高考熱點題型與考點專練化學三規(guī)則7　化學速率平衡類理論問題的規(guī)范描述

規(guī)則7化學速率平衡類理論問題的規(guī)范描述高考真題典例(2024·河北選擇考節(jié)選)氯氣是一種重要的基礎化工原料,廣泛應用于含氯化工產品的生產。硫酰氯及1,4二(氯甲基)苯等可通過氯化反應制備。硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑,工業(yè)上制備原理如下:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH=67.59kJ·mol1。恒容密閉容器中按不同進料比充入SO2(g)和Cl2(g),測定T1、T2、T3溫度下體系達平衡時的Δp(Δp=p0p,p0為體系初始壓強,p0=240kPa,p為體系平衡壓強),結果如圖。上圖中溫度由高到低的順序為,判斷依據(jù)為。

【破題有道】(1)析特點:硫酰氯的制備反應特點為氣體分子數(shù)減小的放熱反應,溫度降低,反應正向進行程度大,平衡時壓強減小得多,導致Δp增大。(2)研圖像:(3)得結論:。

【萬能模板】解答本類問題時的答題模板如下:敘特點(反應特點或容器特點)→變條件→定方向→得結論(或結果)滿分規(guī)則【標準答案】T3>T2>T1(1分)硫酰氯的制備反應為氣體分子數(shù)減小的放熱反應,溫度降低使平衡正向移動,體系壓強減小,導致平衡時Δp增大(3分)【評分標準】(1)答“ΔV(g)<0”也可,沒有“氣體體積減小”的相應描述扣1分(2)答“ΔH<0”也可,沒有“正反應為放熱反應”的相應描述扣1分(3)不答“平衡后反應方向移動”扣1分(4)不答“體系壓強減小”或“Δp增大”扣1分(5)答錯平衡移動方向不得分【錯誤答案1】氣體分子數(shù)減小且為放熱反應,溫度降低使平衡正向移動,體系壓強減小,導致平衡時Δp增大(扣1分,得2分)【錯因分析】沒有明確分析的對象規(guī)則1:回答反應特點類問題要指明問題所涉及的反應。如本題所涉及的是硫酰氯的制備反應,回答時必須指明,否則扣1分【錯誤答案2】溫度降低使平衡正向移動,體系壓強減小,導致平衡時Δp增大(扣1分,得2分)【錯因分析】沒有指明反應的特點規(guī)則2:回答平衡移動類問題要指明反應體系及平衡的特點。如本題需要指明合硫酰氯的制備反應為氣體分子數(shù)減小的放熱反應,否則扣1分【錯誤答案3】硫酰氯的制備反應為氣體分子數(shù)減小的放熱反應,平衡正向移動,體系壓強減小,導致平衡時Δp增大(扣2分,得1分)【錯因分析】沒有說明外界條件的改變規(guī)則3:回答條件改變類問題要指明外界條件的改變及帶來的影響。如本題需要指明“溫度的變化”,否則扣1分【錯誤答案4】硫酰氯的制備反應為氣體分子數(shù)減小的放熱反應,溫度降低,體系壓強減小,導致平衡時Δp增大(扣1分,得2分)【錯因分析】沒有指明平衡或反應移動的方向規(guī)則4:回答平衡移動類問題要指明平衡移動的方向及其相關的影響。如本題需要指明“溫度改變時平衡移動的方向”,否則扣1分【錯誤答案5】硫酰氯的制備反應為氣體分子數(shù)減小的放熱反應,溫度降低使平衡逆向移動,體系壓強增大,導致平衡時Δp減小(扣3分,得0分)【錯因分析】平衡移動方向和結論均錯誤規(guī)則5:回答平衡移動類問題,平衡移動方向要判斷正確,否則會得出錯誤的結論而導致錯誤。如本題中溫度降低,使平衡正向移動,答錯,不得分1.★★★利用CO2、H2為原料合成CH3OH的主要反應如下。Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=48.5kJ·mol1K1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+43.9kJ·mol1K2回答下列問題:(1)一定條件下,向恒壓密閉容器中以一定流速通入CO2和H2混合氣體,CO2平衡轉化率和CH3OH選擇性[n(生成的CH3OH表示CH3OH選擇性的曲線是L1(填“L1”或“L2”),CO2平衡轉化率隨溫度升高發(fā)生如圖變化的原因是反應Ⅱ是吸熱反應,升高溫度,反應Ⅱ正向移動的程度大于反應Ⅰ逆向移動的程度,CO2平衡轉化率隨溫度的升高而增大。

(2)向壓強恒為3.0MPa的密閉容器中通入反應混合氣[V(CO2)V(H2)=12],在1molNiGa催化作用下只發(fā)生反應CH3OH時空收率隨溫度升高先增大后減小的原因是溫度較低時,反應速率較慢,反應未達到平衡,升高溫度,反應速率加快,CH3OH時空收率增大,當溫度較高時,反應速率較快,反應達到平衡,升高溫度,平衡逆向移動,CH3OH的轉化率減小,CH3OH時空收率減小。

2.★★★溴及溴的化合物在生產和實驗中用途廣泛,工業(yè)上制備Br2的原理為4HBr(g)+O2(g)2Br2(g)+2H2O(g)ΔH1=338kJ·mol1。回答下列問題:(1)將一定量的HBr(g)和O2(g)混合均勻,再分別以不同起始流速通入反應器中,在450℃、475℃和500℃下反應,通過檢測單位時間內的流出氣繪制HBr轉化率曲線(較低流速下轉化率可近似為平衡轉化率)。①圖中其他條件相同,較高流速時,T3溫度下的轉化率大于T1溫度下的,原因是T3溫度更高,反應速率更快,故單位時間內溴化氫的轉化率更高。

②比較圖1和圖2可知,溫度相同、投料比n(HBr)∶n(O2)不變,隨著HBr流速增大,HBr轉化率降低的原因是其他條件不變,HBr流速增大,通過HBr總量增大,HBr轉化率降低。

(2)一定溫度下,向反應器中充入4molHBr(g)和1m