1 體系構(gòu)建 · 串真知
2 真題回放 · 悟高考
1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)。2．了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3．了解可逆反應(yīng)及化學(xué)平衡的建立。4．掌握化學(xué)平衡的特征。了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
5．理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。6．了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。
(1)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0 MPa、550 ℃時(shí)的α＝__________，判斷的依據(jù)是_________________________ ___________________________________。影響α的因素有________________________ ___________________。
該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大
壓強(qiáng)，α提高。所以p1＝5.0 MPa
反應(yīng)物(N2和O2)的起始濃度
(2)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強(qiáng)為_(kāi)________，平衡常數(shù)Kp＝___________________ (以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。ttm后，v逐漸下降。原因是________________ __________________________________________________________________________________________________________________。
使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當(dāng)t＜tm，k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；當(dāng)t＞tm，k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低
2．(2020·全國(guó)卷Ⅱ·28)天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類(lèi)，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)═══C2H4(g)＋H2(g)　ΔH，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：
①提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有____________、____________ ____________。
②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是______。A．增加甲烷濃度，r增大B．增加H2濃度，r增大C．乙烷的生成速率逐漸增大D．降低反應(yīng)溫度，k減小
②A．增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大，故A說(shuō)法正確；B．由速率方程可知，初期階段的反應(yīng)速率與氫氣濃度無(wú)關(guān)，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；C．反應(yīng)物甲烷的濃度逐漸減小，結(jié)合速率方程可知，乙烷的生成速率逐漸減小，故C說(shuō)法錯(cuò)誤；D．化學(xué)反應(yīng)速率與溫度有關(guān)，溫度降低，反應(yīng)速率常數(shù)減小，故D正確。
3．(2020·全國(guó)卷Ⅲ·28)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則n(C2H4)________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)理論計(jì)算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強(qiáng)為0.1 MPa，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。
圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是____、____。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440 K,0.39)，計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝______________________________(MPa)－3(列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)____________________。
4．(2019·全國(guó)卷Ⅰ，28)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)═══CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過(guò)程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Shibata曾做過(guò)下列實(shí)驗(yàn)：①使純H2緩慢地通過(guò)處于721 ℃下的過(guò)量氧化鈷CO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷C(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.025 0。②在同一溫度下用CO還原CO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.019 2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，還原CO(s)為C(s)的傾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃時(shí)，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)，則平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_(kāi)____(填標(biāo)號(hào))。A．0.50
(3)我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用·標(biāo)注。
可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝_________eV，寫(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式__________________________________________________ ______________________。
COOH·＋H·＋H2O·═══COOH·＋2H·＋OH·(或H2O·
(4)Shichi研究了467 ℃、489 ℃時(shí)水煤氣變換中CO和H2分壓隨時(shí)間變化關(guān)系(如圖所示)，催化劑為氧化鐵，實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
(3)根據(jù)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)═══CO2(g)＋H2(g)]并結(jié)合水煤氣變換的反應(yīng)歷程相對(duì)能量可知，CO(g)＋2H2O(g)的能量(0 eV)高于CO2(g)＋H2(g)＋H2O(g)的能量(－0.72 eV)，故水煤氣變換的ΔH小于0；活化能即反應(yīng)物狀態(tài)達(dá)到活化狀態(tài)所需能量，根據(jù)變換歷程的相對(duì)能量可知，最大差值為：
由(2)中分析得出H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0.25～0.5，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0～0.25，即H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將圖分成兩部分：
由此可知，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO分壓增加，H2分壓降低，故467 ℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是b、c；489 ℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是a、d。
(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是______(填標(biāo)號(hào))。A．T1>T2B．a(chǎn)點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率D．b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45 ml·L－1
達(dá)到平衡后，通入惰性氣體對(duì)平衡沒(méi)有影響，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率不變，A錯(cuò)誤；反應(yīng)③是吸熱反應(yīng)，提高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，B正確；增加環(huán)戊烯濃度，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，C錯(cuò)誤；增加碘濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確。
(3)由圖知虛線對(duì)應(yīng)的速率快，對(duì)應(yīng)溫度高，則T2>T1，A錯(cuò)誤；由T2(c點(diǎn))>T1(a點(diǎn))，但環(huán)戊二烯的濃度a點(diǎn)大于c點(diǎn)，則a點(diǎn)、c點(diǎn)的速率大小無(wú)法確定，B錯(cuò)誤；a點(diǎn)、b點(diǎn)的溫度相同，環(huán)戊二烯的濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn)，則a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的正反應(yīng)速率，b點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，則b點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，C正確；b點(diǎn)時(shí)環(huán)戊二烯的濃度減少0.9 ml·L－1，則b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45 ml·L－1，D正確。
6.(2019·全國(guó)卷Ⅲ·28)近年來(lái)，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長(zhǎng)。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)Deacn發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)＋O2(g)═══2Cl2(g)＋2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：
可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300 ℃)________K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400 ℃)＝_______________________(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)過(guò)低、過(guò)高的不利影響分別是______________________________________。
O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低
增加反應(yīng)體系壓強(qiáng)、及時(shí)除去產(chǎn)物
(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過(guò)程和化學(xué)過(guò)程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有______________________________________ _______________________(寫(xiě)反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1 ml電子，需消耗氧氣________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
Fe3＋＋e－═══Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋
═══4Fe3＋＋2H2O
(3)根據(jù)平衡移動(dòng)原理，為了提高HCl的轉(zhuǎn)化率，使反應(yīng)4HCl(g)＋O2(g)═══2Cl2(g)＋2H2O(g)正向移動(dòng)，可以采用增大反應(yīng)體系壓強(qiáng)、及時(shí)分離出產(chǎn)物等措施。(4)根據(jù)示意圖中H＋的流動(dòng)方向可以判斷電源的正負(fù)極情況，左側(cè)為負(fù)極，右側(cè)為正極。根據(jù)示意圖中負(fù)極區(qū)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以寫(xiě)出相應(yīng)的方程式：Fe3＋＋e－═══Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋═══4Fe3＋＋2H2O。在反應(yīng)中，1 ml O2得到4 ml電子，所以轉(zhuǎn)移1 ml電子時(shí)消耗氧氣0.25 ml，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6 L。
該催化重整反應(yīng)的ΔH＝_________ kJ·ml－1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_____(填標(biāo)號(hào))。A．高溫低壓　　　　　　B．低溫高壓C．高溫高壓D．低溫低壓某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 ml CH4、1 ml CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為_(kāi)_____ml2·L－2。
(2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：
①由上表判斷，催化劑X________Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是________________________________________________________ ______________________________________________。
相對(duì)于催化劑X、催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速
率??；而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，消碳反應(yīng)速率大
在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示。升高溫度時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是______(填標(biāo)號(hào))。A．K積、K消均增加B．v積減小、v消增加C．K積減小、K消增加D．v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大
②在一定溫度下，測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí)，不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖2所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)開(kāi)__________________________。
pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)
(2)①?gòu)谋砀裰袛?shù)據(jù)可看出相對(duì)于催化劑X，用催化劑Y催化時(shí)積碳反應(yīng)的活化能大，則積碳反應(yīng)的反應(yīng)速率小，而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，則消碳反應(yīng)的反應(yīng)速率大，再根據(jù)題干信息“反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低”可知催化劑X劣于催化劑Y。兩個(gè)反應(yīng)均吸熱，故隨溫度升高，K積和K消均增加，且消碳反應(yīng)速率增加的倍數(shù)比積碳反應(yīng)的大，故A、D正確。②由該圖像可知在反應(yīng)時(shí)間和p(CH4)相同時(shí)，圖像中速率關(guān)系va>vb>vc，結(jié)合沉積碳的生成速率方程v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5，在p(CH4)相同時(shí)，隨著p(CO2)增大，反應(yīng)速率逐漸減慢，即可判斷：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是歷年高考必考知識(shí)點(diǎn)，主要考查點(diǎn)為平衡常數(shù)表達(dá)式、意義及相關(guān)計(jì)算、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等。預(yù)計(jì)在2021年的高考中，選擇題型中會(huì)借助速率、平衡圖像的分析進(jìn)行考查，在化學(xué)反應(yīng)原理的綜合題中仍會(huì)與生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系緊密的創(chuàng)新題材為載體，考查考生化學(xué)平衡常數(shù)的多種表達(dá)形式，通過(guò)圖像等信息獲取解題數(shù)據(jù)，完成平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率和Ksp的計(jì)算等，另外速率常數(shù)的理解與應(yīng)用也是近年高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一，應(yīng)予關(guān)注。
3 知識(shí)深化 · 精整合
2．外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響及規(guī)律(1)當(dāng)其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度時(shí)，v正增大，v逆瞬間不變，隨后也增大。(2)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響(有氣體參加的化學(xué)反應(yīng))①恒溫時(shí)，壓縮體積→壓強(qiáng)增大→反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率加快。②恒溫時(shí)，對(duì)于恒容密閉容器a．充入氣體反應(yīng)物→總壓強(qiáng)增大→氣體反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率加快。
b．充入“惰性”氣體→總壓強(qiáng)增大→氣體反應(yīng)物濃度未改變→反應(yīng)速率不變。③恒溫恒壓時(shí)充入“惰性”氣體→體積增大→氣體反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減小。(3)升高溫度，v正和v逆都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度大；降低溫度，v正和v逆都減小，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率減小的程度大。(4)使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。
3．化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及應(yīng)用(1)速率常數(shù)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1 ml·L－1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時(shí)的反應(yīng)速率。
(2)定——“變量不變”：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的(即變量)，當(dāng)其“不變”時(shí)反應(yīng)就達(dá)到平衡狀態(tài)，即“變量”不變―→平衡狀態(tài)。①平衡體系中各物質(zhì)的m、n、c和n%等保持不變。②一定條件下的氣體密度、總壓強(qiáng)、氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變等。③有色體系的顏色保持不變。(3)依Qc與K關(guān)系判斷：若Qc＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。
2．平衡移動(dòng)方向的判斷(1)依勒夏特列原理判斷。(2)根據(jù)圖像中正、逆反應(yīng)速率相對(duì)大小判斷：若v正>v逆，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；反之向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)依變化過(guò)程中速率變化的性質(zhì)判斷：若平衡移動(dòng)過(guò)程中，正反應(yīng)速率逐漸增大(減小)，則平衡向逆(正)反應(yīng)方向移動(dòng)。(4)依濃度商(Qc)規(guī)則判斷：若某溫度下QcK，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。
(3)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
四、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像1．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像分析方法分析圖像時(shí)，一看面(即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所代表的含義)；二看線(即看線的走向和變化趨勢(shì))；三看點(diǎn)(即看線是否通過(guò)原點(diǎn)，兩條線的交點(diǎn)或線的拐點(diǎn))；四看有沒(méi)有作輔助線(如等溫線、等壓線)；五看定量圖像中有關(guān)數(shù)據(jù)。在分析時(shí)要聯(lián)系可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，即外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律以及化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等計(jì)算公式。
(1)v(正)、v(逆)同時(shí)突變
(2)v(正)、v(逆)之一漸變
t1時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；t2時(shí)升高溫度，對(duì)任何反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快；t3時(shí)減小壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減?。籺4時(shí)使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大。
(2)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時(shí)間圖
甲表示壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對(duì)于氣體反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；乙表示溫度對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對(duì)于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；丙表示催化劑對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
(3)恒壓(溫)線分析時(shí)可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對(duì)該反應(yīng)的影響。
4 典題精研 · 通題型
角度一　化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(2020·寧波模擬)不同條件下，用O2氧化a ml/L FeCl2溶液過(guò)程中所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測(cè)合理的是(　　)
考點(diǎn)一　化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
A．由①、②可知，pH越大，＋2價(jià)鐵越易被氧化B．由②、③推測(cè)，若pH＞7，＋2價(jià)鐵更難被氧化C．由①、③推測(cè)，F(xiàn)eCl2被O2氧化的反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．60 ℃、pH＝2.5時(shí)，4 h內(nèi)Fe2＋的平均消耗速率大于0.15 a ml/(L·h)【答案】　D
【解析】　①、②中溫度和pH均不同，無(wú)法判斷pH對(duì)反應(yīng)的影響，A錯(cuò)誤；若pH＞7，F(xiàn)eCl2變成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2非常容易被氧化成Fe(OH)3，B錯(cuò)誤；①、③中pH相同、溫度升高、Fe2＋的氧化率增大，即平衡正向移動(dòng)，則FeCl2被O2氧化的以應(yīng)為吸熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；50 ℃、pH＝2.5時(shí)，4 h內(nèi)Fe2＋的氧化率是60%，即消耗0.6 a ml/L,4 h內(nèi)平均消耗速率等于0.15 a ml/(L·h)，溫度升高到60 ℃、pH＝2.5時(shí)，＋2價(jià)鐵的氧化率速率加快，4 h內(nèi)Fe2＋的平均消耗速率大于0.15 a ml/(L·h)，D正確。
A．設(shè)k為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有k＝k逆∶k正B．達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比為20∶17C．容器Ⅱ中起始平衡正向移動(dòng)，達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小D．若改變溫度為T(mén)2，且T2>T1，則k正∶k逆0.8，所以容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移動(dòng)，達(dá)平衡時(shí)，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小，C正確；由于該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度T2>T1，所以T2時(shí)平衡常數(shù)增大，則k正∶k逆>0.8。
考點(diǎn)二　化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng)方向的判斷
＋175.2 kJ/ml
②P1______P2(填“>”“＝”或“不確定”，下同)；反應(yīng)的平衡常數(shù)：B點(diǎn)______D點(diǎn)。③C點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________；在A、B兩點(diǎn)條件下，該反應(yīng)從開(kāi)始到平衡時(shí)生成氮?dú)獾钠骄俾剩簐(A)______v(B)。
Ⅱ.用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。已知陰極室溶液呈酸性，則陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________ ________________________。反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)質(zhì)子交換膜(ab)的H＋為2 ml時(shí)，吸收柱中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)________L。
化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷(1)兩方法——逆向相等、變量不變①“逆向相等”：反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率，一個(gè)是逆反應(yīng)的速率，且經(jīng)過(guò)換算后同一種物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等。②“變量不變”：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài)；一個(gè)隨反應(yīng)進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。
(2)“三關(guān)注”①關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓還是絕熱容器；②關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn)，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；③關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。
角度二　化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷(2020·阜陽(yáng)模擬)CO2是主要的溫室氣體，也是一種工業(yè)原料?；厥绽肅O2有利于緩解溫室效應(yīng)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。(1)我國(guó)科學(xué)家通過(guò)采用一種新型復(fù)合催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油。已知：2H2(g)＋O2(g)═══2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/ml2C8H18(l)＋25O2(g)═══16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 036 kJ/ml
25 ℃、101 kPa條件下，CO2與H2反應(yīng)生成辛烷(以C8H18表示)和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是_______________________ _______________________________________。
8CO2(g)＋25H2(g)═══
C8H18(l)＋16H2O(l)　ΔH＝－1 627 kJ/
溫度相同時(shí)，c(H2)增大，CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡向正反應(yīng)方向
①對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可發(fā)現(xiàn)：同樣催化劑條件下，溫度升高，CO2轉(zhuǎn)化率升高，而甲醇的選擇性卻降低，請(qǐng)解釋甲醇選擇性降低的可能原因____________________________________________________ ______________________________________；②對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可發(fā)現(xiàn)：在同樣溫度下，采用Cu/ZnO納米片使CO2轉(zhuǎn)化率降低，而甲醇的選擇性卻提高，請(qǐng)解釋甲醇的選擇性提高的可能原因______________________________________________ ____________________________________。
反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，
因此甲醇的產(chǎn)率減小，甲醇的選擇性降低
Cu/ZnO納米片對(duì)反應(yīng)I的催化作用更好，測(cè)定時(shí)
間內(nèi)得到的甲醇較多，甲醇選擇性提高
2n CO2＋12n H＋＋12n e－═══
即一定溫度下二氧化碳轉(zhuǎn)化率隨m(為起始時(shí)的投料比)增大而增大，根據(jù)圖示可知轉(zhuǎn)化率：m1＞m2＞m3，所以m1、m2、m3投料比從大到小的順序?yàn)椋簃1＞m2＞m3；(3)①同樣催化劑條件下，溫度升高，CO2轉(zhuǎn)化率升高，而甲醇的選擇性卻降低的原因是反應(yīng)Ⅰ為生成甲醇的反應(yīng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，因此甲醇的產(chǎn)率減小，甲醇的選擇性降低；②在同樣溫度下，采用Cu/ZnO納米片使CO2轉(zhuǎn)化率降低，而甲醇的選擇性卻提高的可能原因是在該時(shí)間內(nèi)，
使用Cu/ZnO納米片催化劑使反應(yīng)I速率增加，因此測(cè)得該時(shí)間內(nèi)得到的甲醇較多，甲醇選擇性提高；③a.使用Cu/ZnO納米棒做催化劑，對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，無(wú)法提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，a錯(cuò)誤；b.使用Cu/ZnO納米片做催化劑，催化劑不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，無(wú)法提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，b錯(cuò)誤；c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，c正確；d.投料比不變，增加反應(yīng)物氫氣的濃度，可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率，d正確；e.增大CO2和H2的初始投料比，二氧化碳濃度增大，則CO2轉(zhuǎn)化率降低，e錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)為cd；
解答化學(xué)平衡移動(dòng)問(wèn)題的步驟
其中條件改變可以按以下思路分析：
【解析】　由表格數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，化學(xué)平衡常數(shù)降低，說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)反向進(jìn)行，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，A正確；此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)是上述反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù)，即1/5×104＝2×10－5，B正確；在80 ℃時(shí)，K＝2，此時(shí)的濃度商為0.5/0.54＝8>2，說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即v正

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