2019-2020版高考化学二轮教师用书第1部分 专题2 第8讲 化学反应速率与化学平衡 Word版含答案

第8讲化学反应速率与化学平衡
命题热点1 化学平衡状态的判断
(对应学生用书第32页)
■储知识——剖解重点难点备考·
化学平衡状态的标志
1．绝对标志
2．相对标志
错误!⇒
“变量”不变⇒平衡状态
3．一个角度
从微观的角度分析，如反应N
2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：
(1)断裂1 mol N ≡N 键的同时生成1 mol N ≡N 键；
(2)断裂1 mol N ≡N 键的同时生成3 mol H —H 键；
(3)断裂1 mol N ≡N 键的同时断裂6 mol N —H 键；
(4)生成1 mol N ≡N 键的同时生成6 mol N —H 键。

，反应处于平衡状态。

K ＝c Q ：若定量依据4． ■对点练——沿着高考方向训练·
1．(2017·石家庄第一次摸底)恒温恒容条件下，某密闭容器中发生如下反应：H
2(g)＋I 2(g)2HI(g)，说明该反应已达到平衡状态的是 ( )
A ．容器内总压强不随时间改变
B ．气体的密度不随时间改变
C．单位时间内生成2 mol HI同时消耗1 mol H2
D．H2的体积分数不随时间改变
D[该反应前后气体总分子数不变，则恒温恒容条件下，容器内气体总压强始终不变，故不能根据总压强的不变判断反应达到平衡状态，A错误。

反应物和生成物均为气体，则气体总质量不变，又知该反应在恒温恒容条件下进行，则气体的密度始终不变，故不能根据密度不变判断反应达到平衡状态，B错误。

生成2 mol HI和消耗1 mol H2均表示正反应速率，故不能判断反应达到平衡状态，C错误。

该反应正向进行时，H2的体积分数减小，而逆向进行时，H2的体积分数增大，当H2的体积分数不随时间改变，即v正(H2)＝v逆(H2)，则该反应达到平衡状态，D正确。

]
2．(2017·北京东城区期末)用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O
(g)2Cl2(g)＋2H2O(
g) ΔH＝－115.6
kJ·mol－1。

恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应
，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )
【：97184091】A．气体的质量不再改变
B．氯化氢的转化率不再改变
C．断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键
D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2
B[反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误。

反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确。

断开 4 mol H—Cl键和生成4 mol H—O键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误。

达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。

]
3．可逆反应：2NO
(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到
平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦
C．①③④⑤D．全部
A[①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明反应达到平衡状态；②描述的都是正反应方向，无法判断是否达到平衡状态；③无论达到平衡与否，同向的反应速率之比总是等于化学计量数之比；④混合气体的颜色不变能够说明反应达到了平衡状态；⑤因容器体积固定，密度是一个常数，所以其不能说明反应达到平衡状态；该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以⑥、⑦均能说明反应达到平衡状态。

]
4．向某绝热密闭容器中加入一定量CO2(g)和H2(g)，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49
CH
kJ·mol－1。

下列图像中能表明此容器中的反应已处于平衡状态的是( ) 【：97184092】
A B
C D
B[随着反应的进行，H2的百分含量逐渐减小，A项错误；因正反应放热、容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化，B项正确；ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态，C项错误；该反应最终会达到平衡状态，故甲醇的生成速率不可能一直增大，D项错误。

]
5．1 100 ℃时，在恒容密闭容器中，发生可逆反应：Na2SO4(s)＋4H2(g)
S(s)＋4H2O(g)。

能判断反应达到平衡状态的是( )
Na
【：97184093】A．混合气体的压强不变
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的总物质的量不变
D．各气体的浓度相等
B[这是一个反应前后气体分子总数不变的反应，恒容条件下，气体的压强、物质的量始终保持不变，A、C项错误；反应没有达到平衡时，气体的总质发生变化，混合气体的密度不变说明反应已经达到平衡状态，B项正确；各气体的浓度相等无法说明正、逆反应速率是否相等，D项错误。

]
[方法技巧]
化学平衡标志判断关注点
■提能力——针对热点题型训练·
(见专题限时集训T2、T3、T5)
命题热点2化学反应速率与化学平衡图像
(对应学生用书第34页)
■储知识——剖解重点难点备考·
1．化学反应速率和化学平衡图像题解法思路
(1)两个原则
①先拐先平。

例如，在转化率—时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。

②
定一议二。

当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量
的关系。

(2)三个步骤
2．外界条件改变对化学反应速率和化学平衡的影响
外界条件改变――→影响反应速率⎩⎪⎨⎪⎧ v 正v 逆――→影响化学平衡，
可归纳为：
■对点练——沿着高考方向训练·
1．(2017·湖北八所重点中学联考)将6 mol CO 2和8 mol H 2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO
2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋
H 2O(g)
ΔH <0。

测得H 2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。

该反应在8～10 min 内CO 2的平均反应速率是
( )
A．0.5 mol·L－1·min－1B．0.1 mol·L－1·min－1
C．0 mol·L－1·min－1D．0.125 mol·L－1·min－1
C[由题图可知，该反应在8至10 min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2 mol，因此v(H2)＝0 mol·L－1·min－1，说明反应达到平衡，各组分的物质的量的变化值为0，则v(CO2)＝0 mol·L－1·min－1，故C正确。

] 2．(2017·郑州第一次质检)一定条件下向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1
mol
C和一定量的B三种气体，图甲表示各物质的物质的量浓度随时间的变化
，图乙表示反应速率随时间的变化，t2、t3、t4、t5时刻后各改变一种条件。

若t4时刻改变条件是压强，则下列说法错误的是 ( )
A．若t1＝15 s，则前15 s的平均反应速率v(C)＝0.004 mol·L－1·s－1
B．该反应的化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)
C．t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为0.04 mol
C[由题图甲可知，15 s内c(C)由0.05 mol·L－1升高到0.11 mol·L－1，则有v(C)＝错误!＝0.004 mol·L－1·s－1，A正确。

由题图甲可知，t1时刻达到平衡状态时，Δc(A)、Δc(C)分别为0.09 mol·L－1、0.06 mol·L－1，则A、C的化学计量数之比为3∶2；由题图乙可知，t4时刻改变压强，正、逆反应速率同等程度变化，说明反应前后气体总分子数相等，从而推知该反应为3A(g)B(g)＋2C(g)，
B正确。

t2时刻正、逆反应速率均增大，可能是升高温度；t3时刻正、逆反应速率均同等程度增大，可能是加入了催化剂；t5时
刻正、逆反应速率均增大，不可能是仅增大反应物浓度引起，C错误。

起始
时加入0.1 mol C，此时c(C)＝0.05 mol·L－1，则容器容积为
0.1 mol
0.05 mol·L－1
＝2
L；由题图甲可知，反应中消耗0.09 mol·L－1 A，则生成0.03 mol·L－1 B，故B 的起始物质的量为0.05 mol·L－1×2 L－0.03 mol·L－1×2 L＝0.04 mol，D正确。

]
3．(2017·江西师大附中三模)CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)
C
2
H4(g)＋4H2O(g)。

0.1 MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各
物质浓度的关系如图。

下列叙述不正确的是
( ) 【：97184094】
A．该反应的ΔH<0
B．曲线b代表H2O
C．N点和M点所处状态的c(H2)不一样
D．其他条件不变，T1℃、0.2 MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大
C[温度升高，H2的浓度增大，平衡逆向移动，则逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH<0，则曲线a代表CO2，根据反应方程式可知，b代表H2O，曲线c代表C2H4，故A、B正确；N点和M点处于相同温度下，所处状态相同，则c(H2)相同，C错误；其它条件不变，T1℃、0.2 MPa下相对于0.1 MPa 增大了压强，体积减小，c(H2)增大，即达平衡时c(H2)比M点大，D正确。

] 4．(2017·安徽“江南十校”第一次摸底)对于密闭容器中的可逆反应A2(g)＋3B
2
(g)2AB3(g)，探究单一条件改变情况下，可能引起平衡状态的改变，得到如图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)。

下列判断
正确的是
( ) 【：97184095】
A．加入催化剂可以使状态d变为状态b
B．若T1>T2，则逆反应一定是放热反应
C．达到平衡时，A2的转化率大小为b>a>c
D．在T2和n(A2)不变时达到平衡，AB3的物质的量的大小为c>b>a
D[加入催化剂只改变反应速率，不能使平衡发生移动，故加入催化剂不能使状态d变为状态b，A错误。

若T1>T2，由题图可知，温度升高，n(B2)不变时，平衡时AB3的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应是吸热反应，B错误。

图中横坐标为n
(B2)，增大一种反应物的量会提高另一种
起始
(B2)越大，平衡时A2的转化率越大，即达到平衡时反应物的转化率，则n
起始
A2的转化率大小为c>b>a，C错误。

其他条件相同时，n起始(B2)越大，平衡时A2的转化率越大，则平衡时AB3的物质的量越大，故平衡时AB3的物质的量的大小为c>b>a，D正确。

]
5.工业上用下列反应合成甲醇：CO
(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。

在
固定容积为2
L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。

下列说法正确的是( ) 【：97184096】
A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝
n1
－1·min－1
t1mol·L
B．该反应在温度为T1时的平衡常数比温度为T2时的小
C．该反应的正反应为放热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时错误!减小
C[由图像可知在温度为T2时反应先达到平衡，因此温度T2>T1，温度高反
应达平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡常数减小，故B项
错误，C项正确。

温度为T1时，从反应开始到达到平衡，生成甲醇的物质的
量为n1mol，此时甲醇的浓度为n1
2mol·L
－1，所以生成甲醇的平均速率为
v(CH3OH)＝n1
2t1mol·L
－1·min－1，A项错误。

因为温度T2>T1，所以A点的反
应体系从T1变到T2时，平衡会向逆反应方向移动，即生成物浓度减小而反应物浓度增大，所以D项错误。

]
■提能力——针对热点题型训练·
(见专题限时集训T1、T8、T9、T10)
命题热点3化学反应速率与化学平衡的相关计算
(对应学生用书第35页)
■储知识——剖解重点难点备考·1．化学反应速率计算关键抓公式，注意v(A)＝错误!＝
错误!，注意A状态不能是固体或纯液体。

2．“三段式法”计算化学平衡常数和转化率明确三个量：起始量、变化量、平衡量
如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为
a mol·L－1、
b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。

m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)
起始/mol·L－1ab00
变化/mol·L－1mxnxpxqx
平衡/mol·L－1a－mxb－nxpxqx
(1)计算平衡常数
K＝错误!
(2)计算“三个量”
①转化率＝错误!×100%＝错误!×100%。

②生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。

一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。

产率＝产物实际质量
理论产量×100%。

③混合物中某组分的百分含量＝
平衡量
平衡总量
×100%。

■悟真题——挖掘关键信息解题·
[例]
(2017·全国Ⅰ卷节选)近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生
命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管
减轻高血压的功能。

H
2
S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。

在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L
①的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02②。

(1)H2S的平衡转化率③α1＝________%，反应平衡常数③K＝________。

(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03
④，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0。

(填“>”“<”或“＝”
)
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标
号)。

A．H2S B．CO2
C．COS D．N2
[审题指导]
2
H
2
S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)
初始/mol 0.40 0.10 0 0
转化/mol xxxx
平衡/mol 0.40－x0.10－xxx
由题意得：
错误!＝0.02
解得：x ＝0.01 mol
H 2S 的平衡转化率α1＝0.01 mol 0.40 mol ×100%＝2.5%。

K ＝错误!＝
0.012.5×0.012.50.40－0.012.5
×0.10－0.012.5＝1351≈2.8×10－3。

(2)温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则H 2S 的转化率增大，故α2>α1。

温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故ΔH >0。

(3)A 项，充入H 2S ，H 2S 的转化率反而减小。

B 项，充入CO 2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故H 2S 的转化率增大。

C 项，充入COS ，平衡左移，H 2S 的转化率减小。

D 项，充入N 2，对平衡无影响，不改变H 2S 的转化率。

【答案】 (1)2.5 2.8×10－3 (2)> > (3)B
■对点练——沿着高考方向训练·
1．(2017·云南大理第二次统测)在300
mL 的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO 气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋
4CO(g)
Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表
：
A ．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B ．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C ．80 ℃达到平衡时，测得n (CO)＝0.3 mol ，则Ni(CO)4的平衡浓度为 2 mol·L －1
D ．在80
℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO 的浓度均为0.5 mol·L －1，则此时，
v (正)>v (逆)
D [随着温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，
正向是放热反应，故A 正确；25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数与Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)
4(g)的平衡常数互为倒数，即平
衡常数为15×104
＝2×10－5，故B 正确；80 ℃达到平衡时，测得n (CO)＝0.3 mol ，则c (CO)＝0.3 mol 0.3 L ＝1 mol·L －1，依据平衡常数计算式K ＝错误!＝
2，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L －1，故C 正确；在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO 的浓度均为0.5 mol·L －1，Q c ＝错误!＝错误!＝8>2，说明平衡逆向进行，则此时v (正)<v (逆)，故D 错误。

]
2．(2017·湖北黄冈模拟)在恒温恒容的容器中，发生反应：H
2(g)＋CO(g)C(s)＋H 2O(g)，初始时加入平均相对分子质量为15的H 2、CO 混合气，一段时
间后测得气体的平均相对分子质量为16，下列说法正确的是( )
A ．反应前后气体的压强之比为2∶1
B ．反应前后气体的密度之比为15∶16
C ．此时CO 的转化率为50%
D ．如果反应继续正向进行，气体的平均相对分子质量将减小
C [设初始时加入H 2、CO 分别为x mol 、y mol ，则由平均相对分子质量为15有2x ＋28y x ＋y ＝15，解得x ∶y ＝1∶1，可令初始时加入H 2、CO 都为1 mol ，设一段时间后变化的物质的量为z mol ，则
H
2(g)＋CO(g)C(s)＋H 2O(g)
起始的物质的量：1 mol1 mol00
变化的物质的量：z mol z mol z mol z mol
一段时间后物质的量：(1－z ) mol (1－z ) mol z mol z mol
由题意可知：错误!＝16，解得z ＝0.5，据此分析解答。

根据以上分析，反应前后气体的压强之比为2∶(2－0.5)＝4∶3，故A 错误；因为在恒温恒容的容器中反应，所以反应前后气体的密度之比即为气体质量之比，故为(2×1＋28×1)∶(2×0.5＋28×0.5＋18×0.5)＝5∶4，故B 错误；
根据以上分析，CO 的转化率为0.5 mol 1 mol ×100%＝50%，故C 正确；如果反应
继续正向进行，则生成更多的水蒸气，所以气体的平均相对分子质量将增大，故D 错误。

]
3．(2017·山西太原适应性考试)京津晋冀等地曾多次出现严重的雾霾天气。

雾霾中含有大量的气体污染物，其主要成分是氮的氧化物、一氧化碳和二氧化硫。

回答下列问题：【：97184098】
(1)有机物乙烯可以消除氮的氧化物的污染。

已知：①乙烯的燃烧热ΔH＝－1
411.1 kJ·mol－1；②N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1。

则乙烯和NO反应的热化学方程式：
C2H4(g)＋6NO(g)===2CO2(g)＋3N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝________ kJ·mol－1。

(2)NH3催化还原可以消除氮的氧化物的污染。

①相同条件下，在固定容积的密闭容器中选用不同的催化剂(a、b、c)发生反
(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)，反应产生N2的物质的量浓
应：4NH
度随时间变化如图所示。

下列说法错误的是________(填序号)。

A．催化剂的催化效率：a>b>c
B．X点时，NH3的化学反应速率为0.5 mol·L－1·min－1
C．达到平衡时，使用催化剂c时NO的转化率最小
D．若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
②恒温恒容下，向容积为1.0 L的密闭容器中充入1.8 mol NH3和2.4 mol
NO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的22
21
倍，则化学平衡常数K＝________(保留两位有效数字)。

若上述反应改在恒温恒压条件下进行，则反应达到平衡时NH3的体积分数________(填“变大”
“变小”或“不变”)。

【解析】(1)乙烯的燃烧热ΔH＝－1 411.1 kJ·mol－1，据此写出热化学方程式：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1 411.1 kJ·mol－1；根据盖斯
定律，由①－②×3可得：C2H4(g)＋6NO(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)＋3N2(g)，则有ΔH＝(－1 411.1 kJ·mol－1)－(＋180 kJ·mol－1)×3＝－1 951.1 kJ·mol－1。

(2)①由图可知，在相同时间内，分别使用催化剂a、b、c时，c(N2)逐渐减小，故催化剂的催化效率：a>b>c，A正确；X点c(N2)＝2.5 mol·L－1，则前4 min
内消耗NH3的浓度Δc(NH3)＝4
5×2.5 mol·L
－1＝2 mol·L－1，故前 4 min内
v(NH3)
＝2 mol·L－1
4 min＝0.
5 mol·L
－1·min－1，但不能确定X点的瞬时速率，B错误；使
用催化剂只能改变反应速率，但不能使平衡发生移动，故使用催化剂c时NO 的转化率跟使用催化剂a、b时相等，C错误；在恒温绝热的密闭容器中进行反应，在未达到平衡前，温度会不断变化，则K值不断变化，当K值不变时，容器内温度不变，说明该反应达到平衡状态，D正确。

②恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应前混合气体总物质的量为1.8 mol＋2.4 mol＝4.2 mol，达到平衡时平衡体系的压强为反应
前压强的22
21倍，则平衡时混合气体的总物质的量为4.2 mol×
22
21＝4.4 mol，设
转化的NH3为4x mol，则有
4NH
3
(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)
起始量/mol1.82.400
转化量/mol4x6x5x6x
平衡量/mol1.8－4x2.4－6x5x6x
则有(1.8－4x) mol＋(2.4－6x) mol＋5x mol＋6x mol＝4.4 mol，解得x＝0.2，达到平衡时NH3(g)、NO(g)、N2(g)和H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为1.0、1.2、
1.0、1.2，故化学平衡常数K＝错误!＝错误!＝1.0。

若改为恒温恒压条件下进
行该反应，反应正向进行，气体的总物质的量增大，则容器的容积增大，相当于在恒温恒容达到平衡后，再扩大容器的容积，而扩大容器容积的过程中，平衡正向移动，NH3的体积分数变小。

【答案】(1)－1 951.1 (2)①BC ②1.0 变小
[思维建模]
化学平衡相关计算中的2种思维路径
(1)化学平衡的计算解题思维路径
(2)化学平衡常数解题思维路径
■提能力——针对热点题型训练·
(见专题限时集训T 4、T 6、T 7、T 8、T 9、T 10)
复习效果验收| 真题试做 预测尝鲜
(对应学生用书第36页)
■体验高考真题·
1．(2017·全国Ⅱ卷节选)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。

回答下列问题：
(1)正丁烷(C 4H 10)脱氢制1-丁烯(C 4H 8)的热化学方程式如下：
①C 4H 10(g)===C 4H 8(g)＋H 2(g) ΔH 1
已知：②C 4H 10(g)＋12O 2(g)===C 4H 8(g)＋H 2O(g)
ΔH 2＝－119 kJ·mol －1
③H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)
ΔH 3＝－242 kJ·mol －1
图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x ________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。

A ．升高温度
B ．降低温度
C ．增大压强
D ．降低压强
图(a)图(b)
图(c)
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。

图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。

图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________。

(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的
短碳链烃类化合物。

丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是________、________；590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是__ _______________________________________________________________
________________________________________________________________。

【解析】(1)由图(a)可知，同温下，x MPa时丁烯的平衡产率高于0.1 MPa 时的，根据压强减小平衡向右移动可知，x小于0.1。

欲提高丁烯的平衡产率，应使平衡向右移动，该反应的正反应为吸热反应，因此可以通过升高温度的方法使平衡向右移动；该反应为气体体积增大的反应，因此可以通过降低压强的方法使平衡向右移动，所以A、D选项正确。

(2)由于氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，所以丁烯产率降低。

(3)该反应的正反应为吸热反应，因此升高温度可以使平衡向右移动，使丁烯的产率增大，另外，反应速率也随温度的升高而增大。

由题意知，丁烯在高温条件下能够发生裂解，因此当温度超过590 ℃时，参与裂解反应的丁烯增
多，而使产率降低。

【答案】(1)小于 AD
(2)氢气是产物之一，随着n (氢气)/n (丁烷)增大，逆反应速率增大
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快
丁烯高温裂解生成短链烃类
2．(2017·全国Ⅲ卷节选)298 K 时，将20 mL 3x mol·L －1 Na
3AsO 3、20
mL
3x mol·L －1 I 2和20 mL NaOH 溶液混合，发生反应：
AsO3－3(aq)＋I 2(aq)＋2OH －(aq)AsO3－
4(aq)＋2I －(aq)＋H 2O(l)。

溶液中c (AsO3－4)与反应时间(t )的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。

a ．溶液的pH 不再变化
b ．v (I －)＝2v (AsO3－3)
c ．c (AsO3－4)/c (AsO3－3)不再变化
d ．c (I －)＝y mol·L －1
②t m 时，v 正________v 逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③t m 时v 逆________t n 时v 逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_________。

④若平衡时溶液的pH ＝14，则该反应的平衡常数K 为________。

【解析】①a 对：溶液pH 不变时，则c (OH －)也保持不变，反应处于平衡状态。

b 错：根据反应方程式，始终存在速率关系：v (I －)＝2v (AsO3－3)，反应不一定处于平衡状态。

c 对：由于Na 3AsO 3总量一定，当c (AsO3－4)/c (AsO3－3)不再变化时，c (AsO3－4)、c (AsO3－3)也保持不变，反应建立平衡。

d 错：由图可知，建立平衡时c (I －)＝2c (AsO3－4)＝2y mol·L －1，因此c (I －)＝y mol·L －1时，反应没有建立平衡。

②t m时，反应正向进行，故v
正大于v
逆。

③由于t m时生成物AsO3－
4的浓度小于t n时AsO3－
4的浓度，因v
逆
的大小取
决于生成物浓度的大小，故t m时的v
逆小于t n时的v
逆。

④反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)＝3x mol·L－
1×20 mL
20 mL＋20 mL＋20 mL
＝x mol·L－1，同理，c(I2)＝x mol·L－1，反应情况如下：
AsO －
3(aq)＋I 2(aq)＋2OH－(aq)AsO3－
4(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l) 起始浓度－1xx 0 0
平衡浓度－1x－yx－y 1 y 2y
K＝错误!＝错误!。

【答案】①ac ②大于③小于t m时生成物浓度较低
④错误!
3．(2016·全国Ⅰ
卷节选)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)－4
(绿色)、Cr2O2－
7(橙红色)、CrO2－
4
(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
(1)Cr3＋与Al3＋的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至
过量，可观察到的现象是_________________________________________ ________________________________________________________________。

(2)CrO2－
4和Cr2O2－
7在溶液中可相互转化。

室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O2－
7)随c(H＋)的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应________________________
________________________________________________________________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO2－
4
的平衡转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。

根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。

4
③升高温度，溶液中CrO2－
的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。

【解析】(1)由信息Cr3＋与Al3＋的化学性质相似知，向Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量的现象是蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解，溶液变为绿色。

7在溶液中可相互转化，再结合图像知，Na2CrO4
(2)①由信息CrO2－
4和Cr2O2－
7＋H2O。

②由图可知，溶液溶液中的转化反应为2CrO2－
4＋2H＋Cr 2O2－
4的
7的浓度越大，平衡向正反应方向移动，因此CrO2－的酸性增强，Cr2O2－
7＋H2O得该转化反应的
4＋2H＋Cr 2O2－
平衡转化率增大；由反应2CrO2－
平衡常数
表达式为错误!，根据A点数据可以得出c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1、c(Cr2O错误!)
4)＝0.25 mol·L－1×2＝0.5 mol·L－1，进
＝0.25 mol·L－1，可求出转化的c(CrO2－
4)＝0.5 mol·L－1，代入表达式中得平衡常数K＝
一步可得平衡时c(CrO2－
4的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，
1.0×1014。

③溶液中CrO2－
由升高温度平衡向吸热的方向移动，得出正反应为放热反应，ΔH小于0。

【答案】
(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色
溶液
7＋H2O②增大 1.0×1014③小于
4＋2H＋Cr 2O2－
(2)①2CrO2－
4．(2015·全国Ⅱ卷改编)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。

发生的主要反应如下：
(g)CH3OH(g) ΔH1<0
①CO(g)＋2H
(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
②CO
(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3>0
③CO
回答下列问题：【：97184099】
(1)反应①的化学平衡常数K表达式为________________________________；
图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是____________________________________________
_______________________________________________________________。

图1
(2)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。

α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是______________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________；图2中的压强由大到小为________，其判断理由是______________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

图2
【解析】(1)根据化学平衡常数的书写要求可知，反应①的化学平衡常数为K ＝c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]。

反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a 符合要求。

(2)由图2可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，
CO的转化率减小。

反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1＜p2＜p3。

【答案】(1)K＝错误![或K p＝错误!]
a 反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小
(2)减小
升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低
p3＞p2＞p1
相同温度下，由于反应①为气体总分子数减小的反应，加压有利于提升CO 的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。

故增大压强时，有利于CO的转化率升高
5．(2015·全国Ⅰ卷节选)Bodensteins研究了下列反应：
2HI(g)H
(g)＋I2(g)
在716
K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：【：97184100】
(2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I
)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。

若k正＝0.002 2
7 min－1，在t＝40 min时，v正＝________min－1。

(3)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。

当
升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______(填字母)。