高三化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)速率》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高三化學(xué)教案：化學(xué)反應(yīng)速率

　　1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的定義及其定量表示方法。

　　2、了解溫度對反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。

　　3、知道焓變和熵變是與反應(yīng)方向有關(guān)的兩種因素。

　　4、了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡。

　　5、了解濃度，壓強(qiáng)、溫度和催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的影響規(guī)律

　　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的初步知識是中學(xué)化學(xué)的重要基本理論�？疾榈闹�識點(diǎn)應(yīng)主要是：①有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較;②條件對反應(yīng)速率影響的判斷;③確定某種情況是否是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征;④平衡移動原理的應(yīng)用;⑤平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))的含義及其表達(dá)式⑥利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率或比較。

　　從題型看主要是選擇題和填空題，其主要形式有：⑴根據(jù)化學(xué)方程式確定各物質(zhì)的反應(yīng)速率;⑵根據(jù)給定條件，確定反應(yīng)中各物質(zhì)的 平均速率;⑶理解化學(xué)平衡特征的含義，確定某種情況下化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);⑷應(yīng)用有關(guān)原理解決模擬的實(shí)際生產(chǎn)問題;(5)平衡移動原理在各類平衡中的應(yīng)用;⑹根據(jù)條件確定可逆反應(yīng)中某一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)、消耗量、氣體體積變化等。

　　從考題難度分析，歷年高考題中，本單元的考題中基礎(chǔ)題、中檔題、難題都有出現(xiàn)。因?yàn)楦呖贾杏袔啄瓿霈F(xiàn)了這方面的難題，所以各種復(fù)習(xí)資料中高難度的練習(xí)題較多。從新課標(biāo)的要求來看，這部分內(nèi)容試題應(yīng)較基礎(chǔ)，復(fù)習(xí)時應(yīng)多關(guān)注生產(chǎn)實(shí)際，注重基礎(chǔ)知識的掌握。

　　一、化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

　　1.化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的，通常用單位時間反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，是一段時間內(nèi)的平均速率。固體或純液體(不是溶液)的濃度可視為不變的常數(shù)，故一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率時，其數(shù)值可能不同(因此，必須指明具體物質(zhì))。但各種物質(zhì)表示的速率比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

　　2.參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素，外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。

　　(1)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響只適用于氣體反應(yīng)或溶液中的反應(yīng);

　　(2)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響只適用于氣體參加的反應(yīng);

　　(3)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：實(shí)驗(yàn)測得，其他條件不變時，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增加原來的2-4倍，經(jīng)驗(yàn)公式： ;

　　(4)使用催化劑，使原來難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，分步進(jìn)行(本身參與了反應(yīng)，但反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變)，從而大幅度改變了化學(xué)反應(yīng)速率。

　　(5)此外，光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等也會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。

　　3.濃度和壓強(qiáng)的改變僅僅改變了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目，溫度的改變和催化劑的存在卻能改變單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)。

　　二、化學(xué)平衡建立及外界條件化學(xué)平衡的影響。

　　1.化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。

　　化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：

　　(1)“逆”：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，即反應(yīng)過程中反應(yīng)物、生成物，不能全部轉(zhuǎn)化為生成物(反應(yīng)物)。

　　(2)“動”：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行。

　　(3)“等”：指反應(yīng)體系中的用同一種物質(zhì)來表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。對于不同種物質(zhì)而言，速率不一定相等。

　　(4)“定”：平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度，各組分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù))、轉(zhuǎn)化率等不隨時間變化而改變。

　　(5)“變”：改變影響化學(xué)平衡的條件，平衡發(fā)生移動。

　　(6)化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)的途徑無關(guān)。

　　化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是化學(xué)平衡狀態(tài)特征的具體體現(xiàn)。

　　2.平衡移動原理：如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。它是濃度、壓強(qiáng)和溫度等外界條件對平衡移動影響的概括和總結(jié)，只適用于已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)，未處于平衡狀態(tài)的體系不能用此原理分析，但它也適用于其他動態(tài)平衡體系，如溶解平衡、電離平衡和水解平衡等。催化劑能夠同等程度地增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，因此它對化學(xué)平衡的移動沒有影響。

　　三、反應(yīng)的焓變和熵變

　　1、反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個因素，但不是惟一因素

　　2、熵：描述體系滋亂度的物理理 單位：J.mol-1 .k-1 符號S

　　影響熵的因素：①同一條件下，不同物質(zhì)熵不同②同一物質(zhì)，聚集狀態(tài)不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)

　　反應(yīng)的熵變(△S)：△S=S反應(yīng)產(chǎn)物-S反應(yīng)物

　　T、P一定，反應(yīng)焓變和熵變共同影響反應(yīng)方向，反應(yīng)方向判據(jù)：△H-T△S<0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;△H-T△S=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);△H-T△S>0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

　　第1課時 化學(xué)反應(yīng)速率

　　1.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率。單位：mol/L?s ;mol/L?min ;mol/L?h等。

　　對于任一化學(xué)反應(yīng)：aA +bB==cC +dD可用υ(A)、υ(B)、υ(C)、υ(D)表示其速率，則有υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)== a:b:c:d，即化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比(還可等于其學(xué)其濃度變化之比或物質(zhì)的量變化之比)。

　　2.影響反應(yīng)速率的因素

　　內(nèi)因：反應(yīng)物的性質(zhì)是反應(yīng)速率大小的決定因素。

　　外因：主要因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。

　　(1)濃度：其它條件不變時，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。

　　(2)溫度：其它條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大為原來的2～4倍。

　　(3)壓強(qiáng)：其它條件不變時，增大壓強(qiáng)，對于有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率加快。

　　(4)催化劑：使用正催化劑，能加快反應(yīng)速率。未特別指明時，均指正催化劑。

　　4.活化能：對基元反應(yīng)而言，活化分子的平均能量與普通反應(yīng)物分子的平均能量之差叫該反應(yīng)的活化能(用Ea表示，其單位為kJ/mol)�；罨�能越大，反應(yīng)越難進(jìn)行。

　　催化劑能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，進(jìn)而增大化學(xué)反應(yīng)速率。催化劑具有選擇性。

　　解釋化學(xué)反應(yīng)速率快慢的鏈條思維：活化能→活化分子→有效碰撞→化學(xué)反應(yīng)速率。

　　影響

　　外因 單位體積內(nèi) 有效碰撞次數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速率

　　分子總數(shù) 活化分子數(shù) 活化分子百分?jǐn)?shù)

　　增大反應(yīng)物濃度 增加 增加 不變 增加 加快

　　增大壓強(qiáng) 增加 增加 不變 增加 加快

　　升高溫度 不變 增加 增大 增加 加快

　　使用催化劑 不變 增加 增大 增加 加快

　　【例1】(2010福建卷，12) 化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物嘗試隨反應(yīng)時間變化如右圖所示，計(jì)算反應(yīng)4~8 min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16 min 反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是

　　A 2.5 和2.0

　　B 2.5 和2.5

　　C 3.0 和3.0

　　D 3.0 和3.0

　　解析：本題考察化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算

　　第8秒與第4秒時反應(yīng)物濃度差△C為10 ， 為4秒，所以在4~8 間的平均反應(yīng)速率為2.5 ，可以排除CD兩個答案;圖中從0 開始到8 反應(yīng)物濃度減低了4倍，根據(jù)這一幅度，可以推測從第8 到第16分也降低4倍，即由10 降低到2.5 ，因此推測第16 反應(yīng)物的濃度為2.5 ，所以可以排除A而選B

　　答案：B

　　【例2】(2010全國卷1，27)

　　(15分)在溶液中，反應(yīng)A+2B C分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為 、 及 。反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。

　　請回答下列問題：

　　(1)與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是：

　�、赺______________;

　�、踎______________;

　　(2)實(shí)驗(yàn)②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為_________;實(shí)驗(yàn)③平衡時C的濃度為____________;

　　(3)該反應(yīng)的 __ _______0，判斷其理由是__________________________________;

　　(4)該反應(yīng)進(jìn)行到4.0min時的平均反應(yīng)速度率：

　　實(shí)驗(yàn)②： =__________________________________;

　　實(shí)驗(yàn)③： =__________________________________。

　　【解析】(1)②使用了(正)催化劑;理由：因?yàn)閺膱D像可看出，兩者最終的平衡濃度相同，即最終的平衡狀態(tài)相同，而②比①所需要的時間短，顯然反應(yīng)速率加快了，故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入(正)催化劑;③升高溫度;理由：因?yàn)樵摲磻?yīng)是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，所以不可能是改變壓強(qiáng)引起速率的改變，又由于各物質(zhì)起始濃度相同，故不可能是改變濃度影響反應(yīng)速率，再由于③和①相比達(dá)平衡所需時間短，平衡時濃度更小，故不可能是改用催化劑，而只能是升高溫度來影響反應(yīng)速率的

　　(2)不妨令溶液為1L，則②中達(dá)平衡時A轉(zhuǎn)化了0.04mol，由反應(yīng)計(jì)量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.08mol，所以B轉(zhuǎn)化率為 ;同樣在③中A轉(zhuǎn)化了0.06mol，則生成C為0.06mol,體積不變，即平衡時C(c)=0.06mol/L

　　(3) ﹥0;理由：由③和①進(jìn)行對比可知升高溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉(zhuǎn)化率升高，平衡向正方向移動，而升溫是向吸熱的方向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)， ﹥0

　　(4)從圖上讀數(shù)，進(jìn)行到4.0min時，實(shí)驗(yàn)②的A的濃度為：0.072mol/L,則△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L， ,∴ =2 =0.014mol(L?min)-1;進(jìn)行到4.0mi實(shí)驗(yàn)③的A的濃度為：0.064mol/L：△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L， ,∴ = =0.0089mol(L?min)-1

　　【答案】(1)②加催化劑;達(dá)到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度未變

　�、蹨囟壬�高;達(dá)到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度減小

　　(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高溫度向正方向移動，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

　　(4)0.014mol(L?min)-1;0.008mol(L?min)-1

　　【命題意圖】考查基本理論中的化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡部分，一些具體考點(diǎn)是：易通過圖像分析比較得出影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的具體因素(如：濃度，壓強(qiáng)，溫度，催化劑等)、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，平衡濃度的計(jì)算， 的判斷;以及計(jì)算能力，分析能力，觀察能力和文字表述能力等的全方位考查。

　　【點(diǎn)評】本題所涉及的化學(xué)知識非�；�礎(chǔ)，但是能力要求非常高，觀察和分析不到位，就不能準(zhǔn)確的表述和計(jì)算，要想此題得滿分必須非常優(yōu)秀才行!此題與2009年全國卷II理綜第27題，及安微卷理 綜第28題都極為相似，有異曲同工之妙，所以對考生不陌生!

　　第2課時 化學(xué)反應(yīng)的方向及判據(jù)

　　1.反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向

　　(1)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。如氫氧化亞鐵的水溶液在空氣中被氧化為氫氧化鐵的反應(yīng)是自發(fā)的，其△H(298K)==-444.3kJ?mol—1

　　(2)部分吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

　　如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H(298K)== +37.30kJ?mol—1。

　　(3)有一些吸熱反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行。如碳酸鈣的分解。

　　因此，反應(yīng)焓變不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一依據(jù)。

　　2.反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向

　　(1)熵：描述大量粒子混亂度的物理量，符號為S，單位J?mol—1?K—1，熵值越大，體系的混亂度越大。

　　(2)化學(xué)反應(yīng)的熵變(△S)：反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差。

　　(3)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系

　�、俣鄶�(shù)熵增加的反應(yīng)在常溫常壓下均可自發(fā)進(jìn)行。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，熵變都是正值，為熵增加反應(yīng)。

　　②有些熵增加的反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則可自發(fā)進(jìn)行。如碳酸鈣的分解。

　�、蹅�別熵減少的反應(yīng)，在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行。如鋁熱反應(yīng)的△S== —133.8 J?mol—1?K—1，在點(diǎn)燃的條件下即可自發(fā)進(jìn)行。

　　4.焓變和熵變對反應(yīng)方向的共同影響——“四象限法”判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。

　　在二維平面內(nèi)建立坐標(biāo)系，第Ⅰ象限的符號為“+、+”，第Ⅱ象限的符號為“+、—”，第Ⅲ象限的符號為“—、—”，第Ⅳ象限的符號為“—、+”。借肋于數(shù)學(xué)坐標(biāo)系四個象限的符號，聯(lián)系焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響，可以從熱力學(xué)的角度快速判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。

　　在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向的判據(jù)為：

　　△H—T△S<0　反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行

　　△H—T△S==0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

　　△H—T△S>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

　　反應(yīng)放熱和熵增加都有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。該判據(jù)指出的是化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢。

　　1.第Ⅰ象限符號為“+、+”(△S>0、△H>0)時化學(xué)反應(yīng)的方向——高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

　　【例1】石灰石的分解反應(yīng)為：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)

　　其△H(298K)==178.2kJ?mol—1，△S(298K)== 169.6J?mol—1?K—1

　　試根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)在常溫下是否自發(fā)進(jìn)行?其分解溫度是多少?

　　【解析】

　　∵△H—T△S=178.2kJ?mol—1—298K×10×—3×169.6kJ?mol—1?K—1

　　==128kJ?mol—1>0

　　∴298K時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。即常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

　　由于該反應(yīng)是吸熱的熵增加反應(yīng)，升高溫度可使△H—T△S<0，假設(shè)反應(yīng)焓變和熵變不隨溫度變化而變化，據(jù)△H—T△S<0可知，T>△H/△S ==178.2kJ?mol—1/10×—3×169.6kJ?mol—1?K—1==1051K，即溫度高于778℃時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

　　2.第Ⅱ象限符號為“+、—”(△S>0、△H<0)時化學(xué)反應(yīng)的方向——所有溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行

　　【例2】已知雙氧水、水在298K、100kPa時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的數(shù)據(jù)如下：

　　物 質(zhì) △fH /kJ?mol—1

　　H2O(l) —258.8

　　H2O2(l) —191.2

　　O2(g) 0

　　(1)試由以上數(shù)據(jù)計(jì)算雙氧水發(fā)生分解反應(yīng)的熱效應(yīng)。

　　(2)若雙氧水發(fā)生分解反應(yīng)生成液態(tài)水和氧氣時，其△S==57.16J?mol—1?K—1

　　試判斷該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行。若溫度達(dá)到2000K時，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。

　　【解析】

　　(1)根據(jù)△H ==H(產(chǎn)物)—H(反應(yīng)物)得，△H ==2×(—258.8kJ?mol—1)+0—2×(—191.2kJ?mol—1)===　—135.2kJ?mol—1。

　　(2)在298K時，△H—T△S=—135.2kJ?mol—1-(298K×10—3×57.16kJ?mol—1?K—1) ==　—152.23 kJ?mol—1<0

　　∴該反應(yīng)在常溫下可自發(fā)進(jìn)行。

　　溫度達(dá)到2000K，且假定焓變和熵變不隨溫度變化而變化，△H—T△S=—135.2kJ?mol—1-(2000K×10—3×57.16kJ?mol—1?K—1)==　—249.52kJ?mol—1<0

　　故△S>0、△H<0時，僅從符號上進(jìn)行分析，無論溫度如何變化，恒有△H—T△S<0，故化學(xué)反應(yīng)的方向——所有溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。

　　3.第Ⅲ象限符號為“—、—”(△S<0、△H<0)時化學(xué)反應(yīng)的方向——低溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行

　　【例3】常溫下氫氧化亞鐵與空氣中的氧氣及水有可能發(fā)生反應(yīng)，即：

　　4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知該反應(yīng)在298K時的△H== —444.3 kJ?mol—1，△S==　—280.1 J?mol—1?K—1

　　試問該反應(yīng)在常溫下是否自發(fā)進(jìn)行?

　　【解析】

　　根據(jù)△H—T△S=—444.3 kJ?mol—1—298K×10-3×(—280.1 kJ?mol—1?K—1)== —360.83 kJ?mol—1<0，故298K時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

　　由于焓變和熵變的作用相反，且二者相差懸殊，焓變對反應(yīng)的方向起決定性作用，故反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

　　假定溫度達(dá)到2000K，則△H—T△S=—444.3 kJ?mol—1—2000K×10-3×(—280.1 kJ?mol—1?K—1)=115.9 kJ?mol—1>0，反應(yīng)不能自發(fā)行。即高溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

　　4.第Ⅳ象限符號為“—、+”(△S<0、△H>0)時化學(xué)反應(yīng)的方向——所有溫度下反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行

　　【例4】CO(g)=C(s，石墨)+1/2O2(g)，其△H=110.5 kJ?mol—1△S==　—89.36J?mol—1?K—1，試判斷該反應(yīng)在298K和2000K時反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行?

　　【解析】

　　298K時，△H—T△S=110.5 kJ?mol—1—298K×10—3×(—89.36kJ?mol—1?K—1) ==137.13 kJ?mol—1>0，故298K時反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

　　2000K時，△H—T△S=110.5 kJ?mol—1—2000K×10—3×(—89.36kJ?mol—1?K—1) ==289.22 kJ?mol—1>0，故2000K時，反應(yīng)也不能自發(fā)進(jìn)行。

　　事實(shí)上，△S<0、△H>0時，僅從符號上進(jìn)行分析，無論溫度如何變化，恒有△H—T△S>0，故化學(xué)反應(yīng)的方向——所有溫度下反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行。

　　從以上四個象限的情況來看，交叉象限的情況相反相成，第Ⅰ象限(高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行)和第Ⅲ象限(低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行)相反相成，第Ⅱ象限(所有溫度下均可自發(fā)進(jìn)行)和第Ⅳ象限(所有溫度下反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行)相反相成。分析化學(xué)反應(yīng)的方向的熱力學(xué)判據(jù)是△H—T△S<0，而這個判據(jù)是溫度、壓強(qiáng)一定的條件下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢，并不能說明反應(yīng)能否實(shí)際發(fā)生，因?yàn)榉磻?yīng)能否實(shí)際發(fā)生還涉及動力學(xué)問題。

　　第3課時 化學(xué)反應(yīng)的限度

　　1.可逆反應(yīng)：在相同條件下同時向正、反兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)中使用“ ”。

　　2.化學(xué)平衡(狀態(tài))：

　　(1)概念：在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。

　　(2)特征：

　�、倌妫夯瘜W(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。

　�、诘龋篤(正)==V(逆)≠0

　　③動：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡。雖然V(正)==V(逆)，但正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行。

　　④定：反應(yīng)物和生成物的濃度保持一定。

　　⑤變：外界條件改變，平衡也隨之改變。

　　3.化學(xué)平衡常數(shù)：

　　(1)概念：對于一定條件下的可逆反應(yīng)(aA+bB cC+dD)，達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度的乘冪的乘積與反應(yīng)物濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù)，記作Kc，稱為化學(xué)平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))。

　　(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式：

　　如果反應(yīng)物和生成物均為氣體，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時，將由各物質(zhì)平衡分壓算得的平衡常數(shù)稱為壓強(qiáng)平衡常數(shù)。即

　　濃度平衡常數(shù)和壓強(qiáng)平衡常數(shù)均稱為化學(xué)平衡常數(shù)。

　　(3)意義：平衡常數(shù)的大小化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度(即反應(yīng)限度);平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。

　　(4)影響因素：只與溫度有關(guān)，而與濃度無關(guān)。

　　4.平衡轉(zhuǎn)化率：對于可逆反應(yīng)aA+bB cC+dD，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率可以表示為：

　　α(A)==(c0(A)- [A])/c0(A)×100%

　　5. 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

　　(1)化學(xué)平衡移動：一定條件下的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，反應(yīng)條件改變，平衡混合物中各組分的濃度也隨之發(fā)生改變而達(dá)到新的平衡狀態(tài)，這種由一個平衡達(dá)到新的平衡的過程稱為化學(xué)平衡移動。

　　(2)反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

　�、俑淖儨囟龋�

　　升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。

　　降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。

　�、诟淖儩舛龋�

　　若Qc

　　若Qc>Kc，化學(xué)平衡逆向(向左)移動。

　�、鄹淖儔簭�(qiáng)：

　　若Qp

　　若Qp>Kp，化學(xué)平衡逆向(向左)移動。

　　(3)勒夏特列原理：在封閉體系中，如果只改變平衡體系中的一個條件時，平衡將向減弱這個條件改變的方向移動。

　　【例1】(2010天津卷，10)

　　(14分)二甲醚是一 種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。

　　請回答下列問題：

　�、� 煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：___________________________。

　�、� 煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________________________。

　�、� 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：

　　① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ?mol-1

　�、� 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ?mol-1

　�、� CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ?mol-1

　　總反應(yīng)：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g ) + CO2 (g)的ΔH= ___________;

　　一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__________(填字母代號)。

　　a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度

　　d.增加CO的濃度 e.分離出二甲醚

　　⑷ 已知反應(yīng)②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400 。此溫度下，在密閉容器中加 入CH3OH ，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

　　物質(zhì) CH3OH CH3OCH3 H2O

　　濃度/(mol?L-1) 0.44 0.6 0.6

　�、� 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大�。簐正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。

　�、� 若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時c(CH3OH) = _________;該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) = __________。

　　解析：(1)煤生成水煤氣的反應(yīng)為C+H2O CO+H2。

　　(2)既然生成兩種酸式鹽，應(yīng)是NaHCO3和NaHS，故方程式為：

　　Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS。

　　(3)觀察目標(biāo)方程式，應(yīng)是①×2+②+③，故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ? mol -1。

　　正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡左移，CO轉(zhuǎn)化率減小;加入催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變;減少CO2的濃度、分離出二甲醚，平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大;增大CO濃度，平衡右移，但CO轉(zhuǎn)化率降低;故選c、e。

　　(4)此時的濃度商Q= =1.86<400，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，向正反應(yīng)方向移動，故 正> 逆;設(shè)平衡時生成物的濃度為0.6+x，則甲醇的濃度為(0.44-2x)有：400= ，解得x=0.2 mol?L-1，故0.44 mol?L-1-2x=0.04 mol?L-1。

　　由表可知，甲醇的起始濃度度為(0.44+1.2) mol?L-1=1.64 mol?L-1，其平衡濃度為0.04 mol?L-1，

　　10min變化的濃度為1.6 mol?L-1，故 (CH3OH)=0.16 mol?L-1?min-1。

　　答案：(1) C+H2O CO+H2。

　　(2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS

　　(3) -2 46.4kJ? mol -1 c、e

　　(4) ①> ②0.04 mol?L-1 0.16 mol?L-1?min-1

　　命題立意：本題是化學(xué)反應(yīng)原理的綜合性試題，考查了化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動原理，和利用濃度商和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷平衡移動的方向、平衡常數(shù)和速率的計(jì)算等。

　　【例2】(2010四川理綜卷，13)

　　反應(yīng)aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時。M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中：Z表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是

　　A.同溫同壓Z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　B.同壓同Z時，升高溫度，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　C.同溫同Z時，增加壓強(qiáng)，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　D.同溫同壓時，增加Z，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加。

　　答案：B

　　解析：本題考查了平衡移動原理的應(yīng)用。A項(xiàng)加入催化劑只能改變反應(yīng)速率，不會使平衡移動。B項(xiàng)由圖像(1)知隨著溫度的升高M(jìn)的體積分?jǐn)?shù)降低，說明正反應(yīng)吸熱，所以溫度升高平衡正向移動，Q的體積分?jǐn)?shù)增加。C項(xiàng)對比(1)(2)可以看出相同溫度條件，壓強(qiáng)增大M的體積分?jǐn)?shù)增大，所以正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)Q的體積分?jǐn)?shù)減小。D項(xiàng)由C項(xiàng)可以判斷D也不對。

　　【鞏固練習(xí)1】(福建省泉州一中2010屆高三上學(xué)期期中考試)在1 L密閉容器中，把1 mol A和1 mol B混合發(fā)生如下反應(yīng)：

　　3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成0.4 mol D，并測得C的平衡濃度為0.4 mol?Lˉ1，下列敘述中不正確的是

　　A.x的值為2 B.A的轉(zhuǎn)化率為40%

　　C.B的平衡濃度為0.8 mol?Lˉ1 D.D的體積分?jǐn)?shù)為20%

　　答案 B

　　【鞏固練習(xí)2】(貴州省巴結(jié)中學(xué)2010屆高三10月月考)某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)： ，若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時，容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10%，下列推斷正確 ( )

　�、僭�混合氣體體積為1.2VL; ②原混合氣體的體積為1.1VL;

　�、鄯磻�(yīng)達(dá)平衡時氣體A消耗0.05VL; ④反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉0.05VL。

　　A.②③　　　 B.②④　　　 C.①③　D.②①

　　答案 A

　　【鞏固練習(xí)3】(重慶西南師大附中2010年上學(xué)期期末考試)T℃時，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過程中A、B、C物質(zhì)的量變化如圖(Ⅰ)所示;若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2時，B的體積分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系如圖(Ⅱ)所示，則下列結(jié)論正確的是( )

　　A.在(t1+1)min時，保持其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動

　　B.在(t1+1)min時，保持容器總壓強(qiáng)不變，通入稀有氣體，平衡向正反應(yīng)方向移動

　　C.不再增減物質(zhì)，只改變壓強(qiáng)或溫度時，A的體積分?jǐn)?shù)V(A)%變化范圍為25%

　　D.其他條件不變，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，且A的轉(zhuǎn)化率增大

　　答案 C

　　第4課時 反應(yīng)速率與限度理論在化工生產(chǎn)上的應(yīng)用

　　1.合成氨的反應(yīng)原理：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)298K時，△H==92.2kJ?mol—1

　　特點(diǎn)：合成氨是一個氣體體積縮小的放熱的可逆反應(yīng)。

　　2.合成氨適宜條件的選擇

　　(1)選擇依據(jù)：從提高反應(yīng)速率的角度分析，提高反應(yīng)溫度、使用催化劑、適當(dāng)提高氮?dú)浔?從平衡移動的角度分析，降低溫度、提高壓強(qiáng)和適時分離反應(yīng)產(chǎn)物氨;從實(shí)際生產(chǎn)的角度分析，溫度和壓強(qiáng)要與生產(chǎn)實(shí)際相適應(yīng)。

　　(2)選擇原則：能加快反應(yīng)速率;提高原料的利用率;提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量;對設(shè)備條件要求不能太高。

　　(3)合成氨的適宜條件：使用催化劑;適宜的壓強(qiáng)：2×107～5×107Pa;適宜的溫度：500℃左右;及時分離出氨和及時補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃狻?br />
　　(4)合成氨的簡要流程：

　　【例1】(2010安徽卷)低脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：

　　2NH2(g)+NO(g)+NH2(g) 2H3(g)+3H2O(g) H<0

　　在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說法正確的是

　　A.平衡時，其他條件不變，升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

　　B.平衡時，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小

　　C.單位時間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量比為1∶2時，反應(yīng)達(dá)到平衡

　　D.其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大

　　答案：C

　　解析：A選項(xiàng)，放熱反應(yīng)升溫平衡常數(shù)減小，錯誤;增大一個反應(yīng)物濃度另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，B錯;使用催化劑平衡不移動，D錯。

　　【例2】(2010重慶卷)(15分)某興趣小組用題27圖裝置探究氨的催化氧化.

　　(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為___________________.

　　(2)加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài);停止加熱后仍能保持紅熱，該反應(yīng)是_________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).

　　(3)為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應(yīng)裝入_________;若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是___________________.

　　(4)為實(shí)現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置_________(填裝置代號);化合物X為_________(只寫一種)，Na2O2的作用是___________________.

　　答案(15分)

　　(1)4NH3+ 5O2 4NO+6H2O

　　(2)放熱

　　(3)濃H2SO4;生成的NO與O2反應(yīng)生成NO2,NO2與水反應(yīng)生成HNO3，NH3與HNO3反應(yīng)生成了

　　(4)I; 與HCL反應(yīng)生成氧氣(合理答案均給分)

　　【解析】本題考查氨的催化氧化。(1) 和 氧化生成 。(2)該反應(yīng)為放熱，故不加熱后仍能保持紅熱狀態(tài)。(3)產(chǎn)物中有 和 ， 會被 氧化生成 ，在于空氣中的水蒸氣反應(yīng)生成 ,而 與 會產(chǎn)生白煙。(4)裝置5與1均產(chǎn)生科產(chǎn)生 。 加熱分解可得 和HCL,而HCL與 可生成 。

　　【例3】(2008廣東24)科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時間3 h):

　　T/K 303 313 323 353

　　NH3生成量/(10-6 mol) 4.8 5.9 6.0 2.0

　　相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

　　N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)

　　ΔH=+765.2 kJ?mol-1

　　回答下列問題：

　　(1)請畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。

　　(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議： 。

　　(3)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入

　　0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為 。計(jì)算：

　�、僭摋l件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;

　�、谠摋l件下反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。

　　答案 (1)

　　(2)升溫、增大N2濃度、不斷移出生成物

　　(3)①66.7% ②5.0×10-3mol2?L-2

　　解析 (1)催化劑能降低反應(yīng)的活化能，改變反應(yīng)的歷程，使一個高能變過程變?yōu)閹讉�能量相對低的過程，使反應(yīng)易發(fā)生。要點(diǎn)是有催化劑時能量低而過程階段多了。圖見答案。

　　(2)加快反應(yīng)速率且增大NH3生成量的方法是升溫、增大N2濃度、不斷移出生成物。

　　(3)解：①設(shè)反應(yīng)過程消耗xmolN2(g)。

　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

　　起始物質(zhì)的量/mol 0.60 1.60 0

　　平衡物質(zhì)的量/mol 0.60-x 1.60-3x 2x

　　平衡時反應(yīng)體系總物質(zhì)的量=[(0.60-x)+(1.60-3x)+2x]mol=(2.20-2x) mol

　　NH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=2x÷(2.20-2x)=

　　x=0.40

　　N2的平衡轉(zhuǎn)化率= ×100%=66.7%

　�、谠O(shè)反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)為K。平衡時，c(NH3)=2×0.40 mol÷2.0 L=

　　0.40 mol?L-1c(N2)=(0.60-0.40) mol÷2.0 L=0.10 mol?L-1

　　c(H2)=(1.60-3×0.40) mol÷2.0 L=0.20 mol?L-1

　　K= =[(0.10 mol?L-1?)×(0.20 mol?L-1)3]÷(0.40 mol?L-1)2

　　=5.0×10-3mol2?L-2

　　化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡單元測試

　　一、選擇題

　　1.反應(yīng)A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(氣)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別如下，其中反應(yīng)速率最大的是(　　)

　　A.vA=0.15mol?L-1?min-1　　　 B.vB=0.6mol?L-1?min-1

　　C.vC=0.4mol?L-1?min-1　　 D.vD=0.01mol?L-1?s-1

　　2.將A與B的混合物15mol放人容積為2L的密閉容器里，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(氣)+3B(氣) C(氣)+2D(氣)，經(jīng)過15min達(dá)到平衡，達(dá)平衡時容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的 。則以B氣體的濃度變化表示的反應(yīng)速率是(　　)

　　A.0.15mol?L-1?min-1　　　 B.0.3mol?L-1?min-1

　　C.0.45mol?L-1?min-1　　　 D.0.6mol?L-1?min-1

　　3.反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在2L的密閉容器中進(jìn)行，1min后，NH3減少了0.12mol，則平均每秒鐘濃度變化正確的是(　　)

　　A.NO：0.001mol?L-1　　 B.H2O：0.002mol?L-1

　　C.NH3：0.002mol?L-1　　　　 D.O2：0.00125mol?L-1

　　4.在恒溫恒容下，某容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：H2 2H。若反應(yīng)物的濃度由0.1mol?L-1降到0.06mol?L-1需20s，那么由0.06mol?L-1降到0.024mol?L-1需反應(yīng)的時間為(　　)

　　A.等于18s　　　B.等于12s C.大于18s　　　　　　　 D.小于18s

　　5.用Al粉和碘甲烷制(CH3)3Al時，于100℃攪拌65h，產(chǎn)率為0，若用超聲波，則室溫下用2.5h，產(chǎn)率可達(dá)96%。有關(guān)敘述中正確的是(　　)

　　A.超聲波加快反應(yīng)速率的作用大于攪拌 B.且超聲波使鋁粉于CH3中乳化成為膠體

　　C.超聲波使化學(xué)反應(yīng)物局部急驟升溫 D.超聲波加快CH3I分解為碘和甲烷

　　6.在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時，表示反應(yīng)A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)

　　A.混合氣體密度　　　　　　　　 B.混合氣體的壓強(qiáng)

　　C.混合氣體的總物質(zhì)的量　　　 D.B的物質(zhì)的量濃度

　　7.下圖I、Ⅱ、Ⅲ分別代表反應(yīng)①③、②、④則Y軸是指(　　)

　�、貼2+3H2 2NH3;△H<0 ②H2+I2(g) 2HI;△H<0

　�、跜O+2H2=CH3OH;△H<0 ④2SO3 2SO2+O2;△>0

　　A.平衡混合氣中一種生成物的百分含量 B.平衡混合氣中一種反應(yīng)物的百分含量

　　C.平衡混合氣中一種生成物的轉(zhuǎn)化率 D.平衡混合氣中一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

　　8.在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1mol X氣體和2mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是(　　)

　　A.容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時間變化而變化 B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化

　　C.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比1:2:3

　　D.單位時間消耗0.1mol X的同時生成0.2mol Z

　　9.體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充有等物質(zhì)的量的NH3，在相同溫度下，發(fā)生反應(yīng)：2NH3 N2+3H2，并達(dá)到平衡。在這個過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器中NH3的轉(zhuǎn)化率為P%，則乙容器中NH3的轉(zhuǎn)化率為(　　)

　　A.等于P%　　 B.小于P%　　　C.大于P%　　 　D.無法判斷

　　10.下列事實(shí)不能平衡移動原理來解釋的是(　　)

　　A.往硫化氫水溶液中加堿有利于S2-增多 B.加入催化劑有利于氨氧化反應(yīng)

　　C.500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng) D.高壓有利于合成氨的反應(yīng)

　　11.一定條件下將含1molNH3的體積不變的密閉容器加熱，發(fā)生反應(yīng)：2NH3 N2+3H2，一定時間后達(dá)到平衡，此時NH3的體積分?jǐn)?shù)為x%。若在該容器中再加入1molNH3后密封，加熱到相同溫度，使反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)此時NH3的體積分?jǐn)?shù)為y%，則x和y的關(guān)系正確的是(　　)

　　A.xy　　 C.x=y　　　D.x≥y

　　12.某容積可變的密閉容器中 放人一定量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A(氣)+2B(氣) 2C(氣)。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時，容器的體積為V，此時C氣體的體積占50%，則下列推斷正確的是(　　)

　　A.原混合氣體的體積為1.25V B.原混合氣體的體積為1.5V

　　C.反應(yīng)達(dá)到平衡時，氣體A消耗了0.5V D.反應(yīng)達(dá)到平衡后，氣體B消耗了0.5V

　　13.一定條件下，在一密閉容器中通人一定量SO2和O2的混合氣，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(氣)+O2(氣)=2SO3(氣)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。反應(yīng)達(dá)平衡后SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量之比為3:4:6，保持其他條件不變，降低溫度后達(dá)到新的平 衡時，O2和SO3的物質(zhì)的量分別是1.1mol和2.0mol，此時容器內(nèi)SO2的物質(zhì)的量應(yīng)是(　　)

　　A.0.7mol　　　 B.0.9mol　　 C.1.1mol　　 D.1.3mol

　　14.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g)+B(s) 2C(g)達(dá)到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是(　　)

　　A.均減少1mol B.均增加1mol C.均減半 D.均加倍

　　15.一混合氣體，在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：xA(g)+yB(g) zC(g)，達(dá)到平衡后，測得A的濃度為0.5mol/L，當(dāng)在恒溫下將密閉容器的容積擴(kuò)大1倍再達(dá)平衡時，測得A的濃度為0.3mol/L。則下列敘述正確的是(　　)

　　A.x+y>z　　　　　　B.平衡向右移動

　　C.B的轉(zhuǎn)化率升高　　　　D.A的物質(zhì)的量減少

　　16.下圖曲線a表示放熱反應(yīng)X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系。若要改變起始條件，使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行，可采取的措施是

　　A.升高溫度　　　 B.加大X的投入量C.加催化劑　　　 D.增大體積

　　17、一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示：

　　下列描述正確的是

　　A、反應(yīng)開始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L?s)

　　B、反應(yīng)開始到10s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L

　　C、反應(yīng)開始到10s時，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%

　　D、反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X(g)+ Y(g) Z(g)

　　18. 反應(yīng) 2A(g) + B(g) 2C(g);△H > 0 。下列反應(yīng)有利于生成C的是：

　　A. 低溫、低壓 B. 低溫、高壓 C. 高溫、高壓 D. 高溫、低壓

　　19. 某溫度下，體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：

　　X(g)+Y(g) Z(g)+W(s);ΔH>0下列敘述正確的是

　　A.加入少量W，逆反應(yīng)速率增大 B.當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡

　　C.升高溫度，平衡逆向移動 D.平衡后加入X，上述反應(yīng)的ΔH增大

　　20. 已知反應(yīng)mX(g)+nY(g) qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列說法正確的是

　　A.通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，平衡將正向移動

　　B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍

　　C.降低溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小

　　D.增加X的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低

　　21.合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是

　　A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大 B.點(diǎn) c處反應(yīng)達(dá)到平衡

　　C.點(diǎn)d (t1時刻) 和點(diǎn) e (t2時刻) 處n(N2)不一樣

　　D.其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻，n(H2)比上圖中d點(diǎn)的值大

　　二、填空題

　　22.在密閉容器中加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)為ω。若保持容器體積和溫度不變，以下配比作為起始物質(zhì)：

　　① 4mol A+2mol B　　　 ② 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D

　�、� 3mol C+1mol D　　　 ④ 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D

　�、� 3mol A+1mol B

　　(1)達(dá)平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω的是________________。

　　(2)達(dá)平衡時C的體積分?jǐn)?shù)大于ω的是________________。

　　(3)若發(fā)生的反應(yīng)為2A(s)+B(g)=3C(g)+D(g)，即A的狀態(tài)，由氣態(tài)改為固態(tài)，其他條件不變，則C的體積分?jǐn)?shù)為ω的是________________。

　　(4)若起始時加入amol A、bmol B、cmol C、dmol D，要使平衡時C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω，則a、b、c、d應(yīng)滿足的關(guān)系為________________。

　　(5)若將題中“保持體積和溫度不變”改為“保持壓強(qiáng)和溫度不變”，則C的體積分?jǐn)?shù)為ω的是___________。

　　23.在一定條件卞，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：

　　(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________________________________。

　　(2)降低溫度，該反應(yīng)K值____________，二氧化硫轉(zhuǎn)化率_____________，化學(xué)反應(yīng)速度____________(以上均填“增大”、“減小”或“不變”)。

　　(3)600℃時，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時間是________。

　　(4)據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時，曲線發(fā)生變化的原因是__________(用文字表達(dá))。

　　10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫編號)。

　　a.加了催化劑　　b.縮小容器體積　　c.降低溫度　　d.增加SO3的物質(zhì)的量

　　24.在某一容積為2 L的密閉容器內(nèi)，加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2，在一定的條件下發(fā)生如下反應(yīng)：

　　H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H<0

　　反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如圖1：

　　(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;

　　(2)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，平均速率 (HI)為 ;

　　(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時：① 若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K(填寫增大、減小或不變)HI濃度的變化正確 ;(用圖2中a～c的編號回答)② 若加入I2，H2濃度的變化正確的是 。(用圖2中d～f的編號回答)

　　(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴(kuò)大一倍，請?jiān)趫D3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。

　　25.將等物質(zhì)的量的A、B、C、D四種物質(zhì)混合，發(fā)生如下反應(yīng)：aA+bB cC(s)+dD。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時間后，測得A減少了nmol，B減少了 mol，C增加了 nmol，D增加了nmol，此時達(dá)到化學(xué)平衡。

　　(1)該化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為：a=_____________，b=_____________，c=_____________，d=_____________。

　　(2)若只改變壓強(qiáng)，反應(yīng)速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動，該反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)為：A____________，B____________，D____________。

　　(3)若只升高溫度，反應(yīng)一段時間后，測知四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又達(dá)到相等，則該反應(yīng)為________________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

　　26、熱力學(xué)是專門研究能量相互轉(zhuǎn)變過程中所遵循的法則的一門科學(xué)。在熱力學(xué)研究中，為了明確研究的對象，人為地將所注意的一部分物質(zhì)或空間與其余的物質(zhì)或空間分開。被劃分出來作為研究對象的這一部分稱之為體系;而體系以外的其他部分則稱之為環(huán)境。熱化學(xué)方程式中的H實(shí)際上是熱力學(xué)中的一個物理量，叫做焓，在化學(xué)上表示一個封閉體系中化學(xué)反應(yīng)的能量和對環(huán)境所作的功的和。一個體系的焓(H)的絕對值到目前為止還沒有辦法測得，但當(dāng)體系發(fā)生變化時，我們可以測得體系的焓的變化，即焓變，用“ΔH”表示，ΔH=H(終態(tài))-H(始態(tài))。

　　(1)化學(xué)反應(yīng)中的ΔH是以 的形式體現(xiàn)的。對于化學(xué)反應(yīng)A+B=C+D，若H(A)+H(B)>H(C)+H(D)，則該反應(yīng)的ΔH 0。(填“大于”、“小于”)，該反應(yīng)是 (填“放熱”、“吸熱”)反應(yīng);

　　(2)進(jìn)一步研究表明，化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。所謂鍵能就是：在101.3kPa、298K時，斷開1mol氣態(tài)AB為氣態(tài)A、氣態(tài)B時過程的焓變，用ΔH298(AB)表示;斷開化學(xué)鍵時ΔH>0[如H2(g)=2H(g); ΔH=436 kJ?mol-1],形成化學(xué)鍵時：ΔH<0[如2H(g)=H2(g);ΔH=--436kJ?mol-1]。

　　已知： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); ΔH=-185kJ?mol-1

　　ΔH298(H2)=436 kJ?mol-1 ,ΔH298(Cl2)=247 kJ?mol-1

　　則ΔH298(HCl)= 。

　　(3)Hess G.H在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)之后認(rèn)為，只要化學(xué)反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)確定，則化學(xué)反應(yīng)

　　的ΔH便是定值，與反應(yīng)的途徑無關(guān)。這就是有名的“Hess定律”。

　　已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g); ΔH=-25kJ?mol-1

　　3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g); ΔH=-47kJ?mol-1

　　Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g); ΔH=19kJ?mol-1

　　請寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式： ;

　　27.Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)如下：2I-+2Fe3+ 2Fe2++I2(水溶液)。

　　(1)在一定溫度下，測得2min內(nèi)生成I2的濃度為0.02mol/L，則用Fe3+表示該反應(yīng)在這2min內(nèi)平均反應(yīng)速率為________________。

　　(2)上述反應(yīng)的正向反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為：v=K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n(K為常數(shù))

　　通過所給的數(shù)據(jù)計(jì)算得：在v=K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n中。m、n的值為________________[選填(A)、(B)、(C)、(D)。

　　A.m=1，n=1　　 B.m=1，n=2　　　 C.m=2，n=1　　　 D.m=2，n=2

　　I-濃度對反應(yīng)速率的影響________________Fe3+濃度對反應(yīng)速率的影響。(選填：小于、大于、等于)

　　28、某化學(xué)反應(yīng)2A B+D在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為見反應(yīng)物A的濃度(mol/L)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如下表：

　　根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：

　　(1)在實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20分鐘時間內(nèi)平均速率為 mol/(L?min)。

　　(2)在實(shí)驗(yàn)2，A的初始濃度C2= mol/L，反應(yīng)經(jīng)20分鐘就達(dá)到平衡，可推測實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是 。

　　(3)設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為V3，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為V1，則V3 V1(填>、=、<)，且C3 1.0mol/L(填>、=、<)

　　(4)比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，可推測該反應(yīng)是 反應(yīng)(選填吸熱、放熱)。理由是

　　參考答案：

　　1、C 2、A 3、AD 4、C 5、A 6、AD 7、AD 8、B 9、C 10、BC 11、A 12、A 13、A 14、B 15、A 16、C 17、C18、C19、D20、B21、AD

　　22、(1)③④　　 (2)⑤　(3)③④⑤　(4) ， ，c:d=3:1　 　(5)①②③④

　　23.(1) (2) 增大　 增大　 減小(3) 15～20 min和25～30min。 (4) 增加

　　了O2的量;a、b

　　24、(1)K= (2)0.167 mol / ?L?min?(3)① 減小c ② f

　　25、(1)2，1，3，2　 (2)氣，固或液，氣　 (3)放熱

　　26、(1)熱能(或熱量、反應(yīng)熱) 小于 放熱(2)434 kJ?mol-1 (3)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g); ΔH=-11 kJ?mol-1

　　27、(1)0.02mol?L-1?min-1 　(2)C;大于

　　28、(1)0.013 (2)1.0 催化劑 (3)> > (4)放熱 由吸熱溫度升高時，平衡向右移動