2020版高考化学二轮复习 第1部分 专题6 化学反应速率 化学平衡

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1、 考纲要求 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。 考点一考点一 化学反应速率及其影响因素化学反应速率及其影响因素 (一)化学反应速率的计算及速率常数 1化学反应速率的计算化学反应速率的计算 (1

2、)根据图表中数据和定义计算：v(X) X的浓度变化量mol L 1 时间的变化量s或min或h，即 v(X) |c| t |n| Vt，计 算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积 V，盲目地把 n 当作 c 代 入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写，还要根据要求注意有效数字的处理。 (2)根据化学方程式计算：对于反应“mAnB=pCqD”，有 v(A)v(B)v(C)v(D) mnpq。 2速率常数速率常数 (1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为 aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，其速率可表示为 v kca(A)cb(B)，式中的 k 称为反应速率常数或速

3、率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率， 与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反 应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 (2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应 aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，v正k正 ca(A) cb(B)，v逆k逆 cc(C) cd(D)，平 衡常数 Kc cC cdD caA cbB k正 v逆 k逆 v正，反应达到平衡时 v 正v逆，故 Kk 正 k逆。 (二)正确理解化学反应速率的影响因素 1内因内因活化能活化能 活化能是指为了能发生化学反应，普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收

4、 的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下，不同化学反应的速 率不同，主要是内因活化能大小不同所致，活化能小的化学反应速率快，活化能大的反 应速率慢。 注意 反应热为正、逆反应活化能的差值。 2外因外因 相同的化学反应，在不同条件下，化学反应速率不同，主要原因是外因浓度、压强、温 度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。 (1)浓度(c)：增大(减小)反应物浓度单位体积内活化分子数目增加(减少)，活化分子百分数 不变有效碰撞频率提高(降低)化学反应速率加快(减慢)。 (2)压强(p)： 对于气相反应来说， 增大(减小)压强相当于减小(增大)容器容积相当于增大(减 小)反

5、应物的浓度化学反应速率加快(减慢)。 注意 “惰性气体”对反应速率的影响 恒容：充入“惰性气体” 引起 总压增大 参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不 变) 反应速率不变。 恒压：充入“惰性气体” 引起 体积增大 引起 参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减 小) 引起 反应速率减小。 (3)温度(T)： 升高(降低)温度活化分子百分数增大(减小)有效碰撞频率提高(降低)化学反 应速率加快(减慢)。 (4)催化剂 添加催化剂降低反应的活化能活化分子百分数增大有效碰撞频率提高化学反应速 率加快。 添加催化剂降低反应的活化能降低反应所需的温度减少能耗。 添加催化剂能改变反应的路径，如乙醇的氧化实

6、验，该实验的总反应为 2CH3CH2OH O2 2CH3CHO2H2O，活化能为 E总；使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，第 一步反应为 2CuO2= 2CuO，活化能为 E1；第二步反应为 CH3CH2OHCuO CH3CHOCuH2O，活化能为 E2；由于 E1”或“A。结合、反应速率解释原因：_ _。 答案 (2) 反应是气体物质的量减小的反应， 温度一定时， 增大压强使平衡正向移动， H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大 (3)SO2 SO2 4 4H (4)0.4 I 是 SO 2歧化反应的催化剂，H 单独存在时不具有催化作用，但 H可

7、以加快歧 化反应速率 反应比快；D 中由反应产生的 H 使反应加快 解析 (2)由图可知，一定温度下，p2时 H2SO4的物质的量分数比 p1时大，结合 3SO2(g) 2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动， H2SO4的物质的量分数增大，因此 p2p1。 (3)根据歧化反应的特点，反应生成 S，则反应需生成 H2SO4，即 I2将 SO2氧化为 H2SO4， 反应的离子方程式为 I22H2OSO2=SO2 44H 2I。 (4)对比实验只能存在一个变量，因实验 B 比实验 A 多了 H2SO4溶液，则 B 中 KI 溶液的浓 度应

8、不变，故 a0.4。 加入少量 I2时，反应明显加快，说明反应比反应快；D 中由反应产生的 H 使反应 加快。 6 2018 全国卷， 27(2)CH4CO2催化重整反应为 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H 247 kJ mol 1 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如 下表： 积碳反应 CH4(g)=C(s) 2H2(g) 消碳反应 CO2(g) C(s)=2CO(g) H/kJ mol 1 75 172 活化能/kJ mol 1 催化剂 X 33 91 催化剂 Y 43 72 由上表判断，催化剂 X_Y(填“优于”或“劣于”

9、)，理由是_ _。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关 系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确 的是_(填标号)。 AK积、K消均增加 Bv积减小、v消增加 CK积减小、K消增加 Dv消增加的倍数比 v积增加的倍数大 在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 vk p(CH4) p(CO2) 0.5(k 为速 率常数)。在 p(CH4)一定时，不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则 pa(CO2)、 pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。 答案 劣于 相对于催

10、化剂 X，催化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消 碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 解析 积碳反应中，由于催化剂 X 的活化能比催化剂 Y 的活化能要小，所以催化剂 X 更 有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂 X 的活化能大于催化剂 Y，所以催化剂 Y 更 有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂 X 劣于催化剂 Y。 由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，反 应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以 v消 增加的倍数要比 v积增加的倍数

11、大。 由速率方程表达式 vk p(CH4) p(CO2) 0.5 可知，v 与 p(CO2)成反比例关系，p(CO2)越大， 反应速率越小，所以 pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。 题组一 全方位掌握化学反应速率及其应用 1 .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)经测定前 4 s 内 v(C)0.05 mol L 1 s1， 则该反应的化学方程式为_ _。 (2)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

12、 甲：v(A)0.3 mol L 1 s1； 乙：v(B)0.12 mol L 1 s1； 丙：v(C)9.6 mol L 1 min1； 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_。 .密闭容器中发生如下反应：A(g)3B(g)2C(g) H0。根据下面速率时间图像， 回答下列问题。 (1)下列时刻所改变的外界条件： t1_；t3_；t4_。 (2)反应速率最快的时间段是_。 .COCl2的分解反应为 COCl2(g)Cl2(g)CO(g) H108 kJ mol 1。反应体系达到平 衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第 10 min 到 14 min 的 COCl2浓

13、度变 化曲线未示出)： (1)比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8 min 反应温度 T(8)的高低： T(2)_(填“”“” 或“”)T(8)。 (2)若 12 min 时反应在温度 T(8)下重新达到平衡，则此时 c(COCl2)_mol L 1。 (3)比较产物 CO 在 23 min、56 min 和 1213 min 时平均反应速率平均反应速率分别以 v(23)、 v(56)、 v(1213)表示的大小： _。 (4)比较反应物 COCl2在 56 min 和 1516 min 时平均反应速率的大小： v(56)_(填 “”“”或“”)v(1516)，原因是_。 .硝基苯甲

14、酸乙酯在 OH 存在下发生水解反应： O2NC6H4COOC2H5OH O2NC6H4COO C 2H5OH 两种反应物的初始浓度均为 0.050 mol L 1,15 时测得 O 2NC6H4COOC2H5的转化率 随时间 变化的关系如表所示。回答下列问题： t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800 /% 0 33.0 41.8 48.8 58.0 69.0 70.4 71.0 71.0 计算该反应在 120180 s 与 180240 s 区间的平均反应速率_、_；比较 两者大小可得出的结论是_。 答案 .(1)3A(g)B(g)2C(g) (2)乙甲丙

15、.(1)升高温度 加入催化剂 减小压强 (2)t3t4段 .(1) (2)0.031 (3)v(56)v(23)v(1213) (4) 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大 .7.310 5 mol L1 s1 5.8105 mol L1 s1 120180 s 时间段速率大是因为反应物浓 度大，180240 s 时间段速率小是因为反应物浓度小，即随着反应进行，反应物浓度降低， 反应速率减慢 解析 .(1)前 4 s 内，c(A)0.8 mol L 10.5 mol L10.3 mol L1，v(A)0.3 mol L 1 4 s 0.075 mol L 1 s1；v(A)v(C

16、)ac(0.075 mol L1 s1)(0.05 mol L1 s1)32，由图 像知，在 12 s 时 c(A)c(B)(0.6 mol L 1)(0.2 mol L1)31ab，则 a、b、c 三者 之比为 312，所以该反应的化学方程式为 3A(g)B(g)2C(g)。 (2)丙容器中 v(C)9.6 mol L 1 min10.16 mol L1 s1，则甲容器中vA a vA 3 0.3 mol L 1 s1 3 0.1 mol L 1 s1，乙容器中vB b vB 1 0.12 mol L 1 s1 1 0.12 mol L 1 s1， 丙容器中vC c vC 2 0.16 mo

17、l L 1 s1 2 0.08 mol L 1 s1，故甲、乙、丙三个容器中反应速 率由快到慢的顺序为乙甲丙。 .(1)t1时，v逆增大程度比 v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。t3时，v正、v逆同等 程度地增大，说明加入了催化剂。t4时，v正、v逆都减小且 v正减小的程度大，平衡向逆反应 方向移动，说明改变的条件是减小压强。 (2)由于在 t3时刻加入的是催化剂，所以 t3t4段反应速率最快。 .(1)从三种物质的浓度变化趋势可知，从第 4 min 开始，平衡正向移动。由于该反应是吸热 反应，所以改变的条件是升高温度。因此有：T(2)T(8)。 (2)由于第 12 min 与第 8

18、min 温度相同，故其平衡常数相等，则有：0.110.085 0.04 0.120.06 cCOCl2 ， 解得 c(COCl2)0.031 mol L 1。 (3)根据化学反应速率的定义，可知反应在 23 min 和 1213 min 处于平衡状态，平均反应 速率为 0，故 v(56)v(23)v(1213)。 (4)在 56 min 和 1516 min 时反应温度相同，但 1516 min 时各组分的浓度都小，因此反 应速率小。 .v(120180)0.050 mol L 141.8%33.0% 180120s 7.310 5 mol L1 s1 v(180240)0.050 mol L

19、 148.8%41.8% 240180s 5.810 5 mol L1 s1。 题组二 速率常数的应用 2化学工作者对 NO 与 H2的反应进行研究，提出下列 3 步机理：(k 为速率常数) 第一步：2NON2O2 快反应，平衡时：v正k正 c2(NO)v逆k逆 c(N2O2) 第二步：N2O2H2=N2OH2O 慢反应 第三步：N2OH2=N2H2O 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步平衡，下列说法正确的是_(填字母)。 Av(第一步逆反应)0，在一定条件下于密闭容器中达到 平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是( ) A增大容器容积 B升高反应温度 C分离出部分氢气 D

20、等容下通入惰性气体 答案 D 2(2019 浙江 4 月选考，17)下列说法正确的是( ) AH2(g)I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变 BC(s)H2O(g)H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C若压强不再随时间变化能说明反应 2A(？)B(g)2C(？)已达平衡，则 A、C 不能同时 是气体 D1 mol N2和 3 mol H2反应达到平衡时 H2转化率为 10%，放出的热量为 Q1；在相同温度和 压强下，当 2 mol NH3分解为 N2和 H2的转化率为 10%时，吸收的热量为 Q2，Q2不等于 Q1 答案 B 解析 A 项

21、，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积， 相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B 项，在建立平衡前，碳的质量不断改变， 达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C 项，若压强不 再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故 A、C 可能均为气体， 错误； D 项， 易知 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H， 合成氨气实际参与反应 n(H2)3 mol10% 0.3 mol，因而 Q10.3 3 |H|0.1|H|，分解氨气时实际消耗的 n(NH3)2 mol10% 0.2 mol，Q20.2 2 |H|0.1

22、|H|，则 Q1Q2，错误。 3(2018 天津，5)室温下，向圆底烧瓶中加入 1 mol C2H5OH 和含 1 mol HBr 的氢溴酸，溶液 中发生反应：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br 和 C2H5OH 的沸点分别为 38.4 和 78.5 。下列有关叙述错误的是( ) A加入 NaOH，可增大乙醇的物质的量 B增大 HBr 浓度，有利于生成 C2H5Br C若反应物均增大至 2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 D若起始温度提高至 60 ，可缩短反应达到平衡的时间 答案 D 解析 D 错：温度提高至 60 ，化学反应速率虽然加快

23、，但溴乙烷的沸点较低，会挥发出大 量的溴乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间；A 对：加入 NaOH，消耗 HBr，平衡左移，乙醇的物质的量增大；B 对：增大 HBr 浓度，平衡右移，有利于生成溴乙 烷；C 对：原反应物按物质的量之比 11 加入，又因二者反应的化学计量数之比为 11， 两者的平衡转化率之比为 11，若将反应物均增大至 2 mol，其平衡转化率之比仍为 11。 4 2018 全国卷， 27(1)节选CH4CO2催化重整反应为 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247 kJ mol 1，有利于提高 CH 4平衡转化率的条件是_(填标号) A高温低

24、压 B低温高压 C高温高压 D低温低压 答案 A 解析 根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以 高温低压有利于平衡正向移动。 52017 全国卷，28(4)298 K 时，将 20 mL 3x mol L 1Na 3AsO3、20 mL 3x mol L 1 I2和 20 mL NaOH 溶液混合， 发生反应： AsO3 3(aq)I2(aq)2OH (aq) AsO3 4(aq)2I (aq) H2O(l)。溶液中 c(AsO3 4)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。 a溶液的 pH 不再变化 bv(I )2v(As

25、O3 3) cc(AsO3 4)/c(AsO 3 3)不再变化 dc(I )y mol L1 tm时，v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 tm时v逆_tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)， 理由是_。 答案 ac 大于 小于 tm时生成物浓度较低，逆反应速率较慢 解析 a 项，随反应进行，溶液的 pH 不断降低，当 pH 不再变化时，说明反应达到了平衡； b 项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，故无法判断是否达到平衡； c 项，随反应进行，c(AsO3 4)不断增大，c(AsO 3 3)不断减小，当二者比值不变时，说明二者浓 度不再改变，则反应达到平衡；d

26、项，由图像并结合方程式可知，平衡时 c(I )2y mol L1， 故当 c(I )y mol L1 时，反应未达到平衡。 由图像可知 tm时刻后 c(AsO3 4)仍在不断增加，说明反应还在向正向进行，故此时 v正大于 v逆。 tm到 tn时刻，反应一直正向进行，生成物的浓度逐渐增大，所以逆反应速率不断增大，故 tm时 v逆小于 tn时 v逆。 题组一 利用图像、Q 与 K 的关系判断化学平衡状态 1汽车尾气净化的主要原理为 2NO(g)2CO(g) 催化剂 2CO2(g)N2(g) H0。 若该反应 在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 t1时刻达到平衡状 态的

27、是_(填标号)。 答案 解析 达到平衡时，v正应保持不变。 由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K 减小。 图中达到平衡时，CO、CO2的物质的量的变化量之比不是 11。 w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。 因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再 发生变化。 H 是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 2一定温度下，将 2 mol NO、1 mol CO 充入 1 L 固定容积的密闭容器中发生反应：2NO(g) 2CO(g)N2(g)2CO2(g) H0。反应过程中部分物质浓度变化如图所示： 若 15 min 时再向容

28、器中充入 CO、N2各 0.6 mol，该反应是否处于平衡状态？ 答案 该反应处于平衡状态。 解析 由图像知，10 min 时反应达到平衡状态， K 0.20.42 0.621.62 5 144， Q 0.20.60.42 0.60.621.62 5 144，QK， 所以该反应仍处于平衡状态。 题组二 “建模、解模”分析法在平衡移动结果判定中的应用 3在一定条件下，可逆反应 2NO2(g)N2O4(g) H0 达到平衡，当分别改变下列条件 时，请回答下列问题： (1)保持容器容积不变，通入一定量 NO2，则达到平衡时 NO2的百分含量_(填“增 大”“减小”或“不变”，下同)；保持容器容积不变

29、，通入一定量 N2O4，则达到平衡时 NO2 的百分含量_。 (2)保持压强不变， 通入一定量 NO2， 则达到平衡时 NO2的百分含量_； 保持压强不变， 通入一定量 N2O4，则达到平衡时 NO2的百分含量_。 (3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，则达到平衡时 NO2的转化率_；保持压强 不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时 NO2的转化率_。 答案 (1)减小 减小 (2)不变 不变 (3)不变 减小 解析 (1)保持容器容积不变，通入一定量 NO2，等效为增大压强，平衡正向移动，NO2的百 分含量减小；保持容器容积不变，通入一定量 N2O4，等效为增大压强，平衡正向移动

30、，所以 NO2的百分含量减小。(2)保持压强不变，通入一定量 NO2或 N2O4，不影响平衡，所以 NO2 的百分含量不变。(3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，此过程中各物质的物质的量浓度 都没有发生改变，所以平衡不移动，NO2的转化率不变；保持压强不变，通入氖气使体系的 容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成 NO2的方向移动，所以 NO2的转化率会 减小。 反思归纳 1 对于反应物或生成物只有一种的可逆反应而言， 在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应 遵循或应用下列方法进行分析： (1)建模法分析化学平衡 当容器中的投料量是容器中的 n 倍时，可通过建模思想来进行考虑。 一般解

31、题步骤以 PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)为例： 建模：构建容器的模型： p(始) p(平) 1 mol PCl5 恒容 PCl5 M% 解模：将容器进行拆分，构建新的模型(用实线箭号表示状态变化的方向，用虚线箭号表 示虚拟的过程)： 最后将虚拟出的两个平衡状态进行加压， 把体积较大的平衡状态转化为体积较小的平衡状态。 即容器的反应相当于在虚拟容器的基础上增大压强， 平衡逆向移动， 容器相对于容器， PCl5的体积分数增大。 (2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物(或生成物)的平衡移动问题： 对于 aA(g)bB(g)cC(g)或 bB(g)cC(g)aA(g)，当 T、p

32、不变时，加入 A 气体，平衡 移动的最终结果与原平衡等效，相当于平衡不移动；而加入 B 或 C，则平衡的移动由浓度决 定。 2转化率的变化分析 在一恒容密闭容器中通入 a mol A、b mol B 发生反应 aA(g)bB(g)cC(g)，达到平衡后， 改变下列条件，分析转化率的变化情况： (1)再通入 b mol B，(A)增大，(B)减小。 (2)再通入 a mol A、b mol B： 若 abc，(A)增大、(B)增大； 若 abc，(A)不变、(B)不变； 若 abc，(A)减小、(B)减小。 题组三 反应热与化学平衡移动 4已知 298 K 时，2SO2(g)O2(g)2SO3(

33、g) H197 kJ mol 1，在相同温度下，向密 闭容器中通入 2 mol SO2和 1 mol O2，达到平衡时放出热量 Q1；向另一体积相同的密闭容器 中通入 1 mol SO2和 1 mol O2，达到平衡时放出热量 Q2。则下列关系正确的是( ) A2Q2Q1 B2Q2Q1 CQ2Q1197 kJ DQ2Q1197 kJ 答案 C 解析 反应的热化学方程式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJ mol 1，由热化学方 程式可知，加入 2 mol SO2和 1 mol O2，生成的 SO3量小于 2 mol，所以 Q1197 kJ,1 mol SO2 和 1 mol

34、O2相当于在 2 mol SO2和 1 mol O2达到平衡的基础上，减少反应物的浓度，平衡逆 向移动，即 Q2Q1，综上：Q2Q1197 kJ，故选 C。 5已知 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H197 kJ mol 1。在 25 时，向恒压密闭容器中 通入 2 mol SO2和 1 mol O2，达到平衡时放出热量 a1；若 25 时，在此恒压密闭容器中只通 入 1 mol SO2和 0.5 mol O2，达到平衡时放出热量 a2。则下列关系正确的是( ) A2a2a1197 kJ B197 kJa12a2 Ca2a1197 kJ D2a2a1197 kJ 答案 B 解析 恒温恒

35、压下， 对于可逆反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)， 向恒压密闭容器中通入 2 mol SO2和 1 mol O2与只通入 1 mol SO2和 0.5 mol O2互为等效平衡，达到平衡时反应物的转化率 一定相等，则反应放出的热量关系：a12a2；在可逆反应的热化学方程式中，反应热是指完 全转化吸收或放出的热量，所以 a1197 kJ，即 197 kJa12a2，故选 B。 反思归纳 三种等效平衡模型 等效模型 实例 起始投料 平衡时等量 备注 恒温恒容 n(g)0 N2(g) 3H2(g)2NH3(g ) 甲：1 mol N23 mol H2 乙：2 mol NH3(转化为同 种

36、物质完全等同) 两容器中各组分 的 n、c、w 等同 (N2) (NH3)1 恒温恒容 n(g)0 I2(g) H2(g)2HI(g) 甲：1 mol I21 mol H2 乙： 2 mol I22 mol H2(或 4 mol HI)(成比例) 两容器中各组分 的 w 等同，n、c 成倍数关系 恒温恒压 N2(g) 3H2(g)2NH3(g ) 甲：1 mol N23 mol H2 乙：2 mol N26 mol H2(或4 mol NH3)(成比例) 两容器中各组分 的 w、c 等同，n 成倍数关系 1化学平衡常数 (1)意义：化学平衡常数 K 表示反应进行的程度，K 越大，反应进行的程度

37、越大。K105时， 可以认为该反应已经进行完全。K 的大小只与温度有关。 (2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在一定温度下达 到化学平衡时，Kc pC cqD cmA cnB。另可用压强平衡常数表示： Kpp pC pqD pmA pnBp(C)为平衡时气体 C 的分压。 (3)依据化学方程式计算平衡常数 同一可逆反应中，K正 K逆1。 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 KKn或 KnK。 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各分步反应平衡常数之 积。 2转化率、

38、产率及分压的计算 反应物转化率反应物的变化量 反应物的起始量100% 产物的产率生成物的实际产量 生成物的理论产量100% 分压总压物质的量分数 3常用的气体定律 同温同体积：p(前)p(后)n(前)n(后) 同温同压强：前 后 M 前 M 后 V后 V前 n后 n前 1(2019 海南，14)由 羟基丁酸生成 丁内酯的反应如下： 在 298 K 下，羟基丁酸水溶液的初始浓度为 0.180 mol L 1，测得 丁内酯的浓度随时间变 化的数据如表所示。回答下列问题： t/min 21 50 80 100 120 160 220 c/mol L 1 0.024 0.050 0.071 0.081

39、 0.090 0.104 0.116 0.132 (1)该反应在 5080 min 内的平均反应速率为_mol L 1 min1。 (2)120 min 时 羟基丁酸的转化率为_。 (3)298 K 时该反应的平衡常数 K_。 (4)为提高 羟基丁酸的平衡转化率， 除适当控制反应温度外， 还可采取的措施是_ _。 答案 (1)0.000 7 (2)0.5(50%) (3)11 4 (4)将 丁内酯移走 22019 全国卷， 28(1)(2)(4)水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) HT2 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

40、率 Db 点时二聚体的浓度为 0.45 mol L 1 答案 (2)40% 3.56104 BD (3)CD 解析 (2)设容器中起始加入 I2(g)和环戊烯的物质的量均为 a，平衡时转化的环戊烯的物质的 量为 x，列出三段式： (g) I2(g)=(g)2HI(g) 起始： a a 0 0 转化： x x x 2x 平衡： ax ax x 2x 根据平衡时总压强增加了 20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得 aa axaxx2x 1 1.2，解得 x0.4a，则环戊烯的转化率为 0.4a a 100%40%，平衡时 (g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为p 总 4

41、 、p 总 4 、p 总 6 、p 总 3 ，则 Kp p总 6 p总 3 2 p总 4 p 总 4 8 27p 总， 根据 p总1.2105 Pa，可得 Kp 8 271.210 5 Pa3.56104 Pa。通入惰性气体，对反应 的平衡无影响，A 项不符合题意；反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环 戊烯的平衡转化率，B 项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高 I2(g)的平衡转化率，但环戊烯 的平衡转化率降低，C 项不符合题意；增加 I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D 项 符合题意。(3)由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1vb。反 应速率vv正

42、v逆 2 k xk xx 正逆 3224 Si H ClSi H ClSi Cl ， 则有 v正 3 2 SiHCl k x 正 ，k xx 逆逆 224 Si H C lSi C l v， 343 K 下反应达到平衡状态时 v正v逆， 即 2 k xk xx 正逆 3224 S i HClS i H Cl S i Cl ， 此时 SiHCl3的平衡转 化率 22%，经计算可得 SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为 0.78、0.11、0.11， 则有 k正0.782k逆0.112，k正/k逆0.112/0.7820.02。a 处 SiHCl3的平衡转化率 20%， 此

43、时 SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为 0.8、0.1、0.1，则有v 正 v逆 2 k x k xx 正 逆 3 224 Si H C l Si H C lSi C l k 正 k逆 2 x xx 3 224 Si H C l Si H C lSi C l 0.020.8 2 0.12 1.3。 (一)连续反应、竞争反应平衡常数的计算 1加热 N2O5依次发生的分解反应为：N2O5(g)N2O3(g)O2(g)，N2O3(g)N2O(g) O2(g)。 在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5， 加热到t ， 达到平衡状态后O2为9 mol， N2O3为 3.4 mol。则 t 时反应的平衡常数为( ) A10.7 B8.5 C9.6 D10.2 答案 B 解析 设 N2O5的转化浓度为 x，N2O3的转化浓度为 y。 N2O5(g)N2O3(g)O2(g) 开始/mol L 1 4 0 0 转化/mol L 1 x x x 平衡/mol L 1 4x x x N2O3(g)N2O(g)O2(g) 开始/mol L 1 x 0 x 转化/mol L 1 y y y 平衡/mol L 1 xy y xy 根据题意得 xy4.5 mol L 1 xy1.7 mol L 1 所以 x3.1 m