第11講 化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡
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(duì)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(duì)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(shí)是中學(xué)化學(xué)的重要基本理論。考查的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)主要是：①有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較；②條對(duì)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(dòng)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，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(wèn)題；(5)平衡移動(dòng)原理在各類平衡中的應(yīng)用；⑹根據(jù)條確定可逆反應(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。從新標(biāo)的要求看，這部分內(nèi)容試題應(yīng)較基礎(chǔ)，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多關(guān)注生產(chǎn)實(shí)際，注重基礎(chǔ)知識(shí)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)速率是用衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的，通常用單位時(shí)間反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示，是一段時(shí)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(shí)，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，外界條對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。
(1)濃度對(duì)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(duì)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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：實(shí)驗(yàn)測(cè)得，其他條不變時(shí)，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增加原的2－4倍，經(jīng)驗(yàn)公式： ；
(4)使用催化劑，使原難以進(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(huì)對(duì)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)平衡建立及外界條化學(xué)平衡的影響。
1．化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條下的可逆反應(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(duì)象是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，即反應(yīng)過(guò)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(dòng)”：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)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)表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。對(duì)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(shí)間變化而改變。
(5)“變”：改變影響化學(xué)平衡的條，平衡發(fā)生移動(dòng)。
(6)化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)的途徑無(wú)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(dòng)原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條(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(dòng)。它是濃度、壓強(qiáng)和溫度等外界條對(duì)平衡移動(dòng)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(dòng)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(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)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(gè)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(hào)S
影響熵的因素：①同一條下，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時(shí) 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(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加表示化學(xué)反應(yīng)速率。單位：mol/L•s ；mol/L•min ；mol/L•h等。
對(duì)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：其它條不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。
（2）溫度：其它條不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。一般說(shuō)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大為原的2～4倍。
（3）壓強(qiáng)：其它條不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，對(duì)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(shí)，均指正催化劑。
4.活化能：對(duì)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）�；罨茉酱螅磻�(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?cè)黾蛹涌?br>增大壓強(qiáng)增加增加不變?cè)黾蛹涌?br>升高溫度不變?cè)黾釉龃笤黾蛹涌?br>使用催化劑不變?cè)黾釉龃笤黾蛹涌?br>
【例1】（2010福建卷，12） 化合物Bilirubin在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物嘗試隨反應(yīng)時(shí)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(cè)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(shí)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(gè)答案；圖中從0 開(kāi)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(cè)從第8 到第16分也降低4倍，即由10 降低到2.5 ，因此推測(cè)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(guó)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)條下進(jìn)行，它們的起始濃度均為 、 及 。反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條。所改變的條和判斷的理由是：
②_______________；
③_______________；
（2）實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)________；實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)C的濃度為_(kāi)___________；
（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(shí)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(shí)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(shí)間短，平衡時(shí)濃度更小，故不可能是改用催化劑，而只能是升高溫度影響反應(yīng)速率的
（2）不妨令溶液為1L，則②中達(dá)平衡時(shí)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(shí)C(c)=0.06mol/L
(3) ?0；理由：由③和①進(jìn)行對(duì)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(dòng)，而升溫是向吸熱的方向移動(dòng)，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(shí)，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(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度未變
③溫度升高；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)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(dòng)，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(guò)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，觀察能力和字表述能力等的全方位考查。
【點(diǎn)評(píng)】本題所涉及的化學(xué)知識(shí)非�；A(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(guó)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(duì)考生不陌生！
第2時(shí) 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（298）==－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（298）== +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(hào)為S，單位J•mol—1•—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
①多數(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。
③個(gè)別熵減少的反應(yīng)，在一定條下也可自發(fā)進(jìn)行。如鋁熱反應(yīng)的△S== —133.8 J•mol—1•—1，在點(diǎn)燃的條下即可自發(fā)進(jìn)行。
4.焓變和熵變對(duì)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(hào)為“＋、＋”，第Ⅱ象限的符號(hào)為“＋、—”，第Ⅲ象限的符號(hào)為“—、—”，第Ⅳ象限的符號(hào)為“—、＋”。借肋于數(shù)學(xué)坐標(biāo)系四個(gè)象限的符號(hào)，聯(lián)系焓變與熵變對(duì)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(shì)。
１.第Ⅰ象限符號(hào)為“＋、＋”（△S＞0、△H＞0）時(shí)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（298）==178.2kJ•mol—１，△S（298）== 169.6J•mol—1•—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•—1
==128kJ•mol—1＞0
∴298時(shí)，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•—1==1051，即溫度高于７７８℃時(shí)反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。
２.第Ⅱ象限符號(hào)為“＋、—”（△S＞0、△H＜0）時(shí)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(shí)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(shí)，其△S==57.16J•mol—1•—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(shí)，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(shí)，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ•mol—１－(298×10—3×57.16kJ•mol—1•—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－(２０００×10—3×57.16kJ•mol—1•—1)== —２４９.５２kJ•mol—１＜0
故△S＞0、△H＜0時(shí)，僅從符號(hào)上進(jìn)行分析，無(wú)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(hào)為“—、—”（△S＜0、△H＜0）時(shí)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(shí)的△H== —444.3 kJ•mol—１，△S== —２８０.1 J•mol—1•—1
試問(wèn)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•—1）== —360.83 kJ•mol—１＜0，故２９８Ｋ時(shí)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(duì)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•—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(hào)為“—、＋”（△S＜0、△H＞0）時(shí)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•—1，試判斷該反應(yīng)在２９８Ｋ和２０００Ｋ時(shí)反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行？
【解析】
２９８Ｋ時(shí)，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ•mol—１—２９８Ｋ×10—3×（—８９.３６kJ•mol—1•—1) ==137.13 kJ•mol—１＞0，故２９８Ｋ時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
２０００Ｋ時(shí)，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ•mol—１—２０００Ｋ×10—3×（—８９.３６kJ•mol—1•—1) ==２８９.２２ kJ•mol—１＞0，故２０００Ｋ時(shí)，反應(yīng)也不能自發(fā)進(jìn)行。
事實(shí)上，△S＜0、△H＞0時(shí)，僅從符號(hào)上進(jìn)行分析，無(wú)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(gè)象限的情況看，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(gè)判據(jù)是溫度、壓強(qiáng)一定的條下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)，并不能說(shuō)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(dòng)力學(xué)問(wèn)題。
第3時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的限度
1.可逆反應(yīng)：在相同條下同時(shí)向正、反兩個(gè)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：在一定條下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，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(jiǎn)稱化學(xué)平衡。
（2）特征：
①逆：化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。
②等：V（正）==V（逆）≠0
③動(dòng)：化學(xué)平衡是動(dòng)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：外界條改變，平衡也隨之改變。
3.化學(xué)平衡常數(shù)：
（1）概念：對(duì)于一定條下的可逆反應(yīng)（aA+bB cC+dD），達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，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c，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(shí)，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(shuō)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(wú)關(guān)。
4.平衡轉(zhuǎn)化率：對(duì)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)條對(duì)化學(xué)平衡的影響
(1)化學(xué)平衡移動(dòng)：一定條下的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，反應(yīng)條改變，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(gè)平衡達(dá)到新的平衡的過(guò)程稱為化學(xué)平衡移動(dòng)。
（2）反應(yīng)條對(duì)化學(xué)平衡的影響
①改變溫度：
升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
②改變濃度：
若Qc＜c，化學(xué)平衡正向（向右）移動(dòng)。
若Qc＞c，化學(xué)平衡逆向（向左）移動(dòng)。
③改變壓強(qiáng)：
若Qp＜p，化學(xué)平衡正向（向右）移動(dòng)。
若Qp＞p，化學(xué)平衡逆向（向左）移動(dòng)。
（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(gè)條時(shí)，平衡將向減弱這個(gè)條改變的方向移動(dòng)。
【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(duì)臭氧層無(wú)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：
⑴ 煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：___________________________。
⑵ 煤的氣化過(guò)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：________________________________________。
⑶ 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
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJ•mol－1
③ 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(hào)）。
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(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下：
物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O
濃度/（mol•L－1）0.440.60.6
① 比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。簐正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)c(CH3OH) ＝ _________；該時(shí)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��；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，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(shí)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(dòng)，故 正＞ 逆；設(shè)平衡時(shí)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(dòng)原理，和利用濃度商和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷平衡移動(dòng)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)a(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)。的體積分?jǐn)?shù)y()與反應(yīng)條的關(guān)系如圖所示。其中：Z表示反應(yīng)開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是
A.同溫同壓Z時(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加
B.同壓同Z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加
C.同溫同Z時(shí)，增加壓強(qiáng)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加
D.同溫同壓時(shí)，增加Z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加。
答案：B
解析：本題考查了平衡移動(dòng)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(huì)使平衡移動(dòng)。B項(xiàng)由圖像（1）知隨著溫度的升高的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明正反應(yīng)吸熱，所以溫度升高平衡正向移動(dòng)，Q的體積分?jǐn)?shù)增加。C項(xiàng)對(duì)比（1）（2）可以看出相同溫度條，壓強(qiáng)增大的體積分?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(duì)。
【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(shí)，生成0.4 mol D，并測(cè)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(shí)，容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10％，下列推斷正確 （ ）
①原混合氣體體積為1.2VL； ②原混合氣體的體積為1.1VL；
③反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體A消耗0.05VL； ④反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)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(shí)，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過(guò)程中A、B、C物質(zhì)的量變化如圖（Ⅰ）所示；若保持其他條不變，溫度分別為T1和T2時(shí)，B的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)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(shí)，保持其他條不變，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
B．在（t1+1）min時(shí)，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(dòng)
C．不再增減物質(zhì)，只改變壓強(qiáng)或溫度時(shí)，A的體積分?jǐn)?shù)V(A)%變化范圍為25%<V(A)%<40%
D．其他條不變，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時(shí) 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）298時(shí)，△H==92.2kJ•mol—1
特點(diǎn)：合成氨是一個(gè)氣體體積縮小的放熱的可逆反應(yīng)。
2.合成氨適宜條的選擇
（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�?dòng)的角度分析，降低溫度、提高壓強(qiáng)和適時(shí)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(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量；對(duì)設(shè)備條要求不能太高。
（3）合成氨的適宜條：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(shí)分離出氨和及時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃狻?br>（4）合成氨的簡(jiǎn)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(shuō)法正確的是
A.平衡時(shí)，其他條不變，升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
B.平衡時(shí)，其他條不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小
C.單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量比為1∶2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡
D.其他條不變，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(cuò)誤；增大一個(gè)反應(yīng)物濃度另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，B錯(cuò)；使用催化劑平衡不移動(dòng)，D錯(cuò)。
【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_(kāi)__________________．
（2）加熱玻璃管2一段時(shí)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(hào)）；化合物X為_(kāi)________（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(huì)被 氧化生成 ，在于空氣中的水蒸氣反應(yīng)生成 ,而 與 會(huì)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(jiàn)下表（光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h）:
T/303313323353
NH3生成量/（10-6 mol）4.85.96.02.0
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(wèn)題：
（1）請(qǐng)畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)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(qǐng)?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)在一定條下達(dá)到平衡時(shí)，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：
①該條下N2的平衡轉(zhuǎn)化率；
②該條下反應(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(gè)高能變過(guò)程變?yōu)閹讉�(gè)能量相對(duì)低的過(guò)程，使反應(yīng)易發(fā)生。要點(diǎn)是有催化劑時(shí)能量低而過(guò)程階段多了。圖見(jiàn)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(guò)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(shí)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%
②設(shè)反應(yīng)2NH3（g） N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)為。平衡時(shí)，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
= =［(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(cè)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，在一定條下發(fā)生反應(yīng)：2A(氣)＋3B(氣) C(氣)＋2D(氣)，經(jīng)過(guò)15min達(dá)到平衡，達(dá)平衡時(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，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（ �。�
①N2＋3H2 2NH3；△H<0 ②H2＋I(xiàn)2(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(shí)間變化而變化 B．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化
C．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比1:2:3
D．單位時(shí)間消耗0.1mol X的同時(shí)生成0.2mol Z
9．體積相同的甲、乙兩個(gè)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(gè)過(guò)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(wú)法判斷
10．下列事實(shí)不能平衡移動(dòng)原理解釋的是( )
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(shí)間后達(dá)到平衡，此時(shí)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(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為y％，則x和y的關(guān)系正確的是( )
A．x<y B．x>y C．x＝y(tǒng) 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(shí)，容器的體積為V，此時(shí)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(shí)，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，保持其他條不變，降低溫度后達(dá)到新的平 衡時(shí)，O2和SO3的物質(zhì)的量分別是1.1mol和2.0mol，此時(shí)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(shí)，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(duì)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(cè)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(shí)，測(cè)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(dòng)
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)＋(g)＋N(s)進(jìn)行過(guò)程中X的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的關(guān)系。若要改變起始條，使反應(yīng)過(guò)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(shí)間變化的曲線如下圖所示：
下列描述正確的是
A、反應(yīng)開(kāi)始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L•s)
B、反應(yīng)開(kāi)始到10s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L
C、反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí)，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(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡
Ｃ．升高溫度，平衡逆向移動(dòng) 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(shí)，下列說(shuō)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(dòng)
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(duì)分子質(zhì)量變小
D.增加X(jué)的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低
21．合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，673，30Pa下n(NH3)和n(H2)隨時(shí)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(shí)刻) 和點(diǎn) e (t2時(shí)刻) 處n(N2)不一樣
D．其他條不變，773下反應(yīng)至t1時(shí)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(shí)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
⑤ 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(shí)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)，其他條不變，則C的體積分?jǐn)?shù)為ω的是________________。
(4)若起始時(shí)加入amol A、bmol B、cmol C、dmol D，要使平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω，則a、b、c、d應(yīng)滿足的關(guān)系為_(kāi)_______________。
(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=_____________________________________。
(2)降低溫度，該反應(yīng)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(shí)，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過(guò)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(shí)間是________。
(4)據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是__________(用字表達(dá))。
10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫編號(hào))。
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，在一定的條下發(fā)生如下反應(yīng)：
H2(g)＋I(xiàn)2(g) 2HI(g)；△H<0
反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)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(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)，平均速率 (HI)為 ；
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時(shí)：① 若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)（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(hào)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(hào)回答）
(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時(shí)，若反容器的容積擴(kuò)大一倍，請(qǐng)?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(shí)間后，測(cè)得A減少了nmol，B減少了 mol，C增加了 nmol，D增加了nmol，此時(shí)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(dòng)，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(shí)間后，測(cè)知四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又達(dá)到相等，則該反應(yīng)為_(kāi)_______________(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(guò)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(duì)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(kāi)。被劃分出作為研究對(duì)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(gè)物理量，叫做焓，在化學(xué)上表示一個(gè)封閉體系中化學(xué)反應(yīng)的能量和對(duì)環(huán)境所作的功的和。一個(gè)體系的焓（H）的絕對(duì)值到目前為止還沒(méi)有辦法測(cè)得，但當(dāng)體系發(fā)生變化時(shí)，我們可以測(cè)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(duì)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、298時(shí)，斷開(kāi)1mol氣態(tài)AB為氣態(tài)A、氣態(tài)B時(shí)過(guò)程的焓變，用ΔH298（AB）表示；斷開(kāi)化學(xué)鍵時(shí)ΔH＞0［如H2(g)=2H(g)； ΔH=436 kJ•mol-1］,形成化學(xué)鍵時(shí)：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(wú)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(qǐng)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+＋I(xiàn)2(水溶液)。
(1)在一定溫度下，測(cè)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_(kāi)_______________。
(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＝{c(I-)}m{c(Fe3+)}n(為常數(shù))
通過(guò)所給的數(shù)據(jù)計(jì)算得：在v＝{c(I-)}m{c(Fe3+)}n中。m、n的值為_(kāi)_______________[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(duì)反應(yīng)速率的影響________________Fe3+濃度對(duì)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在四種不同條下進(jìn)行，B、D起始濃度為見(jiàn)反應(yīng)物A的濃度（mol/L）隨反應(yīng)時(shí)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(shí)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(cè)實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條是 。
(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(cè)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）＝ （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(shí)，平衡向右移動(dòng)
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