专题07 化学反应速率与化学平衡(讲义)-2024年高考化学二轮复习讲练测（新教材新高考）

这是一份专题07 化学反应速率与化学平衡(讲义)-2024年高考化学二轮复习讲练测（新教材新高考），共66页。
TOC \ "1-3" \p " " \h \z \u \l "_Tc6611" PAGEREF _Tc6611 \h 2
\l "_Tc6078" PAGEREF _Tc6078 \h 3
\l "_Tc20695" 考点一 化学反应速率及影响因素 PAGEREF _Tc20695 \h 3
\l "_Tc5227" 【真题研析·规律探寻】 PAGEREF _Tc5227 \h 3
\l "_Tc9923" 【核心提炼·考向探究】 PAGEREF _Tc9923 \h 10
\l "_Tc7022" 1．化学反应速率 PAGEREF _Tc7022 \h 10
\l "_Tc12674" 2．影响化学反应速率的因素 PAGEREF _Tc12674 \h 10
\l "_Tc28028" 3．理论解释——有效碰撞理论 PAGEREF _Tc28028 \h 11
\l "_Tc28575" 易错提醒 PAGEREF _Tc28575 \h 11
\l "_Tc29934" 分析外界因素对化学反应速率的影响时的注意点 PAGEREF _Tc29934 \h 11
\l "_Tc30731" 【题型特训·命题预测】 PAGEREF _Tc30731 \h 12
\l "_Tc21258" 题型一 化学反应速率及计算 PAGEREF _Tc21258 \h 12
\l "_Tc31929" 题型二 化学反应速率的影响因素 PAGEREF _Tc31929 \h 14
\l "_Tc22676" 考点二 化学反应进行的方向与化学平衡状态 PAGEREF _Tc22676 \h 20
\l "_Tc24446" 【真题研析·规律探寻】 PAGEREF _Tc24446 \h 20
\l "_Tc19394" 解题技巧 PAGEREF _Tc19394 \h 22
\l "_Tc21147" 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 PAGEREF _Tc21147 \h 22
\l "_Tc12051" 【核心提炼·考向探究】 PAGEREF _Tc12051 \h 22
\l "_Tc2768" 1．自发过程 PAGEREF _Tc2768 \h 22
\l "_Tc6040" 2．化学反应方向 PAGEREF _Tc6040 \h 23
\l "_Tc30456" 3．化学平衡状态的判断 PAGEREF _Tc30456 \h 23
\l "_Tc22179" 【题型特训·命题预测】 PAGEREF _Tc22179 \h 24
\l "_Tc20849" 题型一 焓变与熵变 化学反应方向的判断 PAGEREF _Tc20849 \h 24
\l "_Tc6667" 题型二 化学平衡状态 PAGEREF _Tc6667 \h 28
\l "_Tc16866" 考点三 化学平衡常数 PAGEREF _Tc16866 \h 30
\l "_Tc32604" 【真题研析·规律探寻】 PAGEREF _Tc32604 \h 30
\l "_Tc14880" 解题技巧 PAGEREF _Tc14880 \h 36
\l "_Tc14762" “三段式法”解答化学平衡计算题 PAGEREF _Tc14762 \h 36
\l "_Tc20284" 【核心提炼·考向探究】 PAGEREF _Tc20284 \h 37
\l "_Tc9955" 1．化学平衡常数 PAGEREF _Tc9955 \h 37
\l "_Tc6147" 2．平衡转化率 PAGEREF _Tc6147 \h 38
\l "_Tc22743" 【题型特训·命题预测】 PAGEREF _Tc22743 \h 38
\l "_Tc9331" 题型一 化学平衡常数的概念及运用 PAGEREF _Tc9331 \h 38
\l "_Tc30537" 题型二 化学反应速率常数 PAGEREF _Tc30537 \h 43
\l "_Tc32247" 考点四 化学平衡的移动 PAGEREF _Tc32247 \h 48
\l "_Tc19403" 【真题研析·规律探寻】 PAGEREF _Tc19403 \h 48
\l "_Tc24169" 解题技巧 PAGEREF _Tc24169 \h 53
\l "_Tc3376" 化学平衡图像题的解题流程 PAGEREF _Tc3376 \h 53
\l "_Tc31781" 【核心提炼·考向探究】 PAGEREF _Tc31781 \h 53
\l "_Tc28634" 1．化学平衡的移动 PAGEREF _Tc28634 \h 53
\l "_Tc31666" 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 PAGEREF _Tc31666 \h 54
\l "_Tc26928" 3．影响化学平衡的因素 PAGEREF _Tc26928 \h 54
\l "_Tc23510" 4．勒夏特列原理 PAGEREF _Tc23510 \h 55
\l "_Tc18424" 【题型特训·命题预测】 PAGEREF _Tc18424 \h 55
\l "_Tc5891" 题型一 影响化学平衡的因素 PAGEREF _Tc5891 \h 55
\l "_Tc4217" 题型二 化学平衡图象 PAGEREF _Tc4217 \h 58

考点一 化学反应速率及影响因素
1．(2023•辽宁省选择性考试，12)一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn (Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．Mn (Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C．该条件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【解析】开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(VII)浓度减小直至为0，Mn(III)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(III)，同时先生成少量Mn(IV)后Mn(IV)被消耗；后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(III)浓度减少，Mn(II)的浓度增大。A项，由图像可知，随着时间的推移Mn(III)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(III)，后Mn(III)被消耗生成Mn(II)，Mn(III)能氧化H2C2O4，A项错误；B项，随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(II)，Mn(II)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B项错误；C项，由图像可知，Mn(VII)的浓度为0后才开始生成Mn(II)，该条件下Mn(II)和Mn(VII)不能大量共存，C项正确；D项，H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D项错误；故选C。
2．(2022•河北省选择性考试，11) (双选)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是( )
A．随的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。A项，由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；B项，根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，B错误；C项，升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；D项，由图乙信息可知，温度低于T时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确；故选AB。
3．(2022•辽宁省选择性考试)某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下：
下列说法错误的是( )
A．1 min时，Z的浓度大于
B．2 min时，加入，此时
C．3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5 min时，X的物质的量为
【答案】B
【解析】A项，反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 ml·L-1，A正确；B项，4 min时生成的Z的物质的量为，6min时生成的Z的物质的量为，故反应在4min时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式：
根据，得，则Y的平衡浓度为0.3 ml·L-1，Z的平衡浓度为0.6 ml·L-1，平衡常数，2min时Y的浓度为0.2 ml·L-1，Z的浓度为0.4 ml·L-1，加入后Z的浓度变为0.6 ml·L-1，，反应正向进行，故，B错误；C项，反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D项，由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 ml，则X的转化量为0.6 ml，初始X的物质的量为2 ml，剩余X的物质的量为1.4 ml，D正确；故选B。
4．(2022·浙江省1月选考，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
【答案】C
【解析】A项，图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确； B项，b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，B正确； C项，化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，C不正确； D项，维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，D错误；故选C。
5．(2022·浙江省6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( )
A．实验①，0~20min，v(N2)=1.00× 10-5ml/(L·min)
B．实验②，60min时处于平衡状态，
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
【答案】C
【解析】A项，实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.40× 10-3ml/L-2.00× 10-3ml/L=4.00× 10-4ml/L，v(NH3)==2.00× 10-5ml/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.00× 10-5ml/(L·min)，A正确；B项，催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10-4ml/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4ml/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，xv(Al)。
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)
3．理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如图
图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，反应热为E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。
分析外界因素对化学反应速率的影响时的注意点
1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物接触面积的大小，会影响化学反应速率。
2．压强对速率的影响有以下几种情况：
(1)恒温时：增大压强eq \(――→,\s\up7(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))化学反应速率加快。
(2)恒容时：
①充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))速率加快。
②充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：压强不变充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))压强不变eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减慢。
3．温度改变对任何反应的速率都有影响。
4．加入催化剂可以同等程度的改变正逆化学反应速率。
题型一 化学反应速率及计算
1．在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g)，开始时A为4ml，B为6ml；5min末时测得C的物质的量为3ml，用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 ml/(L·min)。下列说法错误的是( )
A．前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1ml/(L·min)
B．化学方程式中n值为1
C．反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C)
D．此反应在两种不同情况下的速率分别表示为：①v(B)=6 ml/(L·min)，②v(D)=4.5 ml/(L·min)，其中反应速率快的是②
【答案】A
【解析】A项，A 为固体，不能用浓度变化表示化学反应速率，A错误；B项，

n(C) : n(D)=3: 1，为方程式化学计量系数比，B正确；C项，平衡时正反应速率等于逆反应速率，不同物质表示速率等于计量数之比，C正确；D项，当v(D)=4.5 ml/(L·min)，若用B的浓度变化表示应为v(B)=4.5× 2=9 ml/(L ·min)，D正确；故选A。
2．(2023·浙江省宁波市镇海中学选考模拟)一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：A(g)B (g)+2C(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示：
下列说法不正确的是( )
A．100~150min，消耗A的平均速率为
B．其他条件不变，420min时向刚性容器中再充入少量A，反应速率比原420min时大
C．推测x为18.1
D．升高体系温度，不一定能加快反应速率
【答案】B
【解析】A项，反应A(g)B (g)+2C(g)，反应前后气体压强变化和生成C的量成正比，同时A的变化为变化量的，用压强代表浓度，则100～150min体系压强变化=13.9kPa-13.3kPa=0.06kPa，消耗A的平均速率==0.006kPa⋅min-1，故A正确；B项，其他条件不变，420min时向刚性容器中再充入少量A，相当于增大压强，反应在固体催化剂表面进行，固体表面积一定，反应速率不变，故B错误；C项，0～100min，压强变化为1.2kPa，150min～250min，压强变化1.2kPa，则100kPa～500kPa，体系压强变化1.2×4kPa=4.8kPa，则500min时，体系压强=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa，故C正确；D项，反应在催化剂表面反应，升高体系温度，催化剂活性减小时，反应速率减小，不一定能加快反应速率，故D正确；故选B。
3．取过氧化氢水溶液，在少量I-存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成c(H2O2)如下表：
下列说法正确的是( )
A．反应时，测得O2为
B．，消耗H2O2的平均速率为
C．FeCl3溶液或MnO2粉末代替I-也可以催化H2O2分解
D．第时的瞬时速率小于第时的瞬时速率
【答案】C
【解析】A项，反应20min时，过氧化氢的浓度变为0.4ml/L，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)ml/L×0.05L=0.02ml，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01ml，未告知是否为标准状况，无法判断体积是否为224mL，故A错误；B项，20～40min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)ml/L=0.20ml/L，则这段时间内的平均速率v===0.010ml/(L•min)，故B错误；C项，I-在反应中起到催化的作用，故也可以用FeCl3溶液或MnO2粉末代替，故C正确；D项，随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率，故D错误；故选C。
4．在2L的密闭容器中投入CO2和H2在一定条件下发生反应：CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)。在一定温度下，测得CO2的物质的量如下表
下列说法不正确的是( )
A．反应20min时，测得CH4体积为22.4L(标准状况)
B．，生成H2O(g)的平均速率为
C．第15min时的瞬时速率大于第25min时的瞬时速率
D．第30min时反应到达平衡
【答案】D
【解析】A项，反应20min时，测得CO2为1ml，则消耗CO2、生成CH4均为1ml，CH4体积为22.4L(标准状况)，A正确；B项，20~40min，测得CO2从1ml变为0.5ml，则消耗CO20.5ml、生成H2O(g)为1ml，生成H2O(g)的平均速率为，B正确；C项，其它条件相同、反应物的浓度越大则反应速率越快， 第15min时反应物的浓度大于第25min时的浓度，则第15min时瞬时速率大于第25min时的瞬时速率，C正确；D项，由图知第30min时的二氧化碳含量已不再变化、则反应已经处于平衡状态，D不正确；故选D。
题型二 化学反应速率的影响因素
1．在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列说法不正确的是( )
A．增加块状Fe2O3的量，反应速率加快 B．升高温度，反应速率加快
C．使用催化剂，反应速率增大 D．充入N2使压强增大，反应速率不变
【答案】A
【解析】A项，Fe2O3为固体，则增加块状Fe2O3的量，反应速率基本不变，故A错误；B项，升高温度，反应速率增大，故B正确；C项，使用催化剂，可增大活化分子百分数，反应速率增大，故C正确；D项，在恒容条件下，充入N2使压强增大，气体反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，故D正确；故选A。
2．(2024·广东省新高三摸底联考)氨基甲酸铵H2NCOONH4能用作磷化铝中间体，也能用于医药。在时，将足量的H2NCOONH4固体置于真空恒容容器中，发生如下反应：H2NCOONH4 (s)2NH3(g)+ CO2(g)，经达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为c0 ml·L－1 。下列说法正确的是( )
A．当混合气体平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态
B．向平衡体系加入适量H2NCOONH4，c(CO2)增大
C．内，平均反应速率为
D．向平衡体系中充入适量的CO2，逆反应速率增大
【答案】D
【解析】A项，由于反应物只有一种固体，故气体中氨气、二氧化碳的物质的量之比恒等于2：1，则密闭容器中混合气体的平均摩尔质量等于，始终不变，故密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变不能说明达到平衡状态，A项错误；B项，根据化学平衡常数，温度不变平衡常数不变，向平衡体系加入适量H2NCOONH4，平衡不移动，B项错误；C项，H2NCOONH4为固体，不能用其浓度表示速率，C项错误；D项，向平衡体系中充入适量的CO2，生成物浓度增大，逆反应速率增大，D项正确；故选D。
3．为探究H2O2对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL30% H2O2 (约10 ml·L-1)于四支试管中，控制其它条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)：
下列有关说法不正确的是( )
A．由以上实验数据可得Cu2+对H2O2分解一定有催化作用
B．温度低于40℃时，CuSO4对H2O2分解催化效率随温度升高而降低
C．实验③第1个2min H2O2的平均反应速率约为0.8
D．由实验④可得H2O2分解为放热反应
【答案】D
【解析】A项，实验③④说明Cu2+对H2O2分解有催化作用，A正确；B项，温度每升高10°C，速率提高2~4倍，实验②③说明，随着温度升高，Cu2+对H2O2分解的催化效果明显提高，B正确；C项，实验③第1个3min生成氧气平均速率为90mL⋅min−1，即90×10−3÷22.4ml/min，根据反应2H2O2=2H2O+O2↑，H2O2的平均反应速率约为90×10−3÷22.4×2÷10×10−3=0.8ml⋅L−1⋅min−1， C正确；D项，随反应的进行，相同时间段内反应速率减慢，无法说明反应是放热反应，D错误；故选D。
4．(2023·陕西省长安一中高三期中)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( )
A．实验①，，v(N2)=1.0×10-5 ml·L－1·min－1
B．实验②，时处于平衡状态，xT2，温度升高，c(H2)增大，平衡逆向移动，反应放热，A错误；B项，升高温度，反应速率加快，T1>T2，则反应速率v(a)>v(b)，B错误；C项，T2时，在0~t2内，△c(H2)=0.05ml。L-1，则，C正确；D项，向恒容容器中充入氮气，不影响反应物浓度，不影响反应速率，D错误；故选C。
考点二 化学反应进行的方向与化学平衡状态
1．(2022·浙江省1月选考，20)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。
2．(2021•浙江6月选考，17)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1mlCH4(g)＜1mlH2(g) B．1mlH2O(g)＜2mlH2O(g)
C．1mlH2O(s)＞1mlH2O(l)D．1mlC(s，金刚石)＞1mlC(s，石黑)
【答案】B
【解析】A项，CH4(g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CH4(g)含有的原子总数多，CH4(g)的摩尔质量大，所以熵值1mlCH4(g)＞1mlH2(g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1mlH2O(g)＜2mlH2O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以熵值1mlH2O(s)＜1mlH2O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值1mlC(s，金刚石)＜1mlC(s，石黑)，D错误；故选B。
3．(2022•辽宁省选择性考试，18节选)(13分)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：
(1)合成氨反应在常温下___________(填“能”或“不能”)自发。
【答案】(1)能
【解析】(1)对于合成氨反应，常温下，ΔG=ΔH-TΔS==-32.8 kJ·ml−1＜0，故合成氨反应在常温下能自发进行；
4．(2022•湖南选择性考试，17节选)(14分) (1)已知ΔG= ΔH-TΔS，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是_______。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
【答案】(1)C
【解析】(1)记①C(s)＋O2(g)=CO2(g)，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，③TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)，④TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)；A项，由图可知，600℃时C(s)＋O2(g)=CO2(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故A不符合题意；B项，由图可知，600℃时2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故B不符合题意；C项，由图可知，600℃时TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG＞0，反应不能自发进行，故C符合题意；D项，根据盖斯定律，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)可由①+③得到，则600℃时其ΔG＜0，反应自发进行，故D不符合题意；故选C。
5．(2021•浙江6月选考，29节选)(10分)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·ml−1。判断该反应的自发性并说明理由_______。
【答案】(1)不同温度下都能自发，是因为ΔH＜0，ΔS＞0
【解析】(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2的反应为Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·ml−1，由于该反应ΔH＜0，ΔS＞0，因此该反应在任何温度下都能自发进行
6．(2021•湖南选择性考试，16节选)(10分)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝ kJ•ml﹣1；
(2)已知该反应的△S＝198.9J•ml﹣1•K﹣1，在下列哪些温度下反应能自发进行？ (填标号)；
A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃
【答案】(1)+90.8 (2)CD
【解析】(1)由△H＝反应物键能和﹣生成物键能和可知，该反应的△H＝2×(390.8kJ•ml﹣1×3)﹣[(946kJ•ml﹣1)+(436.0kJ•ml﹣1×3)]＝+90.8kJ•ml﹣1；(2)在等温等压的反应中△G＝△H﹣T△S＜0时，正反应能自发进行，其中△H＝+90.8kJ•ml﹣1，△S＝198.9J•ml﹣1•K﹣1，则T＞△H△S=90.8×103J/ml198.9J⋅ml−1⋅K−1=456.5k＝183.52℃，故选C、D。
焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
1．自发过程
(1)含义
在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．化学反应方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH>0，ΔS0
【答案】B
【解析】利用ΔG=△H-TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。A项，反应2O3(g)=3O2(g)， ΔH＜0，ΔS>0，该反应一定能自发进行，A不合题意； B项，反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH>0，ΔS＜0，该反应一定不能自发进行，B符合题意；C项，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温下能自发进行，C不合题意；D项，反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温下能自发进行，D不合题意；故选B。
4．25 ℃、1．01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8 kJ·ml-1，该反应能自发进行的原因是( )
A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应
C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应
【答案】D
【解析】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为熵增大的反应，并且熵增效应大于能量效应。
5．关于化学反应的方向说法合理的是( )
A．放热反应都是自发的
B．反应产物的分子数比反应物多，则该反应ΔS＞0
C．已知某反应的ΔH>0、ΔS＞0，则温度升高反应能自发进行
D．相同温度和压强下，一种给定的物质，其、均为定值
【答案】C
【解析】A项，反应能否自发进行取决于△H-T△S是否小于0，如果△H＜O，△S＜0，即放热的、熵减小的反应，当温度很高时，△H-T△S可能大于0，不能自发进行，故A错误；B项，反应产物中气体分子数比反应物多，则该反应ΔS＞0，故B错误；C项，根据△H-T△S＜0反应能自发进行，某反应的ΔH>0、ΔS＞0，则高温条件反应能自发进行，故C正确；D项，相同温度和压强下，一种给定的物质，其H、S均为定值，故D错误；故选C。
6．(2021•浙江6月选考)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1mlCH4(g)＜1mlH2(g) B．1mlH2O(g)＜2mlH2O(g)
C．1mlH2O(s)＞1mlH2O(l)D．1mlC(s，金刚石)＞1mlC(s，石黑)
【答案】B
【解析】A项，CH4(g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CH4(g)含有的原子总数多，CH4(g)的摩尔质量大，所以熵值1mlCH4(g)＞1mlH2(g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1mlH2O(g)＜2mlH2O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以熵值1mlH2O(s)＜1mlH2O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值1mlC(s，金刚石)＜1mlC(s，石黑)，D错误；故选B。
7．(2020•江苏卷)反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．该反应 、
B．该反应的平衡常数
C．高温下反应每生成1 ml Si需消耗
D．用E表示键能，该反应
【答案】B
【解析】A项，SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S>0，故A错误；B项，根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=，故B正确；C项，题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22．4L·ml－1计算，故C错误；D项，△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl) －2E(Si－Si)，故D错误；故选B。
8．相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法不正确的是( )
注：①其中表示反应方程式中气体化学计量数差；
②ΔH-TΔS＜0的反应方向自发
A．因为相同，所以a与b大小相近
B．热分解温度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]
D．两个反应在不同温度下的ΔH和都大于零
【答案】B
【解析】A项，熵变的大小与气体体积的改变大小有关，由方程式可知，两反应中气体化学计量数差相同，则反应的熵变a与b大小相近，故A正确；B项，由MgCO3和CaCO3都为离子晶体，MgCO3和CaCO3离子所带电荷相等，由于Mg2+半径小于Ca2+半径， MgO晶格能大于CaO晶格能， Mg2+比Ca2+更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为CO2，则MgCO3的热分解温度小于CaCO3，故B错误；C项，由方程式可知，两反应中气体化学计量数差相同，则反应的熵变a与b的差值为a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]，故C正确；D项，由表格数据可知，两个反应都是气体体积增大的吸热反应，则两个反应在不同温度下的ΔH和都大于零，故D正确；故选B。
9．(2024·江西景德镇高三第一次质量检测联考)工业上一种处理硫化氢的反应为：CH4(g)+ 2H2S(g)CS2 (g)+ 4H2(g)，压强恒定条件下，进料比[]分别为a、b、c，反应中H2S的平衡转化率随温度变化情况如图所示，下列说法正确的是( )
A．上述反应中所有分子皆为非极性分子
B．该反应在任意温度下都可自发进行
C．当气体的总质量不再变化时，反应达到平衡状态
D．a＞b＞c
【答案】D
【解析】A项，H2S的分子构型为V形，正负电荷中心不重合，是极性分子，故A错误；B项，如图可知，随着温度升高，H2S的平衡转化率增大，所以该反应为吸热反应，ΔH＞0，该反应为气体分数增大的反应，ΔS＞0，当ΔG=ΔH-TΔS＜0才自发进行，所以该反应低温下不能自发进行，故B错误；C项，该反应的反应物和生成物均为气体，气体的总质量一直不变，不能以此判断平衡状态，故C错误；D项，如图可知，在相同温度下，a、b、c平衡时H2S的平衡转化率增大为a＞b＞c，所以进料比a＞b＞c，故D正确；故选D。
10．(2024·重庆渝中高三期中)丙烯氢甲酰化可用于合成正丁醛，但体系中会发生副反应，相关方程式如下：
主反应： CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛) △H1=-123.8 kJ/ml
副反应CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=(CH3)2CH2CHO(g)( 异丁醛) △H2=-130.1k J/ml
CH2=CHCH3(g)+ H2(g)=CH3CH2CH3 △H3
若在一定温度下，向一个密闭恒容体系中三种原料气均投入1ml，平衡时丙烯的转化率为50%，，，下列说法正确的是( )
A．相同条件下，正丁醛更稳定
B．ΔH1＜0，ΔS1＜0主反应在高温条件下更有利于自发
C．平衡时， 正丁醛与异丁醛物质的量之比为x：(0.4-x)
D．平衡时，丙烷的物质的量会随x的变化而变化
【答案】C
【解析】A项， 相同条件下，由丙烯合成正丁醛放出的热量比合成异丁醛少，异丁醛更稳定，故A错误；B项，ΔH1＜0，ΔS1＜0主反应在低温条件下更有利于自发，故B错误；C项，平衡时， 反应的丙烯为0.5ml，反应的CO为1ml-0.6ml=0.4ml，生成的正丁醛为xml，则生成的异丁醛为(0.4-x)ml，正丁醛与异丁醛物质的量之比为x：(0.4-x),故C正确；D项，平衡时，丙烷的物质的量为1ml×50%-0.4ml=0.1ml，不会随x的变化而变化，故D错误；故选C。
11．(2023·浙江省模拟)用一种较活泼的金属把另一种金属从化合物中还原出来的方法称为金属热还原法。钠、镁、铝是常用的还原剂。一些常见的金属热还原反应如下：
下列说法不正确的是( )
A．反应①表明金属沸点：Al>Ba
B．对于反应：2Ba(s)+O2(g)=2BaO(s) △H1，4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H2，由反应②可以推出3△H1≈△H2
C．反应③说明金属活动性顺序：Mg>Rb
D．对于反应④：|△H|>>|T△S|说明焓变对该反应的自发性起主要影响作用
【答案】C
【解析】A项，金属的熔、沸点与金属键强度有关，金属键强度越大，熔、沸点越高，相同温度下Al为液态，Ba为气态，说明Ba的金属键强度小于Al，A正确；B项，根据盖斯定律，反应②的，，所以3△H1≈△H2，B正确；C项，根据元素周期律，Rb金属性大于Na，而金属性Na大于Mg，所以金属活动性顺序：Rb>Mg，C错误；D项，对于反应④ ，，ΔG=ΔH-TΔS＜0反应能自发，所以温度小于3092.1K能自发进行，只有当温度大于3092.1K时，ΔΔH-TΔS＞0，此时反应不能自发进行，说明焓变对该反应能否自发进行有决定性影响，D正确。故选C。
题型二 化学平衡状态
1．(2024·湖北省六校高考联盟高三联考)3H2 (g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)在恒温恒容密闭容器中进行该反应，下列事实能说明反应达到平衡状态的是( )
A．相同时间内形成C-H键和H-H键的数目之比为2：1
B．相同时间内消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子数目之比为3：1
C．v(CO)：v(H2)=1：1
D．体系内气体的密度保持不变
【答案】A
【解析】A项，根据反应方程式可知：反应消耗H2与产生CH3OCH3的个数比是3：1，若反应达到平衡，单位时间每反应消耗3分子H2，就会同时消耗1分子CH3OCH3，因此相同时间内形成C-H键和H-H键的数目之比为2：1，则反应体系中任何物质的浓度不变，反应达到平衡状态，A正确；B项，反应消耗CO与生成CO2都表示反应正向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；C项，未指明反应速率的正、逆，因此不能判断反应是否达到平衡状态，C错误；D项，反应在恒温恒容密闭容器中进行，体系的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则无论反应是否达到平衡状态，体系内气体的密度始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误；故选A。
2．制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，现将一定量的原料充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生反应，不能说明该反应达到化学平衡状态的是. ( )
A．CO与H2的物质的量之比不变 B．H2的体积分数不再发生变化
C．混合气体压强保持不变 D．混合气体的密度不变
【答案】A
【解析】A项，随着反应的进行，生成的CO与H2的物质的量之比始终为1 ： 1，因此不能说明达到平衡状态，A错误；B项，H2的体积分数即物质的量分数，随着反应进行H2的体积分数逐渐增大，当不变时说明达到平衡状态，B正确 ；C项，随反应的进行，气体的物质的量增大，达到平衡时气体的物质的量不变，混合气体压强不变，因此压强可作为平衡的标志，C错误；D项，由于反应物C为固体，随着反应进行，气体质量增大，反应容器体积一定，密度逐渐增大，当混合气体的密度不变时，为达到平衡的标志， D错误；故选A。
3．一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 ml N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( )
A．①② B．②④ C．③④ D．①④
【答案】D
【解析】ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 ml N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。
4．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒温下使其达到分解平衡NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A．2v(NH3)=v(CO2) B．密闭容器中混合气体的密度不变
C．密闭容器中混合气体平均分子量不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变
【答案】B
【解析】当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。A项，没有指明正、逆速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故A错误；B项，随反应进行混合气体的质量增大，容器的容积不变，反应混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明到达平衡状态，故B正确；C项，该反应中气体只有NH3和CO2，且二者的物质的量之始终为2：1，则气体的平均分子量为定值，无法根据混合气体的平均分子量判断平衡状态，故C错误；D项，反应混合气体只有NH3和CO2，且二者物质的量之比始终为2：1，氨体积分数始终不变，所以不能说明到达平衡，故D错误；故选B。
5．(2024·河南省南阳、洛阳等2地二十所名校高三联考)一定条件下向10L的恒容密闭容器中通入2mlCO2，6mlH2，在催化剂存在下发生反应：CO2 (g)+3H2(g)CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH，经过10min时测得CO2的转化率与温度(T)的关系如图所示。下列分析中正确的是( )
A．a点处对应体系中：v正=v逆
B．与b点对应的反应，前10min内v(H2)=0.03ml·L-1·min-1
C．该反应的
D．当容器中气体密度保持不变时，表明该反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】未平衡：温度越高，反应速率越快，相同时间内转化率越大，故b点前未达平衡；b点及以后二氧化碳转化率随温度升高而降低，则是平衡状态。A项，a点后二氧化碳转化率仍可升高，说明反应处于正向进行状态，则v正＞v逆，故A错误；B项，b点二氧化碳转化率达50％，即10min二氧化碳消耗1ml，氢气消耗3ml，则，故B正确；C项，b点后，随温度的升高，二氧化碳转化率下降，说明平衡逆向移动，逆反应向为吸热反应，则，故C错误；D项，恒容条件下，混合气体总体积始终保持不变，各物质均为气体，则反应前后混合气体总质量不变，根据可知，混合气体密度始终保持不变，不能说明反应达平衡状态，故D错误；故选B。
考点三 化学平衡常数
1．(2022•重庆卷，14)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )
A．反应2的平衡常数为4×106Pa2B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105PaD．缩小体积，再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A项，反应2的平衡常数为，A正确；B项，刚性密闭容器，温度不变平衡常数不变，再次达平衡后，容器内各气体分压不变，总压强不变，B错误；C项，， ，，，所以总压强为：，C正确；D项，达平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D正确； 故选B。
2．(2022•江苏卷，10)用尿素水解生成的NH3催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)，下列说法正确的是( )
A．上述反应ΔS＜0
B．上述反应平衡常数
C．上述反应中消耗1mlNH3，转移电子的数目为
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
【答案】B
【解析】A项，由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，故A错误；B项，由方程式可知，反应平衡常数，故B正确；C项，由方程式可知，反应每消耗4ml氨气，反应转移12ml电子，则反应中消耗1ml氨气转移电子的数目为3ml×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C错误；D项，实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，故D错误；故选B。
3．(2021•海南选择性考试，8)制备水煤气的反应C (s)＋H2O(l)CO(g)＋H2(g) △H＞0，下列说法正确的是( )
A．该反应
B．升高温度，反应速率增大
C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
【答案】B
【解析】A项，该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A错误；B项，升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，B正确；C项，恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，C错误；D项，恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D错误；故选B。
4．(2021·河北卷)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+NX+Y；②M+NX+Z。反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )。
A．0~30 min 时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8 ml·L-1·min-1
B．反应开始后，体系中Y 和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时 62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】依据三段式法，设第①个反应中M的起始物质的量浓度为a ml·L-1，N的起始物质的量浓度为b ml·L-1，则：
①M +NX + Y
起始(ml·L-1)：ab00
反应(ml·L-1)：cc c c
平衡(ml·L-1)：a-cb-c c c
②M + NX+Z
起始(ml·L-1)：0.5-a0.5-b00
反应(ml·L-1)：1818 18 18
平衡(ml·L-1)：0.5-a-18 0.5-b-18 18 18
30 min时，a-c+0.5-a-18=0.3，可得到c=0.075，则v(Y)=0.07530 ml·L-1·min-1=0.0025 ml·L-1·min-1，A项错误；由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为k1k2，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1)，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于k1k2，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B项正确；30 min内，v1=k1c2(M)，v2=k2c2(M)，可求得v1v2=k1k2=，若反应能进行到底，反应结束时，有58的M转化为Z，即62.5%的M转化为Z，C项正确；由上述分析知，在相同时间内生成Z较多，生成Y较少，因此反应①的化学反应速率小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D项正确。
5．(2021•全国乙卷，28)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是_______。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃时平衡常数Kp=1.0×104Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘蒸气初始压强为。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则PIcl=_______ kPa，反应2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
(3)McMrris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+ I2(g) Kp1
2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g) Kp2
得到和均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
②反应2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示)：该反应的ΔH _______0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_______。
(4)Kistiakwsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
NOCl+→
+NOCl→2NO+Cl2
其中表示一个光子能量，表示NOCl的激发态。可知，分解1ml的NOCl需要吸收_______ml光子。
【答案】(1)溴(或Br) (3)24.8
(3)①大于 ②Kp1·Kp2 大于 设T/＞T，即，由图可知：则：，即，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0
(4)0.5
【解析】(1)红棕色液体，推测为溴单质，因此错过发现的元素是溴(或Br)；
(2)由题意玻376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应：BaPtCl6 (s) BaCl2 (s)+ Pt (s)+2 Cl2 (g)、Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)。BaPtCl6 (s) BaCl2 (s)+ Pt (s)+2 Cl2 (g)的平衡常数Kp=1.0×104Pa2，则平衡时p2(Cl2)= 1.0×104Pa2，平衡时p(Cl2)=100Pa，设到达平衡时I2(g)的分压减小pkPa，则：
376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则0.1+20.0+p=32.5，解得p=12.4，则平衡时PIcl=2pkPa=2×12.4kPa=24.8kPa；则平衡时，I2(g)的分压为(20.0-p)kPa=(20×103-12.4×103)Pa，24.8kPa=24.8×103Pa，p(Cl2)=0.1kPa=100Pa，因此反应2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的平衡常数K=；(3)①结合图可知，温度越高，越小，lgKp2越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g)正向移动，则NOCl分解为NO和Cl2反应的大于0；②Ⅰ. 2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+ I2(g) Kp1；Ⅱ.2NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g) Kp2；Ⅰ+Ⅱ得2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)，则2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K= Kp1·Kp2；该反应的ΔH大于0；推理过程如下：设，即，由图可知：则：，即，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0；(4)Ⅰ. NOCl+→，Ⅱ. +NOCl→2NO+Cl2，Ⅰ+Ⅱ得总反应为2NOCl+hv=2NO+Cl2，因此2mlNOCl分解需要吸收1ml光子能量，则分解1ml的NOCl需要吸收0.5ml光子。
6．(2021•广东选择性考试，18)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。
A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动
C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的正反应活化能最大。
(4)设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=_______。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程_______。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。
【答案】(1)∆H2+∆H3-∆H5或∆H3-∆H4 (2)AD (3) 4 4
(4)①ac ② ③68% (5)做冷冻剂
【解析】(1)根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d，根据盖斯定律则有∆H1=∆H2+∆H3-∆H5=∆H3-∆H4；(2)A项，增大CO2和CH4的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反应速率增大，A正确；B项，移去部分C(s)，没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，B错误；C项，催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，平衡转化率不变，C错误；D项，降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确；故选AD；(3)由图可知，反应过程中能量变化出现了4个峰，即吸收了4次活化能，经历了4步反应；且从左往右看4次活化能吸收中，第4次对应的峰最高，即正反应方向第4步吸收的能量最多，对应的正反应活化能最大。(4)①随着温度的升高，反应a和c的ln K增大，说明K的数值增大，反应向正反应方向进行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的ln K减小，说明K的减小，反应向逆反应方向进行，反应e为放热反应，故答案为ac；②用相对分压代替浓度，则反应c的平衡常数表达式K=；③由图可知，A处对应反应c的ln K=0，即K==1，解方程的p2(H2)=p(CH4)，已知反应平衡时p(H2)=40kPa，则有p(CH4)=16kPa，且初始状态时p(CH4)=×100kPa=50kPa，故CH4的平衡转化率为×100%=68%；(5)固态CO2即为干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性质。
“三段式法”解答化学平衡计算题
1．步骤
(1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。
(2)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。
(3)根据问题建立相应的关系式进行计算。
2．模板
对于反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(ml)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。
建立等式求解：(1)K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V)))\s\up12(p)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))\s\up12(q),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))\s\up12(m)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))\s\up12(n))
(2)c平(A)＝eq \f(a－mx,V)(ml·L－1)。
(3)α(A)平＝eq \f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)。
(4)φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋（p＋q－m－n）x)×100%。
(5)eq \f(p（平）,p（始）)＝eq \f(a＋b＋（p＋q－m－n）x,a＋b)。
1．化学平衡常数
(1)概念：
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。
(2)表达式：对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)。
实例：
(3)意义：
①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。
②K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，吸热反应，升高温度，K增大，放热反应，升高温度，K减小。
2．平衡转化率
对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：
α(A)＝eq \f(c0（A）－c平（A）,c0（A）)×100%{c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度}。
题型一 化学平衡常数的概念及运用
1．常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子[O]有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下：
反应①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1
反应②：[O]+O32O2 ΔH v逆，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】A项，该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正> v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；B项，催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；C项，恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；D项，恒容下，充入一定量的CH2=CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确；故选C。
6．(2022·浙江省6月选考，19)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)+ H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH＜0，达到平衡后，下列说法不正确的是( )
A．升高温度，氯水中的c(HClO)减小
B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大
C．取氯水稀释，c(Cl-)/ c(HClO)增大
D．取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度
【答案】D
【解析】A项，HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；B项，氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(HClO)增大，B正确；C项，氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClO⇌H++ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此增大，C正确；D项，氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证明上述反应存在限度，D错误；故选D。
7．(2021•湖南选择性考试)(双选)已知：A(g)+2B(g)3C(g)△H＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1ml A和3ml B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
【答案】BC
【解析】A项，为气体体积不变的反应，反应前后气体的物质的量不变，则压强始终不变，不能判定平衡状态，故A错误；B项，t2时正反应速率瞬间不变，然后增大，可知改变的条件为向容器中加入C，故B正确；C项，t2时加入C，平衡逆向移动，则平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(I)，故C正确；D项，平衡常数与温度有关，温度不变，则平衡常数K：K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，故D错误；故选BC。
8．(2021•北京卷，10)已知2NO2(g)N2O4(g) △H K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )υ1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c2>2c1，p2