《化学平衡》教案

PAGEPAGE18高三化学【志在山顶的人，不会贪念山腰的风景……】化学平衡一、教学目标1、化学反应速率的概念及化学反应速率的定量表示。2、影响化学反应速率的诸多因素。3、可逆反应与不可逆反应。4、化学平衡的建立和判断。5、影响化学平衡的条件及化学平衡的移动。6、化学平衡常数的计算。二、课堂内容○化学反应速率1．概念：化学反应速率是用来描述反应 快慢 的物理量。2．表示方法：化学反应速率用 单位时间 内反应物或生成物物质的量的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用 单位时间内反应物 浓度的减少或生成物 浓度的增加来表示。3.对于均匀体系的恒容（V不变）反应，习惯用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，而且习取正值。浓度单位通常用mol·L-1，时间单位视反应快慢，可分别用秒(s)、分(min)或小时(h)等表示。这样，化学反应速率的单位可为mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-14.υ=Δс/Δt5．同一反应中不同物质的化学反应速率的表示(1)对于任意一个化学反应mA＋nB=pY＋qZ，反应体系中各物质的量浓度分别表示为c(A)、c(B)、c(Y)、c(Z)，则反应速率分别表示为：v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)，v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)，v(Y)＝eq\f(ΔcY,Δt)，v(Z)＝eq\f(ΔcZ,Δt)。(2)一定温度下，固体或纯净液态物质，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为它们的化学反应速率可表示为：v＝△n/△t(单位时间内 n 的变化)。6．各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比。7.固体或纯液体(注意：不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，则一般不用Na或水表示化学反应速率。○影响化学反应速率的因素1.主要因素（内因）：参加反应的物质的性质。外界条件（外因）：浓度、压强、温度、催化剂等。2．浓度对反应速率的影响规律：当其他条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率。说明：⑴固体物质在一定温度下的浓度是一定的，不能通过增加固体来加快反应；⑵也不能通过增加（纯）液体的质量来加快反应。增大反应物浓度、单位体积内活化分子数增加、单位时间内有效碰撞次数增多、化学反应加快3.压强对反应速率的影响规律：当其他条件不变时，增大气体反应物的压强，就是增加单位体积里反应物的物质的量，即增大反应物的浓度，因而可以增大化学反应速率。说明：只有固体参加的反应，压强的改变不影响反应速率。4.温度对反应速率的影响规律：当其他条件不变时，升高温度化学反应速率增大；降低温度化学反应速率减小。主：温度升高→活化分子百数升高→反应速率加快次：温度升高→分子碰撞次数增加→反应速率加快经验规律：温度每升高10℃，化学反应速率就增大到原来的2~4倍。5.催化剂对反应速率的影响○化学平衡的建立1.化学平衡状态(1)特征：①逆②等③动④定⑤变(2)化学平衡的建立与建立的途径无关(3)达到平衡的标志：以ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）为例直接标志：①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，A消耗速率与A的生成速率相等，A消耗速率与C的消耗速率之比等于ｍ∶ｐ，B生成速率与C的生成速率之比等于n∶p。②各物质的百分含量保持不变。间接标志：①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。②各物质的浓度不随时间的改变而改变。③各物质的物质的量不随时间的改变而改变。④各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。3、对于密闭容器中的可逆反应：ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）＋ｑD（ｇ），根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况下，是否达到平衡。○化学平衡的移动1.化学平衡的移动概念可逆反应中，旧__________、__________过程叫做化学平衡的__________。○影响化学平衡的条件1．浓度在其他条件不变的情况下，_________________________，都可以使化学平衡向正反应方向移动；_______________________________，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。2.压强在其他条件不变的情况下，增大压强，__________________；减小压强，________________________注意：①对于反应前后气体体积相等的反应，改变压强对化学平衡无影响。②平衡混合物中都是固体或液体的反应，改变压强，化学平衡不移动。③压强的改变必须改变混合物的浓度，才能使化学平衡移动。对于ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）且m+n≠p的反应：条件的改变平衡移动的方向平衡移动的结果增大压强气体总体积方向使气体压强减小压强气体总体积方向使气体压强3.温度在其他条件不变的情况下，温度升高，_________________；温度降低，____________________对于ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）＋Ｑ有如图2—6所示的关系，则：p1与p2的关系：__________，m+n与p的关系：__________，Ｔ1与Ｔ2的关系：__________，Ｑ与0的关系：__________。三、化学平衡移动原理(又称勒沙特列原理)___________________________________________________________________注意：催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此催化剂对化学平衡的移动没有影响，但使用催化剂可以改变反应达到平衡所需要的时间。四、化学平衡的移动注意：①化学平衡移动的方向与正、逆反应速率的相对大小有关，而与反应速率的增大或减小无关。如2NO2N2O4＋57kJ，当温度升高时，v(正)、v(逆)均增大，但由于v(逆)增加的倍数更大，故化学平衡向逆反应方向移动。②化学平衡发生移动，不是所有量都改变；平衡不移动，也不是所有量都不变。如H2＋I2(ｇ）2HＩ，当反应达到平衡时，缩小容器体积增大压强，v(正)、v(逆)均增大，但平衡不移动，混合物中总物质的量不变，总质量不变，混合物的平均摩尔质量也不变，但各成分的浓度均增大，混合物的颜色将加深。五、化学反应速率和化学平衡知识要点1.化学平衡研究的对象是可逆反应，而反应速率的研究对象不一定是可逆反应。2.同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比。3.影响化学反应速率的条件不一定影响化学平衡；（1）催化剂能够改变化学反应速率，但不能使化学平衡移动。（2）对于化学方程式中左、右两边气体体积相等的可逆反应，改变压强，可以改变反应速率，但不能使化学平衡移动。（3）固体颗粒的大小可以影响化学反应速率，但不能使化学平衡移动。这是由于，对固体而言浓度可以视为常数“1”。4.化学平衡状态建立的标志：（1）正反应速率等于逆反应速率。①必须体现反应是可逆的。②速率的变化可以反映在单位时间内各物质的物质的量、各物质的浓度、各气体物质的体积变化上。（2）反应混合物各组分的物质的量分数保持一定，在一定温度下密闭容器中进行的是可逆反应，只要各物质的量保持一定，那么反应混合物中各组分的物质的量分数就一定保持一定，即达到了化学平衡状态。（3）化学平衡状态与反应途径无关，即外界条件不变时，不管反应是从正反应开始还是从逆反应开始，只要所加物质的量等于反应化学方程式中各物质的化学计量数或与化学计量数成倍数关系，则处于同一平衡状态。（4）对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应，当压强或平均相对分子质量恒定时，不一定就是平衡状态。5.加入“惰性气体”对化学平衡的影响这里所讲的“惰性气体”是指与平衡混合物中任何一种物质均不发生反应的气体。（1）恒容下，向气体平衡体系中加入“惰性”气体，各组分的物质的量分数均改变，但各组分的浓度不变，故化学平衡不发生移动。（2）恒压下，向气体平衡体系中加入“惰性”气体，各组分浓度变小，对于化学方程式左、右两边气体体积不等的可逆反应，平衡要发生移动，但对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应，平衡不发生移动。6.浓度、温度、压强对转化率的影响。（1）在两种反应物中，要提高一种物质的转化率，可使另一种反应物过量，但过量的物质的转化率一般降低。（2）温度能使化学平衡发生移动，所以温度可以改变反应物的转化率。（3）改变压强，不一定改变反应物的转化率，如对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应，改变压强，不能使平衡发生移动，所以不能改变反应物的转化率。7.浓度、压强、温度对混合气体平均相对分子质量的影响（1）对于化学方程式左、右两边气体体积不相等的可逆反应，改变浓度、温度、压强均可使平衡发生移动。从而改变反应混合物总的物质的量，因此必然改变平均相对分子质量。（2）对于化学方程式左、右两边气体（全是气体）体积相等的可逆反应，改变温度、压强，混合气体的总物质的量不变，所以平均相对分子质量不变。而改变浓度，则混合气体的总质量改变，总物质的量改变，所以平均相对分子质量改变。8.关于混合气体的密度密度的大小取决于混合气体的质量和容器容积的大小，即ρ=，当m,V中有一个量改变时，密度ρ会随之改变。（1）当浓度或压强改变时，m或V就会发生改变，密度ρ也发生改变。（2）当温度改变时，无论平衡向哪个方向移动，只要是恒容条件下的纯气体反应，其密度不会改变。9.不能用勒沙特列原理解释的情况：（1）加入催化剂不能使化学平衡发生移动。（2）对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应，改变压强，平衡不发生移动。（3）外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致。三、过关检测一、选择题1.（2012·山东济南一模）下列说法中，不正确的是 A．加入适当催化剂可以改变化学反应速率，但不可提高反应物的转化率B．放热反应的反应速率一定比吸热反应的反应速率大 C．相同条件下，等体积的H2和空气含有相同数目的分子 D．常温常压下，1molN2和28gCO含有相同的原子数【答案】A2.（2012·山东泰安一模）化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法正确的是A．曲线图①可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化B．曲线图②可以表示向一定量的氢氧化钠溶液中滴加一定浓度的稀硫酸时pH变化C．曲线图③可以表示向一定量的氯化铝溶液中滴加一定浓度的氢氧化钠溶液时产生沉淀的物质的量变化D．曲线图④可以表示所有的固体物质溶解度随温度的变化【答案】C3.在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是()A.反应的化学方程式为：2M====NB.t2时，正逆反应速率相等C.t3时，正反应速率大于逆反应速率D.t1时，N的浓度是M浓度的2倍【答案】选D。【解析】分析本题图像可知，从反应开始到时间t3建立平衡，N的物质的量变化为8mol－2mol=6mol,M的物质的量变化为5mol－2mol=3mol。可知，N的变化量与M的变化量之比为2∶1，该反应的化学方程式表示为2NM。在t2时，M、N的物质的量相等，反应在同一容器中进行，实际上也是浓度相等。但由于此时并未达到平衡状态，正、逆反应的速率并不相等。t3时达到平衡状态，v(正)=v(逆)。t1时，M和N的物质的量分别为3mol和6mol，故此时N的浓度是M浓度的2倍。综上分析，D选项符合题意。4.（2012·山师大附中模拟）将1molA(g)和2molB(g)置于2L某密闭容器中，在一定温度下发生反应：A(g)+2B(g)C(g)+D(g)H<0,C的体积分数随时间变化如图l中曲线a所示下列说法正确的是()A、此反应过程中的能量变化可用上图II表示B、此温度下，该反应的平衡常数的值为1C、该反应4s内平均速率v(A)=0.125molL-1s-1D、若在恒温加大反应容器的容积条件下，该反应将按b曲线进行【答案】B5.(2012·安庆模拟）汽车上的催化转化器，可将尾气中的主要污染物转化成无毒物质，反应为：,在某温度时.，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：经分析，得出结论不正确的是()A. 该反应转化较快，具有存实际意义B. 催化转化器在冬季时对废气转化效率比夏季更高C. 2s末的平均反应速率D. 在该温度下，反应的平衡常数K=5000【答案】D6.(2012·大兴区一模)一定条件下，向密闭容器中加入X物质，发生反应:3X(g)Y(g)+Z(g)△H<0，反应一定时间后改变某一个外界条件，反应中各时刻X物质的浓度如下表所示，下列说法中不正确的是()反应时间（min）05151720X的浓度（mol/L）1.00.40.40.70.7A．0～5min时，该反应的速率为v(X)=0.12mol/(L·min)B．5min时反应达到第一次平衡，该温度下的平衡常数数值为0.625C．15min时改变的条件不可能是升高温度D．从初始到18min时，X的转化率为30%【答案】C7.（2012·威海模拟）化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是【答案】C8.下列说法正确的是()A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多B.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大反应速率【答案】选C、D。【解析】浓度和压强的变化是改变单位体积内分子总数，活化分子的百分数不变，而是单位体积内活化分子的数目发生变化；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子的总数不变。9．(2012·江南十校联考)少量纯净的氨基甲酸铵置于体积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下分解：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，△H＞O下列说法正确的是()A.当氨气体积分数不变时，该分解反应达到平衡B.升高温度，该反应平衡常数增大C.平衡后，若缩小容器体积，氨基甲酸铵固体的质量保持不变D.加入少量的氨基甲酸铵，可使正反应速率增大【答案】B【解析】该分解反应中氨的体积分数始终保持不变（为2/3），A错误；平衡后若压缩容器体积，平衡向左移动，氨基甲酸铵固体的质量增加，C错误；氨基甲酸铵为固体，改变其量，反应速率不变，D错误。正反应吸热，升高温度，该反应平衡常数增大，B正确。10．(2012·如皋中学检测)可逆反应①X(g)＋2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)＋P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是()A．反应①的正反应是吸热反应B．达平衡(Ⅰ)时，X的转化率为C．达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10∶11D．在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中M的体积分数相等【答案】BC11.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列研究目的和示意图相符的是()【答案】选C。【解析】(1)根据到达平衡时间长短判断反应速率大小。(2)根据转化率大小以及正逆反应速率关系判断平衡移动方向。选项A图中p1条件下反应先达到平衡状态，即p1>p2，与题目中p2>p1相矛盾，A错误；升高温度，上述平衡逆移，N2的转化率降低，与选项B中示意图相矛盾，B错误；使用催化剂，能加快化学反应速率，达到平衡所用时间短，与选项D中图示相矛盾，D错误；往平衡体系中加入N2，v(正)增大，v(逆)瞬时不变，v(正)>v(逆)，平衡正移，C正确。12.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3－(aq)，某I2、KI混合溶液中，I3－的物质的量浓度c(I3－)与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是：（）A．反应I2(aq)＋I－(aq)I3－(aq)的△H＞0B．若反应进行到状态D时，一定有v正＞v逆C．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大【答案】B13．(2012·长春调研)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律（图中P表示压强，T表示温度，n表示物质的量）：T1T2T1T2P1P1反应时间反应温度反应时间反应温度反应Ⅱ反应ⅡA：2A(g)C(g)反应I：2A(g)+B(g)2C(g)T2T2T2T2T1T1压强反应Ⅳ：A(g)+B(g)2C(g)n(B)起始反应压强反应Ⅳ：A(g)+B(g)2C(g)n(B)起始反应Ⅲ：3A(g)+B(g)2C(g)T1根据以上规律判断，下列结论正确的是()A．反应Ⅰ：△H＞0，P2＞P1B．反应Ⅱ：△H＜0，T1＜T2C．反应Ⅲ：△H＞0，T2＞T1或△H＜0，T2＜T1D．反应Ⅳ：△H＜0，T2＞T1【答案】C【解析】图像分析时要注意纵坐标与横坐标的相对关系，应用“先拐先平数值大”进行判断。14．(2012·辽宁省模拟)在容积为2.0L的密闭容器内，物质D在T℃时发生反应，其反应物和生成物的物质的量量随时间t的变化关系如右图，下列叙述错误的是()A．从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为0.067mol/(L·min)B．根据右图该反应的平衡常数表达式为C．若在第5分钟时升高温度，则该反应的正反应是吸热反应，反应的平衡常数增大，B的反应速率增大D．若在第7分钟时增加D的物质的量，A的物质的量变化情况符合b曲线【答案】B15.某温度时，一定压强下的密闭容器中发生反应：aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g)，达平衡后，保持温度不变压强增大至原来的2倍，当再达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍，下列叙述正确是A.Z的体积分数变小B.(a+b)>(c+d)C.平衡正移D.X的转化率变大【答案】A16.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为A．9 B．16 C．20 D．25【答案】C17.NO2和N2O4可相互转化：2NO2(g)N2O4(g)△H＜0现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是（）A．图中共有两条曲线X和Y，其中曲线Y表示NO2浓度随时间的变化B．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b和cC．反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是加入0.4molN2O4D．若要达到与d相同的状态，在25min时还能采取的措施是适当缩小容器体积【答案】D.18.在一体积可变的密闭容器中，通人1 mol〜和3molH2，发生反应，在t1时刻达到平衡。保持温度和压强不变，在t2时刻，再通入一部分NH3，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线正确的是【答案】C19.一定温度下可逆反应：A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)；△H>0。现将1molA和2molB加入甲容器中，将4molC和2molD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)。下列说法正确的是A．保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1molA和2molB,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的体积分数均增加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(t1前的反应速率变化已省略)【答案】D20.(2012·洛阳模拟)下列叙述中，不能用平衡移动原理解释的是()A．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅B．高压比常压有利于合成SO3的反应C．由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深D．黄绿色的氯水光照后颜色变浅【解析】选C。NO2加压后颜色先变深后变浅，因为加压瞬间，NO2浓度增大，颜色加深，后2NO2N2O4平衡移动，NO2浓度减小，颜色变浅，A能；反应2SO2＋O22SO3，加压有利于SO3的合成，B能；H2、I2、HI的混合气体，加压平衡不移动，只是I2浓度增大，颜色加深，C不能；氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，光照2HClO2HCl＋O2↑，HClO浓度减小，平衡正向移动，Cl2浓度减小，所以颜色变浅，D能。21.(2012·苏州模拟)汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.8kJ·mol－1，在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，当改变其中一个条件X，Y随X的变化，符合图中曲线的是()A．当X表示温度时，Y表示平衡常数KB．当X表示温度时，Y表示CO的转化率C．当X表示N2的物质的量时，Y表示NO的转化率D．当X表示NO的物质的量时，Y表示平衡常数K【解题指南】解答该题应该注意以下两点：(1)化学平衡常数只与温度有关，正反应放热的反应，升高温度，平衡常数减小。(2)改变影响平衡的因素时，反应物转化率的变化。【解析】选D。化学平衡常数只与温度有关，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，A错；NO的物质的量的多少对平衡常数没有影响，D对；升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，B错；增加N2的物质的量，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率减小，C错。22．[2012·湖北重点中学联考]某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如图K29－3所示。下列说法中正确的是()图K29－3A．8min时表示正反应速率等于逆反应速率B．前20minA的反应速率为0.05mol/(L·min)C．反应方程式中的x＝1,30min时表示增大压强D．40min时改变的条件是升高温度，且正反应为吸热反应【答案】B[解析]8min时B、C的物质的量浓度相等，并未达到平衡，A项错误；v(A)＝eq\f(1,2)v(C)＝eq\f(1,2)×eq\f(2mol/L,20min)＝0.05mol/(L·min)，B项正确；B、C的浓度变化比为1∶2，故x＝1,30minB、C浓度瞬时同等程度下降，故为降低压强，C项错误；40min升高温度，逆反应速率大于正反应速率，则说明正反应为放热反应，D项错误。23．[2012·福州期末]在容积可变的密闭容器中，1molN2和4molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时的氮气的体积分数接近于()A．5%B．10%C．15%D．20%【答案】C[解析]由氢气的平衡转化率可知氢气转化的物质的量为1mol，所以氮气转化的物质的量为eq\f(1,3)mol生成氨气的物质的量为eq\f(2,3)mol，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为eq\f(2,3)mol、3mol、eq\f(2,3)mol，所以平衡时氮气的物质的量分数约为15%，即体积分数接近于15%，C正确。24.在容积可变的密闭容器中存在如下反应：2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)；△H<0。该可逆反应的反应速率—时间、转化率—时间关系图如下：下列分析中不正确的是A．图=1\*ROMANI可体现t0时升高温度对反应速率的影响B．图=2\*ROMANII可体现t0时增大压强（缩小体积）或使用催化剂对反应速率的影响C．图=3\*ROMANIII可体现催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂D．图=3\*ROMANIII可体现温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高【答案】C二、非选择题25.过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化：(1)关于该反应的下列说法中，正确的是_____(填字母)。A.ΔH>0，ΔS>0B.ΔH>0，ΔS<0C.ΔH<0，ΔS<0D.ΔH<0，ΔS>0(2)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，经测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)＝___。②该反应的平衡常数表示式K＝____。③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是____(填字母)。A.升高温度B.将CH3OH(g)及时液化抽出C.选择高效催化剂D.再充入1molCO2和3molH2(3)25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________。【解析】(1)由图可知，反应物CO2、H2的能量比CH3OH和H2O的能量高，故反应放热，ΔH<0，又由于此反应前后气体分子数变小，则ΔS<0，则答案选C。(2)①由图可知，反应开始到平衡时，CO2的浓度变化为1.00mol·L-1-0.25mol·L-1=0.75mol·L-1，则v(CO2)＝=0.075mol·L-1·min-1。②由反应方程式可知，平衡常数K的表达式③由于该反应是放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，则A不正确；将CH3OH(g)及时液化抽出，相当于减小了CH3OH的浓度，平衡正向移动，B正确；催化剂只能同等程度增大正、逆反应速率，对平衡无影响，C不正确；再充入1molCO2和3molH2，相当于加压，平衡正向移动，D正确，综上所述，答案选B、D。(3)16g甲醇是0.5mol，则1molCH3OH燃烧放出的热量是369.2kJ×2=738.4kJ，则该反应的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-738.4kJ·mol-1。【答案】(1)C(2)①0.075mol·L-1·min-1②③B、D(3)CH3OH(l)+O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-738.4kJ·mol-126．[2012·江西红色六校联考]汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH>0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K＝64×10－4。请回答：(1)某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则N2的反应速率________。(2)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志________。A．消耗1molN2同时生成1molO2B．混合气体密度不变C．混合气体平均相对分子质量不变D．2v(N2)正＝v(NO)逆(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是________(填字母序号)。图K30－2(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________。(填“变大、“变小”或“不变”)(5)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1mol/L、4.0×10－2mol/L和3.0×10－3mol/L，此时反应________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是________________________________________________________________________。【答案】(1)0.05mol/(L·min)(2)AD(3)AC(4)不变(5)向正反应方向进行因为浓度商Qc<K[解析](2)该反应是气体体积不变的反应，C项不正确。A项，N2的消耗和O2生成分别表示正反应和逆反应，比例符合方程式中的化学计量数比，正确；容器体积不变，反应前后气体的密度始终不变，B项错误。(3)该反应为吸热反应，随着温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大，平衡常数增大，A、C项正确；催化剂不能影响化学平衡，B项错误。(4)由于该反应前后气体体积不变，故不受压强影响，反应达到平衡后再充入NO达到平衡后相当于对原平衡的加压过程，故NO的体积分数不变。(5)该反应的平衡常数表达式为eq\f(c2NO,cN2×cO2)，将所给物质浓度带入表达式求浓度商：eq\f(3.0×10－32,2.5×10－1×4.0×10－2)＝9×10－4<64×10－4，故反应向正反应方向进行。27.(12分)(2012·石家庄模拟)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。(1)合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol，该反应的能量变化如图所示。①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是(填“增大”、“减小”或“不变”)。②将0.3molN2和0.5molH2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H2的转化率为；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是(填选项字母)。A.向容器中按原比例再充入原料气B.向容器中再充入一定量H2C.改变反应的催化剂D.液化生成物分离出氨(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应：2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1530kJ/mol又知：H2O(l)H2O(g)ΔH=+44.0kJ/mol则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=kJ/mol，该反应的化学平衡常数表达式为K，控制其他条件不变，增大压强，K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。【解析】(1)①在反应体系中加入催化剂，活化能降低，E2也减小，反应速率增大。②N2+3H22NH3起始0.3mol0.5mol0转化xmol3xmol2xmol平衡(0.3-x)mol(0.5-3x)mol2xmol根据题意有(0.3-x)mol+(0.5-3x)mol+2xmol=0.7，解得x=0.05,H2转化0.15mol，转化率为30%。欲提高转化率可以按原比例向容器中再充入原料气(相当于加压)，液化生成物分离出氨，也可以降温。(2)由盖斯定律消去H2O(l)可得，2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1266kJ·mol-1。该反应的平衡常数表达式可以表示为K=K只受温度的影响，控制其他条件不变，增大压强，K值不变。答案：(1)①减小②30%A、D(2)+1266不变28.(12分)(2012·济南模拟)将水煤气转化成合成气，然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含