24化学反应条件的优化-工业合成氨

课题：第4节化学反响条件的优化——工业合成氨课本：化学反响原理 山东科学技术出版社学问与技能：１.了解如何应用化学反响速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件；２.了解应用化学反响原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异；３通过对合成氨适宜条件的分析，生疏化学反响速率和化学平衡的掌握在工业生产中的重要作用。过程与方法：在化学反响的方向、限度、速率等理论为指导的根底上带着学生选择适宜的反响条件，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素，查找工业合成氨生产的最正确条件。情感态度与价值观：生疏化学反响原理在工业生产中的重要作用，提升学生对化学反响的价值的生疏，从而赏识化学科学对个人生活和社会进展的奉献。教学重难点：应用化学反响速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件。课型：课课时安排：１课时教学过程：【提问】影响化学反响速率和化学平衡的重要因素有哪些？【学生】答复【留意】催化剂只能转变化学反响速率，不能转变化学平衡状态。【教师】今日这节课我们就看看如何利用化学反响的有关学问将一个化学反响实现工业化，我们以工业合成氨为例。首先我们看看合成氨的有关背景。【投影】展现弗里茨·哈伯的图像【投影】弗里茨·哈伯与合成氨合成氨从第一次试验室研制到工业化投产经受了约15010年的时间内进展了很屡次的探究，单是查找高效稳定的催化剂，2年间他们就进展了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最终选定了一种适宜的催化剂，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。【投影并讲解】化学反响的

合成氨反响能否自发 化学工艺化学热力

化学反响的

适宜怎样能促使 的 工合 艺化学反响向 成 流合成氨方向 氨 程条件化学动力 化学反响的速

怎样能提高合成氨反响

高压对设备材质、加工制造的要求、温度【沟通·研讨】P65合成氨反响是一个可逆反响:N

+3H(g) 2NH

(g)2 2 3298K时:△H=-92.2KJ·mol—1，△S=-198.2J·K—1·mol—1298K下合成氨反响能否自发进展？298K下合成氨反响的平衡常数K4.1×106〔mol·L—1)—2【学生】假设△H和△S不随温度变化，算得T<465.2K。【提问】观看合成氨的化学反响，说明合成反响的特点：△【投影】N(g) + 3H(g) 2NH(g) H＝-92.2kJ/mol△2 2 3(1体积) (3体积) (2体积)【学生】①可逆反响②熵减小的反响③正反响气态物质系数减小④正反响是放热反响【板书】第四节 化学反响条件的优化——工业合成氨一、合成氨反响的限度【沟通·研讨】请利用化学平衡移动的学问分析什么条件有利于氨的合成。P65【投影】NH30.60.50.40.30.20.11：11：21：31：41：51：6

n(N

):n(H)2 2【学生答复】 降低温度、 增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动，N2、H2体积比为1：3时平衡混合物中氨的含量最高。【板书】二、合成氨反响的速率【沟通·研讨】P661、你认为可以通过掌握那些反响条件来提高合成氨反响的速率？2:ν=κC(N2)C1.5(H2)C—1(NH3) ，请你依据关系式分析：各物质的浓度对反响速率有哪些影响？可以实行哪些措施来提高反响速率？条件oE条件oE/KJ/molk(催)/k(无)无催化剂3353.4×1012(700k)Fe催化剂167化剂对合成氨反响速率的影响【学生答复】上升温度 增大压强 增大反响物浓度使用催化剂增大N、H浓度,将氨准时从混合气中分别出去2 2使用催化剂可使合成氨反响的速率提高上万亿倍。【板书】三、合成氨的适宜条件3333NH生产得快NH生产得多外界条件速率分析平衡分析压强高压高压温度高温低温催化剂使用无影响反响物的浓度增大浓度增大浓度生成物氨的浓度减小浓度减小浓度研讨的内容1、既然增大压强既可提高反响速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？2研讨的内容1、既然增大压强既可提高反响速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？2、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好3工业中要不要使用催化剂，为什么？研讨的问题研讨的构造压强怎么定？温度怎么选择？要不要用催化剂？【分析】1、压强怎么选？所以理论上压强越大越好。H2和N2所需要的动力大，因此选择压强应符合实际科学技术。【结论】综合以上两点:依据反响器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强。【分析】2、温度怎么选择？【结论】综合以上因素:实际生产中温度一般选择在700K左右〔主要考虑催化剂的活性〕。【分析】3、用不用催化剂？经济效益和社会效益要求化学反响速度要快， 原料的利用率要高，单位时间的产量要高。【结论】实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂〔铁触媒〕，它在700K时活性最高。【分析】4、浓度怎么定？N2和H2的比例怎么定？析，在氮气和氢气的物质的量比为1：3时，平衡转化率最大，但是试验测得适当提高N2的浓度，即NH1：2.8时，更能促进氨的合成。2 2【结论】实际生产中的处理方法：准时将气态氨冷却液化分别出去；准时将氮气和氢气循环利用，使其保持肯定的浓度。外部条件工业合成氨的适宜条件外部条件工业合成氨的适宜条件压强依据反响器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强温度适宜温度700K左右催化剂使用铁触媒作催化剂NH1：2.8的投料比,氨准时从混合浓度22气中分别出去【板书】合成氨的方程式〔留意条件〕【小结】【教师小结】工业上利用某可逆反响生产产品：1、一般要使用催化剂：这样可以大大加快化学反响速率，提高生产效率，也提高了经济效益；2、选择适宜的温度：该温度是催化剂活性最大的温度；3、选择适宜的压强：既要考虑化学反响速率和化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等。解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂；19490.6万吨；20233363.7万吨，成为世界上产量最高的国家之一。拥有多种原料、不同流程的大、中、小1000多家。【投影】合成氨的工业前景1、催化剂合成氨的铁催化剂这一类合成氨催化剂以复原铁为催化剂主要活性成分，并掺加各种促进剂和载体的催化剂.促进剂：稀土金属及其氧化物关于稀土金属及其氧化物的作用，我国也进展了一些争论。国外也报道了一些含钐、锆、钯、铑的催化剂争论结果，觉察稀土金属及其氧化物是对氨合成格外有效的促进剂。我国有丰富的钛、锆、铌等稀有金属资源，因此，以稀有金属氧化物为促进剂，有期望成为我国改进工业合成氨的铁催化剂的争论方向之一。合成氨的钌催化剂合成氨熔铁型催化剂要在高温、高压和耗能高的苛刻条件下使用，且催化剂的活性并不是很高。而合活性高10—20倍，且对水、CO和CO不敏感，但合成氨的钌催化剂在高压下未必比合成氨的铁催2化剂来得优越。化学模拟生物固氮现在，世界上好多国家〔包括我国〕的科学家，都在争论模拟生物固氮，即查找人工制造的有固氮活性的化合物。固氮酶由两种蛋白质组成。一种蛋白质〔二氮酶〕的分子量约22万，含有两个钼原子、3232个活性硫原子；另一种蛋白质〔二氮复原酶〕是由两个分子量为29000的一样亚基44固氮催化剂。超声波固氮：氮气在通常状态下格外稳定，一般难以发生化学反响，但在超声波作用下，可以使氮分子中的化学键可以测处处理过的水中含有亚硝酸、硝酸等；假设处理溶有氮气、氢气和一氧化碳的饱和水溶液，可以测到甲醛、氢氰酸和咪唑等物质，这些试验对人工固氮的争论供给了一条的途径。【迁移应用】P70、2工业制造硫酸的主要反响为:2SO

(g)+O(g)===2SO(g) △H=-197.8KJ/mol①2 2 3===SO(g) + HO(l) HSO(aq)②===3 2 2 4K随温度上升而减小.VO(6％-12％)、KSO(17％-20％)、SiO

(50％-70％),能使催化剂中毒的2 5 2 4 2物质有砷、硒、氟等.请依据以上信息争论二氧化硫氧化反响的工艺条件()对工业生产硫酸的影响.2SO(g)+O(g)2 2

2SO(g) H＜0其试验数据见表△3△〔1〕应选用的温度是 450℃。应承受的压强是 常压 ，理由是 由于常压〔1〕应选用的温度是 450℃。SO的转化率提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高 。2在生产中，通入过量空气的目是 。原料气必需净化的缘由是 。(5)尾气中有SO必需回收是为了 。2【主板书】第四节 化学反响条件的优化——工业合成氨一、合成氨反响的限度二、合成氨反响的速率ν=κC(N)C1.5(H)C—1(NH)2 2 3三、合成氨的适宜条件1、一般要使用催化剂：这样可以大大加快化学反响速率，提高生产效率，也提高了经济效益；2、选择适宜的温度：该温度是催化剂活性最大的温度；3、选择适宜的压强：既要考虑化学反响速率和化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等。〔其次课时〕【题１】对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从以下条件中选择最适宜的组合是〔B〕①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨A.②④⑤ B.②④⑦ C.①④⑤ D.②③⑥【解析合成氨工业利用N＋3H 2NH ΔH<因而可知上升温度有利于反响向氨气生成的方向进展；2 2 3从气体的系数来看，加压有利于反响向氨气生成的方向进展；加催化剂只会转变速率却无法转变转化率；减少生成物的浓度也有利于反响向氨气生成的方向进展。故综上所述有②④⑦。N＋3H2 2述错误的选项是〔CD〕

2NH ΔH<0到达平衡，当单独转变以下条件后，有关叙3参加催化剂，V正、V逆都发生变化，且变化的倍数相等加压，V正、V逆都增大，且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数降温，V正、V逆都减小，且V正削减的倍数大于V逆削减的倍数参加氩气，V正、V逆都增大，且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数V正、VV正、V逆变化的倍数相等。加压，体系中各反响物浓度增大，V正、V逆都增大，但更有利于向气体系数削减的方向移动，故V正增大的倍数大于V逆增大的倍数。降温，反响速率全部下降，但有利于平衡向放热的方向移动，而本反响ΔH<0，所以V正削减的倍数小于V逆削减的倍数。参加稀有气体，各组分的浓度都不会变化或者减小，所以V正、V逆不变或减小。故C、D均不正确。【题３】合成氨所需的H由炭和水蒸气反响制得，其中一步反响为CO＋HO(g)2 2CO的转化率提高，同时提高H的产率，可以实行的措施是〔A〕2A.增大水蒸气的浓度 B.上升温度 C.增大CO浓度 D.增大压强

CO＋H ΔH<0，欲2 2【解析】欲使CO的转化率提高，同时提高H2的产率，必定要求转变条件使平衡向正反响方向移动。CO＋HO(g) CO＋H ΔH<02 2 2蒸气的浓度。上升温度虽然可以提高反响速率，但会使平衡向左移，假设降低温度，可使平衡右移，却又会降低反响速率，但会符合题目要求，惋惜无此选项。增大CO浓度，虽可以提高H的产率，但自身的转化率2却会降低。压强对气体系数不变的反响无影响。H、N、NH，开头时其物质的量之比为3：1：1，反2 2 3应达平衡后，H、N、NH9：3：4，则此时N的转化率为〔A〕2 2 3 2A.10% B.20% C.15% D.30%【解析】 3H ＋N 2NH2 2 3起始量 ３ １ 1转化量 3x x 2x平衡量 ３－３x 1－x 2x(３－x)：〔1－x〕：2x＝9：3：4故x=0.10.11所以N的转化率为12

100%10%【题５】在肯定条件下，2NH3NH未分解时的密度之比为〔B〕3

3H＋N，到达平衡时，NH50%，此时平衡混合气的密度与2 2 3A.１：１ B.２：３ C.３：２ D.２：１【解析】 2NH 3H ＋ N3 2 2起始量 x 0 0转化量 50%x 0.75x 0.25x平衡量 0.5x 0.75x 0.25x反响前后均为气体故总质量不变，密度

mv，而气体的体积又与气体的物质的量成正比，故反响

x2:3后与反响前密度之比等于物质的量的反比，即为前0.5x0.75x0.25x 。【题６】在密闭容器中进展如下反响已到达平衡，N＋3H2 2

2NH ΔH<0，其他条件不变时，假设将平衡3混合物中各物质的浓度都增大到原来的２倍，则以下说法中正确的选项是〔BD〕A.平衡不移动 B.平衡向正方向移动C.平衡向逆反响方向移动 D.NH3的百分含量增加【解析】将平衡混合物中各物质的浓度都增大到原来的２倍，则反响的速率增大，其他条件不变也就是说将气体进展压缩，容器体积减小，使平衡向气体系数减小的方向移动，故平衡向正方向移动。进而使NH3的百分含量增加。【题７】在肯定条件下，进入氨合成塔的混合气体中含N222%，含H278%，经过合成反响到达平衡后，在一样的温度和压强下，气体的体积缩小至原体积的95%，N2的转化率与下面接近的数值是〔B〕A.12.5% B.11.4% C.10.5% D.9%【解析】设原气体体积为V，则平衡后体积为V－0.95VN ＋ 3H 2NH ΔV2 2 31 3 2 2转化中 0.025V 0.075V 0.05V V－0.95V0.025V所以N的转化率为2

0.22V

100%11.4%700K左右进展的，这主要缘由是〔D〕A.700K时此反响速率最快 B.700K时氨的平衡浓度最大C.700K时氨的转化率最高 D.700K该反响的催化剂能发挥最大的作用【解析】温度越高反响速率越快，所以排解A选项；N＋3H 2NH ΔH<0，所以温度越高氨的平衡浓2 2 3度越大，转化率越高，所以排解B、C选项。综合可得只有D选项最贴切。【题９】有关合成氨工业的说法中，正确的选项是〔B〕从合成塔出来的混合气体，其中NH15%，所以生产氨的工厂效率都很低3由于氨易液化，N、H在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高C.合成氨工业的反响温度控2 2制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反响方向移动D.20～50Mpa，由于该压强下铁触媒的活性最大【解析】此题主要是理解合成氨的过程，以及温度、浓度、催化剂等对该反响的影响，不难选出答案。10】一密封体系中发生反响：N

＋3H 2NH〔正反响为放热反响〕以下图为某一段时间段反响速率与反响进程的曲线关系图：

2 2 3答复以下问题：〔１〕处于平衡状态的时间段是 。〔２〕t、t、t时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？1 3 4〔３〕以下时间段中，氨的百分含量最高的是〔〕０～t B.t～t C.t～t D.t～t1 2 3 3 4 5 6【解析】此题主要是要学会看图，图表达的是速率与时间的关系，只要速率不随时间变化而变化，说明在这条件反响已经到达平衡了。所以处于平衡状态的时间段是０－t1，t2－t3，t3－t4，t5－t6。从图中可得t1时刻v(逆)>v(正)，N

＋3H2 2

2NH〔正反响为放热反响故温度上升，v(逆)>v(正)。3图中t3时刻从原来的速率增大，而且变化过程中v(逆)＝v(正)，说明平衡都未被打破。所以应当是催化剂导致的。图中t4时刻的变化，v’(逆)、v’(正)都减小且v’(逆)>v’(正)，所以不行能是温度的影响，应当是浓度的影响，而且是浓度减小的变化，所以是压强减小了，使平衡向逆反响方向移动了。〔第三课时〕【题1】在肯定条件下将含1molNH的体积不变的密闭容器加热，发生反响2NH 3H＋N，一段时间3 3 2 2后到达平衡，此时NH3

的体积分数为x%，假设在容器中再参加1molNH3

后密封，加热到一样温度，使反响到达平衡，设此时NH的体积分数为y%x和y的关系正确的选项是〔A〕3A.x<y B.x>y C.x＝y D.x≥y【解析】体积不变的密闭容器，多加NH后相当于加压，使平衡向气体体积系数缩小的方向移动，所以NH3 3的体积分数会大一点，即有.x<y。【题２】将VLH和VLNVL〔气体体积1 2 2 2 3均在一样条件下测定〕，则生成NH的体积是〔A〕3A.〔V＋V－V〕L B.〔V＋V＋V〕L1 2 3 1 2 3C.〔V＋V－2V〕L D.[V－〔V＋V〕]L1 2 3 3 1 2【解析】N ＋ 3H 2NH ΔV2 2 31 3 2 2〔V＋V－V〕L1 2 3依据比例即可得到答案。【题3】依据以下表达，完成〔１〕～〔３〕题。工业上合成氨的原料之一——氢气，有一种来源是取自石油气，例如丙烷。〔１〕有人设计了以下反响途径，假设反响都能进展，你认为最合理的是〔C〕A.CH3 8CH3

极高温高温脱氢

C＋H2CH＋H3 6 2CH＋HO 催化剂 CO＋H

，CO＋HO===CO＋H3 8 2△

2 2 2 2

H＋O

===CO

＋电解

3 8 2 2 2 2 2 2△〔２〕按以上最合理的反响途径，理论上用1mol丙烷最多可制得氨气〔B〕A.4mol B.6.7mol C.10mol D.2.7mol〔３〕该合理反响途径最显著的优点是〔C〕A.简洁易行B.制得的H纯度高C.制得的H产量高D.可同时获得大量热能2 2【解析】(1)从产量、能源等角度进展考虑。〔２〕CH＋3HO3 8 21mol

催化剂△

3CO ＋7H，CO＋HO CO＋H2 2 2 23mol 7mol 3mol 3mol1molCH3 8N ＋ 3H2 2

10molH22NH33 210mol (6.7mol)【题4】把氮气和氢气按１：１的物质的量比混匀后分成四等份，分别同时充入A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中〔容器的容积固定〕，在保持一样温度的条件下，四个容器中的合成氨反响到达化学平衡状态。分析下表中试验数据答复以下问题〔用A、B、C、D填空〕。容器代号 A BCD平衡时混合物的平均相对分子质量1617平衡时氮气的转化率 20%平衡时氢气的转化率 30%(1)都到达平衡时， 容器中氨气的物质的量最大。(2)到达平衡时所需时间最长的容器是。(3)四个容器由小到大的排列挨次是。【解析】设氮气和氢气均为１molN ＋ 3H 2NH2 2 3起始量 1mol 1mol 0A.平衡 0.8mol 0.4molB平衡 0.7mol 0.2mol1mol28g/mol1mol2g/mol１６＝ n11mol28g/mol1mol2g/mol17= n2N ＋ 3H 2NH Δn2 2 31 3 2 2

15n1=830n1=172—15/8 C平衡2－30/17 D平衡【题5向体积不变的密闭容器中充入2molN和6molH肯定条件下发生反响N(g3H(g)

(g)，2 2 2 2 37mola、b、cN、H、NH起始参加的物质的量，维持温度不变，使到达平2 2 3衡时各成分的百分含量不变。则：(1)假设a＝0，b＝0，则c＝ ；(2)假设a＝0.7，b＝2.1，则：①c＝②这时反响向 进展；③假设要维持反响开头时即向该反响方向进展，c的取值范围是 ；(3)欲使起始反响维持向与〔２〕相反的方向进展，则b的取值范围是 。【解析】(1)依据等效平衡，可利用完全转化的思维进展变化。应与起始相等。N ＋3H 2NH2 2 3起始１２mol6mol0mol起始２０mol0molcmol转化0.5cmol1.5cmolcmol极限0.5cmol1.5cmol0mol0.5cmol＝２mol c＝4(2)符合题设条件的各起始量之差应与反响式中相应系数成比例。① N(g) ＋3H(g) 2NH(g)2 2 3起始２６０条件0.72.1c0.7＋0.5c＝２ c＝2.6②题设条件平衡时共7mol气体，而(2)小题起始量才5.4mol(0.7mol＋2.1mol＋2.6mol)，所以起始反响向逆反响方向进展。③从三个极限起始量考虑，即N02molN、6molH、n(NH)＝０；N

100%时，2 2 2 3 2n(N)＝０、n(H)＝０、n(NH)＝4mol；现求平衡时各成分的物质的量，设平衡时N转化了xmol，2 2 3 2N(g) ＋3H(g) 2NH(g)2 2 3２ ６ ０x 3x 2x2－x 6－3x 2x依题意：(2－x)＋(6－3x)＋2x＝7，x＝0.5所以平衡时，n(N)＝1.5mol、n(H)＝4.5mol、n(NH)＝1mol2 2 3将三个极限起始量加以分析比照：N(g) ＋3H(g) 2NH(g)2 2 3２ ６ ０〔N转化率为０时起始量〕21.5 4.5 1〔平衡量为起始量〕０ ０ ４〔N100%时起始量〕2可以看出，为了维持反响开头向逆反响方向进展，c的起始范围是1<c≤4。〔３〕同理，为了维持反响开头向正反响方向进展，b4.5<b≤6。6SO0.7mol氧气的空气〔CO〕放入肯定体积的密闭容器中，550℃时，在催2 2催化剂化剂作用下发生反响：2SO＋O催化剂2 2

2SO加热

〔正反响放热〕。反响到达平衡后，将容器中的混合气体通过3NaOH21.28L；再将剩余气体通过焦碳没食子酸的碱性溶液吸取O2，气体的体5.6L〔以上气体体积均为标准状况下的体积〕。〔计算结果保存一位小数〕请答复以下问题：〔１〕推断该反响到达平衡状态的标志是 。〔填字母〕a.SO2和SO3浓度相等 b.SO2百分含量保持不变 c.容器中气体的压强不变d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 e.容器中混合气体的密度保持不变〔２〕欲提高SO2的转化率，以下措施可行的是 。〔填字母〕a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入O2c.转变反响的催化剂 d.上升温度〔３〕求该反响到达平衡时SO2的转化率〔用百分数表示〕。〔４〕假设将平衡混合气体的５%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？【解析】推断该反响到达平衡状态的标志可以从v正＝v逆，或者各组分百分含量不随时间变化而变化，假设不是等体积的反响可以从压强或颜色等不再随时间变化而变化均可以推断该反响已经到达平衡。要提高其中一种反响物的转化率，可以参加另一种反响物，或者依据反响方程式属于吸热还是放热反响来变化温度。消耗的O2

的物质的量：0.7mol－

5.6L 0.45mol22.4L/mol生成的SO的物质的量：0.45mol2＝0.9mol321.28L 0.95molSOSO2

的物质的量之和：

22.4L/mol反响前的SO的物质的量：0.95mol20.9mol100%94.7%SO的转化率：2

0.95mol7】在３L的某容器中，测得平衡时N0.50atm，H20.52atm，NH32.63atm，假设从今容器中取2NH直至N0.40atm。试计算在的平衡条件下NH和H的分压。3 2 3 2【解析】首先依据题意计算平衡常数KpKp

p2(NH) (63)2

98.39(atm ) 3 p(N)p3(H) 50(5 3 2 2取走NH 后，平衡向右移动，就消耗肯定量H，这时N 的分压为0.40atm，依据合成氨方程式N(g)＋3 2 2 23H(g) 2NH(g)1molNmolHH

必需依据物质的量的浓度的削减而成2 3 2 2 2比例地降低它的压力。N20.22atm。

的压力降低为〔0.5－0.4〕atm＝0.1atm，所以H2

的压力降低为(0.52－0.13)atm＝在平衡时N 的分压为0.40atm，H 为0.22atm，设p(NH)在平衡时为x，代入Kp 表达式中：2 2 3Kp

p2(NH) x23

983(atm2)p(N)p3(H) .4(0.22)32 2x＝0.647atm＝p(NH)。3〔第三课时〕【题1mA(g)＋nB(s)转化率随之降低。以下说法中，正确的选项是〔C〕

pC(g)A的A.(m＋n)必定小于p B.(m＋n)必定大于p C.m必定小于p D.m必定大于pA〔气体系数〕缩小的反响，即m<p。【题２】有效碰撞是指〔CD〕A.反响物分子间的碰撞 B.反响物活化分子间的碰撞C.能发生化学反响的碰撞 D.反响物活化分子间有适宜取向的碰撞而能发生化学反响的碰撞就是有效碰撞，这也正是活化分子中有适宜取向的碰撞。【题３】可逆反响2NO 2NO＋O在密闭容器中进展，到达平衡状态的标志是〔B〕2 2①单位时间内生成nmolO2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2nmolNO2 2③用NO、NO、O的物质的量浓度变化表示的反响速率的比为２：２：１的状态2 2④混合气体的颜色不再转变的状态⑤混合气体的密度不再转变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再转变的状态A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.③④⑤nmolO2

2nmolNO。在任何时刻均是这样。由于两者生成物，且物质的量之比为n(O)：n(NO)＝１：２，所以不是平衡状态的标2志；②中单位时间内生成nmolO2

时，由方程式可知必定消耗2nmolNO，这样单位时间内NO2

的消耗量和生成量相等，到达平衡状态；③中主要是针对正反响或逆反响，在任何时刻都有这个比值关系；④中，混合气中只有NO2有颜色，呈红棕色，当混合气体的颜色不再转变时，表示NO2的浓度不再转变，说明到达平衡状态；⑤混合气体的密度等于混合气体的质量除以混合气体的体积。由于反响物和生成物均是气体，由质量守恒定律得反响前后混合气体的质量保持不变，而密闭容器的体积也是固定不变的，所以混合气体密度保持不变，不能由恒定不变的量来推断反响是否到达平衡状态；⑥混合气体的平均相对分子质量为总质量除以总气体物质的量，总质量恒定不变，气体物质的量发生变化，当变到不再转变时，说明到达平衡状态。【题４】在一密闭容器中，反响mA(g) nC(g)＋nB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器容积压缩到原来的一半，当到达的平衡时，B和C的浓度均是原来的1.8倍，则〔A〕A.平衡向逆反响方向移动了 B.物质A的转化率增加了C.物质C的质量分数增加了 D.m>2nc＝n/VV变为原来的一半时，假设平衡不发生移动，则n不变，c必定是原来的２倍。现B和C1.8B和C均削减，进而推知平衡向左移动。而物质C的质量分数等C的质量占混合体系总质量的百分数，而总质量不变，所以C的质量分数减小，物质A的量增加，所以A的转化率减小。而增加压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以m<2n。mA(g)＋nBpC(g)＋qD中，A和C(D)A.假设增加B的量，平衡体系颜色加深，说明D是固体增大压强平衡不移动，说明m＋n肯定等于p＋q上升温度，A的转化率减小，说明正反响是吸热反响B是气体，增大A的量，A、B转化率并不都增大【解析】由方程式可知，BD的分散状态不确定选项A中增加B的量，假设B是有颜色的气体，则B的量在任何时刻都比原来大，平衡体系颜色应加深，这时D既可以是固体也可以是气体，假设D是有颜色的气体，当平衡向右移动之后，平衡体系颜色也加深。选项B中，增大压强平衡不移动，则说明反响物气体计量数之和等于生成物的气体计量数之和，而物质B和D的状态不确定，所以m＋np＋q的关系也不确定。选项C中，上升温度，A的转化率减小，说明平衡向左移动，说明逆反响是吸热反响，则正反响必定是放热反响。选项D中，假设物质B是气体，增大A的量，平衡向右移动，B的转化率增大，A的转化率减小。2A(g)＋B(g)3C(g)2molA和2molB到达平衡后，A的体积分数为a%，其他条件不变时，假设按以下四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是〔AB〕A.2molC B.2molA、1molB和１molHe〔不参与反响〕C.1molB和1molC D.2molA、3molB和3molC【解析】此题主要考察对等效平衡和平衡移动原理的理解。该反响为反响前后气体体积不变的反响，A项中2molC全部转化为A、B，分别得到4/3molA2/3molB，与起始参加的2molA2molB比较，相当于少加了B，A的转化率减小，百分含量增加；B项中，参加He对平衡无影响，也相当于少加了B，A的含量增加；由C项的投料状况看，反响只能逆向进展，而1molB对逆向反响有抑制作用，致使A的含量削减；D2molA、2molB3molC2molA2molB1molB使A的转化率增大，百分含量减小。7】如右图，装有活塞的密闭容器内盛有22.4mL一氧化氮。假设通入11.2mL氧气〔气体体积均在标准状况下测定〕，保持温度、压强不变，则容器内的密度为〔D〕A.等于1.369g•L－１ B.等于2.054g•L－１C.在等于1.369g•L－１和等于2.054g•L－１之间 D.大于2.054g•L－１【解析】2NO＋O＝2NO由方程式可以看出，22.4mL11.2mL氧气恰好完全反响生成NO，由2 2 2于存在2NO NO所以混合气体应当是NO2和N2O4的混合气体其密度应当大于NO的而小于NO2 2 4 2 2 4的。在标准状况下，二氧化氮的密度可计算得2.054g•L－１，NO1.369g•L－１，分析各选项可知答案。2 4【题８在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反响2A(g)＋B(g) ，C的体积分数为W％。假设维持容器体积和温度不变，按0.6molA，0.3molB1.4molC为起始物质，到达平衡后，C的体积分数也为W%，则x值为〔BC〕A.1 B.2 C.3 D.4【解析】这样题目属于等效平衡的问题。一种平衡状态的建立只与条件有关而与途径无关。在恒容恒温的密闭容器中，假设反响前后气体计量数和不相等，要想建立同一种平衡状态，则两组数据值必需完全对应相等，0.6mol＋2/x1.4mol＝2mol0.3mol＋1/x1.4mol＝1mol，解得x＝２，由于n(A)：n(B)＝0.6mol：0.3mol＝2：１，与第一次中物质A、B的物质的量相等，所以，当反响前后计量数和相等时，也符合题意，所以x3。【题9】肯定温度下，反响2SO＋O 2SO到达平衡时，n(SO)：n(O)：n(SO)＝２：３：４。缩小体积，2 2 3 2 2 3反响再次到达平衡时，n(O)＝0.8mol，n(SO)＝1.4molSO

的物质的量应是〔A〕2 3 2A.0.4mol B.0.6mol C.0.8mol D.1.2mol【解析】缩小体积时，压强增大，平衡向右，设达平衡时SO2转化的物质的量是x，而原平衡中三者物质2a，３a，4a。2SO ＋ O 2SO2 2 3原平衡 ２a 3a 4a转化 x x/2 x平衡 ２a－x 3a－x/2 4a＋x3a－x/2＝0.8mol 4a＋x＝1.4mol 解得a＝0.3mol x＝0.2moln(SO

)＝２0.3mol－0.2mol＝0.4mol2【题10在一个固定体积的密闭容器中参加2molA和1molB，发生反响２A(g)＋B(g) ３C(g)＋D(g)，到达平衡时，C的浓度为amol•L－１。假设维持容器体积和温度不变，按以下四种配比为起始物质，到达平衡后，C的浓度仍为amol•L－１的是〔〕A.4molA＋2molB B.2molA＋1molB＋3molC＋1molDC.3molC＋1molD＋1molB D.3mol＋1molD【解析】思路方法同第８题，即由于反响前后计量数不同，只能取起始条件一样，当反响只从逆反响开头时，2molA1molB3molC1molD。【题11】在体积固定的密闭容器中进展以下反响，到达平衡后假设上升温度，则混合气体平均相对分子质量肯定增大的是〔D〕2SO(g)＋O(g)2 22CH(g)＋5O(g)2 2 2

2SO(g) (正反响为放热反响)34CO(g)＋2HO(g) 〔正反响为放热反响〕2 22NH(g)＋CO(g) CO(NH)(s)＋HO(g)〔正反响为吸热反响〕3 2 22 24NH(g)＋5O(g)3 2

4NO(g)＋6HO(g)〔正反响为放热反响〕2【解析】M＝m(总)／n(总)，A选项中，上升温度，平衡向左移动，m(总)不变，但n(总)削减，所以，M减小；同理，B选项也如此；C选项中，上升温度，平衡向右移动，由于有固体物质生成，所以混合气体的总质量MM减小；D选项中，平衡左移，n(总)减小，所以M增大。【题12】打算化学反响速率的主要因素是〔B〕①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反响物本身的性质A.①②③④⑤ B.⑤ C.①④ D.①②③④【解析】打算化学反响速率的主要因素，也就是内因就是反响物本身的构造和性质。【题13】以下图表示某反响N(g)＋3H(g) 2NH(g)2 2 3ΔH＝－akJ·mol－１〔a>0〕在某一时间段t0～t6中反响速率与反响过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是〔A〕A.０～t B.t～t C.t～t D.t～t1 2 3 3 4 5 6【解析】这是一个v～t图分析题。图中：０～t，是原平衡状态，t～t为平衡左移过程，所以氨的百分含量1 1 2下降，t又达平衡状态，t～t保持平衡；t～t为参加催化剂，平衡不移动，正、逆反响速率同等程度增大，2 2 3 3 4氨的百分含量不变，t～t 为平衡左移过程，氨的百分含量下降，t～t为又一平衡阶段，整个过程中，氨的4 5 5百分含量连续性地下降，所以整个过程中只有在开头阶段氨的百分含量最高。【题1反响aX(g＋bY(g) cZ(g＋dW(g) ５min后到达平衡时X削减nmo－１Y削减n/3moL－１。假设体系压强增大，W的百分含量不发生变化，则反响物质分子式的化学计量数比a：b：c：d为〔D〕A.１：３：１：２B.１：３：２：２C.３：１：２：１D.３：１：２：２【解析】由题意知：nmol·L－１：n/3mol·L－１＝a：b，所以a：b=3：1，由于体系增大压强时，物质W百分含量不变，可知平衡不发生移动，可知反响前后气体计量数和相等，所以a：b：c：d＝３：１：２：２或３：１：１：３或３：１：３：１，分析选项，只有D符合。〔第四课时〕【题15】A、B、C、D四种物质皆易溶于水，且在水溶液中存在如下化学平衡，参加水稀释后，平衡向正反响方向移动的是〔B〕A.A＋BC.A＋B

C＋D B.A＋HO2C＋HO D.A＋2B＋HO2 2

C＋DC【解析】选项A中：加水稀释后，A、B、C、D四种物质被同等程度稀释，所以平衡不移动；选项B中，加水稀释后，A、C、D三种物质的浓度均减小，但水并未变，所以C和D的有效碰撞几率显著下降，A与水的却不显著。〔对于该反响，也可作如下分析，加水后，水在混合体系中的百分含量增加，相当于水的“浓度”增加，所以平衡向右移动〕；同理，选项C中，加水后平衡应左移。选项D中是一个非可逆反响，加水后平衡不移动。【题16在肯定条件下某密闭容器中发生了如下反响：2SO(g)＋O(g) 2SO(g) (正反响为放热反2 2 3应)SOOSO的物质的量之比为３:２:SO、2 2 3 2O1.4mol0.9mol，此时容器内SO的物质的量应为〔〕2 3A.1.8mol B.2mol C.2.2mol D.2.4mol【解析】17】某温度时，把1molNO2 4

10L的真空密闭容器中，马上消灭棕色，反响进展4s时NO0.04mol·L－１，再经过肯定时间后，反响到达平衡，这时容器内压强为开头时的1.8倍。则下2列说法正确的选项是〔BD〕4s中以NO的浓度变化表示的平均反响速率为0.01mol·L－１·s－１2 44s1.2倍在平衡时容器内含NO0.4mol2 4在平衡时容器内含NO1.6mol2NO

气体2NO NO，4s时生成的NO的物质的量是c(NO)V2 2 2 4 2 2＝0.04mol·L10L＝0.4mol，则消耗的NO2 4

0.2mol，剩余的NO2 4

0.8mol，这时混合气体的总物质0.4mol＋0.8mol＝1.2mol。由压强之比等于物质的量之比可知，4s1.2倍，前4s中，v(NO

n(NO))＝ 2 4

0.2mol

00mol

1s1=0.005mo•L－１•s－１；平衡时，2 4 V4s 10L4s混合气体总物质的量＝1mol1.8＝1.8mol，设这时容器中共有NO2的物质的量为x，则剩余NO的物质的2 41mol－x/2，则〔1mol－x/2〕＋x＝1.8mol，x=1.6mol，则剩余NO1mol－1.6mol/22 4＝0.2mol。【题18】右图中的曲线是表示其他条件肯定时，2NO＋O 2NO〔该反响放热〕反响中NO的转化率与2 2温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未到达平衡状态，且v(正)>v(逆)的点是〔〕A.a点 B,.b点 C.c点 D.d点【解析】做图形题肯定要先弄明白坐标轴及曲线的含义：在曲线上，当温度肯定时〔横坐标〕n(NO也肯定〔纵坐标〕，所以说，曲线上任意一点均是达平衡状态的点，而曲线外的任一点均表示未达平衡状态。在曲线下方的任意一点，如c点，要想到达同温下的平衡状态〔c点向上引垂直线到曲线的一点〕，必需使n(NO)增大，即平衡应向右移动，这时v(正)>v(逆)；同理，在曲线上方的任意一点，v(逆)>v(正)。19A、B、C、DaA＋bBcC(s)＋dD。当反响进展肯定时间后，测得A削减了nmol，B削减了n/2mol，C增加了３n/２mol，D增加了nmol，此时到达平衡。〔１〕该化学方程式中各物质的化学计量数为：a＝，b＝，c＝，d＝ 。〔２〕假设只转变压强，反响速率发生变化，但平衡不发生移动，该反响中各物质的聚拢状态。A: B: C: D:〔３〕假设只