化學講義2023年化學講義6.2.2化學平衡狀態(tài)及限度

6.2.2化學平衡狀態(tài)及限度（精講）思維導圖思維導圖常見考點常見考點考點一化學平衡狀態(tài)【例11】（2022陜西）在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體，發(fā)生如下反應：X(g)+2Y(g)?2Z(g)此反應達到平衡的標志是A．容器內(nèi)壓強不隨時間變化B．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1︰2︰2C．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時間變化D．單位時間消耗0.1molX同時生成0.2molZ【答案】A【解析】A．該反應前后的化學計量數(shù)之和不相等，容器內(nèi)的壓強不隨時間改變，能確定達到平衡，故A正確；B．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1︰2︰2時，不能說明正反應速率等于逆反應速率，不能確定達到平衡，故B錯誤；C．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時間變化，說明正反應速率不等于逆反應速率，反應未達到平衡，故C錯誤；D．單位時間內(nèi)消耗0.1molX為正速率，同時生成0.2molZ為正速率，都是正速率不能說明達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；故選A?！纠?2】（2022吉林）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判斷該反應已經(jīng)達到化學平衡的有①

②密閉容器中總壓強不變③密閉容器中混合氣體的密度不變

④密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變⑤密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變

⑥密閉容器中CO2的體積分數(shù)不變⑦混合氣體總質(zhì)量不變A．3個 B．4個 C．5個 D．6個【答案】C【解析】】①v(NH3)正=2v(CO2)逆，表明正、逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態(tài)，①正確；②該反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應，容器內(nèi)壓強為變量，當密閉容器中總壓強不變時，表明達到平衡狀態(tài)，②正確；③H2NCOONH4(s)為固體，混合氣體的質(zhì)量為變量，混合氣體的體積不變，則密閉容器中混合氣體的密度為變量，當容器內(nèi)混合氣體的密度不變時，表明達到平衡狀態(tài)，③正確；④只有NH3(g)、CO2(g)為氣體，且二者的物質(zhì)的量之比始終為2∶l，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，因此不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，④錯誤；⑤H2NCOONH4(s)為固體，混合氣體的總物質(zhì)的量為變量，當密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變時，表明達到平衡狀態(tài)，⑤正確；⑥只有NH3(g)、CO2(g)為氣體，且二者的物質(zhì)的量之比始終為2∶1，則密閉容器中CO2的體積分數(shù)始終不變，不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，⑥錯誤；⑦H2NCOONH4(s)為固體，混合氣體的質(zhì)量為變量，當混合氣體的質(zhì)量不變時，反應達到平衡狀態(tài)，能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，⑦正確；可見能夠判斷反應是否達到平衡狀態(tài)的有①②③⑤⑦共5個，故合理選項是C。【例13】（2022四川）在一密閉容器中進行如下反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反應過程中的某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當反應達平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是A．SO2為0.25mol/LB．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO2為0.4mol/LD．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L【答案】A【解析】A．SO2的濃度由0.2mol/L變?yōu)?.25mol/L，反應逆向進行，其濃度增大了0.05mol/L，則會反應消耗SO3的濃度減小0.05mol/L，還有剩余，因此可能處于平衡狀態(tài)，A符合題意；B．反應物、生成物的濃度不可能同時減小，只能一個減小，另外一個增大，若SO2、SO3均為0.15mol/L，不符合S元素守恒，B錯誤；C．SO3為0.4mol/L，SO3的濃度增大，說明該反應向正反應方向進行建立平衡，若SO2、和O2完全反應，SO3的濃度為0.4mol/L，達到平衡的實際濃度應該小于0.4mol/L，C錯誤；D．SO2和O2的濃度增大，說明反應向逆反應方向進行建立平衡，若SO3完全反應，則SO2和O2的濃度濃度分別為0.4mo1/L、0.2mol/L，但是可逆反應SO3不可能完全轉(zhuǎn)化，D錯誤；故合理選項是A?！疽挥缛础?．（2022山西）下列關(guān)于化學反應限度的說法中正確的是A．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正反應速率和逆反應速率相等且等于零B．一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)就是這個反應在該條件下所能達到的限度C．平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度保持相等D．化學反應的限度不可以通過改變條件而改變【答案】B【解析】A．化學平衡是動態(tài)平衡，當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，但不為零，故A錯誤；B．當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，反應達到化學反應限度，故B正確；C．當反應達到平衡時，因正逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度都不再改變，但不一定相等，故C錯誤；D．化學平衡為動態(tài)平衡，當外界條件發(fā)生變化時，平衡發(fā)生移動，故D錯誤；答案選B。2．（2022云南）在一密閉容器中，N2+3H22NH3反應達到平衡后，下列說法中正確的是A．N2與H2不再化合，NH3不再分解B．單位時間內(nèi)，消耗1molN2的同時消耗3molH2C．容器內(nèi)的總壓強不隨時間而變化D．N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度相等【答案】C【解析】A．合成氨反應屬于可逆反應，不可能出現(xiàn)N2與H2不再化合、NH3不再分解的情況，A不正確；B．單位時間內(nèi)，消耗1molN2的同時消耗3molH2，反應進行的方向相同，不一定達平衡狀態(tài)，B不正確；C．反應前后氣體的分子數(shù)不相等，達平衡前，容器內(nèi)壓強在不斷改變，當容器內(nèi)的總壓強不隨時間而變化時，反應達平衡狀態(tài)，C正確；D．N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度相等，可能是反應進行過程中的某個階段，不一定是平衡狀態(tài)，D不正確；故選C。3．（2022寧夏）在一定溫度下的恒容密閉容器中，發(fā)生反應，下列能判斷該反應已達到化學平衡狀態(tài)的標志是A．和的物質(zhì)的量濃度之和不再變化 B．混合氣體的分子總數(shù)不再變化C．混合氣體的密度不再變化 D．的物質(zhì)的量不再變化【答案】D【解析】A．對于反應，達到平衡狀態(tài)時，體系中各物質(zhì)的濃度保持不變，但和的物質(zhì)的量濃度之和不再變化時反應不一定達到平衡，故A不選；B．該反應為分子數(shù)不變的反應，平衡前后分子總數(shù)始終不變，故B不選；C．該反應在恒容密閉容器中進行，根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體質(zhì)量不變，根據(jù)，ρ在平衡前后始終不變，所以當密度不變時，反應不一定達平衡，故C不選；D．根據(jù)定義，的物質(zhì)的量不再變化時，該反應達到平衡狀態(tài)，故D選；故選D。4．（2022重慶）下列說法中不正確的是A．當可逆反應達到平衡時，就是此反應在該條件下能達到的限度B．當可逆反應達到平衡時，此反應的正反應速率和逆反應速率相等C．延長反應時間，不能使2molSO2與1molO2反應生成2molSO3D．化學反應達到其限度后，反應就停止了【答案】D【解析】A．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，這個反應在該條件下反應物的轉(zhuǎn)化率最大，所以就是這個反應在該條件下所能達到的限度，A正確；B．對于可逆反應，達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，B正確；C．2SO2＋O22SO3是可逆反應，無論怎樣控制條件，反應物的轉(zhuǎn)化率不可能達到100%，即2molSO2與1molO2反應不會生成2molSO3，C正確；D．化學反應達到其限度后，正反應速率等于逆反應速率，反應達到動態(tài)平衡狀態(tài)，反應并沒有停止，D錯誤；故答案為：D。5．（2022內(nèi)蒙古）以下情況中，可以證明可逆反應達到平衡狀態(tài)的有個Ⅰ.①

②1個鍵斷裂的同時，有6個鍵斷裂Ⅱ.③恒溫恒容時，氣體的壓強不再改變④恒溫恒壓時，氣體的密度不再改變Ⅲ.⑤恒溫恒容時，氣體的密度不再改變⑥恒溫恒容時，氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變Ⅳ.⑦恒溫恒容時，氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變⑧恒溫恒壓時，的體積分數(shù)不再改變Ⅴ.⑨⑩恒容絕熱時，壓強不再改變?恒容絕熱時，平衡常數(shù)不再改變A．6 B．7 C．8 D．9【答案】B【解析】Ⅰ．①反應任意時刻均存在，因此時，正逆反應速率不等，反應未達到平衡。②1個鍵斷裂的同時，一定有6個NH鍵形成，若同時有6個鍵斷裂，則說明正逆反應速率相等，反應處于平衡狀態(tài)。Ⅱ．③該反應為氣體非等體積變化，反應正向進行過程中，氣體的物質(zhì)的量將減小，恒溫恒容時，氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的壓強之比，當氣體的壓強不再改變時，說明氣體的物質(zhì)的量不變，反應處于平衡狀態(tài)。④參加反應的物質(zhì)均為氣體，因此反應過程中氣體的總質(zhì)量不變。恒溫恒壓時，氣體的物質(zhì)的量之比等于容器體積之比，因此該反應正向進行過程中，容器體積將減小，當氣體的密度()不再改變時，說明反應處于平衡狀態(tài)。Ⅲ．⑤反應物中有固體參與，因此反應正向進行過程中，氣體的質(zhì)量將增大，恒溫恒容時，當氣體的密度()不再改變時，說明反應處于平衡狀態(tài)。⑥設起始加入1mol水蒸氣和足量固體碳，則起始氣體摩爾質(zhì)量為18g/mol，設水蒸氣的轉(zhuǎn)化量為xmol，則反應過程中氣體的平均相對分子質(zhì)量=，因此恒溫恒容時，氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變時，說明反應處于平衡狀態(tài)。Ⅳ．⑦產(chǎn)物中CO2與NH3的比例固定，因此氣體的平均相對分子質(zhì)量固定，不能說明反應處于平衡狀態(tài)。⑧反應過程中，的體積分數(shù)始終為，因此無法根據(jù)的體積分數(shù)判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。Ⅴ．⑨反應物的起始量及轉(zhuǎn)化率未知，因此無法根據(jù)物質(zhì)的濃度之比判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。⑩恒容絕熱時，隨反應的進行，溫度將變化，溫度變化會引起壓強變化，因此當壓強不再改變時，反應處于平衡狀態(tài)。?恒容絕熱時，隨反應的進行，溫度將變化，平衡常數(shù)只受溫度影響，當平衡常數(shù)不再改變時，說明溫度不變，反應處于平衡狀態(tài)。綜上所述，可證明可逆反應達到平衡狀態(tài)的有②③④⑤⑥⑩?，故答案為B?？键c二化學反應條件的控制與優(yōu)化【例21】（2022·上海）合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中的CO，其反應是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)2]Ac·CO

ΔH<0。(1)必須除去原料氣中CO的原因為_______。(2)醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應是_______。(3)吸收CO后的醋酸二氨合銅溶液經(jīng)過適當處理又可再生，恢復其吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸二氨合銅溶液再生的生產(chǎn)適宜條件應是_______?！敬鸢浮?1)防止合成塔中的催化劑中毒(2)低溫、高壓(3)高溫、低壓【解析】（1）用氫氣和氮氣合成氨氣，需要在高溫高壓催化劑條件下進行，而CO在反應體系中的影響就是針對催化劑，如果不除去的話，會造成催化劑中毒；（2）要使生產(chǎn)適宜，即控制條件讓反應正向移動，該反應為放熱反應，且系數(shù)和減少，故低溫、高壓使平衡正向移動，即適宜條件為低溫、高壓；（3）要實現(xiàn)醋酸二氨合銅溶液再生，即使平衡逆向移動即可，該反應為放熱反應，且系數(shù)和減少，故高溫、低壓使平衡逆向移動，即適宜條件為高溫、低壓?！纠?2】（2022·云南）通過控制其他實驗條件不變，來研究原料粒度、提取時間和提取溫度對青蒿素提取率的影響，其結(jié)果如下圖所示，采用的最佳原料粒度、提取時間和提取溫度分別為___________。【答案】50目(40~60目)、100min、50℃【解析】根據(jù)原料的粒度對青蒿素提取率的影響可知，50目時提取率最高；根據(jù)提取時間對青蒿素提取率的影響可知，時間為100分鐘時提取率接近100%，再延長時間，對提取率影響不大；根據(jù)提取溫度對青蒿素提取率的影響可知，溫度為50℃提取率最高。故答案為：50目(40~60目)、100min、50℃?！疽挥缛础?．（2022浙江）圖為工業(yè)合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意圖。下列說法不正確的是A．物質(zhì)B是未反應完全的氮氣和氫氣，通過循環(huán)投料，可以提高原料利用率B．物質(zhì)A是空氣，其中的O2在吸收塔中氧化NO，使之能被水充分吸收生成硝酸C．為提高原料價格更高的的轉(zhuǎn)化率，應向合成塔通入過量的空氣以提高N2濃度D．尾氣中的氮氧化物可使用堿性的Na2CO3溶液吸收，或使用NH3將氮氧化物還原為N2【答案】C【解析】A．物質(zhì)B可以循環(huán)利用，合成氨反應是可逆反應，因此是未反應完全的氮氣和氫氣，通過循環(huán)投料，提高原料利用率，A正確；B．根據(jù)以上分析可知物質(zhì)A是空氣，其中的在吸收塔中氧化，使之能被水充分吸收生成硝酸，B正確；C．為提高原料價格更高的的轉(zhuǎn)化率，可以及時分離氨氣，氫氣和氮氣循環(huán)利用，空氣中含有氧氣等雜質(zhì)，不應向合成塔通入過量的空氣以提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，C錯誤；D．硝酸的酸性強于碳酸，因此尾氣中的氮氧化物可使用堿性的溶液吸收，另外氮氧化合物具有氧化性，可以使用將氮氧化物還原為，D正確；答案選C。2．（2022·北京）合成氨中的原料氣進入合成塔前需經(jīng)過銅氨液處理，目的是除去其中的CO，發(fā)生的反應為：，。銅氨液吸收CO適宜的生產(chǎn)條件是A．低溫和高壓 B．高溫和低壓C．加快原料氣的通入速率 D．吸收效果與銅氨溶液的濃度無關(guān)【答案】A【解析】A．低溫平衡正向移動，高壓平衡正向移動，有利于銅氨液吸收CO，選項A正確；B．高溫低壓，平衡逆向移動，不利于銅氨液吸收CO，選項B錯誤；C．加快原料氣的通入速率，接觸時間短，不利于銅氨液吸收CO，選項C錯誤；D．吸收效果與銅氨溶液的濃度有關(guān)，增大濃度平衡正向移動，選項D錯誤；答案選A。3．（2022江西）在合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量NH3、CO的混合氣)需經(jīng)過銅氨溶液除去其中的CO，其反應為：[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+

△H＜0，則銅氨溶液吸收CO適宜的生產(chǎn)條件是A．低溫和高壓 B．低溫和低壓 C．高溫和高壓 D．高溫和低壓【答案】A【解析】A．低溫平衡正向移動，高壓平衡正向移動，故A正確；B．低溫平衡正向移動，低壓平衡逆向移動，故B錯誤；C．高溫使平衡逆向移動，高壓平衡正向移動，故C錯誤；D．高溫低壓，平衡逆向移動，故D錯誤；故選A?？键c三化學反應速率圖像問題【例3】（2022遼寧）一定溫度下，在2L的密閉容器中發(fā)生反應：，反應過程中B、C的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖甲所示；反應達到平衡后，在t1min、t2min、t3min、t4min分別只改變一種反應條件，逆反應速率隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。下列有關(guān)說法正確的是A．0～2min內(nèi)，v(B)=0.1mol/(L·min)B．t1min時，改變的條件可能是升高溫度C．t3min時，改變的條件可能是增大壓強，此時c(B)不變D．t4min時，可能是使用了催化劑，此時c(B)不變【答案】D【解析】A．在0～2min內(nèi)，用B的濃度變化表示反應速率v(B)==0.05mol/(L·min)，A錯誤；B．根據(jù)圖象可知：在t1min時，v逆突然降低，若改變的條件是升高溫度，則反應速率應該比原來增大，因此改變條件不可能是升高溫度，B錯誤；C．根據(jù)圖象可知：在t3min時，v逆突然降低，且一直保持不變。若改變的條件是增大壓強，則反應速率應該增大，且c(B)也增大，與圖象不吻合，C錯誤；D．根據(jù)圖象可知：在t4min時，v逆突然增大，且一直保持不變，說明反應速率加快，但平衡不發(fā)生移動，此時c(B)不變，改變的條件可能是使用了催化劑，D正確；故合理選項是D?！疽挥缛础?．（2022四川）某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生反應：A(g)+xB(g)2C(g)，達到平衡后，只改變反應的一個條件，測得容器中物質(zhì)的濃度、反應速率隨時間變化如下圖所示。下列說法中正確的是A．8min時表示正反應速率等于逆反應速率B．前20minA的反應速率為1.00mol/(L·min)C．反應方程式中的x=1，30min時表示增大壓強D．40min時改變的條件是升高溫度，且正反應為放熱反應【答案】D【解析】A.由圖象可知反應從正反應方向開始，在20min時反應達到平衡狀態(tài)，在20min以前反應沒有達到平衡狀態(tài)，由于反應物的濃度逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，可知正反應速率大于逆反應速率，A錯誤；B.由圖象可知在前20min內(nèi)C的濃度變化了2.00mol/L，v(C)=2mol/L÷20min=0.1mol/(L?min)，根據(jù)v(A):v(C)=1:2，可知：v(A)=0.1mol/(L?min)÷2=0.05mol/(L?min)，B錯誤；C．根據(jù)圖1可知在3040min內(nèi)反應物、生成物的濃度都降低，說明擴大了容器的容積，減小了體系的壓強，而此時由圖象2可看出v(正)、v(逆)都減小，但減小后的v(正)=v(逆)，說明減小了壓強，平衡不移動，1+x=2，則x=1，C錯誤；D．根據(jù)圖象可知，40min時正、逆反應速率都增大，由于該反應是體積不變的反應，所以改變的外界條件只能是升高溫度；由于升高溫度后，逆反應速率大于正反應速率，根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，說明逆反應為吸熱反應，則該反應的正反應為放熱反應，D正確；本題合理選項是D。2．（2022·重慶）向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B，發(fā)生如下反應：，在一定條件下，容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是（

）A．0～10min內(nèi)v(A)=0.02mol/(L·min)B．x∶y=1∶2C．0～10min隨反應進行，容器內(nèi)壓強變小D．第10min和第16min改變的條件都可能是升溫【答案】C【解析】A.由圖可知，0～10min內(nèi)，A的濃度由0.45mol/L減小為0.25mol/L，，故A正確；B.0～10min內(nèi)，A的濃度由0.45mol/L減小為0.25mol/L，C的濃度由0增大為0.4mol/L，濃度變化量之比等于化學計量數(shù)之比，則x：y=0.2mol/L：0.4mol/L=1：2，故B正確；C.氣體物質(zhì)的量之比等于壓強之比，x：y=1：2，可知0～10min隨反應進行，容器內(nèi)壓強變大，故C錯誤；D.第10min時未達到平衡，突然改變條件加快反應速率，第16min改變條件使平衡逆向移動，則第10min和第16min改變的條件都可能是升溫，故D正確；故選C。3．（2022江蘇）已知反應：A(s)＋3B(g)2C(g)

ΔH<0，在體積為10L的密閉容器中發(fā)生反應的過程如圖所示。下列說法正確的是（

）A．X曲線表示B的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系B．第t1min時說明反應達到了平衡C．前4min，用C表示反應速率為v(C)=0.1mol·L1·min1D．第10min時，可能采取了降溫【答案】D【解析】根據(jù)圖象，在7min時達到平衡，X變化物質(zhì)的量為0.6mol，Y的物質(zhì)的量變化了0.9mol，根據(jù)化學反應方程式，推出X曲線為C，Y的曲線為B。A、根據(jù)上述分析，X曲線表示C的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系，故A說法錯誤；B、根據(jù)圖象，7min達到平衡，故B說法錯誤；C、根據(jù)化學反應速率的定義，v(C)=0.4mol/(10L×4min)=0.01mol·L1·min1，故C說法錯誤；D、10min后，X物質(zhì)的量增大，Y的物質(zhì)的量降低，說明平衡向正反應方向進行，改變的條件可能是降溫，故D說法正確。4．（2021春·云南玉溪·高二?？茧A段練習）用來表示可逆反應2A(g)＋B(g)?2C(g)ΔH<0的正確圖象為A．B．C．D．【答案】A【解析】A．已知可逆反應2A(g)＋B(g)?2C(g)ΔH<0，正反應放熱，升溫則平衡左移，C的質(zhì)量分數(shù)減小，但反應速率加快，達到平衡所需的時間縮短，選項A正確；B．圖示升溫反應速率減小，與溫度升高反應速率增大不相符，選項B錯誤；C．反應2A(g)＋B(g)?2C(g)是氣體分子總數(shù)減少的反應，增壓則平衡右移，即增壓，正反應速率增加得更快，而選項C中圖示：增壓，逆反應速率增加得更快，則平衡左移，選項C錯誤；D．可逆反應2A(g)＋B(g)?2C(g)ΔH<0，正反應放熱，升溫則平衡左移，A的轉(zhuǎn)化率變小，在選項D的圖中，作一條等壓輔助線與2條曲線產(chǎn)生2個交點，可得溫度越高A的轉(zhuǎn)化率越大，選項D錯誤；答案選A。考點四化學反應速率綜合運用【例41】（2022春·云南楚雄·高一?？茧A段練習）化學反應原理是研究、解決化學問題的重要方法。完成下列填空：(1)反應2SO2+O22SO3的能量變化如圖所示，則生成2molSO3_______(填“放出”或“吸收”)的能量為_______(填標號)A．B．C．D．(2)斷開氣態(tài)物質(zhì)中1mol某種共價鍵生成氣態(tài)原子需要吸收的能量稱為鍵能。如表所示是一些共價鍵的鍵能。共價鍵HHN≡NNH鍵能()436M391已知反應得到1mol氣態(tài)放出的熱量為46kJ，則上表中M的值為_______。(3)在2L容器中投入2mol和bmol，發(fā)生反應2SO2+O2=2SO3，下圖是部分反應物與生成物隨時間的變化曲線。①0～10min內(nèi)，v(O2)=_______。②反應達到最大限度的時間是_______min，在該條件下，的最大轉(zhuǎn)化率為_______。③下列條件能夠加快反應速率的是_______(填標號)。A．升高溫度B．保持體積不變，再充入一定量的氧氣C．保持壓強不變，充入He使容積增大D．保持體積不變，充入He使壓強增大④下列情況能說明該反應達到化學平衡的是_______。A．v(SO3)=v(SO2)B．混合氣體的密度保持不變C．體系內(nèi)氣體的顏色不再發(fā)生改變D．混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變E.、、的物質(zhì)的量之比等于2：1：2(4)一種室溫下“可呼吸”的NaCO2電池裝置如圖所示，電池的總反應為3CO2+4Na=2Na2CO3+C。①電極a為_______極(填“正”或“負")。②電極b發(fā)生的電極反應為_______。【答案】(1)

放出

B(2)946(3)

0.025mol/(L·min)

25

70%

AB

D(4)

負

3CO2+4e－＝2CO+C【解析】（1）根據(jù)圖象可知反應物總能量高于生成物總能量，屬于放熱反應，生成2molSO3放出的能量為，答案選B。（2）反應熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，已知反應得到1mol氣態(tài)放出的熱量為46kJ，則3×436+M－6×391＝－92，解得M＝946；（3）①在2L容器中投入2mol和bmol，發(fā)生反應2SO2+O2=2SO3，根據(jù)圖象可知0～10min內(nèi)生成三氧化硫1mol，則消耗二氧化硫1mol，氧氣0.5mol，則v(O2)=＝0.025mol/(L·min)。②根據(jù)圖象可知25min時濃度不再發(fā)生變化，則反應達到最大限度的時間是25min，在該條件下消耗二氧化硫是1.4mol，所以的最大轉(zhuǎn)化率為。③A.升高溫度能夠加快反應速率；B.保持體積不變，再充入一定量的氧氣，反應物濃度增大，能夠加快反應速率；C.保持壓強不變，充入He使容積增大，濃度減小，反應速率減??；D.保持體積不變，充入He使壓強增大，反應物濃度不變，反應速率不變；答案選AB。④A.v(SO3)=v(SO2)沒有指明反應的方向，不一定處于平衡狀態(tài)；B.反應前后混合氣體的質(zhì)量和容器容積均不變，密度始終不變，即混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)；C.三種氣體的是無色的，則體系內(nèi)氣體的顏色不再發(fā)生改變不能說明反應達到平衡狀態(tài)；D.正反應體積減小，混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)；E.、、的物質(zhì)的量之比等于2：1：2，不能說明正逆反應速率相等，不一定處于平衡狀態(tài)；答案選D。（4）①電極a生成鈉離子，發(fā)生失去電子的氧化反應，為負極。②電極b是正極，二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳酸根離子和單質(zhì)碳，發(fā)生的電極反應為3CO2+4e－＝2CO+C?！疽挥缛础?．（2022四川）根據(jù)化學反應速率和化學反應限度的知識回答下列問題：Ⅰ．某溫度時，在2L容器中發(fā)生A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應，A、B物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示：(1)該反應的化學方程式為_______。(2)反應開始至4min時，A的平均反應速率為_______。(3)4min時，反應是否達平衡狀態(tài)？_______(填“是”或“否”)，8min時，v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆。Ⅱ．氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應的化學方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，該反應為放熱反應，且每生成2molNH3，放出92.4kJ的熱量。當合成氨反應達到平衡后，改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量)，反應速率與時間的關(guān)系如圖所示。圖中表示反應處于化學平衡狀態(tài)的時間段(t1時刻后)為（4）_______。(5)在一定溫度下，向一個容積為1L的容器中通入2mol氮氣和8mol氫氣及固體催化劑，使之反應。已知平衡時容器內(nèi)氣體的壓強為起始時的80%。①N2的轉(zhuǎn)化率為_______。②反應達到平衡時，放出的熱量_______(填字母，下同)。A．小于92.4kJB．等于92.4kJC．大于92.4kJD．可能大于、小于或等于92.4kJ(6)若該反應在絕熱條件下進行，下列能證明反應已達化學平衡的為_______。A．壓強不變B．體系的溫度不變C．N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2D．混合氣體的質(zhì)量不變【答案】（1）2AB

（2）0.05mol/(L?min)

否

=

t2t3t4t5

50%

B

AB【解析】Ⅰ．(1)從圖象可以看出，在反應過程中，A的物質(zhì)的量減小，為反應物，B的物質(zhì)的量增加，為生成物。從開始到4min時，A的物質(zhì)的量從0.8mol減小到0.4mol，減小了0.4mol，B的物質(zhì)的量從0.2mol增加到0.4mol，增加了0.2mol。A和B變化的物質(zhì)的量之比為0.4mol:0.2mol=2:1，變化的物質(zhì)的量之比等于方程式的系數(shù)比，同時可以從圖象中看出，8min后，A和B的物質(zhì)的量不再變化，說明該反應是可逆反應，8min后，反應達到了平衡狀態(tài)，則反應的化學方程式為：2AB。(2)從開始到4min時，消耗的A的物質(zhì)的量為0.4mol，容器體積為2L，則消耗的A的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，用A表示的反應速率為=0.05mol/(L?min)。(3)4min時，A和B的物質(zhì)的量仍在變化，所以沒有達到平衡狀態(tài)。8min時，A和B的物質(zhì)的量不再變化，達到了平衡狀態(tài)，則v正=v逆。Ⅱ．(1)正逆反應速率相等時，反應達到平衡狀態(tài)，所以處于化學平衡狀態(tài)的時間段為t2t3和t4t5。(2)①起始時容器中共有氣體10mol，平衡時壓強為開始時的80%，在恒溫恒容的容器中，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時混合氣的總的物質(zhì)的量為10mol×80%=8mol，比起始時減小了2mol，根據(jù)合成氨反應的方程式可知，反應中變化的物質(zhì)的量即為生成氨氣的物質(zhì)的量，所以生成氨氣2mol，則消耗了1mol氮氣，所以氮氣的轉(zhuǎn)化率為=50%。②已知每生成2molNH3，放出92.4kJ的熱量。該反應中生成了2molNH3，所以放出92.4kJ的熱量，故選B。(3)A．該反應前后氣體系數(shù)之和不相等，即反應前后氣體物質(zhì)的量有變化，所以反應前后壓強會發(fā)生變化，當壓強不變時，反應達到了化學平衡，故A選；B．該反應在絕熱條件下進行，當體系溫度不變時，反應達到了化學平衡，故B選；C．N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2，和反應是否平衡無關(guān)，故C不選；D．反應物和生成物均為氣體，混合氣的總質(zhì)量一直不變，所以混合氣體質(zhì)量不變不能證明反應達到了化學平衡，故D不選；故選AB。2．（2022春·遼寧朝陽·高一校聯(lián)考階段練習）以生產(chǎn)甲醇()是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。其原理是。(1)該反應的能量變化如圖1所示，該反應為___________(填“放熱”或“吸熱”)反應。(2)恒容容器中，對于上述反應，下列措施能加快反應速率的是___________(填字母)。A．升高溫度 B．充入HeC．加入合適的催化劑 D．降低壓強(3)在體積為2L的密閉容器中，充入1mol和3mol，測得，的物質(zhì)的量隨時間變化如圖2。從反應開始到3min末，用濃度變化表示的平均反應速率___________；反應達到平衡狀態(tài)，此時的轉(zhuǎn)化率為___________。(4)用和組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖3。①則電極c是___________(填“正極”或“負極”)，電極d的電極反應式為___________。②若線路中轉(zhuǎn)移1mol電子，則該燃料電池理論上消耗的在標準狀況下的體積為___________L?！敬鸢浮?1)放熱(2)AC(3)

0.25mol·(L·min)?1

75%(4)

負極

O2+4e+4H＋=2H2O

5.6【解析】（1）根據(jù)圖示，CO2(g)、H2(g)總能量大于CH3OH(g)、H2O(g)的總能量，該反應為放熱反應。（2）A．升高溫度，反應速率一定加快，故選A；B．恒容容器中，充入He，反應物濃度不變，反應速率不變，故不選B；C．催化劑能加快反應速率，故選C；D．降低壓強，反應速率減慢，故不選D；選AC。（3）從反應開始到3min末，反應消耗0.5molCO2，所以同時消耗氫氣的物質(zhì)的量為1.5mol，用H2濃度變化表示的平均反應速率v(H2)=mol·(L·min)?1；反應達到平衡狀態(tài)時，反應消耗0.75molCO2，所以同時消耗氫氣的物質(zhì)的量為2.25mol，此時H2的轉(zhuǎn)化率為75%。（4）①根據(jù)圖示，電子由c流出，則電極c是負極，d是正極，氧氣在正極得電子發(fā)生還原反應，電極d的電極反應式O2+4e+4H＋=2H2O。②正極反應式為O2+4e+4H＋=2H2O，若線路中轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗0.25mol氧氣，消耗的O2在標準狀況下的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L。3．（2022春·廣西玉林·高一校聯(lián)考期中）如圖所示的過程是目前直接利用太陽能的研究熱點。人們把通過人工光化學手段合成燃料的過程叫做人工光合作用。(1)在上圖1構(gòu)想的物質(zhì)和能量循環(huán)中太陽能最終轉(zhuǎn)化為_______能。

圖1(2)人工光合作用得到的乙醇可添加到汽油中，已知汽車尾氣中NO生成過程的鍵能變化如圖2所示，則圖3中能正確表示該反應能量變化的是_______(填“a”或“b”)。(3)人工光合作用的途徑之一就是在催化劑光照條件下，將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為CH3OH，該反應的化學方程式為：2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。一定條