或“＝”)；若打开活塞K2，气球B将______ (填“变大” “变小”或“不变”)。
(2)若在A、B中再充入与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率αA将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；若通人等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将________，B中NO2的转化率将______ (填“变大” “变小”或“不变”)。
(3)室温下，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，_______中的颜色较深。
(4)若在容器A中充入4.6 g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为 _______。
21．（12分）影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。
图1 图2
（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率(mL/min)与时间(min,)的关系曲线。
图3
②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：___________________________________________。
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应没有影响；
原因Ⅱ：_______________________________________________________；
原因Ⅲ：Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl-、SO42-均对反应具有促进作用，但Cl-影响更大；
原因Ⅴ：________________________________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体 ，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中_____________________，实验b中____________________________，则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl-对反应具有加速作用。
22．（8分）把N2∶H2=1∶3体积比的混合气体装入密闭容器中，测得压强为1.52×107Pa，经反应达到平衡时NH3占混合气体的体积的15％，求此时（一定温度下）容器内压强是多少Pa？H2的物质的量分数是多少？
第二章 单元测试卷答案
一、选择题（每小题3分，共48分。）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
C
C
A
B
B
D
B
C
题号
10
11
12
13
14
15
16
答案
C
C
B
B
D
D
A
1．D 解析： 对于反应自发性的判断要综合利用能量判据和熵判据，仅靠单一判据不能对反应的自发性，作出准确判断，B、C项错误；一定条件的非自发过程若改变条件也可能转变为自发过程。
2．C 解析：平衡常数K只与温度有关，与反应浓度、压强无关，K的大小能推断一个反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。
3．C 解析：根据反应速率的定义：单位时间内浓度的变化量，
（8mol-7.2mol）÷2L÷2s=0.2mol／（L·s）
4．A 解析：化学平衡状态是指各组分浓度不再改变，正逆化学反应速率相等的状态，A项中容器内压强不随时间变化，即气体的总物质的量不再变化，反应达到平衡状态；而其他项都不能作为达到该反应平衡状态的标志。
5．B 解析 前10秒钟，B的平均反应速率为0.06 mol/(L·s)，则消耗的B的物质的量为0.06 mol/(L·s)×10 s×2 L＝1.2 mol，B剩余的物质的量为4 mol－1.2 mol＝2.8 mol。
6．B 解析 升高温度，正逆反应速率均增大，但v逆增大的倍数多，故平衡逆向移动，且缩短了达到平衡的时间。而升高温度，正逆反应速率都增加，逆反应速率增加的多，平衡逆移，增大压强反应平衡正向移动。
7． D 解析 升温平衡右移：减小，
若B、C均为气体，减小；
若B、C均为固体(液体)，不变；
若B为气体，C为非气体，减小；
若B为非气体，C为气体，m减小，n减小，则无法确定。
8．B 解析 保持温度不变，将容器容积增加一倍，瞬间B的浓度变为原来的50%，达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，所以平衡向正反应方向移动，B对； A项中容器容积增加一倍即减小压强，平衡向正反应方向移动所以a﹤b，A物质的转化率增大；B物质的质量分数增大。
9．C 解析 反应开始到10 s，, Z表示的反应速率为0.158 mol÷2 L÷10 s=0.079 mol/(L·s)
X的物质的量浓度减少了0.79 mol÷2 L =.0.395mol/L, 根据图X、Y、Z的物质的量的变化量分别为：0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol ，即 X、Y、Z的物质的量 为1:1:2，所以化学方程式为：X(g)+Y(g) 2 Z(g)
10．C 解析 对于可逆反应A（g）+2B(g)2C(g)(正反应吸热)，增压正逆化学反应速率都增大，化学平衡向正方向进行，所以应为正速率大于逆速率，A错；升温，化学平衡向正方向进行，所以应为正速率大于逆速率，B 、C错，D对。
11． C 解析 A项，T1、T3处未达平衡，T2处于平衡状态；由图Ⅱ得：t1～t2应该是NH3的质量分数最大的时候，因t3、t5时刻平衡都向逆反应方向移动，NH3的体积分数减小。t3时v逆、v正都减小，且v逆>v正，则采取的措施是减小压强；由图Ⅲ可知：反应1 mol CO放热43 kJ。容积为1 L，平衡时消耗n(CO)＝n(H2O)＝1.2 mol?放热为5.16 kJ。
12．B 解析 反应物X、Y转化率相等时，起始时两种物质的量之比应等于化学计量数之比，所以B对。
13．B 解析 温度由500℃到300℃时，AB%增加平衡正向移动，即正反应放热；在t3时加压，AB%减小，平衡逆向移动，即逆向气体体积缩小。
14．D 解析 解这类化学平衡计算题常采用列表法：
4X + 3Y 2Q + nR
起始体积： 3 2 0 0
转化体积： 1 0.75 0.5 n/4
平衡时体积：2 1.25 0.5 n/4
另解：差量法：
4X + 3Y 2Q + nR ΔV
4 n-5
3× 5×5%
n=6
巧解：压强增大，即必须满足n＋2＞7，n＞5
15．D 解析 若反应物的初始量为化学计量数比，则两反应物的转化率相同。若某一反应物的转化率降低，则意味着另一反应物的量将减少。若某一反应物的量减少n分之一，则另一反应物的转化率将减少n分之一。现已知X与Y的初始量为1∶3时，则两者的转化率皆为37.5%，其三分之一为12.5%，而25%为它的2倍，故应为1∶2。
16．A 解析 缩小体积相当增大压强，反应向正方向进行，列三行解题：
2SO2＋O22SO3
起始物质的量： 2 a 3a 4a
转化物质的量： 2x x 2x
平衡时物质的量： 2 a-2x 3a- x 4a+2x
则有：
3a- x=0.8 mol
4a+2x=1.4 mol
解得：a =0.3 mol x=0.1 mol 代入2 a-2x得SO2的物质的量为0.4 mol 。
二、非选择题
17． 答案: m+n > P ；(2分） 逆；(1分） 气(1分）。
解析 减压后正反应速率小于逆反应速率，反应向逆方向进行，而减压化学平衡向体积减小的方向进行，所以m+n > P；因m + n = p，而加压时化学平衡发生移动，所以A、B之一至少一种不为气体，所以平衡必定向逆方向移动。
18．答案：（1）0.013 (2分）
（2）1.0 (2分）催化剂 (1分）
（3）＞ (1分） ＞(1分）
（4）吸热 (1分） 温度升高时，平衡向右移动(2分）
解析：实验2中温度、平衡时浓度都与实验1相同，但实验2先达到平衡；若实验2中通过增大A的起始浓度或增大压强，则平衡时A的浓度高于0.5mol/L，因此在实验2中A的初始浓度为1.0mol/L，其隐含的条件是使用了催化剂。实验3中平衡时A的浓度高于0.5mol/L，但温度与实验相同，故起始浓度高于1.0mol/L，反应速率较快。
19．答案 ：(1)0.025 mol/(L·min) (2分）
(2)ac (2分）
(3)向正反应方向(1分） 不变(1分）
(4) (2分）
解析 (1)由图象知：v(NH3)＝＝＝0.025 mol/(L·min)。
(2)合成氨的反应为可逆反应，不可能进行到底，根据反应方程式和题给数据，NH3浓度的最大值为：＝0.2 mol/L，在改变温度后，平衡要移动，达新的平衡后NH3的浓度肯定不是0.1 mol/L。
(3)缩小体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，由于温度未变，平衡常数不变。
(4)在5分钟末将容积减小一半，c(NH3)瞬间增大为原来的二倍，在8分钟末建立新平衡，图象见答案。
20．答案 ：(1)＜ (2分） 变小 (2分）
(2)增大 (2分）不变 (2分） 变小(2分）
(3)A (2分）
(4)0.04 mol(2分）
解析 题给反应是体积减小的放热反应。
(1)由于A为恒容体系，B为恒压体系，在平衡时pA＜pB，故v(A)＜v(B)，若打开K2，A、B形成一个新的恒压体系，气体体积将变小。
(2)若再通入NO2，对于A相当于加压，原平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大。若再通入Ne，对于A末改变体系各物质的浓度，平衡不移动，转化率不变；对于B其体积增大，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小。
(3)此时A为绝热体系，随反应的进行，体系温度升高，即TA＞TB，A相对于B是升高温度，平衡向逆反应方向移动，A中颜色加深。
(4)＝即n总＝＝0.08 mol，投入NO2的物质的量为＝0.1 mol，设转化的NO2的物质的量为x。
则 2NO2?? N2O4
起始：0.1 mol 0
转化：x
平衡：0.1 mol－x
即：0.1 mol－x＋＝0.08 mol
x＝0.04 mol
21．（12分）解析及答案：
(1) ①
图中要标明2、4、6min时刻时的速率及要画出速率走向弧线（2分）
②镁和盐酸反应是放热反应，随着反应体系温度升高，反应速率增大；4min后由于溶液中H+浓度降低，所以导致反应速率减小（2分）。
（2）①原因Ⅱ：Cl-对反应没有影响，而SO42-对反应具有阻碍作用（2分）；
原因Ⅴ：Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用，但Cl-影响更小（或SO42-影响更大）（2分）。
②反应速率加快（2分）； 反应速率减慢（2分）。
22．解析及答案：
解:设有xmol的氮气参加了反应
根据同温同压下气体体积比等于物质的量之比，求生成的氨气各需反应的氮气和氢气的物质的量．
3x＝3×0.26＝0.78（mol）
2x=2×0.26=0.52（mol）
n1=1+3=4（mol）
n2=（1－x）＋（3-3x）＋2x=4-2x
＝3.48（mol）
P1=1.52×107Pa
答案：容器内压强为1.32×107Pa ； H2％为64％．
课题：第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
授课班级
课 时
教
学
目
的
知识与
技能
了解化学反应速率的概念和表示方法
整理和总结相关的基本概念、基本规律，把零散知识串成线、结成网
过程与
方法
1、通过有关化学反应速率概念的计算，掌握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的计算能力
2、提高根据化学方程式的判断、比较和计算化学反应速率的能力，掌握比较化学反应快慢的方法。
3、通过实验测定某些化学反应速率
情感态度
价值观
通过学习过程例学生初步学会运用化学视角，去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题
重 点
化学反应速率的表示方法
难 点
化学反应速率的计算
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。
V == △C/ △t
单位是：mol/（L·s） 或 mol/（L·min） 或 mol/（L·h）
2、在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。
二、化学反应速率的测定
1、基本思路
2、基本性质
3、化学方法
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【设疑】物理课中所学的速率的共同特点。
都有一个确定的起点（速率=0）；都有一个和速率大小相匹配的时间单位；都有说明体系某种变化的可计量的性质。
【引入】提出问题讨论：（1）怎样判断化学反应的快慢？（2）通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？
【板书】 第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
【讨论】在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量的表示化学反应进行得快慢呢？
【讲解】化学反应速率的表示方法；用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。 若浓度用物质的量（C）来表示，单位为：mol/L，时间用t来表示，单位为：秒（s）或分（min）或小时（h）来表示，则化学反应速率的数学表达式为： V == △C/△ t 单位是：mol/（L·s）或 mol/（L·min）或 mol/（L·h）
【板书】1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。
V = △C/ △t
单位是：mol/（L·s）或 mol/（L·min）或 mol/（L·h）
【点击试题】 例1、在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。
解： N2 + 3H2 2NH3
起始量（mol）： 1 3 0
2s末量（mol）： 1-0.2 3-0.6 0.4
变化量（mol）： 0.2 0.6 0.4
则 VN2==0.2/2×2==0.05 mol/（L·s） VH2==0.6/2×2==0.15 mol/（L·s）
VNH3==0.4/2×2==0.1 mol/（L·s）
【讨论】上述计算题的结果，你会得出什么结论？
【投影】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。
3.由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。
4、对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
5.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD来说有： VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD==== a ：b ：c ：d
【板书】2、在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。
【点击试题】例2、可逆反应A（g）+ B（g）== C（g）+ D（g） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是
A. VA==0.15mol/L·min B. VB==0.6 mol/L·min
C. VC==0.4 mol/L·min D.VD==0.01 mol/L·s
解析：解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。选B。
【讲解】化学反应速率是通过实验测定的。
【板书】二、化学反应速率的测定
1、基本思路
【讲解】因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以可以加以利用
【板书】2、基本性质
【投影】(1) 直接可观察的性质，如释放气体的体积和体系的压强
(2) 依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等
(3) 在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率
【板书】3、化学方法
【投影】学生实验2-1
实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸
实验步骤：①取一套装置，加入40 mL 1mol/L的的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
② 取另一套装置，加入40 mL 4mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。②所用的时间比①所用的时间短
实验结果：
加入试剂
反应时间min
反应速率Mol/(L·min)
1mol/L H2SO4
长
小
4mol/L H2SO4
短
大
实验结论：4mol/L的硫酸与锌反应比1mol/L的硫酸与锌反应快。
注意事项：
①锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同
②40mL的硫酸溶液要迅速加入
③装置气密性要好，且计时要迅速准确
【思考与交流】还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？
锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H＋ == Zn2+ + H2 ↑，因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化等来测定化学反应速率
【投影】知识拓展---物理方法
1、量气法。对于反应 2H2O2 == 2H2O +O2 ↑，可测量反应中惟一的气体产物氧气在温度压强一定时的体积变化
2、比色法。由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴化反应过程中：CH3COOH+Br2 CH3COCH2Br +HBr 有色反应物Br2吸收波长为450nm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度，据此计算化学反应速率
3、电导法。根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化，从而计算化学反应速率。例如，在乙酸乙酯皂化反应中：
CH3COOC2H5 + OH― CH3COO― +C2H5OH
由于OH―的电导远大于CH3COO― 的电导，可以利用电导仪测量出溶液电导的变化，据此求得OH―浓度的变化，从而求得化学反应速率
4、此外，激光技术也已广泛应用于化学反应速率的测定。
【随堂练习】
1、“碘钟”实验中，3I－＋＝I3－ ＋2SO42 －的反应速率可以用I3－ 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/ mol·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c()/mol·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题：
(1) 该实验的目的是________________________________________________。
(2) 显色时间t1＝______________。
(3) 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为______(填字母)。
(A)＜22.0 s (B)22.0 s～44.0 s (C)＞44.0 s (D)数据不足，无法判断
(4) 通过分析比较上表数据，得到的结论是______________________。
2、在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)==3V(A)，3V(C)==2V(B)。则此反应可表示为( A )
A、2A+3B==2C B、A+3B==2C
C、3A+B==2C D、A+B==C
教学回顾：
第一节 化学反应速率 教学设计
一、教材分析：
化学反应速率属于化学动力学的范畴。为了让学生在研究化学应进行的快慢及如何定量表述上有感性知识，教科书安排了简单易行的实验2—1.在实验过程中使学生体会到，要想准确表达化学反应进行的快慢，就必须建立起一套行之有效确定起点，确定时间单位，找出易于测量的某种量或性质的变化。
二、教学目标：
1知识目标：1了解化学反应速率的涵义2、理解化学反应速率的表达式及其简单计算
2能力目标：1、通过有关化学反应速率概念的计算，掌握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的计算能力
2、提高根据化学方程式的判断、比较和计算化学反应速率的能力，掌握比较化学反应快慢的方法。
3情感态度价值观：通过学习过程、实例学生初步学会运用化学视角，去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题
三、教学重难点
教学重点：化学反应速率的表示方法、计算。
教学难点：通过实验测定某些化学反应速率
四、学情分析、教学方法分析：
在学生已有的物体运动速度的基础上，引入化学反应速率的概念不会给学生带来太大的困难，但化学反应速率的表示方法却将是一个难点。用实验2—1来引导学生，使他们得出只根据看到的气泡产生的快、慢来表示反应的速率是模糊的、不准确的判断。通过教科书图2—1的提示，学生很容易想到可以从测量H2的体积来比较反应的快慢。这种测量可以是在相同的时间内看H2体积的多少，也可以看产生相同体积的H2所耗时间的多少。如果相同时间内测量溶液中H+浓度的变化，测量锌粒质量的变化，也都可以定量比较这个反应进行的快慢。学生通过交流，可以发现表示反应速率的方法有多种，因此，可以通过多种实验测定某些反应的速率。在交流中得出：反应速率表示方法的共同之处，都是用单位时间内反应前后的反应物或生成物的量的变化来表示。显然该反应以测量H2的体积最为简便易行。然后，引导学生得出：化学反应速率通常总是用单位时间内反应前后的反应物或生成物的浓度（物质的量浓度）的变化来表示。
五、教学方法
1.? 采用实验探究式教学手段及运用多媒体辅助教学。在激发学生的求知欲望、提高学生的学习兴趣的同时，也培养了学生善于思考、勇于发现问题和解决问题的能力。
2．学案导学
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→实验探究、引导归纳→学生讨论、反思总结。
六、课前准备
1．学生的学习准备：课前预习学案
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案。准备实验用品及仪器
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入，展示目标
宏观的物体有快有慢，物体的快慢用速度来进行表示，化学反应速率有没有快慢呢？学生思考身边的实例后，思考如何来表示化学反应的快慢。这节课我们就来学习化学反应快慢的表示方法——化学反应速率（板书）。这节课的重点是化学反应速率的计算和表示方法，难点是化学反应速率的测定。
（三）合作探究，精讲点拨
[设疑]物理课中所学的速率的共同特点。
都有一个确定的起点（速率=0）；都有一个和速率大小相匹配的时间单位；都有说明体系某种变化的可计量的性质。
[引入]提出问题讨论：（1）怎样判断化学反应的快慢？（2）通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？
[讨论]在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量的表示化学反应进行得快慢呢？
学生活动：自学《预习学案》
教师板书：一、化学反应速率
1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。
2、数学表达式：
V == △C/ △t
3、反应速率的单位：
是：mol/（L·s） 或 mol/（L·min） 或 mol/（L·h）
二、化学反应速率的简单计算方法
（1）数学表达式法：V == △C/ △t
计算化学反应速率的步骤:
起始浓度c（起始）
变化浓度Δ c
终了浓度c（终了）
---- 三部曲
学生计算
1.在体积为2L的容积不变的密闭容器中充入0.8mol的氮气与1.6mol氢气，一定条件下发生反应。4min后，测得容器内生成的氨气为0.24mol，求：
①用NH3的浓度变化表示的反应速率。
②分别用H2 N2 的浓度变化表示的反应速率。
2.向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molSO2,求2s内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率比
教师设问：上述两题用不同物质表示的化学反应速率不同，有何规律？
学生思考、讨论、比较得出结论，教师板书：
（2）对某一具体的化学反应来说，用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时，数值往往不同，其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，
教师强调：在表示某反应速率时应注明是用哪种物质表示的。
学生计算：
密闭容器中，合成氨反应∶
N2 + 3H2 = 2NH3
起始浓度（mol/L） 8 20 0
5min后（mol/L） 6
浓度变化（mol/L）
则 V（N2）=△C/△t= ；
V（H2）=△C/△t= ；
V（NH3）=△C/△t= 。
由以上可知∶ V（N2）: V（H2 ）: V（NH3）=
学与问∶
一个化学反应的速率用不同的反应物或生成物来表示，数值可能 但含义 , 速率之比等于该反应方程式中对应 之比。
练习
(1)在一定条件下，密闭容器中合成氨，3H2+N2==2NH3，开始时测得C（H2）=4mol/L ，C（N2）=1mol/L，2S末，测得C（N2）=0.9mol/L。求V（H2）为多大？
(2)实验室利用氯酸钾制氧气。某学生测得生成氧气的平均速率为0.01mol/L·min，氧气的密度约为1.28g/L，欲制取500mL（标态下）的氧气，需要时间为 （ ）
A、2min B、4min C、6min D、8min
(3)向2L的密闭容器(内有催化剂)充入2mol的SO2和1molO2，经2S，测得容器内有1mol的SO3，则该反应的速率可怎样表示？
(4)在下列过程，需要加快化学反应速率的是 （ ）
A、钢铁腐蚀 B、塑料老化 C、食物腐烂 D、工业炼钢
(5)某温度时，图中曲线X，Y，Z是在2L容器中X，Y，Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数据分析，该反应的化学方程式为3X+Y==2Z ；反应从开始计时，
2分钟内Z的平均反应速率为___ _ mol/(l.min)
教师板书
三、化学反应的速率的测量
教师设问：化学反应的速率是通过实验测定的。测定方法有哪些？
学生看课本第20页内容，总结如下
１、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；
２、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；
３、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
学生从实验中找出反应速率的测定方法:
学生分组实验：实验2—1，注意事项：
锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同
40mL的硫酸溶液要迅速加入
装置气密性要好，且计时要迅速准确
实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸
实验步骤： 取一套装置，加入40 mL 1mol/L的的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
取另一套装置，加入40 mL 4mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
学生观察现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。所用的时间比所用的时间短
实验结果：
加入试剂
反应时间
min
反应速率
Mol/(L·min)
1mol/L H2SO4
长
小
4mol/L H2SO4
短
大
实验结论：4mol/L的硫酸与锌反应比1mol/L的硫酸与锌反应快。
［思考与交流］还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？
锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H＋ == Zn2+ + H2 ↑，因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化等来测定化学反应速率
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学反应快慢的表示方法及化学反应速率的计算，那么化学反应的快慢受什么因素的影响呢？在下一节课我们一起来学习影响化学反应速率的因素。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
化学反应速率
一、表示方法
二、计算
三、测量
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
第一节 化学反应速率
学习目标:
1、知识与技能
① 了解化学反应速率的含义
② 理解化学反应速率的表达式及其简单计算
③ 了解化学反应速率的测量方法
2．过程与方法
通过学习化学反应速率的测量方法，培养设计实验的能力
3．情感态度与价值观
通过对化学反应速率的学习，感悟其在生产、生活和科学研究中的作用，提高对化学科学的认识。
教学重点
理解化学反应速率的表达式及其简单计算
教学难点
理解化学反应速率的表达式及其简单计算
教学过程：
1.定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。
若浓度用物质的量（C）来表示，单位为：mol/L，时间用t来表示，单位为：秒（s）或分（min）或小时（h）来表示，则化学反应速率的数学表达式为：
V == △C/ t
单位是：mol/（L·s） 或 mol/（L·min） 或 mol/（L·h）
化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的量变化来表示，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，其数学表达式可表示为
【例题】在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。
解： N2 + 3H2 2NH3
起始量（mol）： 1 3 0
2s末量（mol）： 1-0.2 3-0.6 0.4
变化量（mol）： 0.2 0.6 0.4
则 VN2==0.2/2×2==0.05 mol/（L·s） VH2==0.6/2×2==0.15 mol/（L·s）
VNH3==0.4/2×2==0.1 mol/（L·s）
【明确】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。
3.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。
4.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。即：
VN2 ：VH2 ： VNH3 ==== 1 ：3 ：2
5.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD来说有：
VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD==== a ：b ：c ：d
6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。例如：
可逆反应A（g）+ B（g） C（g）+ D（g） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ B ）
A. VA==0.15mol/L·min B. VB==0.6 mol/L·min
C. VC==0.4 mol/L·min D.VD==0.01 mol/L·s
对化学反应速率要注意以下几个问题：
1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位，时间单位通常可用s、min、h表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/(l·s)、mol/(l·mon)或mol/(l·h)。
2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。
3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：
对于反应来说，则有。
4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
教学反思：
第一节 化学反应速率
一、选择题
1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．化学反应速率是指某一时刻、某种反应物的瞬时反应速率
B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以推知化学反应的快慢
D．对于一个化学反应来说，其反应速率越大，反应现象就越明显
解析：A项中，化学反应速率是指一段时间内某种反应物或生成物的平均反应速率；B项中0.8 mol·L－1·s－1不是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1，而是指1 s内该物质的浓度变化量为0.8 mol·L－1；D项中反应速率与反应现象无必然联系。
答案：C
2．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O2??2SO3的反应速率如下表所示：
编号
(1)
(2)
(3)
(4)
反应速率[mol/(L·min)]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是( )
A．(1) B．(2)
C．(3) D．(4)
解析：由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)v(SO2)＝0.2 mol/(L·min)；
(2)v(O2)＝0.25 mol/(L·min)；(3)v(SO3)＝0.25 mol/(L·min)；(4)v(O2)＝0.3 mol/(L·min)，单位相同，数值大者反应速率快。
答案：D
3．在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c(N2O)/
mol·L－1
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1
解析：本题考查化学反应速率及转化率，意在考查考生对图像的分析判断能力。由表中数据可知，N2O的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半衰期与浓度呈正比关系，转化率与浓度大小无关，故A项正确，B、C、D项错误。
答案：A
4．反应4CO(g)＋2NO2(g)??N2(g)＋4CO2(g)开始进行时，CO的浓度为4 mol/L，N2的浓度为0,2 min后测得N2的浓度为0.6 mol/L，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是( )
A．v(CO)＝1.2 mol/(L·s) B．v(NO2)＝0.3 mol/(L·min)
C．v(N2)＝0.6 mol/(L·min) D．v(CO2)＝1.2 mol/(L·min)
解析：由题意知N2的反应速率为＝0.3 mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得D选项正确。要注意的是A项中的单位是mol/(L·s)，故不正确。
答案：D
5．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L密闭的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)，若经2 s后测得A物质的量为2.8 mol，C的浓度为0.6 mol·L－1，下列几种说法，正确的是( )
①2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s时物质B的转化率为70% ④x＝2
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
解析：由题干信息计算出v(A)＝＝0.3 mol/(L·s)，则v(B)＝0.15 mol/(L·s)；2 s时A消耗1.2 mol，则B消耗0.6 mol，所以B的转化率为30%；2 s时生成物C的浓度为0.6 mol·L－1，所以v(C)＝＝0.3 mol/(L·s)，v(A)∶v(C)＝2∶x＝1∶1，得x＝2，故①④正确。
答案：B
6．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：
X
Y
W
Q
10 min
1.0 mol
3.0 mol
1.0 mol
2.0 mol
20 min
0.5 mol
1.5 mol
2.0 mol
1.0 mol
上述容器中发生的化学反应方程式可能是( )
A．X＋2Y===2W＋2Q B．3X＋Y＋2W===2Q
C．X＋3Y＋2Q===2W D．X＋2Y＋3Q===2W
解析：从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。n(X)∶n(Y)∶n(Q)∶n(W)＝(1.0 mol－0.5 mol)∶(3.0 mol－1.5 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的计量数之比为1∶3∶2∶2，选C。
答案：C
7．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g) ＋ 3H2(g) ?? 2NH3(g)
起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/mol·L－1 0.4 1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是( )
A．2 s末氨气的反应速率＝0.4 mol·(L·s)－1
B．前2 s时间内氨气的平均反应速率＝0.4 mol·(L·s)－1
C．前4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.3 mol·(L·s)－1
D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.2 mol·(L·s)－1
解析：本题考查学生对化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率的理解。
答案：A
8．已知反应4NH3＋5O2??4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是( )
A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O)
C．3v(NH3)＝2v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO)
解析：在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，A项应为5v(NH3)＝4v(O2)，B项应为6v(O2)＝5v(H2O)，D项应为4v(O2)＝5v(NO)，C项正确。
答案：C
9．在容积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2，发生反应2SO2＋O2??2SO3，当反应进行到4 min时，测得n(SO2)＝0.4 mol。若反应进行到2 min时，容器中SO2的物质的量是( )
A．等于1.6 mol B．等于1.2 mol
C．大于1.6 mol D．小于1.2 mol
解析：由题意可求得4 min内SO2的平均反应速率v(SO2)＝＝0.2 mol·(L·min)－1。若按照这个反应速率计算，2 min时转化的SO2的物质的量为0.2 mol·(L·min)－1×2 min×2 L＝0.8 mol，但由于前2 min比后2 min的反应速率大，所以2 min时，n(SO2)<2 mol－0.8 mol＝1.2 mol。
答案：D
10．可逆反应mX＋nY??xZ(X、Y、Z均是气体)，已知v(X)＝a mol·L－1·s－1，v(Y)＝b mol·L－1·s－1，v(Z)＝c mol·L－1·s－1，则x的值为( )
① ② ③ ④
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：根据速率之比等于化学计量数之比可知，＝＝?x＝，④正确；＝＝?x＝，③正确。
答案：D
二、非选择题
11．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则
(1)用物质A表示的反应的平均速率为__________；
(2)用物质B表示的反应的平均速率为__________；
(3)2 s时物质B的转化率为__________；
(4)2 s时物质A的浓度为__________。
解析：根据题意可知初始时c(A)＝2 mol/L
c(B)＝1 mol/L
经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L则有：
2A(g)＋B(g)??2C(g)
c(初) 2 1 0
Δc 0.6 0.3 0.6
c(末) 1.4 0.7 0.6
v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1
v(B)＝0.15 mol·L－1·s－1,2 s时物质B的转化率为×100%＝30%,2 s时物质A的浓度为2 mol/L－0.6 mol/L＝1.4 mol/L。
答案：(1)0.3 mol·L－1·s－1
(2)0.15 mol·L－1·s－1
(3)30% (4)1.4 mol/L
12．化学反应速率可通过实验测定。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算。如比较锌粒与不同浓度硫酸溶液反应时的速率，可通过测定收集等体积H2需要的________来实现；在KMnO4与H2C2O4反应中，可通过观察单位时间内________变化来测定该反应的速率；在Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O反应中，该反应的速率可通过________来测定。
解析：有气体生成的反应可以通过收集一定体积的气体需要的时间来测反应速率。有颜色或沉淀出现的反应可以利用它们出现此现象的时间来确定反应速率。
答案：时间 溶液颜色 出现浑浊所需要的时间
13．(2015·试题调研)已知：反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为________。
(2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；
乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；
丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1；
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________。
解析：(1)从0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝0.6 mol·L－1÷12 s＝0.05 mol·L－1·s－1。
(2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝0.3 mol·L－1÷4 s＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2，由图像知，在12 s时Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)??2C(g)。
(3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×0.6 mol·L－1÷3＝0.4 mol·L－1，则该曲线如图所示。
(4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则甲容器中＝＝＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝＝0.12 mol·L－1·s－1，丙容器中＝＝＝0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。
答案：(1)0.05 mol·L－1·s－1
(2)3A(g)＋B(g)??2C(g)
(3)见解析
(4)乙>甲>丙
点评：本题主要考查了有关化学反应速率的计算和应用。对于简单的化学反应速率的计算可以直接利用公式v＝，带入数据时需要注意图像中坐标的含义，部分考生会由于没有注意到这一点，同时又受题干中2 L的干扰而出错。在一个具体的化学反应中，用不同物质的物质的量浓度变化来表示化学反应速率时，数值往往不同，数值之比等于对应的化学计量数之比，这一点是十分重要的，如该题中v(A)∶v(B)∶v(C)＝a∶b∶c＝3∶1∶2。在比较反应速率的快慢时不能只看数值的大小，应该先转化成相同的单位，然后比较、和的大小，若>，则A表示的反应速率比B表示的大，如果只看数值的大小此题一定会出错。
14．在25℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液的体积变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)H2，在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内，用FeCl2表示的平均反应速率是________。
(2)在后4 min内，用HCl表示的平均反应速率是________。
(3)前2 min与后4 min相比，________的反应速率较快。
解析： (1)Fe ＋ 2HCl===FeCl2 ＋ H2↑
Δn 0.05 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.05 mol
v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1
(2) Fe＋ 2HCl=== FeCl2＋H2↑
Δn 0.05 mol 0.1 mol 0.05 mol
v(HCl)＝＝0.25 mol/(L·min)
(3)后4 min：v(FeCl2)＝0.125 mol·L－1·min－1，后4 min慢。
答案：(1)0.25 mol·L－1·min－1
(2)0.25 mol·L－1·min－1 (3)前2 min
15．一密闭容器内装有SO2和O2，反应开始时，SO2浓度为2 mol/L ，O2浓度为2 mol/L，两分钟后，测得SO2浓度为1.8 mol/L，则两分钟内SO2的平均反应速率是多少？O2和SO3的平均反应速率又分别是多少？通过计算，比较三者速率有何联系？
解析： 2SO2＋O2??2SO3
起始浓度(mol/L) 2 2 0
变化浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.2
2 min后浓度(mol/L) 1.8 1.9 0.2
所以：v(SO2)＝＝0.1 mol/(L·min)
v(O2)＝＝0.05 mol/(L·min)
v(SO3)＝＝0.1mol/(L·min)
v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2，其比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
答案：v(SO2)＝0.1 mol/(L·min)
v(O2)＝0.05 mol/(L·min)
v(SO3)＝0.1mol/(L·min)
三者的速率之比为2∶1∶2，比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
A组
1.下列关于化学反应速率的说法不正确的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.单位时间内某物质的浓度变化越大,则该物质反应就越快
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D.化学反应速率常用单位有“mol·(L·s)-1”和“mol·(L·min)-1”
答案:C
2.对于反应:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列说法正确的是( )
A.用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同,但所表示的意义相同
B.不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率,但可用水来表示
C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D.用CaCl2浓度的减小表示其反应速率
解析:固体、纯液体无浓度变化;不是可逆反应,也不能用生成物浓度的减小来表示化学反应速率。
答案:A
3.在2 L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)2C(g),若最初加入的A和B都是4 mol,测得10 s内A的平均速率v(A)=0.12 mol·(L·s)-1,则反应进行到10 s时容器中B的物质的量是( )
A.1.6 mol B.2.8 mol
C.3.2 mol D.3.6 mol
解析:10 s内v(B)=v(A)=0.04 mol·(L·s)-1,故10 s内,Δn(B)=10 s×0.04 mol·(L·s)-1×2 L=0.8 mol,因此10 s时,容器内n(B)= 4 mol-0.8 mol=3.2 mol。
答案:C
4.在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系:2v(B)=3v(A),3v(C)=2v(B)。则此反应可表示为( )
A.2A+3B2C B.A+3B2C
C.3A+B2C D.A+BC
解析:化学反应速率之比等于化学计量数之比,A项正确。
答案:A
5.有两位同学在条件相同的情况下,测定反应:A2+3B2C2的化学反应速率。甲测得:v(A)=0.5 mol·(L·min)-1,乙测得:v(B)=1.5 mol·(L·min)-1,则这两位同学的测定结果( )
A.都正确 B.都不正确
C.甲正确,乙不正确 D.都对或都错
解析:甲、乙测出的速率之比等于化学方程式的化学计量数之比,故都正确或都不正确。
答案:D
6.2SO2+O22SO3经一段时间反应后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·(L·s)-1,则这段时间为( )
A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
解析:该时间内SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,根据化学方程式,相同时间内O2的浓度减小了0.2 mol·L-1。所以,Δt==5 s。
答案:C
7.在N2+3H22NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6 mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·(L·s)-1,则此段时间是( )
A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s
解析:已知用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·(L·s)-1,则用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)=v(H2)=×0.45 mol·(L·s)-1=0.3 mol·(L·s)-1,Δt==2 s。
答案:B
8.(双选)已知:4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[mol·(L·min)-1]表示,则下列关系式正确的是( )
A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O)
C. 3v(NH3)=2v(H2O) D.4v(O2)=5v(NO)
解析:根据规律,将各选项变形,如A项变形为(而其化学计量数之比为),同理,B、C、D项也可分别变形为:,A、B均不符合题意,本题答案为C、D。
答案:CD
9.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是( )
A.v(D)=0.4 mol·(L·s)-1
B.v(C)=0.5 mol·(L·s)-1
C.v(B)=0.6 mol·(L·s)-1
D.v(A)=0.15 mol·(L·s)-1
解析:将反应速率都用v(D)表示,其速率分别为:B项,v(D)=0.5 mol·(L·s)-1,C项,v(D)=0.4 mol·(L·s)-1,D项,v(D)=0.3 mol·(L·s)-1,因此B项表示的反应速率最快。
答案:B
10.甲、乙两个容器内都进行A→B的反应,甲容器内每分钟减少4 mol A,乙容器内每分钟减少2 mol A,则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率( )
A.快 B.慢
C.相等 D.无法判断
解析:由化学反应速率的表达式:v(A)=,由于甲、乙两容器的体积大小未知,仅知道单位时间内A的物质的量的变化值,故不能比较两容器内反应速率的大小。
答案:D
11.将化合物A的蒸气1 mol充入0.5 L容器中加热分解:2A(g)B(g)+nC(g)。反应到3 min时,容器内A的浓度为0.8 mol·L-1,测得这段时间内,平均速率v(C)=0.6 mol·(L·min)-1,则化学反应方程式中n值为 ,v(B)= 。?
解析:Δc(A)=2 mol·L-1-0.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1,A的化学反应速率:v(A)==0.4 mol·(L·min)-1,则v(A)∶v(C)=2∶n=0.4 mol·(L·min)-1∶0.6 mol·(L·min)-1=2∶3,故n=3。v(B)=v(A)=×0.4 mol·(L·min)-1=0.2 mol·(L·min)-1。
答案:3 0.2 mol·(L·min)-1
12.一定温度下,在密闭容器中,通入一定量的NO2发生反应:2NO22NO+O2,经2 min后,测得混合气中NO2的浓度为0.06 mol·L-1,O2的浓度为0.12 mol·L-1,且各物质的浓度不再发生变化。求:
(1)NO2的起始浓度。
(2)2 min时NO2的转化率。
(3)生成NO的反应速率。
解析:设NO2的起始浓度为a。
2NO22NO+O2
起始/(mol·L-1) a 0 0
转化/(mol·L-1) 0.24 0.24 0.12
2 min时/(mol·L-1) a-0.24 0.24 0.12
由题意得:a-0.24 mol·L-1=0.06 mol·L-1
所以(1)NO2的起始浓度为
a=0.06 mol·L-1+2×0.12 mol·L-1=0.3 mol·L-1
(2)α(NO2)=×100%=80%
(3)v(NO)==0. 12 mol·(L·min)-1
答案:(1)0.3 mol·L-1
(2)80%
(3)0.12 mol·(L·min)-1
B组
1.一定条件下反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一密闭容器中进行,测得平均反应速率v(C)=2v(B)。若该反应过程中气体的物质的量一直保持不变,则m、n、p、q的数值可以是( )
A.2、6、3、5 B.3、1、2、2
C.3、1、2、1 D.1、3、2、2
解析:v(C)=2v(B),则物质C的化学计量数为物质B的2倍,可排除A、D。又因为反应前后气体物质的量不变,因此答案只能选B项。
答案:B
2.在一定温度下,向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2,经过一段时间后,测得容器内压强是起始时的。在此时间内H2的平均反应速率为0.1 mol·(L·min)-1,则经过时间为( )
A.2 min B.3 min C.4 min D.5 min
解析:设转化的N2为x
N2+3H22NH3
起始/mol 1 3 0
转化/mol x 3x 2x
剩余/mol 1-x 3-3x 2x
由题意得:=0.9
x=0.2 mol
v(H2)==0.1 mol·(L·min)-1
t=3 min
答案:B
3.化学反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。反应H2+Cl22HCl的化学反应速率可表示为v=k·cm(H2)·cn(Cl2),式中k为常数,m、n值可用下表中数据确定。
c(H2)/(mol·L-1)
c(Cl2)/(mol·L-1)
v/[mol·(L·s)-1]
1.0
1.0
1.0k
2.0
1.0
2.0k
2.0
4.0
4.0k
由此可推得,m、n值正确的是( )
A.m=1、n=1 B.m=、n=
C.m=、n=1 D.m=1、n=
解析:由表中第一、二行数据知,c(Cl2)相同时,v与c(H2)成正比,故m=1;由表中第二、三行数据知,c(H2)相同时,v与(Cl2)成正比,故n=。
答案:D
4.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
t/s
0
500
1 000
c(H2)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.48
c(CO)/(mol·L-1)
2.50
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是 。?
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是 ,1 000 s时CO的转化率是 。?
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是 。?
解析:(1)在500 s内,v(H2)==2.96×10-3 mol·(L·s)-1。
(2)在1 000 s时反应的H2的浓度是Δc(H2)=5.00 mol·L-1-2.48 mol·L-1=2.52 mol·L-1,则反应了的CO的浓度是:Δc(CO)=Δc(H2)=1.26 mol·L-1,
用CO表示此段时间的平均速率为:
v(CO)==1.26×10-3 mol·(L·s)-1。
CO的转化率为×100%=50.4%。
(3)在500 s时反应了的H2的浓度为Δc(H2)=1.48 mol·L-1,则生成的CH3OH的浓度为Δc(CH3OH)=Δc(H2)=0.74 mol·L-1。
答案:(1)2.96×10-3 mol·(L·s)-1
(2)1.26×10-3 mol·(L·s)-1 50.4%
(3)0.74 mol·L-1
第二章 第一节
一、选择题
1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．化学反应速率是指某一时刻、某种反应物的瞬时反应速率
B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以推知化学反应的快慢
D．对于一个化学反应来说，其反应速率越大，反应现象就越明显
解析：A项中，化学反应速率是指一段时间内某种反应物或生成物的平均反应速率；B项中0.8 mol·L－1·s－1不是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1，而是指1 s内该物质的浓度变化量为0.8 mol·L－1；D项中反应速率与反应现象无必然联系。
答案：C
2．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O2??2SO3的反应速率如下表所示：
编号
(1)
(2)
(3)
(4)
反应速率[mol/(L·min)]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是( )
A．(1) B．(2)
C．(3) D．(4)
解析：由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)v(SO2)＝0.2 mol/(L·min)；
(2)v(O2)＝0.25 mol/(L·min)；(3)v(SO3)＝0.25 mol/(L·min)；(4)v(O2)＝0.3 mol/(L·min)，单位相同，数值大者反应速率快。
答案：D
3．在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c(N2O)/
mol·L－1
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1解析：本题考查化学反应速率及转化率，意在考查考生对图像的分析判断能力。由表中数据可知，N2O的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半衰期与浓度呈正比关系，转化率与浓度大小无关，故A项正确，B、C、D项错误。
答案：A
4．反应4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)开始进行时，CO的浓度为4 mol/L，N2的浓度为0,2 min后测得N2的浓度为0.6 mol/L，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是( )
A．v(CO)＝1.2 mol/(L·s)
B．v(NO2)＝0.3 mol/(L·min)
C．v(N2)＝0.6 mol/(L·min)
D．v(CO2)＝1.2 mol/(L·min)
解析：由题意知N2的反应速率为＝0.3 mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得D选项正确。要注意的是A项中的单位是mol/(L·s)，故不正确。
答案：D
5．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L密闭的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)，若经2 s后测得A物质的量为2.8 mol，C的浓度为0.6 mol·L－1，下列几种说法，正确的是( )
①2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s时物质B的转化率为70% ④x＝2
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
解析：由题干信息计算出v(A)＝＝0.3 mol/(L·s)，则v(B)＝0.15 mol/(L·s)；2 s时A消耗1.2 mol，则B消耗0.6 mol，所以B的转化率为30%；2 s时生成物C的浓度为0.6 mol·L－1，所以v(C)＝＝0.3 mol/(L·s)，v(A)∶v(C)＝2∶x＝1∶1，得x＝2，故①④正确。
答案：B
6．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：
X
Y
W
Q
10 min
1.0 mol
3.0 mol
1.0 mol
2.0 mol
20 min
0.5 mol
1.5 mol
2.0 mol
1.0 mol
上述容器中发生的化学反应方程式可能是( )
A．X＋2Y2W＋2Q
B．3X＋Y＋2W2Q
C．X＋3Y＋2Q2W
D．X＋2Y＋3Q2W
解析：从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。n(X)∶n(Y)∶n(Q)∶n(W)＝(1.0 mol－0.5 mol)∶(3.0 mol－1.5 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的计量数之比为1∶3∶2∶2，选C。
答案：C
7．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/mol·L－1 0.4 1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是( )
A．2 s末氨气的反应速率＝0.4 mol·(L·s)－1
B．前2 s时间内氨气的平均反应速率＝0.4 mol·(L·s)－1
C．前4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.3 mol·(L·s)－1
D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.2 mol·(L·s)－1
解析：本题考查学生对化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率的理解。
答案：A
8．已知反应4NH3＋5O2??4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是( )
A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O)
C．3v(NH3)＝2v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO)
解析：在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，A项应为5v(NH3)＝4v(O2)，B项应为6v(O2)＝5v(H2O)，D项应为4v(O2)＝5v(NO)，C项正确。
答案：C
9．在容积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2，发生反应2SO2＋O2??2SO3，当反应进行到4 min时，测得n(SO2)＝0.4 mol。若反应进行到2 min时，容器中SO2的物质的量是( )
A．等于1.6 mol B．等于1.2 mol
C．大于1.6 mol D．小于1.2 mol
解析：由题意可求得4 min内SO2的平均反应速率v(SO2)＝＝0.2 mol·(L·min)－1。若按照这个反应速率计算，2 min时转化的SO2的物质的量为0.2 mol·(L·min)－1×2 min×2 L＝0.8 mol，但由于前2 min比后2 min的反应速率大，所以2 min时，n(SO2)<2 mol－0.8 mol＝1.2 mol。
答案：D
10．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，下列描述正确的是( )
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·(L·s)－1
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．该反应为可逆反应
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??Z(g)
解析：由图可知反应进行到10 s时Z生成了1.58 mol，则Z的反应速率是＝0.079 mol·(L·s)－1，A错；反应到10 s时X的物质的量浓度减少了＝0.395 mol·L－1，B错；反应后X、Y、Z三种气体共存，说明为可逆反应，C项正确；根据10 s时各物质的变化量可得其反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)，D错误。
答案：C
二、非选择题
11．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则
(1)用物质A表示的反应的平均速率为__________；
(2)用物质B表示的反应的平均速率为__________；
(3)2 s时物质B的转化率为__________；
(4)2 s时物质A的浓度为__________。
解析：根据题意可知初始时c(A)＝2 mol/L
c(B)＝1 mol/L
经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L则有：
2A(g)＋B(g)??2C(g)
c(初) (2) (1) 0
Δc 0.6 0.3 0.6
c(末) 1.4 0.7 (0.6)
v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1
v(B)＝0.15 mol·L－1·s－1,2 s时物质B的转化率为×100%＝30%,2 s时物质A的浓度为2 mol/L－0.6 mol/L＝1.4 mol/L。
答案：(1)0.3 mol·L－1·s－1
(2)0.15 mol·L－1·s－1
(3)30% (4)1.4 mol/L
12．(2014·孝感检测)化学反应速率可通过实验测定。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算。如比较锌粒与不同浓度硫酸溶液反应时的速率，可通过测定收集等体积H2需要的________来实现；在KMnO4与H2C2O4反应中，可通过观察单位时间内________变化来测定该反应的速率；在Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O反应中，该反应的速率可通过________来测定。
解析：有气体生成的反应可以通过收集一定体积的气体需要的时间来测反应速率。有颜色或沉淀出现的反应可以利用它们出现此现象的时间来确定反应速率。
答案：时间 溶液颜色 出现浑浊所需要的时间
13．(2014·试题调研)已知：反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为________。
(2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；
乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；
丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·s－1；
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________。
解析：(1)从0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝0.6 mol·L－1÷12 s＝0.05 mol·L－1·s－1。
(2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝0.3 mol·L－1÷4 s＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2，由图像知，在12 s时Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)??2C(g)。
(3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×0.6 mol·L－1÷3＝0.4 mol·L－1，则该曲线如图所示。
(4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则甲容器中＝＝＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝＝0.12 mol·L－1·s－1，丙容器中＝＝＝0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。
答案：(1)0.05 mol·L－1·s－1
(2)3A(g)＋B(g)??2C(g)
(3)见解析
(4)乙>甲>丙
点评：本题主要考查了有关化学反应速率的计算和应用。对于简单的化学反应速率的计算可以直接利用公式v＝，带入数据时需要注意图像中坐标的含义，部分考生会由于没有注意到这一点，同时又受题干中2 L的干扰而出错。在一个具体的化学反应中，用不同物质的物质的量浓度变化来表示化学反应速率时，数值往往不同，数值之比等于对应的化学计量数之比，这一点是十分重要的，如该题中v(A)∶v(B)∶v(C)＝a∶b∶c＝3∶1∶2。在比较反应速率的快慢时不能只看数值的大小，应该先转化成相同的单位，然后比较、和的大小，若>，则A表示的反应速率比B表示的大，如果只看数值的大小此题一定会出错。
14．下列数据是高温下金属镁和镍分别与氧气进行氧化反应时，在金属表面生成氧化膜的实验记录：
反应时间t/h
1
4
9
16
25
MgO层厚y/nm
0.05a
0.2a
0.45a
0.80a
1.25a
NiO层厚y′/nm
b
2b
3b
4b
5b
a、b均为与温度无关的常数。请回答：
(1)金属高温氧化的腐蚀速率可用金属氧化膜的生长速率来表示，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚y与时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚y属于______型(填“直线”或“抛物线”，下同) ；NiO氧化膜的膜厚y′属于____型。
(3)Mg和Ni比较，金属______更耐腐蚀，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)金属因高温发生氧化反应，遭到破坏是常见的一种腐蚀现象。然而，不同的金属因其形成的氧化膜致密程度不同，它们的耐腐蚀性也不同。化学反应速率既可由反应物的消耗速率表示，也可由生成物的生成速率表示。显然金属的腐蚀速率可用其氧化膜的生长速率表示。
(2)根据题给数据不难推导出以下数学关系：MgO膜厚y与时间t的关系为y＝0.05at；NiO膜厚y′与时间t的关系为y′＝bt。由函数的表达式知：前者为直线型，后者为抛物线型。
(3)据此可知y′随时间增大要比y随时间增大的慢，故镍的耐高温氧化腐蚀性要比镁的好。
答案：(1)化学反应速率可用反应物的消耗速率表示，也可用生成物的生成速率表示
(2)直线 抛物线
(3)Ni 它的腐蚀速率随时间的增大比镁慢
15．一密闭容器内装有SO2和O2，反应开始时，SO2浓度为2 mol/L ，O2浓度为2 mol/L，两分钟后，测得SO2浓度为1.8 mol/L，则两分钟内SO2的平均反应速率是多少？O2和SO3的平均反应速率又分别是多少？通过计算，比较三者速率有何联系？
解析： 2SO2＋O2??2SO3
起始浓度(mol/L) 2 2 0
变化浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.2
2 min后浓度(mol/L) 1.8 1.9 0.2
所以：v(SO2)＝＝0.1 mol/(L·min)
v(O2)＝＝0.05 mol/(L·min)
v(SO3)＝＝0.1mol/(L·min)
v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2，其比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
答案：v(SO2)＝0.1 mol/(L·min)
v(O2)＝0.05 mol/(L·min)
v(SO3)＝0.1mol/(L·min)
三者的速率之比为2∶1∶2，比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
课题：第二节 影响化学反应速率的因素
授课班级
课 时
2
教
学
目
的
知识与
技能
1、理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响
2、能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响
过程与
方法
1、掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法
2、通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图象，提高识图析图能力，培养从图象中挖掘化学信息的能力。
情感态度
价值观
学习实验探究的基本方法，发展学生学习化学的兴趣，培养观察和动手实验的能力。
重 点
化学反应速率的影响因素
难 点
化学反应速率的影响的原因
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第二节 影响反应速率的因素
一、浓度对化学反应速率的影响
当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。
二、压强对化学反应速率的影响
其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。
三、温度对化学反应速率的影响
在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。
四、催化剂对化学反应速率的影响
催化剂能够改变化学反应速率。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【引入】提出几个问题以引起学生思考：
1. 我们能够计算出一个化学反应的速率，能否改变化学反应速率呢？
2. 影响化学反应速率的主要因素是什么？我们人类能否控制这个因素？
3. 我们能否通过改变外在条件来改变化学反应的速率呢？试根据日常生活经验举例说明。
【活动】学生阅读第一自然段后回答：
化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率。如加热、搅拌、增大反应物浓度，都是我们已经用过的方法。日常生活中汽车加大油门、向炉膛鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法。
【知识回顾】有效碰撞理论
1、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞
化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。
碰撞的频越高，则化学反应速率就越大。研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。有效碰撞是发生化学反应的充分条件。
投篮中的两个条件：一是运动员应具有足够的能量，二是应有合适的取向。有效碰撞的道理即是如此。
2、活化能和活化分子
(1) 活化分子(activated molecule)：能够发生有效碰撞的分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子间的“结合力”，从而导致反应物分子破坏，重新组合生成物分子，发生化学反应
(2) 活化能(activation energy)：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。
如上图中的E1是反应的活化能，E1-E2是反应热。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子
普通分子+活化能 活化分子
活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。
(3) 活化能与化学反应速率：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。
活化能低普通分子易变成活化分子活化分子百分数大有效碰撞次数多反应速率快
利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。
【讲解】影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行。
【板书】第二节 影响反应速率的因素
一、浓度对化学反应速率的影响
【提问】浓度是怎样影响化学反应速率的？
【学生活动】通过演示实验来观察化学反应的进行。 回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。
【投影】实验2-2：在温度不变的情况下，0.01mol/L KMnO4溶液与不同浓度的的H2C2O4 溶液反应的对比实验。
注意事项： KMnO4溶液的浓度不要太大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成0.01 mol/L比较合适。KMnO4溶液要用硫酸酸化。
实验现象：溶液均为由紫色褪为无色。0.2mol/L的H2C2O4褪色更快。
化学反应方程式：2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验结论：其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应物速率减小。
【思考与交流】在上述实验中，为什么实验开始时溶液褪色较慢，随后褪色加快？
【实验探究】在两支试管中各加入4 mL 0.01mol/L H2C2O4 溶液；再向其中一支试管加入一粒黄豆大的MnSO4固体。
实验现象：两支试管中溶液均褪色，加入Mn2＋ 的褪色更快些
结论：Mn2＋对该反应有催化作用。在实验1中实验开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成Mn2＋具有催化作用，随后褪色会加快
【板书】当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。
【思考】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
【讲解】在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【讲解】还需要补充的是，固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【过渡】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？
【板书】二、压强对化学反应速率的影响
【讲解】当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。
【思考】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
【讲解】一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。
【投影】
【讲解】压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。
【板书】其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。
【过渡】温度是怎样对化学反应速率进行影响的？
【板书】三、温度对化学反应速率的影响
【投影】实验2-3：10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1mol/L的硫酸10ml反应的对比实验
实验现象：加热的一组首先出现浑浊。
化学方程式：Na2S2O3 +H2SO4 == Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O
实验结论：其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度速率减慢。
【科学探究】已知4H＋+4I―+O2 == 2I2 +2H2O ，现有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。
试剂种类及用量
2 mL KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 mL 稀硫酸
实验温度
室温
冰水混合物
试剂加入顺序及理由
分别向2 mL KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分别加入2 mL 稀硫酸。因为在不加酸的情况下，O2不能氧化I―
实验现象
室温的一组溶液快出现蓝色
结论
其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢
【板书】在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。
【思考】为什么升高温度会使反应速率加快？
【讲解】当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。
【投影】
【讲解】上述结论，对于吸热和放执反应都适用。一般地，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。
【过渡】催化剂是怎样影响化学反应速率的？
【板书】四、催化剂对化学反应速率的影响
【投影】实验2-4：过氧化氢分解的对比实验
实验步骤：在锥形瓶中中分别加入10mL 质量分数 10%的H2O2 ，双孔塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化，经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后，试管中迅速产生大量气泡，余烬复燃。
化学方程式：2H2O2 2H2O + O2↑ MnO2
实验结论：催化剂能加快化学反应速率。
【板书】催化剂能够改变化学反应速率。
【讲解】能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中。如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。
【投影】
【讲解】当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。
【讲解】约85%的化学反应需使用催化剂，在使用催化剂时应防止催化剂中毒。
【科学探究】在两支试管中分别加入2 mL 5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol/L FeCl3和CuSO4 溶液各1 mL ，摇匀，比较H2O2的分解速率
实验现象：两支试管中均有细小的气泡产生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些
实验结论：催化剂是具有选择性。
【讲解】催化剂有选择性，不同的反应需要不同的催化剂，且具有一定的活化程度，催化剂不同，活化温度不同
【总结】增大浓度，增加压强、升高温度、加入催化剂都能增大反应速率。
【随堂练习】
从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( AC )
选项
实验事实
结论
A
其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度增大，析出硫沉淀所需的时间越短
当其他条件不变时，增大反应物浓度化学反应速率加快
B
在化学反应前后，催化剂在质量和化学性质都没有发生改变
催化剂一定不参与化学反应
C
H＋浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒如出反应
反应开始时速率相同
D
在容积可变的密闭容器中发生反应H2 (g) +I2(g) 2HI(g)，把容积缩小一倍
正反应速率越快，逆反应速率不变
2、在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中，一个学生得到下面的结果：
序号
锌的质量/g
锌的形状
温度/℃
完全溶解于酸的时间/s
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
30
t 1
E
2
薄片
35
50
F
2
颗粒
15
t 2
G
2
粉末
15
t 3
则下列说法正确的是( B)
A、t 1==75a B、t2>200 >t3
C、单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>mB
D、以上说法都正确
教学回顾：
第二节 影响化学反应速率的因素
一、教材分析
《影响化学反应速率的因素》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第2章《 化学反应速率和化学平衡》第2节的教学内容，主要学习影响化学反应速率的外界因素及其影响规律和理论解释。本节内容是对化学2中已经介化学反应速率的知识的提升，重点介绍的是影响浓度、温度对影响化学反应速率的影响规律及理论解释。
二、教学目标
知识目标：
①理解浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响；
②能初步运用有效碰撞和活化分子等知识来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响；
③初步学会设计“对照实验”比较条件的改变对反应速率快慢的影响。
能力目标：
在学习中，在仔细、全面、准确观察实验现象的基础上，要积极将感性认识上升到理性认识，也就是培养自己透过现象看本质的能力。
3．情感、态度和价值观目标：
(1)通过对实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
(2)通过科学探究，激发学生的学习热情，进一步加深他们对知识的理解。
三、教学重点难点
重点：浓度、温度对化学反应速率的影响
难点：浓度、温度对化学反应速率影响的原因
四、学情分析
我们的学生学习有机知识是在高一下学期，距今已经半年之久，所以对已学过的化学反应速率知识已经大多忘却，仍然必须重点复习，另外要帮助学生回忆本书绪论所学的有效碰撞理论知识，以便用于解释影响规律，进一步来帮助理解应用规律。
五、教学方法
1．实验法： 实验2-2 、实验2-3、实验2-4分组实验。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习教材内容，初步把握基本知识，并填写课前预习学案
2．教师的教学准备： ，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备实验用品。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
【引入】上节课我们学习了化学反应速率的表达及计算，知道不同的化学反应具有不同的化学反应速率，这是由于参加反应的物质本身的性质是决定化学反应速率的重要因素。那么，化学反应速率对于某一反应来说是不是就是一成不变的呢？不是，因为其他因素，如：温度、浓度、压强、催化剂等会影响一些化学反应的反应速率。 这节课就重点讨论有关外界条件对化学反应速率的影响
【板书】第二节 影响化学反应速率的因素
内因：反应物的结构和性质
【引导】外界条件如：浓度、压强、温度、催化剂的改变，也影响化学反应速率。内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因起作用。
【板书】外因：浓度、压强、温度、催化剂等
我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。
【过渡】下面我们先来研究浓度对化学反应速率的影响。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：浓度对反应速率的影响
【实验探究】做以下两个实验并结合教材20页，实验2—2讨论总结
取两支试管，分别加入少量大理石，再分别加入10ml1mol/L的盐酸和10ml0.1mol/L的盐酸。
取两支试管分别加入少量铁片，再分别加入10ml1mol/L的盐酸和10ml0.1mol/L的盐酸。
【讨论小结】其他条件不变，增加反应物浓度，加快反应速率
【板书】一、浓度对反应速率的影响
其他条件不变，增加反应物浓度，加快反应速率
【引导学生】多媒体展示探究思考题。
1、从化学反应的实质是什么？
2、是否所有的碰撞都能使旧键断裂，新键形成？（举运动员不同投篮姿势的例子，使学生形象理解）
3、为什么增加反应物浓度，加快反应速率？
【讲解】其实质就是旧化学键的断裂和新的化学键形成的过程，而旧键的断裂和新键的形成必须通过反应物分子（离子）的相互接触，相互碰撞来实现的。分子间的碰撞必须具有足够的能量，具有足够的能量的分子叫活化分子，活化分子必须具有合适的取向才能发生有效碰撞，发生化学反应。
【板书】化学反应发生的条件
【讲解】其他条件不变，活化分子在反应物分子中占有一定的百分比，当反应物浓度增大时，单位体积内反应物分子增多，单位体积内活化分子数目也相应增多，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率就增大。
【板书】其他条件不变，反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增加→有效碰撞次数增多→反应速率加快。
【讲解】学习了浓度对化学反应速率的影响，我们就知道为什么硫在纯氧中燃烧比在空气中快，但是并不是任何反应都是增大反应物浓度有利于反应的进行，如浓硫酸、浓硝酸可使铁、铝钝化。因此，任何事物都要具体问题具体分析。而对于固体或纯液体，无浓度可言，反应速率与接触表面积有关，如煤粉碎后燃烧。
【板书】固体或纯液体参加的反应，反应物之间接触的表面积大小影响反应速率，与物质的量多少无关。
设计意图：通过实验验证和理论分析引导，学生能深入领会规律，有利于理解并掌握和应用所学规律
探究二：压强对反应速率的影响
【引导】提起压强一词往往与什么有关？为什么？
【学生回答】往往与气体有关，固体和液体受压强的影响较小。
【讲解】所以讨论压强对化学反应速率的影响，指的是有气体参加的化学反应，我们知道，在物理学上有这样的规律，当温度不变时，一定量的气体的压强与其体积成反比，即P1V1=P2V2，说明温度不变时压强增大，体积将会变小，单位体积内的分子数增加，相当于增加了反应物的浓度，故增大压强可以增大化学反应速率。若要减小压强呢？
【学生回答】分析：根据P1V1=P2V2，当温度不变减小压强时，体积必然增大，单位体积内的分子数减小，亦即相当于反应物的浓度降低，化学反应速率减慢。
【引导】对于固体和液体（或溶液）参加的反应，改变压强将会怎么样呢？
【学生回答】因为改变压强对固体、液体或溶液的体积影响很小，所以对浓度的改变就很小，可以认为改变压强对他们的反应速率无影响。
【板书】 有气体参加 ，当其他条件不变时，增加压强化学反应速率加快。
原因：增大压强相当于增大浓度。
【讲解】我们理解了压强对化学反应速率的影响实质，请做一个练习。
【练习】详见学案
【讨论回答】（1）（2）（4）能够使反应速率增大，因为他们都使反应物浓度增大，因而加快反应速率。
【引导启发】我们知道镁条与沸水的反应比与冷水反应快。加快反应速率的首选条件是升高温度，下面我们继续研究温度对化学反应速率的影响。
【板书】三、温度对化学反应速率的影响
探究三：温度对反应速率的影响
【实验探究】让学生完成教材实验2—3，观察现象，总结规律。
【学生回答】放在热水中的试管出现浑浊的时间短，放在冷水中的试管出现浑浊的时间长。
【板书】其他条件不变，升高反应的温度，加快反应速率。
【设问】为什么增加反应物温度，加快反应速率？启发学生从化学反应的实质分析。
【讲解】当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而单位体积内活化分子数量增多，有效碰撞次数增多，所以反应速率加快。经实验测定，温度每升高10℃反应速率通常要增大到原来的2—4倍。
【板书】原因：升高温度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→反应速率加快
每升高10℃， 速率 要增大到原来的2～4倍。
【讲解】学习了温度对化学反应速率的影响，我们就知道为什么在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来加快反应速率，为什么我们食品放入冰箱中保存，可以防止食品变质。
【处理讨论和练习】学以致用
探究四: 催化剂对化学反应速率的影响
【板书】四、催化剂对化学反应速率的影响
【实验探究】取两只试管，分别加入5mL5%的H2O2溶液和3滴合成洗涤剂，再向其中一试管中加入MnO2，观察现象。
【学生回答】加MnO2大试管气泡产生快。
【板书】使用催化剂，加快化学反应速率。
【设问】为什么催化剂能加快化学反应速率？
【讲解】当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂降低了反应所需要的能量，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞次数增多，故化学反应速率加快。
【板书】实质：使用催化剂→降低反应所需要的能量→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。
【阅读】阅读教材最后一段，了解影响化学反应速率的其他因素。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学反应快慢——速率的相关问题，那么，化学反应的限度——化学平衡是怎样的呢？在下一节课我们一起来学习 。这节课后大家可以先预习这一部分， 。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
内因：物质本性
外因：浓度 温度 压强 催化剂等
一、浓度对反应速率的影响
1.其他条件不变时，增加反应物（气体或溶液）浓度，加快反应速率
2、
3、浓度增大→单位体积内活化分子数增加→有效碰撞次数增多→ 速率加快。
二、压强对反应速率的影响
1有气体参加 ， 其他条件不变时，增加压强(缩小容积)，化学反应速率加快。
2原因：增大压强相当于增大浓度。
三、温度对反应速率的影响
1规律：其他条件不变，升高反应的温度，加快反应速率。
2原因：升高温度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→ 速率加快
每升高10℃， 速率 增大到原来的2～4倍。
四、催化剂对化学反应速率的影响
1 用催化剂，加快速率
2实质： 用催化剂→降低反应所需要的能量→活化分子的百分比增大→
有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
浓度对化学反应速率的影响及原因是本节点重点和难点，教学中首先从实验中得到亲身体会，进而通过形象的比喻，使学生理解增大浓度为什么会加快化学反应速率，从活化分子发生有效碰撞的理论高度认识化学反应速率。受浓度的影响及原因，也为讨论温度、压强及催化剂对化学反应速率的影响打下了基础，因此在后边的教学中除了必要的实验外主要通过学生自学，教师引导而得出结论，分析原因，当然在教学中也要注意和物理学科间的联系。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解20分钟，学生分组实验10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节5分钟，能够完成教学内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!
十一、学案设计(见下页)
第二节 影响化学反应速率的因素
[教学目标]
1．知识与技能
（1）理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
（2）使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2．过程与方法
（1）掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；
（2）通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。
3、情感、态度与价值观
（1）通过实验培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。
（2）通过目前催化剂研究的遗憾，激发学生投身科学的激情。
[教学重点、难点]压强对化学速率的影响，用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
[教学过程]
[导入]有些反应速率很快，如盐酸与氢氧化钠的中和反应，而有些反应速率很慢，如石油的形成。可见，不同物质化学反应速率相差很大，决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质。
[板书]
一、决定化学反应速率的因素：反应物本身的性质
二、外界条件对化学反应速率的影响：
（一）浓度对化学反应速率的影响
[演示]课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应
加入试剂
4mL 0.01mol/L KMnO4
2mL 0.1mol/L H2C2O4
4mL 0.01mol/L KMnO4
2mL 0.2mol/L H2C2O4
实验现象
褪色时间
结论
在其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大。
[补充实验] 不同浓度的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸反应的对比实验表
编号
Na2S2O3溶液
水
硫 酸
出现浑浊的时间（秒）
1
10ml
0
10ml
2
5ml
5ml
10ml
【板书】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
【实验解释】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
（明确）当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【对结论的再理解】
1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大
2.对于可逆反应aA +bB cC + dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。
3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。
2. 制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。
（二）压强对化学反应速率的影响
【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？
【收集事实】途径：已有的实验知识
（提出以下几个实验）对比
1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。
2. CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。
3. SO2 与O2在一密闭容器内反应生成SO3。
（讨论）给上述三个反应的容器加压，三个反应的反应物的浓度是怎样变化的？
【事实的处理】列表比较
编号
反应物的状态
加压后反应物浓度变化
加压后反应的速率变化
1
2
3
【板书】对于有气体参加的反应来说，其他条件不变时，增大体系的压强，反应速率会加大。
【解释】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
（明确）1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。
2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。
【结论的再理解】
1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。
2. 对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
3.恒容时加入惰性气体使压强增大，反应物和生成物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。恒压时加入惰性气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。
（三）温度对化学反应速率的影响
[演示]课本21页实验2-3
同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下与0.1摩/升的硫酸5毫升反应的对比表
编 号
0.1mol/L的Na2S2O3
0.1mol/L的H2SO4
反应温度 （℃）
反应中出现浑浊的时间（秒）
1
5ml
5ml
冷水
2
5ml
5ml
热水
【板书】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。
『回顾』1. Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。
2. Mg条分别与冷水和沸水的反应情况的对比。
【实验事实的处理】1.化学用语化（写方程式）
（1） Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O
或 S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O
（2）Cu + 2H2SO4（浓）=== CuSO4 +2 SO2↑+2 H2O
（3 ）Mg +2H2O === Mg（OH）2 + 2H2↑
【解释】为什么升高温度会使反应速率加快？
（明确）当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而单位体积内活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。
【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
【应用】
1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。
2. 合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。
3. 为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。
【科学探究】课本21页科学探究：不同温度下碘化钾与稀硫酸反应（淀粉指示颜色）的速率不同。
（四）催化剂对化学反应速率的影响
【演示】22页演示实验2-4：过氧化氢分解的对比实验
（复习回顾）用KClO3制氧气的实验
【实验事实的处理】
（1） 2H2O2 == 2H2O + O2↑
（2） 2KClO3 == 2KCl +3O2↑
（1）过氧化氢分解实验的对比表
编号
无催化剂时的反应情况
有催化剂时的反应情况
1
（2）用KClO3制氧气实验的对比表
编号
无催化剂时的反应情况
有催化剂时的反应情况
【结论】催化剂能加快化学反应速率。
【解释】为什么催化剂能加快化学反应速率？
（明确）当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此单位体积内活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。
【对结论的再认识】1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。例：
（1）在加热条件下： 2Cu + O2 == 2CuO
2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O
（2）氮的氧化物破坏臭氧： NO + O3 == NO2 + O2
NO2 + O ==NO + O2
2. 能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。如不作特殊说明，均指正催化剂。
3. 对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。
【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约85%的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。例；接触法制硫酸工业。
（五）其它因素对化学反应速率的影响
光、磁场、超声波、颗粒大小、溶剂性质…等
[随堂练习]
1．一般都能使反应速率加快的方法是（ B ）。
升温；②改变生成物浓度；③增加反应物浓度；④加压
（A）①②③ （B）①③ （C）②③ （D）①②③④
2．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO+2CO=N2+2CO2
对此反应，下列叙述正确的是（ AC ）
（A）使用催化剂能加快反应速率
（B）改变压强对反应速率没有影响
（C）冬天气温低，反应速率降低，对人体危害更大
（D）无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
3．设 C+CO2 2CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H2 2NH3+Q2，反应速率为υ2。对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为（ A）。
（A）同时增大 （B）同时减小
（C）υ1增大，υ2减小（D）υ1减小，υ2增大
4．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由如图2-1-1表示，在下列因素中，①盐酸的浓度，②镁条的表面积，③溶液的温度，④氯离子的浓度，影响反应速率的因素是（ C ）。
（A） ①④ （B）③④ （C）①②③ （D）②③
5．煅烧硫铁矿产生二氧化硫，为了提高生成二氧化硫的速率，下列措施可行的是（ AB）。
（A）把块状矿石碾成粉末 （B）向炉内喷吹氧气
（C）使用Fe2O3作催化剂 （D）降低体系的温度
6．在密闭容器中发生2SO2+O2 2SO3反应，现控制下列三种不同的条件：
①在400℃时，10molSO2与5molO2反应；
②在400℃时，20molSO2与5molO2反应；
③在300℃时，10molSO2与5molO2反应；
问：开始时，正反应速率最快的是____②_；正反应速率最慢的是_③__。
教学反思：
第二节 影响化学反应速率的因素
一、选择题
1．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO＋2CO===N2＋2CO2。对此反应，下列叙述正确的是( )
A．使用催化剂能加快反应速率
B．压强增大不影响化学反应速率
C．冬天气温低，反应速率降低，对人类危害减小
D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
解析：使用(正)催化剂能加快反应速率，A正确；增大压强，反应速率增大，B错；冬天气温低，反应速率降低，对人体危害较大，因为NO、CO都有毒，C错；改变温度、压强等外界条件，该化学反应的速率会改变，D错。
答案：A
2． (双选)反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A．增加Fe的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入N2使容器体积增大
解析：Fe为固态反应物，增加其用量并不影响其浓度，因此增加Fe的量对反应速率几乎无影响；容器体积缩小一半，即压强增大，H2O(g)和H2的物质的量浓度增大，正反应速率和逆反应速率都增大；体积不变充入N2，容器内总压强增大，但N2不参与反应，容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度并没有增加或减小，因此正反应速率和逆反应速率都基本不变；恒压下充入N2，使容积增大，总压强虽然不变，但容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度都减小，正反应速率和逆反应速率都减小。
答案：AC
3．在其它条件不变时，10 ℃时以某物质表示的反应速率为3 mol/(L·s)，已知温度每升高10 ℃反应速率增加到原来的2倍，则温度为50 ℃时，该反应的速率为( )
A．48 mol/(L·s) B．36 mol/(L·s)
C．24 mol/(L·s) D．12 mol/(L·s)
解析：设10 ℃时反应速率为v1,50 ℃时反应速率为v2，则由温度对反应速率影响的经验公式得：＝2＝16，即50 ℃时反应速率为10 ℃时的16倍，所以，v2＝3 mol/(L·s)×16＝48 mol/(L·s)。
答案：A
4．下列事实能说明影响化学反应速率的主要因素是反应物自身性质的是( )
A．Cu能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应
B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应
D．Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快
解析：Cu与浓硝酸反应而与浓盐酸不反应，是因为浓硝酸有强氧化性，而浓盐酸只表现出H＋的氧化性，即是由反应物自身性质决定的，B项、D项是因为浓度的改变，C项是外界条件发生变化。
答案：A
5．设C＋CO22CO，正反应是吸热反应，反应速率为v1。N2＋3H22NH3，正反应是放热反应，反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为( )
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大v2减小 D．v1减小v2增大
解析：升高温度，v正、v逆都增大，只是吸热反应方向增大的倍数比放热反应方向增大的倍数大。
答案：A
6．(双选)下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是( )
选项
反应
纵坐标
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
反应
速度
K
Na
B
4 mL 0.01 mol·L－1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应
0.1 mol·L－1
的H2C2O4
溶液
0.2 mol·L－1
的H2C2O4
溶液
C
3 mL 0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2粉末
加MnO2粉末
解析：反应速率与物质本身的性质有关。A项，由于K比Na活泼，故相同大小的金属K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故A图像正确。B项，由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误。C项，由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率高于乙的反应速率，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C图像正确。MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙中反应速率远远大于甲中反应速率，D图像错误。
答案：AC
7．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)===2NOBr(g)的活化能为a kJ/mol，其反应机理如下：
①NO(g)＋Br2(g)===NOBr2(g) 慢
②NO(g)＋NOBr2(g)===2NOBr(g) 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应的速率主要取决于②的快慢
B．反应速率v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)
C．NOBr2是该反应的催化剂
D．该反应的焓变等于a kJ/mol
解析：A项，反应速率的快慢主要取决于慢反应①的速率：B项，反应速率之比等于化学计量数之比，根据总反应式知v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)；C项，NOBr2是反应①的生成物，是反应②的反应物，不是催化剂；D项，a kJ/mol是总反应的活化能，不是焓变。
答案：B
8．对于反应4A＋2B??3C，下列说法中正确的是( )
A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同
B．其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小
C．其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快
D．若增大或减小A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
解析：A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或纯液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。
答案：B
9．下列说法中有明显错误的是( )
A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大
B．活化分子间发生的碰撞一定为有效碰撞
C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大
D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大大增加，从而增大反应速率
解析：活化分子间有合适取向的碰撞才是有效碰撞。
答案：B
10．为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是( )
A．图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B．若图1所示实验中反应速率为①＞②， 则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解催化效果好
C．用图2装置比较反应速率，可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间
D．为检查图2装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
解析：若比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化作用，应选用Fe2(SO4)3(aq)和CuSO4(aq)。如果选用FeCl3(aq)和CuSO4(aq)，虽然加入FeCl3(aq)的反应速率快，但可能是Cl－的催化作用。
答案：B
二、非选择题
11．把在空气中久置的镁条7.2 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，镁条与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间如图所示，回答下列问题：
(1)曲线由0→a段不产生氢气的原因________，有关的离子方程式为______________；
(2)曲线由b→c段，产生氢气的速率逐渐增大的主要原因________________；
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因________________。
(4)在b到c这段时间内，收集到氢气V L(标准状况)，则这段时间内用硫酸表示的平均速率为________mol/(L·s)(假设反应前后溶液体积不变)。
(5)对于足量镁条和100 mL 2 mol/L硫酸生成氢气的反应，下列措施能减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量的是________。
①加NaOH固体；②加BaCl2溶液；③加KNO3溶液；④加H2O；⑤加CH3COONa固体；⑥加小苏打溶液；⑦加少量CuSO4溶液；⑧加Na2SO4溶液；⑨将2 mol/L硫酸换成160 mL 2.5 mol/L的盐酸；⑩将镁条换成镁粉。
答案：(1)镁条表面有氧化镁，硫酸首先和与表面的氧化镁反应，不产生氢气 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
(2)镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率
(3)随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐变小，该因素变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小
(4)V/11.2(c－b)
(5)②④⑤⑧⑨
12．(2015·经典习题选萃)在一密闭容器中充入1 mol I2和1 mol H2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH<0。
(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是______________________________________________________。
(2)保持容器容积不变，向其中充入1 mol CO2(不参加反应)，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是________________________。
(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1 mol CO2，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是__________________________。
解析：(1)容器体积V不变，充入H2，增大反应物的浓度，使反应速率增大。(2)容器体积V不变，充入CO2，并没有改变H2、I2的浓度，故反应速率不变。(3)保持p不变，充入CO2，使容器体积增大，H2、I2的浓度减小，反应速率减小。
答案：(1)增大 增大反应物浓度，反应速率增大
(2)不变 反应物的浓度不变，反应速率不变
(3)减小 容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减小
13．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。
(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：
反应条件
温度
容器体积
起始n(SO2)
起始n(O2)
其他条件
Ⅰ组
500℃
1 L
1 mol
2 mol
无
Ⅱ组
500℃
1 L
1 mol
2 mol
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示
①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是__________；
②将Ⅰ组实验中温度变为800℃，则φ(SO3)达到a%所需时间______t1(填“小于”、“大于”或“等于”)。
(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是__________。
甲：在500℃时，10 mol SO2和10 mol O2反应
乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应
丙：在450℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：(1)由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出Ⅱ组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。
(2)有催化剂且温度较高的乙容器中反应速率最快，其次是温度高、浓度大的甲容器，温度低的丙容器化学反应速率最慢。
答案：(1)①使用催化剂(其他合理答案也可)
②小于 (2)C
14．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋3H＋＋Cl－，该反应的反应速率受H＋浓度的影响，如下图是用ClO在单位时间内物质的量浓度的变化来表示反应速率的v－t图象。
(1)反应开始时速率增大的原因是_____________________________。
(2)若纵坐标为v(Cl－)的v－t图线与上图中曲线________(填“能”或“不能”)完全重合。
(3)图中阴影部分的“面积”表示________________。
解析：随着反应的进行，c(H＋)增大，v增大。
答案：(1)c(H＋)增大引起的 (2)能
(3)t1到t2时间内ClO物质的量浓度的减少值
15． 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，反应过程的能量变化如下图所示。已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1
请回答下列问题：
(1)图中A、C分别表示________、________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________________________________________________________________________。
该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是____________________________________________________________。
(2)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_______________________。
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________mol·L－1·min－1。
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝____________________________________________________(要求写出计算过程)。
解析：(1)根据信息判断SO2催化氧化生成SO3是一个放热反应，则SO2和O2的总能量高于SO3的总能量，A的能量高，A代表反应物的总能量，C的能量低，C代表生成物的总能量。使用催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应热。
(2)图中ΔH表示的是2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol SO3(g)的能量变化，所以ΔH＝－99 kJ·mol－1×2＝－198 kJ·mol－1。
(3)催化剂参与中间反应，但催化剂在反应前与反应后是不变的，所以V2O5氧化SO2，自身被还原为VO2，VO2再被O2氧化成V2O5。
(4)v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2。当V(SO2)＝0.05 mol·L－1·min－1时，v(O2)＝v(SO2)＝0.025 mol·L－1·min－1，v(SO3)＝v(SO2)＝0.05 mol·L－1·min－1。
(5)根据信息知：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－296 kJ/mol
SO2(g)＋O2(g)===SO3(g) ΔH2＝－99 kJ/mol
根据盖斯定律得3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)
ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ/mol。
答案：(1)反应物总能量 生成物总能量 无影响 降低 催化剂改变了反应历程，使活化能降低
(2)－198
(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5
(4)0.025 0.05
(5)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－296 kJ·mol－1
SO2(g)＋O2(g)===SO3(g) ΔH2＝－99 kJ·mol－1
3S(s)＋O2(g)===3SO3(g) ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ·mol－1
第二章 第二节
一、选择题
1． NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO＋2CO===N2＋2CO2。对此反应，下列叙述正确的是( )
A．使用催化剂能加快反应速率
B．压强增大不影响化学反应速率
C．冬天气温低，反应速率降低，对人类危害减小
D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
解析：使用(正)催化剂能加快反应速率，A正确；增大压强，反应速率增大，B错；冬天气温低，反应速率降低，对人体危害较大，因为NO、CO都有毒，C错；改变温度、压强等外界条件，该化学反应的速率会改变，D错。
答案：A
2． (双选)反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A．增加Fe的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入N2使容器体积增大
解析：Fe为固态反应物，增加其用量并不影响其浓度，因此增加Fe的量对反应速率几乎无影响；容器体积缩小一半，即压强增大，H2O(g)和H2的物质的量浓度增大，正反应速率和逆反应速率都增大；体积不变充入N2，容器内总压强增大，但N2不参与反应，容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度并没有增加或减小，因此正反应速率和逆反应速率都基本不变；恒压下充入N2，使容积增大，总压强虽然不变，但容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度都减小，正反应速率和逆反应速率都减小。
答案：AC
3．在其它条件不变时，10 ℃时以某物质表示的反应速率为3 mol/(L·s)，已知温度每升高10 ℃反应速率增加到原来的2倍，则温度为50 ℃时，该反应的速率为( )
A．48 mol/(L·s) B．36 mol/(L·s)
C．24 mol/(L·s) D．12 mol/(L·s)
解析：设10 ℃时反应速率为v1,50 ℃时反应速率为v2，则由温度对反应速率影响的经验公式得：＝2＝16，即50 ℃时反应速率为10 ℃时的16倍，所以，v2＝3 mol/(L·s)×16＝48 mol/(L·s)。
答案：A
4．下列事实能说明影响化学反应速率的主要因素是反应物自身性质的是( )
A．Cu能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应
B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应
D．Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快
解析：Cu与浓硝酸反应而与浓盐酸不反应，是因为浓硝酸有强氧化性，而浓盐酸只表现出H＋的氧化性，即是由反应物自身性质决定的，B项、D项是因为浓度的改变，C项是外界条件发生变化。
答案：A
5．设C＋CO22CO，正反应是吸热反应，反应速率为v1。N2＋3H22NH3，正反应是放热反应，反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为( )
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大v2减小 D．v1减小v2增大
解析：升高温度，v正、v逆都增大，只是吸热反应方向增大的倍数比放热反应方向增大的倍数大。
答案：A
6．(双选)下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是( )
选项
反应
纵坐标
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
反应速度
K
Na
B
4 mL 0.01 mol·L－1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应
0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液
0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液
C
3 mL 0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2粉末
无MnO2粉末
解析：反应速率与物质本身的性质有关。A项，由于K比Na活泼，故相同大小的金属K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故A图像正确。B项，由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误。C项，由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率高于乙的反应速率，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C图像正确。MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙中反应速率远远大于甲中反应速率，D图像错误。
答案：AC
7．对于反应：(CH3)3CBr(aq)＋OH－(aq)(CH3)3COH(aq)＋Br－(aq)，研究表明，只用一半浓度的(CH3)3CBr，反应速率减半，而OH－浓度减半对反应速率没有影响，改变(CH3)3COH和Br－的浓度对反应速率也无影响，则这个反应的反应速率方程为( )
A．v＝k·c[(CH3)3CBr]·c(OH－)
B．v＝k·c2[(CH3)3CBr]·c(OH－)
C．v＝k·c[(CH3)3CBr]
D．v＝k·c[(CH3)3CBr]
解析：由题给信息可知，该反应的速率只与(CH3)3CBr的浓度有关且成正比，与OH－、(CH3)3COH和Br－的浓度无关。
答案：D
8．对于反应4A＋2B3C，下列说法中正确的是( )
A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同
B．其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小
C．其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快
D．若增大或减小A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
解析：A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或纯液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。
答案：B
9．下列说法中有明显错误的是( )
A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大
B．活化分子间发生的碰撞一定为有效碰撞
C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大
D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大大增加，从而增大反应速率
解析：活化分子间有合适取向的碰撞才是有效碰撞。
答案：B
10．为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是( )
A．图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B．若图1所示实验中反应速率为①＞②， 则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解催化效果好
C．用图2装置比较反应速率，可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间
D．为检查图2装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
解析：若比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化作用，应选用Fe2(SO4)3(aq)和CuSO4(aq)。如果选用FeCl3(aq)和CuSO4(aq)，虽然加入FeCl3(aq)的反应速率快，但可能是Cl－的催化作用。
答案：B
二、非选择题
11．把在空气中久置的镁条7.2 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，镁条与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间如图所示，回答下列问题：
(1)曲线由0→a段不产生氢气的原因________，有关的离子方程式为________________；
(2)曲线由b→c段，产生氢气的速率逐渐增大的主要原因________________；
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因________________。
(4)在b到c这段时间内，收集到氢气V L(标准状况)，则这段时间内用硫酸表示的平均速率为________mol/(L·s)(假设反应前后溶液体积不变)。
(5)对于足量镁条和100 mL 2 mol/L硫酸生成氢气的反应，下列措施能减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量的是________。
①加NaOH固体；②加BaCl2溶液；③加KNO3溶液；④加H2O；⑤加CH3COONa固体；⑥加小苏打溶液；⑦加少量CuSO4溶液；⑧加Na2SO4溶液；⑨将2 mol/L硫酸换成160 mL 2.5 mol/L的盐酸；⑩将镁条换成镁粉。
答案：(1)镁条表面有氧化镁，硫酸首先和与表面的氧化镁反应，不产生氢气 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
(2)镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率
(3)随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐变小，该因素变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小
(4)V/11.2(c－b)
(5)②④⑤⑧⑨
12．在一密闭容器中充入1 mol I2和1 mol H2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0。
(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是
________________________________________________________________________。
(2)保持容器容积不变，向其中充入1 mol CO2(不参加反应)，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是_______________________________________________。
(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1 mol CO2，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是____________________________________________________。
解析：(1)容器体积V不变，充入H2，增大反应物的浓度，使反应速率增大。(2)容器体积V不变，充入CO2，并没有改变H2、I2的浓度，故反应速率不变。(3)保持p不变，充入CO2，使容器体积增大，H2、I2的浓度减小，反应速率减小。
答案：(1)增大 增大反应物浓度，反应速率增大
(2)不变 反应物的浓度不变，反应速率不变
(3)减小 容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减小
13．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。
(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：
反应条件
温度
容器体积
起始n(SO2)
起始n(O2)
其他条件
Ⅰ组
500℃
1 L
1 mol
2 mol
无
Ⅱ组
500℃
1 L
1 mol
2 mol
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示
①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是__________；
②将Ⅰ组实验中温度变为800℃，则φ(SO3)达到a%所需时间______t1(填“小于”、“大于”或“等于”)。
(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是__________。
甲：在500℃时，10 mol SO2和10 mol O2反应
乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应
丙：在450℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：(1)由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出Ⅱ组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。
(2)有催化剂且温度较高的乙容器中反应速率最快，其次是温度高、浓度大的甲容器，温度低的丙容器化学反应速率最慢。
答案：(1)①使用催化剂(其他合理答案也可)
②小于 (2)C
14． 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，反应过程的能量变化如下图所示。已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1
请回答下列问题：
(1)图中A、C分别表示________、________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________________________________________________________________________。
该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式
________________________________________________________________________。
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________mol·L－1·min－1。
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝
________________________________________________________________________
________________________________________________________(要求写出计算过程)。
解析：(1)根据信息判断SO2催化氧化生成SO3是一个放热反应，则SO2和O2的总能量高于SO3的总能量，A的能量高，A代表反应物的总能量，C的能量低，C代表生成物的总能量。使用催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应热。
(2)图中ΔH表示的是2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol SO3(g)的能量变化，所以ΔH＝－99 kJ·mol－1×2＝－198 kJ·mol－1。
(3)催化剂参与中间反应，但催化剂在反应前与反应后是不变的，所以V2O5氧化SO2，自身被还原为VO2，VO2再被O2氧化成V2O5。
(4)v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2。当V(SO2)＝0.05 mol·L－1·min－1时，v(O2)＝v(SO2)＝0.025 mol·L－1·min－1，v(SO3)＝v(SO2)＝0.05 mol·L－1·min－1。
(5)根据信息知：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－296 kJ/mol
SO2(g)＋O2(g)===SO3(g) ΔH2＝－99 kJ/mol
根据盖斯定律得3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)
ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ/mol。
答案：(1)反应物总能量 生成物总能量 无影响 降低 催化剂改变了反应历程，使活化能降低
(2)－198
(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5
(4)0.025 0.05
(5)S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－296 kJ·mol－1
SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)
ΔH2＝－99 kJ·mol－1
3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)
ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185 kJ·mol－1
15．在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中，一个学生得到下面的结果：
锌的质量(g)
锌的形状
温度(℃)
溶解于酸花的时间(s)
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
15
5
利用从A到F的结果：
(1)画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间，横轴表示温度)。
(2)利用你所画成的曲线图，你能得出关于温度影响反应速率的什么结论？
(3)20℃时，2 g锌箔溶解于酸中需花多长时间？
(4)对比结果B与F，解释结果F为什么那么快？
答案：(1)可作如下图：
(2)从这5组实验数据可归纳出，温度对该反应速率影响的规律为：温度每升高10℃，反应速率加快到原来的两倍。
(3)题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据(1)中的图像可求得，当温度为20℃时，反应时间约需150 s。
(4)对比B和F，反应温度相同，酸的浓度也相同，锌的质量也相同。但B中2 g锌全部溶解用了200 s时间，而F中只需要5 s时间，F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是块状，F中锌是粉末状，粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。
第二节 影响化学反应速率的因素
第1课时 浓度和压强对化学反应速率的影响
A组
1.下列影响化学反应速率的主要因素是( )
A.压强 B.温度
C.催化剂 D.反应物的性质
解析:影响化学反应速率大小的因素首先是内因即反应物的性质,其次才是外因。
答案:D
2.用3 g块状大理石与30 mL 3 mol·L-1盐酸反应制取CO2气体,若要增大反应速率,可采取的措施是( )
①再加入30 mL 3 mol·L-1盐酸 ②改用30 mL 6 mol·L-1盐酸 ③改用3 g粉末状大理石
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
解析:对反应CaCO3(s)+2HCl(aq)CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)而言,将块状大理石改为粉末状大理石、增大盐酸浓度等均可增大反应速率。
答案:B
3.a g块状碳酸钙与足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中的实线所示。在相同的条件下,b g(a>b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是( )
解析:固体物质反应速率与接触面积有关,粉末状碳酸钙与盐酸反应比块状碳酸钙与盐酸接触面积大,反应速率大,且a>b,故选C。
答案:C
4.在室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合,化学反应速率最大的是( )
A.0.1 mol·L-1的盐酸15 mL
B.0.2 mol·L-1的盐酸12 mL
C.0.15 mol·L-1的硫酸8 mL
D.18 mol·L-1的浓硫酸15 mL
解析:铝放入盐酸或稀硫酸中发生化学反应的离子方程式均为2Al+6H+2Al3++3H2↑,A、B、C三个选项中,C中c(H+)最大,反应最快;D项中的浓硫酸使铝钝化。
答案:C
5.把下列4种X的溶液分别加入4个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时X与盐酸缓和地进行反应。其中反应速率最大的是( )
A.20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 mL 2 mol·L-1的X溶液
解析:稀释后溶液中X的浓度(盐酸浓度相等)分别为:1.2 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.4 mol·L-1。反应物浓度越大,反应速率越大。
答案:A
6.设C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH1>0,反应速率为v1;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH2<0,反应速率为v2。对于上述反应,当压强减小时,v1和v2的变化情况为( )
A.同时增大 B.同时减小
C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
解析:对于有气体参与的化学反应,增大压强,反应速率增大;减小压强,反应速率减小。
答案:B
7.在通常条件下的密闭容器中存在下列四个平衡体系,增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是 ( )
A.2SO2+O22SO3
B.CO+H2OCO2+H2
C.CO2+H2OH2CO3
D.Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
解析:D选项中反应物与生成物无气体,改变压强对速率无影响。
答案:D
8.温度不变的情况下,0. 1 mol·L-1硫代硫酸钠溶液和0.1 mol·L-1硫酸溶液各10 mL混合,初始反应速率为v1 mol·(L·s)-1;0.2 mol·L-1硫代硫酸钠溶液和0.2 mol·L-1硫酸溶液各5 mL混合,初始反应速率为v2 mol·(L·s)-1;则v1和v2的关系是( )
A.v1>v2 B.v1C.v1=v2 D.不能确定
解析:其他条件相同,浓度越大,化学反应速率越大。
答案:B
9.在一定温度下,M、N能在溶液中发生反应生成P和Q:M+NP+Q。
A.将0.2 mol·L-1 M溶液和0.2 mol·L-1 N溶液各20 mL混合
B.将0.5 mol·L-1 M溶液和0.5 mol·L-1 N溶液各50 mL混合
C.将1 mol·L-1 M溶液和1 mol·L-1 N溶液各10 mL混合,同时倒入30 mL蒸馏水
D.将1 mol·L-1 M溶液20 mL和1.2 mol·L-1 N溶液60 mL混合
反应开始时,反应速率由大到小的顺序是 。?
解析:先把每种情况下混合溶液中M、N的起始浓度求出来,然后根据其浓度大小来比较化学反应速率的大小。混合后各物质的起始浓度(mol·L-1)为:
A
B
C
D
M溶液/(mol·L-1)
0.10
0.25
0.20
0.25
N溶液/(mol·L-1)
0.10
0.25
0.20
0.9
混合后浓度最大的是D,其次是B,最小的是A。所以反应开始时,反应速率由大到小的顺序为v(D)>v(B)>v(C)>v(A)。
答案:v(D)>v(B)>v(C)>v(A)
10.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过如图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积,并绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是 ,影响此时间段反应速率的主要因素是 ;?
A.O~t1 B.t1~t2
C.t2~t3 D.t3~t4
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸中加入下列物质,你认为可行的有 ;?
A.蒸馏水 B.NaCl固体
C.NaCl溶液 D.通入HCl
(3)若盐酸的体积是20 mL,图中CO2的体积是标准状况下的体积,则t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)= mol·(L·min)-1。?
解析:(1)曲线中斜率最大,表明反应速率最大,故t1~t2时间段反应速率最大,原因是反应放热,使反应速率增大。(2)该反应实质为CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O,故加水稀释c(H+)减小,反应速率减小,NaCl溶液中Na+、Cl-对该反应无影响,故相当于加水稀释,加NaCl固体无影响,通入HCl会使c(H+)增大,反应速率增大,故选A、C。(3)t1~t2时间段产生CO2为mol,所以v(HCl)= mol·(L·min)-1=mol·(L·min)-1。
答案:(1)B 反应放热,使反应速率增大 (2)AC (3)
B组
1.(双选)100 mL 6 mol·L-1的硫酸与过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )
A.硫酸钠固体 B.水
C.硫酸钾溶液 D.硝酸钾溶液
解析:加入水或硫酸钾溶液都使硫酸的浓度变小,可以减缓化学反应速率。而加入硝酸钾时相当于Zn与硝酸反应,不生成氢气。
答案:BC
2.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行,下列条件的改变能使反应速率减小的是( )
A.减少碳的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,增加水蒸气的量
D.保持压强不变,充入Ne
解析:碳为固态反应物,减少碳的量,对反应速率几乎没有影响,A错。将容器体积缩小一半,压强增大,反应物浓度增大,反应速率加快,B错。保持体积不变,增加水蒸气的量,增大了水蒸气的浓度,反应速率加快,C错。保持压强不变,充入Ne,使容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,D对。
答案:D
3.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积增大
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
解析:①中C为固态反应物,增加固体的量对反应速率无影响;②将容器的体积缩小一半,压强增大,反应速率增大;③中充入N2使体系压强增大,但容器的容积未变,参加反应的各种气体浓度不变,反应速率不变;④保持恒压,充入N2使容器体积增大,参加反应的各种气体浓度减小,反应速率减小。
答案:B
4.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号
初始浓度c/(mol·L-1)
溴颜色消失
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.001 0
290
②
1.60
0.20
0.001 0
145
③
0.80
0.40
0.001 0
145
④
0.80
0.20
0.002 0
580
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
解析:从表中数据看,①④中CH3COCH3、HCl的浓度是相同的,而④中Br2的浓度比①中的大,所得结果,时间变长,即速率减小,D项错。其他选项依次找出表中两组相同的数据,看一变量对另一变量的影响即可。
答案:D
5.在2 L的密闭容器中,充有2 mol SO2和一定量的O2发生下列反应:2SO2+O22SO3,反应进行到4 min 时,测得SO2为0.4 mol。则反应进行到2 min时,容器中SO2的物质的量为( )
A.1.6 mol B.1.2 mol
C.大于1.6 mol D.小于1.2 mol
解析:反应进行到4 min时,消耗SO2为2 mol-0.4 mol=1.6 mol,即平均每分钟消耗0.4 mol SO2。若反应过程中是匀速反应,则反应进行到2 min时,消耗SO2为0.8 mol,剩余SO2为1.2 mol。实际上,化学反应速率为一段时间内的平均速率,且随着反应的进行,SO2的浓度变小,故反应速率先大后小,则在前2 min内消耗的SO2会多于0.8 mol,故此时剩余SO2会小于1.2 mol。即应选择D。
答案:D
6.加0.1 mol MnO2粉末于50 mL过氧化氢溶液(H2O2,ρ=1.1 g·mL-1)中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是 。?
(2)放出一半气体所需时间为 。?
(3)反应放出体积的气体所需时间约为 。?
(4)A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为 。?
(5)解释反应速率变化的原因 。?
解析:(1)由图像知:2H2O22H2O+O2↑,当t=4 min时,H2O2分解完全,生成V(O2)=60 mL。
(2)放出一半气体时,即V(O2)=30 mL时,t=1 min。
(3)放出体积的气体时,即V(O2)=60 mL×=45 mL时,t=2 min。
(4)因为随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢。因而反应由快到慢的顺序为D>C>B>A。
答案:(1)60 mL
(2)1 min
(3)2 min
(4)D>C>B>A
(5)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢
第2课时 温度、催化剂对化学反应速率的影响
A组
1.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是( )
①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A.①③⑤ B.②③⑤
C.②⑤ D.①③④
解析:增大反应物的浓度和增大压强,只能增大单位体积内的活化分子数,不能增大活化分子百分数,而②和⑤既能增大单位体积内的活化分子数,又能增大活化分子百分数。
答案:C
2.在影响化学反应速率的因素中,决定化学反应速率的主要因素是( )
①温度 ②浓度 ③催化剂 ④压强 ⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤ B.⑤
C.①②③ D.①②③④
解析:影响化学反应速率的因素有内因和外因,内因(即反应物本身的性质)是主要因素。
答案: B
3.当浓度恒定时,A、B两种物质在不同温度下进行反应:A+3B3C。10 ℃时,反应速率v(B)=0.3 mol·(L·s)-1;50 ℃时,反应速率v(A)=25.6 mol·(L·s)-1。若该反应温度升高10 ℃,反应速率增至原来的n倍,则n值为( )
A.4 B.3
C.3.5 D.2.5
解析:在10 ℃时,v(B)=0.3 mol·(L·s)-1,等效于v(A)=0.1 mol·(L·s)-1。由10 ℃至50 ℃,温度升高40 ℃,则0.1 mol·(L·s)-1×n4=25.6 mol·(L·s)-1,即n4=256,解得:n=4。
答案:A
4.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,所需反应的时间为( )
A.等于5 s B.等于10 s
C.大于10 s D.小于10 s
解析:随着反应不断进行,c(HI)逐渐减小,v(正)逐渐减小,所以,c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1,所用时间应大于10 s。
答案:C
5.可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应),升高温度对该反应产生的影响是( )
A.v(正)增大,v(逆)减小
B.v(正)减小,v(逆)增大
C.v(正)、v(逆)不同程度增大
D.v(正)、v(逆)同等程度增大
解析:升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,v(逆)增大的程度大于v(正)增大的程度。
答案:C
6.A、B在溶液中发生反应:A+BC。现将A、B两种反应物进行以下五个实验,其中①~④在20 ℃时进行,⑤在40 ℃时进行,实验刚开始时,反应速率由快到慢的顺序正确的是( )
①20 mL 0.2 mol·L-1 A+20 mL 0.2 mol·L-1 B
②50 mL 0.5 mol·L-1 A+50 mL 0.5 mol·L-1 B
③10 mL 1 mol·L-1 A+10 mL 1 mol·L-1 B+30 mL H2O
④20 mL 1 mol·L-1 A+60 mL 0.4 mol·L-1 B
⑤30 mL 0.6 mol·L-1 A+30 mL 0.6 mol·L-1 B
A.②④⑤①③ B.⑤④②③①
C.④②⑤①③ D.③⑤④②①
解析:由提供数据可算出第①组A、B物质的量浓度的数值均为0.1 mol·L-1;第②组A、B物质的量浓度的数值均为0.25 mol·L-1;第③组A、B物质的量浓度的数值均为0.2 mol·L-1;第④组A物质的量浓度的数值为0.25 mol·L-1,B物质的量浓度的数值为0.3 mol·L-1;第⑤组A、B物质的量浓度的数值均为0.3 mol·L-1且温度最高,因此其物质的量浓度由大到小的顺序为⑤④②③①。
答案:B
7.反应A(s)+2B(g)2C(g)在一密闭容器中进行,当改变下列条件之一时,一定能增大反应速率的是( )
A.增加A物质的量
B.降低温度
C.压缩反应容器体积
D.消耗掉部分B物质
解析:A是固体,影响固体化学反应速率的因素是接触面积;降温使反应速率减小;消耗掉部分B物质反应速率不增大。
答案:C
8.用铁片与1 mol·L-1的稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是( )
A.对该反应体系加热
B.不用稀硫酸,改用98%硫酸
C.加入2 mol·L-1的H2SO4溶液
D.不用铁片,改用铁粉
解析:浓硫酸能使铁片钝化不产生H2。
答案:B
9.某反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
解析:使用催化剂,降低了反应的活化能,增加了活化分子百分数,化学反应速率增大,但不会改变反应的焓变。
答案:C
10.对于有气体参加的反应,一定能使化学反应速率加快的因素是( )
①扩大容器的容积 ②使用催化剂 ③增加反应物的物质的量 ④升高温度 ⑤缩小容积 ⑥增大容器内的压强
A.②③ B.②③④⑥
C.②④⑤ D.③④⑥
解析:对于有气体参加的反应,使用催化剂、升温、缩小体积,化学反应速率一定增大,而增加反应物的物质的量,该反应物若是固体,速率不增大,增大容器内的压强,反应物浓度不一定增大,反应速率不一定增大。
答案:C
11.某反应在催化剂的作用下按以下两步进行:第一步为X+YZ;第二步为Y+ZM+N+X。此反应的总的化学方程式是 ,反应的催化剂是 。?
解析:催化剂能改变化学反应速率,且其质量和化学性质在反应前后不变,这并不等于催化剂不参加反应,事实上有的催化剂是参与化学反应的,只不过反应过程消耗的质量和生成的质量相等,因而其质量和化学性质不变,但其物理性质(如颗粒大小等)往往会改变。从题给两个反应可看出:X与Y反应生成Z,Y和Z反应转变为最终产物M、N和X,则Z为中间产物,而X开始参加反应,后又生成,所以X是催化剂。将题给两个反应相加,可得总反应式。
答案:2YM+N X
12.将一块质量为5.0 g的铝片投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用下图所示的曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是 ,有关反应的化学方程式为 。?
(2)曲线a→b段产生氢气的速率较慢的原因是 。?
(3)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。?
(4)曲线c点以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是 。?
答案:(1)铝片表面有Al2O3,硫酸首先与Al2O3反应 2Al2O3+6H2SO42Al2(SO4)3+6H2O
(2)氧化膜未完全反应掉,铝与硫酸接触的表面积较小
(3)反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率
(4)随着反应的进行,硫酸溶液的浓度下降
B组
1.(双选)等质量的铁与过量的盐酸在不同实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,在根据数据所绘制得到的图中,曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( )
组别
c(HCl)/(mol·L-1)
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
30
粉末状
A.4—3—2—1 B.1—2—3—4
C.3—4—2—1 D.1—2—4—3
解析:由图知,反应速率:a>b>c>d。由外界条件对反应速率的影响知,温度高、浓度大、固体表面积大,反应速率就大。故反应速率1组最小,2组稍大。由于3组温度高,但固体表面积小,4组温度低,但固体表面积大,因此,无法确定3组与4组的反应速率的大小,但均比2组大,故A、C项均可能正确。
答案:AC
2.实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来加快反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的Zn片(过量)的反应溶液(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。
实验
试剂
甲
乙
丙
丁
4 mol·L-1 H2SO4/mL
20
V1
V2
V3
饱和CuSO4溶液/mL
0
2.5
V4
10
H2O/mL
V5
V6
8
0
收集气体所需时间/s
t1
t2
t3
t4
下列说法正确的是( )
A.t1=t2=t3=t4
B.V4=V5=10
C.V6=7.5
D.V1解析:本实验是研究CuSO4的量对生成H2速率的影响,所以应控制H2SO4的浓度不变,即硫酸体积、CuSO4溶液体积、H2O的体积之和应等于30 mL,所以甲中V5=10 mL;乙中,V1=20 mL,V6=7.5 mL;丙中,V2=20 mL,V4=2 mL;丁中V3=20 mL,C正确。
答案:C
3.“碘钟”实验中,3I-+S2+2S的反应速率可以用与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验,得到的数据如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/(mol·L-1)
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2)/(mol·L-1)
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是 。?
(2)显色时间t1= 。?
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为 (填字母)。?
A.<22.0 s
B.22.0~44.0 s
C.>44.0 s
D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是 。?
解析:(2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)·c(S2)数值成反比,利用①⑤两组数据,可知两组实验中c(S2)相同,而c(I-)⑤是①的3倍,因此⑤所用显色时间是①的,即=29.3 s。
(3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。
答案:(1)研究反应物I-与S2的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A (4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
4.以天然气为原料合成尿素的生产中,主要反应之一为:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0
请根据题目要求回答下列问题:
(1)在一定条件下,将0.05 mol CH4和0.10 mol H2O(g)放入容积为2 L的密闭容器中,20 s时有0.01 mol CO生成,则H2的化学反应速率为 。?
(2)在其他条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”,下同);在其他条件不变的情况下增加压强,则正反应速率 。?
解析:(1)由题意可知20 s时有0.01 mol CO生成,所以v(CO)==2.5×10-4 mol·(L·s)-1,v(H2)=3v(CO)=7.5×10-4 mol·(L·s)-1。(2)可逆反应由两个反应组成(正反应、逆反应),影响化学反应速率的因素对这两个反应都适用。因此,其他条件不变时,降低温度使正、逆反应速率都减小;增大压强使正、逆反应速率都增大(反应中有气体参加)。
答案:(1)7.5×10-4 mol·(L·s)-1 (2)减小 增大
5.利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0~30 h内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为 ;反应开始后的12 h内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。?
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。该反应的ΔH=+206 kJ·mol-1。请画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。
解析:(1)0~30 h内,由图可知,30 h内CH4的产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,即反应速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ;前12 h在第Ⅱ种催化剂作用下收集的CH4最多。(2)由热化学方程式可知,该反应是吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量。
答案:(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ Ⅱ
(2)见下图:
课题：第三节 化学平衡(一)
授课班级
课 时
1
教
学
目
的
知识与
技能
1、理解化学平衡状态等基本概念。
2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
过程
与
方法
1、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态，从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。
2、利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
3、加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键，培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
情感态度
价值观
通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的总结归纳能力。
重 点
化学平衡的概念及特征
难 点
化学平衡状态的判断
知识
结构
与
板书
设计
第三节 化学平衡
一、可逆反应与不可逆反应
溶解平衡的建立?
开始时v（溶解）＞v(结晶)
平衡时v（溶解）=v（结晶）?
结论：溶解平衡是一种动态平衡?
二、化学平衡状态
1、定义：指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【引入]】我们已经学过许多化学反应，有的能进行到底，有的不能进行到底。请同学们思考并举例说明。
【讲解】化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题，但是在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
【板书】第三节 化学平衡?
【讲解】如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说，由于反应物已全部转化为生成物，如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了，所以，化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。
【板书】一、可逆反应与不可逆反应
【思考】大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？
【回答】开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。
【提问】不溶了是否就意味着停止溶解了呢？
【讲解】回忆所学过的溶解原理，阅读教材自学思考后回答：没有停止。因为当蔗糖溶于水时，一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。
【讲解】所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。
【投影】演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。
【讲解】这时候我们就说，蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，是一个动态平衡。
【板书】溶解平衡的建立?
开始时v（溶解）＞v(结晶)
平衡时v（溶解）=v（结晶）?
结论：溶解平衡是一种动态平衡?
【探讨】们学过那些可逆反应？可逆反应有什么特点？
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应不能进行完全，
【讲解】在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),的体系中各组分的速率与浓度的变化
【投影】
【讲解】开始时c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0。随着反应的进行，c(CO) 、c(H2O)逐渐减小，正反应速率逐渐减小；c(CO2) 、c(H2)逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小相等，且不再变化
【板书】二、化学平衡状态
1、定义：指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
【提问】化学平衡有什么特征？
【投影】化学平衡状态的特征：
(1)动：动态平衡v(正)=v(逆)≠0
(2)等：v(正)= v(逆)
(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。
(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。
【小结】对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。
【随堂练习】
1、在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
C. 单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等 （数值）
D. 单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC
2、下列说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成
3、下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是
A. P、Q、R、S的浓度不再变化
B .P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
C.反应容器内P、Q、R、S共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
4、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.气体的平均分子量 D.气体的颜色
学生举例化学反应存在的限度。
教学回顾：
课题：第三节 化学平衡(二)
授课班级
课 时
2
教
学
目
的
知识与
技能
理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强对化学平衡的影响
过程与
方法
1、通过浓度实验，逐步探究平衡移动的原理及其探究的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学实验方法，
通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的观察能力和实验探究能力
情感态度
价值观
激发学生的学习兴趣，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点
重 点
浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响
难 点
平衡移动的原理分析及应用
知识
结构
与
板书
设计
第三节 化学平衡(二)
一、浓度对化学平衡的影响
在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。
二 压强对化学平衡的影响
1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。
2、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。
三、温度对化学平衡的影响：
在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
四、催化剂对化学平衡的影响
使用催化剂不影响化学平衡的移动。
五、可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动
勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【提问】1、平衡状态的特征及实质？2、影响速率的外界因素有哪些？
【投影】 逆：可逆反应（或可逆过程）
等：V正 =V逆（不同的平衡对应不同的速率）
动：动态平衡。达平衡后，正逆反应仍在进行(V正=V逆≠0）
定：平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定）
变：条件改变，平衡发生改变平衡状态各成分含量保持不变，正逆反应速率相等
浓度、温度、压强、催化剂等
改变影响速率的条件，来打破原有平衡，建立新平衡
【板书】］第三节 化学平衡(二)
一、浓度对化学平衡的影响
【科学探究】实验2-5 已知K2Cr2O7 的溶液中存在着如下平衡：Cr2O72- +H2O 2CrO42-+2H＋ 。K2Cr2O7 为橙色，K2CrO4为黄色。
取两支试管各加入5 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液，然后按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色的变化。
【投影】
滴加3～10滴浓硫酸
滴加10～20滴6 mol/LNaOH
K2Cr2O7溶液
橙色
黄色
【科学探究】实验2-6 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，溶液呈红色。在这个反应体系中存在下述平衡：Fe3＋+3SCN- Fe(SCN)3
(1) 将上述溶液均分置两支试管中，向其中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴，充分振荡，观察溶液颜色变化，向另一支试管中滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，观察溶液颜色变化
(2) 向上述两支试管中各滴加0.01 mol/L NaOH溶液 3-5滴，观察现象，填写下表。
【投影】
编号
1
2
步骤（1）
滴加饱和FeCl3溶液
滴加浓的KSCN溶液
现象
颜色加深
颜色加深
C生
增大
增大
步骤（2）
滴加NaOH溶液
滴加NaOH溶液
现象
试管都有红褐色沉淀，且溶液颜色变浅
C生
都减小
【活动］】结合溶液颜色变化，进行分析，填写表格。
【投影】
操作
现象
C生
V正
V逆
V正与V逆
平衡
原混合液
保持不变
保持不变
保持不变
保持不变
相等
不移动
滴加浓FeCl3
溶液后达到平衡
加深
增大
增至最大
后减小
增大
V正>V逆
向右移动
【提问】上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了变化，你是如何判断的？从中你能否知化学平衡的因素？
【投影】填写下列表格，总结浓度是如何影响化学平衡的
浓度的变化
v正 v逆的变化
结果
平衡移动
平衡移动结果
增大反应物浓度
减少反应物浓度
增大生成物浓度
减少生成物浓度
【活动】根据表格，完成V-T图
【投影】
【板书】在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。
【过渡】 哪些状态物质受压强影响比较大？如何影响的？压强也能够影响化学反应速率，那究竟如何改变呢？
【讲解】 压强对化学平衡的影响：固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。反应中有气体参加：压强减小→浓度减小→平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。
【板书】二 压强对化学平衡的影响
1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。
2、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。
【活动］】根据压强对平衡的影响画出增大压强的V-t图
【投影】
【过渡】我们知道，加热可以加快固体溶解，那同时也可以提高结晶速率，那么温度对化学平衡有没有影响呢？
【板书】三、温度对化学平衡的影响：
【科学探究】实验2-7 NO2 球浸泡在冰水、热水中，观察颜色变化
2NO2 N2O4；△H<0
(红棕色) (无色)
【投影】
【投影】根据气体颜色变化指导学生填写表格。
条件改变
平衡移动方向
结果
升高温度
向吸热反应方向移动
体系温度降低，但比原来的高
降低温度
向放热反应方向移动
体系温度升高，但比原来的低
【活动】结合表格，让学生完成升温的V-t图。
【投影】
【板书】在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
【过渡】前面讲到温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率有影响，而且这一节内容也讲到了温度、压强和浓度都对化学平衡有影响，那么催化剂对化学平衡有没有影响呢？
【讲解】前面学习过催化剂对正反应速率和逆反应速率却是同样倍数的提高和降低。使用催化剂不影响化学平衡的移动
【活动］结合表格，让学生完成使用催化剂后的V-t图。
【投影】
【板书】四、催化剂对化学平衡的影响
使用催化剂不影响化学平衡的移动。
[讲]化学平衡只有在一定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。
【板书]】五、可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。
【投影】
【过渡】前面讲述了浓度、压强和温度等多种因素对化学平衡的影响，有人就把这么多因素的影响总结出一条经验规律---勒夏特列原理。
【板书】] 勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
【讲解】需要我们注意的是，勒夏特列原理中的“减弱”这种改变，不是“消除”。勒夏特列原理只考虑有单个条件改变。勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系。
【小结】本节课以实验和讨论的方法主要学习温度和催化剂对化学平衡的影响以及归纳了勒夏特列原理，加深了影响化学平衡因素的理解，重点温度和催化剂对化学平衡的影响，难点是勒夏特列原理的理解。
【随堂练习】
1、某化学反应2A(g) B(g)+D(g)在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为零，反应物A的浓度随反应时间的变化情况如下表：
实验编号
0
10
20
30
40
50
60
1
800
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800
C2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800
C3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
800
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据，完成下列填空，
在(1)中，反应在10-20min内平均速率为____mol/(L·min)
在(2)中，A的起始浓度C2=____mol/L
在(3)的反应速率为V3，(1)的反应速率为V1，则V3_______V1且C3____1.0 mol/L(填>、=、<)
比较(4)和(1)，可推测该反应是______反应，理由是_______
教学回顾：
课题：第三节 化学平衡(三)
授课班级
课 时
2
教
学
目
的
知识与
技能
理解化学平衡常数的概念，掌握有关化学平衡常数的简单计算
过程与
方法
能用化学平衡常数、转化率判断化学反应进行的程度
情感态度价值观
培养学生的逻辑思维能力和科学态度；培养学生理论联系实际能力
重 点
理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算
难 点
理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系
知
识
结
构
与
板
书
设
计
三、化学平衡常数(chemical equilibrium constant)
1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
2. 表达式对于任意反应?mA+nB pC+qD K=
3、书写平衡常数表达式时，要注意：
(1) 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。
(2) 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关
4. 化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
5、化学平衡常数的应用
（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。
K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；
K值越小，表示反应进行得越不完全 ，反应物转化率越小 。
（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：
对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反应的浓度商。
Qc＜K ，V正>V逆，反应向正反应方向进行
Qc＝K ，V正==V逆，反应处于平衡状态
Qc＞K ，V正（3）利用Ｋ可判断反应的热效应
若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。
若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【复习提问】什么叫化学平衡？化学平衡的特征有哪些？?
化学平衡是是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量 （溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。化学平衡的特征：（1）反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
【引入】尽管就这么几句话，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，
还有其他方面的特征，这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。
【板书】三、化学平衡常数(chemical equilibrium constant)
【探究活动】请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？
【投影】在457.6℃时，反应体系中各物质浓度的有关数据如下：
起始时各物质的浓度
（mol·L—1）
平衡时各物质的浓度
（mol·L—1）
平衡常数
H2
I2
HI
H2
I2
HI
1.197×10—2
6.944×10—3
0
5.617×10—3
5.936×10—4
1.270×10—2
48.38
1.228×10—2
9.964×10—3
0
3.841×10—3
1.524×10—4
1.687×10—2
48.61
1.201×10—2
8.403×10—3
0
4.580×10—3
9.733×10—4
1.486×10—2
49.54
0
0
1.520×10—2
1.696×10—3
1.696×10—4
1.181×10—2
48.48
0
0
1.287×10—2
1.433×10—3
1.433×10—4
1.000×10—2
48.71
0
0
3.777×10—2
4.213×10—3
4.231×10—4
2.934×10—2
48.81
化学平衡常数平均值
48.74
【讲解】分析上表的数据，可么得出以下结论：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。例如，=K
【副板书】一定温度下：
【讲解】在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
【板书】1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
【投影】计算平衡常数：
起始时各物质的浓度/mol·L-1
平衡时各物质的浓度/mol·L-1
平衡时
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
0
0
0.01
0.01
0.005
0.005
0.005
0.005
【副板书］】结论：达到平衡时=1.0（常数）
【提问】刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的，其，但如果对于任意一个可逆化学反应：mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？
【讲解】平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即 K=
【板书】2. 表达式对于任意反应?mA+nB pC+qD K=
【讲解】在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1g/mL。水的物质的量浓度55.6 mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。
【讲解】当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响。因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡表达式中，就不写固体的浓度。
【板书】3、书写平衡常数表达式时，要注意：
(1) 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。
【讲解】化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；
写出K1和K2的关系式： K1=K22 。
【板书】(2) 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关
【提问】化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢？
【讲解】可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度，K只受温度影响，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大，也就是反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
【板书】4. 化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
【提问】什么叫反应物的转化率？
【副板书】某指定反应物的转化率
=×100%?
【随堂练习】写出下列反应的平衡常数的表达式
①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
②2HI(g) H2(g)+I2(g)
③CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
④Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)
【分析】在写表达式时注意③、④中固体物质的浓度为1，不写出。
【例1】在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.008 0 mol/L。
（1）求该反应的平衡常数。
（2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。
【解】（1）依题意可知，平衡时c(H2)=0.008 0 mol/L，消耗c(H2)=0.002 0 mol/L，生成c(HI)=0.004 0 mol/L
H2 + I2 2HI
起始时各物质浓度/mol·L—1 0.010 0.010 0
平衡时各物质浓度/ mol·L—1 0.008 0 0.008 0 0.004 0
答：平衡常数为0.25。
（2）依题意可知，c(H2)=0.020 mol/L，c(I2)=0.020 mol/L
设H2的消耗浓度为x。则： H2 + I2 2HI
平衡时各物质浓度/ mol·L—1 0.020－x 0.020－x 2x
因为K不随浓度发生变化，
解得x=0.004 0 mol/L
平衡时c(H2)= c(I2)=0.016 mol/L c(HI)=0.008 0 mol/L
答：c(H2)= c(I2)=0.016 mol/L，c(HI)=0.008 0 mol/L。
【例2】在密闭容器中，将2.0 mol CO与10 mol H2O混合加热到800℃，达到下列平衡CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0求CO转化为CO2的转化率。
【解】设x为达到平衡时CO转化为CO2的物质的量，V为容器容积。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始浓度
平衡浓度
CO转化为CO2的转化率为：
答：CO转化为CO2的转化率为83%。
【讲解】根据上述两道例题，小结一下化学平衡常数的应用。
【板书】5、化学平衡常数的应用
（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。
K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；
K值越小，表示反应进行得越不完全 ，反应物转化率越小 。
【讲解】一般地说，K>105时，该反应进行得就基本基本完全。
【板书】（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：
对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反应的浓度商。
Qc＜K ，V正>V逆，反应向正反应方向进行
Qc＝K ，V正==V逆，反应处于平衡状态
Qc＞K ，V正【讲解】增大平衡体系中反应物的浓度或减小生成物的浓度，浓度积小于平衡常数，平衡向正反应方向移动。
【板书】（3）利用Ｋ可判断反应的热效应
若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。
若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。
【总结】谈到化学平衡常数必须指明温度，反应必须达到平衡状态，表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的值，不能用任一时刻的浓度值。化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大。使用催化剂能改变化学平衡的速率，但不会使平衡移动，因此不会改变平衡常数。
【随堂练习］】
1.已知t℃，p kPa时，在容积为V L密闭容器内充有1 mol A和1 mol B。保持恒温恒压，使反应A(g)＋B(g) C(g)达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：
(1)欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入2 mol A和2 mol B，则反应达到平衡时，容器的容积为 ，C的体积分数为 。
(2)若另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为t℃，使1 mol A和1 mol B反应达到平衡状态时，C的体积分数仍为40%，则该密闭容器的容积为 。
2. 对可逆反应aA（g）＋bB（g）cC(g)＋dＤ（g）达到平衡时，各物质的物质的量浓度满足以下关系：=K(为一常数)，K称为化学平衡常数，其反应的K值只与温度有关。现有反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）＋Q。在850℃时，K＝1。?
(1)若升高温度到950℃时，达到平衡时K 1(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2) 850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，则：
①当x＝5．0时，上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是 。
(3)在850℃时，若设x＝5.0和x＝6．0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a ％、b％，则a b(填“大于”“小于”或“等于”)。
K=
②K=,③K=c(CO2),
④K=
参考答案:
1.(1)V Ｌ 40％ （2）V Ｌ?
2.(1)小于 (2)①逆反应 ②x＜3．0 (3)小于?
教学回顾：
课题：专题一 影响化学平衡的条件
------ 勒沙特列原理
授课班级
课 时
2
教
学
目
的
知识与
技能
1、理解化学平衡移动的概念
2、掌握浓度、压强、温度对化学平衡的影响
3、理解化学平衡移动的原理
过程与
方法
1、从浓度对化学平衡的影响的演示实验入手，通过实验的观察和分析得出浓度对化学平衡移动的影响的结论
2、通过从浓度、压强、温度对化学平衡的影响总结出化学平衡移动的原理，培养和训练抽象概括能力，通过有关化学实验的观察和分析，提高对实验现象的观察能力和分析实验能力。
情感态度
价值观
1、培养学生重视理论与实践相结合的好学风
2、对学生进行辩证唯物主义教育
重 点
浓度、温度、压强对化学平衡的影响
难 点
平衡移动和化学平衡移动原理的应用
知
识
结
构
与
板
书
设
计
一、化学平衡移动
定义：旧的化学平衡的破坏，新的化学平衡的建立的过程叫化学平衡的移动
专题一 影响化学平衡的条件
------ 勒沙特列原理
二、浓度对化学平衡的影响
规律：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，使化学平衡向正向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡逆向移动
三、压强对化学平衡的影响
规律：对于体系有气体，且反应前后气体体积有变化的可逆反应，增大压强，使化学平衡向气体体积减小的方向移动；压强减小，使化学平衡向气体体积增大的方向移动。对于反应前后气体体积无变化的反应，平衡不移动。
四、温度对化学平衡的影响
规律：升高温度，反应向吸热方向进行
降低温度，反应向放热方向进行
五、催化剂对化学平衡的影响
六、勒沙特列原理
定义：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
【复习】化学平衡状态有哪些特点？
【板书］】一、化学平衡移动
定义：旧的化学平衡的破坏，新的化学平衡的建立的过程叫化学平衡的移动
【投影】化学平衡移动的演示
【提问］】化学平衡移动与化学反应速率有何关系？
【投影小结］】化学平衡移动方向的判断
1、若条件改变，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移动。
2、若条件变，引起V正3、若条件改变，虽V正、V逆变化，但V正、V逆仍相等，则平衡没有移动。
【过渡】我们学习化学平衡，就是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动。
这节课我们就学习影响化学平衡的条件。
【板书】专题一 影响化学平衡的条件
------ 勒沙特列原理
【过渡】反应物浓度的改变能引起反应速率的改变，那么能否引起化学平衡移动呢？下面通过实验来说明这个问题
【实验探究】FeCl3 溶液和KSCN溶液反应
【实验过程】：
1、在小烧杯里，将10 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液和10 mL 0.01 mol/L KSCN溶液混合。
2、将小烧杯中溶液分别装入3支试管，
第1支试管中加少量1 mol/L FeCl3 溶液，
第2支试管中加少量1 mol/L KSCN溶液
第2支试管 作比较
【实验原理】FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 +3KCl
血红色
【实验现象】1、2两支试管里颜色都加深
【结论】增大浓度后，Fe(SCN)3 浓度也增加，化学平衡向正反应方向移动
【讲解】我们知道，一个可逆反应达到平衡状态后，对于同一反应物或生成物，正反应速率==逆反应速率，即消耗速率==生成速率，那么，增大某一反应物浓度的瞬间。即 C(Fe3＋ )增大的瞬间，Fe(SCN)3浓度和SCN-浓度不变，所以Fe3＋的生成速率即逆反应速率不变，但C(Fe3＋)增大会使Fe3＋的消耗速率即正反应速率瞬间增大，导致V正>V逆，平衡发生移动。
在平衡移动过程中，生成物浓度增大，使V逆增大，反应物浓度降低，使V正降低，直至V正==V逆，达到新的平衡状态，用如图所示：
【投影】υ
υ、正 υ、正=υ逆、
υ正
υ正=υ逆 υ逆、
υ逆
t t1 t2 t3
【学生画出其它改变反应物浓度的v-t图】
【板书】二、浓度对化学平衡的影响
规律：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，使化学平衡向正向移
【讲解】在这里我们要注意的是，①浓度改变是指气体浓度、溶液浓度的改变，固体或纯液体无法改变浓度；②生产中往往增大成本低的原料浓度，提高成本高的原料的转化率并提高产量。
【随堂练习】可逆反应H2O(g) +C(s) CO(g)+H2(g) ，一定条件下达到平衡状态后，改变下列条件，能否引起平衡移动？
增大水的浓度
加入更多的碳
增大H2 的浓度
【板书］】三、压强对化学平衡的影响
【实验探究】以工业合成NH3反应为例说明压强对化学平衡的影响
【实验原理】：N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) 是一个体积减小的反应
【实验数据】：450℃时实验数据
压强/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3 %
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
【实验结论】：在可逆反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)的平衡混合物中，压强增大，混合气体中NH3的体积分数增大，即反应向生成NH3的方向移动；减小压强，混合所中NH3 %减小，即反应向生成N2和H2方向移动。
【投影】
【板书】规律：对于体系有气体，且反应前后气体体积有变化的可逆反应，增大压强，使化学平衡向气体体积减小的方向移动；压强减小，使化学平衡向气体体积增大的方向移动。对于反应前后气体体积无变化的反应，平衡不移动。
【讲解】我们要注意的是，在容积不变的密闭容器中，气体反应已达到平衡，充入一不反应的气体，平衡不移动。在容积可变的恒压容器中，充入一不反应气体，尽管总压不变，但浓度减小，相当于减小压强。向体积增大的方向移动。也就是说，压强要想改变平衡，必须能改变浓度。
【随堂练习】下列反应达到化学平衡时，压强增大，平衡是否移动？若移动，向哪个方向移动？
2NO(g) +O2(g) 2NO2(g)
H2O (g) +CO(g) CO2 (g)+H2(g)
H2O(g) +C(s) CO(g) +H2(g)
CaCO3(s) CaO(s) +CO2(g)
H2S(g) H2(g) + S(s)
【板书】四、温度对化学平衡的影响
【实验探究】NO2和N2O4的相互转化
【实验过程】：把NO2和N2O4 的混合气体盛在两个连通的烧瓶里，用夹子夹住橡皮管，把一个烧瓶放进热水里，把另一个放进冰水里，观察混合气体变化
【实验原理】2NO2 (g) N2O4 正反应放热 △H<0
【实验现象】热水中温和气体颜色加深，冰水中混合气体颜色变浅
【结论】：混合气体颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡可逆(吸热)反应方向移动；混合气体变浅，说明NO2浓度减小，平衡向正(放热)反应方向移动
【板书】规律：升高温度，反应向吸热方向进行
降低温度，反应向放热方向进行
【学生画出其它改变反应物浓度的v-t图】
【板书】五、催化剂对化学平衡的影响
【讲解】使用催化剂，V正、V逆同等程度的改变，V正==V逆。所以催化剂对化学平衡无影响。
【投影】
【投影小结】改变反应条件对平衡移动的影响
条件
适应
范围
对化学平衡的影响
导致的结果
浓度
除固
体外
增大反应物浓度（减小生成物浓度），向正反应移动，
减小反应物浓度（增大生成物浓度）向逆反应移动
反应物浓度减小（生成物浓度增加）
反应物浓度增加（生成物浓度减小）
增大浓度，结果是减小浓度
压强
适应
气体
增大压强，向体积缩小的方向移动
减小压强，向体积增大的方向移动
体积缩小，减小压强
体积增大，增大压强
增大压强，结果是减小压强
温度
全部
升高温度，向吸热反应方向移动
降低温度，向放热反应方向衔动
反应吸热，温度降低
反应放热，温度升高
升高温度，结果是降低温度
【讲解】化学平衡有自我调节能力，总是力求保持原态。法国科学家勒沙特列把化学上这种“自我调节”作用，概括为平衡移动原理。
【板书】］六、勒沙特列原理
定义：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动
【小结】在这里我们要注意的是，仅适用于已达到平衡的体系，对所有动态平衡都适用，不能用勒沙特列原理解释的是，使用催化剂，不使平衡发生移动。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。
【自我评价】
1、对于可逆反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，改变条件，平衡如何移动？
（1）增加氧气的浓度
（2）增大压强
（3）增大密闭容器的体积
（4）向密闭容器中充入N2
2、在化学反应2A+B2C达到平衡时，若升高温，C的含量增加，则以反应的正反应是( )
A、放热反应 B、是吸热反应
C、没有显著的热量变化 D、原化学平衡没有发生移动
3、 反应2A（g）2B（g）＋C（g）-Q，在未用催化剂的条件下已达平衡，现要使正反应速率降低，c（B）减小，应采取的措施是 [ B、D ]
A．升温 B．增大反应器的体积
C．增大c（A） D．降温
4、在碳酸钙悬浊液中存在着如下平衡：CaCO3(固) Ca2++CO32-。欲使悬浊液中固体的量减少，可采取的措施是（BD ）。
（A）加碳酸钠溶液 （B）通入二氧化碳气体
（C）加碳酸氢钙溶液 （D）加氯水
复习引入新课
教学回顾：
课题： 专题二 等效平衡
授课班级
课 时
1
教
学
目
的
知识与
技能
运用平衡原理解决实际问题
解决较简单的等效平衡问题
过程与
方法
提高抽象分析能力，知识的综合运用能力
提高分析比较能力
情感态度
价值观
重 点
等效平衡问题
难 点
化学平衡移动原理的应用
知
识
结
构
与
板
书
设
计
专题二 等效平衡
一、定义：
同一可逆反应在相同条件下，无论从正反应开始，还是从相应的可逆反应开始，或从中间某一时刻开始，经过足够长时间，反应都能达到平衡状态，且化学平衡状态完全相同，此即等效平衡。
二、规律
1、恒温、恒压下，对一可逆反应，由极端假设法确定出两初始状态的物质的量比相同，则在谈到平衡后两平衡等效
2、恒温、恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要物质的量比值与原平衡相同，则平衡等效
3、对于反应前后气体分子数改变的反应，只有物质的量与原始值相同，二者才等效
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
【讲解】对于一个给定的可逆反应，如果其它条件不变，不论采取体积途径，即反应是由反应物开始还是从生成物开始，是一次投料还是分多次投料最后都可建立同一化学平衡状态，此时，平衡混合物中各物质的百分含量相等。但初始有关物质的量必须符合一定的关系。
【板书】专题二 等效平衡
一、定义：
同一可逆反应在相同条件下，无论从正反应开始，还是从相应的可逆反应开始，或从中间某一时刻开始，经过足够长时间，反应都能达到平衡状态，且化学平衡状态完全相同，此即等效平衡。
【讲解】若平衡等效，则意味着相应物质的体积分数、浓度、转化率或产率相等。但对应各物质的量可能不同。
【板书】二、规律
1、恒温、恒压下，对一可逆反应，由极端假设法确定出两初始状态的物质的量比相同，则在谈到平衡后两平衡等效
［投影］ N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始量 1 mol 4 mol
等效于 1.5 mol 6 mol
0 mol 0.5 mol 1 mol
a mol b mol c mol
则a、b、c关系：(a + 1/2 c) ：( b + 3/2 c)==1：4
【投影】例1、某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中，充入3L A和2L B，发生如下反应：3A(g) + 2B(g) xC(g) + yD(g) ，达到平衡时，C的体积分数为W%。若维持温度、压强不变，将0.6L A、0.4L B、4L C和0.8L D。作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为W%，则X = ____，Y = ______
解： 3A(g) + 2B(g) xC(g) + yD(g) 假设C完全反应
起始0.6L 0.4L 4L 0.8L
改变12/X 8/X 4L 4y/X
终 12/x+0.6 8/x+0.4 0 0
x=5 y=1
【讲解】解题思路：体积分数不变建立等效平衡恒温恒压条件下物质的量成比例采用三段法，后一种情况推倒为前一种情况
【随堂练习】1、恒温、恒压下，在一可变容器下反应，A(g) + B(g) C(g)
(1) 开始时，放入1 mol A和1 mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为_____ mol
(2) 若开始时放入3 mol A、3 mol B，到达平衡后生成C的物质的量为___ mol
(3) 若开始时，放入 X mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是Y mol 和3a mol ，则X==_____，Y=_____
(4) 若在(3)的平衡状态上再加入3 mol C，待再次平衡后，C的物质的量分数是＿＿＿＿
2、（03全国）某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g) + B(g) 2C(g)，达到平衡时，A、B和C的物质的量分别是4mol、2 mol 、4 mol 。保持温度和压强不变，对平衡混合物中作调整，平衡右移的是( )
A、均减半 B、均加倍 C、均加1 mol D、均减少1 mol
3、一定温度下，容积可变的容器中，反应2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时，物质的量分别为4 mol 、2 mol、4 mol 。保持P、T不变时，按下列要求改变，达到新平衡时，各物质百分含量与原平衡相同的是( )
A、通入1 mol SO3 B、通入4 mol SO2 、2 mol O2
C、通入1 mol N2 D、各减少1 mol
【板书】2、恒温、恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要物质的量比值与原平衡相同，则平衡等效
【投影］】 H2(g) + I2(g) 2HI(g)
起始量 1 mol 2 mol 0 mol
等效于 2mol 4 mol 0 mol
2 mol 5 mol 2 mol
a mol b mol c mol
则a、b、c关系：(a + ) ：( b + )==1：2
【投影】例2、某温度下，在一容积恒定的密闭容器中发生如下反应：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)+Q。当反应达到平衡时，测得容器中各物质均为 n mol ，现欲使H2的平衡浓度增大一倍，当其他条件不变时，下列措施可行的是( D )
A、升高温度
B、加入催化剂
C、再加入 n mol CO,n mol H2O
D、再加入2n mol CO2,2n mol H2
【随堂练习】一定温度下，在恒容容器中发生如下反应：2A(g)+B(g) 3C(g),若反应开始时充入2 mol A、2 mol B达到平衡后，A的体积分数为a%。其他条件不变时，下列配比做初始物质，则平衡后A的体积分数大于a%的是( )
A、2 mol C
B、2 mol A、1 mol B、1 mol He
C、1 mol B、1 mol C
D、2 mol A、3 mol B、3 mol C
【板书】3、对于反应前后气体分子数改变的反应，只有物质的量与原始值相同，二者才等效
【投影】 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始量 1 mol 3 mol 0 mol
等效于 0 mol 0 mol 2 mol
0.5 mol 1.5 mol 1 mol
a mol b mol c mol
则a、b、c关系：(a + 1/2 c) == 1 ; ( b + 3/2 c)==3
【投影】例3、在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2 通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)。当反应达到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器维持温度不变，令a、b、c分别代表SO2、O2、SO3的物质的量，若a、b、c取不同的值，必须满足一定关系都能保证达到平衡时各组分体积分数不变，则：
a=b=0,则c=__________
a=0.5，则b=________,c=_______
a与c、b与c的关系___________
解：(1) 2 mol
(2) 0.25 mol ，1.5 mol
(3) a+c==2 b+c/2==1
【随堂练习】1、在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A、1 mol B反应，2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)。达到平衡后，C的浓度为W mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为W mol/L的是( )
A、4 mol A、2 mol B
B、2 mol A、1 mol B、3 mol C、1 mol D
C、3 mol C、1 mol D、1 mol B
D、3 mol C、1 mol D
【小结】本节通过等效平衡的规律，深入理解勒夏特列原理是解决有关化学平衡问题的基础，通过典型例题，对原理作了深层剖析，以培养学生运用知识的灵活性，也为以后的盐类水解打下基础
【自我评价】
1、一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5 ，加热到20°C时发生反应： PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M%，若在同一温度和同一容器中最初投入的是2 mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5所占的体积分数为N%，则M和N的关系是( B )
A、M>N B、M C、M=N D、无法判断
2、在等温、等容条件下有下列反应：2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡：Ⅰ、A和B的起始浓度均为2mol/L；Ⅱ、C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是（ AD ）
A、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同
B、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同
C、达平衡时，Ⅰ途径的反应速率uA等于Ⅱ途径的反应速率uB?
D、达平衡时，Ⅰ途径混合气体密度为Ⅱ途径混合气体密度的1/2?
3、恒温恒压下，在容积可变的器血中，反应2NO2(g(N2O4(g(达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数 ( A (
A. 不变 B. 增大
C. 减小 D. 无法判断
4、恒温时，一固定容积的容器中发生如下反应2NO2(g(N2O4(g(达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数 ( C (
A. 不变 B. 增大
C. 减小 D. 无法判断
5、A和B两个完全相同的容器中，A中充有各1克的SO2和O2 ，B中充有各2克的SO2和O2，在同温下，反应达到平衡时，设此时A中SO2的转化率为a% ，B中SO2的转化率为b%,则其大小关系是( C )
A、a>b B. a≥b C.a6、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N2+3H2 2NH3。已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3。有恒温恒压下欲保持平衡时各组分的体积分数不变。填表（恒温恒压）
7、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应：H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr。恒温恒压下欲保持平衡时各组分的体积分数不变。填写上表空白：
a
(2) 3a
(3) 2;3-3a
(4)
C
AB
AB
D
教学回顾：
课题：专题三 化学平衡的有关计算
授课班级
课 时
1
教学
目的
知识与技能
掌握平衡计算的基本方法
过程与方法
培养学生分析、归纳、综合计算能力
情感态度价值观
培养学生严谨的学习态度和思维习惯
重 点
平衡问题的处理主要是定性法、半定量法
难 点
极端假设、等效假设、过程假设
知
识
结
构
与
板
书
设
计
1、物质浓度的变化关系
2、反应物的转化率
转化率 ==
3、产品的产率
产率 ==
4、计算模式：
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
起始量 m n 0 0
变化量 ax bx cx dx
平衡量 m-ax n-bx cx dx
5、平均相对分子质量的变化规律
6、气体密度的变化规律
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【讲解】有关化学平衡的计算，有浓度(起始浓度、转化浓度、平衡浓度)、转化率、产率、平衡时各组分的含量以及气体的平均相对分子质量，气体体积、密度、压强、物质的量等。其常用的关系有：
【板书】1、物质浓度的变化关系
【投影】反应物：平衡浓度== 起始浓度—转化浓度
生成物：平衡浓度 == 起始浓度+转化浓度
各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的化学计量数之比。
【板书】2、反应物的转化率
转化率 ==
3、产品的产率
产率 ==
4、计算模式：
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
起始量 m n 0 0
变化量 ax bx cx dx
平衡量 m-ax n-bx cx dx
【讲解】在这里我们要注意的是，各量的单位必须统一，转化量与计量数成比例时，转化量可以是物质的量，物质的量浓度或速率，但不能是质量
【投影】例1、在一定条件下，某密闭容器中发生了如下反应：2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)+Q，反应达到平衡后，SO2、O2、SO3的物质的量之比为3：2：5，保持其他条件不变，升温达到新的平衡时，SO2和O2的物质的量分别是1.4 mol 和0.9 mol ，此时容器内SO3的物质的量为______
【讲解】由题意可知，温度升高，平衡向逆反应方向移动
解： 2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)+Q，
起始量 3x 2x 5x
变化量 2y y 2y
平衡量 3x+2y 2x+y 5x-2y
则：3x+2y== 1.4 2x+y == 0.9
X= 0.4 y = 0.1
n(SO3)= 5x-2y== 1.8 mol
【投影】例2、恒温下，将A mol N2与B mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2 (g) 2 NH3(g)
(1) 若反应进行到某时刻T时，氮气的物质的量为13 mol ，氨气的物质的量为6 mol 则A== ____
(2) 反应达到平衡时，混合气体体积为716.8L，(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)25%，计算氨气的物质的量
(3) 原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比为______
(4) 原混合气体中，A：B==_____
(5) 达到平衡时，N2和H2的转化率之比_____
(6) 平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)== _______
解：(1) N2(g)+3H2 (g) 2 NH3(g)
起始量 A B 0
变化量
平衡值 13 6
A= 16 mol
(2) n == 716.8/22.4 == 32 mol
n(NH3 )== 32*25% == 8 mol
(3) N2(g) + 3H2 (g) 2 NH3(g)
起始量 A B 0
变化量 X 3X 2X
平衡值 A-3X B-3X 2X==8
X== 4
A-3X+B-3X+2X== 32
A+B==40 32:40==4:5
(4) B= 24 A:B== 2:3
(5) α(N2)== x/A
α(H2 ) == 3x/B
α(N2): α(H2 ) ==1:2
(6) (a-x):(b-3x):2x == 12:12:8== 3:2:2
【随堂练习】1、某温度下，密闭容器内发生如下反应：2 M(g)+N(g) 2E(g)。
若开始时只充入2 mol E(g)，达到平衡时，混合气体压强比起始时增大了20%，若开始时，只充入2 mol M和1 mol N的混合气体，则达到平衡时M的转化率为________
2、在一个真空固定体积的密闭容器内，充入10molN2和30molH2，发生合成氨反应：N2＋3H22NH3，在一定温度下达到平衡，H2的转化率为25%。若在同一容器中充入NH3，欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量和达到平衡时NH3的转化率是（ ）
A、15mol 25% B、20mol 50%
C、20mol 75% D、40mol 80%
【板书】5、平均相对分子质量的变化规律
【投影】以 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
气体平均摩尔质量M ==
平衡前后 ，m不变，则：
若m+n == p+q 则M不变
若m+n > p+q ，平衡正向移动，则n减小，M增大
若m+n < p+q ，平衡正向移动，则n增大，M减小
【讲解】我们要注意的是，有固体、液体参加的反应，平衡前后总质量和总物质的量都发生变化，则M有可能增大也有可能减小。
【板书】6、气体密度的变化规律
【投影】以 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
若恒容条件，则密度不变
若恒压条件，则体积增大，密度减小
【讲解】我们要注意的是，当混合气体在平衡移动前后总质量发生变化，且恒容时，密度与m总成正比。若m总变化，且恒压时，P与M成正比。
【小结】解化学平衡计算的重要思维方法是极值法、差量法、守恒法。对于可逆反应，可利用不归零原则，一般可用 极限分析法推断：即假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。极值点不可达到的，可以用来确定范围。也称之为一边倒原则
【自我评价】
1、平均相对分子质量的变化规律：
可逆反应3A(g) 3B(?)+C(?),△H>0,随着温度的升高，气体平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是( )
A、B和C可能都是固体 B、B和C一定是气体
C、若C为固体，则B一定是气体 D、B和C可能都是气体
2、极限法
在一定条件下，将1mol的CO和水蒸气通入容器中发生下述反应：CO +H2O CO2 +H2 ,达到平衡后，测得CO2 为0.6mol，再通入4mol水蒸气，又达到平衡后，CO2 的物质的量为 ( )
A 等于0.6mol B 等于1mol
C 大于0.6 mol 小于1mol D 大于1mol
3、假设法(过渡态方法)
一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：x A(g) +y B(g)z C(g).该反应达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5mol/L。在恒温下将密闭容器扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3mol/L ,则下列叙述正确的是( )
A、平衡向正反应方向移动 B、x+y>z
C、C的体积分数降低 D、B的转化率提高
4、守恒法
温度一定，在一个密闭容器内，发生合成氨反应：N2＋3H22NH3。若充入1molN2和3molH2，反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。若改变开始时投入原料的量，加入amolN2，bmolH2，cmolNH3，反应达到平衡时，NH3的体积百分含量仍为W%，则：
若温度、容器体积恒定a=b=0， c= 若温度、压强恒定a＝b=0， c
若温度、容器体积恒定a=0.75，b= ，c= 若温度、压强恒定a=0.75，b ，c
若温度、压强恒定，则 a、b、c之间必须满足的关系是
5、一边倒原则：
A
B
C
D
H2
6
1
3.5
5
N2
2
0
1
1.5
NH3
0
4
2
1
温度、催化剂不变，向某一固定体积的密闭容器内按下列各组物质的量加入H2、N2、NH3，反应达平衡时；氨气浓度最大的一组是[ ]
60%
C
教学回顾：
课题：专题四 化学平衡中的图象问题
授课班级
课 时
2
教学
目的
知识与技能
加深对反应速率、平衡移动的理解
过程与方法
培养学生解决实际问题的能力
情感态度价值观
重 点
速率—时间图
难 点
图像特点的分析和规律
知识结构与板书设计
专题四 化学平衡中的图象问题
一、速率—时间图
二、浓度—时间图
1、C---t图
2、含量—时间图
三、恒压—恒温曲线
四、速率—温度、压强图
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【板书】专题四 化学平衡中的图象问题
一、速率—时间图
【讲解】此类图像定性提示了V正、V逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的基本特征，以及平衡移动的方向。
【讲解】可用于：I 已知引起平衡移动的因素，判断反应是吸热或放热，反应前后气体体积的变化。II 已知反应，判断引起平衡移动的因素。
【投影】例1、对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W。在其他条件不变的情况下，增大压强，速率变化如图所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为( A )
A、Z、W均为气体，X、Y有一种是气体
B、 Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体
C、X、Y、Z、W皆非气体
D、X、Y均为气体，Z、W中有一种有气体
【分析】由图可知，左、右两侧都为气体且右侧气体多。
【投影】例2、下图是可逆反应A+2B 2C+3D的化学反应速率和化学平衡，随外界条件改变而变化的情况。
由图可推断：
⑴正反应是 反应，（填放热或吸热）
⑵若A、B是气体，则C的状态是 ，D的状态是 。
答案：放热；气体；固体或纯液体
【板书】二、浓度—时间图
【讲解】此类图像能说明各平衡体系(或某一成分)在反应过程中的变化情况，此类图像要注意各物质曲线的转折点，即达到平衡的时刻。
【板书】1、C---t图
【投影】例3、某温度下，在体积为5Ｌ的容器中，Ａ、Ｂ、Ｃ三种物质物质的量随着时间变化的关系如图所示，则该反应的化学方程式为_________A的转化率为＿＿＿＿＿
答案：2A 3B+C ，50%
【投影】例4、将5 mol O2在高温下放电，经过时间t后建立了3O22O3的平衡体系，已知O2的转化率为20%，下列浓度（C）变化曲线正确的是（ C ）
【随堂练习】1、今有反应x(g) + y(g) 2z(g) +热量，若反应开始经t1秒后达到平衡，又经t2秒后由于反应条件的改变使平衡破坏到t3时又过平衡（如图所示），试分析，从t2到t3曲线变化的原因是（ D ）
A．增大了x或y的浓度 B．使用了催化剂
C．增加了反应体系的压强 D．升高了反应的温度
【板书】2、含量—时间图
【讲解】这里的含量是指质量分析，体积分数、转化率
【投影】例5、已知反应： 3A( g ) + B( g ) C( s ) + 4D( g ) + Q下图中a、b 表示一定条件下，D的体积分数随时间t的变化情况，若要使曲线b 变为曲线 a，可采取的措施是（ CD ）
A、增大 B 的浓度
B、升高反应温度
C 、缩小反应容器的体积
D、加入催化剂
分析：催化剂只改变速率，不影响平衡移动
【随堂练习】2、已知某可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋Q在密闭容器中进行反应，测得在不同时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气中的百分含量B%的关系曲线如图所示. A.T1＜T2,P1＞P2,m＋n＞P,Q＜0
B.T1＞ T2,P2＞P1,m＋n＜P,Q＜0 C.T2＞ T1,P2＞P1,m＋n＜P,Q＜0
D.T1＞ T2,P2＞P1,m＋n＞P,Q＞0
【板书】三、恒压—恒温曲线
【讲解】该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率、横坐标为温度或压强。
【投影】例6、图中表示外界条件（t、p）的变化对下列反应的影响：L(固)＋G(气) 2R(气)－Q，y 轴表示的
是（ B ）
A 平衡时，混合气中R的百分含量
B 平衡时，混合气中G的百分含量
C G的转化率
D L的转化率
【随堂练习】3、某可逆反应L(s)+G(g) 3R(g)－Q，本图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。试判断图中y轴可以表示（ C ）
(A)平衡混合气中R的质量分数
(B)达到平衡时G的转化率
(C)平衡混合气中G的质量分数
(D)达到平衡时L的转化率
4、在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+Q中m、n、p为系数，且m+n＞p Q＞0。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度toC、压强P关系正确的是（ B ）
【板书】四、速率—温度、压强图
【投影】例7、下列各图是温度或压强对反应2A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g)（正反应为吸热反应）的正逆反应速率的影响，其中正确的图象是（ AD ）
【投影小结】图像题解题方法
1、图像识别：
(1) 坐标含义：坐标代表的物理量及单位；是反应物还是生成物；原点是否为零
(2) 曲线的三点一走向：
三点---起点、转折点(特殊点)、终点
走向---变化趋势
2、解题方法与思路
(1) 一看图像
一看面：即X、Y代表的量
二看线：即线的斜率大小，增减性
三看点：即起点、终点、转折点、交叉点
四看：是否需要辅助线(等压等温图)
五看量
(2) 二想规律：勒夏特列原理
(3) 三作判断
3、解题技巧：
(1) 先拐先平，数值大：先出现拐点先平衡，对应的温度、压强值都增大。
(2) 定一议二：确定横作标不变，讨论纵坐标与曲线的关系
【自我评价】
1、甲图中C%表示反应物的百分含量，t表示反应时间，乙图中v表示反应速率，p表示压强，T1、T2表示不同的温度，下列反应中符合此图的是（ ）
4、可逆反应mA（固）＋nB（气）eC（气）＋fD（气），反应过程中，当其它条件不变时，C的百分含量（C％）与温度（T）和压强（P）的关系如下图：下列叙述正确的是（ ）。
(A)达平衡后，加入催化剂则C％增大
(B)达平衡后，若升温，平衡左移
(C)化学方程式中n＞e+f
(D)达平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动
教学回顾：
第三节 化学平衡（1）
一、教材分析
化学平衡是人教版选修四的内容，这部分知识是本册其他章节的基础，是解释一些平衡现象的基础。
二、教学目标
1.知识与技能
①理解化学平衡移动的涵义
②理解温度 浓度、压强对化学平衡的影响；
③掌握用图像表示化学平衡移动的方法，并会判断化学平衡移动的方向；
2.情感态度与价值观
①通过本节“问题讨论”、“交流思考”、“实验探究”等栏目设计，激发学生学习兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦，使学习变为知识的获取，文化的欣赏。
②培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的认识观点；
三、教学重点、难点
1.重点：温度、浓度、压强对化学平衡的影响。
2.难点：平衡移动的原理分析及应用
四、学情分析：鉴于学生的基础较差，本部分知识较难理解，所以在学习时将速度放慢一些。
五、教学方法
1．实验法
2．学案导学
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：2课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：
试判断以下在蔗糖溶解及达到溶解平衡的过程的说法正确的是：
①蔗糖在开始溶解时，只有溶解没有结晶；
②蔗糖在开始溶解时，既有溶解又有结晶，只是溶解的速率大于结晶的速率而已；
③蔗糖在溶解过程中，溶解的速率大于结晶的速率，当达到饱和时，溶解与结晶就同时停止，就达到了溶解平衡；
④蔗糖在溶解过程中，溶解的速率大于结晶的速率，当达到饱和时，溶解与结晶并没有停止，只是这时溶解的速率与结晶的速率相等而已，溶解平衡是一种动态平衡；
⑤蔗糖达到溶解平衡时，如再在其中加入一块方形蔗糖，过一段时间，发现蔗糖的外形没有变化；
⑥蔗糖达到溶解平衡时，溶液中的蔗糖的浓度不再发生变化；
小结：溶解平衡的建立过程
开始时： v(溶解)＞v(结晶)
平衡时：①v(溶解)＝v(结晶)≠0
②达到平衡时溶解与结晶未停止；
③溶解平衡是一种动态平衡；
④达到平衡时溶质的浓度保持不变；
（三）合作探究、精讲点拨：
一、化学平衡研究的对象
1、化学平稀衡研究的对象是：可逆反应。
2、可逆反应：在一定条件下，能同时向正反应进行，同时逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
二、化学平衡的建立的过程
1、对于某一化学反应，化学反应速率越大，它所进行的程度越大吗?
2、化学平衡和溶解平衡有何异同?
3、化学平衡建立的途径有哪些?
4、如何判断某一可逆反应是否到达了平衡状态?将探究结果填入下表：
反应刚开始时
反应进行中
达到平衡时
反应速率
V正
最大
减小
最小
V逆
最小为0
渐大
达最大值
两者关系
V正＞V逆
V正＞V逆
V正=V逆≠0
浓度
反应物
最大
减小
最小
生成物
为0
渐大
达最大值
探究练习：在1L容器中的分别加入0.01molCO和0.01molH2O(g)，加热到800℃，一段时间后，反应达到平衡。试分析反应过程中的正、逆反应速率及各物质的浓度的变化情况，用一个“时间—速率”图象来表示这个化学平衡的建立过程，并对图象的含义作出解释。
【板书】
三．化学平衡状态
1、定义：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里
①正反应和逆反应的速率相等
②反应混合物中各组分的质量或浓度保持恒定状态。
2、化学平衡的特征：“逆” “等” “动” “定” “变”
四、化学平衡的建立与反应途径的关系：
【思考1】如果上述例子不从0.01molCO和0.0lmolH2O开始反应，而是各取0.01molCO2，和0.01 molH2，以相同的条件进行反应，生成CO和H2O(g)，当达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的含量与前者有何关系？从中可以得出什么结论？
【板书】【结论】化学平衡的建立与途径无关，而与起始状态有关。
探究练习：在一个容积固定的密闭容器中，加入 2molA和lmolB，发生反应
2A(g)+B(g) 3C(g)＋D(g)，反应达到平衡时，若生成物C的浓度为Wmol/L，维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，若C的浓度仍为Wmol/L，该配比是 ( )
A．4molA+2molB
B．3molC+1molD+1molB+2molA
C．3molC+1molD
D．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
[思考2]下列能说明可逆反应H2 ＋I2 (g) 2HI达到平衡状态吗？
（1）H2的质量不再变化
（2）体系颜色不变
（3）HI的浓度不再变化
（4）每消耗1molH2,就有2mol HI生成。
【板书】
五 化学平衡的影响因素：
1化学平衡移动的定义：化学反应条件改变，原有的平衡被破坏，平衡混合物里各组分的含量也就随着改变而在新的条件下达到新的平衡状态的过程。
2 化学平衡移动的原因：反应（外界）条件发生改变，即v(正)≠
V(逆)。
3化学平衡移动的结果：正逆反应速率发生改变，平衡混合物中各组成成分的百分含量（或浓度）发生相应变化，最终达到新条件下的v(正)=V(逆)，各物质的百分含量（或浓度）达到新的不变。
（3）化学平衡移动的方向：
①若外件条件改变，V(正)＞V(逆)，化学平衡向正反应方向移动；
②若外件条件改变，V(正)＜V(逆)，化学平衡向逆反应方向移动。
4 外界条件对化学平衡的影响（在其他条件不变的情况下）
（1）温度:合作探究【实验2-7】分析实验现象总结温度对平衡的影响。
总结：升高反应体系的温度，平衡向吸热方向移动；
降低反应体系的温度，平衡向放热方向移动。
图像分析：温度对平衡影响的v-t（1）分析图：
【注意】：温度对平衡的影响实质：改变了平衡常数。
（2）浓度：合作探究【实验2-5】分析实验现象总结浓度的改变对平衡的影响。
总结：增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，化学平衡向正反应方向移动：
减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
图像分析：浓度对平衡影响的v-t（2）分析图
【注意】固体、纯液体的浓度均可视作常数，他们的量改变不会影响化学平衡的移动。
（3）压强：【合作探究】下面有一组数据，请大家根据数据判断，压强对于化学平衡的移动有没有影响，有怎样的影响？
450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据N2 + 3H2 2NH3
压强/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
分析以上数据，总结压强对平衡的影响。
【总结】：其他条件不变时，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；
减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。
图像分析：压强对平衡影响的v-t（3）分析图
5 勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一（如温度、浓度、压强），平衡想着减弱这种改变的方向移动。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学平衡的建立过程及影响化学平衡的因素，那么，如何来判断一个反应正向进行程度的大小呢？在下一节课我们一起来学习化学平衡常数及其应用。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析平衡常数的表示方法。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
【板书设计】：
一、化学平衡研究的对象
二、化学平衡的建立的过程
三．化学平衡状态
四、化学平衡的建立与反应途径的关系
五 化学平衡的影响因素：
九、教学反思：
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课的浓度，温度对化学平衡的影响是课本上重要的学生必做的实验，学生分组实验并合作探究，在老师的引导下完成教学重点内容——外界条件对化学平衡的影响，整堂课学生求知旺盛，复杂的知识变得简单化，亲自动手操作，加深了印象，提高了能力。所以教师要着重强调实验的规范性，特别是实验仪器的使用。
第三节 化学平衡（2）
一、教材分析：化学平衡是人教版选修四的主要内容，是高考的一个重要知识点。主要学习化学平衡常数、转化率以及图像分析。
二、教学目标
1．知识目标：能用化学平衡常数、转化率判断化学反应进行的程度
2．能力目标：培养学生理论联系实际能力
3．情感、态度和价值观目标：
培养学生的逻辑思维能力和科学态度
三、教学重难点
重 点：理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算
难点：理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系
四、学情分析：这部分知识是在学习了化学反应速率以及化学平衡移动的基础上并结合一定的数学关系进行学习的。
五、教学方法：合作探究，学案导学。
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习教材，填写学案。
2．教师的教学准备：课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时
八、教学过程：
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
（三）合作探究，精讲点拨
一 化学平衡常数
[探究活动］请同学们阅读教材的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？
在457.6℃时，反应体系中各物质浓度的有关数据如下：
起始时各物质的浓度
（mol·L—1）
平衡时各物质的浓度
（mol·L—1）
平衡常数
H2
I2
HI
H2
I2
HI
1.197×10—2
6.944×10—3
0
5.617×10—3
5.936×10—4
1.270×10—2
48.38
1.228×10—2
9.964×10—3
0
3.841×10—3
1.524×10—4
1.687×10—2
48.61
1.228×10—2
9.964×10—3
0
3.841×10—3
1.524×10—4
1.687×10—2
48.61
1.201×10—2
8.403×10—3
0
4.580×10—3
9.733×10—4
1.486×10—2
49.54
0
0
1.520×10—2
1.696×10—3
1.696×10—4
1.181×10—2
48.48
0
0
1.287×10—2
1.433×10—3
1.433×10—4
1.000×10—2
48.71
0
0
3.777×10—2
4.213×10—3
4.231×10—4
2.934×10—2
48.81
化学平衡常数平均值
48.74
【结论】分析上表的数据，可么得出以下结论：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。
在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
【板书】
1.平衡常数定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
探究练习计算平衡常数：
起始时各物质的浓度/mol·L-1
平衡时各物质的浓度/mol·L-1
平衡时
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
0
0
0. 01
0.01
0.005
0.005
0.005
0.005
达到平衡时
K= =1.0（常数）
［思考］刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的，其，但如果对于任意一个可逆化学反应：mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？
［结论］平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即 K=
【板书】
2. 平衡常数的表达式?mA+nB pC+qD K=
［注意］：
(1)在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1g/mL。水的物质的量浓度55.6 mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。
(2)当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响。因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡表达式中，就不写固体的浓度。
【板书】
3、书写平衡常数表达式时，要注意：
(1) 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。
［注意］：化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数不同。但是这些平衡常数可以相互换算。
例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；
写出K1和K2的关系式： K1=K22 。
探究练习：写出下列反应的平衡常数的表达式
①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
②2HI(g) H2(g)+I2(g)
③CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
④Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)
(2) 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关
讨论并思考：化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢？
【板书】
4. 化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
5、化学平衡常数的应用
（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。
K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；
K值越小，表示反应进行得越不完全 ，反应物转化率越小 。
［注意］一般地说，K>105时，该反应进行得就基本基本完全。
（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：
对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC (g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反应的浓度商。
Qc＜K ，V正>V逆，反应向正反应方向进行
Qc＝K ，V正==V逆，反应处于平衡状态
Qc＞K ，V正（3）利用Ｋ可判断反应的热效应
若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。
若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。
［总结］谈到化学平衡常数必须指明温度，反应必须达到平衡状态，表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的值，不能用任一时刻的浓度值。化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大。使用催化剂能改变化学平衡的速率，但不会使平衡移动，因此不会改变平衡常数。
探究：什么叫反应物的转化率？
【板书】
二 某指定反应物的转化率
=×100%?
探究练习：在密闭容器中，将2.0 mol CO与10 mol H2O混合加热到800℃，达
到下列平衡CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0求CO转化为CO2的转化率。
CO转化为CO2的转化率为：
答：CO转化为CO2的转化率为83%。
三．对于化学平衡的有关图像问题，可按以下的方法进行分析：
(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。
(2)紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。
(3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。
(5)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
(6)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
四.等效平衡及其分类：
1.等效平衡原理：在相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态，也就是等效平衡，还可以从中间状态（既有反应物也有生成物）开始，平衡时各物质的浓度对应相等。
由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关，因而，同一可逆反应，从不同状态开始，只要达到平衡时条件（温度，浓度，压强等）完全相同，则可形成等效平衡。
2.等效平衡规律：
等效平衡的广泛定义：只因投料情况的不同，达到平衡后，各组分的物质的量（或能转化为物质的量）分数相等的平衡状态，互为等效平衡状态。
在定温，定容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。简言之，定温，定容下，归零后，等量即为等效平衡
在定温，定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比值与原平衡相同，两平衡等效。简言之，定温，定容下，归零后，等比例即为等效平衡
③在定温，定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数，换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效. 简言之，定温，定容下，归零后，等比例即为等效平衡
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学平衡常数的意义及有关的计算，那么，如何来判断一个反应究竟向哪个方向进行呢？在下一节课我们一起来学习化学反应进行的方向。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析判断反应进行方向的依据是什么。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计：一、化学平衡常数：
二、某指定反应物的转化率
三、图像分析
四、等效平衡
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课的主要内容化学平衡常数及其应用，图像分析，等效平衡。图像分析主要抓住定义议二的方法。而等效平衡则强调等量等效，较简单的一种这样学生掌握起来较容易一些。
第三节 化学平衡
教学目标：
1.能描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
2.通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
教学重点：描述化学平衡建立的过程。
教学难点：探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
探究建议：
①实验探究：温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响。②实验：温度、浓度对溴离子与铜离子配位平衡的影响。③查阅资料：奇妙的振荡反应。④讨论：合成氨反应条件选择的依据。
课时划分：三课时
教学过程：
第一课时
[导课]我们已经学过许多化学反应，有的能进行到底，有的不能进行到底。请同学们思考并举例说明。
[回答]学生举例化学反应存在的限度。
[讲述] 化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题，但是在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
［板书］第三节 化学平衡?
［讲述］如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说，由于反应物已全部转化为生成物，如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了，所以，化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。
[板书]一、可逆反应与不可逆反应
[思考］大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？
［回答］开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。
［追问］不溶了是否就意味着停止溶解了呢？
［回答］回忆所学过的溶解原理，阅读教材自学思考后回答：没有停止。因为当蔗糖溶于水时，一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。
［讲述］所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。
［动画］演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。
［讲解］这时候我们就说，蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，是一个动态平衡。
［板书］溶解平衡的建立?
开始时v（溶解）＞v(结晶)
平衡时v（溶解）=v（结晶）?
结论：溶解平衡是一种动态平衡?
[探讨]我们学过那些可逆反应？可逆反应有什么特点？
[板书]二、化学平衡状态
1. 定义：是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量 （溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。
［启发］大家能否从化学平衡状态的定义中，找出化学平衡有哪些基本特征？
［回答］分析定义，归纳总结，化学平衡的特征：（1）化学平衡研究的对象是可逆反应；（2）达到平衡时正反应速率等于逆反应速率；（3）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；（4）由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。
[板书] 2、化学平衡的特征：（1）反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
［讲述］评价学生总结结果。大家还应注意化学平衡状态是维持在一定条件下的，一旦条件发生变化，平衡状态就将遭到破坏。动态平衡也体现了辩证唯物主义的基本观点，即运动是绝对的，而静止是相对的。
[思考]若对饱和溶液升温或降温，会有什么现象发生？试从化学平衡观点解释。
[回答]学生解释：升温或降温，溶解速率与结晶速率不在相等，继续溶解或析出，直到溶解速率与结晶速率再次相等，t1时达到新的溶解平衡状态。
[追问]对于化学平衡，条件发生变化，平衡状态怎样发生变化呢？
[实验2-5]两试管中各加入5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液,按要求操作,观察颜色的变化。
[记录实验卡片]
滴加3～10滴浓硫酸
滴加10～20滴6 mol/LNaOH
K2Cr2O7溶液
橙色
黄色
[板书]3、（1）浓度对化学平衡的影响：
Cr2O72－+H2O 2 CrO42－+2H+
橙色 黄色
[实验2—6]通过学生对实验归纳可知：增大反应物的浓度可促使化学平衡向正反应方向移动。
方程式：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl
[思考与交流]1、你使如何判断上述化学平衡发生变化的？
2、你能否推知影响化学平衡的其它因素？
[板书]在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。
[练习]填空：
浓度的变化
v正 v逆的变化
结果
平衡移动
平衡移动结果
增大反应物浓度
减少反应物浓度
增大生成物浓度
减少生成物浓度
[讲解] （2）压强对化学平衡的影响
1.固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。
2.反应中有气体参加：压强减小→浓度减小→平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。
[板书]（2） 压强对化学平衡的影响：①其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。
②如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。
[板书]（3）温度对化学平衡的影响：
[投影]以2NO2 N2O4；△H<0为例说明。
[板书]在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
[练习]填空：
温度改变
v正 v逆的变化
结果
平衡移动
平衡移动结果
升高温度
降低温度
[讲解]化学平衡只有在一定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。
[阅读]P28相关内容 P
[板书]（4）可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。
勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
[思考]催化剂对化学平衡有何影响？
[回答]阅读教材后回答：催化剂同等程度增加正逆反应速率，平衡不移动。
[小结]什么是化学平衡？浓度、温度、压强、催化剂如何影响化学平衡移动？
[作业]P32 1、2、3、4
[板书计划]
第三节 化学平衡
一、可逆反应与不可逆反应
二、化学平衡状态
1. 定义：
2.化学平衡的特征：
3.（1）浓度对化学平衡的影响：
（2） 压强对化学平衡的影响：
（3）温度对化学平衡的影响：
（4）勒沙特列原理：
教学反思：
第二课时
［复习提问］什么叫化学平衡？化学平衡的特征有哪些？?
［回答］化学平衡是是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量 （溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。化学平衡的特征：（1）反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
［过渡］尽管就这么几句话，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，还有其他方面的特征，这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。
［板书］三、化学平衡常数
［引导］请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？
[探究活动］阅读教材和P29表2—1，对表中数据进行观察并归纳。
[总结]一定温度下：
［小结］在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
［板书］1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
[练习]计算平衡常数：
起始时各物质的浓度/mol·L-1
平衡时各物质的浓度/mol·L-1
平衡时
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
0
0
0.01
0.01
0.005
0.005
0.005
0.005
结论：达到平衡时 =1.0（常数）
［启发］刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的，其，但如果对于任意一个可逆化学反应：mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？
［回答］平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即 K=
［板书］2. 表达式对于任意反应?
mA+nB pC+qD
K=
［提问］化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢？
［回答］了解K的意义并回答：可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度，K只受温度影响，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大，也就是反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
[板书]3. 化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
［提问］什么叫反应物的转化率？
［回答］某指定反应物的转化=×100%?
［讲解］根据平衡常数K的定义和表达式可知，即使是同一反应，若反应方程式书写不同则K的表示方式也不同。再则，这里所谓的浓度指的是气体或溶液的浓度，对于固体、纯液体的浓度一般规定为常数1，可以不写。
［练习］写出下列反应的平衡常数的表达式
①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
②2HI(g) H2(g)+I2(g)
③CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
④Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)
[解析]在写表达式时注意③、④中固体物质的浓度为1，不写出。
[答案]①K=，②K=,③K=c(CO2),④K=
[板书计划]
三、化学平衡常数
1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
2. 表达式对于任意反应?
mA+nB pC+qD
K=
3. 化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
教学反思：
第三课时
（第三节 化学平衡习题课）
［设问］是不是反应速率越快，生成物产量就越高？
［回答］不一定。
［问题］产量的高低取决于什么？
［回答］反应进行的限度。
［导课］反应进行的限度即化学平衡移动的有关问题，下面我们处理化学平衡有关的习题。
［板书］化学平衡习题课
［提问］什么叫化学平衡状态？
［回答］一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
［学生回答时教师板书］定义
［提问］化学平衡有哪些特征？请同学们用几个字概括。
［学生回答时教师板书］特征：逆、等、动、定、变、同。
［指定学生分析以上几个字的含义］
［过渡］从平衡状态的特征来看，同一反应物的正、逆反应速率相等就说明达到了平衡状态，那么对于不同反应物或生成物，如何从速率间的关系证明反应达到了平衡状态呢？下面我们看一道题。
［投影］
例1. 在一定温度下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是
A. 单位时间内生成n mol的A2同时生成n mol AB。
B. 容器内的总压强不随时间变化?
C. 单位时间内生成2n mol的AB，同时生成n mol的B2。
D. 单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B2。
解析：A. 根据生成n mol AB，说明消耗了n mol A2。而已知单位时间生成n mol的A2说明此可逆反应生成速率不等于消耗速率，未达平衡状态。
B. 该可逆反应全是气体且反应前后分子数相等。故不能通过容器内的总压强随时间的变化来判断它是否达到化学平衡状态。
C. 根据生成2n mol AB的同时生成n mol B2。“生成2n mol AB”同时说明消耗n mol B2，对于B2气体来说其生成速率等于消耗速率。说明该可逆反应的正、逆反应速率相等。
D.该选项已知条件中未给出消耗A2、B2的物质的量。因此不能说明正反应速率和逆反应速率间的关系。
答案：C
[练习］请同学们自己完成下面的练习题。
1. 对于一定条件下的可逆反应：A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标A. A、B、C的浓度不再变化。
B. 容器内总压强不再改变?
C. 单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B?
D. A、B、C的分子数之比为1∶3∶2?
答案:AB
2. 在2NO2(g) N2O4(g)的可逆反应中，下列不属于平衡状态的是
A. 反应物的转化率等于生成物的产率。
B. NO2在混合气体中体积分数保持不变。
C. 平衡体系的颜色不再改变。
D. 单位时间内有1 mol N2O4变为NO2的同时，有2 mol NO2变为N2O4。
答案：A
［问题］请同学们根据以上练习，总结一下化学平衡的标志有哪些？
［学生回答后教师小结并投影显示］
化学平衡状态的标志：?
1. 对于同一反应物或生成物的正反应速率等于其逆反应速率。
2. 一种物质的正反应速率与另一种物质的逆反应速率之比等于方程式化学计量数之比。
3. 各组分的浓度或分子数或含量不随时间改变而改变。
4. 反应物的转化率或生成物产率不随时间改变而改变。
5. 对于反应前后气体体积不相等的反应，容器内总压强或气体总体积不随时间改变而改变。
6. 对于反应体系某物质有颜色的反应，体系颜色不随时间改变而改变。也可说明已达平衡状态。
［过渡］如何衡量一个可逆反应达到平衡状态时，正反应进行的程度大小？
［回答］用化学平衡常数的大小来衡量。
［板书］化学平衡常数
［问题］请同学们写出下列反应达到化学平衡状态时平衡常数的数学表达式。
［投影显示］
①H2(g)+I2(g) 2HI(g)?
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)?
教学反思：
第三节 化学平衡 第3课时
一、选择题
1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是( )
①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
解析：平衡常数K是一个温度函数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。
答案：D
2．一定条件下，固定容积的密闭容器中，CO和H2反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)。如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。下列判断正确的是( )
A．T1>T2
B．该反应的ΔH>0
C．T1时的平衡常数K1>T2时的平衡常数K2
D．T1时的平衡常数K1解析：本题考查化学平衡知识的综合应用，考查考生结合图像分析问题的思维能力。难度中等。
A项，根据“先拐先平衡”可确定温度T2>T1；B项，T1到T2为升温的过程，CO的转化率降低，即该反应的ΔH<0；C项、D项，T1平衡时生成物浓度大于T2平衡时生成物浓度，即平衡常数K1>K2。
答案：C
3．一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，部分数据见下表(表中t2>t1)。
反应时间/min
0
t1
t2
n(CO)/mol
1.20
0.80
n(H2O)/mol
0.60
0.20
n(CO2)/mol
0
n(H2)mol
0
下列说法正确的是( )
A．反应在t1 min内的平均速率为v(H2)＝mol·L－1·min－1
B．平衡时CO的转化率为66.67%
C．该温度下反应的平衡常数为1
D．其他条件不变，若起始时n(CO)＝0.60 mol，n(H2O)＝1.20 mol，则平衡时n(CO2)＝0.20 mol
解析：根据化学方程式可知在t1 min内生成0.40 mol H2，因此在t1 min内的平均速率为v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1，故A错误。根据化学方程式可知t1 min、t2 min时均有n(CO)＝0.80 mol，n(H2O)＝0.20 mol，n(CO2)＝n(H2)＝0.40 mol，故表格中t1 min、t2 min时的数据均为平衡时的物质的量。据此可求出CO平衡时转化率为0.4mol/1.2mol×100%＝33.33%。故B错误。由于该反应是一个反应前后气体体积不变的反应，将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式，可计算出反应的平衡常数为1，C正确。根据平衡常数值可计算出D项中平衡时n(CO2)＝0.40 mol，故D错误。
答案：C
4．在温度T1和T2(已知T2>T1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式
K(T1)
K(T2)
F2＋H2??2HF
1.8×1036
1.9×1032
Cl2＋H2??2HCl
9.7×1012
4.2×1011
Br2＋H2??2HBr
5.6×107
9.3×106
I2＋H2??2HI
43
34
仅依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是( )
A．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
B．HX的稳定性逐渐减弱
C．HX的生成反应是放热反应
D．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低
解析：本题考查化学平衡和卤素原子的递变规律，意在考查考生分析问题的能力。由表中数据可知，对于同一反应，温度越高平衡常数越小，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以HX的生成反应是放热反应，C项正确；同一温度下，随着卤素原子序数的递增，K递减，说明反应正向进行的程度依次减小，平衡时X2的转化率逐渐降低，HX的稳定性逐渐减弱，B、D项正确；不能依据K的变化判断反应的剧烈程度，故A项错误。
答案：A
5．1000 ℃时，FeO(s)＋H2??Fe(s)＋H2O，K＝0.52。欲使容器中有1.0 mol FeO被还原，反应前容器中应充入a mol H2。则a的值最接近( )
A．1.0 B．2.0
C．3.0 D．4.0
解析：本题考查化学反应分析，涉及化学平衡常数、化学计算等知识，意在考查考生的分析能力与计算能力。1000 ℃时，水是气态。当容器中有1.0 mol FeO被还原时，有1.0 mol H2参与反应，生成1.0 mol H2O。设容器容积为V L，则平衡时c(H2O)＝1/V mol/L，c(H2)＝(a－1)/V mol/L。K＝c(H2O)/c(H2)＝＝0.52，解得a≈2.9，C选项正确。
答案：C
6．等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行反应：X(g)＋2Y(g)??3Z(g)＋Q(s) △H>0，下列叙述正确的是( )
A．当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡
B．达到平衡时X的转化率为25%，则平衡常数K为9/4
C．达到平衡后，反应速率2v正(Y)＝3v逆(Z)
D．达到平衡后，加入Q，平衡逆向移动
解析：反应中X、Y按照物质的量之比1∶2进行反应，而容器中两者物质的量之比为1∶2时不一定达到平衡，A项错误；设X、Y起始的物质的量都为1 mol，容器的体积为VL，达到平衡时X的物质的量是1 mol×(1－25%)＝0.75 mol，消耗X的物质的量是0.25 mol，则Y的物质的量为1 mol－0.25 mol×2＝0.5 mol，生成Z的物质的量为0.25 mol×3＝0.75 mol，则平衡常数K＝＝，B项正确；达到平衡后3v正(Y)＝2v逆(Z)，C项错误；由于Q为固体，加入Q后平衡不移动，D项错误。
答案：B
7．一定温度下，在容积为1 L的密闭容器中，存在如下关系：xH2O(g)??(H2O)x(g)，反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图。下列说法不正确的是( )
A．x＝3
B．该温度下，反应的平衡常数为0.125 L2/mol2
C．平衡时混合气体的平均摩尔质量是33.3 g/mol
D．t1时刻，保持温度不变，再充入1 mol H2O(g)，重新达到平衡时，将增大
解析：本题以化学平衡图像为载体考查化学平衡的移动、化学平衡常数以及化学平衡的计算，意在考查考生的分析能力和判断能力。根据图像可得如下关系：
xH2O(g)??(H2O)x(g)
起始 5 mol 0 mol
转化 3 mol 1 mol
平衡 2 mol 1 mol
化学方程式中的化学计量数之比等于参加反应各物质的物质的量之比，则x＝3，A项正确；该温度下反应的平衡常数K＝＝0.125 L2/mol2，B项正确；平衡时混合气体的平均摩尔质量＝＝30 g/mol，C项错误；t1时刻，保持温变不变，再充入1 mol水蒸气，相当于增大压强，平衡右移，重新达到平衡时，将增大，D项正确。
答案：C
8．已知在25℃时，下列反应的平衡常数如下：
①N2(g)＋O2(g)??2NO(g) K1＝1×10－30
②2H2(g)＋O2(g)??2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g) K＝4×10－92
下列说法正确的是( )
A．NO分解反应NO(g)??N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30
B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O
C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2
D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大
解析：A中此反应的平衡常数K＝＝＝＝1015；B中K2与反应条件无关，实际上常温下H2和O2不易反应；C中通过分解方向的平衡常数大小分析分解放出O2的倾向；D中温度升高对三个反应的影响不同，则平衡常数变化不同。
答案：C
9．汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)??2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是 ( )
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0
解析： N2(g) ＋ O2(g)?? 2NO(g)
始(mol·L－1): c0 c0 0
转(mol·L－1): c0－c1 c0－c1 2(c0－c1)
平(mol·L－1): c1 c1 2(c0－c1)
故T温度下K＝，A项正确；对于反应物、生成物均为气体的反应来说，恒容条件下，密度是定值，B项不正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡状态，C项不正确；若曲线b对应的条件是温度改变，则a到b应是升温，升高温度c(N2)变小，说明平衡正向移动，该反应的ΔH>0，D项不正确。
答案：A
10．相同温度下，在体积相等的三个恒容器闭容器中发生可逆反应：2NH3(g)??N2(g)＋3H3(g) ΔH＝＋92.4 kJ/mol。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
容器
编号
起始时各物质物质的量/mol
平衡时反应中
的能量变化
NH3
N2
H2
①
2
0
0
吸收热量a kJ
②
0
1
3
放出热量b kJ
③
4
0
0
吸收热量c kJ
下列叙述正确的是( )
A．热量关系：a＝b
B．①②③反应的平衡常数：③>①>②
C．达平衡时H2的体积分数：①>③
D．①中的密度不再改变时说明反应已达到平衡状态
解析：若反应①中NH3的平衡转化率为50%，则a＝b，若反应①中NH3的平衡转化率小于50%，则ab，A选项错误；温度相同，所以反应①、②、③的平衡常数相同，B选择错误；反应③可以看成是在两个相同容器中相同条件下同时进行反应①，达平衡后，把这两个容器中的气体压缩到其中一个容器中，如果平衡不移动，氢气的体积分数应该与反应①相等，但是压强增大，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数减小，所以达平衡时氢气的体积分数：①>③，C选项正确；因为气体总质量始终不变，容器恒容，所以密度始终不变，不能用密度变化来衡量反应是否达到平衡状态，D选项错误。
答案：C
二、非选择题
11．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知：CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
试回答下列问题：
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为________________________。
(2)在800 ℃发生上述反应，以下表中物质的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向移动的有________(填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1
(3)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)??2CO(g)的平衡常数为K；C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)的平衡常数为K1；CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)的平衡常数为K2；则K、K1、K2之间的关系是____________。
(4)向V L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在T ℃时达到平衡，然后快速通过碱石灰，将所得的混合气体燃烧，测得放出的热量为2842 kJ(已知CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，H2的燃烧热为286 kJ·mol－1)，则T ℃时的化学平衡常数K＝________。
解析：(1)根据化学平衡常数表达式的书写规则，该反应的化学平衡常数表达式为(1)K＝。
(2)A项，Qc＝＝1.2>1，平衡左移；B项，Qc＝＝<1，平衡右移；C项，从正反应开始，平衡右移；D项，Qc＝＝1，平衡不移动；E项，Qc＝<1，平衡右移。B、C、E项符合题意。
(3)由题可知K＝，K1＝，K2＝，所以K＝。
(4)设生成的H2为x mol，则剩余的CO为(10－x) mol，故有286x＋(10－x)×283＝2842，则x＝4，K＝＝。
答案：(1)K＝
(2)BCE
(3)K＝K1/K2
(4)4/9
12．在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)??2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。
(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是________________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2________________________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是________________________。
解析：本题主要考查化学平衡知识。意在考查考生对基础知识的应用能力、计算能力以及分析判断能力。(1)由于NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，温度升高，混合气体的颜色加深，说明NO2气体浓度增大，即升温平衡向生成二氧化氮气体的方向移动，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，即ΔH大于0；根据反应速率的定义可求出N2O4的反应速率；由题中图像可知平衡时NO2和N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。(2)①由题意，改变温度，N2O4的浓度减小，则是升高温度，T大于100 ℃。②根据速率和时间，求出减少的N2O4的浓度为0.02 mol·L－1，则平衡时N2O4的浓度为0.020 mol·L－1，NO2为0.16 mol·L－1，由平衡常数表达式可得K2的值。(3)缩小体积，即增大压强，增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，所以平衡逆向移动。
答案：(1)大于 0.0010 0.36 mol·L－1
(2)①大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 ②平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.0020 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.16 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.0020 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，K2＝＝1.3 mol·L－1
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
13．实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，回答下列问题：
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为：K＝，它所对应的化学反应为：________________________。
(2)已知在一定温度下，
①C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH1＝a kJ/mol 平衡常数K1；
②CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g) ΔH2＝b kJ/mol 平衡常数K2；
③C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g) ΔH3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是________，ΔH3＝____________________(用含a、b的代数式表示)。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
该反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”)，若在500 ℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为________。
解析：本题考查了盖斯定律、化学平衡常数的概念及计算等，意在考查考生运用所学知识分析、解决综合问题的能力。(1)根据化学平衡常数的定义，结合元素守恒可知还有一种生成物，为C，反应的化学方程式为CO(g)＋H2(g)??H2O(g)＋C(s)。(2)将三个热化学方程式按顺序依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，将①、②相加可得③，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(a＋b) kJ·mol－1。化学平衡常数K3＝K1·K2。(3)由表中数据看出，随温度升高，化学平衡常数减小，可知该反应为放热反应。设CO的平衡转化率为α，由“三段式”：
H2O(g) ＋ CO(g) ?? CO2(g)＋H2(g)
起始(mol·L－1) 0.020 0.020 0 0
转化(mol·L－1) 0.020α 0.020α 0.020α 0.020α
平衡(mol·L－1) 0.020－0.020α 0.020－0.020α 0.020α 0.020α
则＝9，解得α＝0.75。
答案：(1)CO(g)＋H2(g)??H2O(g)＋C(s)
(2)K3＝K1·K2 (a＋b)kJ/mol
(3)放热 75%
第4课时 化学平衡常数
A组
1.化学平衡常数可以用K来表示,下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( )
A.K越大,反应物的转化率越小
B.K与反应物的浓度有关
C.K与生成物的浓度有关
D.K与温度有关
解析:K越大,反应物的转化率越大;一个确定的化学反应,其化学平衡常数只与反应体系的温度有关。
答案:D
2.某温度时,反应SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡常数K=50。在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K1应为( )
A.2 500 B.100
C.4×10-4 D.2×10-2
解析:K=,K1=,K1==4×10-4。
答案:C
3.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是( )
A.平均相对分子质量 B.SO3(g)的转化率
C. D.
解析:本题可采取等效平衡法分析,假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器有隔板),保持温度不变,向增加的容器中充入相同体积的SO3(g),则可建立与原平衡一样的平衡,此时A、B、C、D各项的值均不变,然后抽掉隔板,将容器压缩至原容器大小,则压强增大,平衡逆向移动,气体的总物质的量减小,但总质量不变,因此平均相对分子质量增大;SO3(g)的转化率减小;c(SO2)、c(SO3)均增大,但c(SO3)增大的程度比c(SO2)增大的程度大,则增大;可看作该反应的平衡常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,则不发生变化。
答案:B
4.在淀粉-KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示:
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( )
A.反应I2(aq)+I-(aq)(aq)的ΔH>0
B.其他条件不变,升高温度,溶液中c()减小
C.该反应的平衡常数表达式为K=
D.25 ℃时,向溶液中加入少量KI固体,平衡常数K大于689
解析:根据题中提供的数据知温度升高,平衡常数减小,则平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,故正反应为放热反应,ΔH<0,A选项错;其他条件不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,溶液中c()减小,B选项正确;该反应的平衡常数表达式为K=,C选项错;平衡常数只与温度有关,25 ℃时,向溶液中加入少量KI固体,虽然平衡向正方向移动,但平衡常数不变,D选项错。
答案:B
5.某温度下,向容积为1 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3,当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )
A.8.0×102 B.1.6×103
C.3.2×103 D.4.0×102
解析: 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
起始(mol) 0.10 0 0
平衡(mol) 0.10-2x 2x x
×100%=20% x=0.01 mol
K=
所以逆反应的平衡常数为1 600,B正确。
答案:B
6.在一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不发生改变的是( )
A.保持温度和容器体积不变,充入1 mol SO3(g)
B.保持温度和容器压强不变,充入1 mol SO3(g)
C.保持温度和容器压强不变,充入1 mol O2(g)
D.保持温度和容器压强不变,充入1 mol Ar(g)
解析:A项,恒温恒容时充入1 mol SO3(g),瞬间c(SO3)增大,此时平衡就向着减弱这个改变的方向移动,即逆向移动,但新平衡时c(SO3)仍比旧平衡时c(SO3)大,故A错。B项,恒温恒压时充入1 mol SO3(g),达到平衡后刚好形成在恒温恒压下的等效平衡,所以c(SO3)不变,故B正确。C项,恒温恒压时充入1 mol O2(g),则c(O2)一定增大,平衡右移,使c(SO2)减小,平衡发生移动,故C错。D项,恒温恒压充入1 mol Ar(g),容器体积增大,平衡逆向移动,c(SO3)减小,故D错。
答案:B
7.汽车尾气净化中的一个反应如下:
NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)
ΔH=-373.4 kJ·mol-1
在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是( )
解析:该反应为化学计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A选项错误;同理升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B选项错误;平衡常数只与温度有关,与物质的量无关,C选项正确;增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO的转化率减小,D选项错误。
答案:C
8.两个恒容容器中分别发生反应A(g)2B(g)和2A(g)C(g),平衡时A的转化率分别为α1和α2。在温度不变的情况下,均增加A的物质的量,下列判断正确的是( )
A.α1、α2均减小 B.α1、α2均增大
C.α1减小,α2增大 D.α1增大,α2减小
解析:假设将加入的A放在一个大小合适的容器中,让其建立的平衡与原来的平衡等效。然后将两个容器压缩,平衡发生移动,建立新平衡。对于A(g)2B(g),加压,平衡左移,A的转化率减小;对于2A(g)C(g),加压,平衡右移,A的转化率增大。故C正确。
答案:C
9.在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A.5% B.10% C.15% D.20%
解析: N2+3H22NH3
起始物质的量/mol 2 8 0
转化物质的量/mol 2
平衡物质的量/mol 6
平衡时氮气的体积分数为×100%≈15%。
答案:C
10.X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近于( )
A.33% B.40% C.50% D.66%
解析: X(g) + 2Y(g) 2Z(g)
起始物质的量: n mol n mol 0
转化物质的量: x mol 2x mol 2x mol
平衡物质的量: (n-x) mol (n-2x) mol 2x mol
,x=n。
所以Y的转化率为×100%=66.7%。
答案:D
11.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:
(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于 。?
(2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) (填“>”“<”或“=”)K(B)。?
解析:(1) 2SO2+O22SO3
起始浓度(mol·L-1) 0
平衡浓度(mol·L-1) 0.04 0.02 0.16
K==800
(2)平衡状态由A变到B时,条件的改变是增大压强,温度没有变化,所以平衡常数不变,K(A)=K(B)。
答案:(1)800 (2)=
12.(Ⅰ)已知在448 ℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ;反应H2(g)+I2(g)HI(g)的平衡常数K3为 。?
(Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示:
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。?
(2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。?
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。?
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。?
(5)在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,则下一时刻,反应将 (填“正向”或“逆向”)进行。?
解析:(Ⅰ)第2个反应与第1个反应互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,第3个反应的化学计量数与第1个相比,缩小为一半,平衡常数也会发生变化,得K3=。
(Ⅱ)通过表中K和t的关系可知,温度越高,K值越大,反应正向进行的程度越大,说明正向反应为吸热反应。当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,K=1,此时温度由表中数据可知为830 ℃。判断反应进行的方向时,可根据Q与K的大小关系判断,此时刻下,Q==1>0.9,所以反应向逆反应方向进行。
答案:(Ⅰ) 7
(Ⅱ)(1) (2)吸热 (3)BC (4)830 (5)逆向
B组
1.在一定条件下,向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是( )
A.平衡后CO的体积分数为40%
B.平衡后CO的转化率为25%
C.平衡后水的转化率为50%
D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24
解析:设达到平衡时,反应掉CO的体积为x。
CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始: 30 mL 20 mL 0 0
变化: x x x x
平衡: 30 mL-x 20 mL-x x x
由题意知:20 mL-x=x,故x=10 mL
故平衡后CO的体积分数为×100%=40%,CO的转化率为×100%≈33.3%,H2O的转化率为×100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为=24。
答案:B
2.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/(mol·L-1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(mol·L-1)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol·L-1
D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
解析:由三段式:
H2 + CO2 H2O+CO
甲始态/(mol·L-1): 0.010 0.010 0 0
甲反应/(mol·L-1): x x x x
甲终态/(mol·L-1): 0.010-x 0.010-x x x
,所以x=0.006,甲中H2的转化率为60%,乙相当于在甲的基础上又充入了H2,CO2的转化率增大,A项正确;丙相当于在甲的基础上加压,平衡不移动,丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍,甲平衡时CO2浓度为0.004 mol·L-1,B项正确、C项错误;B、C项也可以用三段式来求解。由浓度可知D项正确。
答案:C
3.某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后的压强之比为5∶4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,B的平衡转化率是35%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增加C,B的平衡转化率不变
解析:平衡时容器内混合气体总的物质的量为(4 mol+2 mol)×=4.8 mol,生成C的物质的量为1.6 mol,则:
3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)
初始量 4 mol 2 mol 0 0
转化量 1.2 mol 0.8 mol 1.6 mol 0.8 mol
平衡量 2.8 mol 1.2 mol 1.6 mol 0.8 mol
分析可知D为气体,C为固体或液体,该反应的化学平衡常数表达式是K=,A项错;平衡时B的转化率是×100%=40%,B项错;增大该体系的压强,平衡向右移动,由于温度不变,故化学平衡常数不变,C项错;由于C为固体或液体,增加C对平衡没有影响,B的平衡转化率不变,D项正确。
答案:D
4.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,ΔH 0(填“>”“<”或“=”);?
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min 后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)= 、CO的平衡转化率= ;?
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是 。?
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2 D.提高反应温度
E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
解析:(1)注意物质的状态,随着温度升高K逐渐减小,所以此反应是放热反应。
(2)由三段式:
Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
始态/(mol·L-1): 0.1 0.1
终态/(mol·L-1): 0.1-x 0.1+x
反应/(mol·L-1): x x
温度为1 000 ℃,所以K==4.0,所以x=0.06,v(CO2)==0.006 mol·(L·min)-1。
(3)Fe2O3、Fe均是固体,改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化学平衡,故A、B项反应速率、化学平衡均不改变;C项移出部分CO2,平衡右移,正确;D项此反应为放热反应,升高温度,平衡左移,错误;E项减小容器容积,相当于加压,平衡不移动,错误;F项催化剂只影响化学反应速率,对平衡移动无影响,错误。
答案:(1) <
(2)0.006 mol·(L·min)-1 60%
(3)C
5.在一定温度下,向一个5 L的密闭容器中通入2 mol N2和8 mol H2及固体催化剂,使之反应。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1,平衡时容器内气体压强为起始时的80%。
(1)计算平衡时容器内NH3的体积分数为 ,该温度下反应的平衡常数为 。?
(2)加入2 mol N2和8 mol H2,达到平衡时,放出热量为 (填序号)。?
A.大于92.2 kJ
B.等于92.2 kJ
C.小于92.2 kJ
D.可能大于或小于或等于92.2 kJ
(3)在相同容器中,降低温度,通入2 mol NH3和1 mol H2及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数是否为25%,下列判断正确的是 (填序号)。?
A.一定等于25%
B.一定大于25%
C.一定小于25%
D.可能大于或小于或等于25%
解析:(1)平衡时容器内混合气体总的物质的量为(2 mol+8 mol)×80%=8 mol,则:
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
初始量 2 mol 8 mol 0
转化量 x 3x 2x
平衡量 2 mol-x 8 mol-3x 2x
(2 mol-x)+(8 mol-3x)+2x=8 mol,x=1 mol。平衡时,N2、H2、NH3的物质的量分别为1 mol、5 mol、2 mol,浓度分别为0.2 mol·L-1、1 mol·L-1、0.4 mol·L-1。氨气的体积分数即物质的量分数为×100%=25%;K==0.8。
(2)因反应生成的NH3为2 mol,根据热化学方程式的意义可知,放出的热量为92.2 kJ。
(3)通入2 mol NH3和1 mol H2与相同条件下通入1 mol N2和4 mol H2建立的平衡等效。在相同温度下,若在2.5 L容器中,通入2 mol NH3和1 mol H2达到平衡时NH3的体积分数为25%,然后将体积扩大到5 L,平衡左移,NH3的体积分数小于25%,又因降低温度,平衡右移,则NH3的体积分数增大,因降温幅度大小不同,NH3的体积分数不能确定。
答案:(1)25% 0.8 (2)B (3)D
第二章 第三节 第3课时
一、选择题
1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是( )
①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
解析：平衡常数K是一个温度函数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。
答案：D
2．一定条件下，固定容积的密闭容器中，CO和H2反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。下列判断正确的是( )
A．T1>T2
B．该反应的ΔH>0
C．T1时的平衡常数K1>T2时的平衡常数K2
D．T1时的平衡常数K1解析：本题考查化学平衡知识的综合应用，考查考生结合图像分析问题的思维能力。难度中等。
A项，根据“先拐先平衡”可确定温度T2>T1；B项，T1到T2为升温的过程，CO的转化率降低，即该反应的ΔH<0；C项、D项，T1平衡时生成物浓度大于T2平衡时生成物浓度，即平衡常数K1>K2。
答案：C
3．一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，部分数据见下表(表中t2>t1)。
反应时间/min
0
t1
t2
n(CO)/mol
1.20
0.80
n(H2O)/mol
0.60
0.20
n(CO2)/mol
0
n(H2)mol
0
下列说法正确的是( )
A．反应在t1 min内的平均速率为v(H2)＝mol·L－1·min－1
B．平衡时CO的转化率为66.67%
C．该温度下反应的平衡常数为1
D．其他条件不变，若起始时n(CO)＝0.60 mol，n(H2O)＝1.20 mol，则平衡时n(CO2)＝0.20 mol
解析：根据化学方程式可知在t1 min内生成0.40 mol H2，因此在t1 min内的平均速率为v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1，故A错误。根据化学方程式可知t1 min、t2 min时均有n(CO)＝0.80 mol，n(H2O)＝0.20 mol，n(CO2)＝n(H2)＝0.40 mol，故表格中t1 min、t2 min时的数据均为平衡时的物质的量。据此可求出CO平衡时转化率为0.4mol/1.2mol×100%＝33.33%。故B错误。由于该反应是一个反应前后气体体积不变的反应，将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式，可计算出反应的平衡常数为1，C正确。根据平衡常数值可计算出D项中平衡时n(CO2)＝0.40 mol，故D错误。
答案：C
4．在温度T1和T2(已知T2>T1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式
K(T1)
K(T2)
F2＋H2??2HF
1.8×1036
1.9×1032
Cl2＋H2??2HCl
9.7×1012
4.2×1011
Br2＋H2??2HBr
5.6×107
9.3×106
I2＋H2??2HI
43
34
仅依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是( )
A．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
B．HX的稳定性逐渐减弱
C．HX的生成反应是放热反应
D．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低
解析：本题考查化学平衡和卤素原子的递变规律，意在考查考生分析问题的能力。由表中数据可知，对于同一反应，温度越高平衡常数越小，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以HX的生成反应是放热反应，C项正确；同一温度下，随着卤素原子序数的递增，K递减，说明反应正向进行的程度依次减小，平衡时X2的转化率逐渐降低，HX的稳定性逐渐减弱，B、D项正确；不能依据K的变化判断反应的剧烈程度，故A项错误。
答案：A
5． 1000 ℃时，FeO(s)＋H2??Fe(s)＋H2O，K＝0.52。欲使容器中有1.0 mol FeO被还原，反应前容器中应充入a mol H2。则a的值最接近( )
A．1.0 B．2.0
C．3.0 D．4.0
解析：本题考查化学反应分析，涉及化学平衡常数、化学计算等知识，意在考查考生的分析能力与计算能力。1000 ℃时，水是气态。当容器中有1.0 mol FeO被还原时，有1.0 mol H2参与反应，生成1.0 mol H2O。设容器容积为V L，则平衡时c(H2O)＝1/V mol/L，c(H2)＝(a－1)/V mol/L。K＝c(H2O)/c(H2)＝＝0.52，解得a≈2.9，C选项正确。
答案：C
6．已知反应2H2(g)＋CO(g)??CH3OH(g)的平衡常数如表。按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列大小比较正确的是( )
平衡常数
温度/℃
500
700
800
K
2.50
0.34
0.15
A.平衡常数：K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)
B．正反应速率：v(a)>v(c)，v(b)＝v(d)
C．达到平衡所需时间：t(a)＝t(c)，t(b)>t(d)
D．平均相对分子质量：M(a)＝M(c)，M(b)>M(d)
解析：本题考查了化学平衡知识，意在考查考生的理解能力和观察判断能力。由题给表格可知，随温度升高，平衡常数减小，所以此反应正向为放热反应。再由图像可知，压强一定，CO的平衡转化率α(T1)>α(T2)>α(T3)，所以T1K(c)，因为b、d点处于同一温度下，所以K(b)＝K(d)，A选项正确；c点的温度高于a点，所以c点速率大，b点压强大于d点，所以b点速率大，B选项错误；达到平衡所需时间c点比a点短，b点比d点短，C选项错误；平均相对分子质量M(a)>M(c)，D选项错误。
答案：A
7．一定温度下，在容积为1 L的密闭容器中，存在如下关系：xH2O(g)??(H2O)x(g)，反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图。下列说法不正确的是( )
A．x＝3
B．该温度下，反应的平衡常数为0.125 L2/mol2
C．平衡时混合气体的平均摩尔质量是33.3 g/mol
D．t1时刻，保持温度不变，再充入1 mol H2O(g)，重新达到平衡时，将增大
解析：本题以化学平衡图像为载体考查化学平衡的移动、化学平衡常数以及化学平衡的计算，意在考查考生的分析能力和判断能力。根据图像可得如下关系：
xH2O(g)??(H2O)x(g)
起始 5 mol 0 mol
转化 3 mol 1 mol
平衡 2 mol 1 mol
化学方程式中的化学计量数之比等于参加反应各物质的物质的量之比，则x＝3，A项正确；该温度下反应的平衡常数K＝＝0.125 L2/mol2，B项正确；平衡时混合气体的平均摩尔质量＝＝30 g/mol，C项错误；t1时刻，保持温变不变，再充入1 mol水蒸气，相当于增大压强，平衡右移，重新达到平衡时，将增大，D项正确。
答案：C
8．已知在25℃时，下列反应的平衡常数如下：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g) K1＝1×10－30
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K＝4×10－92
下列说法正确的是( )
A．NO分解反应NO(g)??N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30
B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O
C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2
D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大
解析：A中此反应的平衡常数K＝＝＝＝1015；B中K2与反应条件无关，实际上常温下H2和O2不易反应；C中通过分解方向的平衡常数大小分析分解放出O2的倾向；D中温度升高对三个反应的影响不同，则平衡常数变化不同。
答案：C
9．一定温度下的可逆反应：A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) ΔH<0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中，将4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。则下列说法正确的是( )
A．保持温度和活塞位置不变，若在甲中再加入1 mol A和2 mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍
B．保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均减小
C．保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍
D．保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示
解析：本题考查化学平衡，考查考生分析、推理能力。难度较大。
A项，保持温度和活塞位置不变，若在甲中再加入1 mol A和2 mol B。达到新的平衡相当于对乙平衡加压使容器体积变为原来的一半，加压时乙中平衡会向逆反应方向移动，因此可推知甲中C的浓度小于乙中C的浓度的2倍；B项，因正反应为放热反应，故保持活塞位置不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡后。甲、乙中B的体积分数均增大；C项，甲、乙容器中的原平衡为等效平衡，因此保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，乙中平衡向左移动，因此达到新的平衡后，乙中C的体积分数小于甲中C的体积分数的2倍；D项，充入氦气后，甲容器体积不变，平衡不移动，乙容器因体积增大，相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，综上所述，D项叙述正确。
答案：D
10相同温度下，在体积相等的三个恒容器闭容器中发生可逆反应：2NH3(g)??N2(g)＋3H3(g) ΔH＝＋92.4 kJ/mol。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
平衡时反应中的能量变化
NH3
N2
H2
①
2
0
0
吸收热量a kJ
②
0
1
3
放出热量b kJ
③
4
0
0
吸收热量c kJ
下列叙述正确的是( )
A．热量关系：a＝b
B．①②③反应的平衡常数：③>①>②
C．达平衡时H2的体积分数：①>③
D．①中的密度不再改变时说明反应已达到平衡状态
解析：若反应①中NH3的平衡转化率为50%，则a＝b，若反应①中NH3的平衡转化率小于50%，则ab，A选项错误；温度相同，所以反应①、②、③的平衡常数相同，B选择错误；反应③可以看成是在两个相同容器中相同条件下同时进行反应①，达平衡后，把这两个容器中的气体压缩到其中一个容器中，如果平衡不移动，氢气的体积分数应该与反应①相等，但是压强增大，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数减小，所以达平衡时氢气的体积分数：①>③，C选项正确；因为气体总质量始终不变，容器恒容，所以密度始终不变，不能用密度变化来衡量反应是否达到平衡状态，D选项错误。
答案：C
二、非选择题
11．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知：CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
试回答下列问题：
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为________________________。
(2)在800 ℃发生上述反应，以下表中物质的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向移动的有________(填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1
(3)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)??2CO(g)的平衡常数为K；C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)的平衡常数为K1；CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)的平衡常数为K2；则K、K1、K2之间的关系是____________。
(4)向V L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在T ℃时达到平衡，然后快速通过碱石灰，将所得的混合气体燃烧，测得放出的热量为2842 kJ(已知CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，H2的燃烧热为286 kJ·mol－1)，则T ℃时的化学平衡常数K＝________。
解析：(1)根据化学平衡常数表达式的书写规则，该反应的化学平衡常数表达式为(1)K＝。
(2)A项，Qc＝＝1.2>1，平衡左移；B项，Qc＝＝<1，平衡右移；C项，从正反应开始，平衡右移；D项，Qc＝＝1，平衡不移动；E项，Qc＝<1，平衡右移。B、C、E项符合题意。
(3)由题可知K＝，K1＝，K2＝，所以K＝。
(4)设生成的H2为x mol，则剩余的CO为(10－x) mol，故有286x＋(10－x)×283＝2842，则x＝4，K＝＝。
答案：(1)K＝
(2)BCE
(3)K＝K1/K2
(4)4/9
点评：化学平衡常数是高考考查的热点知识，考查的角度多种多样，如本题重点考查了化学平衡常数的表达式、应用以及几个化学平衡常数之间的关系等。对于化学平衡常数应注意以下几点：
(1)化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，不计入化学平衡常数表达式中。(4)化学平衡常数的应用：①可以利用浓度商与化学平衡常数的大小判断可逆反应是否达到平衡，判断化学平衡移动的方向。②利用K可判断反应的热效应，若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。
12．在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)??2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。
(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是________________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2________________________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是________________________。
解析：本题主要考查化学平衡知识。意在考查考生对基础知识的应用能力、计算能力以及分析判断能力。(1)由于NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，温度升高，混合气体的颜色加深，说明NO2气体浓度增大，即升温平衡向生成二氧化氮气体的方向移动，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，即ΔH大于0；根据反应速率的定义可求出N2O4的反应速率；由题中图像可知平衡时NO2和N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。(2)①由题意，改变温度，N2O4的浓度减小，则是升高温度，T大于100 ℃。②根据速率和时间，求出减少的N2O4的浓度为0.02 mol·L－1，则平衡时N2O4的浓度为0.020 mol·L－1，NO2为0.16 mol·L－1，由平衡常数表达式可得K2的值。(3)缩小体积，即增大压强，增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，所以平衡逆向移动。
答案：(1)大于 0.0010 0.36 mol·L－1
(2)①大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 ②平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.0020 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.16 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.0020 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，K2＝＝1.3 mol·L－1
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
13．实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，回答下列问题：
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为：K＝，它所对应的化学反应为：________________________。
(2)已知在一定温度下，
①C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH1＝a kJ/mol 平衡常数K1；
②CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g) ΔH2＝b kJ/mol 平衡常数K2；
③C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g) ΔH3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是________，ΔH3＝____________________(用含a、b的代数式表示)。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
该反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”)，若在500 ℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为________。
(4)在催化剂存在条件下反应：H2O(g)＋CO(g)??CO2(g)＋H2(g)，CO转化率随蒸气添加量的压强比及温度变化关系如图所示：
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)也可以表示平衡常数(记作Kp)，则该反应的Kp＝________，提高p[H2O(g)]/p(CO)比，则Kp________(填“变大”、“变小”或“不变”)。实际上，在使用铁镁催化剂的工业流程中，一般采用400 ℃左右、p[H2O(g)]/p(CO)＝3～5。其原因可能是________。
解析：本题考查了盖斯定律、化学平衡常数的概念及计算等，意在考查考生运用所学知识分析、解决综合问题的能力。(1)根据化学平衡常数的定义，结合元素守恒可知还有一种生成物，为C，反应的化学方程式为CO(g)＋H2(g)??H2O(g)＋C(s)。(2)将三个热化学方程式按顺序依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，将①、②相加可得③，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(a＋b) kJ·mol－1。化学平衡常数K3＝K1·K2。(3)由表中数据看出，随温度升高，化学平衡常数减小，可知该反应为放热反应。设CO的平衡转化率为α，由“三段式”：
H2O(g) ＋ CO(g) ?? CO2(g)＋H2(g)
起始(mol·L－1) 0.020 0.020 0 0
转化(mol·L－1) 0.020α 0.020α 0.020α 0.020α
平衡(mol·L－1) 0.020－0.020α 0.020－0.020α 0.020α 0.020α
则＝9，解得α＝0.75。
(4)迁移化学平衡常数的定义，平衡时生成物各压强幂之积与反应物各压强幂之积的比可表示平衡常数，该平衡常数也只与温度有关。
答案：(1)CO(g)＋H2(g)??H2O(g)＋C(s)
(2)K3＝K1·K2 (a＋b)kJ/mol
(3)放热 75%
(4) 不变
该温度下催化剂活性较大；该压强比下，反应物转化率已经接近98%
第二章 第三节 第1课时
一、选择题
1．下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应
B．2HIH2＋I2是可逆反应
C．CaCO3CaO＋CO2↑是可逆反应
D．存在平衡的不一定是化学反应
解析：存在平衡的不一定是化学反应，如溶解平衡，D正确；CaCO3分解与CaO与CO2反应的条件不同，二者不互为可逆反应。
答案：C
2．把HI气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是( )
A．HI的生成速率等于其分解速率
B．HI的生成速率小于其分解速率
C．HI的生成速率大于其分解速率
D．无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小
解析：HI充入密闭容器中，反应开始瞬间，浓度最大，正反应速率最大，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，对于逆反应，开始的瞬间，逆反应速率为零，随着反应的进行，逐渐增大，最后两者相等，建立平衡，趋向于平衡的过程中，正反应速率大于逆反应速率，即HI的生成速率小于其分解速率。
答案：B
点评：对于一个由正反应开始的反应体系，随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，v正越来越小，v逆越来越大，但始终v正>v逆，反应进行到某一时刻，v正＝v逆，这时就达到了化学平衡。
3．可逆反应N2＋3H2??2NH2的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：如用N2、H2、NH3分别表示同一正反应速率时，应有如下关系，v正(N2)∶v正(H2)∶v正(NH3)＝1∶3∶2。达到平衡时：v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3、选项A只表示一个方向，选项B、D不符合计量数关系，选项C符合要求。
答案：C
4．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达平衡的是( )
A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．B物质的相对分子质量 D．气体的总物质的量
解析：反应A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)前后气体分子数目相等，反应过程中气体的总物质的量、压强始终不变；B的相对分子质量是一定值，与平衡无关，故A、C、D项均不能说明反应达到平衡状态。反应达到平衡的过程中，气体质量是一变量，由ρ＝m/V可判断，混合气体的密度也是一变量，因此混合气体的密度不再改变，表明反应已达平衡。
答案：B
点评：能否说明已达化学平衡状态，主要看这种状态是任何时候都具有的还是只有在化学平衡状态时才具有的。只有化学平衡状态时才具有的特点才能用来作为达到化学平衡状态的标志。
5．一定温度下，对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化学平衡状态的是( )
A．恒容容器内混合气体的密度不再变化
B．NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2∶3
C．恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化
D．单位时间内断裂a mol N≡N键，同时断裂6a mol N—H键
解析：反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，体积不变，密度不变。
答案：A
6．在一个密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
解析：A项数据表明，题中0.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；B项可能；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的。
解答可逆反应的问题时要特别注意，即反应物不可能完全转化为产物，产物也不可能完全转化为反应物。另外还要注意量的变化，元素原子不可能凭空增加或减少，总之，要注意“可逆”和“守恒”。
答案：B
7．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B??2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是( )
①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L
④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L
A．②③ B．②④
C．①③ D．①④
解析：设起始A和B的体积分别为a L、b L，
A ＋ 3B ?? 2C
起始的体积(L) a b 0
转化的体积(L) 0.05V 0.15V 10%V
平衡时体积(L) a－0.05V b－0.15V 10%V
a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V，a＋b＝1.1V。
答案：A
8．298K时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，在该温度下，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器内反应。下列说法正确的是( )
A．在有催化剂存在的条件下，反应放出的热量为92.4 kJ
B．有无催化剂该反应放出的热量都为92.4 kJ
C．反应放出的热量始终小于92.4 kJ
D．若再充入1 mol H2，到达平衡时放出的热量应为92.4 kJ
解析：该反应为可逆反应，正向不可能进行到底，所以1 mol N2和3 mol H2反应放出的热量始终小于92.4 kJ，C正确。
答案：C
9．恒温下，将1.6 mol N2与2.4 mol H2的混合气体通入一个固定容积为4 L的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，10 min后反应达平衡时，NH3的体积分数为25%，下列有关说法正确的是( )
A．达到平衡时，N2和H2的转化率之比为1∶1
B．达到平衡时，混合气体的密度为12.4 g·L－1
C．10 min内v(H2)＝0.35 mol·(L·min)－1
D．平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2
解析：设参加反应的N2的物质的量为x，
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
n(始)/mol 1.6 2.4 0
n(变)/mol x 3x 2x
n(平)/mol 1.6－x 2.4－3x 2x
由×100%＝25%，解得x＝0.4 mol。A项，平衡转化率之比为∶＝1∶2，错误。B项，反应过程中，容器内混合气体密度一直不变，故ρ＝＝＝12.4 g·L－1，正确。C项，v(H2)＝0.03 mol·(L·min)－1，错误。D项，平衡时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，错误。
答案：B
10．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图所示。由图可得出的正确结论是( )
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
解析：A项反应达到平衡时v(正)＝v(逆)，c点v(正)最大，但未达到平衡；B项随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故a点反应物的浓度大于b点的；C项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D项随着反应的进行，SO2的转化率逐渐增大，故b～c段SO2的转化率大于a～b段。
答案：D
11．在一定条件下，容器内某一反应发生时M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示，下列表述中正确的是 ( )
A．反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
解析：由图像知，0～t2时间内N的浓度的变化量是M的浓度的变化量的2倍，可得反应的方程式为2N??M；t2时刻体系并未达到平衡，故正反应速率与逆反应速率不相等；t3时刻反应已达到平衡，此时v(正)＝v(逆)，因此选项A、B、C的说法都是错误的。
答案：D
12．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A．5% B．10%
C．15% D．20%
解析： N2 ＋ 3H2??2NH3
起始物质的量/mol 2 8 0
转化物质的量/mol 2/3 2 4/3
平衡物质的量/mol 4/3 6 4/3
平衡时氮气的体积分数为×100%＝15%。
答案：C
二、非选择题
13．某研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到“平衡状态”。
取5 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液2 mL，发生如下反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。为证明该反应具有可逆性且具有限度，他们设计了如下实验：
①取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量黄色沉淀(AgI)，证明反应物没有反应完全；
②再取少量反应液，加入少量CCl4振荡，发现CCl4层显浅紫色，证明萃取到I2，即有I2生成。综合①②的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。
(1)老师指出他们上述实验中①不合理，你认为是________________________；改进的方法是________________________。
(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是________________________。
解析：为证明化学反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2具有可逆性，可以考虑检验反应后的溶液中还存在着这四种粒子。从反应物的量考虑，I－是相对过量的，故不能因为检测到I－存在，即认为反应具有可逆性，为使检验方便、典型，只需检验最终溶液中还存在着Fe3＋和I2即可，分别可采用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法。
答案：(1)该反应中KI过量，故不能直接检验是否存在I－ 取少量溶液滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明还有Fe3＋未完全反应
(2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明生成了I2
14．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)下图表示NO2的浓度变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
解析：该反应达到平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.0065 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，a表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而d中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·(L·s)－1
(2)b、c
15．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。
(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而变化
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而变化
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而变化
D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
(2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝________mol·L－1·min－1。
解析：(1)由图像看出10 min内，X曲线上物质的变化量为0.4 mol·L－1，Y曲线上物质的变化量为0.2 mol·L－1，所以曲线X表示NO2浓度随时间的变化；平衡状态时，各物质浓度不再变化，所以b、d两点处于平衡状态；容器内混合气体的密度任何时间都不变化，所以不能作为平衡状态的标志。
(2)前10 min内，v(NO2)＝(0.6 mol·L－1－0.2 mol·L－1/10 min＝0.04 mol·L－1·min－1。
答案：(1)X b和d B (2)0.04
第三节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
A组
1.下列各组两个反应互为可逆反应的是( )
①2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑
②H2SO4(浓)+2HBr2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4
③2NO2N2O4与N2O42NO2
④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。
答案:C
2.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
解析:不管是吸热反应还是放热反应,温度升高,正、逆反应速率均增大,温度降低,正、逆反应速率均减小,A项错。催化剂可同等程度地提高正、逆反应速率。
答案:A
3.一定温度下,对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述中,能说明反应已达到平衡的是( )
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol C
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体的物质的量不再变化
解析:单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol C,同为正反应方向,不能说明反应达到平衡状态;反应前后气体体积不变,故容器内的压强和混合气体的物质的量始终不变。
答案:A
4.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0,不能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B.反应器中压强不随时间变化而变化
C.混合气体颜色深浅保持不变
D.混合气体平均相对分子质量保持不变
解析:A项中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时,不符合化学式前的化学计量数之比,所以不能说明已达到平衡状态。
答案:A
5.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
解析:X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时,才能说明反应达到平衡状态。故C项反应未达到平衡状态。
答案:C
6.在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C (g)+D(g),当下列物理量不再变化时,能够表明该反应已达平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的平均相对分子质量
C.A的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
解析:因反应前后气体分子数不变,故无论反应是否平衡,混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变;A为固态,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动,混合气体的质量增加,则混合气体的平均相对分子质量变大,反之变小,故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。
答案:B
7.在一定条件下体积不变的密闭容器中,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成2n mol A,同时生成n mol D
B.容器内压强不随时间而变化
C.单位时间内生成n mol B,同时消耗1.5n mol C
D.容器内混合气体密度不随时间而变化
解析:单位时间内生成2n mol A,同时生成n mol D,则v(正)=v(逆),反应达平衡状态;单位时间内生成n mol B,同时消耗1.5n mol C,都是表示逆反应速率,不能判断反应是否达平衡状态;因为反应前后气体总体积不变,不论反应开始进行,还是达到平衡,体系的压强始终不变,故压强不能作为判定依据;该反应是一个气态反应,在恒容条件下,无论起始还是达到平衡,混合气体的密度始终不变,故密度也不能作为判定依据。
答案:A
8.下列说法中,可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.3个H—H键形成的同时,有6个N—H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
解析:B项,都指的是正反应速率;C项,都指的是逆反应速率;D项,都指的是正反应速率。
答案:A
9.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析:由题意知,任意状态时v正(O2)∶v正(NO)=5∶4,达平衡时v正(NO)=v逆(NO),故A项正确;生成NO和消耗NH3都表示正反应速率,B项错;平衡时增大容器体积,各物质的浓度都减小,所以正、逆反应速率都减小,C项错;在反应的任意状态总有v正(NH3)∶v正(H2O)=4∶6,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D项错。
答案:A
10.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1,当平衡时,下列数据肯定不正确的是( )
A.X2为0.4 mol·L-1,Y2为1.2 mol·L-1
B.Y2为1.0 mol·L-1
C.X2为0.3 mol·L-1,Z为0.2 mol·L-1
D.Z为0.6 mol·L-1
答案:A
11.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)下图中表示NO2的变化的曲线是 。?
用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。?
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是 。?
A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2)
D.容器内密度保持不变
解析:该反应达到平衡时,n(NO)=0.007 mol,此时n(NO2)=0.013 mol,其浓度变化量为0.006 5 mol·L-1,所以表示NO2的变化曲线是b;0~2 s内v(NO)==0.003 mol·(L·s)-1,则v(O2)=v(NO)=×0.003 mol·(L·s)-1=1.5×10-3 mol·(L·s)-1。
(2)中A表示的是同一方向的速率,在任何时候都成立,而D中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。
答案:(1)b 1.5×10-3 mol·(L·s)-1
(2)BC
B组
1.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:
①体系的压强不再发生变化
②体系的密度不再发生变化
③各组分的物质的量浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
其中,一定能说明反应已达到平衡的是( )
A.③④ B.②③④
C.①②③④ D.①②③④⑤
解析:若m+n=p+q时,反应过程中,体系压强始终不变,①不符合要求;ρ=,m总、V总不变,则体系密度在反应过程中始终不变,故②也不符合要求;反应过程中,反应速率始终满足v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,故⑤不符合要求,只有③④能说明反应已达平衡。
答案:A
2.如图中的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O22NO2(该反应放热)反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
解析:此坐标的纵轴表示的是NO的转化率,横轴表示温度,曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率,从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点,这表示若想达到c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的NO,表示c点未达到平衡状态,即v(正)>v(逆)(反应向正反应方向进行)。
答案:C
3.已知N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是( )
解析:B项,对于一个特定反应,ΔH固定不变,不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;C项,在t1时刻,2v正(N2O4)=v逆(NO2)反应达到平衡状态。
答案:B
4.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=1
B.2 min内A的反应速率为0.3 mol·(L·min)-1
C.B的转化率为50%
D.若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应达到平衡状态
解析:设B转化的物质的量为a
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
起始(mol) 3 1 0 0
转化 3a a xa 2a
平衡 3-3a 1-a xa 2a
由题意得:2a=0.8 mol a=0.4 mol =0.2 mol·L-1 x=1,A正确。B项,v(A)==0.3 mol·L-1·min-1。C项,α(B)=×100%=40%。D项,由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变,所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
答案:C
5.698 K时,向V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)V= 。?
(2)该反应达到最大限度的时间是 ,该时间内平均反应速率v(HI)= 。?
(3)该反应达到平衡状态时, (填“吸收”或“放出”)的热量为 。?
解析:(1)由图知初始反应时,c(H2)=c(I2)=1 mol·L-1,而加入的H2和I2的物质的量均为2 mol,所以V=2。
(2)由图知反应达到最大限度即达到化学平衡的时间为5 s,v(HI)==0.316 mol·(L·s)-1。
(3)可逆反应从正反应开始达到化学平衡,所以放出热量。
由反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,达到平衡时共生成n(HI)=1.58 mol·L-1×2 L=3.16 mol,所以放出的热量为×3.16 mol=41.87 kJ。
答案:(1)2 (2)5 s 0.316 mol·(L·s)-1
(3)放出 41.87 kJ
6.(1)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是 ,下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是 。?
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
(2)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有 ;?
②能说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有 ;?
③能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有 。?
解析:(2)由于在恒容条件下发生反应,反应①②③在反应前后气体的质量不变,因此不能用气体的密度变化来判断反应是否处于化学平衡状态。反应②是一个气体体积不变的反应,反应前后气体的压强保持不变,也不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态。①中无有色气体,因此不能用气体的颜色变化来判断反应是否处于平衡状态。
答案:(1)正反应速率与逆反应速率相等 C
(2)①abc ②abe ③abce
第二章 第三节 第1课时
一、选择题
1．下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应
B．2HIH2＋I2是可逆反应
C．CaCO3CaO＋CO2↑是可逆反应
D．存在平衡的不一定是化学反应
解析：存在平衡的不一定是化学反应，如溶解平衡，D正确；CaCO3分解与CaO与CO2反应的条件不同，二者不互为可逆反应。
答案：C
2．把HI气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是( )
A．HI的生成速率等于其分解速率
B．HI的生成速率小于其分解速率
C．HI的生成速率大于其分解速率
D．无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小
解析：HI充入密闭容器中，反应开始瞬间，浓度最大，正反应速率最大，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，对于逆反应，开始的瞬间，逆反应速率为零，随着反应的进行，逐渐增大，最后两者相等，建立平衡，趋向于平衡的过程中，正反应速率大于逆反应速率，即HI的生成速率小于其分解速率。
答案：B
点评：对于一个由正反应开始的反应体系，随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，v正越来越小，v逆越来越大，但始终v正>v逆，反应进行到某一时刻，v正＝v逆，这时就达到了化学平衡。
3．可逆反应N2＋3H2??2NH2的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：如用N2、H2、NH3分别表示同一正反应速率时，应有如下关系，v正(N2)∶v正(H2)∶v正(NH3)＝1∶3∶2。达到平衡时：v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3、选项A只表示一个方向，选项B、D不符合计量数关系，选项C符合要求。
答案：C
4．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达平衡的是( )
A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．B物质的相对分子质量 D．气体的总物质的量
解析：反应A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)前后气体分子数目相等，反应过程中气体的总物质的量、压强始终不变；B的相对分子质量是一定值，与平衡无关，故A、C、D项均不能说明反应达到平衡状态。反应达到平衡的过程中，气体质量是一变量，由ρ＝m/V可判断，混合气体的密度也是一变量，因此混合气体的密度不再改变，表明反应已达平衡。
答案：B
点评：能否说明已达化学平衡状态，主要看这种状态是任何时候都具有的还是只有在化学平衡状态时才具有的。只有化学平衡状态时才具有的特点才能用来作为达到化学平衡状态的标志。
5．一定温度下，对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化学平衡状态的是( )
A．恒容容器内混合气体的密度不再变化
B．NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2∶3
C．恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化
D．单位时间内断裂a mol N≡N键，同时断裂6a mol N—H键
解析：反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，体积不变，密度不变。
答案：A
6．在一个密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
解析：A项数据表明，题中0.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；B项可能；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的。
解答可逆反应的问题时要特别注意，即反应物不可能完全转化为产物，产物也不可能完全转化为反应物。另外还要注意量的变化，元素原子不可能凭空增加或减少，总之，要注意“可逆”和“守恒”。
答案：B
7．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B??2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是( )
①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L
A．②③ B．②④
C．①③ D．①④
解析：设起始A和B的体积分别为a L、b L，
A ＋ 3B ?? 2C
起始的体积(L) a b 0
转化的体积(L) 0.05V 0.15V 10%V
平衡时体积(L) a－0.05V b－0.15V 10%V
a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V，a＋b＝1.1V。
答案：A
8．298K时，合成氨反应的热化学方程式为：
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，在该温度下，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器内反应。下列说法正确的是( )
A．在有催化剂存在的条件下，反应放出的热量为92.4 kJ
B．有无催化剂该反应放出的热量都为92.4 kJ
C．反应放出的热量始终小于92.4 kJ
D．若再充入1 mol H2，到达平衡时放出的热量应为92.4 kJ
解析：该反应为可逆反应，正向不可能进行到底，所以1 mol N2和3 mol H2反应放出的热量始终小于92.4 kJ，C正确。
答案：C
9．恒温下，将1.6 mol N2与2.4 mol H2的混合气体通入一个固定容积为4 L的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min后反应达平衡时，NH3的体积分数为25%，下列有关说法正确的是( )
A．达到平衡时，N2和H2的转化率之比为1∶1
B．达到平衡时，混合气体的密度为12.4 g·L－1
C．10 min内v(H2)＝0.35 mol·(L·min)－1
D．平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2
解析：设参加反应的N2的物质的量为x，
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
n(始)/mol 1.6 2.4 0
n(变)/mol x 3x 2x
n(平)/mol 1.6－x 2.4－3x 2x
由×100%＝25%，解得x＝0.4 mol。A项，平衡转化率之比为∶＝1∶2，错误。B项，反应过程中，容器内混合气体密度一直不变，故ρ＝＝＝12.4 g·L－1，正确。C项，v(H2)＝0.03 mol·(L·min)－1，错误。D项，平衡时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，错误。
答案：B
10．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图所示。由图可得出的正确结论是( )
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
解析：A项反应达到平衡时v(正)＝v(逆)，c点v(正)最大，但未达到平衡；B项随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故a点反应物的浓度大于b点的；C项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D项随着反应的进行，SO2的转化率逐渐增大，故b～c段SO2的转化率大于a～b段。
答案：D
11．将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在不同温度下，该反应达平衡状态时的部分数据如表所示。下列说法正确的是( )
温度
平衡浓度(mol·L－1)
c(NH3)
c(CO2)
T1
0.1
T2
0.1
A.若T2>T1，则该反应的ΔH<0
B．向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加
C．NH3体积分数不变时，说明该反应达到平衡
D．T1、T2时，转化的H2NCOONH4的物质的量Δn(T2)＝2Δn(T1)
解析：无论反应是否达到平衡状态，NH3的体积分数都是，故C错误。T2时c(NH3)、c(CO2)都是T1时的2倍，容器的容积又恒定不变，所以T2时转化的H2NCOONH4是T1时的2倍，D正确。
答案：D
12．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A．5% B．10%
C．15% D．20%
解析： N2 ＋ 3H22NH3
起始物质的量/mol 2 8 0
转化物质的量/mol 2/3 2 4/3
平衡物质的量/mol 4/3 6 4/3
平衡时氮气的体积分数为×100%＝15%。
答案：C
二、非选择题
13．某研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到“平衡状态”。
取5 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液2 mL，发生如下反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。为证明该反应具有可逆性且具有限度，他们设计了如下实验：
①取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量黄色沉淀(AgI)，证明反应物没有反应完全；
②再取少量反应液，加入少量CCl4振荡，发现CCl4层显浅紫色，证明萃取到I2，即有I2生成。综合①②的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。
(1)老师指出他们上述实验中①不合理，你认为是________________________；改进的方法是________________________。
(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是________________________。
解析：为证明化学反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2具有可逆性，可以考虑检验反应后的溶液中还存在着这四种离子。从反应物的量考虑，I－是相对过量的，故不能因为检测到I－存在，即认为反应具有可逆性，为使检验方便、典型，只需检验最终溶液中还存在着Fe3＋和I2即可，分别可采用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法。
答案：(1)该反应中KI过量，故不能直接检验是否存在I－ 取少量溶液滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明还有Fe3＋未完全反应
(2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明生成了I2
14．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)右图表示NO2的浓度变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
解析：该反应达到平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.0065 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，a表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而d中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·(L·s)－1
(2)b、c
15．将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2＋O22SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体的体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减小了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________。(填字母序号)
a．SO2和SO3浓度相等
b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。
(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液生成沉淀多少克？
解析：(2)消耗O2的物质的量：0.7 mol－＝0.45 mol，生成SO3的物质的量：0.45 mol×2＝0.9 mol，SO2和SO3的物质的量之和：＝0.95 mol。
反应前SO2的物质的量：0.95 mol。
SO2的转化率：×100%＝94.7%。
(3)在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会存在。因此BaSO4的质量为0.9 mol×0.05×233 g·mol－1＝10.5 g。
答案：(1)b、c
(2)94.7%
(3)10.5 g
第三节 化学平衡 第2课时
一、选择题
1．有一处于平衡状态的反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g) ΔH<0，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂
⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑤
C．②③⑥ D．②④⑥
解析：使化学平衡正向移动，应增大压强。因正向是放热反应，所以降温平衡正向移动。减小Z的浓度，平衡也正向移动。符合题意的有②③⑥。
答案：C
2．对已达到化学平衡的下列反应2X(g)＋Y(g)??2Z(g)减小压强时，对反应产生的影响是( )
A．逆反应速率加大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B．逆反应速率减小，正反应速率加大，平衡向正反应方向移动
C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
解析：本题考查了影响化学平衡的因素。减小压强，气体体积增大，反应物和生成物的浓度均降低，则正、逆反应速率都减小。减小压强，平衡向体积增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动。
答案：C
3．已知反应A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
解析：升温，正逆反应速率均增加，A错；升温，反应速率增加，缩短到达平衡的时间，B对；升温，平衡逆向移动，C错；减小压强，平衡向增大体积的方向移动，即向逆向移动，D错。
答案：B
4．将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)??2C(g)＋zD(g)，若2分钟后达到平衡，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25 mol/(L·min)，则下列推断正确的是( )
A．v(C)＝0.2 mol/(L·min) B．z＝3
C．B的转化率为25% D．C的体积分数约为28.6%
解析：本题考查了化学平衡知识，意在考查考生的计算能力、判断能力。根据题给条件A的转化率为50%知，反应的A为1 mol，则生成的C为1 mol，由D的速率求出生成的D的物质的量为1 mol，所以C和D的化学计量数相同，即z＝2，B错误；由速率之比等于化学计量数之比知，v(C)＝0.25 mol/(L·min)，A错误；反应的B为1.5 mol，B的转化率为75%，C错误。
答案：D
5．恒温恒压条件下，a mol A和b mol B在一个容积可变的容器中发生反应A(g)＋2B(g)??2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n mol C。则下列说法中正确的是( )
A．物质A、B的转化率之比为a∶b
B．当v正(A)＝2v逆(B)时，可确定反应达到平衡状态
C．起始时刻和达平衡后容器中的压强之比为(a＋b)∶
D．若起始时放入2a mol A和2b mol B，则达平衡时生成2n mol C
解析：设转化了x mol A，则转化了2x mol B，A、B的转化率之比为∶＝b∶2a，A项错误；应当是v正(A)＝v逆(B)时，反应达到平衡状态，B项错误；题中说明为恒压条件下的反应，C项错误；在恒压条件下，反应物加倍，生成物加倍，D项正确。
答案：D
6．在恒温时，一固定容积的容器内充人1 mol NO2(g)，发生如下反应：2NO2(g)??N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入1 mol NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，容器内的压强 ( )
A．不变 B．增大不到原来2倍
C．增大到原来2倍 D．无法判断
解析：化学平衡的移动遵循勒夏特列原理。可以假设是两个相同的反应，如果把它压入一个容器中，则平衡向体积减小的方向移动，达到新平衡后压强小于原来的2倍。
答案：B
7．在一密闭容器中进行以下可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋2L(？)。
在不同的条件下P的百分含量(P%)的变化情况如图所示，则该反应 ( )
A．正反应放热，L是固体 B．正反应放热，L是气体
C．正反应吸热，L是气体 D．正反应放热，L是固体或气体
解析：比较曲线Ⅰ和Ⅱ，两者压强相同，但Ⅱ的温度较高，所以反应速率Ⅱ>Ⅰ，但达到平衡时P%却是Ⅰ>Ⅱ，这说明升高温度时P%降低，因而平衡应向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，则该反应的正反应为放热反应；比较曲线Ⅱ和Ⅲ，二者温度相同，但压强Ⅲ>Ⅱ，这时P%却是Ⅱ>Ⅲ，这说明增大压强P%降低，即平衡向逆反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由此判断L一定为气体。
答案：B
8．一定条件下，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．以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol·L－1·s－1
B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的
C．若增大压强，则物质Y的转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H>0
解析：根据题意可以列出：
2X(g) ＋ Y(g) ?? Z(g)
起始/( mol·L－1) 0.1 0.1 0
转化/(mol·L－1) 0.06 0.03 0.03
平衡/(mol·L－1) 0.04 0.07 0.03
所以v(X)＝＝0.001 mol·L－1·s－1，故A选项正确；若将容器的体积变为20 L，瞬时各物质的浓度均减半，根据平衡移动原理，此平衡应向逆反应方向移动，所以z的平衡浓度比原来的要小，故B选项错误；由于此反应的正反应是气体体积缩小的反应，因此增大压强此平衡正向移动，反应物X和Y的转化率均增大，故C选项错误；X的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，而升高温度平衡应向吸热反应方向移动，因此此反应的正反应为放热反应，即△H<0，所以D选项错误。
答案：A
9．如图表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响L(s)＋G(g)??2R(g)(正反应吸热)。在图中，纵轴是指( )
A．平衡时混合气体中R的百分含量
B．平衡时混合气体中G的百分含量
C．G的转化率
D．L的转化率
解析：解答有关化学平衡的图像题的思路一般是：
(1)先分析题目给出的可逆反应的特点(是放热反应还是吸热反应，是气体体积增大的反应还是气体体积缩小的反应)；
(2)再分析图像中的关系及曲线表示的意义(横轴是什么物理量，纵轴是什么物理量，曲线的变化趋势如何，有无断点，起点、终点的值是递增还是递减等)；
(3)最后结合平衡移动原理作出结论，然后与选项对照即能迅速而准确地得出答案来。
本题所给反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，温度升高时平衡向正反应方向移动，R的百分含量应升高，G的百分含量应降低；压强增大时，平衡向逆反应方向移动，G的百分含量应升高，R的百分含量应降低，所以图中曲线应与选项B相对应，即y轴指的是平衡时气体G的百分含量。而G(或L)的转化率都应随温度的升高而增大，显然与曲线表示的不相符。
答案：B
10．某温度下，反应2A(g)??B(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡，平衡后c(A)/c(B)＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时c(A)/c(B)＝b，下列叙述正确的是( )
A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则aB．若a＝b，则改变条件可能使用了催化剂
C．若其他条件不变，升高温度，则有aD．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则有a>b
解析：A项中增加B气体，相当于压强增大，平衡正向移动，所以b答案：B
二、非选择题
11．现有反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________反应(填“吸热”或“放热”)，且m＋n________p(填“>”“<”或“＝”)。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
(3)若加入B(维持容器体积不变)，则A的转化率________。
(4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
解析：反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)达平衡后，升高温度时，B的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，即m＋n>p，A的质量分数增大；加入B时(容器体积不变)平衡向正反应方向移动，A的转化率增大；升高温度，平衡向正反应方向移动，c(C)增大，c(B)减小，即减小；加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。
答案：(1)放热 > (2)增大 (3)增大 (4)减小 (5)不变
12．在一密闭容器中发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)(正反应为放热反应)，下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
(1)t1、t3、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？
t1________，t3________，t4________。
(2)下列时间段中，氨的百分含量最高的是 ( )
A．0～t1 B．t2～t3
C．t3～t4 D．t4～t5
解析：在t1时刻，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，则平衡逆向移动，满足两个要求的条件为升温；在t3时刻，正、逆反应速率同等程度增大，则条件为加入催化剂；在t4时刻，正、逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，则平衡逆向移动，满足两个要求的条件为减压。
改变三种条件，一种不影响氨的百分含量，两种都使平衡向逆反应方向移动，氨的百分含量减小，所以在0～t1时间段，氨的百分含量最大。
答案：(1)升温 加入催化剂 减压 (2)A
13．在水溶液中，橙红色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系：
Cr2O＋H2O??2CrO＋2H＋
把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液呈橙色。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈____________色，因为__________________。
(2)向已加入NaOH溶液的(l)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈________色，因为_____________________________________________________。
(3)向原溶液中逐滴加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡________，溶液颜色将________________________________。
答案：(1)黄 加入NaOH溶液，使c(H＋)减小，平衡右移，c(CrO)增大，c(Cr2O)减小
(2)橙红 加入过量稀H2SO4，使c(H＋)增大，平衡左移，c(Cr2O)增大，c(CrO)减小
(3)向右移动 逐渐变为无色
14．如图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)＋B(g)??xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况，原因是______________________________________。
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况，原因是______________________。
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是______热反应，化学计量数x的值________。
(4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随着温度(T)的变化情况，根据你的理解，丁图的纵坐标可以是________，原因为__________ ________________________________________________________________。
解析：(1)催化剂能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，所以a曲线表示有催化剂，b曲线表示无催化剂；(2)恒温恒容条件下，向平衡体系中充入氦气，平衡不移动。恒温恒压条件下充入氦气，相当于对原平衡减压，则平衡向体积增大的方向移动；(3)由丙可知，恒压下升温，平衡向正向移动，所以正反应为吸热反应。恒温下加压，平衡逆向移动，所以正反应为体积增大的反应，x>2。(4)升温，平衡向正反应方向移动，C的浓度增大，w(C)增大等。
答案：(1)b b达到平衡所用时间长，说明b的反应速率小于a
(2)a a中充入氦气，w(C)不变，平衡不移动
(3)吸 大于2
(4)w(C)或C的浓度或反应物的转化率 温度升高，平衡向吸热即正反应方向移动
第二章 第三节 第2课时
一、选择题
1．有一处于平衡状态的反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g) ΔH<0，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂
⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑤
C．②③⑥ D．②④⑥
解析：使化学平衡正向移动，应增大压强。因正向是放热反应，所以降温平衡正向移动。减小Z的浓度，平衡也正向移动。符合题意的有②③⑥。
答案：C
2．对已达到化学平衡的下列反应2X(g)＋Y(g)??2Z(g)减小压强时，对反应产生的影响是( )
A．逆反应速率加大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B．逆反应速率减小，正反应速率加大，平衡向正反应方向移动
C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
解析：本题考查了影响化学平衡的因素。减小压强，气体体积增大，反应物和生成物的浓度均降低，则正、逆反应速率都减小。减小压强，平衡向体积增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动。
答案：C
3．已知反应A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
解析：升温，正逆反应速率均增加，A错；升温，反应速率增加，缩短到达平衡的时间，B对；升温，平衡逆向移动，C错；减小压强，平衡向增大体积的方向移动，即向逆向移动，D错。
答案：B
4．将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)??2C(g)＋zD(g)，若2分钟后达到平衡，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25 mol/(L·min)，则下列推断正确的是( )
A．v(C)＝0.2 mol/(L·min)
B．z＝3
C．B的转化率为25%
D．C的体积分数约为28.6%
解析：本题考查了化学平衡知识，意在考查考生的计算能力、判断能力。根据题给条件A的转化率为50%知，反应的A为1 mol，则生成的C为1 mol，由D的速率求出生成的D的物质的量为1 mol，所以C和D的化学计量数相同，即z＝2，B错误；由速率之比等于化学计量数之比知，v(C)＝0.25 mol/(L·min)，A错误；反应的B为1.5 mol，B的转化率为75%，C错误。
答案：D
5．恒温恒压条件下，a mol A和b mol B在一个容积可变的容器中发生反应A(g)＋2B(g)??2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n mol C。则下列说法中正确的是( )
A．物质A、B的转化率之比为a∶b
B．当v正(A)＝2v逆(B)时，可确定反应达到平衡状态
C．起始时刻和达平衡后容器中的压强之比为(a＋b)∶
D．若起始时放入2a mol A和2b mol B，则达平衡时生成2n mol C
解析：设转化了x mol A，则转化了2x mol B，A、B的转化率之比为∶＝b∶2a，A项错误；应当是v正(A)＝v逆(B)时，反应达到平衡状态，B项错误；题中说明为恒压条件下的反应，C项错误；在恒压条件下，反应物加倍，生成物加倍，D项正确。
答案：D
6． (双选)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)
容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
Ⅰ
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是( )
A．该反应的正反应为放热反应
B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行
解析：本题考查化学平衡知识，意在考查考生对知识的运用能力、计算和判断能力。由题给表格中的Ⅰ、Ⅲ可知：温度越低，生成物的量越多，说明升高温度平衡逆向移动，则此反应的正反应为放热反应，A选项正确；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，达到平衡后，容器Ⅰ和Ⅱ中甲醇的体积分数相同，B选项错误；容器I中温度高，反应速率快，达到平衡所需的时间短，C选项错误；根据387 ℃时，K＝＝4，Qc＝＝答案：AD
7． 500 ℃、20 MPa时，将H2和N2置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3物质的量变化如图所示(10 min时达到第一次平衡)，下列说法正确的是( )
A．反应开始到第一次平衡时，N2的平均反应速率为0.005 mol/(L·min)
B．平衡在10 min～20 min内的变化，可能是因为增大了容器的体积
C．25 min时分离出了0.1 mol NH3
D．在25 min时平衡正向移动但达到新平衡后NH3的体积分数比原平衡小
解析：A项，从图可知反应第一次达平衡的时间为10 min，该过程中v(N2)＝＝0.0025 mol·L－1·min－1，A项错误；10 min～20 min，三种物质的物质的量变化程度均比前10 min的大，说明该时间段内反应速率增大，B项不正确；在25 min时，NH3的物质的量从0.3 mol降至0.2 mol，C项正确；D项，从图像看在25 min时将NH3从体系中移出，平衡向正反应方向移动，新平衡中NH3的体积分数比原平衡的大。
答案：C
知识链接：解此类题的关键是从图像中得出曲线斜率大小表示反应速率的快慢，斜率大即反应速率快，然后联系影响化学反应速率的因素解决问题。影响化学反应速率的因素往往与影响平衡移动的因素结合起来进行考查，要注意区分：(1)温度：升温v(正)、v(逆)均增大，平衡向吸热反应方向移动。同理，降温平衡向放热反应方向移动，v(正)、v(逆)均减小。(2)催化剂：同倍改变正、逆反应速率，不影响化学平衡。(3)浓度：增大反应物浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，然后v(正)减小，v(逆)增大，平衡正向移动。同理，减小反应物浓度的瞬间，v(正)减小，v(逆)不变，然后v(正)增大，v(逆)减小，平衡逆向移动。纯固体、纯液体量的变化对化学反应速率及化学平衡均无影响。(4)压强：在其他条件不变时增大压强造成气体的浓度增大时，v(正)、v(逆)均增大，平衡向气体体积减小的方向移动。同理，减小压强造成气体的浓度减小时，v(正)、v(逆)均减小。
8．对于反应aA＋bB===dD＋eE，该化学反应速率定义为v＝＝＝＝。式中v(X)指物质X(X＝A，B，D，E)的反应速率，a、b、d、e是化学计量数。298 K时，测得溶液中的反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2在不同浓度时的化学反应速率v见下表：
实验编号
1
2
3
4
c(HI)/mol·L－1
0.100
0.200
0.300
0.100
c(H2O2)/mol·L－1
0.100
0.100
0.100
0.200
v/mol·L－1·s－1
0.00760
0.0153
0.0227
0.0151
以下说法正确的是( )
A．实验1、2中，v(H2O2)相等
B．将浓度均为0.200 mol·L－1的H2O2和HI溶液等体积混合，反应速率v＝0.0304 mol·L－1·s－1
C．v与“HI和H2O2浓度的乘积”的比值为常数
D．实验4，反应5秒后H2O2浓度减小了0.0755 mol·L－1
解析：本题考查化学反应的数据分析，意在考查考生的综合推理、分析能力与计算能力。由表中数据知A项错误；浓度均为0.200 mol/L的H2O2和HI溶液等体积混合后，c(H2O2)＝c(HI)＝0.100 mol/L，由表中数据可知此时v＝0.00760 mol·L－1·s－1，B项错误；将表中数据代入计算可知C项正确；表中的反应速率是平均反应速率，因此无法求出5 s后某一物质的浓度减小值，D项错误。
答案：C
9．如图表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响L(s)＋G(g)2R(g)(正反应吸热)。在图中，纵轴是指( )
A．平衡时混合气体中R的百分含量
B．平衡时混合气体中G的百分含量
C．G的转化率
D．L的转化率
解析：解答有关化学平衡的图像题的思路一般是：
(1)先分析题目给出的可逆反应的特点(是放热反应还是吸热反应，是气体体积增大的反应还是气体体积缩小的反应)；
(2)再分析图像中的关系及曲线表示的意义(横轴是什么物理量，纵轴是什么物理量，曲线的变化趋势如何，有无断点，起点、终点的值是递增还是递减等)；
(3)最后结合平衡移动原理作出结论，然后与选项对照即能迅速而准确地得出答案来。
本题所给反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，温度升高时平衡向正反应方向移动，R的百分含量应升高，G的百分含量应降低；压强增大时，平衡向逆反应方向移动，G的百分含量应升高，R的百分含量应降低，所以图中曲线应与选项B相对应，即y轴指的是平衡时气体G的百分含量。而G(或L)的转化率都应随温度的升高而增大，显然与曲线表示的不相符。
答案：B
10．某温度下，反应2A(g)B(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡，平衡后c(A)/c(B)＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时c(A)/c(B)＝b，下列叙述正确的是( )
A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则aB．若a＝b，则B容器中一定使用了催化剂
C．若其他条件不变，升高温度，则有aD．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则有a>b
解析：A项中增加B气体，相当于压强增大，平衡正向移动，所以b答案：B
二、非选择题
11．现有反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________反应(填“吸热”或“放热”)，且m＋n________p(填“>”“<”或“＝”)。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
(3)若加入B(维持容器体积不变)，则A的转化率________。
(4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
解析：反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)达平衡后，升高温度时，B的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，即m＋n>p，A的质量分数增大；加入B时(容器体积不变)平衡向正反应方向移动，A的转化率增大；升高温度，平衡向正反应方向移动，c(C)增大，c(B)减小，即减小；加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。
答案：(1)放热 > (2)增大 (3)增大 (4)减小 (5)不变
12．反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表所示：
压强/Pa
2×105
5×105
1×106
c(A)/(mol·L－1)
0.08
0.20
0.44
分析表中数据，回答：
(1)当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动，理由是____________________________________________________________。
(2)当压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa 时，该反应的化学平衡________移动，判断的依据是________，可能的原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)＝＝2.5，＝2.5。
说明浓度的变化只与体积变化有关，化学反应对它无影响，即化学平衡不移动。
(2)由＝＝2，＝＝2.2，
说明p改变，化学平衡向生成A的方向移动，由(1)知n＋m＝p，故升压时，必然是B转化为液态或固态，变成逆反应方向为气体分子数减少的方向。
答案：(1)不 当压强增大2.5倍时，c(A)增大2.5倍，说明平衡没有移动，即m＋n＝p
(2)向左 当压强增大2倍时，c(A)却增加了2.2倍，说明平衡向生成A的方向移动，增大压强时，B转化为液态或固态
13．如图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)＋B(g)??xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况，原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况，原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是______热反应，化学计量数x的值________。
(4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随着温度(T)的变化情况，根据你的理解，丁图的纵坐标可以是________，原因为______________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)催化剂能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，所以a曲线表示有催化剂，b曲线表示无催化剂；(2)恒温恒容条件下，向平衡体系中充入氦气，平衡不移动。恒温恒压条件下充入氦气，相当于对原平衡减压，则平衡向体积增大的方向移动；(3)由丙可知，恒压下升温，平衡向正向移动，所以正反应为吸热反应。恒温下加压，平衡逆向移动，所以正反应为体积增大的反应，x>2。(4)升温，平衡向正反应方向移动，C的浓度增大，w(C)增大等。
答案：(1)b b达到平衡所用时间长，说明b的反应速率小于a
(2)a a中充入氦气，w(C)不变，平衡不移动
(3)吸 大于2
(4)w(C)或C的浓度或反应物的转化率 温度升高，平衡向吸热即正反应方向移动
14．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。
一种工业合成氨的简易流程图如下：
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：________________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：，
①CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含、量，又能加快反应速率的措施是________。
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度
c．加入催化剂 d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。
(3)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。
(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：________________。
解析：本题考查了氧化还原反应、化学平衡的分析与有关计算等，意在考查考生运用所学知识综合分析、解决问题的能力。(1)由题意可知空气中的O2将－2价硫氧化为硫单质，同时生成NH3·H2O，根据得失电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不能改变反应限度，即不能改变H2百分含量，c错；增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大且使平衡右移，但平衡体系中H2的百分含量不一定增大，b错；升高温度可使反应速率增大，且平衡右移，H2百分含量增大，a对。CO与H2O(g)的反应中，反应体系的气体物质的量不变，而1 mol CO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，说明有0.18 mol H2O(g)参加反应，则参加反应的CO也为0.18 mol，则其转化率为×100%＝90%。(3)由图1可以看出，当N2与H2物质的量之比为1∶3时，NH3的平衡体积分数最大，为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x mol，由三段式：
N2 ＋ 3H2 ?? 2NH3
n(起始)(mol): 1 3 0
n(转化)(mol): x 3x 2x
n(平衡)(mol): 1－x 3－3x 2x
×100%＝42%，解得x≈0.59，则平衡时N2的体积分数为100%≈14.5%。
(4)作图时要注意开始时NH3物质的量不断增多，是因为反应正向进行(反应未达平衡)，当反应达到平衡后，此时再升高温度，平衡逆向移动，NH3的物质的量减小。
答案：(1)2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓
(2)a 90%
(3)14.5%
(4)如图
(5)Ⅳ 对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用
第2课时 浓度、压强对化学平衡移动的影响
A组
1.可确认发生了化学平衡移动的是( )
A.化学反应速率发生了改变
B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变了压强
C.某一条件的改变,使正、逆反应速率不再相等
D.可逆反应达到平衡,使用了催化剂
解析:本题考查了化学平衡移动的实质。化学平衡移动的实质是正逆反应速率不相等。A中速率发生了改变,但可能正、逆反应速率同等程度地改变,使两者速率再次相等;对于气体体积相等的反应,压强的改变对正、逆反应速率的影响相同;D中催化剂同等程度地改变了正、逆反应速率。
答案:C
2.对处于化学平衡的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定移动
解析:化学平衡移动的根本原因是速率发生改变后v'(正)≠v'(逆)。
答案:B
3.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是( )
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
D.C(s)+CO2(g)2CO(g)
解析:对于反应前后气体分子数目不变的反应,改变压强对平衡无影响。
答案:A
4.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则( )
A.平衡向逆反应方向移动
B.物质A的转化率减小
C.物质B的质量分数增大
D.a>b
解析:温度不变,体积扩大一倍,压强减小,若平衡不移动,则B的浓度应为原来的50%,而实际为60%,说明平衡向正反应方向移动了。则A的转化率增大、B的质量分数增大、正反应方向是气体体积增大的方向,即a答案:C
5.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是( )
A.可逆反应的化学方程式的化学计量数:a>b+c
B.压缩容器的容积时,v(正)增大,v(逆)减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
解析:温度不变,体积减小一半,压强增大,若平衡不移动,则物质Y和Z的浓度为原来的2倍,而实际为1.8倍,所以平衡向逆反应方向移动,由此可判断C项正确。
答案:C
6.某温度下,将2 mol A和3 mol B充入一密闭的容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min后达到平衡。已知各物质的平衡浓度关系为ca(A)·c(B)=c(C)·c(D),若温度不变的情况下将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则B的转化率为( )
A.40% B.60% C.24% D.4%
解析:达到平衡后扩大容器体积,A的转化率不发生变化,证明平衡不移动,可推知该反应前后气体体积相等,即a=1,设反应容器的体积为1 L。
A(g)+B(g)C(g)+D(g)
起始浓度(mol·L-1) 2 3 0 0
转化浓度(mol·L-1) x x x x
平衡浓度(mol·L-1) 2-x 3-x x x
则有(2-x)(3-x)=x2,解得:x=1.2,B的转化率为×100%=40%。
答案:A
7.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是( )
①已达到平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ②已达到平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达到平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④ B.①②③
C.②③④ D.①②③④
解析:增加C(s)的物质的量,由于浓度未变,平衡不移动,①错;对于多种物质参加的可逆反应,增大某一反应物的浓度,平衡右移,其他物质的转化率增大,而此物质的转化率降低,②错;对于有气体参加的可逆反应,缩小容器体积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,③错;在恒压容器中充入“惰性”气体,各物质浓度减小,若是非等体积反应,则平衡会发生移动,④错。
答案:D
8.现有三个体积相等的定容密闭容器,都进行下列反应:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)。反应所处的温度相同,但起始浓度不同,其中起始时各物质的物质的量如下表:
CO2
H2
H2O
CO
甲
a mol
a mol
0
0
乙
a mol
2a mol
0
0
丙
a mol
a mol
a mol
0
达到平衡时,CO的物质的量由大到小的顺序是( )
A.甲>乙>丙 B.甲>丙>乙
C.乙>丙>甲 D.乙>甲>丙
解析:将乙、丙都和甲对比,即将甲作为参照物。乙和甲对比,增加了H2的浓度,平衡正向移动,乙中生成的CO的物质的量大于甲中生成的CO的物质的量;丙和甲对比,增加了生成物H2O(g)的浓度,促使平衡向逆方向移动,这样丙中CO的物质的量将小于甲中CO的物质的量。
答案:D
9.对于可逆反应:X(s)+2Y(g)2Z(g),下列叙述不正确的是( )
A.达到平衡时v正(Y)=v逆(Z)
B.平衡后,若再充入Y,X的转化率增大
C.平衡后,若增大压强,Z的体积分数增大
D.平衡后,若保持温度和容器内压强不变,充入氦气,平衡不移动
解析:选项A,v正(Y)=v逆(Z),说明Y的反应量等于Z的反应量,反应处于平衡状态。选项B,再充入Y时,Y的浓度增大,有利于X的转化,X的转化率增大。选项C,增大压强平衡不移动,Z的体积分数不变。选项D,恒温恒压下,充入He,平衡不移动。
答案:C
10.对已达化学平衡的下列反应2X(g)+Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是 ( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
解析:减小压强,体积增大,反应物和生成物的浓度均降低,则正、逆反应速率都减小。减小压强,平衡向体积增大的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,则v(逆)>v(正),即趋势相同,但程度不同。
答案:C
11.反应mA(g)+nB(g)pC(g)在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表所示:
压强/Pa
2×105
5×105
1×106
c(A)/(mol·L-1)
0.08
0.20
0.44
分析表中数据,回答:
(1)当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动,理由是 。?
(2)当压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa时,该反应的化学平衡 移动,判断的依据是 ,可能的原因是 。?
答案:(1)不 当p增大2.5倍时,c(A)增大2.5倍,说明平衡没有移动,即m+n=p
(2)向左 当p增大2倍时,c(A)却增加了2.2倍,说明平衡向生成A的方向移动 增大压强时,B转化为液态或固态
B组
1.温度为T ℃,压强为1.01×106 Pa条件下,某密闭容器中发生下列反应A(g)+aB(?)4C(g),达到化学平衡时测得c(A)=0.2 mol·L-1;压缩容器使压强增大到2.02×106 Pa,第二次达到平衡时,测得c(A)=0.36 mol·L-1;若继续压缩容器,使压强增大到5.05×106 Pa,第三次达到平衡时,测得c(A)=1.1 mol·L-1;则下列有关说法不正确的是( )
A.第二次平衡时B为气态
B.a>3
C.第一次平衡后增大压强平衡向左移动
D.第三次达到平衡时B可能为非气态
解析:由第一次加压可知c(A)由0.2 mol·L-1变为0.36 mol·L-1,说明压强增大,平衡向正反应方向移动,则正方向为气体体积减小的方向,故B为气体,a>3。故C说法错误;压强增大到5.05×106 Pa时,则体积减小到原来的,若平衡不发生移动,则c(A)=1.0 mol·L-1,但事实上,c(A)=1.1 mol·L-1,说明平衡向逆反应方向移动了,若B为气体则a<3,或B不是气体。
答案:C
2.可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)在一定条件下达到平衡后,改变压强,B的体积分数φ(B)与压强的关系如图所示,有关叙述正确的是( )
A.m+nB.n>p
C.X点时v(正)>v(逆)
D.X点比Y点的正反应速率快
解析:加压,平衡逆向移动,说明nv(逆);Y点压强大于X的压强,所以X点比Y点的正反应速率慢。
答案:C
3.下图为一带可移动隔板的密闭容器,某温度下,左、右两侧反应均达到平衡,此时隔板处于容器中央。若保持温度不变,向左侧容器中充入一定量的H2,下列说法正确的是( )
A.两侧平衡均向正反应方向移动
B.左侧平衡向逆反应方向移动
C.右侧平衡向逆反应方向移动
D.两侧平衡均向逆反应方向移动
解析:左侧充入一定量的氢气,增大了反应物的浓度,平衡正向移动,但新平衡的气体的物质的量增加了。右侧等效于增大压强,平衡向着体积缩小的方向移动。
答案:A
4.如图,关闭活塞K,向A中充入1 mol X、1 mol Y,向B中充入2 mol X、2 mol Y,此时A的容积是a L,B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<0。A保持恒压,B保持恒容。达平衡时,A的体积为1.4a L。下列说法错误的是( )
A.反应速率:v(B)>v(A)
B.A容器中X的转化率为80%
C.若打开K,则A的体积变为2.6a L
D.平衡时Y的体积分数:A解析:A项,由于B中反应物浓度大于A,所以v(B)>v(A)。B项,
X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)
起始(mol) 1 1 0 0
转化(mol) b b 2b b
平衡(mol) 1-b 1-b 2b b
由题意得:=1.4
b=0.8 mol
所以α(X)=×100%=80%
C项,若打开K,整个体系中与A的百分含量一样。设总体积为m,则 m=4.2a L。所以A的体积应变为4.2a L-2a L=2.2a L。D项,由于B中压强大,平衡左移,所以B中Y的体积分数大。
答案:C
5.对于A(?)+2B(g)nC(g)在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:
(1)c(A)的增减,平衡不移动,则A为 态。?
(2)增压,平衡不移动,当n=2时,A的状态为 ;当n=3时,A的状态为 。?
(3)若A为固体,增大压强,C的浓度减小,则 。?
解析:(1)增加或减少A的浓度,平衡不移动,则A为固态或液态。
(2)增压平衡不移动,当n=2时,A的状态为固态或液态,n=3时A的状态为气态。
(3)若A为固体,增大压强,C的浓度减小,说明平衡逆向移动,则n≥3。
答案:(1)固或液 (2)固或液态 气态 (3)n≥3
6.在10 ℃和4×105 Pa的条件下,当反应aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后,维持温度不变,容器容积可变,逐步增大体系的压强,在不同压强下该反应建立平衡后,物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其他副反应发生):
压强/Pa
4×105
6×105
1×106
2×106
0.085
0.126
0.200
0.440
(1)压强从4×105 Pa增加到6×105 Pa时平衡应向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是 。?
(2)压强从1×106 Pa 增加到2×106 Pa时,平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。此时平衡向该方向移动的两个必要条件是① ,② 。?
解析:压强从4×105 Pa增加到6×105 Pa时,由于容器体积缩小,D的浓度应增加到×0.085 mol·L-1=0.127 5 mol·L-1,平衡时D的浓度小于0.127 5 mol·L-1,所以平衡向逆反应方向移动,a答案:(1)逆 加压时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数
(2)正 ①a>d ②生成物E在该条件下的状态为非气态
第3课时 温度、催化剂对化学平衡移动的影响
A组
1.如图为某化学反应的速率与时间的关系图,在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合图示的反应的是( )
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0
C.H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH>0
D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
解析:根据图像可知,该反应的正反应是放热、气体体积增大的反应,只有D项符合。
答案:D
2.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是( )
A.2NO2N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶(1)中平衡混合气的平均相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
解析:2NO2N2O4,NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体。(1)中红棕色变深说明平衡左移,平均相对分子质量减小,而CaO和水反应放热,则该反应为放热反应,A选项对,C选项错;(3)中红棕色变浅,说明平衡右移,而正反应为放热反应,则证明NH4Cl溶于水要吸收热量,平衡右移时,气体的物质的量减小,压强减小,B、D选项均错。
答案:A
3.如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s) ΔH<0进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.缩小体积 D.增大体积
解析:由于该反应是等体积反应,缩小体积,平衡不移动,但能缩短达到平衡所用时间。
答案:C
4.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强 B.降低温度
C.增大CO的浓度 D.更换催化剂
解析:一般来说,有两种及两种以上反应物的可逆反应中,在其他条件不变时,增大其中一种反应物的浓度,能使其他反应物的转化率升高,但本身的转化率降低,故C项错误。A项因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应,故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间,并不能使该平衡发生移动,因而无法提高CO的转化率。B项因该反应为放热反应,降低温度能使平衡向右移动,从而提高CO的转化率。D项催化剂只能影响化学反应的速率,改变可逆反应达到平衡的时间,不能提高CO的转化率。
答案:B
5.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)2c(g) ΔH1<0
x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( )
A.等压时,通入“惰性”气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入“惰性”气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
解析:本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”。A项,等压时,通入“惰性”气体,气体的体积增大,平衡x(g)+3y(g)2z(g)(ΔH2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g)2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A不正确;B项,等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g)2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,所以反应器的温度升高,B项正确;等容时,通入“惰性”气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,即各组分的浓度没有发生变化,所以各组分的反应速率不发生变化,C项正确;等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,D项正确。
答案:A
6.可逆反应aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定温度下的密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)图像如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强
B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂
C.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强
D.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂
解析:若a+b=c,则t0时增大容器的压强或使用催化剂,A、B项错误;若a+b≠c,则t0时增大容器的压强,平衡必定会移动,而图像明显没有移动,只能是加入催化剂,故D项正确,C项错误。
答案:D
7.可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0在一定条件下达到平衡状态,时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是( )
A.维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3(g)
B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度
C.维持温度不变,t1时扩大反应体系体积
D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
解析:A选项,温度、体积不变,只是加入三氧化硫,逆反应速率加大,但正反应速率起点应该不变。故错误。
B选项,升高体系温度,正逆速率都变大,而且最后平衡会向逆反应方向移动,故错误。
C选项,温度不变,扩大反应体系体积,两者反应速率都应该降低,而且平衡会向逆反应方向移动。故错误。
D选项,温度、压强不变,只是充入三氧化硫,充入后,体积变大,正逆速率都应该降低,但由于压强不变三氧化硫浓度变大,所以三氧化硫的总速率还是增大的。即逆反应速率增大。而且最后压强不变,所以平衡没有移动。故正确。
答案:D
8.在一固定容积的密闭容器中进行如下反应:N2+3H22NH3 ΔH<0,在一定温度下反应达到平衡状态,若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,下列叙述正确的是( )
A.化学平衡不发生移动
B.化学平衡向正反应方向移动
C.化学平衡向逆反应方向移动
D.正反应速率增大,逆反应速率减小
解析:容积固定,各物质浓度增大2倍,相当于将容器容积缩小为原容器的一半,对该反应而言,平衡应正反应方向移动。
答案:B
9.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍关注,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2) mol·L-1·min-1。?
(2)H2的转化率为 。?
(3)下列措施中能使增大的是 。?
A.升高温度
B.充入He,使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离
D.使用催化剂
E.缩小容器体积
解析:(1)v(H2)=3v(CO2)=3×=0.225 mol·L-1·min-1。
(2)α(H2)=×100%=75%。
(3)A项,升温,平衡左移减小。B项充入He,平衡不移动,不变。C项,分离出H2O(g),平衡右移,增大。D项,使用催化剂,平衡不移动,不变。E项,缩小容器体积,平衡右移,增大。
答案:(1)0.225 (2)75% (3)C、E
10.在容积不同的密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分别在t s时测定其中NH3的体积分数,绘图如图所示。
(1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是 。?
(2)此可逆反应的正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。?
(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由: 。?
解析:由图判断可知,C点是第一个平衡点,则A、B两点尚未达到平衡状态。C点以后,随温度升高,NH3百分含量降低,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。
答案:(1)A、B
(2)放热
(3)AC:反应开始v(正)>v(逆),反应向右进行生成NH3;CE:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小
B组
1.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
解析:A项,图Ⅰ改变的条件应是缩小容器体积。B项,由于同等程度地加快正、逆反应速率,所以加入的应是催化剂。C项,由于平衡发生了移动,所以加入的不是催化剂。改变的应是温度,且乙的温度大于甲的。
答案:B
2.在A+BC(正反应是放热反应)的反应中,如图所示,能正确表示反应速率(纵坐标)与温度(横坐标)关系的是( )
解析:因为正反应是放热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,且平衡向吸热反应的方向移动,即向逆反应方向移动,所以v(逆)>v(正)。
答案:B
3.可逆反应:A2(?)+B2(?)2AB(?),当温度和压强改变时,n(AB)的变化如下图,下列叙述正确的是( )
A.A2、B2及AB均为气体,ΔH<0
B.AB为气体,A2、B2至少有一种为非气体,ΔH<0
C.AB为气体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0
D.AB为固体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0
解析:由图可知压强相等时,升高温度,AB的物质的量减少,可知温度升高平衡向逆反应方向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,ΔH<0;t3开始温度不变,压强增大,AB的物质的量减少,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应是体积减小的方向,说明AB必为气体,A2、B2至少有一种为非气体,不能同时为气体。
答案:B
4.体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1 g,B装有SO2和O2各2 g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是( )
A.a%>b% B.a%=b%
C.a%解析:本题考查了勒夏特列原理的应用。容器发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。要比较A、B两容器中SO2转化率,可以对B容器的反应过程进行如下虚拟设计:
即先将B容器中的体积扩大一倍,使状态Ⅱ与A容器达到等效平衡(状态Ⅱ相当于两个独立的容器A),两者SO2的转化率相等。再将状态Ⅱ体积压缩为原体积,根据勒夏特列原理,平衡向体积减小的方向移动,平衡向正反应方向移动,状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ(也就是容器A)的转化率。而B容器先扩大体积再压缩回原状,转化率是相同的,所以a%答案:C
5.在一个体积为2 L的密闭容器中,高温下发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。
(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)= 。?
(2)反应进行至2 min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,3 min时再次达到平衡,则ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。?
(3)5 min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。下列说法正确的是 (填写编号)。?
A.v(正)先增大后减小 B.v(正)先减小后增大
C.v(逆)先增大后减小 D.v(逆)先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是 (填写图中曲线的字母编号)。?
(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态: 。?
解析:(1)由Fe生成FeO,固体质量增加3.2 g,说明生成FeO 0.2 mol,v(CO2)==0.1 mol·L-1·min-1。
答案:(1)0.1 mol·L-1·min-1
(2)> (3)C b
(4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变;或固体总质量保持不变
课题：第四节 化学反应进行的方向
授课班级
课 时
2
教
学
目
的
知识与
技能
1、通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学算不了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性
2、通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念
3、通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小 。
过程与
方法
通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识
情感态度价值观
通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。
重 点
熵判据
难 点
焓减与熵增与化学反应方向的关系
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第四节 化学反应进行的方向
一、自发过程（spontaneous process）和自发反应
1、自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定条件下，能自发地进行到显著程度的反应
3、非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。
二、反应方向的焓判据。
焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。若ΔH＜0，正向反应能自发进行；若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
三、反应方向的熵(entropy)判据。
1、熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
2、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
3、熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
4、的大小判断：
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
5、反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
6、熵增的过程就是自发过程
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
体系自由能（吉布斯自由能）变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S（吉布斯――亥姆霍兹公式）
△G = △H - T△S < 0 反应能自发进行；
△G =△H - T△S = 0 反应达到平衡状态；
△G =△H - T△S > 0 反应不能自发进行。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【情景创设】汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？
【引入】上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。
【板书】第四节 化学反应进行的方向
【讲解】在我们讨论问题之前，先来说两个概念，自发过程和自发反应
【板书】一、自发过程（spontaneous process）和自发反应
1、自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定条件下，能自发地进行到显著程度的反应
3、非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。
【提问】根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。
【讲解】生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，……这些都是自发过程。自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，锌与CuSO4溶液的反应可被设计成原电池。一般地，如果一个过程是自发的，则其逆过程是非自发的。非自发的过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
【过渡】科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。
【板书】二、反应方向的焓判据。
【思考与交流】19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。
【投影】
【讲解】经验表明，那些不用借助外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是：体系能量趋向于从高能态转变为低能状态，这时体系会对外部做功或者释放能量，由此总结而得的经验规律就是所谓的焾判据。如水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。
【板书】焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
若ΔH＜0，正向反应能自发进行；
若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
【讲解】多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。而且有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如：N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g） △H = ＋56.7KJ/mol；
NH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（aq）+ H2O（l） △H = ＋37.3KJ/mol； 因此，反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
【板书】三、反应方向的熵(entropy)判据。
【思考与交流】同学们在相互探讨一下由“有序”变“无序”的自然现象，举例说明。
密闭容器中的气态物质或液态物质蒸汽（包括挥发性固体），会通过分子扩散自发形成均匀混合物。物质溶于水自发地向水中扩散，形成均匀的溶液等。
【讲解】为解释这一类与能量无关的过程的自发性，科学家提出了另一推动体系变化的因素：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
【投影】
【板书】1、熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
【提问】如何理解“熵”的含义？
【板书】2、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
【提问】混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
【板书】3、熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
【讲解】“熵”是德国物理学家克劳修斯在１８５０年创造的一个术语，他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀，熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么，这个系统的熵就达到最大值。热力学第二定律告诉我们，能量转换只能沿着一个方向进行，总是从高能量向低能量转换，从有序到无序，人类利用这个过程让能量做功，同时系统的熵增加，熵是一个描述系统状态的函数。熵增加的过程，就意味着能量耗散了，从有用的能量转化向对人类无用的能量。
【小结】体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增的过程。
【板书】4、熵的大小判断：
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
【讲解】需要注意的是，一个体系的熵不能永远增加，最终会达到一个最大的无序状态，此时，体系呈现有确定的(不变的)性质，尽管分子水平上的变化仍在发生。我们讲的化学体系，当它具有不变的可观察的性质，就处在平衡状态，所以当一个体系达到它的最大熵时，即处于平衡状态 。
【板书】5、反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
【讲解】产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。需大家特殊注意的是，两种气体的混合也是熵增加的过程。
【板书】6、熵增的过程就是自发过程
【讲解】有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；
2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） △S = -39.35J·mol-1·K-1。
因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
【板书】四、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
【讲解】在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：
【板书】体系自由能（吉布斯自由能）变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S（吉布斯――亥姆霍兹公式）
【讲]解】体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。
【板书]】△G = △H - T△S < 0 反应能自发进行；
△G =△H - T△S = 0 反应达到平衡状态；
△G =△H - T△S > 0 反应不能自发进行。
【投影】
【小结】
类型
△H
△S
△G及反应方向
反应实例
1
－，焓减
＋，熵增
－，任何温度下均自发，自由能减少
2H2O2 （l）== 2H2O (l) +O2(l)
2
+,焓增
－，熵减
＋，任何温度均不自发，自由能增加
3O2(g) == 2O3(g)
3
+,焓增
＋，熵增
+，常温不自发，
－，高温自发
N2O4 (g) == 2NO2 (g)
4
－，焓减
－，熵减
－，常温自发
＋，高温不自发
N2(g) + 3H2 (g) == 2NH3 (g)
【讲解】在这里我们还要注意的是，大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。例如，涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器材，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但是只有后者可以实现。
在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可以出现相反的结果。
【总结】能量判据和熵判据的应用：
1、由能量判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行；
2、由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的；
3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：△G = △H - T△S）将更适合于所有的反应过程；
4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；
5、在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果；
6、反应的自发性也受外界条件的影响。
【随堂练习】
1、下列过程是非自发的是( D )
A、水由高处向低处流
B、天然气的燃烧
C、铁在潮湿空气中生锈
D、室温下水结成冰
2、碳酸铵［ (NH4)2CO3 ］在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是( A )
A、碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B、碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C、碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解
3、下列说法正确的是( C )
A、凡是放热反应是自发的，吸热反应都是非自发的
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现
D、自发反应在任何条件下都能实现
4、能用能量判据判断下列过程的方向的是( A )
A、水总是自发地由高处往低处流
B、放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C、有序排列的火柴散落时成为无序排列
D、多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
5、下列关于判断过程的方向的说法正确的是( C )
A、所有自发进行的化学反应都是放热反应
B、高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C、由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适于所有的过程
D、同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
学生讨论交流
教学回顾：
第四节 化学反应进行的方向
一、教材分析
在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学反应的限度之后，教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。对于自由能知识，仅限于达到知道、了解的层次即可。事物的发展、变化常常受多种因素的制约，通过焓变、熵变的介绍，力图使学生学会全面分析问题。
二、教学目标
1．知识目标：
(1)、通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性；
（2）、通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念；
（3）、通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小 。
2．能力目标：
（1）、通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据；
（2）学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识
3．情感、态度和价值观目标：
通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。
三、教学重点难点
重点：熵判据
难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系
四、学情分析
学生在学习了化学反应速率、化学平衡及其影响因素的基础上，抽象思维能力提高很多，本节降低难度后，学生应该能掌握重点内容。
五、教学方法
1．启发教学
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：填写学案。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？
教师：上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。然后展示探究的第一个问题，根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程
教师：生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，……这些都是自发过程。自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，锌与CuSO4溶液的反应可被设计成原电池。一般地，如果一个过程是自发的，则其逆过程是非自发的。非自发的过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。经验表明，那些不用借助外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是：体系能量趋向于从高能态转变为低能状态，这时体系会对外部做功或者释放能量，由此总结而得的经验规律就是所谓的焓判据。如水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。
学生讨论后小结：焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
若ΔH＜0，正向反应能自发进行；
若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
探究二：19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。
学生讨论后小结：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g) +10H2O(l)
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=+178.2kJ/mol
因此，反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
探究三：我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？
教师：为解释这一类与能量无关的过程的自发性，科学家提出了另一推动体系变化的因素：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
探究四：如何理解“熵”的含义？
教师：混乱度：表示体系的不规则或无序状态。混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。“熵”是德国物理学家克劳修斯在１８５０年创造的一个术语，他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀，熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么，这个系统的熵就达到最大值。热力学第二定律告诉我们，能量转换只能沿着一个方向进行，总是从高能量向低能量转换，从有序到无序，人类利用这个过程让能量做功，同时系统的熵增加，熵是一个描述系统状态的函数。熵增加的过程，就意味着能量耗散了，从有用的能量转化向对人类无用的能量。
[小结]：体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增的过程。
探究五：熵的大小判断：（阅读课本37页后回答）
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
【学与问】：发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。
探究六：为什么有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：
-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）？
学生讨论后小结：反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。只有将两者组合而成的复合判据，才能准确判定所有化学反应进行的方向。
设计意图：通过学生之间讨论总结，增强了学生的合作意识。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分，我们已经全部学习了。在下一节课我们一起来复习《化学反应速率和化学平衡》这一章的重要知识点。这节课后大家可以先复习这一部分。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第四节 化学反应进行的方向
一、自发过程和自发反应
1、自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定条件下，能自发地进行到显著程度的反应
3、非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。
二、反应方向的焓判据。
焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。若ΔH＜0，正向反应能自发进行；若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
三、反应方向的熵判据。
1、熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
2、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
3、熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
4、的大小判断：
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
5、熵增的过程就是自发过程
反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。只有将两者组合而成的复合判据，才能准确判定所有化学反应进行的方向。
十、教学反思
教材从学生已有的知识和生活经验出发，分四个层次就化学反应的方向进行了介绍。第一，以学生熟悉的自发进行的放热反应为例，介绍化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向——焓判据；以生活现象为例，说明混乱度（熵）增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种倾向——熵判据。第二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。第三，要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。第四，简单介绍了自由能判据的结论性内容。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解判据8分钟左右，讲解熵判据10分钟左右，学生讨论5分钟左右。了解综合判据大约5分钟左右。反思总结当堂检测7分钟左右，其余环节10钟，能够完成教学内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!
十一、学案设计(见下页)
第四节 化学反应进行的方向
教学目标
1、知识与技能：
（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；
（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、过程与方法：
通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。
3、情感态度与价值观：
通过本节内容的学习，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。
教学的重点和难点
焓减和熵增与化学反应方向的关系
教学方法
1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性，充分发挥学生的想象力；
2、启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论；
3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。
教学过程
[联想、质疑]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？
[课的引入]上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。
[设问]根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程（在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程）。
[学生讨论]……
[总结]生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，……这些都是自发过程，它们的逆过程是非自发的。
科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。
[板书]一、反应方向的焓判据。
[交流讨论]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。
[学生讨论交流]……
[汇报交流结果]我们知道的反应中下列反应可以自发进行：
NaOH（aq） + HCl（aq）= NaCl（aq） + H2O（aq） △H = -56KJ/mol；
2Na（s）+ 2H2O（l）= 2NaOH（aq） + H2（g）；
Al（s） + HCl（aq） = AlCl3（aq） + H2（g）；
CaO（s） + H2O（l）= Ca（OH）2（aq）
[追问]上述反应是吸热还是放热？
[学生回答后总结、板书]焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
[指出]多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如：
N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g） △H = ＋56.7KJ/mol；
NH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（aq）+ H2O（l） △H = ＋37.3KJ/mol；
因此，反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
[板书]二、反应方向的熵判据。
[交流讨论]我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？
[阅读思考]课本P37相关内容。
[汇报交流、自主学习成果]上述自发过程与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。
[总结、板书]熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的倾向。
[释疑]如何理解“熵”的含义？
[板书]混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
[指出]混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
[板书]熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
[指出]体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增的过程。
[板书]熵值的大小判断：
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
[板书]反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
[讲述]产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。
[学与问]发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。
[指出]有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：
-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；
2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） △S = -39.35J·mol-1·K-1。
因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
[板书]三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
[讲述]在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：
[板书]体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S
[指出] 体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。
[板书] △H - T△S < 0 反应能自发进行；
△H - T△S = 0 反应达到平衡状态；
△H - T△S > 0 反应不能自发进行。
[展示]
[举例]对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）
△H = + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1
室温下，△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 =
128 KJ·mol-1>0
因此，室温下反应不能自发进行；
如要使反应自发进行，则应使△H - T△S < 0，
则T>△H/△S=178.2 KJ·mol-1/0.1696 KJ·mol-1·K-1 = 1051K。
[知识应用]本节课一开始提出处理汽车尾气的反应：
2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），
已知，298K、101KPa下，该反应△H = - 113.0 KJ·mol-1 ，△S = -143.5 J·mol-1·K-1
则△G =△H-T△S = - 69.68 KJ·mol-1 < 0
因此，室温下反应能自发进行。
[指出]但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。
[总结]能量判据和熵判据的应用：
1、由能量判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行；
2、由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的；
3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：△G = △H - T△S）将更适合于所有的反应过程；
4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；
5、在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果；
6、反应的自发性也受外界条件的影响。
[课堂练习]
1．下列说法正确的是（ ）
A．凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；
C．自发反应在恰当条件下才能实现；
D．自发反应在任何条件下都能实现。
2．自发进行的反应一定是（ ）
A．吸热反应； B．放热反应； C．熵增加反应； D．熵增加或者放热反应。
3．下列说法正确的是（ ）
A．放热反应一定是自发进行的反应； B．吸热反应一定是非自发进行的；
C．自发进行的反应一定容易发生； D．有些吸热反应也能自发进行。
4．250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+ O2（g） △H=＋56.76kJ/mol，自发进行的原因是（ ）
A．是吸热反应； B．是放热反应；
C．是熵减少的反应； D．熵增大效应大于能量效应。
5．下列过程属于熵增过程的是（ ）
A．硝酸钾溶解在水里面； B．氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体；
C．水蒸气凝结为液态的水D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨气和水。
6．以下自发反应可用能量判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水；
B．2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol；
C．(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol；
D．2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol。
教学反思：
第二章 第四节
一、选择题
1．下列关于判断过程方向的说法正确的是( )
A．所有自发进行的化学反应都是放热反应
B．高温、高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
解析：有些吸热反应也可以自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸热反应，又是熵增的反应，所以A不正确。高温、高压使石墨转化为金刚石，要向体系中输入能量，本质仍然是非自发的，所以B不正确。同一物质：气态时的熵值最大，液态时次之，固态时熵值最小，所以D不正确。
答案：C
2．下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是( )
A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
解析：ΔH－TΔS的数值判断反应进行的方向。
ΔG＝ΔH－TΔS
①当ΔH>0，ΔS>0时
不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。
②当ΔH>0，ΔS<0时
ΔG＝ΔH－TΔS>0，非自发反应。
③当ΔH<0，ΔS>0时
ΔG＝ΔH－TΔS<0，一定是自发反应。
④当ΔH<0，ΔS<0时不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。
答案：A
3．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )
A．化学反应的焓变与其反应的方向无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行
D．焓变为负值的反应都能自发进行
解析：焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A、B项错误；焓变只表达化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性，D项错误；ΔH>0，说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确。
答案：C
4．25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ/mol自发进行的原因是( )
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减小的反应 D．熵增大效应大于能量效应
解析：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发进行的，该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应，并且熵增大效应大于能量效应。
答案：D
5．在一定条件下，对于反应m(A)g＋nB(g)??cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH<0 ΔS>0 B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH>0 ΔS>0 D．ΔH<0 ΔS<0
解析：当T不变时，压强越大，C%越低，说明加压平衡左移，则m＋n0；温度越高，C%越低，说明升温，平衡左移，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0。
答案：A
6．如图中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向进行的变化过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程从有序到无序，混乱度增大
D．此过程是自发可逆的
解析：此过程只有熵变，其逆过程不自发。
答案：D
7．以下自发反应需用焓判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
解析：A项可用熵的增加来解释其自发过程，B、C两项反应后气体体积增大，其自发过程可结合熵的增加来解释；D项是放热反应，由于反应放热有利于反应的自发进行，故可用焓判据来解释说明。
答案：D
8．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是( )
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由焓判据和熵判据组合成的复合判据，将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的
解析：焓判据和熵判据都不全面，应采用复合判据ΔG＝ΔH－TΔS，对于CaCO3分解的反应是一个ΔH>0而ΔS>0的反应，所以只有在较高温度下，ΔG＝ΔH－TΔS<0反应自发进行。
答案：D
9．下列有关说法正确的是( )
A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，该过程熵值增大
B．SO2(g)===S(s)＋O2(g) ΔH>0，ΔS<0，该反应能自发进行
C．SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH<0，低温下能自发进行
D．某温度下SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)，K＝
解析：反应由气体物质生成液体物质是熵值减小的反应，A项不正确；ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行，B项不正确；C项中是一个ΔH<0，ΔS<0的反应。由ΔH－TΔS可知，反应在低温下能自发进行，C项正确；D项中K＝。
答案：C
10．下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)??X(g)＋Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)＋xG(g)===2Q(g)
ΔH<0，自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)
常温下，自发进行
ΔH>0
解析：根据复合判据：ΔG＝ΔH－T·ΔS，M(s)===X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH>0时，在高温下，能自发进行，A错误；W(s)＋xG(g)===2Q(g)ΔH<0，能自发进行，若熵增，任何温度下都能自发进行，若熵减，在低温条件下能自发进行，所以，G的计量数不确定，x等于1、2或3时，都符合题意，B正确；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)是熵增反应，当ΔH>0时，在高温下可能自发进行，C错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，D错误。
答案：B
二、非选择题
11．有A、B、C、D四个反应，其焓变和熵变如下表所示
反应
A
B
C
D
ΔH/kJ·mol－1
10.5
1.80
－126
－11.7
ΔS/J·mol－l·K －1
30.0
－113.0
84.0
－105.0
(1)在任何温度都能自发进行的反应是________；任何温度下都不能自发进行的反应是________。
(2)高温才可以自发进行的反应是________；低温有利于自发进行的反应是________。
解析：C反应ΔH<0，ΔS>0任何温度均自发；B反应△H>0，△S<0任何温度不自发；A反应△H>0，ΔS>0高温有利自发反应进行；D反应ΔH<0，ΔS<0低温有利于自发进行。
答案：(1)C B (2)A D
12．二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________0，ΔS________0(选填“>”“<”或“＝”)，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有________。
a．开发高效光催化剂
b．将光催化剂制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2发生催化转化
c．二氧化碳及水资源的供应
答案：(1)> > 不能
(2)ab
13．(1)化学反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋169.6 J·mol－1·K－1，常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行，CaCO3分解反应要自发进行，温度T应高于________K。
(2)化学反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1，反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)求反应2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的熵变。已知：HCl(g)的S＝＋186.6 J·K－1·mol－1，H2(g)的S＝＋130 J·K－1·mol－1，Cl2(g)的S＝＋223 J·K－1·mol－1，ΔS＝________。
解析：(1)298 K时，ΔH－TΔS＝＋178.2 kJ/mol－298 K×169.6×10－3 kJ/(mol·K)＝＋127.7 kJ/mol>0，故常温下该反应不能自发进行。当ΔH－TΔS＝0时，T＝＝＝1050.7 K，故当T>1050.7 K时，ΔH－TΔS<0，反应才能自发进行。
(2)298 K时，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K×[－145.3 ×10－3 kJ/(mol·K)]＝－69.7 kJ/mol<0，因此常温下反应能自发进行。(3)ΔS＝＋130 J/(mol·K)＋223 J/(mol·K)－2×186.6 J/(mol·K)＝－20.2 J/(mol·K)。
答案：(1)不能 1050.7
(2)能
(3)－20.2 J/(mol·K)
14．已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g) ΔH＝42.3 kJ/mol ΔS＝121 J/(mol·K)已知焓变和熵变随温度变化很小，试回答下面的问题：
(1)在298 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
(2)在373 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
(3)请估算C2H5OH的沸点。
解析：(1)298 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－298 K×121×10－3 kJ/(mol·K)＝6.2 kJ/mol>0，所以在298 K时乙醇不能自发转变为C2H5OH(g)。
(2)373 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－373 K×121×10－3 kJ/(mol·K)＝－2.8 kJ/mol<0，所以在373 K时乙醇能自发转变为C2H5OH(g)。
(3)ΔH－TΔS＝0时为此变化的平衡态即沸点。所以T＝ΔH/ΔS＝349 K，即乙醇的沸点约为76 ℃。
答案：(1)不能
(2)能
(3)76 ℃
第四节 化学反应进行的方向
A组
1.许多反应在特定条件下都能自发进行。下列过程中不能自发进行的是( )
A.自由落体
B.热量由低温物体向高温物体传递
C.汽油挥发
D.气体从高密度处向低密度处扩散
解析:自然界中,自由落体、热量由高温物体向低温物体传递、汽油挥发、气体从高密度处向低密度处扩散都是自发过程,其逆过程都是非自发的。
答案:B
2.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是( )
A.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素
解析:多数能自发进行的反应都是放热反应,并不是所有自发进行的反应都是放热反应,既然说“多数”,必定存在特例,所以只能说“焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素,但不是唯一因素”。
答案:C
3.分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A.2N2(g)+O2(g)2N2O(g) ΔH=+163 kJ·mol-1
B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1
C.HgO(s)Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1
D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1
解析:对于A项,ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,即任何温度下,反应都不能自发进行;对于B项,ΔH<0,ΔS<0,在较低温度下,ΔH-TΔS<0,即反应温度不能过高;对于C项,ΔH>0,ΔS>0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须升高温度,即反应只有在较高温度时能自发进行;对于D项,ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行。
答案:D
4.能用能量判据判断下列过程方向的是( )
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大
解析:水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向;吸热反应也可以自发进行,例如,在25 ℃和1.01×105 Pa时,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol-1,不难看出,上述反应是吸热反应,又是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于最大混乱度的倾向,属于熵判据;扑克牌的无序排列也属于熵判据。
答案:A
5.(双选)下列变化中,ΔS<0的是( )
A.-10 ℃液态水结冰
B.NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)
C.干冰(CO2)的升华
D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
解析:气体液化、液体凝固是体系混乱度减小的过程,故A项ΔS<0;B项中两种气体反应转化为固体,体系ΔS<0;固体溶解、气体扩散和固体熔化、升华均为体系混乱度增加的过程,故C项ΔS>0;D项中CaCO3固体分解有气体生成为熵增过程,ΔS>0。
答案:AB
6.如下图所示,在图(1)中A、B两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。压强不变,若将中间活塞打开[如图(2)],两种气体分子立即都占满了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
理想气体的自发混合
A.此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程,即熵增加的过程
B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.只有在一定温度下,此过程是自发进行的
解析:两种互不作用的理想气体的等压混合,是一个不伴随能量变化的过程,但是一个熵增加的过程,所以在任何温度下都是自发的过程。
答案:D
7.25 ℃、101 kPa条件下,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7 kJ·mol-1能自发进行的原因是( )
A.吸热反应
B.放热反应
C.熵减小的反应
D.熵增加效应大于热效应
解析:反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7 kJ·mol-1,焓变大于0,但从熵增加看该反应自发进行,原因是熵增加效应大于热效应。D项正确。
答案:D
8.某反应:AB+C在室温下不能自发进行,在高温下能自发进行,对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是( )
A.ΔH<0、ΔS<0 B.ΔH>0、ΔS<0
C.ΔH<0、ΔS>0 D.ΔH>0、ΔS>0
解析:由题意知,该反应在室温下不能自发反应,根据复合判据,即ΔH-T低ΔS>0(1),而高温下能自发进行,即ΔH-T高ΔS<0(2),综合(1)(2)可确定ΔH>0,ΔS>0。
答案:D
9.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增加”“减小”或“无明显变化”。
(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l) 。?
(2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) 。?
(3)(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) 。?
(4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s) 。?
(5)将少量KNO3晶体溶解在水中 。?
解析:判断熵值变化的依据是同温同压下,气态熵值>液态熵值>固态熵值,状态都是气态时,看物质的量的多少,物质的量越多,熵值越大。故(1)减小,(2)无明显变化,(3)增加,(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3K++N,自由移动离子数目增多,因此熵值增加。
答案:(1)减小 (2)无明显变化 (3)增加 (4)减小 (5)增加
10.有A、B、C、D 4个反应:
反应
A
B
C
D
ΔH/(kJ·mol-1)
10.5
1.80
-126
-11.7
ΔS/(J·mol-1·K-1)
30.0
-113.0
84.0
-105.0
则在任何温度都能自发进行的反应是 ;任何温度都不能自发进行的反应是 ;另两个反应中,在温度高于 时可自发进行的反应是 ,在温度低于 时可自发进行的反应是 。?
解析:将表中数据代入公式ΔG=ΔH-TΔS;当ΔG<0时,反应可自发进行,当ΔG>0时,反应不可自发进行。
答案:C B 77 ℃ A -161.6 ℃ D
B组
1.下列说法正确的是( )
A.若某自发反应的ΔS>0,则该反应一定有ΔH<0
B.NH4HCO3(s)NH3 (g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
解析:自发反应必有ΔH-TΔS<0,当ΔS>0时,ΔH<0或ΔH>0都可能,A选项错;吸热的自发反应一定是熵增大的,B选项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据进行判断,C选项错;使用催化剂只能降低反应的活化能,加快化学反应速率,但不能改变反应的方向,D选项错。
答案:B
2.下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是( )
A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D.熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
解析:ΔH<0,ΔS>0的反应一定能自发进行;ΔH>0,ΔS<0的反应一定不能自发进行;ΔH>0,ΔS>0的反应,高温下能自发进行,低温下不能自发进行;ΔH<0,ΔS<0的反应,低温下能自发进行,高温下不能自发进行。
答案:A
3.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等),是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。在298 K、101 kPa下,ΔH=-113 kJ·mol-1、ΔS=-145 J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是( )
A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂
C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
解析:该反应是放热反应,反应物总能量高于生成物的总能量,A项正确;常温下,ΔH-TΔS=-113 kJ·mol-1-298 K×(-145 J·mol-1·K-1)×10-3kJ·J-1<0,故常温下该反应可自发进行,高温和催化剂只是加快反应速率,B项错误,C项正确;CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒,D项正确。
答案:B
4.已知:若一个可逆反应的正反应为自发过程,则其逆反应为非自发过程,反之亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时,估计ΔH-TΔS 0(填“大于”“小于”或“等于”,下同);当体系温度高于980 K时,估计ΔH-TΔS 0。?
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g) ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·mol-1,ΔS(298.15 K)=-75.8 J·mol-1·K-1。设ΔH和ΔS不随温度而变化,则此反应自发进行的温度是 。?
解析:(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)为吸热反应,ΔH>0,则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应,ΔH<0。又该反应ΔS<0,则当T<980 K时,ΔH-TΔS<0;T>980 K时,ΔH-TΔS>0。(2)由题给信息,要使反应能自发进行,需有ΔH-TΔS<0,即-94.0 kJ·mol-1-T×(-75.8 J·mol-1·K-1)×10-3 kJ·J-1<0,则T<=1.24×103 K。
答案:(1)小于 大于 (2)小于1 240 K
5.氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步,不少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法,进行了前赴后继的探索性工作。请回答下列问题:
用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应,化学方程式如下:N2+3H22NH3。已知,在常温下,1 g H2完全转化为NH3,放出的热量为15.4 kJ。
(1)请写出该反应的热化学方程式 。?
(2)如果一个反应的ΔH-TΔS<0,则该反应能够自发进行。已知该反应的ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1。请判断上述氨气的合成反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。?
解析:ΔH-TΔS=-92.4 kJ·mol-1-298 K×(-0.198 2 kJ·mol-1·K-1)<0,所以可以自发进行。
答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
(2)能
第二章 第四节
一、选择题
1．下列关于判断过程方向的说法正确的是( )
A．所有自发进行的化学反应都是放热反应
B．高温、高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
解析：有些吸热反应也可以自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸热反应，又是熵增的反应，所以A不正确。高温、高压使石墨转化为金刚石，要向体系中输入能量，本质仍然是非自发的，所以B不正确。同一物质：气态时的熵值最大，液态时次之，固态时熵值最小，所以D不正确。
答案：C
2．下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是( )
A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
解析：ΔH－TΔS的数值判断反应进行的方向。
ΔG＝ΔH－TΔS
①当ΔH>0，ΔS>0时
不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。
②当ΔH>0，ΔS<0时
ΔG＝ΔH－TΔS>0，非自发反应。
③当ΔH<0，ΔS>0时
ΔG＝ΔH－TΔS<0，一定是自发反应。
④当ΔH<0，ΔS<0时不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。
答案：A
3．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )
A．化学反应的焓变与其反应的方向无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行
D．焓变为负值的反应都能自发进行
解析：焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A、B项错误；焓变只表达化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性，D项错误；ΔH>0，说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确。
答案：C
4．25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ/mol自发进行的原因是( )
A．是吸热反应
B．是放热反应
C．是熵减小的反应
D．熵增大效应大于能量效应
解析：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发进行的，该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应，并且熵增大效应大于能量效应。
答案：D
5．在一定条件下，对于反应m(A)g＋nB(g)??cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH<0 ΔS>0
B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH>0 ΔS>0
D．ΔH<0 ΔS<0
解析：当T不变时，压强越大，C%越低，说明加压平衡左移，则m＋n0；温度越高，C%越低，说明升温，平衡左移，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0。
答案：A
6．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为
ΔH－TΔS<0反应能自发进行
ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态
ΔH－TΔS>0反应不能自发进行
设反应A===D＋E ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J·mol－1，要防止反应发生，温度必须( )
A．高于409 K
B．低于136 K
C．高于136 K而低于409 K
D．低于409 K
解析：要防止反应发生需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409，故A正确。
答案：A
7．以下自发反应需用焓判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
解析：A项可用熵的增加来解释其自发过程，B、C两项反应后气体体积增大，其自发过程可结合熵的增加来解释；D项是放热反应，由于反应放热有利于反应的自发进行，故可用焓判据来解释说明。
答案：D
8．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是( )
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由焓判据和熵判据组合成的复合判据，将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的
解析：焓判据和熵判据都不全面，应采用复合判据ΔG＝ΔH－TΔS，对于CaCO3分解的反应是一个ΔH>0而ΔS>0的反应，所以只有在较高温度下，ΔG＝ΔH－TΔS<0反应自发进行。
答案：D
9．下列有关说法正确的是( )
A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，该过程熵值增大
B．SO2(g)===S(s)＋O2(g) ΔH>0，ΔS<0，该反应能自发进行
C．SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH<0，低温下能自发进行
D．某温度下SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)，K＝
解析：反应由气体物质生成液体物质是熵值减小的反应，A项不正确；ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行，B项不正确；C项中是一个ΔH<0，ΔS<0的反应。由ΔH－TΔS可知，反应在低温下能自发进行，C项正确；D项中K＝。
答案：C
10．下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)X(g)＋Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)＋xG(g)2Q(g)
ΔH<0，自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s)
常温下，自发进行
ΔH>0
解析：根据复合判据：ΔG＝ΔH－T·ΔS，M(s)X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH>0时，在高温下，能自发进行，A错误；W(s)＋xG(g)2Q(g)ΔH<0，能自发进行，若熵增，任何温度下都能自发进行，若熵减，在低温条件下能自发进行，所以，G的计量数不确定，x等于1、2或3时，都符合题意，B正确；4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g)是熵增反应，当ΔH>0时，在高温下可能自发进行，C错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，D错误。
答案：B
二、非选择题
11．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性并填表。
变化
ΔH
ΔS
方向性
H2O(l)→H2O(g)
CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)
2Fe3＋(aq)＋Cu(s)=== 2Fe3＋(aq)＋Cu2＋(aq)
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
解析：先判断ΔH的“＋”、“－”，再由S(g)>S(l)>S(s)判断ΔS的“＋”、“－”，最后根据常温(298K)判断ΔH－TΔS的“＋”、“－”。
答案：
变化
ΔH
ΔS
方向性
H2O(l)→H2O(g)
ΔH>0
ΔS>0
不能自发
CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)
ΔH<0
ΔS<0
自发
2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe3＋(aq)＋Cu2＋(aq)
ΔH<0
ΔS>0
自发
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
ΔH>0
ΔS>0
不能自发
12.二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________0，ΔS________0(选填“>”“<”或“＝”)，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有________。
a．开发高效光催化剂
b．将光催化剂制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2发生催化转化
c．二氧化碳及水资源的供应
答案：(1)> > 不能
(2)ab
13．(2014·辽宁鞍山调研)(1)化学反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋169.6 J·mol－1·K－1，常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行，CaCO3分解反应要自发进行，温度T应高于________K。
(2)化学反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1，反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)求反应2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的熵变。已知：HCl(g)的S＝＋186.6 J·K－1·mol－1，H2(g)的S＝＋130 J·K－1·mol－1，Cl2(g)的S＝＋223 J·K－1·mol－1，ΔS＝________。
解析：(1)298 K时，ΔH－TΔS＝＋178.2 kJ/mol－298 K×169.6×10－3 kJ/(mol·K)＝＋127.7 kJ/mol>0，故常温下该反应不能自发进行。当ΔH－TΔS＝0时，T＝＝＝1050.7 K，故当T>1050.7 K时，ΔH－TΔS<0，反应才能自发进行。
(2)298 K时，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K×[－145.3 ×10－3 kJ/(mol·K)]＝－69.7 kJ/mol<0，因此常温下反应能自发进行。(3)ΔS＝＋130 J/(mol·K)＋223 J/(mol·K)－2×186.6 J/(mol·K)＝－20.2 J/(mol·K)。
答案：(1)不能 1050.7
(2)能
(3)－20.2 J/(mol·K)
14．已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g) ΔH＝42.3 kJ/mol ΔS＝121 J/(mol·K)已知焓变和熵变随温度变化很小，试回答下面的问题：
(1)在298 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
(2)在373 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
(3)请估算C2H5OH的沸点。
解析：(1)298 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－298 K×121×10－3 kJ/(mol·K)＝6.2 kJ/mol>0，所以在298 K时乙醇不能自发转变为C2H5OH(g)。
(2)373 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－373 K×121×10－3 kJ/(mol·K)＝－2.8 kJ/mol<0，所以在373 K时乙醇能自发转变为C2H5OH(g)。
(3)ΔH－TΔS＝0时为此变化的平衡态即沸点。所以T＝ΔH/ΔS＝349 K，即乙醇的沸点约为76 ℃。
答案：(1)不能
(2)能
(3)76 ℃
