高三化學化學反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)機理

第1、2講化學反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)機理化學反應(yīng)熱力學與動力學熱力學：動力學：一、化學反應(yīng)熱效應(yīng)斷鍵成鍵1、放熱反應(yīng)ΔΗ_______0反應(yīng)物總能量_______生成物總能量反應(yīng)物總鍵能_______生成物總鍵能2、吸熱反應(yīng)ΔΗ_______0反應(yīng)物總能量_______生成物總能量反應(yīng)物總鍵能_______生成物總鍵能例：化學鍵H－HN－NH－N生成（或斷裂）1mol化學鍵時放出（或吸收）的能量436kJ946kJ391kJ合成氨的熱化學方程式______________________________________________________。3、熱化學方程式書寫把反應(yīng)中的物質(zhì)變化和焓變同時表示出來例：（1）書寫規(guī)則例：在25℃，101kPa條件下，H2與Cl2反應(yīng)生成2molHCl時放出184.6kJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學方程式表示為：___________________________________________________。練：0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5kJ的熱量，寫出其熱化學方程式：____________________________________________?！靖拍畋嫖?】kJ/mol含義【概念辨析2】可逆反應(yīng)反應(yīng)熱例：練：判斷下列熱化學方程式是否正確（反應(yīng)熱的絕對數(shù)值均正確）：（）（）（）④1molSO2與O2混合，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，放出熱量為QkJ，則有：（）【概念辨析3】ΔH大小關(guān)系2H2(g)+O2(g)====2H2O(1)ΔH12H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH2ΔΗ1_________ΔΗ24、燃燒熱、中和熱（1）燃燒熱101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。例：在25℃、101kPa時，1gH2完全燃燒生成液態(tài)水時放熱142.9kJ。則氫氣的燃燒熱ΔH=__________，表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為________________________________。練：下列熱化學方程式中，能夠表示物質(zhì)在氧氣中燃燒熱的是（）A．B．C．D．E．（2）中和熱在稀溶液中，強酸與強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量（無沉淀產(chǎn)生）練：則a_______―57.35、蓋斯定律【高考重點】一個化學反應(yīng)的焓變只取決于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，與反應(yīng)途徑無關(guān)【湊系數(shù)法】反應(yīng)物生成物 ______________。 例：已知：則的ΔH等于_______________________________。練：（2020山東卷）以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下。Ⅰ．Ⅱ． Ⅲ． 練：（2021廣東卷）我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：a） b） c） d）AH4 e） 根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的△H1=_____________（寫出一個代數(shù)式即可）。【與燃燒熱有關(guān)問題】直接帶入燃燒熱數(shù)據(jù)進行計算（反應(yīng)物—生成物）例：（2020全國卷Ⅱ）乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：。相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示，則△H=__________。物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱△H/()練：（2021河北卷）大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(1)燃燒熱△H/()則25℃時H2(g)和C（石墨，s）生成C6H6(1)的熱化學方程式為_________________。【與標準摩爾生成焓有關(guān)問題】（生成物—反應(yīng)物）用處于標準狀況下的各元素最穩(wěn)定單質(zhì)生成標準狀況下1mol某純物質(zhì)的熱效應(yīng)稱為該物質(zhì)的標準摩爾生成焓例：已知下列物質(zhì)標準摩爾生成焓如下表物質(zhì)CO2(g)H2O(g)CH3OH(g)（1）由表中數(shù)據(jù)推測，H2O(1)的________；（2）CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)和H2O(g)的熱化學方程式為________________________________________________________________________。二、化學反應(yīng)的方向1．概念辨析自發(fā)反應(yīng)：在給定的條件下，無需外界幫助，一經(jīng)引發(fā)即能自動進行的反應(yīng)點燃：引發(fā)反應(yīng) 電解：外界幫助 加熱/加壓：給定的條件 2．反應(yīng)自發(fā)性判斷（1）焓（H）判據(jù)：一般情況下，放熱反應(yīng)容易自發(fā)進行反例： （2）熵（S）判據(jù)：一般情況下，熵增大的反應(yīng)容易自發(fā)進行自發(fā)進行：ΔG______0非自發(fā)進行：△G______0熵值：_________態(tài)>_________態(tài)>_________態(tài)反例：（3）綜合判據(jù)（T為開氏溫度，T>0K）ΔHΔS自發(fā)性<0>0永遠ΔG_____0在任何溫度下，正反應(yīng)__________>0<0永遠ΔG_____0在任何溫度下，正反應(yīng)__________>0>0T__________時為負值在__________溫下，正反應(yīng)自發(fā)<0<0T__________時為負值在__________溫下，正反應(yīng)自發(fā)例：（2021湖南卷）相關(guān)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學鍵H―HN―H鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應(yīng) ΔH________；（2）已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進行？________（填標號）A．25°C B．125°C C．225°C D．325°C三、反應(yīng)機理1、微觀變化問題例：據(jù)報道，我國科學家研制出以石墨烯為載體的催化劑，在25°C下用H2O2直接將CH4轉(zhuǎn)化為含氧有機物，其主要原理如下圖所示：下列說法不正確的是（）A．步驟i需外界提供能量才能實現(xiàn)B．步驟iii、iv的總反應(yīng)方程式是C．轉(zhuǎn)化過程中H2O中的H原子全部來自H2O2D．步驟vi的產(chǎn)物可能是HCOOH和H2O練：我國科學家在綠色化學領(lǐng)域取得新進展。利用雙催化劑Cu和Cu2O，在水溶液中用H原子將CO2高效還原為重要工業(yè)原料之一的甲醇，反應(yīng)機理如下圖。下列有關(guān)說法不正確的是（）A．CO2生成甲醇是通過多步還原反應(yīng)實現(xiàn)的B．催化劑Cu結(jié)合氫原子，催化劑Cu2O結(jié)合含碳微粒C．該催化過程中只涉及化學鍵的形成，未涉及化學鍵的斷裂D．有可能通過調(diào)控反應(yīng)條件獲得甲醛等有機物練：某科研人員提出HCHO與O2在羥基磷灰石（HAP）表面催化氧化生成CO2、H2O的歷程，現(xiàn)將HCHO與O2持續(xù)通過HAP，該歷程示意圖如下（圖中只畫出了HAP的部分結(jié)構(gòu)）。根據(jù)示意圖，下列說法正確的是（）A．HAP提高了HCHO與O2的平衡轉(zhuǎn)化率B．根據(jù)圖示信息，CO2分子中的氧原子全部來自O(shè)2C．若O2中氧原子用18O標記，則產(chǎn)物H2O分子中含有18OD．HCHO分子中既含有極性共價鍵，又含有非極性共價鍵2、反應(yīng)歷程例：自由基：存在未成對電子，反應(yīng)活性強（1）基元反應(yīng)：經(jīng)過一次碰撞即可完成的反應(yīng)例：（2）復雜反應(yīng)：幾個基元反應(yīng)組成的總反應(yīng)例：（3）碰撞理論：活化分子之間的有效碰撞活化分子：反應(yīng)物分子中能量超過某一限度的分子活化能：ΔE=催化劑作用：【復雜反應(yīng)能量變化】能量例：（2021廣東卷）一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分______步進行，其中，第______步的正反應(yīng)活化能最大。（4）過渡態(tài)理論過渡態(tài)：從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過程中要經(jīng)歷一個中間狀態(tài)例：AB+C→[A…B…C]→A+BC過渡態(tài)能量最高活化能：過渡態(tài)能量與反應(yīng)物平均能量的差值例：（2020天津卷）理論研究表明，在101kPa和298K下，異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的△H=+59.3kJ/molC．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱練：（2019全國卷I）我國學者結(jié)合實驗與計算機模擬結(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·標注?？芍簹庾儞Q的△H________0，該歷程中最大能壘（活化能）E正=__________eV3、循環(huán)類問題反應(yīng)物：________________，生成物____________________。催化劑：________________，中間產(chǎn)物__________________。例：（2021八省聯(lián)考·湖南）據(jù)文獻報道，某反應(yīng)的反應(yīng)歷程如圖所示，下列有關(guān)該歷程的說法錯誤的是（）A．總反應(yīng)化學方程式為B．是中間產(chǎn)物C．Ti4+是催化劑D．屬于分解反應(yīng)練：（2020全國卷Ⅱ）據(jù)文獻報道：Fe(CO)5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理如下圖所示。下列敘述錯誤的是（）A．OH―參與了該催化循環(huán)B．該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2C．該反應(yīng)可消耗溫室氣體CO2D．該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化

第3、4講化學反應(yīng)速率一、平均反應(yīng)速率相關(guān)計算1、平均反應(yīng)速率的計算單位：反應(yīng)速率之比=2、平均反應(yīng)速率的比較例：反應(yīng)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為① ②③ ④則該反應(yīng)在不同情況下進行得快慢順序為____________________。二、影響反應(yīng)速率的因素因素對應(yīng)關(guān)系活化分子百分數(shù)溫度溫度越高，反應(yīng)速率越____________濃度濃度越大，反應(yīng)速率越____________壓強壓強越大，反應(yīng)速率越____________催化劑正催化劑，反應(yīng)速率____________接觸面積接觸面積越大，反應(yīng)速率越____________例：對于可逆反應(yīng)，若開始時容器中各有1mol的CO(g)和H2O(g)，并在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，回答下面的問題：①恒溫恒壓時，向容器中充入0.5mol的He，這時反應(yīng)速率______________（填“加快”“減慢”或“不變”），原因是____________________________。②恒溫恒容時，加入0.3mol的CO，這時反應(yīng)速率______________（填“加快”“減慢”或“不變”），原因是____________________________。三、活化能與決速步1、活化能與速率在相同條件下，化學反應(yīng)的活化能越大，化學反應(yīng)速率越小。例：丙烷的一溴代反應(yīng)產(chǎn)物有兩種：CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3，部分反應(yīng)過程的能量變化如右圖所示（表示活化能）。下列敘述不正確的是（）A.1mol丙烷中有10mol共價鍵B.C3H8與Br2的反應(yīng)涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂C.D.比較Ea1和Ea2推測生成速率：2、復雜反應(yīng)決速步對于多步反應(yīng)，反應(yīng)速率取決于活化能__________的一步例：正反應(yīng)速率由________決定逆反應(yīng)速率由________決定例：（2021山東卷）標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示為：能量變化如圖所示。已知為快速平衡，下列說法正確的是（）A.反應(yīng)II、Ⅲ為決速步B.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在C.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在D.反應(yīng)I與反應(yīng)IV活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變練：（2021湖南卷改）鐵的配合物離子（用表示）催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理和相對能量的變化情況如圖所示：下列說法錯誤的是（）A.該過程的總反應(yīng)為B.H濃度過大或者過小，均導致反應(yīng)速率降低C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.該過程的總反應(yīng)速率由II→Ⅲ步驟決定練：氣態(tài)亞硝酸（HNO2或HON=O）是大氣中的一種污染物。亞硝酸進入人體可以與二甲胺迅速反應(yīng)生成亞硝酸胺，亞硝酸胺是最重要的化學致癌物之一。反應(yīng)機理及能量變化的關(guān)系如下圖：下列說法正確的是（）A.過程ⅱ正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能B.過程i的反應(yīng)速率決定了整個轉(zhuǎn)化過程的反C.若該過程使用合適的催化劑，則反應(yīng)過程中放出的熱量將減小D.過程i的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)3、催化劑與活化能多步反應(yīng)，活化能變化量：找：______________。正催化劑可以___________反應(yīng)活化能例：（2018海南卷）氧活化過程的能量變化模擬計算結(jié)果如右圖所示。水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低_____________。4、溫度與活化能升高溫度，活化能_________，反應(yīng)速率_________?！就卣埂堪瞿釣跛构剿俾食?shù)：活化能越大，反應(yīng)速率受溫度影響越明顯（1）放熱反應(yīng)升高溫度，_________降低溫度，_________（2）吸熱反應(yīng)升高溫度，_________降低溫度，_________例：對于可逆反應(yīng)，右圖是否正確（）練：（2020山東卷）1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步H+進攻1，3-丁二烯生成碳正離子（）；第二步進攻碳正離子完成1，2-加成或1，4-加成。反應(yīng)進程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時，1，2-加成產(chǎn)物與1，4-加成產(chǎn)物的比例分別為70：30和15：85。下列說法正確的是（）A.1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定B.與0℃相比，40℃時1，3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大C.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應(yīng)速率增大，1，4-加成正反應(yīng)速率減小D.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于逆反應(yīng)速率的增大程度四、瞬時反應(yīng)速率1、基元反應(yīng)——【質(zhì)量作用定律】基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與各反應(yīng)物的濃度的冪的乘積成正比【速率常數(shù)】k與___________、___________、___________有關(guān)，與__________無關(guān)對于可逆反應(yīng)

【拓展】復雜反應(yīng)不一定例：【真題演練】（2018全國卷Ⅱ）在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為（k為速率常數(shù)）。在一定時，不同下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示，則、、從大到小的順序為______________。【拓展】例：（1） 快反應(yīng)（2） 快反應(yīng)（3） 慢反應(yīng)例：（2014全國卷I）已知分解1molH2O2放出熱量98kJ，在含少量的溶液中，H2O2分解的機理為：；下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是（）A.反應(yīng)速率與的濃度有關(guān) B.也是該反應(yīng)的催化劑C.反應(yīng)活化能等于98kJ/mol D.（2018全國卷I）F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示[時，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1（1）研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率，t=62min時，測得體系中，則此時的p(N2O5)=___________kPa，v=__________kPa·min-1。（2）對于反應(yīng)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步： 快速平衡第二步： 慢反應(yīng)第三步： 快反應(yīng)其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_________（填標號）A.v（第一步的逆反應(yīng)）>v（第二步反應(yīng)） B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D.第三步反應(yīng)活化能較高2、零級反應(yīng)（了解）反應(yīng)速率與濃度__________的反應(yīng)零級反應(yīng)圖像為例：（2021遼寧卷）某溫度下，降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合，反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時間稱為半衰期，下列說法錯誤的是（）A.其他條件相同時，催化劑濃度越大，反應(yīng)速率越大B.其他條件相同時，降冰片烯濃度越大，反應(yīng)速率越大C.條件①，反應(yīng)速率為0.012mol·L-1·min-1D.條件②，降冰片烯起始濃度為3.0mol·L-1時，半衰期為62.5min練：在一定條件下，N2O分解的部分實驗數(shù)據(jù)如表：反應(yīng)時間/min01020304050c(N2O)/mol·L-10.1000.0900.0800.0700.0600.050反應(yīng)時間/min60708090100c(N2O)/mol·L-10.0400.0300.0200.0100.000則下列說法正確的是（）A.N2O分解的反應(yīng)方程式為B.N2O濃度越大，分解速率越大C.N2O初始濃度越大，半衰期越長D.反應(yīng)相同時間，N2O初始濃度越大，轉(zhuǎn)化率越大五、綜合類問題影響因素：例：已知：亞鐵鹽溶液中存在反應(yīng)，測定同濃度FeSO4溶液在不同pH條件下，F(xiàn)e2+的氧化速率與時間的關(guān)系如圖（實驗過程中溶液溫度幾乎無變化）。反應(yīng)初期，氧化速率都逐漸增大的原因可能是_________________________。練：1.燃煤煙氣中含有NOx，工業(yè)上常用亞氯酸鈉（NaClO2）對燃煤煙氣進行脫硝。已知：酸性條件下，會轉(zhuǎn)化成ClO2和。ClO2是黃綠色、易溶于水的氣體，具有強氧化性，能氧化NOx。在實驗室模擬脫硝過程：調(diào)節(jié)NaClO2吸收液的pH為5，向其中通入含NO的模擬煙氣。測得脫硝效率（即NO的吸收率）隨溫度變化的曲線如下圖所示。結(jié)合已知信息分析，溫度大于50℃時，隨溫度升高脫硝效率下降的原因是__________________________________。2.（2017北京海淀二模）研究表明：ClO2氧化SO2和NO反應(yīng)歷程與下列反應(yīng)有關(guān)。i.NO+ClO2=NO2+ClO ii.NO+ClO=NO2+Cliii.SO2+ClO2=SO3+ClO iv.SO2+ClO=SO3+Cl實驗測得：ClO2分別氧化純SO2和純NO的氧化率以及ClO2氧化SO2和NO混合氣中的SO2氧化率隨時間的變化情況如下圖所示。（1）結(jié)合上述信息，下列推論合理的是__________________。A.NO的存在會影響ClO2氧化SO2的反應(yīng)速率B.ClO2氧化SO2的反應(yīng)速率慢于ClO2氧化NO的反應(yīng)速率C.反應(yīng)i中生成的NO2可以加快ClO2氧化SO2的反應(yīng)速率（2）結(jié)合反應(yīng)歷程，分析混合氣中SO2氧化速率較純SO2氧化速率快的可能原因：____________________________________________________________________

第5、6講化學平衡定性與定量分析一、化學平衡狀態(tài)例：在恒溫恒壓條件下，在一密閉容器中發(fā)生，可以作為達化學平衡狀態(tài)的標志是___________________。A.I2、H2和HI的物質(zhì)的量分數(shù)不再變化B.I2的消耗速率等于H2的生成速率C.H2、I2和HI的分子數(shù)之比為1：1：2D.速率關(guān)系為E.1molH-H斷裂同時2molH-I鍵斷裂F.容器內(nèi)物質(zhì)總物質(zhì)的量不隨時間而變化G.混合氣體的總體積保持不變H.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變I.混合氣體的密度不再變化J.混合氣體的顏色不再改變二、化學平衡移動分析方法1、定性分析——勒·夏特列原理達到平衡后，如果改變影響化學平衡的一個外界條件，如濃度、溫度、壓強等，化學平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。（1）濃度增大反應(yīng)物濃度，平衡向__________反應(yīng)方向移動；（2）壓強增大壓強，平衡向__________反應(yīng)方向移動（3）溫度升溫：平衡向__________反應(yīng)方向移動（4）催化劑催化劑__________平衡移動2、定性分析——大同小異【概念辨析】“有利”和“不利”例：，改變溫度或壓強，平衡移動結(jié)果如下：N2轉(zhuǎn)化率↑平均相對分子質(zhì)量↑（1）溫度對平衡的影響例：①ΔKK②ΔKK（2）壓強對平衡的影響例：①Δ（左>右）KK②Δ（左<右）KK3、定量分析——K、Q關(guān)系（1）化學平衡常數(shù)表達式平衡時，生成物濃度系數(shù)次冪的乘積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積【注意】無特殊說明，平衡常數(shù)指濃度平衡常數(shù)Kc。K=K=含固體/純液體：K=水溶液中：K=（2）濃度商QcQc=（3）K、Q關(guān)系例：改變條件KQc平衡移動移走NH3壓縮體積升高溫度加入催化劑三、多個影響因素問題例：常溫常壓下，A、B、C、D均為氣體。A與B可發(fā)生可逆反應(yīng)：。若將2molA和4molB混合充入體積可變的密閉容器中，在不同條件下達平衡時C的濃度如下：溫度/℃壓強/PaC平衡濃度/mol·L-1251×1051.0252×1051.8255×1056.0（1）該可逆反應(yīng)中化學計量數(shù)n的取值范圍為___________。（2）5×105Pa時，D的狀態(tài)可能為___________。練：反應(yīng)，在其他條件不變時，通過調(diào)節(jié)容器體積改變壓強，達平衡時如下表平衡狀態(tài)①②③容器體積/L402010.022a0.05a0.75a下列分析不正確的是（）A.①→②的過程中平衡發(fā)生了逆向移動B.①→③的過程中X的狀態(tài)發(fā)生了變化C.①→③的過程中A的轉(zhuǎn)化率不斷增大D.與①②相比，③中X的物質(zhì)的量最大【質(zhì)疑教材】N2O4無色氣體或液體，沸點21.2℃四、化學平衡定量分析1、三段式相關(guān)計算例：恒溫下，將amolN2與bmolH2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：，若反應(yīng)進行到某時刻t時，，，l。則a：b=_________。2、連鎖反應(yīng)計算【方法一】三段式法例：將固體NH4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)： ②當達到平衡時，，，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為__________?！痉椒ǘ渴睾惴ɡ簩⒐腆wNH4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：① ②當達到平衡時，，，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為__________。練：（2019天津卷）在1L真空密閉容器中加入amolPH4I固體，t°C發(fā)生如下反應(yīng)：①②③達平衡時，體系中，，，則t°C時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K值為________________（用字母表示）。3、含投料比圖像問題——設(shè)數(shù)法例：煤制天然氣工藝是煤高效潔凈利用的新途徑之一（1）反應(yīng)I：，通入的氧氣會與部分碳發(fā)生燃燒反應(yīng)。請利用能量轉(zhuǎn)化及平衡移動原理說明通入氧氣的作用：_______________________________________________________。（2）反應(yīng)Ⅱ：。下圖表示不同溫度條件下，煤氣化反應(yīng)I發(fā)生后的汽氣比（水蒸氣與原料氣中CO物質(zhì)的量之比）與CO平衡轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。①判斷T1、T2和T3的大小關(guān)系：____________。②若煤氣化反應(yīng)I發(fā)生后的汽氣比為0.8，經(jīng)煤氣化反應(yīng)I和水氣變換反應(yīng)Ⅱ后，得到CO與H2的物質(zhì)的量之比為1：3，則反應(yīng)Ⅱ應(yīng)選擇的溫度是___________（填“T1”“T2”或“T3”）。五、分壓平衡常數(shù)KP1、表達式例：2、道爾頓分壓定律3、分壓平衡常數(shù)相關(guān)計算問找比例（1）恒壓條件——四段式例：乙烯氣相直接水合反應(yīng)如圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系[其中]。列式計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù)_________________。（2）恒容條件——分壓三段式例：工業(yè)上對煙氣的脫硝是防止空氣污染重要的一步，工業(yè)上通常在高溫條件下，用CO來催化還原煙氣中的NO，方程式為：。恒定溫度下，向某恒容密閉容器中通入物質(zhì)的量之比為1：1的NO、CO，此時容器壓強為。一段時間后達到平衡，N2的體積分數(shù)為25%，則該溫度下分壓平衡常數(shù)為_______________（用含的式子表示）。【拓展】體積分數(shù)平衡常數(shù)【注意】例：已知反應(yīng)1：，反應(yīng)2：，反應(yīng)3：恒溫條件下，向反應(yīng)容器中加入1.0molD，測得D的平衡轉(zhuǎn)化率為α。已知反應(yīng)3的平衡常數(shù)，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為_________mol，反應(yīng)1的平衡常數(shù)____________。練：（2022廣州一模）以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下：I.II.III.在5MPa下，按照投料，平衡時，CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分數(shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖：①圖中代表CH3OH的曲線為__________（填“m”或“n”）。②解釋150～250°C范圍內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因__________________。③下列說法錯誤的是__________（填字母）。A.H2的平衡轉(zhuǎn)化率始終低于CO2的B.溫度越低，越有利于工業(yè)生產(chǎn)CH3OHC.加入選擇性高的催化劑，可提高CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率D.150-400°C范圍內(nèi)，溫度升高，H2O的平衡產(chǎn)量先減小后增大④270°C時CO的分壓為_________，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為________________（列出算式）。練：（2021全國甲卷）二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：，合成總反應(yīng)在起始物時，在不同條件下達到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為x(CH3OH)，在t=250°C下的x(CH3OH)~p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t如圖所示。用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達式____________；②圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是_________，判斷的理由是________________；③當x(CH3OH)=0.10時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率_________，反應(yīng)條件可能為_________或_________。

第7講速率平衡綜合問題一、平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k例：基元反應(yīng)例：N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的方程式為，上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則為__________（以k正、k逆表示）。練：(2018全國卷Ⅲ)對于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時SiHCl3轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。①343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率a=__________%。平衡常數(shù)K343K=________(保留2位小數(shù))。②比較a、b處反應(yīng)速率大小：________。（填“大于”“小于”或“等于”）。反應(yīng)速率，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，計算a處的___________（保留1位小數(shù)）。二、速率與平衡綜合問題1、工業(yè)條件的選擇欲速則不達例：實際生產(chǎn)條件選擇：溫度：壓強： 2、生產(chǎn)效率問題平衡轉(zhuǎn)化率：達平衡時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量與初始量的比值時空轉(zhuǎn)化率：任一時刻，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量與初始量的比值例：右圖為在一定時間內(nèi)反應(yīng)中N2實際轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的圖像，分析該曲線先升高后降低的原因______________________________________________?！灸Ｐ筒鸾狻壳鞍攵蝊________主導，后半段_________主導練：（2019江蘇卷改）在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實線所示（圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化）。320℃之前，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度先升高后后降低的原因_______________________________。無催化劑，最高點有催化劑，最高點練：甲酸甲酯制備反應(yīng)為，相同的5min內(nèi)，容積固定的密閉容器中，不同溫度下進行[起始投料比均為1]，測得CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法中不正確的是（）A.70～80℃，CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，其原因是升高溫度反應(yīng)速率增大B.5min末，d點瞬時反應(yīng)速率v正<v逆C.d點和e點的平衡常數(shù)：D.a點對應(yīng)的CO的轉(zhuǎn)化率與CH3OH的轉(zhuǎn)化率相同3、主副反應(yīng)競爭問題（1）主副反應(yīng)相互影響例：“丁烯裂解法”生產(chǎn)丙烯過程中會有生成乙烯的副反應(yīng)發(fā)生。反應(yīng)如下：主反應(yīng)：；副反應(yīng)：隨壓強增大平衡體系中丙烯的百分含量呈上升趨勢，從平衡角度解釋其原因是__________________________________________________________________。練：CO2加氫合成C2H4，該轉(zhuǎn)化分為兩步進行：第一步：第二步：右圖是其他條件一定時，反應(yīng)溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。在溫度低于約650℃時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨著溫度升高而減小的原因是________________________。（2）催化劑的選擇例：研究表明CO2加氫可以合成甲醇。CO2和H2可發(fā)生如下兩個反應(yīng)：I.Ⅱ.（1）研究溫度對于甲醇產(chǎn)率的影響。在210～290℃，保持原料氣中CO2和H2的投料比不變，按一定流速通過催化劑甲，主要發(fā)生反應(yīng)I，得到甲醇的實際產(chǎn)率、平衡產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如右圖所示。則________0（2）某實驗控制壓強一定，CO2和H2初始投料比一定，按一定流速通過催化劑乙，經(jīng)過相同時間測得如下實驗數(shù)據(jù)（反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)）：T/KCO2實際轉(zhuǎn)化率/%甲醇選擇性[注]/%54312.342.355315.339.1【注】甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比表中實驗數(shù)據(jù)表明，升高溫度，CO2的實際轉(zhuǎn)化率提高而甲醇的選擇性降低，其原因是_____________________________________________________________。4、速率平衡圖像分析例：（2019全國卷Ⅰ改）水煤氣變換是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中。已知該反應(yīng)在721℃時，K>1，Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系（如下圖所示），催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。計算曲線a的反應(yīng)在30～90min內(nèi)的平均速率__________kPa·min-1。467℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是__________、___________。489℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是__________、___________。練：（2020全國卷Ⅲ）二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領(lǐng)域。回答下列問題：（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___________。當反應(yīng)達到平衡時，若增大壓強，則___________（填“變大”“變小”或“不變”）。（2）理論計算表明，原料初始組成，在體系壓強為0.1MPa，反應(yīng)達到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分數(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△H______0（填“大于”或“小于”）。（3）根據(jù)圖中點A（440K，0.39），計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(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。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當___________。

第8講速率平衡圖像問題一、速率相關(guān)圖像1、圖例：無斷某側(cè)變濃度有斷溫壓選一處直線催化或壓強變壓要看計量數(shù)例：如圖表示反應(yīng)在某一時間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的曲線關(guān)系圖（平衡移動時只改變一個變量）。則下列說法錯誤的是（）A.t3時為溫度升高B.t3時為加入催化劑C.t4時為溫度降低D.過程中氨的含量最低段為t5～t62、圖例：一定溫度下，將1molX和1molY氣體充入2L恒容密閉容器，發(fā)生反應(yīng)，t1時達到平衡。在t2、t3時刻分別改變反應(yīng)的一個條件，測得容器中氣體Z的濃度隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是（）A.反應(yīng)方程式中的m=1B.t2時刻改變的條件是使用催化劑C.t3時刻改變的條件是移去少量物質(zhì)QD.t1～t3間該反應(yīng)的平衡常數(shù)均為4練：（多選）已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：?，F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為1L的恒溫密閉容器中，反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如下圖所示。下列說法不正確的是（）A.X與Y兩條曲線中，Y表示N2O4濃度隨時間的變化B.a、b、c、d四個點中，表示化學反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是a點C.25～30min內(nèi)用NO2表示的平均化學反應(yīng)速率是0.08mol·L-1·min-1D.反應(yīng)進行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因是增加N2O4濃度3、多反應(yīng)圖像找__________關(guān)系例：（2021廣東卷）反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→22。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是（）A.a為隨t的變化曲線B.t1時，C.t2時，Y的消耗速率大于生成速率D.t3后，練：（2021河北卷）室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發(fā)生以下兩個反應(yīng)：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反應(yīng)①的速率可表示為，反應(yīng)②的速率可表示為（k1、k2為速率常數(shù)）。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖，下列說法錯誤的是（）A.0～30min時間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×103mol·L-1·min-1B.反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應(yīng)能進行到底，反應(yīng)結(jié)束時62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大練：（2020江蘇卷）CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比條件下，CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）A.升高溫度、增大壓強均有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率B.曲線A表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化C.相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊D.恒壓、800K、條件下，反應(yīng)至CH4轉(zhuǎn)化率達到X點的值，改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應(yīng)，CH4轉(zhuǎn)化率能達到Y(jié)點的值二、平衡相關(guān)圖像大同小異1、T、P雙變量圖像例：已知：，其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強（p1、p2）下隨溫度變化的曲線，下列說法不正確的是（）A.B.該反應(yīng)的△H<0C.A、B兩點的平衡常數(shù)：D.A、B兩點的化學反應(yīng)速率：練：已知；。平衡體系的總質(zhì)量m（總）與總物質(zhì)的量n（總）之比在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是（）A.溫度：B.平衡常數(shù)：C.反應(yīng)速率：D.當時，練：（2020山東卷）探究CH3OH合成反應(yīng)化學平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：I.II.Ⅲ.不同壓強下，按照投料，實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。（1）其中縱坐標表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖________（填“甲”或“乙”）；壓強p1、p2、p3由大到小的順序為________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是______________________________________________。（2）為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為____________（填標號）。A.低溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.高溫、高壓2、圖像例：（2021山東卷）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時存在如圖反應(yīng)：反應(yīng)I： 反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：（1）反應(yīng)I、I、Ⅲ以物質(zhì)的量分數(shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷，的數(shù)值范圍是____________（填標號）。A. B.C. D.（2）為研究反應(yīng)體系的動力學行為，向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制溫度為353K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為_______（填“X”或“Y”）；t=100s時，反應(yīng)III的正反應(yīng)速率v正_______逆反應(yīng)速率v逆（填“>”<或“=”）。

第9、10講等效平衡等效平衡：同一化學平衡過程，采用不同的投料方式，最終達到相同的效果。一、達到等效平衡的方式1.等溫等容例：I130II002III260IV0.51.51I與Ⅱ__________，Ⅰ與Ⅲ__________，I與Ⅳ__________。（1）達平衡時①：I________II②：I________II③容器內(nèi)氣體壓強：I________II（2）達平衡時反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、吸放熱對比①反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率：②反應(yīng)吸收或放出的熱量：QIQII③投料Ⅳ達平衡時的、Q（3）若起始投料為a、b、c，平衡后與I相同，則a、b、c滿足__________。I120II0.51.51III240I與Ⅱ_______，I與Ⅲ_______。達平衡時：：I________III：I________III容器內(nèi)氣體壓強：I________IIIH2轉(zhuǎn)化率：若起始投料為a、b、c，平衡后與I相同，則a、b、c滿足_____________。2.等溫等壓等效條件：例：I130II262I與Ⅱ_________。達平衡時：：I________II：I________II練：1.在一個1L的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生下述反應(yīng)：達到平衡時，C的體積分數(shù)為a。維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，達到平衡后，C的體分數(shù)為a是（）A.3molC+1molD B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.1molA+0.5molB+1.5molC D.4molA+2molB2.某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2，使之反應(yīng)合成NH3，平衡后測得NH3的體積分數(shù)為m。若T不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分數(shù)仍為m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足：（1）恒定T、V：①若X=0，Y=0，則Z=__________。②若X=0.75，Y=_________，Z=________。（2）恒定T、p：①若X=0，Y=0，則Z=________。②若X=0.75，Y=_________，Z=________。3.將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達到平衡：。當改變某個條件并達到新平衡后，下列敘述正確的是（）A.升高溫度，X的體積分數(shù)減小B.增大壓強（縮小容器體積），Z的濃度不變C.保持容器體積不變，充入一定量的惰性氣體，Y的濃度不變D.保持容器體積不變，充入一定量的Z，X的體積分數(shù)增大二、等效平衡解題思路1.可比模型思維例：（2021湖南卷）已知：，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，t1時達到平衡狀態(tài)I，在t2時改變某一條件，t3時重新達到平衡狀態(tài)II，正反應(yīng)速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（）A.容器內(nèi)壓強不變，表明反應(yīng)達到平衡B.t2時改變的條件：向容器中加入CC.平衡時A的體積分數(shù)D.平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)<K(I)2.倍增倍減模型恒溫恒容條件下，投料量加倍（或減倍），結(jié)果相當于加壓（或減壓）例：I130II260達平衡時，NH3的體積分數(shù)：I________II例：A為恒壓密閉容器，B為恒容密閉容器。起始時向這兩個容器中分別充入等量的體積比為2：1的SO2和O2的混合氣體，并使A和B的容積相等。恒溫條件下發(fā)生反應(yīng)：。（1）達到平衡時所需要的時間A容器比B容器__________，A容器中SO2的轉(zhuǎn)化率比B容器__________。（2）達平衡后，若向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體，達到平衡時，A容器SO3物質(zhì)的量分數(shù)________；B容器中SO3的物質(zhì)的量分數(shù)________。3.倍增倍減模型拓展例：I130II260達平衡時，NH3的體積分