1、 1了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率()。 2.了解反应活化能 的概念， 了解催化剂的重要作用。 3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 4.掌握化学平衡的特征， 了解化学平衡常数 K 的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。 5.理解外界条件(浓度、温度、压强、 催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 6.了解化学反应速率和化学平 衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 1(2019 全国卷，节选)已知(g)I2(g)=(g)2HI(g) H0。 (1)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应，起始总压
2、为 105 Pa，平衡时总 压增加了 20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数 Kp_Pa。达到平衡后，欲增加环 戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。 A通入惰性气体 B提高温度 C增加环戊烯浓度 D增加碘浓度 (2)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应 时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。 AT1T2 Ba 点的反应速率小于 c 点的反应速率 Ca 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率 Db 点时二聚体的浓度为 0.45 mol L 1 解析 (1)设碘和环戊烯的物质的量均为 1 mol，达平衡时转化的物质的量为
3、 x mol，由题意得： (g)I2(g)(g)2HI(g) 初始物质的量/mol 1 1 0 0 转化物质的量/mol x x x 2x 平衡物质的量/mol 1x 1x x 2x 平衡时，容器内气体总物质的量为(2x) mol， 则有2x mol2 mol 2 mol 100%20%，解得 x0.4。 则环戊烯的转化率为0.4 mol 1 mol 100%40%； 总压强为 105 Pa(120%)1.2105 Pa。 因此各种气体的分压为 p()1.2105 Pa 0.6 mol 2.4 mol0.310 5 Pa， p(I2)1.2105 Pa 0.6 mol 2.4 mol0.310
4、 5 Pa， p()1.2105 Pa 0.4 mol 2.4 mol0.210 5 Pa， p(HI)1.2105 Pa0.8 mol 2.4 mol0.410 5 Pa。 反应的平衡常数 Kp 0.2105 Pa0.4105 Pa 2 0.3105 Pa0.3105 Pa 3.56104 Pa。 欲增加环戊烯的平衡转化率，则平衡正向移动，由于该反应是吸热反应，因此升高温度可使平衡正向 移动；增加碘的浓度，平衡正向移动，环戊烯的转化率提高。 (2)升高温度，反应速率增大，由 c- t 图像的变化趋势可看出 T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，因此 T2大于 T1，选项 A 错误；由 a、c 点
5、环戊二烯的浓度可判断 a 点的反应速率大于 c 点的反应速率，选项 B 错 误；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此 a 点的正反应速率 大于 b 点的逆反应速率，选项 C 正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为 1.5 mol L 1，b 点时的浓度为 0.6 mol L 1，设环戊二烯转化的物质的量浓度为 x mol L1，则有： 2 二聚体 初始物质的量浓度/(mol L 1) 1.5 0 转化物质的量浓度/(mol L 1) 2x x 平衡物质的量浓度/(mol L 1) 0.6 x 则有 1.52x0.6，解得 x0.45，因此选项 D 正确。 答
6、案 (1)40% 3.56104 BD (2)CD 2 (2018 全国卷， 节选)(1)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 N2O5(g)分解反应： 2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g) 2N2O4(g) 其中 NO2二聚为 N2O4的反应可以迅速达到平衡。 体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示t时， N2O5(g)完全分解：提示：2NO2(g)N2O4(g) Hv(第二步反应) B反应的中间产物只有 NO3 C第二步中 NO2与 NO3的碰撞仅部分有效 D第三步反应活化能较高 解析 (1)t62 min 时，体系中 pO22.9 kPa，根据三
7、段式法得 2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g) 起始 35.8 kPa 0 0 转化 5.8 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa 62 min 30.0 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa 则 62 min 时 pN2O530.0 kPa，v210 330.0 kPa min16.0102 kPa min1。刚性反应容器的 体积不变，25 、N2O5(g)完全分解时体系的总压强为 63.1 kPa，升高温度，从两个方面分析：一方面是体 积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO2N2O4的逆反应是吸热反应，升高温度，平衡 向生成 NO2的方向移动，体系物质的量增大，故体
8、系总压强增大。N2O5完全分解生成 N2O4和 O2，起始 pN2O535.8 kPa，其完全分解时 pN2O435.8 kPa，pO217.9 kPa，设 25 平衡时 N2O4转化了 x，则 N2O4 2NO2 平衡 35.8 kPax 2x 358 kPax2x17.9 kPa63.1 kPa，解得 x9.4 kPa。平衡时，pN2O426.4 kPa，pNO218.8 kPa， Kp 2NO 2 pN2O4 18.82 26.4 kPa13.4 kPa。(2)快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应 的逆反应速率大于第二步反应的速率，A 项正确；反应的中间产物除 N
9、O3外还有 NO，B 项错误；第二步反 应慢，说明有效碰撞次数少，C 项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D 项错误。 答案 (1)30.0 6.010 2 大于 温度升高，体积不变，总压强增大；NO 2二聚为放热反应，温 度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 13.4 (2)AC 3(2017 全国卷，改编)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： (1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1- 丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： C4H10(g)=C4H8(g)H2(g) H10 图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小
10、于”)；欲使丁烯 的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。 A升高温度 B降低温度 C增大压强 D降低压强 图(a) 图(b) 图(c) (2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)， 出口气中 含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降 低的变化趋势，其降低的原因是_ _。 (3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产 率在 590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁 烯产率快速降低的主要原因可能是_ _。 解
11、析 (1)由图(a)可知，同温下，x MPa 时丁烯的平衡产率高于 0.1 MPa 时的，根据压强减小平衡向右 移动可知，x 小于 0.1。欲提高丁烯的平衡产率，应使平衡向右移动，该反应的正反应为吸热反应，因此可 以通过升高温度的方法使平衡向右移动；该反应为气体体积增大的反应，因此可以通过降低压强的方法使 平衡向右移动，所以 A、D 选项正确。 (2)由于氢气是产物之一，随着 n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，所以丁烯产率降低。 (3)该反应的正反应为吸热反应，因此升高温度可以使平衡向右移动，使丁烯的产率增大，另外，反应 速率也随温度的升高而增大。由题意知，丁烯在高温条件下能够发生裂
12、解，因此当温度超过 590 时，参 与裂解反应的丁烯增多，而使产率降低。 答案 (1)小于 AD (2)氢气是产物之一，随着 n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 (3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 4(2015 全国卷，节选)Bodensteins 研究了下列反应： 2HI(g)H2(g)I2(g) H0 在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表： t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0
13、0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 (1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为_。 (2)上述反应中，正反应速率为 v正k正x2(HI)，逆反应速率为 v逆k逆x(H2)x(I2)，其中 k正、k逆为速率 常数，则 k逆为_(以 K 和 k正表示)。若 k正0.002 7 min 1，在 t40 min 时，v 正_min 1。 (3)由上述实验数据计算得到 v正x(HI)和 v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应 重新达到平衡，相应的点分别为_(填字母)。 解析 (1)由表中数据可知， 无论是从正反应方向开始， 还是从逆反应方向开始， 最
14、终 x(HI)均为 0.784， 说明此时已达到了平衡状态。设 HI 的初始浓度为 1 mol L 1，则： 2HI(g)H2(g)I2(g) 初始浓度/(mol L 1) 1 0 0 转化浓度/mol L 1 0.216 0.108 0.108 平衡浓度/mol L 1 0.784 0.108 0.108 KcH2 cI2 c2HI 0.1080.108 0.7842 。 (2)建立平衡时，v正v逆，即 k正x2(HI)k逆x(H2) x(I2)，k逆 x2HI xH2 xI2k 正。由于该反应前后气体分子 数不变，故 k逆 x2HI xH2 xI2k 正 c2HI cH2 cI2k 正k
15、正 K。在 40 min 时，x(HI)0.85，则 v 正0.002 7 min 10.8521.95103 min1。 (3)因 2HI(g)H2(g)I2(g) H0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI 的 物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大。因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为 A 点和 E 点。 答案 (1)0.1080.108 0.7842 (2)k正/K 1.9510 3 (3)A、E 上述真题涉及的题型主要是填空题和不定项选择题。命题角度主要涉及： (1)化学反应速率的计算、影响因素，如 T1(2)、T2、T3(3)、T4(2)。 (2)
16、活化能对反应速率的影响，如 T2(2)。 (3)化学平衡的影响因素的判断，如 T1(1)、T2(1)、T3、T4(3)。 (4)化学平衡常数(Kp、Kc)反应速率常数的有关计算与换算，如 T1(1)、T2(1)、T4(1)。 (5)图像、图表的识别与分析等，如 T1(2)、T3、T4(3)。 预测 2020 年高考仍会以图像为载体在速率计算、平衡常数计算和外界条件对平衡的影响或转化率影响 的角度加强命题。特别要注意 Kp与速率常数的有关计算。 化学反应速率和化学平衡的影响因素 1特殊条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响 (1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率和平
17、衡移动。但固体颗粒的大 小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。但仍不影响平衡移动。 (2)对于有固、液参加的反应，改变压强不会影响其反应速率和平衡移动。 (3)使用催化剂催化的化学反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大， 故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。但催化剂的改变不影响平衡移动。 (4)“惰气”对反应速率和平衡的影响。 恒温恒容，充入“惰气”，不改变反应速率和平衡移动。 恒温恒压，充入“惰气”体积增大(相当于压强减小)，v正、v逆均减小，平衡向气体分子数增多的方 向移动。 思考 对于反应 N23H22NH3按 N2、H2物质的量比
18、 13 充入密闭容器，反应达到平衡，N2、H2、NH3 的物质的量比为 131， 若在恒温恒容条件再充入 0.5 mol N21.5 mol H20.5 mol NH3，此时平衡向_ 移动，若是恒温恒压条件呢？_。上述两条件下 N2的转化率如何改变？_。 答案 正反应 不移动 恒温恒容时增大，恒温恒压时不变 2突破化学平衡状态的判断标志 (1)等“正逆相等”(三种表述)。 同一物质(两种表述)：v正v逆、断键数成键数。 不同物质： v正X X的化学计量数 v逆Y Y的化学计量数 (2)定“变量不变”： 如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)， 当其“不变”时反应就达到平衡 状态，即“变量”不
19、变可说明达到平衡状态。 (3)依 Q(浓度商)与 K 关系判断：若 QK，反应处于平衡状态。 3平衡移动方向判断两方法 (1)根据 v正与 v逆的相对大小 若外界条件改变，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(或向右)移动； 若外界条件改变，引起 v正K，平衡逆向移动； 若 QK，平衡不移动； 若 Q”“”或“vbvc， 结合沉积碳的生成速率方程 vk p(CH4) p(CO2) 0.5，在 p(CH 4)相同时，随着 p(CO2)增大，反应速率逐渐减慢，即可判断：pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。 答案 (1)247 A 1 3 (2)劣于 相对于催化剂 X，催
20、化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能 相对小，消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 化学反应速率、转化率和平衡常数的有关计算 1化学反应速率的计算 (1)公式法：v(B)cB t nB V t 。 (2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g) nB(g)=pC(g)qD(g)来说，则有vA m vB n vC p vD q 。 2化学平衡常数的换算 (1)同一可逆反应中，K正 K逆1； (2)同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小 n倍， 则新平衡常数 K与原平衡常数K 间的关系是
21、K Kn或 KnK。 (3)几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。 思考 (1)对于 N2(g)3H2(g)2NH3(g) K1 2NH3(g)N2(g)3H2(g) K2 NH3(g) 1 2N2(g) 3 2H2(g) K3 则 K1与 K2的关系为_，K2与 K3的关系为_，K3与 K1的关系为_。 (2)已知 AB2C K1，CDE K2，则 AB2D2E 的 K3_(用 K1、K2表示)。 答案 (1)K1 K21 K2K23或 K3 K2 K1 K231 (2)K3K1 K22 3三段式突破反应速率与平衡的有关计算 mA(g)nB(g)pC
22、(g)qD(g) 起始/(mol L 1) a b 0 0 变化/(mol L 1) mx nx px qx 平衡/(mol L 1) amx bnx px qx (1)v(A)mx t。 (2)(A) mx a 100%。 (3)K pxp qxq amxm bnxn (4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越 高。 产率产物实际质量 理论产量 100%。 (5)混合物中某组分的百分含量 平衡量 平衡总量100%。 4示例 (2017 全国卷，节选)H2S 与 CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在 61
23、0 K 时，将 0.10 mol CO2与 0.40 mol H2S 充入 2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.02。 (1)H2S 的平衡转化率 1_%，反应平衡常数 K_。 (2)在620 K重复实验， 平衡后水的物质的量分数为0.03， H2S的转化率2_1， 该反应的H_0。 (填“”“”或“”) (3)向反应器中再分别充入下列气体，能使 H2S 转化率增大的是_(填标号)。 AH2S BCO2 CCOS DN2 解答思路 设平衡时 H2S 转化的物质的量为 x。 H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g) 三段式 初始/mol 0.40 0.10 0 0
24、转化/mol x x x x 平衡/mol 0.40x 0.10x x x 由题意得： x 0.40 molx0.10 molxxx0.02 解得：x0.01 mol H2S 的平衡转化率 10.01 mol 0.40 mol100%2.5%。 KcCOS cH2O cH2S cCO2 0.01 2.5 0.01 2.5 0.400.01 2.5 0.100.01 2.5 1 3512.810 3。 答案 (1)2.5 2.810 3 (2) (3)B 反应速率、转化率和平衡常数的基本计算 1(2019 济宁一模，节选)一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中通入 2 mol CO 和 1 mo
25、l SO2，发生反应： 2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(s)。若反应进行到 20 min 时达到平衡，测得 CO2的体积分数为 0.5，则前 20 min 的反应速率 v(CO)_，该温度下反应的化学平衡常数 K_。 解析 设参加反应的 SO2的物质的量为 x mol，则有 2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(s) 初始状态/mol 2 1 反应的量/mol 2x x 2x 平衡状态/mol (22x) (1x) 2x 即 2x 22x1x2x0.5，解得 x0.6，v(CO) 0.62 220 mol L 1 min10.03 mol L1 min1； c(CO)21.2 2
26、 mol L 10.4 mol L1，c(SO 2)10.6 2 mol L 10.2 mol L1，c(CO 2)1.2 2 mol L 1 0.6 mol L 1。该温度下反应的平衡常数 K c2CO2 c2CO cSO2 0.62 0.420.211.25。 答案 0.03 mol L 1 min1 11.25 2(2019 四川名校大联考)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。在密闭 容器中充入 10 mol CO 和 20 mol H2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，改变条件，测得 CO 的平衡转化 率与温度(T)、 压强(p)的关系如图所示。
27、 则该反应的 H_0(填“”或“ (4)增加NO的物质的量浓度(或减少生成物浓度或 降低温度等) 4将 4 mol SO3气体和 4 mol NO 置于 2 L 容器中，一定条件下发生如下可逆反应(不考虑 NO2和 N2O4 之间的相互转化)：2SO3(g)2SO2(g)O2(g)，2NO(g)O2(g)2NO2(g)。 (1)当上述系统达到平衡时，O2和 NO2的物质的量分别为 n(O2)0.1 mol，n(NO2)3.6 mol，则此时 SO3 气体的物质的量为_。 (2)当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但 这两种气体不能同时是 SO3和
28、_或 NO 和_(填它们的分子式)。 (3)在其他条件不变的情况下，若改为起始时在 1 L 容器中充入 2 mol NO2和 2 mol SO2，则反应达到平 衡时，c(SO2)是_ mol L 1。 解析 (1)两步反应计算时，第一反应的平衡量是第二步反应的起始量，如下： 2SO3(g)2SO2(g)O2(g) 起始/mol 4 0 0 改变/mol 3.8 3.8 1.9 平衡/mol 0.2 3.8 1.9 2NO(g)O2(g)2NO2(g) 起始/mol 4 1.9 0 改变/mol 3.6 1.8 3.6 平衡/mol 0.4 0.1 3.6 (2)若已知 SO3和 SO2或 NO
29、 和 NO2都不能计算平衡组成。 (3)已知 4 mol SO3和 4 mol NO 平衡时 SO2为 3.8 mol，若已知 2 mol SO2和 2 mol NO2，平衡时 SO2应为 1.9 mol。 答案 (1)0.2 mol (2)SO2 NO2 (3)1.9 回归高考，真题验收 5(2016 全国卷，节选)CrO2 4和 Cr2O 2 7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol L 1 的 Na2CrO4溶液中 c(Cr2O2 7)随 c(H )的变化如图所示。 (1)用离子方程式表示 Na2CrO4溶液中的转化反应_ _。 (2)由图可知，溶液酸性增大，CrO2 4
30、的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据 A 点数 据，计算出该转化反应的平衡常数为_。 (3)升高温度，溶液中 CrO2 4的平衡转化率减小，则该反应的 H_0(填“大于”“小于”或“等 于”)。 解析 (1)由信息 CrO2 4和 Cr2O 2 7在溶液中可相互转化，再结合图像知，Na2CrO4溶液中的转化反应为 2CrO2 42H Cr2O2 7H2O。(2)由图可知，溶液的酸性增强，Cr2O 2 7的浓度越大，平衡向正反应方向 移动，因此 CrO2 4的平衡转化率增大；由反应 2CrO 2 42H Cr2O2 7H2O 得该转化反应的平衡常数表 达式为 cCr2O2 7 c
31、2CrO2 4 c 2H，根据 A 点数据可以得出 c(H )1.0107mol L1、c(Cr 2O 2 7)0.25 mol L 1，可求 出转化的 c(CrO2 4)0.25 mol L 120.5 mol L1，进一步可得平衡时 c(CrO2 4)0.5 mol L 1，代入表达 式中得平衡常数 K1.01014。(3)溶液中 CrO2 4的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，由升高温 度平衡向吸热的方向移动，得出正反应为放热反应，H 小于 0。 答案 (1)2CrO2 42H Cr2O2 7H2O (2)增大 1.0 10 14 (3)小于 6(2019 全国卷，节选)水煤气变
32、换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)是重要的化工过程，主要用于 合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： (1)Shibata 曾做过下列实验：使纯 H2缓慢地通过处于 721 下的过量氧化钴 CoO(s)，氧化钴部分被 还原为金属钴 Co(s)，平衡后气体中 H2的物质的量分数为 0.025 0。 在同一温度下用 CO 还原 CoO(s)，平衡后气体中 CO 的物质的量分数为 0.019 2。 根据上述实验结果判断，还原 CoO(s)为 Co(s)的倾向是 CO_H2(填“大于”或“小于”)。 (2)721 时，在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)和 H2O(g)
33、混合，采用适当的催化剂进行反应，则平 衡时体系中 H2的物质的量分数为_(填标号)。 A0.50 (3)Shoichi 研究了 467 、489 时水煤气变换中 CO 和 H2分压随时间变化关系(如下图所示)，已知水 煤气变换反应的 H”“ B 点为平衡状态，v正(CO2)v逆(H2O)，A 点为平衡的建立过程，v正(CO2)减少，所以 v 正(CO2)v逆(H2O) (2)cC2H4 c 4H 2O c2CO2 c6H2 64 温度升高 CO2的平衡转化率减小，平衡逆向移动，故逆反应是吸热 反应，正反应为放热反应 2(1)(2019 潍坊模拟)臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为 2NO2(
34、g)O3(g)N2O5(g)O2(g) H”“ 25 2p21 陌生图像题分析 3向起始温度为 25 的 10 L 刚性恒容密闭容器中充入 1 mol NO 和 1 mol H2，发生反应：2NO(g) 2H2(g)N2(g)2H2O(g) H4。 已知：.体系总压强(p)与时间(t)的关系如图中曲线所示； .曲线为只改变某一条件的变化曲线； .曲线中平衡温度与起始温度相同。则： (1)体系总压强先增大后减小的原因为_ _。 (2)曲线对应条件下，010 min 内用 H2的物质的量浓度变化表示的平均反应速率 v(H2)_。 (3)曲线所对应的改变的条件为_；该条件下 NO 的平衡转化率为_。
35、 (4)25 时，该反应的平衡常数 K_。 解析 (2)恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，设生成 N2的物质的量为 x，列式得 2 2x 5 4，解 得 x0.4 mol，则参加反应的 H2的物质的量为 0.8 mol，曲线对应条件下，010 min 内用 H2的物质的量 浓度变化表示的平均反应速率 v(H2) 0.8 mol 10 L10 min0.008 mol L 1 min1。 (3)由图知，曲线所对应的条件下，反应速率加快，最终与曲线达到同一平衡状态，故改变的条件 为加入催化剂。加入催化剂不影响平衡，NO 的平衡转化率与曲线相同，则该条件下 NO 的平衡转化率为 80%。 (4)
36、25 时，该反应的平衡常数 K 0.4 10 0.8 10 2 0.2 10 20.2 10 21 600。 答案 (1)反应开始正向进行，该反应放热，气体膨胀，压强增大；之后气体总物质的量减小，压强减 小 (2)0.008 mol L 1 min1 (3)加入催化剂 80% (4)1 600 4(2019 黄冈调研)向 M、N 两个装置中分别充入相同投料比的 N2、H2，进行合成氨反应，各反应 1 小时，测定不同温度下 N2的转化率，得到下图。 (1)N2、H2在 M、N 两装置中反应时，不同的条件可能是 _。 (2)在 300 时，a、b 两点转化率存在差异的原因是_ _。 解析 (1)M
37、、N 装置点线在 c 点相交，即在此温度下 N2的转化率相同，两装置所达平衡相同，又两 装置中 N2、H2的投料比相同，且达平衡前 M 中 N2的转化率始终比 N 中大，即 M 中反应速率快，因此 M 中使用了催化剂。(2)M 装置中使用了催化剂，a 点反应速率快，且合成氨的反应是放热反应，升高温度， 平衡逆向移动，N2的转化率减小，故 a 点时反应已达到平衡，b 点反应速率慢，且反应没达到平衡，故虽 然 a、b 两点温度相同，但转化率不同。 答案(1)M 装置中使用了催化剂 (2)M 装置中使用了催化剂，a 点反应速率快，达到了平衡，b 点反应 速率慢，没达到平衡 5在一定条件下，反应：N2
38、O4(g)2NO2(g)，该反应中 N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在 关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中 k1、k2是与反应温度有关的常数。k1、k2与平衡常数 Kp的关系是 k1_。在图中标出的点中，能表示反应达到平衡状态的为_。 解析 当平衡时，v正v逆即 v(N2O4)1 2v(NO2)， 所以 k1p(N2O4)1 2k2p 2(NO 2)，k11 2k2 p2NO2 pN2O4 1 2k2Kp。 在图中，v(NO2)2v(N2O4)时，为平衡状态。 答案 1 2k2Kp B 点与 D 点 6已知反应 CO2(g)2H2(g)CH2O
39、(g)H2O(g) H0。 T2 时，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中充入一定量的 H2和 CO2的混合气体，容器内气体压强为 1.2 kPa，反应达到平衡时，CH2O 的分压与起始 nH2 nCO2的关系如图所示： (1)当 nH2 nCO22 时， 反应达到平衡后， 若再向容器中加入 CO2(g)和 H2O(g)， 使二者分压均增大 0.05 kPa， 则达到新平衡时，H2的转化率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)当 nH2 nCO22.5 时，达到平衡状态后，CH2O 的分压可能是图象中的_点(填“D”“E”或 “F”)，原因为_ _ _。 解析 (1)开始时，p(CO2)
40、0.4 kPa，平衡时 p(CH2O)0.24 kPa，p(H2O)0.24 kPa，p(H2)0.32 kPa， p(CO2)0.16 kPa， Kp 0.240.24 0.160.322； 加入 CO2(g)和 H2O(g)， 使二者分压均增大 0.05 kPa， Q 0.290.24 0.210.322Kp， 平衡正向移动，达到新平衡时 H2的转化率将增大。 答案 (1)增大 (2)F 当反应物按化学计量数之比投料时，达到平衡时生成物的百分含量最大，故当 nH2 nCO22.5 时，达到平衡状态后，CH2O 体积分数小于 C 点，故选 F。 7(2019 新超越综合)已知反应：C(s)N
41、O2(g) 1 2N2(g)CO2(g) H0。 在密闭容器中加入足量的 C 和一定量的 NO2气体，维持温度为 T2 ，如图所示为不同压强下反应经过 相同时间 NO2的转化率随着压强变化的示意图。 (1)请从动力学角度分析，1 050 kPa 前，反应中 NO2的转化率随着压强增大而增大的原因 _；在 1 100 kPa 时，NO2的体积分数为_。 (2)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作 Kp)；在 T2 、1.1106 Pa 时，该反应的化学平衡常数 Kp_(计算表达式表示)；已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分 数。 解析 在 1 050 kPa
42、前反应未达到平衡状态， 随着压强增大， 反应速率加快， NO2转化率提高， 在 1 100 kPa 时，NO2的转化率为 40%，假设 NO2共有 1 mol，则 C(s)NO2(g) 1 2N2(g)CO2(g) n(始)/mol 1 0 0 n/mol 0.4 0.2 0.4 n(平)/mol 0.6 0.2 0.4 (NO2)0.6 1.2100%50%，n(总)1.2 mol，进而求出各组分分压，最后求出 Kp。 答案 (1)1 050 kPa 前反应未达平衡状态，随着压强增大，正反应速率加快，NO2转化率提高 50% (2) 0.4 1.2 20.2 1.2 0.6 1.2 2 1.
43、1106 Pa 或 1 3 21 6 1 4 1.1106 Pa 生产中涉及的图像常见坐标归纳 (1)(X)或 (X)T 或 P。 (2)(X)或 (X)投料比。 (3)产率T 或 P。 (4)产率T 或 P时间。 (5)(X)TP。 (6)(X)或产率TP。 (7)pXt(时间)等。 分压平衡常数(Kp)与速率常数(k正、k逆) 1Kp的两种计算模板 (1)平衡总压为 p N2 3H2 2NH3 n(平) a b c p(分压) a abc p0 b abc p0 c abc p0 Kp c abc p0 2 a abc p0 b abc p0 3。 (2)刚性容器起始压强为 p0，平衡转化率为 2NO2N2O4 p(始) p0 0 p p0 1 2p0 p(平) p0p0 1 2p0 Kp 1 2p0 p0p02。 2Kp与 k正、k逆的关系 以 2NO2N2O4为例 v正k正p2NO2 v逆
