1、微型专题重点突破微型专题重点突破(二二) 核心素养发展目标 1.进一步理解化学平衡是一种动态平衡，能多角度灵活运用平衡及其 移动的思想分析解决实际问题。 2.会用“控制变量法”分析多种因素对化学反应速率的影响， 会用“三段式法”进行相关计算，会分析识别相关图像，分别建立应用的思维模型。 一、控制变量思想在比较化学反应速率大小中的应用 例 1 臭氧(O3)在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。 已知：O3的起始浓度为 0.021 6 mol L 1。 pH t/min T / 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 10
2、8 48 15 50 31 26 15 7 (1)pH 增大能加速 O3分解，表明对 O3分解起催化作用的是_。 (2)在 30 、pH4.0 条件下，O3的分解速率为_mol L 1 min1。 (3)据表中的递变规律，推测 O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_(填字母)。 a40 、pH3.0 b10 、pH4.0 c30 、pH7.0 答案 (1)OH (2)1.00104 (3)bac 解析 (1)分析表中的数据知，pH 增大，O3的分解速率加快，则对 O3分解起催化作用的是 OH 。(2)查表计算 v(O 3) 1 20.021 6 mol L 1 108 min 1.0010
3、 4mol L1 min1。(3)分析表中数据 知，a 项中反应时间 31 minta231 min，tc15 min，故可判断 O3的分解速 率的大小顺序是 bav逆，平衡向正反应方向移动(注意 v正增大，平衡不一定向正反应方向移动)； 若 v正Q，则平衡向正反应方向移动； 若 KQ，则平衡向逆反应方向移动； 若 KQ，则平衡不移动。 三、平衡移动与转化率的变化 例 3 反应：X(g)Y(g)2Z(g) H0，达到平衡时，下列说法不正确的是( ) A减小容器体积，平衡不移动，X 的转化率不变 B增大 c(X)，X 的转化率减小 C保持容器体积不变，同时充入 0.1 mol X 和 0.1 m
4、ol Y，X 的转化率不变 D加入催化剂，正反应速率增大，Z 的产率增大 答案 D 解析 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平 衡不移动，X 的转化率不变，A 项正确；增大 c(X)，平衡正向移动，Y 的转化率增大，X 的 转化率减小，B 项正确；同温同体，体积不变的反应，X、Y 的初始物质的量之比为 11， 再充入 0.1 mol X 和 0.1 mol Y，相当于增大压强，X 的转化率不变，C 项正确；催化剂不能 使平衡移动，不改变产物的产率，D 项错误。 考点 化学平衡影响因素的综合 题点 平衡移动与转化率的关系 平衡转化率的变化规律 (1)反应物不
5、止一种时，如 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)只增大一种反应物的浓度，该物质 本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大 c(A)，则平衡正向移动，(A)减小，(B) 增大。 (2)反应物只有一种时，如 aA(g)bB(g)cC(g)，增大 c(A)则反应正向进行，其影响结果相 当于增大压强，若 abc，(A)不变；若 abc，(A)增大；若 abc，(A)减小。 变式 3 在 2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol X 和 1 mol Y 发生反应：2X(g)Y(g)3Z(g) H0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中 X 的体积分数与温度的关系如图所示。下 列推断正确的是( )
6、 A升高温度，平衡常数增大 BW 点 X 的正反应速率等于 M 点 X 的正反应速率 CQ 点时，Y 的转化率最大 D平衡时充入 Z，达到新平衡时 Z 的体积分数比原平衡时大 答案 C 解析 此反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A 选项错误；图像中 从开始到 Q 点，反应正向进行，Y 的转化率逐渐增大，Q 点时达到平衡状态，随着温度升高 平衡逆向移动，Y 的转化率逐渐减小，C 选项正确；M 点的温度高于 W 点的，所以 M 点 X 的正反应速率大，B 选项错误；平衡时充入 Z，相当于加压，平衡不移动，D 选项错误。 四、等效平衡 例 4 已知：H2(g)I2(g)2HI(g
7、) H0，请回答下列问题。 (1)某温度下，反应物的起始浓度分别为 c(M)1 mol L 1，c(N)2.4 mol L1；达到平衡后， M 的转化率为 60%，此时 N 的转化率为_。 (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c(M)4 mol L 1，c(N)a mol L1；达到平衡 后，c(P)2 mol L 1，则 a_。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为 c(M)c(N)b mol L 1，达到平衡后，M 的转化率 为_。 答案 (1)25% (2)6 (3)41.4% 解析 用“平衡三段式法”，借助平衡常数来串联计算： (1) M(g)N(g)P(g)Q(g) 起
8、始/mol L 1 1 2.4 0 0 变化/mol L 1 0.6 0.6 0.6 0.6 平衡/mol L 1 0.4 1.8 0.6 0.6 (N)0.6 2.4100%25%，K 0.60.6 0.41.80.5。 (2) 起始/mol L 1 4 a 0 0 平衡/mol L 1 2 a2 2 2 由 K 22 2a20.5，解得 a6。 (3) 起始/mol L 1 b b 0 0 平衡/mol L 1 b1x b1x bx bx 由 K bx2 b1x20.5，解得 x41.4%。 考点 平衡常数的有关计算 题点 平衡常数与转化率计算的综合 相关链接 化学平衡相关计算的关系式 (
9、1)v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的化学 计量数)。 (2)Kc pC cqD cmA cnB px/Vp qx/Vq amx/Vm bnx/Vn 若用任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商，用 Q 表示。则其 与 K 比较，当 QK，v正v逆；Qv逆。 (3)平衡转化率：(A)nA 消耗 nA起始100% mx a 100%。 (4)平衡百分含量：(A)nA 平 n总 100%。 (5)平衡时与起始时的压强比：p 平 p始 n平 n始 abpqmnx ab (同 T、V 时)。 (6)混合气体的平均摩尔质量： M m n
10、 a MAb MB abpqmnx g mol 1。 六、化学反应速率和化学平衡的相关图像 例 6 臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为 2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若 反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( ) 答案 A 解析 从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减 小， A 项正确； 依据化学反应速率的计算公式： v(NO2)1.00.4 mol L 1 3 s 0.2 mol L 1 s1， 单位不对，B 项错误；催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不 移动，C 项错误；增大 c
11、(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D 项错误。 考点 化学平衡图像 题点 化学平衡图像的综合 变式 6 对于反应：2A(g)B(g)2C(g) H0，下列图像正确的是( ) 答案 A 解析 首先分析该反应的特点是反应前后气体分子数减小的放热反应，增大压强，平衡向正 反应方向移动，A 的转化率增大，B 的物质的量分数减小，C 的物质的量分数增大；升高温 度，平衡向逆反应方向移动，A 的转化率减小，B 的物质的量分数增大，C 的物质的量分数 减小。A 项图像表示 B 的物质的量分数随温度升高而增加，符合此反应，另外，从反应开始 到建立平衡，温度越高达到平衡的时间越短，A 项正确；同理推知
12、 B、C、D 项图像不符合 题意。 方法技巧 (1)先拐先平数值大：即在含量(转化率)- 时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲 线表示的反应速率快，表示温度较高、压强较大或有催化剂等。 (2)定一议二：即当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时 还需要作辅助线(等温线、等压线)。 (3)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看 v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移 动的方向。 相关链接 化学平衡图像的基本类型 (1)物质的量 (浓度)时间图像(n/ct 图像) 在 2 L 密闭容器中，某一反应有关物质 A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。
13、根据图 像回答下列问题： 横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。 该反应的化学方程式是 3A(g)B(g)2C(g)。 在反应达 2 min 时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。 若用 A 物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是 0.15 mol L 1 min1。 (2)速率时间图像(vt 图像) .v正突变，v逆渐变，且 v正v逆，说明是增大了反应物的浓度，使 v正突变，且平 衡正向移动。 .v正、v逆都是突然减小的，且 v正v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能 是放热反应或气体总体积增大的反应。 .v正、v逆都是突然
14、增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用 了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。 (3)含量(转化率)时间温度(压强)图像 在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高或 压强较大。 根据图像回答下列问题： .表示 T2T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。 .表示 p2p1，压强增大，A 的转化率减小，平衡逆向移动。说明正反应是气体总体积增大 的反应。 .生成物 C 的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率 ab，故 a 可能使用了催 化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的
15、可逆反应，a 增大了压强(压缩体积)。 (4)含量(转化率)压强温度图像 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示 的量后，讨论纵坐标与曲线的关系；或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系， 即“定一议二”原则。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。 例如反应 aA(g)bB(g)cC(g)在不同温度下(T1T2)，压强(p)与混合气体中 C 的含量(C%) 的关系图像如图所示。根据图像回答下列问题： T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，abc。 在压强一定时(如 p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反
16、应。 (5)特殊图像 对于反应 aA(g)bB(g)cC(g)dD(g) H0，M 点前，表示化学反应从反应开始到 建立平衡的过程，则 v正v逆，M 点为平衡点，M 点后为平衡受温度的影响情况。 如图所示曲线是其他条件不变时， 某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。 图中标出的 1、 2、3、4 四个点，表示 v正v逆的是点 3，表示 v正v逆的是点 1，而点 2、4 表示 v正v逆。 1(2018 辽宁六校高二期中)在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中 一定能表明化学平衡移动的是( ) A反应混合物的浓度 B反应物的转化率 C正、逆反应的速率 D反应体系的压强 答案 B
17、解析 如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时，平衡不移动，A 错误； 只有平衡移动才能改变反应物的转化率，所以反应物的转化率改变时，化学平衡一定发生了 移动，B 正确，如果向反应体系中加入催化剂，可以改变正、逆反应的反应速率，但是平衡并 不会发生移动，C 错误；如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响，D 错误。 2(2018 河南豫南、豫北名校精英联赛)对于可逆反应 SiO2(s)C(s)N2(g) 高温 Si3N4(s) CO(g)(未配平)(H0 B图中 Z 的大小为 a3b C图中 X 点对应的平衡混合物中nH2O nCH43 D温度不变时，图中 X 点对应的平
18、衡在加压后 (CH4)减小 答案 A 解析 A 项，由图可知，随温度的升高，CH4的体积分数减小，说明平衡向正反应方向移动， 正反应为吸热反应，正确；B 项，Z 越大，说明nH2O nCH4越大，相当于增加 H2O 的量，平衡正 向移动，CH4的体积分数减小，所以 b3a，错误；C 项，起始时 n(H2O)3x mol，n(CH4) x mol，随平衡的建立，消耗的 n(CH4)n(H2O)a mol，平衡时nH2O nCH4 3xa xa 3，错误； D 项，温度不变时加压，平衡向逆反应移动，CH4体积分数增大，错误。 5(2018 大连高二期末)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前
19、景。工业上一般采 用下列反应合成甲醇：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。在体积为 2 L 的密闭容器中， 充入 2 mol CO2和 9 mol H2，测得 CO2(g)和 CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示： (1)该反应的平衡常数 K 表达式为_。 (2)010 min 时间内，该反应的平均反应速率 v(H2O)_，H2的转化率为 _。 (3)下列叙述中，能说明反应已达到化学平衡状态的是_(填字母)。 A容器内 CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的浓度之比为 1311 Bv正(CO2)v逆(H2)13 C平衡常数 K 保持不变 D混合气体的平均相对分子质量保持不
20、变 (4)已知在常温常压下： 2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H11 452.8 kJ mol 1 2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H2566.0 kJ mol 1 写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： _。 答案 (1)KcCH3OH cH2O cCO2 c3H2 (2)0.075 mol L 1 min1 50% (3)BD (4)CH 3OH(l) O2(g)=2H2O(l)CO(g) H443.4 kJ mol 1 解析 (1)本题考查平衡常数的表达式，根据化学平衡常数的定义，KcCH3OH cH2O cCO2 c3H2 。 (2
21、)本题考查化学反应速率的计算以及化学平衡的计算，根据图像以及化学反应速率的数学表 达式，v(CO2)(1.000.25)/10 mol L 1 min10.075 mol L1 min1，根据化学反应速率之比 等于化学计量数之比，因此有 v(CO2)v(H2O)0.075 mol L 1 min1，消耗 CO 2的物质的量 为(10.25) 2 mol1.5 mol，则消耗氢气的物质的量为 1.5 3 mol4.5 mol，即氢气的转化率 为 4.5/9100%50%。(3)本题考查化学平衡状态的判断，根据图像，达到平衡时，四种物 质的浓度不等于 1311，故 A 错误；v正(CO2)，反应向
22、正反应方向进行，v逆(H2)，反应 向逆反应方向进行，且两者反应速率之比等于化学计量数之比，v正(CO2)v逆(H2)13， 说明反应达到平衡，故 B 正确；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不 变，因此化学平衡常数不变，不能说明反应达到平衡，故 C 错误；根据 Mm/n，组分都是 气体，则气体质量不变，反应前后气体化学计量数之和不相等，则当 n 不变时，即 M 不变 时，说明反应达到平衡，故 D 正确。(4)本题考查热化学方程式的书写，根据盖斯定律，因 此有()/2 得出 CH3OH(l)O2(g)=2H2O(l)CO(g) H443.4 kJ mol 1。 题组一 化学反应
23、速率及其影响因素 1 (2018 保定调研)在一定条件下， 反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)在 10 L 恒容密闭容器中进 行，测得 2 min 内氮气的物质的量由 20 mol 减少到 8 mol，则 2 min 内氮气的化学反应速率 为( ) A1.2 mol L 1 min1 B0.8 mol L 1 min1 C1.0 mol L 1 min1 D0.6 mol L 1 min1 答案 D 解析 2 min 内，N2的物质的量由 20 mol 减少到 8 mol，则 v(N2)c t 20 mol8 mol 10 L 2 min 0.6 mol L 1 min1。 2(201
24、8 陕西安康第二次联考)对于反应 X(g)Y(s)=2Z(g)，下列条件不能改变化学反应速 率的是( ) A升高温度 B加入催化剂 C扩大容器体积 D再加入一定量的 Y 答案 D 解析 升高温度，反应速率加快，A 错误；加入催化剂，可以改变反应速率，B 错误；扩大 容器体积，相当于减小气态物质的浓度，反应速率减慢，C 错误；Y 属于纯固体，改变其用 量，浓度不变，反应速率不变，D 正确。 题组二 化学平衡及其移动 3下列叙述中可以说明反应 2HI(g)H2(g)I2(g)已达到平衡状态的是( ) 单位时间内生成 n mol H2的同时生成 n mol HI 反应体系的颜色不再变化 百分组成 w
25、(HI)w(I2) 反应速率 v(H2)v(I2)1 2v(HI) c(HI)c(H2)c(I2)211 v分解(HI)v生成(HI) 压强不变 A B C D 答案 B 解析 中表示的反应速率的方向相反，但不能满足反应速率之比等于相应的化学计量数之 比；产物中 I2(g)有颜色，当体系的颜色不再发生变化时，说明 I2(g)的浓度不再变化，可以 判断反应达到平衡；平衡时各物质的浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定满足某 种关系，故、不能说明反应达平衡状态；反应速率之比等于相应的化学计量数之比，因 此中的关系是始终成立的，不能说明达平衡状态；v分解(HI)、v生成(HI)分别表示正、逆反
26、应速率，二者相等时说明反应达平衡状态；根据反应方程式可知，反应前后气体体积是不变 的，因此压强始终是不变的，不能说明反应达平衡状态。 4在一密闭烧瓶中，25 时存在着平衡：2NO2(g)N2O4(g)(正反应放热)。把烧瓶置于 100 的水中，则下列几项性质中不会改变的是( ) 颜色 平均相对分子质量 质量 压强 密度 A和 B和 C和 D和 答案 D 解析 升高温度，化学平衡向着吸热方向移动，对于化学反应 2NO2(g)N2O4(g)，平衡向 逆反应方向移动。二氧化氮的浓度增大，颜色加深；混合气体总的物质的量增大，其质 量不变，根据 Mm/n 可知，混合气体的平均相对分子质量减小；反应混合物
27、都是气体， 根据质量守恒定律，混合气体总的质量不变；升高温度，化学平衡逆向移动，混合气体总 的物质的量增大，容器内压强增大；反应混合物都是气体，混合气体总的质量不变，容器 的容积不变，混合气体的密度不变。 5在固定容积的密闭容器中，放入 a mol X，发生反应：2XY(g)Z(s)，并达到平衡状 态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是( ) A平衡后移走部分 Z，平衡正向移动 B若 X 为非气态，则正反应为放热反应 C若正反应为放热反应，则 X 一定为气态 D若 X 为气态，再向容器中充入 a mol X，达到平衡后，X 的体积分数增大 答案 C 解析 Z 为固体，移走部分 Z
28、对平衡移动无影响，A 项错误；若 X 为非气态，容器的体积不 变，密度增大，则需气体的质量增大，说明平衡正向移动，温度升高，平衡应向吸热反应方 向移动，故正反应方向是吸热反应，B 项错误；若正反应方向是放热反应，升高温度，平衡 逆向移动，要使气体质量增大，X 一定为气态，C 项正确；D 项相当于增大压强，平衡正向 移动，X 的体积分数减小，错误。 6(2018 天津河西期末)常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。 230 时，该反应的平衡常数 K210 5。已知：Ni(CO) 4的沸点为 42.2 ，固体杂质不参 与反应。 第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化
29、成气态 Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230 制得高纯镍。 下列判断不正确的是( ) A该反应达到平衡时，v分解Ni(CO)44v消耗(CO) B第一阶段应选择稍高于 42.2 的反应温度 C第二阶段，230 时 Ni(CO)4分解率较高 D其他条件不变，增加 c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变 答案 A 解析 反应速率之比等于化学计量数之比，该反应达到平衡时，应满足 4v分解Ni(CO)4v消 耗(CO)， A 错误； 第一阶段得到气态 Ni(CO)4， 应选择稍高于 42.2 的反应温度， B 正确； 230 时可得到高纯镍，说明此时 Ni(
30、CO)4分解率较高，C 正确；平衡常数是温度的函数，温度不 变，平衡常数不变，D 正确。 题组三 化学平衡常数及其应用 7放热反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度 t1时达到平衡，c1(CO)c1(H2O) 1.0 mol L 1， 其平衡常数为 K 1。 升高反应体系的温度至 t2时， 反应物的平衡浓度分别为 c2(CO) 和 c2(H2O)，平衡常数为 K2，则( ) AK2和 K1的单位均为 mol L 1 BK2c2(H2O) Dc1(CO)c2(CO) 答案 B 解析 K cCO2 cH2 cCO cH2O，因此 K 的单位不可能为 mol L 1，A 项错误；该
31、反应是放热反应， 升高温度平衡左移，K2H2OCO2 D温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大 答案 C 解析 A 项，NO(g) 1 2N2(g) 1 2O2(g)的平衡常数为 1 K1 1 210 15，错误；B 项，H 2和 O2的 反应需要点燃才能进行；C 项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出 O2的平衡常数 依次为 11030、510 82、41092，平衡常数越大，则反应的倾向越大，正确；D 项，反 应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。 9(2018 江西师大附中高二期中)已知反应 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)，在某温度 下的平
32、衡常数为 400。此温度下，在密闭容器中加入 CH3OH，反应进行到某时刻测得各组分 的浓度如下： 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 浓度/mol L 1 0.44 0.6 0.6 下列叙述中正确的是( ) A该反应的平衡常数表达式为 KcCH3OCH3 cH2O cCH3OH B该时刻正、逆反应速率的大小：v正v逆 C平衡时 c(CH3OH)0.04 mol L 1 D.若加入 CH3OH 后，经 10 min 反应达到平衡，该时间内反应速率 v(CH3OH)1.6 mol L 1 min 1 答案 C 解析 该反应的平衡常数表达式为 KcCH3OCH3 cH2O c2CH3OH ，
33、 A 错误；用所给浓度求得浓度商 Q0.60.6 0.442 1.86400，故反应向正反应方向进行，v正v逆，B 错误；由表中数据可知， CH3OH 起始浓度为 0.44 mol L 120.6 mol L11.64 mol L1， 设平衡时 CH 3OCH3的浓度 为 x mol L 1，则列三段式： 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g) 起始浓度/mol L 1 1.64 0 0 转化浓度/mol L 1 2x x x 平衡浓度/mol L 1 1.642x x x K x2 1.642x2400，解得 x0.8，故平衡时 c(CH3OH)1.64 mol L 10.8 m
34、ol L12 0.04 mol L 1，C 正确；v(CH 3OH)1.6 mol L 1 10 min 0.16 mol L 1 min1，D 错误。 考点 化学平衡常数的概念及其应用 题点 化学平衡常数的综合 题组四 化学反应速率与化学平衡的相关综合 10(2018 北京东城期末)活性炭可处理大气污染物 NO。为模拟该过程，T 时，在 3 L 密闭 容器中加入 NO 和活性炭粉，反应体系中各物质的量变化如下表所示。下列说法正确的是 ( ) 活性炭/mol NO/mol X/mol Y/mol 起始 2.030 0.100 0 0 10 min 达平衡 2.000 0.040 0.030 0
35、.030 A.X 一定是 N2，Y 一定是 CO2 B10 min 后增大压强，NO 的吸收率增大 C10 min 后加入活性炭，平衡向正反应方向移动 D010 min 的平均反应速率 v(NO)0.002 mol L 1 min1 答案 D 解析 活性炭粉和 NO 反应生成 X 和 Y，由表中数据可知，平衡时 C、NO、X、Y 的物质的 量变化量之比为 0.030 mol0.060 mol0.030 mol0.030 mol1211，结合原子守恒， 可得化学方程式为 C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)。N2和 CO2的化学计量数均为 1，无法判 断 X 是否是 N2，故 A 项错误；
36、增大压强，平衡不移动，所以 NO 的吸收率不变，故 B 项错 误； 活性炭为固体， 增加固体的量不影响反应速率和平衡， 故 C 项错误； n(NO)0.060 mol， 则 v(NO) n Vt 0.060 mol 3 L10 min0.002 mol L 1 min1，故 D 项正确。 11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) Hv(A) BA 容器中 X 的转化率
37、为 80% C若打开 K，则 A 的体积变为 2.6aL D平衡时 Y 的体积分数：AB 答案 C 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 1b 1b 2b b 由题意得：2b 2 1.4，得 b0.8 mol， 所以 (X)0.8 mol 1 mol 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 6 1.4a 2 m4.2a L； 所以 A 的体积应变为 4.2a L2a L2.2a L；D 项
38、，由于 B 中压强大，平衡左移，所以 B 中 Y 的体积分数大。 12(2018 攀枝花十二中月考)在一定温度，将 0.4 mol A(g)和 0.2 mol B(g)充入 1 L 的恒容密 闭容器发生反应： 2A(g)B(g)xC(g)(x 是化学计量数)，达平衡时测得 C(g)的浓度为 0.060 mol L 1，B(g)的 物质的量为 0.14 mol。下列说法中正确的是( ) Ax2 B达平衡时 A 的转化率为 40% C该温度下该反应的化学反应平衡常数 K1 D反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为 54 答案 D 解析 达平衡时测得 C(g)的浓度为 0.060 mol L
39、1，C 的物质的量是 0.06 mol，B(g)的物质的 量为 0.14 mol，消耗 B 是 0.2 mol0.14 mol0.06 mol，所以 x1，A 项错误； 2A(g) B(g) C(g) 起始量/mol 0.4 0.2 0 转化量/mol 0.12 0.06 0.06 平衡量/mol 0.28 0.14 0.06 达平衡时 A 的转化率为0.12 0.4 100%30%，B 项错误；该温度下该反应的化学反应平衡常数 K 0.06 0.2820.141，C 项错误；反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为(0.4 0.2)(0.280.140.06)54，D 项正确。 13(2
40、018 张家口期末)TiO2和 TiCl4均为重要的工业原料。已知： .TiCl4(g)O2(g)TiO2(s)2Cl2(g) H1175.4 kJ mol 1 .2C(s)O2(g)2CO(g) H2220.9 kJ mol 1 请回答下列问题： (1)TiCl4(g)与CO(g)反应生成TiO2(s)、 C(s)和氯气的热化学方程式为_ _。 升高温度对该反应的影响为_ _。 (2)若反应的逆反应的活化能表示 E kJ mol 1，则 E_(填“”“”或“”)220.9。 (3)t 时，向 10 L 恒容密闭容器中充入 1 mol TiCl4和 2 mol O2，发生反应。5 min 达到
41、平 衡测得 TiO2的物质的量为 0.2 mol。 05 min 内， 用 Cl2表示的反应速率 v(Cl2)_。 TiCl4的平衡转化率为_。 下列措施，既能加快逆反应速率又能增大 TiCl4的平衡转化率是_(填字母)。 A缩小容器容积 B加入催化剂 C分离出部分 TiO2 D增大 O2浓度 t 时，向 10 L 恒容密闭容器中充入 3 mol TiCl4和一定量 O2的混合气体，发生反应，两 种气体的平衡转化率()与起始的物质的量之比nTiCl4 nO2 的关系如图所示： 能表示 TiCl4平衡转化率的曲线为_(填“L1”或“L2”)；M 点的坐标为_。 答案 (1)TiCl4(g)2CO
42、(g)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s) H45.5 kJ mol 1 反应速率加 快，平衡正向移动，反应物的转化率增大 (2) (3)0.008 mol L 1 min1 20% D L2 (1，1 7) 解析 (1)根据盖斯定律，由可得，TiCl4(g)2CO(g)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s) H 175.4 kJ mol 1(220.9 kJ mol1)45.5 kJ mol1；升高温度，反应速率加快，平衡 正向移动，反应物的转化率增大。(2)反应的正反应为放热反应，若逆反应活化能表示为 E kJ mol 1，则 E220.9。(3)05 min 内，用 Cl 2表示的反应
43、速率 v(Cl2) 20.2 mol 10 L5 min 0.008 mol L 1 min1。TiCl 4的平衡转化率为0.2 mol 1 mol 100%20%。反应为等体反应， 故缩小容器容积，正、逆反应速率都加快，平衡不移动，故 A 项错误；加入催化剂平衡不移 动，故 B 项错误；分离出部分 TiO2，平衡不移动，故 C 项错误；增大 O2浓度既能加快逆反 应速率又能增大 TiCl4的平衡转化率，故 D 项正确。随 O2浓度的增加，TiCl4转化率越来 越大，故能表示 TiCl4平衡转化率的曲线为 L2；M 点 TiCl4转化率与 O2的转化率相同，则 a 1；由“t 时，向 10 L
44、 恒容密闭容器中充入 1 mol TiCl4和 2 mol O2，发生反应。5 min 达到平衡时测得 TiO2的物质的量为 0.2 mol”计算出平衡时 TiCl4、O2、Cl2的浓度分别为 0.08 mol L 1、0.18 mol L1、0.04 mol L1，平衡常数 K 0.042 0.080.18 1 9；结合温度不变，平 衡常数不变可得 b1 7。 14甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合 成甲醇。 反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H1 反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H2 下表所列数据是反应在不同
45、温度下的化学平衡常数(K)： 温度 250 300 350 K 2.0 0.27 0.012 (1)在一定条件下将 2 mol CO 和 6 mol H2充入 2 L 的密闭容器中发生反应，5 min 后测得 c(CO)0.4 mol L 1，计算可得此段时间的反应速率(用 H 2表示)为_ mol L 1 min1。 (2)由表中数据判断 H1_(填“”“”或“”)0； 反应 CO2(g)H2(g)CO(g) H2O(g) H3_(用 H1和 H2表示)。 (3)若容器容积不变，则下列措施可提高反应中 CO 转化率的是_(填字母)。 a充入 CO，使体系总压强增大 b将 CH3OH(g)从体
46、系中分离 c充入 He，使体系总压强增大 d使用高效催化剂 (4)写出反应的化学平衡常数表达式：K_；保持恒温恒容，将反应的平衡体系中 各物质浓度均增大为原来的 2 倍，则化学平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)移动， 平衡常数 K_(填“变大”“变小”或“不变”)。 (5)比较这两种合成甲醇的方法，原子利用率较高的是_(填“”或“”)。 答案 (1)0.24 (2) H2H1 (3)b (4)cCH3OH cH2O cCO2 c3H2 正向 不变 (5) 解析 (1)CO 浓度变化量为2 mol 2 L 0.4 mol L 10.6 mol L1，v(CO)0.6 mol L 1 5 min 0.12 mol L 1 min1，各物质的速率之比等于化学计量数之比，故 v(H 2)2v(CO)2 0.12 mol L 1 min10.24 mol L1 min1。(2)由表中数据可知，随温度升高，平衡常数 K 减 小，说明温度升高，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即 H10
