魯科版選修四《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》教案3

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1、最新魯科版選修四《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化一一工業(yè)合成氨》教 案3最一工業(yè)合成氨》教案 3最一工業(yè)合成氨 知識(shí)與技能： 1 .了解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨的適宜條件； 2 .了解應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理分析化工生產(chǎn)條件的思路和方法 ，體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇與理論 分析的差異； 3通過(guò)對(duì)合成氨適宜條件的分析 ，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的控制在工業(yè)生產(chǎn)中的重要 作用。 過(guò)程與方法： 在化學(xué)反應(yīng)的方向、限度、速率等理論為指導(dǎo)的基礎(chǔ)上帶領(lǐng)學(xué)生選擇適宜的反應(yīng)條件 ，引導(dǎo) 學(xué)生考慮合成氨生產(chǎn)中動(dòng)力、設(shè)備、材料生產(chǎn)效率等因素 ，尋找工業(yè)合成氨生產(chǎn)的最佳條 件。 情感態(tài)度與價(jià)值觀

2、： 認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 ，提升學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的價(jià)值的認(rèn)識(shí)，從而贊賞化 學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。 教學(xué)重難點(diǎn)：應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理選擇合成氨的適宜條件。 課型：新課 課時(shí)安排：1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程： 【提問(wèn)】影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的重要因素有哪些？ 【學(xué)生】回答 【注意】催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率 ，不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)。 【教師】今天這節(jié)課我們就看看如何利用化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)知識(shí) 將一個(gè)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 我們以工業(yè)合成氨為例。首先我們看看合成氨的有關(guān)背景。 【投影】展示弗里茨 哈伯的圖像 【投影】弗里茨哈伯與合成氨 合成氨從第一

3、次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn)經(jīng)歷了約 150年的時(shí)間。德國(guó)科學(xué)家哈 伯在10年的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了無(wú)數(shù)次的探索 ，單是尋找高效穩(wěn)定的催化劑 ，2年間他們就進(jìn)行了 多達(dá)6500次試驗(yàn)，測(cè)試了 2500種不同的配方，最后選定了一種合適的催化劑 ，使合成氨的設(shè) 想在1913年成為工業(yè)現(xiàn)實(shí)。鑒于合成氨工業(yè)的實(shí)現(xiàn) ，瑞典皇家科學(xué)院于 1918年向哈伯頒發(fā) 了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 【投影并講解】 化學(xué)熱力 化學(xué)反應(yīng)的 合成氨反應(yīng) 能否自發(fā) 化學(xué)反應(yīng)的 W 怎樣能促使 >化學(xué)反應(yīng)向 合成氨方向 移動(dòng) 適宜的合成氨條件 工藝流程 怎樣能提高 合成氨反應(yīng) 高壓對(duì)設(shè)備材質(zhì)、 加工制造的要求、 溫度

4、 【交流研討】P65 合成氨反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng) ：N2（g）+3H 2（g） -- 2NH 3（g） 已知 298K 時(shí)：AH= -92.2KJ mol 1 , AS = -198.2J K 1 mol1 請(qǐng)根據(jù)正反應(yīng)的始變和嫡變分析 298K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行? 298K下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù) K為4.1 106 （mol L 1） 2 【學(xué)生】假設(shè)4H和△$不隨溫度變化，算得T<465.2K 。 【提問(wèn)】觀察合成氨的化學(xué)反應(yīng) ，說(shuō)明合成反應(yīng)的特點(diǎn)： 【投影】 山⑼ + 3H 2（g） 2NH3（g） AH =-92.2kJ/mol （1體積）（3體積） （2體積）

5、 【學(xué)生】①可逆反應(yīng)②嫡減小的反應(yīng)③正反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小 ④正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 【板書】第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu) 化一一工業(yè)合成氨 一、合成氨反應(yīng)的限度 【交流研討】請(qǐng)利用化學(xué)平衡移動(dòng)的知 識(shí)分析什么條件有利于氨的合成。P65 100 的 齒加 50 40 營(yíng)20 21KI 250 300 J50 400 450 500 ,制 碗 t/C 1平西戕分物中■的離域與溫度仆做的美舌 【投影】 【學(xué)生回答】 降低溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng) ，N2、H2體積比 為1: 3時(shí)平衡混合物中氨的含量最高。 【板書】二、合成氨反應(yīng)的速率 【交流

6、研討】P66 1、你認(rèn)為可以通過(guò)控制那些反應(yīng)條件來(lái)提高合成氨反應(yīng)的速率？ 2、實(shí)驗(yàn)研究表明，在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系為 y =CC(N2)C1.5(H2)C 1(NH3),請(qǐng)你根據(jù)關(guān)系式分析：各物質(zhì)的濃度對(duì)反應(yīng)速率 有哪些影響？可以采取哪些措施來(lái)提高反應(yīng)速率？ 3、請(qǐng)你根據(jù)下表所給的數(shù)據(jù)分析催化劑對(duì)合成氨反應(yīng)速率的影響: 條件 △ E /KJ/mol k(催)/k(無(wú)) 無(wú)催化劑 335 3.4 M012(700k) 使用Fe催化劑 167 化劑對(duì)合成 氨反應(yīng)速率 的影響 【學(xué)生回 催 1 .升高溫度 增大壓強(qiáng) 增大反應(yīng)物濃

7、度 使用催化劑 2 .增大N2、H 2濃度，將氨及時(shí)從混合氣中分離出去 3 .使用催化劑可使合成氨反應(yīng)的速率提高上萬(wàn)億倍。 【板書】三、合成氨的適宜條件 【投影】合成氨的適宜條件的選擇 外界條件 使NH3生產(chǎn)得快 使NH3生產(chǎn)得多 速率分析 平衡分析 壓強(qiáng) 高壓 高壓 溫度 高溫 低溫 催化劑 使用 無(wú)影響 反應(yīng)物的濃度 增大濃度 增大濃度 生成物氨的濃度 減小濃度 減小濃度 【交流研討】 研討的內(nèi)容 研討的問(wèn)題 研討的結(jié)構(gòu) 1、既然增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的 產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？ 壓強(qiáng)怎

8、么 定？ 2、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng) ， 那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好 溫度怎么選 擇？ 3、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響 ，在合成氨工 業(yè)中要/、要使用催化劑，為什么？ 要/、要用催 化劑？ 【分析】1、壓強(qiáng)怎么選？ ①合成氨反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的氣體反應(yīng) ，增大壓強(qiáng)既可以增大反應(yīng)速率，又能 使平衡正向移動(dòng)，所以理論上壓強(qiáng)越大越好。 ②但是壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備的要求高、壓縮 H2和N2所需要的動(dòng)力大，因此選擇壓強(qiáng)應(yīng)符 合實(shí)際科學(xué)技術(shù)。 【結(jié)論】綜合以上兩點(diǎn)：根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來(lái)選擇壓強(qiáng)。 【分析】2、溫度怎么選擇

9、？ ①因?yàn)檎磻?yīng)方向是放熱的反應(yīng)，所以降低溫度有利于平衡正向移動(dòng)。 ②可是溫度越低，反應(yīng)速率越小，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間越長(zhǎng) ，因此溫度也不宜太 低。 ③催化劑要在一定溫度下催化活性最大。 【結(jié)論】綜合以上因素 ：實(shí)際生產(chǎn)中溫度一般選擇在 700K左右（主要考慮催化劑的活 性）。 【分析】3、用不用催化劑？ 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益要求化學(xué)反應(yīng)速度要快 ，原料的利用率要高，單位時(shí)間的產(chǎn)量 要高。 【結(jié)論】實(shí)際生產(chǎn)中選用鐵為主體的多成分催化劑（鐵觸媒） ，它在700K時(shí)活性最高。 【分析】4、濃度怎么定？ N2和H2的比例怎么定？ 增大反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率 ，減小生成物的

10、濃度可以使平衡正向移動(dòng)。從 化學(xué)平衡的角度分析，在氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量比為 1: 3時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率最大，但是實(shí)驗(yàn)測(cè)得適當(dāng)提高 N2的濃度，即N2和H2的物質(zhì)的量比為1： 2.8時(shí),更能促進(jìn)氨的 合成。 【結(jié)論】實(shí)際生產(chǎn)中的處理方法：及時(shí)將氣態(tài)氨冷卻液化分離出去；及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃庋? 環(huán)利用，使其保持一定的濃度。 【投影】研討的結(jié)果 外部條件 工業(yè)合成氨的適宜條件 壓強(qiáng) 根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來(lái)選擇壓強(qiáng) 溫度 適宜溫度 700K左右 催化劑 使用鐵觸媒作催化劑 濃度 N2和H2的物質(zhì)的量比為 1： 2.8的投料比，氨及時(shí)從混合 氣中分離出去 【板

11、書】合成氨的方程式（注意條件） 【教師小結(jié)】 工業(yè)上利用某可逆反應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品： 1、一般要使用催化劑：這樣可以大大加快化學(xué)反應(yīng)速率 ,提高生產(chǎn)效率 ,也提高了經(jīng)濟(jì) 效益； 2、選擇合適的溫度：該溫度是催化劑活性最大的溫度； 3、選擇合適的壓強(qiáng)：既要考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 ,還要考慮動(dòng)力、材料、設(shè)備 等。 我國(guó)合成氨工業(yè)的發(fā)展情況： 解放前我國(guó)只有兩家規(guī)模不大的合成氨廠； 1949 年全國(guó)氮肥產(chǎn)量?jī)H 0.6萬(wàn)噸； 2000 年達(dá)到 3363.7 萬(wàn)噸 ,成為世界上產(chǎn)量最高的國(guó)家之一。擁有多種原料、不同流程 的大、中、小合成氨廠 1000 多家。 合成氨的工業(yè)前景

12、 1、催化劑 合成氨的鐵催化劑 這一類合成氨催化劑以還原鐵為催化劑主要活性成分 ,并摻加 各種促進(jìn)劑和載體的 催化劑 . 促進(jìn)劑：稀土金屬及其氧化物 關(guān)于稀土金屬及其氧化物的作用 , 我國(guó)也進(jìn)行了一些研究。國(guó)外也報(bào) 道了一些含 釤、鋯、鈀、銠的催化劑研究結(jié)果 ,發(fā)現(xiàn)稀土金屬及其氧化物是對(duì)氨合成非常有效 的促進(jìn)劑。我國(guó)有豐富的鈦、鋯、鈮等稀有金屬資源 ,因此 , 以稀有金屬氧化物為 促進(jìn)劑 ,有希望成為我國(guó)改進(jìn)工業(yè)合成氨的鐵催化劑的研究方向之一。 合成氨的釕催化劑 合成氨熔鐵型催化劑要在高溫、高壓和耗能高的苛刻條件下使用 ,且催化劑的活性 并不是很高。而合成氨的釕催化劑可能

13、是一種較好的催化劑。它在低溫低壓下活 性很高，常壓下比合成氨的鐵催化劑的活性高 10—20倍，且對(duì)水、CO和CO2不敏 感 ,但合成氨的釕催化劑在高壓下未必比合成氨的鐵催化劑來(lái)得優(yōu)越。 4 .化學(xué)模擬生物固氮 現(xiàn)在 ,世界上好多國(guó)家（包括我國(guó)）的科學(xué)家 ,都在研究模擬生物固氮 ,即尋找人工 制造的有固氮活性的化合物。固氮酶由兩種蛋白質(zhì)組成。一種蛋白質(zhì)（二氮酶） 的分子量約 22萬(wàn),含有兩個(gè)鉬原子、 32個(gè)鐵原子和 32 個(gè)活性硫原子；另一種蛋白 質(zhì)（二氮還原酶）是由兩個(gè)分子量為 29000 的相同亞基構(gòu)成的 ,每個(gè)亞基含有 4 個(gè) 鐵原子和4個(gè)硫原子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些金屬有機(jī)化合物有

14、可能作為可溶性的固氮催 化劑。 5 .超聲波固氮： 氮?dú)庠谕ǔ顟B(tài)下十分穩(wěn)定，一般難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在超聲波作用下，可以使氮 分子中的化學(xué)鍵削弱，從而在較溫和的條件下就可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在室溫下用超 聲波輻射溶有空氣白飽和水溶液后，可以測(cè)到處理過(guò)的水中含有亞硝酸、硝酸等； 如果處理溶有氮?dú)狻錃夂鸵谎趸嫉娘柡退芤?，可以測(cè)到甲醛、氫氟酸和咪陛 等物質(zhì),這些實(shí)驗(yàn)對(duì)人工固氮的研究提供了一條新的途徑。 【遷移應(yīng)用】P70、2 工業(yè)制造硫酸的主要反應(yīng)為： 2SO2(g) + 02(g) ===2SO3(g) △ H=-197.8 KJ/mol ① SO3(g) + H 20(1)

15、=== H2SO4 (aq)② 反應(yīng)①的平衡常數(shù) K隨溫度升高而減小. 所用催化劑的主要成分為 V2O5(6%-12%)、K2SO4(17%-20%)、SiO2(50%-70%), 能使催化劑中毒的物質(zhì)有神、硒、氟等 . 請(qǐng)根據(jù)以上信息討論二氧化硫氧化反應(yīng)的工藝條件 (溫度、壓強(qiáng)、原料氣配比等) 對(duì)工業(yè)生產(chǎn)硫酸的影響. 【投影材料】已知 2SO2(g)+O 2(g)=二2SO3 (g) △ H V 0其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 \壓髓 不同壓強(qiáng)SQ工的轉(zhuǎn)化率《知》 1.01 xiop a 5.05 xio5p a 1.01 X106P a 5.05 X 10^P a 1.

16、01 xio P 450^0 97.5 98.9 99.2 99.6 99+7 500 P 85.5 92.9 94.9 97.7 98.3 (1)應(yīng)選用的溫度是 450 c 。 (2)應(yīng)采用的壓強(qiáng)是 常壓，理由是 因?yàn)槌合耂O乙的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若采用 較大壓強(qiáng)，SO 2的轉(zhuǎn)化率提高很少，但需要的動(dòng)力更大，對(duì)設(shè)備的要求更高 。 (3)在生產(chǎn)中，通入過(guò)量空氣的目是 。 (4)原料氣必需凈化的原因是 。 ⑸尾氣中有 SO2必須回收是為了 。 【主板書】 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化一一工業(yè)合成氨 一、合成氨反應(yīng)的限度 二、合成氨反應(yīng)的速率 V =C

17、 (N2)C1.5(H2)C 1(NH3) 三、合成氨的適宜條件 1、一般要使用催化劑：這樣可以大大加快化學(xué)反應(yīng)速率 ，提高生產(chǎn)效率，也提高 了經(jīng)濟(jì)效益； 2、選擇合適的溫度：該溫度是催化劑活性最大的溫度； 3、選擇合適的壓強(qiáng)：既要考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 ，還要考慮動(dòng)力、材料、 設(shè)備等。 (第二課時(shí)) 【題1】對(duì)于合成氨工業(yè)，只從提高原料轉(zhuǎn)化率看，從下列條件中選擇最適宜的組合是(B) ①高溫 ②低溫 ③低壓 ④高壓 ⑤催化劑 ⑥加氨 ⑦除氨 A.②④⑤ B.②④⑦ C.①④⑤ D.②③⑥ 【解析】合成氨工業(yè)利用 N2+ 3H2==2NH3 A H< 0,因而可知升高溫度有

18、利于反應(yīng)向氨氣 生成的方向進(jìn)行；從氣體的系數(shù)來(lái)看 ，加壓有利于反應(yīng)向氨氣生成的方向進(jìn)行；加催化劑只 會(huì)改變速率卻無(wú)法改變轉(zhuǎn)化率；減少生成物的濃度也有利于反應(yīng)向氨氣生成的方向進(jìn)行。 故綜上所述有②④⑦。 【題2】在一定條件下，可逆反應(yīng)N2+3H2=2NH3 A H< 0達(dá)到平衡，當(dāng)單獨(dú)改變下列條 件后，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(CD) A.加入催化劑，V正、V逆都發(fā)生變化，且變化的倍數(shù)相等 B.加壓,V正、V逆都增大，且V正增大的倍數(shù)大于 V逆增大的倍數(shù) C.降溫,V正、V逆都減小，且V正減少的倍數(shù)大于 V逆減少的倍數(shù) D.加入僦氣,V正、V逆都增大，且V正增大的倍數(shù)大于 V逆增大的倍數(shù)

19、【解析】催化劑只是增大或減小反應(yīng)速率 ，即有V正、V逆都發(fā)生變化，但不會(huì)改變平衡的 移動(dòng)，即有V正、V逆變化的倍數(shù)相等。加壓，體系中各反應(yīng)物濃度增大,V正、V逆都增大, 但更有利于向氣體系數(shù)減少的方向移動(dòng) ，故V正增大的倍數(shù)大于 V逆增大的倍數(shù)。降溫，反 應(yīng)速率全部下降，但有利于平衡向放熱的方向移動(dòng) ，而本反應(yīng)AH< 0,所以V正減少的倍數(shù)小 于V逆減少的倍數(shù)。加入稀有氣體 ，各組分的濃度都不會(huì)變化或者減小 ，所以V正、V逆不 變或減小。故C、D均不正確。 【題3】合成氨所需的 H2由炭和水蒸氣反應(yīng)制得，其中一步反應(yīng)為 CO+ H2O(g) = CO2 + H2 A H< 0,欲使CO

20、的轉(zhuǎn)化率提高，同時(shí)提高H2的產(chǎn)率，可以采取的措施是(A) A.增大水蒸氣的濃度 B.升高溫度 C.增大CO濃度 D.增大壓強(qiáng) 【解析】欲使 CO的轉(zhuǎn)化率提高，同時(shí)提高H2的產(chǎn)率，必然要求改變條件使平衡向正反應(yīng)方 向移動(dòng)。CO+ H2O(g) = CO2+ H2 A H< 0從中可知本反應(yīng)為氣體系數(shù)不變且正反應(yīng)放 熱的反應(yīng)，所以可以提高反應(yīng)物水蒸氣的濃度。升高溫度雖然可以提高反應(yīng)速率 ，但會(huì)使平衡 向左移，如果降低溫度，可使平衡右移，卻又會(huì)降低反應(yīng)速率，但會(huì)符合題目要求，可惜無(wú)此 選 項(xiàng)。增大CO濃度，雖可以提高 H2的產(chǎn)率，但自身的轉(zhuǎn)化率卻會(huì)降低。壓強(qiáng)對(duì)氣體系數(shù)不變 的反應(yīng)無(wú)影響。 【

21、題4】在一定溫，度和壓強(qiáng)下，在密閉容器中充入 Hr N2、NH3,開(kāi)始時(shí)其物質(zhì)的量之比為 3 : 1 : 1,反應(yīng)達(dá)平衡后，H2、N2、NH3的物質(zhì)的量之比為 9:3: 4,則此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為 (A) A.10% B.20% C.15% D.30% 【解析】 3H2 + N2 2NH3 起始量 3 1 1 轉(zhuǎn)化量 3x x 2x 平衡量 3 — 3 x 1 -x 2x (3—x): (1 —x) : 2x= 9 : 3 : 4 故 x=0.1 0.1 所以N2的轉(zhuǎn)化率為 ——父100% =10% 1 【題5】在一定條件下，2NH3=3H2+N2,達(dá)到平衡時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率為

22、50%,此時(shí)平衡混合 氣的密度與NH 3未分解時(shí)的密度之比為(B) A. 1 : 1 B. 2 : 3 C. 3 : 2 D. 2 : 1 【解析】 2NH 3^^ 3H2 + N2 起始量 x 0 0 轉(zhuǎn)化量 50%x 0.75x 0.25x 平衡量 0.5x 0.75x 0.25x m 反應(yīng)前后均為氣體故總質(zhì)量不變，密度p =——，而氣體的體積又與氣體的物質(zhì)的量成 v 正比，故反應(yīng)后與反應(yīng)前密度之比等于物質(zhì)的量的反比，即為 P后— x _ C 0 = =2:3。 刖 0.5x 0.75x 0.25x 【題6］在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)已達(dá)到平衡 ，N2+ 3H2=

23、2NH 3 AH< 0,其他條件不變 時(shí)，若將平衡混合物中各物質(zhì)的濃度都增大到原來(lái)的2倍 ，則下列說(shuō)法中正確的是(BD) A.平衡不移動(dòng) B.平衡向正方向移動(dòng) C.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) D.NH 3的百分含量增加 【解析】將平衡混合物中各物質(zhì)的濃度都增大到原來(lái)的2倍 ，則反應(yīng)的速率增大，其他條件不 變也就是說(shuō)將氣體進(jìn)行壓縮，容器體積減小，使平衡向氣體系數(shù)減小的方向移動(dòng) ，故平衡向正 方向移動(dòng)。進(jìn)而使 NH3的百分含量增加。 【題7】在一定條件下，進(jìn)入氨合成塔的?!合氣體中含 N2的體積分?jǐn)?shù)為22%,含H2的體積分 數(shù)為78%,經(jīng)過(guò)合成反應(yīng)達(dá)到平衡后，在相同的溫度和壓強(qiáng)下，氣體的

24、體積縮小至原體積的 95%,N2的轉(zhuǎn)化率與下面接近的數(shù)值是（ B） A.12.5% B.11.4% C.10.5% D.9% 【解析】設(shè)原氣體體積為 V,則平衡后體積為 V—0.95V N2 + 3H 2 、 、 2NH 3 A V 1 3 2 2 轉(zhuǎn)化中 0.025V 0.075V 0.05V V — 0.95V 所以N 2的轉(zhuǎn)化率為 0.025V 0.22V 100% = 11.4% 22 / 22 ［題8 ］工業(yè)合成氨反應(yīng)是 700 K左右進(jìn)行的，這主要原因是（D） A. 700 K時(shí)此反應(yīng)速率最快 B. 700 K時(shí)氨的平衡濃度最大 C. 700 K時(shí)氨

25、的轉(zhuǎn)化率最高 D. 700 K該反應(yīng)的催化劑能發(fā)揮最大的作用 【解析】溫度越高反應(yīng)速率越快 ，所以排除A選項(xiàng)；N2+3H2=2NH3 AH< 0,所以溫度越 高氨的平衡濃度越大，轉(zhuǎn)化率越高，所以排除B、C選項(xiàng)。綜合可得只有 D選項(xiàng)最貼切。 【題9】有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法中 ，正確的是（B） A.從合成塔出來(lái)的混合氣體，其中NH3只占15%,所以生產(chǎn)氨的工廠效率都很低 B.由于氨易液化，N2、H2在實(shí)際生產(chǎn)中是循環(huán)使用，所以總體來(lái)說(shuō)氨的產(chǎn)率很高 C.合成氨工 業(yè)的反應(yīng)溫度控制在 500c左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) D.合成氨廠采用的壓 強(qiáng)是20?50 Mpa,因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸

26、媒的活性最大 【解析】本題主要是理解合成氨的過(guò)程 ，以及溫度、濃度、催化劑等對(duì)該反應(yīng)的影響 ，不難選 出答案。 【題10】一密封體系中發(fā)生反應(yīng)： N2+3H2-=2NH3 （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）下圖為某一段 時(shí)間段反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的曲線關(guān)系圖： 回答下列問(wèn)題：（1 ）處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是 （2） tl、t3、t4時(shí)亥h體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？ （3 ）下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是（） A. 0 ?tl B.t2 ?t3 C.t3 ?t4 D.t5 ?t6 【解析】本題主要是要學(xué)會(huì)看圖，圖表達(dá)的是速率與時(shí)間的關(guān)系，只要速率不隨時(shí)間變化而變 化,說(shuō)明在這條

27、件反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡了。所以處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是0 — t1,t2 —t3,t3 — t4,t5—t6。從圖中可得 t1時(shí)刻正、逆反應(yīng)速率都增大 ，而且v（逆）>v（正）,N2+3%= 2NH3 （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）故溫度升高 ，v（逆）>v（正）。圖中t3時(shí)刻從原來(lái)的速率增大，而且變化 過(guò)程中v（逆）=v（正），說(shuō)明平衡都未被打破。所以應(yīng)該是催化劑導(dǎo)致的。圖中 t4時(shí)刻的變 化,v（逆卜v（正）都減小且v（逆）>v（正），所以不可.能是溫度的影響，應(yīng)該是濃度的影響，而且 是濃度減小的變化，所以是壓強(qiáng)減小了 ，使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了。 （第三課時(shí)） 【題1】在一定條件下將含 1

28、mol NH 3的體積不變的密閉容器加熱，發(fā)生反應(yīng)2NH3『^3H2 + N2,一段時(shí)間后達(dá)到平衡，此時(shí)NH 3的體積分?jǐn)?shù)為 x %,若在容器中再加入1 mol NH 3后密 封，加熱到相同溫度，使反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)此時(shí)NH 3的體積分?jǐn)?shù)為y %，則x和y的關(guān)系正確的 是（A） A.x y C. x = y D. x >y 【解析】體積不變的密閉容器 ，多加NH3后相當(dāng)于加壓，使平衡向氣體體積系數(shù)縮小的方向 移動(dòng)，所以NH 3的體積分?jǐn)?shù)會(huì)大一點(diǎn)，即有.x

29、（氣體體積均在相同條件下測(cè)定） ，則生成NH3的體積是（A） A. （V1 + V2-V3） L B. （V1+V2 + V3） L C. （V1+V2-2V3）L D.[V 3— （V1 + V2）] L 【解析】N2 + 3H2 2NH3 A V 1 3 2 2 （V1 + V 2- V 3） L 根據(jù)比例即可得到答案。 【題3】根據(jù)下列敘述，完成（1 ）?（3 ）題。 工業(yè)上合成氨的原料之一一一氫氣 ，有一種來(lái)源是取自石油氣，例如丙烷。 （1 ）有人設(shè)計(jì)了以下反應(yīng)途徑 ，假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行，你認(rèn)為最合理的是（C） 極高溫 A.C3H8 CH^H 2 高溫脫氫 一

30、 B. C3H8 "C3% + H2 催化劑 C. C3H8+H2O ACO^ H2,CO+H2O===CO2+H2 電解 -一＞ H2T +O2T D. C3H8+ O2===CO2 + H2O,,HO （2 ）按以上最合理的反應(yīng)途徑 ，理論上用1 mol丙烷最多可制得氨氣（B） A.4 mol B.6.7 mol C.10 mol D.2.7 mol （3 ）該合理反應(yīng)途徑最顯著的優(yōu)點(diǎn)是（ C） A.簡(jiǎn)單易行 B.制得的H2純度高 C.制得的“產(chǎn)量高 D.可同時(shí)獲得大量熱能 【解析】(1)從產(chǎn)量、能源等角度進(jìn)行考慮。 (2) C3H8+3心0 催化用CO + 7H

31、2, CO + H2O===COz+H2 1mol 3mol 7mol 3mol 3mol 1mol C3H8 可生成 10moi H2 N2 + 3H2 2NH3 3 2 10mol (6.7mol) 【題4】把氮?dú)夂蜌錃獍? : 1的物質(zhì)的量比混勻后分成四等份 ，分別同時(shí)充入 A、B、C、 D四個(gè)裝有催化劑的真空容器中(容器的容積固定) ，在保持相同溫度的條件下，四個(gè)容器中 的合成氨反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。分析下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回答問(wèn)題(用 A、B、C、D填 空)。 容器代號(hào) A B C D 平衡時(shí)混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量 16 17 平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率

32、 20% 平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率 30% (1)都達(dá)到平衡時(shí)，容器中氨氣的物質(zhì)的量最大。 (2)達(dá)到平衡時(shí)所需時(shí)間最長(zhǎng)的容器是 。 (3)四個(gè)容器由小到大的排列順序是 【解析】設(shè)氮?dú)夂蜌錃饩鶠? mol N2 + 3H2 -- 2NH3 起始量 1mol 1mol 0 A.平衡 0.8mol 0.4mol B 平衡 0.7mol 0.2mol 16 = 1mol 28g/mol 1mol 2g/mol 15 n1= 8 30 n1 = 17 1mol 28g/mol 1mol 2g/mol 17= N2 +

33、 3H 2 2NH3 A n 1 3 2 2 2—15/8 C 平衡 2 — 30/17 D 平衡 【題5】.向體積不變的密閉容器中充入 2 mol N 2和6 mol H 2, 一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g) + 3H2(g) =^2NH3(g),平衡時(shí)混合氣共 7 mol。令a、b、c分別代表N2、大、NH3起始加入的 物質(zhì)的量，維持溫度不變，使達(dá)到平衡時(shí)各成分的百分含量不變。則： (1)若 a= 0,b= 0,則 c= (2)若 a=0.7,b=2.1，則: ①c= ②這時(shí)反應(yīng)向 進(jìn)行； ③若要維持反應(yīng)開(kāi)始時(shí)即向該反應(yīng)方向進(jìn)行 ，c的取值范圍是 ; ⑶欲使起始反應(yīng)

34、維持向與(2 )相反的方向進(jìn)行 ，則b的取值范圍是 【解析】 (1)根據(jù)等效平衡，可利用完全轉(zhuǎn)化的思維進(jìn)行變化。應(yīng)與起始相等。 N2 + 3H2 2NH3 起始 1 2 mol 6mol 0mol 起始 2 0 mol 0mol c mol 轉(zhuǎn)化 0.5cmol 1.5cmol c mol 極限 0.5cmol 1.5cmol 0mol 0.5cmol = 2 mol c = 4 (2)符合題設(shè)條件的各起始量之差應(yīng)與反應(yīng)式中相應(yīng)系數(shù)成比例。 ① N2(g) + 3H2(g) = 2NH 3(g) 起始 2 6 0 條件 0.7 2.1 c 0.7+0.5c=2

35、c=2.6 ②題設(shè)條件平衡時(shí)共 7 mol氣體，而(2)小題起始量才 5.4mol(0.7mol + 2.1mol + 2.6mol), 所以起始反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。 ③從三個(gè)極限起始量考慮，即N2轉(zhuǎn)化率等于0時(shí)，2 mol N2、6 mol H 2、n(NH3)=O； Nh轉(zhuǎn)化 率等于100%tn(N2) = O、n(H2) = O、n(NH3)=4 mol ;現(xiàn)求平衡時(shí)各成分的物質(zhì)的量 ， 設(shè)平衡時(shí)N2轉(zhuǎn)化了 x mol, N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 2 6 0 x 3x 2x 2-x 6-3x 2x 依題意：(2 —x) + (6 —3x) + 2

36、x=7,x=0.5 所以平衡時(shí)，n(N2)=1.5 mol、n( H2) =4.5 mol、 n( NH 3) = 1 mol 將三個(gè)極限起始量加以分析對(duì)比： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 2 6 0 ( N2轉(zhuǎn)化率為。時(shí)起始量) 1.5 4.5 1 (平衡量為起始量) 0 0 4 (用轉(zhuǎn)化率為100%時(shí)起始量) 可以看出，為了維持反應(yīng)開(kāi)始向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 ，c的起始范圍是1

37、 催化劑 中,550C時(shí)，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)： 2SO2+O2、加熱工2SO3 (正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到 平衡后，將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)量 NaOH溶液，氣體體積減少了 21.28 L;再將剩余氣體 通過(guò)焦碳沒(méi)食子酸的堿性溶液吸收 。2,氣體的體積又減少了 5.6 L (以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn) 狀況下的體積)。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1 )判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 。(填字母) a.SO2和SO3濃度相等 b.SO2百分含量保持不變 c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變 d.SO3的生 成速率與SO2的消耗速率相等 e.容器中混合氣體的密度保持不變 b.向裝

38、置中再充入 。2 a.向裝置中再充入 N2 c.改變反應(yīng)的催化劑 (3 )求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) (4)若將平衡混合氣體的5 (2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是 。(填字母) d.升高溫度 SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示)。 %通入過(guò)量的BaCl 2溶液，生成沉淀多少克? 【解析】判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志可以從 v正=v逆，或者各組分百分含量不隨時(shí)間 變化而變化，若不是等體積的反應(yīng)可以從壓強(qiáng)或顏色等不再隨時(shí)間變化而變化均可以判斷該 反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡。要提高其中一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 ，可以加入另一種反應(yīng)物，或者根據(jù)反應(yīng) 方程式屬于吸熱還是放熱反應(yīng)來(lái)變化溫度。 消耗的

39、 生成的 5.6L 。2 的物質(zhì)的量：0.7mol = 0.45mol 22.4L/mol SO3 的物質(zhì)的量：0.45mol M 2= 0.9mol 21.28L SO2和SO3的物質(zhì)的量之和： =0.95mol 22.4L/mol 反應(yīng)前的SO2的物質(zhì)的量：0.95mol SO2的轉(zhuǎn)化率： "mol 父 100% = 94.7% 0.95mol 【題7】在3 L的某容器中，測(cè)得平衡時(shí) m為0.50 atm,H2為0.52 atm,NH3為2.63 atm,若從 此容器中取走 NH3直至N2在平衡時(shí)分壓為 0.40 atm。試計(jì)算在新的平衡條件 下NH3和H2 的

40、分壓。 = 98.39(atm。 【解析】首先根據(jù)題意計(jì)算平衡常數(shù) Kp KP P2(NH 3) (2.63)2 3 3 p(N2)*p (H2) 0.50 (0.52) 取走NH3后,平衡向右移動(dòng)，就消耗一定量 H2,這時(shí)N2的分壓為0.40atm,根據(jù)合成氨方程式 N2(g)+3H2(g)M^ 2NH 3(g),每消耗1mol的N2,就必須用掉3 mol H2。因此H2必須按照物質(zhì) 的量的濃度的減少而成比例地降低它的壓力。 N2的壓力降低為(0.5 —0.4) atm=0.1atm,所 以 H2 的壓力降低為(0.52— 0.1 M 3)atm = 0.22atm。 在平

41、衡時(shí)N2的分壓為0.40atm,H2為0.22atm,設(shè)p(NH3)在平衡時(shí)為x,代入Kp表達(dá)式中: Kp = P2(NE) P(N2)*P3(H2) x2 0.4 (0.22)3 = 98.39(atm-) 解得 x= 0.647atm = p(NH3)。 (第四課時(shí)) 【題1】在體積可變的密閉容器中，反應(yīng)mA(g) + nB(s)== pC(g)達(dá)到平衡后,壓縮容器的體 積，發(fā)現(xiàn)A的轉(zhuǎn)化率隨之降低。下列說(shuō)法中 ，正確的是(C) A.(m + n)必定小于p B.(m + n)必定大于p C.m必定小于p D.m必定大于p 【解析】壓縮容器的體積 ，A的轉(zhuǎn)化率降低

42、，說(shuō)明壓強(qiáng)增大時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) ，逆反應(yīng) 是氣體體積(氣體系數(shù))縮小的反應(yīng) ，即m

43、間內(nèi)生成 n mol O2,同時(shí)生成2n mol NO2 ③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2 : 2: 1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) A.①③⑤ B. ②④⑥ C. ②③④ D. ③④⑤ 【解析】化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正、逆反應(yīng)速率相等。①中當(dāng)生成 n mol O2時(shí),必然同 時(shí)生成2n mol NO。在任何時(shí)刻均是這樣。因?yàn)閮烧呱晌?，且物質(zhì)的量之比為 n(O2)： n(NO)= 1 ： 2，所以不是平衡狀態(tài)的標(biāo)志；②中單位時(shí)間內(nèi)生成 n mol O2時(shí),由方程式可

44、知 必然消耗2n mol NO2,這樣單位時(shí)間內(nèi) NO2的消耗量和生成量相等，達(dá)到平衡狀態(tài)；③中主 要是針對(duì)正反應(yīng)或逆反應(yīng)，在任何時(shí)刻都有這個(gè)比值關(guān)系；④中 ，混合氣中只有 NO2有顏色， 呈紅棕色，當(dāng)混合氣體的顏色不再改變時(shí) ，表示NO2的濃度不再改變，表明達(dá)到平衡狀態(tài)； ⑤混合氣體的密度等于混合氣體的質(zhì)量除以混合氣體的體積。由于反應(yīng)物和生成物均是氣 體，由質(zhì)量守恒定律得反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量保持不變 ，而密閉容器的體積也是固定不變 的，所以混合氣體密度保持不變 ，不能由恒定不變的量來(lái)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；⑥混 合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為總質(zhì)量除以總氣體物質(zhì)的量 ，總質(zhì)量恒定不

45、變，氣體物質(zhì)的量 發(fā)生變化，當(dāng)變到不再改變時(shí)，表明達(dá)到平衡狀態(tài)。 【題4】在一密閉容器中，反應(yīng)mA(g)==nC(g) +nB(g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器容 積壓縮到原來(lái)的一半，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B和C的濃度均是原來(lái)的1.8倍，則(A) A.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了 B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增加了 C.物質(zhì)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了 D.m>2n 【解析】由于 c= n/V,當(dāng)V變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，如果平衡不發(fā)生移動(dòng)，則n不變,c必然是原來(lái) 的2倍?，F(xiàn)在 B和C的濃度均是原來(lái)的 1.8倍，則說(shuō)明B和C均減少，進(jìn)而推知平衡向左移 動(dòng)。而物質(zhì) C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于 C的質(zhì)量占混合體系總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù) ，

46、而總質(zhì)量不變，所以C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，物質(zhì)A的量增加，所以A的轉(zhuǎn)化率減小。而增加壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小 的方向移動(dòng)，所以m<2n。 【題5】可逆反應(yīng) mA(g) + nB匚=pC(g) + qD中,A和C都是無(wú)色氣體，達(dá)到平衡后，下列敘 述正確的是(D) A.若增加B的量，平衡體系顏色加深，說(shuō)明D是固體 B.增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，說(shuō)明m+n 一定等于p+q C.升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) D.若B是氣體，增大A的量,A、B轉(zhuǎn)化率并不都增大 【解析】由方程式可知,BD的凝聚狀態(tài)不確定選項(xiàng) A中增加B的量，若B是有顏色的氣體， 則B的量在任何時(shí)刻都比原來(lái)大 ，平

47、衡體系顏色應(yīng)加深，這時(shí)D既可以是固體也可以是氣體 ， 若D是有顏色的氣體，當(dāng)平衡向右移動(dòng)之后，平衡體系顏色也加深。選項(xiàng) B中,增大壓強(qiáng)平衡 不移動(dòng)，則說(shuō)明反應(yīng)物氣體計(jì)量數(shù)之和等于生成物的氣體計(jì)量數(shù)之和 ，而物質(zhì)B和D的狀態(tài) 不確定，所以m + n和p + q的關(guān)系也不確定。選項(xiàng) C中，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，表明平衡 向左移動(dòng)，說(shuō)明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)必定是放熱反應(yīng)。選項(xiàng) D中，若物質(zhì)B是氣體，增 大A的量,平衡向右移動(dòng),B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。 【題6] 一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng) 2A(g) + B(g)=二3c(g),若反應(yīng)開(kāi)始 時(shí)充入2 mol

48、A和2 molB達(dá)到平衡后,A的體積分?jǐn)?shù)為a%,其他條件不變時(shí)，若按下列四種配 比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分?jǐn)?shù)大于 a%的是(AB ) A.2 mol C B.2 mol A、1 mol B 和 1 mol He (不參加反應(yīng)) C.1 mol B 和 1 mol C D.2 mol A 、 3 mol B 和 3 mol C 【解析】本題主要考查對(duì)等效平衡和平衡移動(dòng)原理的理解。該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不 變的反應(yīng)，A項(xiàng)中若將2 mol C全部轉(zhuǎn)化為A、B,分別得到4/3 mol A和2/3 mol B,與起始加 入白2 mol A和2 mol B比較,相當(dāng)于少加了 B,A的轉(zhuǎn)化率

49、減小，百分含量增加；B項(xiàng)中，加入 He對(duì)平衡無(wú)影響，也相當(dāng)于少加了 B,A的含量增加；由 C項(xiàng)的投料情況看，反應(yīng)只能逆向進(jìn) 行,而1 mol B對(duì)逆向反應(yīng)有抑制作用，致使A的含量減少；D項(xiàng)若按2 mol A、2 mol B和3 mol C與原來(lái)2 mol A和2 mol B等效，多余的1 mol B使A的轉(zhuǎn)化率增大，百分含量減小。 【題7】如右圖，裝有活塞的密閉容器內(nèi)盛有 22.4 mL 一氧化氮。若通入 11.2 mL氧氣(氣 體體積均在標(biāo)準(zhǔn)》^況下測(cè)定) ，保持溫度、壓強(qiáng)不變，則容器內(nèi)的密度為(D) A.等于 1.369 g?L 1 B.等于 2.054 g?L 1 C.在等于1.

50、369 g?L)和等于2.054 g?L 1之間 D.大于2.054 g?L 1 【解析】2NO + O2 = 2NO2由方程式可以看出,22.4 mL 一氧化氮與11.2 mL氧氣恰好完全反 應(yīng)生成NO2,由于存在2NO2=二N2O4,所以混合氣體應(yīng)該是 NO2和N2O4的混合氣體 淇密 度應(yīng)該大于 NO2的而小于 N2O4的。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化氮的密度可計(jì)算得 2.054 g?L 1 N2O4等于1.369 g?L—1分析各選項(xiàng)可知答案。 【題8】在一固定容積的密閉容器中充入2 mol A和1 mol B,發(fā)生反應(yīng)2A(g) + B(g) =xC(g),達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為

51、 W %。若維持容器體積和溫度不變 ，按0.6 mol A,0.3 mol B和1.4 mol C為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)也為 W %，則x值為(BC) A.1 B.2 C.3 D.4 【解析】這樣題目屬于等效平衡的問(wèn)題。一種平衡狀態(tài)的建立只與條件有關(guān)而與途徑無(wú) 關(guān)。在恒容恒溫的密閉容器中，若反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)和不相等，要想建立同一種平衡狀態(tài) ， 則兩組數(shù)據(jù)值必須完全對(duì)應(yīng)相等 ，該題中 則有0.6 mol + 2/xx 1.4mol = 2 mol，同時(shí)必定有0.3 mol + 1/x 父 1.4mol = 1 mol,解得 x= 2，由于 n(A) ： n(B) = 0.6

52、 mol ： 0.3 mol =2： 1，與第一次 中物質(zhì)A、B的物質(zhì)的量相等，所以，當(dāng)反應(yīng)前后計(jì)量數(shù)和相等時(shí)，也符合題意，所以x也可等 于3。 【題9】一定溫度下，反應(yīng)2SO2+O2后二2SO3達(dá)到平衡時(shí)，n(SO2): n(O2): n(SO3)=2： 3: 4。縮小體積，反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，n(O2)=0.8 mol,n(SO3)= 1.4 mol,此時(shí)SO2的物質(zhì)的 量應(yīng)是(A) A.0.4 mol B.0.6 mol C.0.8 mol D.1.2 mol 【解析】縮小體積時(shí)，壓強(qiáng)增大，平衡向右，設(shè)達(dá)新平衡時(shí) SO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量是 x,而原平衡 中三者物E 斤的量分別是

53、 2a,3 a,48 2SO2 十 O2 —- 2SO3 原平衡 2 a 3a 4a 轉(zhuǎn)化 x x/2 x 新平衡 2 a— x 3a — x/2 4a + x 3a— x/2 = 0.8 mol 4a 十 x= 1.4 mol 解得 a=0.3 mol x = 0.2 mol n(SO2)=2 父 0.3 mol —0.2 mol = 0.4 mol 【題10】在一個(gè)固定體積的密閉容器中 ，加入2 mol A和1 mol B,發(fā)生反應(yīng)2 A(g) + B(g) = 3 C(g) + D(g),達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為a mol?L 1 若維持

54、容器體積和溫度不變 ，按 下列四種配比為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為a mol?L-的是() A.4 mol A + 2 mol B B.2 mol A + 1 mol B + 3 mol C + 1 mol D C.3 mol C + 1 mol D + 1 mol B D.3 mol + 1 mol D 【解析】思路方法同第8題 ，即由于反應(yīng)前后計(jì)量數(shù)不同 ，只能取起始條件相同，當(dāng)反應(yīng)只從 逆反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，與2 mol A和1 mol B相當(dāng)?shù)牧恐荒苁?3 mol C和1 mol D。 【題11】在體積固定的密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng) ，達(dá)到平衡后若升高溫度，則混合氣體平均 相

55、對(duì)分子質(zhì)量一定增大的是(D) A.2SO2(g) + 02(g) 2SO3(g) (正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) B.2c2H2(g) + 502(g) 4CO2(g) + 2H20(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) C.2NH3(g)+CO2(g) =^CO(NH2)2(s) + H20(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)) D.4NH 3(g) + 502(g) 4N0(g) + 6H20(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) 【解析】M = m(總)/n(總),A選項(xiàng)中，升高溫度，平衡向左移動(dòng)，m(總)不變，但n(總)減少，所 以,M減??；同理,B選項(xiàng)也如此；C選項(xiàng)中，升高溫度，平衡向右移動(dòng)，由于有固體物質(zhì)生成，所 以

56、混合氣體的總質(zhì)量和總物質(zhì)的量均減少 ，不能再依據(jù)公式判斷 M的變化，應(yīng)該采用極限 法。由數(shù)值可知，平衡右移時(shí)，M減??；D選項(xiàng)中，平衡左移，n(總)減小，所以M增大。 【題12】決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是( B) ①溫度 ②壓強(qiáng) ③催化劑 ④濃度 ⑤反應(yīng)物本身的性質(zhì) A.①②③④⑤ B.⑤ C.①④ D.①②③④ 【解析】決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素 ，也就是內(nèi)因就是反應(yīng)物本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 【題13］下圖表示某反應(yīng) N2(g) + 3H2(g)=^2NH3(g) 。rl t2 t4 t5 時(shí)間 AH = —a kJ ? mol i (a>0)在某一時(shí)間段 t0?t6中反應(yīng)速

57、率與反應(yīng)過(guò)程的曲線圖 ，則氨的 百分含量最高的一段時(shí)間是(A) A.。?t1 B.t2~t3 C. t3~ Q D. t5~t6 【解析】這是一個(gè) v?t圖分析題。圖中：。?t1,是原平衡狀態(tài)，t1?t2為平衡左移過(guò)程，所以 氨的百分含量下降，t2又達(dá)平衡狀態(tài)，t2?t3保持平衡；t3?t4為加入催化劑，平衡不移動(dòng)，正、逆 反應(yīng)速率同等程度增大，氨的百分含量不變，t4?t 5為平衡左移過(guò)程，氨的百分含量下降，t5?t 為又一新平衡階段，整個(gè)過(guò)程中，氨的百分含量間斷性地下降，所以整個(gè)過(guò)程中只有在開(kāi)始階 段氨的百分含量最高。 【題 14】反應(yīng) aX(g) + bY(g) cZ(g) +

58、dW(g) 5 min 后達(dá)到平衡時(shí)，X 減少 n mol - L 1 ,Y 減少n/3 mol - L \若體系壓強(qiáng)增大，W的百分含量不發(fā)生變化，則反應(yīng)物質(zhì)分子式的化學(xué) 計(jì)量數(shù)比a： b: c： d為(D) A. 1 : 3 : 1 : 2 B. 1 : 3 : 2 : 2 C. 3 : 1 : 2 : 1 D. 3 : 1 : 2 : 2 【解析】由題意知：n mol - L 1 : n/3 mol - L 1 = a： b,所以a： b=3: 1,由于體系增大壓強(qiáng) 時(shí)，物質(zhì) W百分含量不變，可知平衡不發(fā)生移動(dòng)，可知反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)和相等 ，所以a： b：c：d=3: 1: 2: 2

59、 或 3: 1: 1: 3 或 3: 1: 3: 1 ，分析選項(xiàng)，只有 D 符合。 （第五課時(shí)） 【題15】A、B、C、D四種物質(zhì)皆易溶于水，且在水溶液中存在如下化學(xué)平衡 ，加入水稀釋 后,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是（B） A.A + B^^C+D B.A +H2O^^C+D C.A+ B C+ H2O D.A +2B+ 七0^^ C 【解析】選項(xiàng) A中：加水稀釋后，A、B、C、D四種物質(zhì)被同等程度稀釋 ，所以平衡不移 動(dòng)；選項(xiàng)B中，加水稀釋后，A、C、D三種物質(zhì)的濃度均減小，但水并未變，所以C和D的有 效碰撞幾率顯著下降,A與水的卻不顯著。（對(duì)于該反應(yīng) ，也可作如下分析，加水后，

60、水在混合 體系中的百分含量增加，相當(dāng)于水的“濃度”增加，所以平衡向右移動(dòng)）；同理，選項(xiàng)C中，加 水后平衡應(yīng)左移。選項(xiàng) D中是一個(gè)非可逆反應(yīng)，加水后平衡不移動(dòng)。 【題16】在一定條件下 ，某密閉容器中發(fā)生了如下反應(yīng)： 2SO2（g） + 02（g） = 2SO3（g） （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡后 S02、。2、S03的物質(zhì)的量之比為3 :2:5。保持其他 條件不變，升溫后達(dá)到平衡時(shí)，S02、O2的物質(zhì)的量分別為 1.4 mol和0.9 mol,此時(shí)容器內(nèi)SO3 的物質(zhì)的量應(yīng)為（） A.1.8 mol B.2 mol C.2.2 mol D.2.4 mol 【解析】 【題17

61、】某溫度時(shí)，把1 mol N 2O4氣體通入體積為10 L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)棕色，反 應(yīng)進(jìn)行4 s時(shí)NO2的濃度為0.04 mol ? L-,再經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，這時(shí)容器內(nèi)壓 強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.8倍。則下列說(shuō)法正確的是（BD） N(的特化率 A.前4 s中以N2O4的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為 0.01 mol - L 1 - s 1 B.在4 s時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的 1.2倍 C.在平衡時(shí)容器內(nèi)含 N2O4 0.4 mol D.在平衡時(shí)容器內(nèi)含 NO2 1.6 mol 【解析】因?yàn)槌霈F(xiàn)紅棕色，所以說(shuō)生成了 NO2氣體。2NO2^^ N2O4,4s時(shí)

62、，生成的NO2的物 質(zhì)的量是 c（NO2）V =0.04 mol - L 1 父 10L = 0.4 mol,則消耗的 N2O4 是 0.2 mol,剩余的 N2O4 是0.8 mol,這時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量是 0.4 mol + 0.8 mol = 1.2 mol 。由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì) 的量之比可知，4s時(shí)容器壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)1.2倍，前4s中MN2O4）= nWOJ V 4s 0.2mol 10L 4s =0.005mol *LJ ? S =0.005 mol?L ?s 1 ;平衡時(shí) 混合氣體總物質(zhì)的量=1 mol父1.8= 1.8 mol,設(shè)這時(shí)容器中共有 NO2的物

63、質(zhì)的量為x,則剩余 N2O4 的物質(zhì)的量應(yīng)是 1 mol—x/2，則(1 mol—x/2) +x=1.8 mol,x=1.6 mol,則剩余 N2O4 的 物質(zhì)的量是 1 mol — 1.6mol/2 = 0.2 mol。 【題18】右圖中的曲線是表示其他條件一定時(shí) ，2NO+O2=2NO2 （該反應(yīng)放熱）反應(yīng)中 NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線 ，圖中標(biāo)有 a、b、c、d四點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài) ，且 v（正）＞v（逆）的點(diǎn)是（） A.a 點(diǎn) B,.b 點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d 點(diǎn) 【解析】做圖形題一定要先弄明白坐標(biāo)軸及曲線的含義：在曲線上 ，當(dāng)溫度一定時(shí)（橫坐 標(biāo)），n（NO）

64、也一定（縱坐標(biāo)），所以說(shuō)，曲線上任意一點(diǎn)均是達(dá)平衡狀態(tài)的點(diǎn) ，而曲線外的任 一點(diǎn)均表示未達(dá)平衡狀態(tài)。在曲線下方的任意一點(diǎn) ，如c點(diǎn),要想達(dá)到同溫下的平衡狀態(tài)（即 由c點(diǎn)向上引 垂直線到曲線的一點(diǎn)），必須使n（NO）增大，即平衡應(yīng)向右移 動(dòng)，這時(shí) v（正）＞v（逆）；同理，在曲線上方白任意一點(diǎn)，v（逆）＞v（正）。 【題19】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=二cC（s） + dDo當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間后，測(cè)得A減少了 n mol,B減少了 n/2 mol,C增加了 3 n/2 mol,D增 加了 n mol,此時(shí)達(dá)到平衡。 （1 ） 該化學(xué)方程式

65、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)。 A: B: C: 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 反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。 so的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(% 【解析】各物質(zhì)的變化量之比等于方程式中對(duì)應(yīng)的計(jì)量數(shù)之比 ，所以a： b: c： d=n mol: n/2 mol ： 3n/2 mol : n mol = 2 ： 1 ： 3 : 2。一般情況下 ，各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比等于最簡(jiǎn)整 數(shù)比，所以a= 2,b= 1 ,c=3,

66、d = 2。若只改變壓強(qiáng)，而反應(yīng)速率發(fā)生變化，則說(shuō)明可逆反應(yīng)中必 有氣體存在，但平衡不發(fā)生移動(dòng)，說(shuō)明反應(yīng)的氣體計(jì)量數(shù)之和等于生成氣體計(jì)量數(shù)之和(反應(yīng) 物和生成物中各至少有一種氣體) ，物質(zhì)C為固體，則物質(zhì)D必為氣體。其計(jì)量數(shù)為 2,則反 應(yīng)物中氣體計(jì)量數(shù)之和為2 ，則物質(zhì)A必定是氣體物質(zhì)，B必定為固體和液體。 升溫一段時(shí)間后，四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又達(dá)相等，則說(shuō)明平衡向左移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正 反應(yīng)則是放熱反應(yīng)。 【題20】反應(yīng)2SO2+O2 2SO3進(jìn)行的時(shí)間(t)和反應(yīng)混合氣中 SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系 如圖所示。曲線 P表示使用了催化劑，曲線Q表示未使用催化劑。由圖可知 ，催化劑可 以，但不能。 【解析】由圖中可以看出，使用了催化劑后平衡拐點(diǎn)向前移動(dòng)(即由 Q點(diǎn)到P點(diǎn))，說(shuō)明到 達(dá)平衡所用時(shí)間縮短了 ，反應(yīng)速率加快了；圖中 P點(diǎn)與Q點(diǎn)中SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)未變，說(shuō)明使 用催化劑不能改變達(dá)到平衡時(shí) SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 【題21】將2 mol H2O和2 mol CO置于1 L密閉容器中，加熱至高溫，發(fā)生如下可逆反應(yīng)： 2 士0^^ 2 H2+O2, 2 CO