2019高考化学冲刺二轮精讲讲义：第7讲化学反应速率与化学平衡 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第7讲化学反应速率与化学平衡[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（α)。2。了解反应活化能的概念。了解催化剂的重大作用。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。[学科素养］1。变化观念与平衡思想：认识化学反应是有限度的，能多角度、动态地分析化学平衡状态并运用化学平衡移动原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知：通过对化学平衡概念的深刻讨论，建立平衡思想，并能广泛应用于一定条件下的可逆过程中，揭示平衡移动的本质与规律。3。科学精神与社会责任：应具有严谨求实的科学态度，具有探索未知、崇尚真理的意识；赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。[网络构建][核心强化］1．化学反应速率概念的“三个”理解(1)平均速率和瞬时速率:在中学化学中，通常所说的化学反应速率是指平均速率,即某段时间内的平均反应速率,而不是某时刻的瞬时速率.(2)化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显，如某些中和反应。（3)同一反应中，同一时间段内用不同物质的物质的量浓度变化表示的反应速率,数值可能不同，但意义相同,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比.2．化学平衡状态判断的两个“标志"(1）v(正）＝v（逆).（2)各组分百分含量保持不变。以及能间接说明以上两点的其他“有条件标志”。3．用平衡移动原理判断平衡移动的方向如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(1）升高温度时，平衡向吸热反应方向移动。(2)增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向移动。（3）增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动。(4)平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变破坏了原平衡体系，使v(正)≠v（逆)。①当v(正)〉v(逆）时,平衡向正反应方向移动。②当v（正）<v(逆）时，平衡向逆反应方向移动。4．化学平衡常数的四大“应用"（1)判断反应进行的程度。(2）判断反应进行的方向.①Qc〈K，反应向正反应方向进行。②Qc＝K，反应处于平衡状态。③Qc>K，反应向逆反应方向进行。(3）判断反应的热效应。①升高温度，K值增大，正反应为吸热反应。②升高温度,K值减小，正反应为放热反应。(4)根据平衡常数进行简单计算。5．应用化学平衡常数时应注意的三个问题(1)化学平衡常数只与温度有关。(2）有固体或纯液体参与反应时,浓度可看作“1”.（3)正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。6．解平衡图象题的两个“策略"(1)“先拐先平数值大”原则:先出现拐点的反应则先达到平衡，其代表的温度越高或压强越大。（2）“定一议二”原则：先确定横坐标(或纵坐标）所表示的数值，再讨论纵坐标（或横坐标)与曲线的关系。7．绘图“两个”要领一标：标原点,标横、纵坐标的物理量及单位。二比：比照原图象，画出新图象，并标明.考点一化学反应速率及其影响因素［解析](1）硫杆菌的存在加快了FeSO4的氧化速率，故起到催化剂作用。(2)由图1可知30℃时氧化速率最快，由图2可知pH＝2.0时氧化速率最快，故使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH＝［答案］（1)降低反应活化能(或作催化剂）（2）30℃、pH＝2。0蛋白质变性（或硫杆菌失去活性解答影响化学反应速率因素题目的解题步骤（1)审清题干：看清题目要求是“浓度”“压强”还是“温度”“催化剂”。（2)审清条件：分清是“恒温恒压”还是“恒温恒容"，或其他限制条件。（3)依据条件，进行判断:①增大浓度使化学反应速率加快,但增加固体的量对化学反应速率无影响。②压强对化学反应速率的影响必须引起容器的体积发生变化同时有气体参加的化学反应。［分点突破］角度一：化学反应速率的影响因素1．工业上生产水煤气的反应为：C(s)＋H2O（g)CO（g）＋H2(g)ΔH>0。在一容积可变的密闭容器中进行该反应,下列条件的改变能够加快反应速率的是()A．增加C的量B．保持压强不变,充入N2C．保持体积不变，充入N2D．将容器的体积缩小一半[解析］C为固体,增加C的量，反应速率不变,A项错误；保持压强不变，充入N2，容器体积增大，体系中气体反应物的浓度减小，反应速率减慢,B项错误；保持体积不变，充入N2，体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，C顼错误;将容器的体积缩小一半，体系中气体反应物的浓度增大,反应速率加快，D项正确.[答案］D2．已知反应：2NO(g)＋Br2（g）=2NOBr(g)的活化能为akJ·mol－1，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akJ·mol－1[解析]A项，反应速率的快慢主要取决于慢反应①的速率，错误；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)，正确;C项，NOBr2是反应①的生成物，是反应②的反应物,不是催化剂，错误;D项，akJ·mol－1是总反应的活化能，不是焓变,错误。[答案]B角度二：化学反应速率的定量分析3．(2018·湖北龙泉中学、襄阳五中、宜昌一中联考)在2L的密闭容器中,发生反应:2A（g)＋B（g)2C(g）＋D（g）.若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的反应速率为0。12mol·L－1·s－1，则10s时容器中B的物质的量是()A．1.6molB．2。8molC．2.4molD．1.2mol[解析］前10sv(B）＝eq\f（1，2)v(A)＝0。06mol·L－1·s－1，则消耗的B的物质的量为0。06mol·L－1·s－1×10s×2L＝1。2mol，10s时容器中B的物质的量为（4－1.2)mol＝2。8mol，B项正确。[答案］B4．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”(1）向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液,当溶液中的KMnO4耗尽后，溶液紫色将褪去。为确保能观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO(2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了如下实验方案：表中x＝________mL,理由是___________________。（3)已知50℃时,c(H2C2O4）随反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中画出25℃时c（H2C2O4[解析］（1)2MnOeq\o\al（－，4)＋6H＋＋5H2C2O4=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，根据上述方程式判断,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需满足n(H2C2O4)∶n(KMnO4）≥2.5。(2)根据表中提供的数据可知,应控制KMnO4的浓度不变，调节H2C2O4的浓度,所以x＝2。0（即总体积保持13。0mL不变）.(3)［答案］（1）≥2。5(2）2。0保证其他条件不变，只改变反应物H2C2O4（3）如图所示解答“变量控制"实验探究题的方法思路考点二化学平衡的判断、移动及应用类型一化学平衡状态的判断［解析］(1)溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化,所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化,说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正（I－）＝2v逆（AsOeq\o\al(3－，3))或v逆（I－)＝2v正(AsOeq\o\al（3－,3））时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，故b项错误；反应达到平衡之前，c（AsOeq\o\al(3－,3））逐渐减小而c(AsOeq\o\al（3－,4)）逐渐增大,故c(AsOeq\o\al(3－,4）)/c（AsOeq\o\al（3－,3))逐渐增大,当c(AsOeq\o\al（3－，4）)/c（AsOeq\o\al(3－，3）)不变时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I－）＝2c(AsOeq\o\al（3－，4）)，观察图象可知反应达到平衡时c(AsOeq\o\al（3－,4)）＝ymol·L－1，此时c(I－)＝2ymol·L－1,故d项错误。(2)tm时反应未达到平衡状态，所以v正大于v逆。（3)从tm到tn，反应逐渐趋于平衡状态,反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大,故tm时v逆小于tn时v逆。［答案］(1)ac（2)大于（3）小于tm时生成物浓度较低判断化学反应达到平衡状态的“2方法"[分点突破］角度：化学平衡状态的判断1．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是（）A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密闭容器中c(NH3）∶c(CO2)＝2∶1C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器中氨气的体积分数不变[解析］该反应为有固体参与的前后气体体积有变化的反应,且反应容器容积不变，所以压强、密度均可作为判断平衡的标志。该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，NH3、CO2的体积分数始终为定值NH3为eq\f（2,3)，CO2为eq\f(1,3）。[答案]C2．工业废水中常含有一定量的Cr2Oeq\o\al（2－，7）和CrOeq\o\al（2－，4），它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理.常用的处理方法有两种，其中一种是还原沉淀法，工艺流程为CrOeq\o\al（2－,4)eq\o（→，\s\up17（H＋）,\s\do15（①转化）)Cr2Oeq\o\al(2－，7）eq\o(→，\s\up17(Fe2＋），\s\do15(②还原)）Cr3＋OH－，③沉淀Cr(OH）3↓。第①步存在平衡2CrOeq\o\al（2－，4）(黄色）＋2H＋Cr2Oeq\o\al（2－，7）(橙色）＋H2O,下列有关说法正确的是(）A．改变第①步反应的平衡体系中H＋的浓度，溶液颜色无明显变化B．若2v(Cr2Oeq\o\al（2－,7))＝v（CrOeq\o\al(2－,4）），说明反应①达到平衡状态C．反应②中还原1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，需要6molFe2＋D．FeSO4溶液显酸性的原因是Fe2＋＋2H2O=Fe(OH）2↓＋2H＋［解析]A项,依据化学平衡影响因素分析，H＋浓度增大平衡正向移动，溶液颜色变为橙色，H＋浓度减小平衡逆向移动,溶液呈黄色,错误;B项,各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，2v（Cr2Oeq\o\al(2－,7)）＝v（CrOeq\o\al(2－，4））是正反应速率关系，不能证明反应达到平衡状态，错误；C项，依据氧化还原反应中得失电子守恒知，还原1molCr2Oeq\o\al(2－，7），需要6molFe2＋,正确;D项，Fe2＋水解程度微弱，不会有沉淀生成，且应为可逆反应，错误。[答案]C3．（2018·江西五校联考）工业上可采用CO和H2合成甲醇，发生的反应为CO（g)＋2H2(g）CH3OH（g)ΔH<0，若该反应在绝热、恒容的密闭容器中进行，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是(）［解析］达到平衡后正、逆反应速率相等，不再变化。A项，t1时刻v正最大，之后随反应进行速率发生变化，说明反应未达到平衡，错误；B项，容器的容积不变，气体的总质量不变,则混合气体的密度始终不变，图象错误,且混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，错误；C项，该反应的正反应为放热反应，在绝热容器中随反应进行,体系温度升高，化学平衡常数减小,达到平衡后,温度不变，平衡常数不变，图象与实际符合,正确;D项，对于固定的反应,焓变是固定不变的，与平衡状态无关，错误。［答案］C判断化学平衡状态的标志（3)特殊情况①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，当是等体积反应时，不一定达到平衡；当是不等体积反应时，达到平衡。②气体的密度eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(气体的总质量,气体的总体积)))、气体的平均摩尔质量eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f(气体的总质量,气体的总物质的量）)）不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡。③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。类型二外界条件对化学平衡的影响［解析］A项，此反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K值减小，错误;B项，反应前后气体计量数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n（CO2)不变,错误;C项，催化剂对化学平衡移动无影响,因此CO的转化率不变,错误；D项，恒压下，充入N2,容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体计量数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2）不变，正确。[答案］D解答化学平衡移动问题的步骤［分点突破］角度：外界条件对化学平衡的影响4．在密闭容器中，一定条件下进行反应：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2）N2（g)＋CO2(g)ΔH＝－373。2kJ·mol－1,达到平衡后,为提高NO的转化率和反应速率，可采取的措施是()A．加催化剂同时升高温度B．加催化剂同时增大压强C．升高温度同时充入N2D．降低温度同时增大压强[解析］催化剂只能提高反应速率,正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，A项错误；催化剂能提高反应速率,增大压强平衡向正反应方向移动，NO转化率增大，B项正确；正反应放热，升高温度同时充入N2，平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，C项错误；降低温度同时增大压强平衡向正反应方向移动,但反应速率不一定增大，D项错误。[答案］B5．将等物质的量的F2和ClF混合，在密闭容器中发生反应：F2（g）＋ClF(g)ClF3（g）ΔH<0.下列叙述中，正确的是（)A．达到平衡后，保持容器容积不变再充入ClF3气体的瞬间，体系压强增大，平衡右移B．若c（F2）∶c（ClF）∶c（ClF3)＝1∶1∶1，则反应一定达到平衡状态C．达到平衡后，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大,平衡左移D．平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量增大[解析]A项，本处的增大压强不是由改变容器的容积来实现的，在改变条件的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率增大，平衡左移,错误；B项，所给条件不能作为判断反应达到平衡状态的依据，错误；C项,若增大容器容积，减小压强,正逆反应速率均减小,只是减小的程度不同,平衡左移，错误；D项,其他条件不变，降低温度，平衡右移,ClF3的百分含量增加，气体平均相对分子质量增大，正确。[答案］D6．处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH＞0,不改变其他条件的情况下合理的说法是()A．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变B．升高温度，正逆反应速率都增大，H2S分解率也增大C．增大压强,平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D．若体系恒容,注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小［解析]焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A项错误；升高温度，正逆反应速率均增大，因该反应是吸热反应,故平衡正向移动，H2S分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应,会使体系温度升高,C项错误；体系中注入H2,体系将向H2浓度降低方向移动，但最终H2的浓度增大，D项错误。[答案]B分析化学平衡移动问题的注意事项（1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。(2）不要把v（正）增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v（正）>v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。（3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。(4）对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。

考点三化学平衡常数与转化率的计算[解析］将题中已知的三个反应依次编号为①②③，由③×2－①－②得催化重整反应的ΔH＝247kJ·mol－1；催化重整反应的正方向是气体分子数增大的吸热反应,高温低压有利于平衡向正反应方向移动,提高甲烷的平衡转化率，故选A。“三段式法”计算平衡常数的过程如下：[答案]247Aeq\f(1,3）化学平衡计算题的2种解题模式（1)化学平衡计算的基本模式—-平衡“三步曲”根据反应进行（或移动)的方向,设定某反应物消耗的量，然后列式求解。注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等；③弄清起始浓度、平衡浓度、平衡转化率三者之间的互换关系；④在使用平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态.（2)极限思维模式——“一边倒”思想极限思维有如下口诀：始转平、平转始，欲求范围找极值。［分点突破］角度一：化学平衡常数的计算1．在300mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO（g）Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表:温度/℃2580230平衡常数5×10421。9×10－5下列说法不正确的是(）A．上述生成Ni（CO)4（g）的反应为放热反应B．25℃时反应Ni（CO)4(g)Ni（s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－C．80℃达到平衡时,测得n（CO)＝0。3mol,则Ni（CO）4的平衡浓度为2mol·L－D．在80℃时，测得某时刻,Ni（CO）4、CO浓度均为0.5mol·L－1，则此时v(正)＞v(逆[解析］A项，根据图表数据分析,平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应,正向是放热反应，正确；B项，25℃时反应Ni(CO）4（g)Ni(s）＋4CO（g）的平衡常数K′与Ni（s)＋4CO（g）Ni(CO)4（g）的平衡常数K互为倒数，K′＝eq\f（1,K）＝eq\f（1,5×104)＝2×10－5，正确；C项,80℃达到平衡时，测得n（CO）＝0.3mol，c(CO）＝eq\f(0.3mol，0.3L)＝1mol·L－1,依据平衡常数计算式，K＝eq\f(c［NiCO4］,c4CO)＝2，则Ni（CO）4的平衡浓度为2mol·L－1，正确；D项，在80℃时，测得某时刻，Ni(CO）4、CO浓度均为0。5mol·L－1，Qc＝eq\f（c［NiCO4],c4CO）＝eq\f（0.5，0。54）＝8＞2,说明平衡逆向进行,则此时v(正）<v（逆)，错误。[答案］D2．(2016·全国卷Ⅰ)CrOeq\o\al(2－,4）和Cr2Oeq\o\al（2－,7）在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,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，CrOeq\o\al(2－，4）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CrOeq\o\al（2－，4）的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0（填“大于”、“小于”或“等于”)。[解析]（1)由信息CrOeq\o\al(2－,4）和Cr2Oeq\o\al(2－，7)在溶液中可相互转化，再结合图象知，Na2CrO4溶液中的转化反应为2CrOeq\o\al(2－，4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－，7）＋H2O。(2）由图可知，溶液的酸性增强,Cr2Oeq\o\al(2－,7）的浓度越大,平衡向正反应方向移动，因此CrOeq\o\al(2－,4）的平衡转化率增大；由反应2CrOeq\o\al（2－，4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7）＋H2O得该转化反应的平衡常数表达式为eq\f（cCr2O\o\al（2－，7）,c2CrO\o\al(2－,4)·c2H＋），根据A点数据可以得出c（H＋)＝1。0×10－7mol·L－1、c(Cr2Oeq\o\al(2－,7)）＝0.25mol·L－1，可求出转化的c(CrOeq\o\al(2－，4））＝0。25mol·L－1×2＝0.5mol·L－1，进一步可得平衡时c（CrOeq\o\al(2－,4）)＝0。5mol·L－1，代入表达式中得平衡常数K＝1.0×1014.(3)溶液中CrOeq\o\al(2－，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，ΔH小于0.[答案］(1）2CrOeq\o\al(2－，4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al（2－,7）＋H2O(2）增大1。0×1014（3)小于解答化学平衡表格类题的注意要点一看行和列：要看清行标题、列标题的名称及数据单位等,注意给出的是物质的量还是物质的量浓度。二看行和列数据的规律和趋势：如数据是上升、下降还是到某个数值后保持不变等。三看关键的数据点：如最大值、最小值等；另外，要特别注意表格中出现“0"的地方.角度二:转化率的计算3．工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH4（g）＋H2O（g）CO（g)＋3H2（g)ΔH>0，在一定条件下，向体积为1L的密闭容器中充入1molCH4（g）和1molH2O(g)，测得H2O（g）和H2（g)的浓度随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是（)A．达平衡时,CH4(g)的转化率为75%B．0～10min内，v（CO）＝0.075mol·L－1·min－1C．该反应的化学平衡常数K＝0。1875D．当CH4（g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时，反应到达平衡［解析]由图可知,10min时反应到达平衡，平衡时水、氢气的浓度均为0。75mol·L－1，则：A项，平衡时甲烷转化率＝eq\f（0。25mol·L－1，1mol·L－1)×100％＝25%，错误；B项，0～10min内，v(CO)＝eq\f(0.25mol·L－1，10min）＝0。025mol·L－1·min－1，错误；C项，平衡常数K＝eq\f（cCO×c3H2，cCH4×cH2O）＝eq\f（0.25×0.753，0.75×0。75）＝0。1875，正确；D项，同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反应到达平衡，由方程式可知当CH4（g)的消耗速率与H2(g）的消耗速率之比为1∶3时,反应到达平衡，错误。［答案］C4．将4molCO（g）和amolH2(g)混合于容积为4L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g）＋2H2（g）CH3OH(g），10min后反应达到平衡状态,测得H2为0。5mol·L－1.经测定v（H2)＝0.1mol·L－1·min－1。下列说法正确的是()A．平衡常数K＝2B．H2起始投入量为a＝6C．CO的平衡转化率为66.7%D．平衡时c(CH3OH)＝0.4mol·L－12xmol＝0。1mol·L－1·min－1×10min×4L＝4mol，x＝2，a－2x＝0.5×4,a＝6。平衡时,c（CO）＝0。5mol·L－1，c(H2)＝0。5mol·L－1，c（CH3OH)＝0。5mol·L－1.A项，平衡常数K＝eq\f（cCH3OH，cCO·c2H2)＝eq\f（0。5,0。5×0。52)＝4，错误；B项，经上述计算，正确;C项,CO的平衡转化率为eq\f(2mol,4mol）×100%＝50%，错误；D项，平衡时c(CH3OH）＝0.5mol·L－1，错误。[答案]B5．目前工业合成氨的原理是N2(g）＋3H2(g）2NH3（g）(1)工业合成氨反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中，正确的是________(填“A”或“B”)；比较p1、p2的大小关系：________。(2)在一定温度下，将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2。8mol。①达平衡时，H2的转化率α1＝________.②已知平衡时,容器压强为8MPa，则平衡常数Kp＝________(保留小数点后两位数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。［解析]（1)合成氨反应为放热反应，升高温度,转化率减小，所以图A正确，B错误；该反应正方向为体积减小的方向，增大压强平衡正向移动,转化率增大,p2的转化率大,则p2大，p2〉p1。（2)①设参加反应的氮气物质的量为xmol，列式可得：(1－x）＋（3－3x）＋2x＝2。8，x＝0。6；则氮气转化率＝eq\f（0.6mol,1mol)×100％＝60％，当加入的反应物的物质的量之比等于其化学计量数之比时，反应物的转化率相等，所以氢气转化率也是60％;②平衡时各物质的压强之比等于其物质的量之比,所以p（N2)＝eq\f(1－0.6mol,2.8mol）×8MPa＝eq\f（8，7）MPa，p（H2）＝eq\f([3－3×0.6]mol，2。8mol）×8MPa＝eq\f(24，7）MPa，p(NH3）＝eq\f(2×0。6mol,2.8mol）×8MPa＝eq\f（24，7）MPa,化学平衡常数Kp＝eq\f(p2NH3，pN2·p3H2)＝eq\f（\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（24，7）)）2，\f(8,7)×\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(24，7)))3)＝0.26（MPa)－2。［答案］（1）Ap2〉p1（2)①60％②0。26（MPa)－2考向一化学反应速率的影响因素1．(2016·北京卷）下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A．抗氧化剂 B．调味剂C．着色剂 D．增稠剂［解析]A项,抗氧化剂属于还原剂，比食品更易与氧气反应，从而降低氧气浓度，减缓食品被氧化的反应速率，正确；B项,调味剂是为了增加食品的口感，与反应速率无关，错误；C项，着色剂是为了使食品色泽更能引起食欲，与反应速率无关，错误;D项增稠剂是用于改善和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状,并能使食品有润滑适口的感觉,与反应速率无关，错误。[答案］A2．(2015·福建卷）在不同浓度(c）、温度（T）条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v)如下表。下列判断不正确的是（）A。a＝6。00B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变C．b<318。2D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同[解析]A项，根据表中的数据可知：328.2K时,蔗糖溶液的浓度越大，水解的速率越快.根据浓度与速率的变化关系可知，蔗糖的浓度每减小0.100mol·L－1,速率减小1。50mmol·L－1·min－1，所以在浓度为0。400mol·L－1时，蔗糖水解的速率a＝6.00mmol·L－1·min－1，正确；B项，根据表中的数据可知：温度升高，水解速率越快，浓度越高，水解速率也越快,同时改变反应物的浓度和反应的温度，若二者对反应速率的影响趋势相反,并能相互抵消，反应速率也可能不变,正确;C项，在物质的浓度不变时，温度升高，水解速率加快，温度降低，水解速率减慢。由于在物质的浓度为0。600mol·L－1时，当318.2K时水解速率是3。60mmol·L－1·min－1，现在该反应的速率为2。16mmol·L－1·min－1小于3。60mmol·L－1·min－1，所以反应温度低于318.2K，即b〈318。2,正确；D项，由于温度不同时，在相同的浓度时的反应速率不同，所以不同温度下，蔗糖浓度减小一半所需的时间不同,错误。［答案］D3．(2018·全国卷Ⅱ)CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：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：（1）由上表判断，催化剂X________Y(填“优于"或“劣于”），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甲所示.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)。A．K积、K消均增加B．v积减小、v消增加C．K积减小、K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大(2）在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·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图乙所示，则pa(CO2）、pb(CO2)、pc（CO2）从大到小的顺序为________.[解析](1）表中数据表明催化剂Y的积碳反应活化能大,消碳反应活化能小,故积碳反应速率小，消碳反应速率大；而催化剂X的积碳反应活化能小，消碳反应活化能大，其积碳反应速率大,消碳反应速率小，所以催化剂X劣于Y.由表中积碳反应和消碳反应的ΔH均大于0知，积碳反应和消碳反应均为吸热反应，温度升高，平衡常数增加，A正确，C错误;升高温度，无论是放热反应还是吸热反应，反应速率均增加，故v积、v消均增加，B错误；图中600℃后，升高温度积碳量减少，说明升高温度消碳反应速率增加的倍数比积碳反应速率增加的倍数大，D正确.②由速率方程可知，p（CH4)一定，p（CO2)越大，[p(CO2）］－0。5越小，催化剂上沉积碳的生成速率越小，积碳量越小，即积碳量随着p（CO2)的增大而减小，故pc(CO2）最大、pa（CO2）最小，即从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2）［答案］（1)劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小；而消碳反应的活化能相对小，消碳反应速率大AD(2）pc（CO2)、pb（CO2）、pa(CO2)考向二结合信息或图象，判断化学平衡的移动方向4．（2017·天津卷)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K＝2×10－5。已知:Ni(CO）4的沸点为42.2第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态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℃下列判断正确的是（)A．增加c(CO），平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B．第一阶段,在30℃和50℃C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D．该反应达到平衡时,v生成［Ni(CO）4]＝4v生成（CO）[解析］增加c(CO)，平衡正向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变，平衡常数不变，A项错误；第一阶段，50℃时，反应速率较快且Ni（CO）4为气态，能从反应体系中分离出来，B项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则230℃时，第二阶段的平衡常数K′＝5×104，反应进行的程度大,故Ni(CO)4分解率较高，C项错误；该反应达到平衡时，4v生成［Ni（CO）4］＝v生成(CO），[答案］B5．（2017·全国卷Ⅱ)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：①C4H10（g）=C4H8(g)＋H2（g)ΔH1＝＋123kJ·mol－1已知：②C4H10(g)＋eq\f（1，2)O2（g)=C4H8（g)＋H2O（g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g）＋eq\f(1，2)O2(g）=H2O（g)ΔH3＝－242kJ·mol－1图(a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________(填“大于”或“小于”)0。1;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(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[解析](1）反应①为气体总体积增大的反应,在温度相同时，减小压强,平衡正向移动，有利于提高平衡转化率，故x<0.1；反应①为吸热反应，升温使化学平衡正向移动，降低压强使平衡向气体总体积增大的方向（即正向）移动，要提高丁烯的平衡产率，可升高温度或降低压强。(2）结合图（b）可知,随着n(氢气)/n（丁烷）增大，丁烯产率先增大后降低，由于氢气是生成物，当n（氢气)/n(丁烷)逐渐增大时,逆反应速率明显加快，平衡逆向移动，导致丁烯的产率逐渐降低.(3）在590℃前,随温度升高，丁烯产率逐渐增大，这是因为随温度升高反应①反应速率加快，且平衡正向移动；温度高于590［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考向三结合数据或图象定量分析反应进行限度6．(2017·江苏卷）（双选)温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2（g)2NO(g）＋O2（g）(正反应吸热).实验测得:v正＝v（NO2）消耗＝k正c2（NO2），v逆＝v（NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO）·c(O2），k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是（）A。达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B．达平衡时，容器Ⅱ中eq\f（cO2,cNO2)比容器Ⅰ中的大C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%D．当温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T2〉T1［解析］容器Ⅰ中平衡时，c（NO2)＝0.2mol·L－1，c(NO）＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1，容器容积为1L，气体总物质的量为(0.2＋0.4＋0.2)mol＝0。8mol，容器Ⅱ中投入量为(0.3＋0。5＋0.2）mol＝1mol，若容器Ⅱ中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为0.8∶1＝4∶5，根据容器Ⅰ中的相关数据，知该反应的平衡常数K＝eq\f(0。2mol·L－1×0.4mol·L－12，0.2mol·L－12)＝0。8mol·L－1,容器Ⅱ中Qc＝eq\f（0。2mol·L－1×0。5mol·L－12,0.3mol·L－12)≈0.56mol·L－1<K，说明容器Ⅱ中反应未达到平衡，反应向右进行，则达到平衡时两容器中压强之比小于4∶5,A项错误；容器Ⅱ中反应相当于起始加入0。7mol·L－1NO2和0。1mol·L－1NO，达到平衡时,相对容器Ⅰ，平衡逆向移动，则容器Ⅱ中eq\f(cO2，cNO2)的值小，B项错误；容器Ⅰ中达到平衡时NO的体积分数为eq\f(0。4，0.2＋0。4＋0。2）×100％＝50%，容器Ⅲ中相当于起始加入0.5mol·L－1NO2和0.1mol·L－1O2，达到平衡时，相对容器Ⅰ,平衡逆向移动,则容器Ⅲ中NO的体积分数小于50％，C项正确；容器Ⅰ中,T1时,平衡常数K＝eq\f（0.2mol·L－1×0.4mol·L－12，0。2mol·L－12)＝0.8mol·L－1，T2时，k正＝k逆，反应达平衡时，v正＝v逆,即k正c2(NO2）＝k逆c2(NO）·c（O2),得c2(NO2)＝c2(NO）·c（O2）,K＝c2(NO)·c(O2)/c2（NO2）＝1，平衡常数增大，反应正向移动,该反应为吸热反应,则应升高温度,即T2>T1,D项正确。［答案]CD7．(2018·全国卷Ⅲ)三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:对于反应2SiHCl3（g)=SiH2Cl2（g)＋SiCl4(g)ΔH1＝48kJ·mol－1采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。(1)343K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343K＝________（保留2位小数）。(2）在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是__________________;要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________________、____________________。(3)比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”、“小于”或“等于”）。反应速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小数)。[解析]（1）利用“先拐先平数值大”可知,a点所在曲线是343K时SiHCl3转化率变化曲线，由图示可知,343K下SiHCl3的平衡转化率为22%；假设起始时c（SiHCl3)＝1mol·L－1,采用“三段式"可知平衡时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的浓度分别为0.78mol·L－1、0.11mol·L－1、0。11mol·L－1，故反应的平衡常数K＝eq\f(cSiH2Cl2·cSiCl4，c2SiHCl3）≈0。02。(2）在343K下，要提高平衡转化率，可采用不断移去产物的方法,要缩短达到平衡的时间，则需要加快反应速率,所以可采取改进催化剂或缩小反应容器容积以增大反应物的浓度等措施。(3)a、b两点处容器内各物质浓度相同,但a点温度高,故a点反应速率大；在343K时,eq\f（k正，k逆)＝K＝0.02，而a点SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4物质的量分数分别为0.8、0。1、0。1，故eq\f(v正，v逆)＝eq\f（k正·0.82,k逆·0.12）＝0。02×64≈1。3.[答案]（1）220.02（2)及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度）（3)大于1。3题型特点:选择题填空题考向评析:本部分知识在Ⅰ卷中考查速率及平衡的影响或结合图象分析平衡移动；Ⅱ卷中通常在化学反应原理综合题中，通过图象研究速率、平衡影响,通过获取数据或图象信息计算转化率和平衡常数，同时结合工农业生产实际考查学生运用所学知识解决实际问题的能力.答题启示：Ⅱ轮复习时,应注意新情景下平衡状态的判定，及化学平衡常数的多种表示形式的书写，同时加强审读图象获取解题信息的强化训练.“四步”突破化学反应速率与化学平衡图象题［题型特点]化学反应速率与化学平衡的图象题的设置体现了学科核心素养中的“变化观念与平衡思想”。这类题型在近几年全国卷选择题中极少出现,多在非选择题中以填空的形式出现。根据高考命题轮换的特点，2019年高考试卷中可能会将非选择题中的化学平衡图象题置换到选择题中，变“冷点”为“热点".［名师精讲］常考三类图象归纳1．有“断点"的平衡图象当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，可以使速率（v)—时间（t）图象的曲线上出现不连续的情况,即出现“断点”，根据“断点”前后速率的大小，即可对外界条件的变化作出判断。(1)对于可逆反应:H2（g)＋I2（g）2HI(g）ΔH〈0t2时刻改变的条件是加入催化剂或增大压强（2)对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3（g）ΔH<0t2时刻改变的条件是增大压强t2时刻改变的条件是升高温度2．有“拐点"的平衡图象同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，反映到图象上出现“拐点"的时间也会有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响,即可判断出温度的高低、压强的大小以及是否使用催化剂。如密闭容器中进行可逆反应：aA（g)＋bB(g）cC（g)ΔH，在不同温度（T1和T2）及压强(p1和p2）下，混合气体中C的体积分数φ(C）与反应时间（t)的关系如图所示：（1）根据曲线①、②(压强相同时)，最先出现“拐点”的温度高，即T1〉T2；由T1→T2，降低温度,φ（C)增大，说明平衡正向移动,故正反应为放热反应,则ΔH<0。(2）根据曲线②、③(温度相同时），最先出现“拐点"的压强大，即p2〉p1；由p1→p2，增大压强，φ(C）增大，说明平衡正向移动，故正反应为气体分子数减小的反应，则a＋b〉c。3．由“平滑曲线"组成的平衡图象已知不同温度下的转化率（或百分含量）—压强图象或不同压强下的转化率(或百分含量）—温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。如可逆反应:aA（g)＋bB(g）cC（g)ΔH反应物A的转化率（αA）与压强(p）、温度(T）的关系如图所示:（1)图甲中，任意一条等温线,增大压强，αA增大，说明增大压强平衡正向移动，正反应为气体分子数减小的反应,则a＋b〉c，在图中作垂线，与三条线交于M、N、P三点，由M→N→P，为压强相等时，升高温度，αA减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH〈0。(2）图乙中，任意一条等压线，升高温度，αA减小,说明升温平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH〈0,在图中作垂线，与三条线交于M、N、P三点，由P→N→M，为温度相等时，增大压强，αA增大，说明增大压强，平衡正向移动，正反应为气体分子数减小的反应，则a＋b〉c。[典例示范］［应用尝试］1．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋2Y（g)2Z（g)ΔH〈0，下图表示该反应的速率（v）随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（）A．t2时加入了催化剂B．t3时降低了温度C．t5时增大了压强D．t4～t5时间内X的转化率最低［解析］三步分析法:一看反应速率是增大还是减小；二看Δv正、Δv逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向.由图可知:A项，t2～t3时，Δv正＝Δv逆>0，化学平衡不移动，则t2时加入了催化剂,正确；B项，t3~t4时，v逆、v正均减小,且Δv正〉Δv逆，化学平衡逆移，t3时是减小压强，错误；C项，t5～t6时，v逆、v正均增大,且Δv逆〉Δv正，化学平衡逆移，t5时是升高温度，错误；D项，由化学平衡移动原理可知：t6时X的转化率最低，错误。［答案］A2．如图1表示反应：mA(g）＋nB（g）pC（g）＋qD(g）ΔH。在不同温度下经过一定时间混合气体体系中C的百分含量与温度T的关系.图2表示在一定条件下达到平衡后，t时刻(温度不变)改变影响平衡的另一个条件，重新建立平衡的反应过程。由此可判断该反应中（）A．m＋n>p＋q，ΔH〈0B．m＋n〉p＋q，ΔH>0C．m＋n〈p＋q，ΔH〉0D．m＋n〈p＋q，ΔH<0［解析]根据图1可知，在最高点之前是建立平衡的曲线，在最高点之后是平衡受温度影响的曲线，可以看出，温度越高C的质量分数越小，说明平衡逆向移动，说明该反应的正反应是放热反应,即ΔH<0;在图2中，t时刻(温度不变）正逆反应速率都同时突然增大,所以改变影响平衡的条件应该是增大压强，而此时逆反应速率大于正反应速率,说明平衡逆向移动，由此可确定该反应的正反应是气体分子数增大的反应，即m＋n〈p＋q。［答案］D3．可逆反应mA（s）＋nB（g）eC(g)＋fD（g），反应过程中，当其他条件不变时,C的百分含量(C％）与温度（T)和压强(p)的关系如图：下列叙述正确的是（）A．达平衡后，若升温，则K减小B．达平衡后，加入催化剂C%增大C．化学方程式中n>e＋fD．达平衡后,若增加A的量,B的转化率增大［解析]由题左图可知,温度T2到达平衡所用的时间短，故T2>T1，温度越高，平衡时C的百分含量（C%）越小，故该反应的正反应为放热反应;由题右图可知，压强p2到达平衡所用的时间短,故p2>p1，压强越大,平衡时C的百分含量（C％)越小，故该反应正反应为气体分子数增大的反应。A项，正反应为放热反应，温度升高，化学平衡常数K减小，正确；B项，加入催化剂同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，C％不变，错误;C项,该反应的正反应为气体分子数增大的反应，则n〈e＋f,错误；D项，A是固体,增大A的物质的量不能使平衡移动，则不影响B的转化率，错误。［答案］A4．向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：xA（g）＋B（g)2C(g）.各容器的反应温度、反应物起始量，反应过程中C的浓度随时间变化关系分别如图和表所示。下列说法正确的是(）A．由图可知T1<T2，且该反应为吸热反应B．前10min内甲、乙、丙三个容器中反应的平均速率：v(A）乙〈v（A)甲<v(A）丙C．平衡时A的转化率α：α乙〈α甲〈α丙D．T1时该反应的平衡常数K＝7。2[解析]A项，对比甲和乙的图象,乙先达到平衡，说明反应速率快，温度高，即T2〉T1，随着温度的升高，C的浓度降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应，错误；B项，根据图象，前10min，丙的变化量大于乙中的变化量，因此v（A)丙＞v(A)乙，甲中变化量等于乙中的变化量，因此v（A)甲＝v（A)乙，即v（A）甲＝v(A）乙<v（A)丙,错误;C项,甲：A的转化率是eq\f（1.5x，2）×100％，乙：A的转化率是eq\f(x，2)×100％,丙：A的转化率是eq\f（4x，2×4)×100％，因此可以得出α甲>α丙＝α乙，错误；D项，在相同的温度时，根据图中乙和丙两条曲线可知,平衡时曲线丙中C的浓度是乙曲线的2倍，而起始时,容器丙中A和B的浓度是容器乙的2倍,即容器丙中的压强是容器乙中的2倍，而平衡没有移动，说明反应前后气体系数之和相等,即x＝1，K＝eq\f（c2C，cA×cB)＝eq\f(1。52，0。25×1.25)≈7.2，正确.[答案］D5．在密闭容器中，对于可逆反应2A＋3B2C（g），平衡时C的体积分数与温度（T)和压强(p)的关系如图所示，下列判断正确的是()A．若正反应方向ΔH>0,则T1〈T2B．由上图可知,A和B均一定为气体C．其他条件不变,压强增大时,混合气体的平均相对分子质量减小D．若增大压强，平衡不移动，说明A是气体，B为非气体［解析]A项，若正反应方向ΔH>0,升高温度，平衡向正反应移动，C的含量增大，由图可知,温度T2到达平衡时C的含量较低，故温度T2<T1，错误；B项,温度一定时，压强越大,C的含量越大，故增大压强平衡向正反应移动,正反应是气体体积减小的反应,即B一定是气体，A的状态不确定,错误；C项，若A也为气体，平衡正向移动,混合气体总质量不变,总的物质的量减少，平均相对分子质量增大,若A为非气态，平衡正向移动，混合气体的总质量增大，总的物质的量减少，故平均相对分子质量增大，错误；D项，若增大压强,平衡不移动，说明反应前后气体的物质的量不变，则A是气体，B为非气体，正确。[答案]D6．在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0。1molCO和0。2molH2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g).测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示：下列说法正确的是（）A．该反应的正反应为吸热反应B．三个容器容积：①>②〉③C．在P点，CO转化率为75%D．在P点，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0。025mol，此时v(CO)正<v(CO）逆[解析]A项，任选一种情况，升高温度,甲醇的体积分数减小，平衡逆向移动，说明逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,错误；B项，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数越大，说明压强由大到小的顺序为①〉②>③，故容积大小为①〈②<③，错误；C项,P点甲醇的体积分数为50%，设CO转化的物质的量为x，则氢气转化了2x，甲醇生成了x，50％＝eq\f（x,0。1－x＋0.2－2x＋x)得到x＝0。075，所以CO的转化率为eq\f(0。075,0。1）×100%＝75%，正确；D项，设②容器体积为V，P点平衡的时候，CH3OH的物质的量为0.075mol,浓度为eq\f(0。075，V）mol·L－1，CO的物质的量为0.025mol,浓度为eq\f(0。025,V）mol·L－1,H2的物质的量为0。05mol，浓度为eq\f（0。05，V）mol·L－1，K＝eq\f（\f（0.075,V),\f（0。025,V）×\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（0.05，V)））2)＝1200V2，再充入CO、H2及CH3OH各0。025mol,同样的方法计算得到浓度商Qc≈356V2，Qc〈K，所以v（CO）正〉v(CO)逆,错误。[答案]C专题跟踪训练（七）能力练(20分钟50分)一、选择题(每小题6分，共42分)1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0。3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下,当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是（）A．c（Z）＝0。3mol·L－1B．c(X2)＝0.2mol·L－1C．c(Y2）＝0.4mol·L－1D．c（X2)＋c(Y2)＋c(Z）＝0.55mol·L－1[解析]假设反应向正反应方向进行,由于Y2（g）过量，则完全转化时，Z（g）的浓度为0.4mol·L－1；假设反应向逆反应方向进行，则完全转化时,X2（g)、Y2（g)的浓度分别为0.2mol·L－1、0.4mol·L－1。由题意知，该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物,生成物也不可能完全转化为反应物，故A正确,B、C均错误；该反应前后气态物质体积不变，反应达到平衡时，不论X2、Y2、Z怎么变化,总物质的量不会改变，物质的总浓度也不会改变，即c（X2)＋c(Y2)＋c（Z）＝0.6mol·L－1,D错误。[答案]A2．在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO2N2O4，下列描述不能说明该反应达到平衡状态的是（）A．N2O4生成速率与N2O4分解速率相等B．混合气体平均相对分子质量保持不变C．NO2的分子数与N2O4分子数之比为2∶1D．体系颜色不再发生改变[解析]N2O4的生成速率和分解速率相等,说明N2O4的浓度不变，即反应达到平衡状态，A项正确；混合气体的平均相对分子质量eq\x\to（M）（混)＝eq\f(m混，n混）,eq\x\to（M)(混）不变，说明n（混）不变,即反应达到了平衡状态，B项正确;NO2与N2O4的分子数之比为2∶1时反应不一定达到平衡状态，C选项错误;体系颜色不变，说明NO2的浓度不变,即反应达到平衡状态,D项正确。[答案]C3．（2018·长沙市高三统考)一定条件下,在体积为2L的密闭容器中，3molX和3molY发生反应：3X(g)＋Y（g）2Z（g）ΔH>0，经60s达到平衡，生成0。4molZ。下列说法正确的是（)A．60s内反应速率为v(X）＝0。05mol/（L·s）B．其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小C．其他条件不变,若初始投入2molX和2molY，则物质Y的转化率减小D．其他条件不变,将容器体积变为4L,Z的平衡浓度变为原来的一半［解析]A项,v（X)＝eq\f(3，2)v(Z)＝eq\f(3,2)×eq\f（0.4mol，2L×60s)＝0。005mol·L－1·s－1，错误；B项，升高温度,正、逆反应速率均加快,错误；C项，成比例减小投料量，相当于减压，平衡逆向移动，Y的转化率减小，正确；D项,容器体积扩大为原来的2倍，相当于减压，平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于原来一半，错误。[答案]C4．(2018·安徽省合肥市高三第一次质检)在密闭容器中进行反应:X(g）＋2Y(g)2Z(g）ΔH>0，下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（）［解析］该反应为吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动，则v正>v逆，A项错误；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，Z的体积分数增大,B项错误;该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大，该反应为气体分子数减小的反应,温度不变时，增大压强，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大,C项正确;平衡常数K只与温度有关，D项错误。［答案]C5．一定条件下,Cu2＋、Mn2＋、Fe3＋的浓度对乙酸在光照下催化降解速率的影响如图所示。下列判断不正确的是（）A．该实验方案的缺陷之一是未做空白对照实验B．Cu2＋、Mn2＋提高乙酸降解速率的最佳浓度为0。1mmol·L－1C．Fe3＋不能提高乙酸降解速率D．相同条件下，乙酸在Cu2＋、Mn2＋、Fe3＋作用下的降解速率依次减小［解析］各离子浓度为0时，乙酸在光照下的降解速率为70%，这一条件下的数值就是三个实验的对照实验,A选项错误；根据图象分析，Cu2＋、Mn2＋提高乙酸降解速率的最佳浓度为0。1mmol·L－1，B正确;根据图象可知，Fe3＋的加入会使乙酸的降解速率减小，C正确；在同一条件下，如三种离子浓度相等时，乙酸在Cu2＋作用下的降解速率最大，Fe3＋最小，D正确。［答案]A6．已知在密闭容器中发生反应：Fe（s)＋CO2（g)FeO(s）＋CO（g)ΔH.不同温度下该反应的平衡常数如下表：温度/℃500700900K1.002。40x下列判断正确的是()A．x可能是0。64B．Fe（s)＋CO2(g）FeO(s)＋CO（g）的ΔH>0C．平衡常数表达式K＝eq\f（cFeO·cCO,cFe·cCO2）D．抽走反应体系中的CO,平衡正向移动，且正反应速率增大［解析］由表格中500℃和700℃时的平衡常数可知，温度升高,平衡常数增大，故x〉2。40，A项错误；平衡常数随温度升高而增大，即升高温度，平衡正向移动,故正反应为吸热反应,ΔH>0,B项正确；平衡常数K＝eq\f（cCO，cCO2)，C项错误；抽走反应体系中的CO，生成物浓度降低,平衡正向移动，正反应速率减小,D项错误。［答案］B7．工业上制备尿素的反应为2NH3（g）＋CO2（g)CO（NH2）2（s)＋H2O(g)。温度为TK时，将68gNH3和88gCO2充入容积为100L的恒容密闭容器中，发生上述反应.测得40s时该反应达到平衡状态，且平衡常数K＝2。5×103。下列说法正确的是()A．0～40s内,反应速率v（NH3）＝5.0×10－4mol·L－1·min－1B．达到平衡时，c[CO（NH2)2］＝0.01mol·L－1C．达到平衡时,CO2的转化率为50%D．充入惰性气体Ar，可提高NH3的转化率［解析］68gNH3的物质的量为4mol,88gCO2的物质的量为2mol，假设达到平衡时CO2反应掉xmol，根据各物质化学计量数关系可得:平衡常数K＝eq\f（\f(x,100）,\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f(4－2x,100）））2×\f(2－x，100))＝2.5×103。解得x＝1，故0～40s内，反应速率v（NH3)＝eq\f(\f(2mol,100L)，\f(40,60)min)＝0.03mol·L－1·min－1，A项错误；反应体系中，CO（NH2)2为固体，不用其来表示反应速率，B项错误；达到平衡时，CO2的转化率为eq\f（1mol，2mol)×100％＝50％，C项正确；充入惰性气体Ar，CO2（g)、H2O(g）的浓度不变，平衡不移动，NH3的转化率不变，D项错误。［答案]C二、非选择题（8分）8．在一定温度下，向2L固定容积的密闭容器中通入2molCO2、3molH2，发生反应CO2（g）＋3H2(g）CH3OH(g)＋H2O(g）ΔH〈0。回答下列问题：（1)能说明该反应已达平衡状态的是________（填标号,下同)。A．CO2的体积分数保持不变B．体系中n(CO2）/n(H2)的值保持不变C．混合气体的密度保持不变D．单位时间内有nmolH—H键断裂，同时有nmolO—H键生成（2)下列措施能使n（CH3OH）/n（CO2)的值增大的是________。A．升高温度B．恒温恒容下，充入HeC．使用高效催化剂D．恒温恒容下，再充入2molCO2、3molH2（3）反应10min时体系达到平衡状态，此时CO2的转化率为25%，该反应的反应速率v（H2)＝________，反应的平衡常数K＝________(保留三位有效数字)；若使K的值变为1，则应采取的措施是________.A．增大压强B．恒压下加入一定量H2C．降低温度D．升高温度[解析](1)各物质的物质的量分数或体积分数保持不变，说明反应达到平衡状态；该反应的投料比不等于其化学计量数之比，当反应物的物质的量之比保持不变时，说明反应达到平衡状态；反应中物质的总质量和体积恒定不变，不管反应是否达到平衡，混合气体的密度都不变，无法说明反应是否达到平衡状态；H—H键的断裂和O-H键的生成都表示正反应,无法说明反应是否达到平衡状态。（2)反应正向移动时，n（CH3OH)/n(CO2）的值增大。升高温度，平衡逆向移动；恒温恒容下，充入He，平衡不移动；催化剂不影响化学平衡的移动；D项条件可等效为增大压强，平衡正向移动.（3)达到平衡时CO2的转化率为25％，即CO2反应了2mol×25%＝0.5mol，则平衡时c（CO2）＝c（H2）＝0。75mol·L－1，c（CH3OH)＝c（H2O）＝0.25mol·L－1，v(H2）＝eq\f（1.5mol·L－1－0.75mol·L－1,10min）＝0。075mol·L－1·min－1，平衡常数K＝eq\f（0。25×0。25,0。75×0。753）≈0。198。K只与温度有关,若使K的值变为1，则应改变温度使平衡正向移动，应采取的措施是降低温度。[答案］（1）AB(2)D（3）0。075mol·L－1·min－10。198拔高练(25分钟50分）一、选择题(每小题9分,共27分）1．以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为：2CO2（g）＋6H2（g)CH3CH2OH（g)＋3H2O（g）ΔH〈0。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数（y％）随温度变化如图所示.下列说法正确的是()A．a点的平衡常数小于b点B．b点,v正（CO2）＝v逆（H2O）C．a点,H2和H2O物质的量相等D．其他条件恒定，充入更多H2，v（CO2）不变[解析］从图象可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动,温度升高平衡常数减小,a>b，A错误；b点只能说明该温度下，CO2和H2O的浓度相等，不能说明v正（CO2)＝v逆(H2O),B错误；从图象可知,a点H2和H2O的物质的量百分数相等，故物质的量相等,C正确；其他条件恒定，充入更多H2，反应物浓度增大,正反应速率增大，v(CO2)也增大，D错误。［答案]C2．80℃时，在2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应N2O4（g)2NO2（g）ΔH＝QkJ·mol－1(Q〉0）时间/s020406080100c（NO2)/(mol·L－1）0.000.120。200.260.300.30下列判断正确的是()A．升高温度该反应的平衡常数K减小B．20～40s内，v(N2O4)＝0。004mol·L－1·s－1C．100s时再通入0.40molN2O4，达到新平衡时N2O4的转化率增大D．反应达到平衡时，吸收的热量为0。30QkJ［解析］该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K增大,A项错误;20～40s内，v(N2O4）＝eq\f（1，2）v(NO2)＝eq\f(1，2）×eq\f（0。20mol·L－1－0.12mol·L－1,40s－20s)＝0.002mol·L－1·s－1，B项错误；100s时再通入0.40molN2O4，相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小，C项错误；反应达到平衡时，c（NO2）＝0。30mol·L－1，生成NO2的物质的量为0。30mol·L－1×2L＝0。60mol,由热化学方程式可知生成2molNO2时吸收的热量为QkJ,则生成0。60molNO2时吸收的热量为0。30QkJ，D项正确。[答案]D3．臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为2NO2(g）＋O3（g)N2O5（g)＋O2(g)ΔH。不同温度下,在三个容器中发生上述反应，相关信息如表格及图所示:下列说法正确的是(）A．0~10min内甲容器中反应的平均速率：v(NO2）＝0.02mol·L－1·min－1B．T1〈T2，ΔH〉0C．平衡时N2O5浓度：c乙（N2O5）>c丙（N2O5)D．T1K时，若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2molO2,则脱硝反应达到平衡前，v(正）〈v（逆)[解析］从图象分析可知，甲容器中v（N2O5)＝eq\f（0。2mol·L－1,10min）＝0。02mol·L－1·min－1，根据方程式化学计量数比可知，v(NO2)＝2v(N2O5)＝2×0.02mol·L－1·min－1＝0。04mol·