(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 3 第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng)教案

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(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 3 第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng)教案_第1頁
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1、(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 3 第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng)教案1理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。2了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用?;瘜W(xué)平衡的移動(dòng)知識梳理1化學(xué)平衡移動(dòng)的原因與方向(1)原因反應(yīng)條件改變,引起v正v逆。(2)方向v正v逆時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);v正v逆時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。2化學(xué)平衡移動(dòng)的過程3影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素(1)勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。(2)

2、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素若其他條件不變,改變下列條件對化學(xué)平衡的影響如下:條件的改變(其他條件不變)化學(xué)平衡的移動(dòng)濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變增大壓強(qiáng)向氣體體積減小的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體體積增大的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑使用催化劑平衡不移動(dòng)自我檢測1對于一定條件下的可逆反應(yīng),甲:A(g)B(g)C(g)H0乙:A(s)B(g)C(g)H0丙:A(g)B(g)2C(g)H0達(dá)到化學(xué)平衡后,改變條件

3、,按要求回答下列問題:(1)升溫,平衡移動(dòng)方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動(dòng)”,下同)甲_,乙_,丙_;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”“減小”或“不變”,下同)甲_,乙_,丙_。(2)加壓,平衡移動(dòng)方向分別為甲_,乙_,丙_;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化分別為甲_,乙_,丙_。答案:(1)向左向左向右減小減小不變(2)向右不移動(dòng)不移動(dòng)增大不變不變2已知一定條件下合成氨反應(yīng):N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1,在反應(yīng)過程中,反應(yīng)速率的變化如圖所示,請根據(jù)反應(yīng)速率的變化回答采取的措施。t1_;t2_;t3_;t4_。答案:增大c(N2)或c(H2

4、)加入催化劑降低溫度增大壓強(qiáng)(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率不相等。正、逆反應(yīng)速率發(fā)生變化,平衡不一定移動(dòng)。例如:使用催化劑,正、逆反應(yīng)速率均增加,但是增加后的速率仍然相等,所以平衡不發(fā)生移動(dòng)。(2)v(正)增大,平衡不一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)。只有v(正)v(逆)時(shí),才使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)外界條件改變時(shí),化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),最終結(jié)果只能“減弱”條件的改變,但不能“消除”條件的改變。對可逆反應(yīng):2A(s)3B(g)C(g)2D(g)Hv(逆)加入催化劑,B的轉(zhuǎn)化率提高ABC D解析A是固體,其量的變化對平衡無影響;而增大B的濃度,正反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)v

5、(逆);升高溫度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),但v(正)、v(逆)都增大;催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),B的轉(zhuǎn)化率不變。答案B對于某可逆反應(yīng):2A(g)B(g)C(g)3D(?),平衡時(shí)B物質(zhì)的濃度為0.2 mol/L,保持溫度不變,將容器擴(kuò)大到原體積的2倍,重新達(dá)到平衡時(shí)B物質(zhì)的濃度為0.14 mol/L,則物質(zhì)D是氣態(tài)還是非氣態(tài)?答案:擴(kuò)容至原來的2倍,各物質(zhì)濃度均減半,重新達(dá)到平衡時(shí)B物質(zhì)的濃度為0.14 mol/L,說明B的濃度比擴(kuò)容時(shí)增大,則表示平衡向逆方向移動(dòng);壓強(qiáng)減小,平衡將向氣體體積增大的方向移動(dòng),說明化學(xué)方程式

6、中氣體體積左邊大于右邊,則D物質(zhì)為非氣態(tài)。判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向的思維模型化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷1反應(yīng)X(g)Y(g)2Z(g)H0,達(dá)到平衡時(shí),下列說法正確的是()A減小容器體積,平衡向右移動(dòng)B加入催化劑,Z的產(chǎn)率增大C增大c(X),X的轉(zhuǎn)化率增大D降低溫度,Y的轉(zhuǎn)化率增大解析:選D。A.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),平衡不受壓強(qiáng)影響,減小容器體積,平衡不移動(dòng)。B.催化劑不能使平衡移動(dòng),不改變產(chǎn)物的產(chǎn)率。C.增大c(X),平衡正向移動(dòng),Y的轉(zhuǎn)化率增大,X本身的轉(zhuǎn)化率反而減小。D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),Y 的轉(zhuǎn)化率增大。2某溫度下,在密閉容器中SO2、O2、

7、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后,改變條件對反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示:(1)加催化劑對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的圖像是_(填序號,下同),平衡_移動(dòng)。(2)升高溫度對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的圖像是_,平衡向_方向移動(dòng)。(3)增大反應(yīng)容器體積對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的圖像是_,平衡向_方向移動(dòng)。(4)增大O2的濃度對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的圖像是_,平衡向_方向移動(dòng)。解析:(1)加入催化劑,正、逆反應(yīng)速率均增大,圖像上應(yīng)該出現(xiàn)“斷點(diǎn)”,且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之上。催化劑使正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)相同,則平衡不移動(dòng),改變條件后的速率線應(yīng)該平行于橫坐標(biāo)軸,圖像為C。(2)升

8、高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,圖像上應(yīng)該出現(xiàn)“斷點(diǎn)”,且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之上。因題給反應(yīng)的正反應(yīng)放熱,升溫平衡逆向移動(dòng),所以v正v逆,圖像為A。(3)增大反應(yīng)容器體積即減小壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均減小,圖像上應(yīng)該出現(xiàn)“斷點(diǎn)”,且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之下。因減小壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),所以v正v逆,圖像為D。(4)增大O2的濃度,正反應(yīng)速率會(huì)“突然增大”,圖像上正反應(yīng)速率曲線出現(xiàn)“斷點(diǎn)”且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之上,但逆反應(yīng)速率應(yīng)該在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),圖像為B。答案:(1)C不(2)A逆反應(yīng)(3)D逆反應(yīng)(4)B正反應(yīng)化學(xué)平衡移動(dòng)問題的分析步驟 3.(2018錦州高三質(zhì)檢)一

9、定條件下的密閉容器中:4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H905.9 kJmol1, 下列敘述正確的是()A4 mol NH3和5 mol O2反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)放出熱量為905.9 kJB平衡時(shí)v正(O2)v逆(NO)C平衡后減小壓強(qiáng), 混合氣體平均摩爾質(zhì)量增大D平衡后升高溫度, 混合氣體中NO含量降低解析:選D。A項(xiàng),由于可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底,所以放出熱量小于905.9 kJ,錯(cuò)誤;B項(xiàng),達(dá)到平衡時(shí)v正(O2)v逆(NO)54,錯(cuò)誤;C項(xiàng),減小壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氣體的物質(zhì)的量增大,而氣體的總質(zhì)量不變,所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),升高溫度,平衡逆向移

10、動(dòng),NO含量降低,正確。勒夏特列原理及其應(yīng)用4下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述,可用勒夏特列原理來解釋的是()A使用鐵作催化劑,可提高合成氨反應(yīng)的速率B高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)C500 左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D合成氨時(shí)采用循環(huán)操作,可提高原料的利用率解析:選B。催化劑只能改變反應(yīng)途徑,不能影響平衡的移動(dòng),A不符合題意;高壓有利于合成氨反應(yīng)的平衡右移,B符合題意;采用高溫會(huì)使合成氨反應(yīng)的平衡左移,但500 下催化劑的活性較高,C不符合題意;循環(huán)操作與平衡移動(dòng)沒有直接關(guān)系,D不符合題意。5下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是()A.B.t/2550100Kw/10141.015.475

11、5.0C.D.c(氨水)/(molL1)0.10.01pH11.110.6解析:選C。A.二氧化氮?dú)怏w中存在平衡:2NO2N2O4,體系的溫度變化會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。B.不同溫度下水的電離平衡常數(shù)不同,溫度升高促進(jìn)水的電離,電離平衡常數(shù)增大。C.向過氧化氫溶液中加入二氧化錳,加速了過氧化氫的分解,這是二氧化錳的催化作用,不能用平衡移動(dòng)原理解釋。D.氨水的濃度減小為原來的十分之一,但其pH的變化小于1,說明氨水在稀釋的過程中平衡:NH3H2ONHOH發(fā)生了移動(dòng)。(1)判斷轉(zhuǎn)化率的變化時(shí),不要把平衡正向移動(dòng)與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高等同起來,要視具體情況而定。(2)壓強(qiáng)的影響實(shí)質(zhì)是濃度的影響,所以只有當(dāng)壓強(qiáng)

12、的改變造成濃度改變時(shí),平衡才有可能移動(dòng)。(3)化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“消滅”外界條件的改變,改變是不可逆轉(zhuǎn)的。達(dá)到新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。例如:對于反應(yīng)A(g)B(g)C(g),增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小,但達(dá)到新平衡時(shí),A的濃度一定比原平衡大;若將體系溫度從50 升高到80 ,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50 T80 ;若對體系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加壓,如從30 MPa加壓到60 MPa,化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡時(shí)30 MPapT1。(2)若為壓強(qiáng)變化引起,壓強(qiáng)較

13、大時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短,如乙中p1p2。(3)若為是否使用催化劑引起,使用適宜催化劑時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短,如丙中a使用催化劑。2正確掌握圖像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法(1)圖甲中,T2T1,升高溫度,A降低,平衡逆移,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)圖乙中,p1p2,增大壓強(qiáng),A升高,平衡正移,則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。(3)若縱坐標(biāo)表示A的百分含量,則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。三、恒溫線(或恒壓線)圖像已知不同溫度下的轉(zhuǎn)化率壓強(qiáng)圖像或不同壓強(qiáng)下的轉(zhuǎn)化率溫度圖像,推斷反應(yīng)的熱效應(yīng)或反應(yīng)前后氣體物質(zhì)間化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。以反應(yīng)aA(g)bB(g)cC(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化

14、率A為例說明解答這類圖像題時(shí)遵循的原則“定一議二”原則:1可通過分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化來判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系。如甲中任取一條溫度曲線研究,壓強(qiáng)增大,A增大,平衡正移,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng);乙中任取橫坐標(biāo)一點(diǎn)作橫坐標(biāo)垂直線,也能得出結(jié)論。2可通過分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化來判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。如利用上述分析方法,在甲中作垂直線,乙中任取一曲線,即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。四、幾種特殊圖像1如圖,對于化學(xué)反應(yīng):mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),M點(diǎn)前,表示化學(xué)

15、反應(yīng)從反應(yīng)物開始,則v正v逆;M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn);M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A%增大(C%減小),平衡左移,Hv逆;則曲線右下方(F點(diǎn))v正v逆。自我檢測1對于可逆反應(yīng):N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0的正、逆反應(yīng)速率的影響,曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng),其中正確的是()解析:選A。曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng),升高溫度,增大壓強(qiáng),v正、v逆均增大,B中v逆和D中v正、v逆均減小,則B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤;可逆反應(yīng):2A(s)2B(g)2C(g)D(g)H0的正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積增大的吸熱反應(yīng),則升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故v正v逆,A項(xiàng)正確;增大壓強(qiáng),平衡向逆

16、反應(yīng)方向移動(dòng),故v逆v正,C項(xiàng)錯(cuò)誤。(1)在圖像題中一定要注意看清橫、縱坐標(biāo)表示的意義及圖像中曲線的變化趨勢。(2)不要忽視圖像中的比例關(guān)系,比例關(guān)系一般涉及計(jì)算問題。(3)有些圖像中曲線的斜率可以反映出變化的程度,不要忽視。2015高考全國卷,27(3)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H10CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H20合成氣組成n(H2)/n(COCO2)2.60時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。(CO)值隨溫

17、度升高而_(填“增大”或“減小”),其原因是_;圖中的壓強(qiáng)由大到小為_,其判斷理由是_。解析由圖可知,壓強(qiáng)一定時(shí),CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小,其原因是反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),減少CO的消耗,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動(dòng),又使產(chǎn)生CO的量增大,而總結(jié)果是隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率減小。反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng),溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,而反應(yīng)為氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)的影響,因此增大壓強(qiáng)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率提高,故壓強(qiáng)p1、p2、p3的關(guān)系為p1p2p3。答案減小升高溫度時(shí),反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡逆向移動(dòng),

18、使得體系中CO的量增大;反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡正向移動(dòng),又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3p2p1相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響。故增大壓強(qiáng)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率提高已知:4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJ/mol。若反應(yīng)物的起始物質(zhì)的量相同,下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是()解析:選C。正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率增大,先達(dá)到平衡,但平衡左移,NO含量降低,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率增大,先

19、達(dá)到平衡,但平衡左移,NO含量降低,B項(xiàng)正確;加入催化劑可加快反應(yīng)速率,縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,但不影響平衡的移動(dòng),即NO含量不變,D項(xiàng)正確。解化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題的思路“一看、二想、三判斷”(1)一看看圖像??摧S:弄清縱、橫坐標(biāo)的含義;看線:弄清線的走向、變化趨勢及線的斜率;看點(diǎn):弄清曲線上起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的含義;看量的變化:弄清是濃度變化、溫度變化、壓強(qiáng)變化還是轉(zhuǎn)化率變化;看是否需要作輔助線,如等溫線、等壓線等。(2)二想想規(guī)律。聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。(3)三判斷通過將圖像分析和理論分析相結(jié)合,作出正確判斷。 物質(zhì)的量(濃度)、速率時(shí)間圖像1在

20、一定條件下,N2O分解的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:反應(yīng)時(shí)間/min0102030405060708090100c(N2O)/(molL1)0.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.000如圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變化規(guī)律的是()(注:圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間,c1、c2均表示N2O初始濃度且c1c2)解析:選A。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出,相同時(shí)間間隔內(nèi),N2O物質(zhì)的量濃度變化值相同,可得出結(jié)論:N2O的分解速率與其物質(zhì)的量濃度無關(guān),故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。分析數(shù)據(jù)可知:0100 molL10.050 molL1時(shí)間為5

21、0 min,0080 molL10.040 molL1時(shí)間為40 min,0060 molL10.030 molL1時(shí)間為30 min,0040 molL10.020 molL1時(shí)間為20 min,0020 molL10.010 molL1時(shí)間為10 min,所以隨著N2O物質(zhì)的量濃度的增大,半衰期增大,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。轉(zhuǎn)化率相等的情況下,濃度越大,所需時(shí)間越長,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。225 時(shí),在體積為2 L的密閉容器中,氣態(tài)物質(zhì)A、B、C的物質(zhì)的量n(mol)隨時(shí)間t的變化如圖所示,已知達(dá)到平衡后,降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大。(1)根據(jù)上圖中數(shù)據(jù),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_,從

22、反應(yīng)開始到第一次平衡時(shí)的平均速率v(A)為_。(2)在57 min內(nèi),若K值不變,則此處曲線變化的原因是_。(3)下圖表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時(shí)間t的關(guān)系圖:各階段的平衡常數(shù)如下表所示:t2t3t4t5t5t6t7t8K1K2K3K4K1、K2、K3、K4之間的關(guān)系為_(用“”“K2K3K4。由于整個(gè)過程條件的改變均造成轉(zhuǎn)化率減小,所以轉(zhuǎn)化率最大的一段時(shí)間為開始建立平衡的t2t3段。答案:(1)A2B2C0.05 molL1min1(2)增大壓強(qiáng)(3)K1K2K3K4t2t3百分含量(物質(zhì)的量)時(shí)間溫度(壓強(qiáng))圖像3可逆反應(yīng):aA(s)bB(g)cC(g)dD(g)HQ kJmol1,反應(yīng)過程

23、中,當(dāng)其他條件不變時(shí),某物質(zhì)在混合物中的百分含量與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示,據(jù)圖分析,以下說法正確的是()AT1T2,H0BT10Cp1p2,abcdDp1T1,且由T1T2時(shí),C%減小,即升溫平衡左移,故此反應(yīng)的Hp1且壓強(qiáng)改變B%不變,說明壓強(qiáng)改變對此平衡無影響,由于A為固體,故bcd,所以D項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。4(2018福州高三適應(yīng)性考試)在密閉容器中通入NO和CO各2 mol發(fā)生反應(yīng):2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g),容器內(nèi)CO2的物質(zhì)的量隨溫度(T)、壓強(qiáng)(p)和時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示。以下說法合理的是()A溫度T2T1B壓強(qiáng)p2p1C曲線表示NO平

24、衡轉(zhuǎn)化率為25%D該反應(yīng)的焓變H0解析:選D。由和,溫度相同,“先拐先平”,所以p1p2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由和,壓強(qiáng)相同,T1T2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;,溫度升高,n(CO2)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),說明逆反應(yīng)吸熱,正反應(yīng)放熱,D項(xiàng)正確;曲線表示NO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,C項(xiàng)錯(cuò)誤。恒溫(恒壓)線圖像分析5用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0,按照相同的物質(zhì)的量投料,測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A溫度:T1T2T3B正反應(yīng)速率:v(b)v(d)v(a)v(c)C平衡常數(shù):K(a)K(c)K(b)K(d)D平均摩爾質(zhì)

25、量:M(b)M(d)M(a)M(c)解析:選C。正反應(yīng)放熱,相同壓強(qiáng)下,溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越小,反應(yīng)速率越大,故T1T2T3,v(a)v(b)v(d),A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;正反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,溫度不變,平衡常數(shù)不變,故有K(a)K(c),K(b)K(d),C項(xiàng)正確;CO的平衡轉(zhuǎn)化率越大,正向進(jìn)行程度越大,氣體的物質(zhì)的量越少,平均摩爾質(zhì)量越大,M(a)M(c),D項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2018湛江高三檢測)研究和開發(fā)CO2和CO的創(chuàng)新利用是環(huán)境保護(hù)和資源利用雙贏的課題。CO可用于合成甲醇。在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下,在體積為b L的密閉容器中充入a mol CO和2a m

26、ol H2,在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖:(1)該反應(yīng)屬于_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)100 時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù):K_(用含a、b的代數(shù)式表示)。若一個(gè)可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K值很大,對此反應(yīng)的說法正確的是_(填序號)。a該反應(yīng)使用催化劑意義不大b該反應(yīng)發(fā)生將在很短時(shí)間內(nèi)完成c該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)至少有一種反應(yīng)物百分含量很小d該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)(3)在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入a mol CO、2a mol H2,達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“不變”或“減小”,下同),平衡常數(shù)_。(4)在某

27、溫度下,向一容積不變的密閉容器中充入2.5 mol CO、7.5 mol H2,反應(yīng)生成CH3OH(g),達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為90%,此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)壓強(qiáng)的_倍。解析:(1)同一壓強(qiáng)下,CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)100 時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,列式求算:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始 a mol 2a mol 0轉(zhuǎn)化 0.5a mol a mol 0.5a mol平衡 0.5a mol a mol 0.5a molK等于平衡時(shí)生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積,求得Kb2/a2;反應(yīng)的K值大只能說明反應(yīng)進(jìn)行的程度大,不能確定其反應(yīng)速率的

28、大小,也不能確定反應(yīng)是吸熱還是放熱。(3)由于該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),再通入a mol CO、2a mol H2相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以CO轉(zhuǎn)化率增大,平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān),所以不會(huì)改變。(4) CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始 2.5 mol 7.5 mol 0轉(zhuǎn)化 2.25 mol 4.5 mol 2.25 mol平衡 0.25 mol 3 mol 2.25 mol由于恒溫、恒容下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,平衡時(shí)的總物質(zhì)的量為5.5 mol,起始時(shí)為10 mol,所以平衡時(shí)壓強(qiáng)為起始時(shí)的0.55倍。答案:(1)放熱(2)b2/a2c(3)增大不

29、變(4)0.55有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的分析方法(1)認(rèn)清坐標(biāo)系:弄清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義,并與勒夏特列原理結(jié)合進(jìn)行分析。(2)緊扣可逆反應(yīng)的特征:弄清正反應(yīng)是吸熱還是放熱,體積是增大、減小還是不變,有無固體、純液體參與或生成等。(3)看清變化:看清反應(yīng)速率的變化及變化量的大小,在條件與變化之間搭橋??辞迤瘘c(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn),看清曲線的變化趨勢。(4)先拐先平:例如,在轉(zhuǎn)化率時(shí)間圖像上,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡,此時(shí)逆向推理可得該變化是由溫度高還是壓強(qiáng)大引起的。(5)定一議二:當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí),先固定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。 課后達(dá)標(biāo)檢測一、選擇題1CO和NO都是汽車尾

30、氣中的有害物質(zhì),它們之間能緩慢地發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H0,abc BH0,abcCHc DH0,abn,Q 0 Bmnp,Q 0Cmn,Q 0 Dmnp,Q v正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即Qv逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),即mn,C正確。6(2017高考海南卷改編)已知反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。在一定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是()A升高溫度,K增大B減小壓強(qiáng),n(CO2)增加C更換高效催化劑,(CO)增大D充入一定量的氮?dú)?,n(H2)不變解析:選D。A.

31、此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,即升高溫度,K減小,故A說法錯(cuò)誤;B.反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等,因此減小壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),即n(CO2)不變,故B說法錯(cuò)誤;C.催化劑對化學(xué)平衡移動(dòng)無影響,因此CO的轉(zhuǎn)化率不變,故C說法錯(cuò)誤;D.恒壓下,充入N2,容器的體積增大,組分濃度降低,但化學(xué)反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不變,因此化學(xué)平衡不移動(dòng),n(H2)不變,故D說法正確。7處于平衡狀態(tài)的反應(yīng):2H2S(g)2H2(g)S2(g)H0,不改變其他條件的情況下合理的說法是()A加入催化劑,反應(yīng)路徑將發(fā)生改變,H也將隨之改變B升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,H2S

32、分解率也增大C增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),將引起體系溫度降低D若體系恒容,注入一些H2后達(dá)新平衡,H2濃度將減小解析:選B。催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率也能改變反應(yīng)路徑,但焓變與反應(yīng)路徑無關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高,正、逆反應(yīng)速率均增大,因H0,故平衡正向移動(dòng),H2S分解率增大,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),逆向反應(yīng)是放熱反應(yīng),會(huì)使體系溫度升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;恒容體系中注入H2,平衡將向H2濃度降低的方向移動(dòng),但最終H2的濃度仍比原來的大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8(2018黃岡高三質(zhì)檢)T 時(shí)在2 L密閉容器中使X(g)與Y(g)發(fā)生反應(yīng)生成Z(g)。反應(yīng)過程中X、Y、Z的物質(zhì)的量變

33、化如圖1所示;若保持其他條件不變,溫度分別為T1和T2,Y的體積百分含量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。下列分析正確的是()A容器中發(fā)生的反應(yīng)可表示為3X(g)Y(g)4Z(g)B03 min內(nèi),v(X)0.2 molL1min1C若改變條件,使反應(yīng)進(jìn)程如圖3所示,則改變的條件可能是增大壓強(qiáng)D其他條件不變時(shí)升高溫度,v(正)、v(逆)都增大,且重新達(dá)到平衡前v(正)v(逆)解析:選D。A項(xiàng),由圖中X、Y、Z的物質(zhì)的量變化可知反應(yīng)為3X(g)Y(g)2Z(g),錯(cuò)誤;B項(xiàng),03 min內(nèi),v(X)0.1 molL1min1,錯(cuò)誤;C項(xiàng),圖3與圖1相比,限度沒有變,只是縮短了到達(dá)平衡的時(shí)間,若增大壓強(qiáng),平

34、衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),由圖2可知T2T1,升高溫度,Y的百分含量減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)v(逆),正確。9(2015高考天津卷)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)mY(g)3Z(g)平衡時(shí),X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是()Am2B兩次平衡的平衡常數(shù)相同CX與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11D第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.4 molL1解析:選D。A.根據(jù)再次加入1 mol Z(g),平衡后,X、Y、

35、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,可知該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),因此m2。B.由于溫度沒有變化,故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C.因?yàn)槭前凑栈瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比充入的反應(yīng)物,因此二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等。D.該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,因此反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量與反應(yīng)前一樣,都為4 mol,而平衡后Z的體積分?jǐn)?shù)為10%,故平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為4 mol10%0.4 mol,容器體積為2 L,則Z的濃度為0.2 molL1。10在三個(gè)容積均為1 L的密閉容器中以不同的氫碳比n(H2)/n(CO2)充入H2和CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)H。CO2的

36、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示:下列說法正確的是()A該反應(yīng)的H0B氫碳比:C在氫碳比為2.0時(shí),Q點(diǎn)v(正)v(逆)D若起始時(shí),CO2、H2濃度分別為0.5 molL1和1.0 molL1,則可得P點(diǎn)對應(yīng)溫度的平衡常數(shù)的值為512解析:選D。A項(xiàng),由圖像可知,隨溫度的升高,CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),相同溫度時(shí),中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率高,說明氫碳比高(提高H2的比例,平衡正向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率高),錯(cuò)誤;C項(xiàng),相同溫度下,氫碳比為2.0時(shí),平衡點(diǎn)是P點(diǎn),Q點(diǎn)到P點(diǎn),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大,平衡正向移動(dòng),v(正)v(逆),錯(cuò)誤;

37、D項(xiàng), 2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) 0.5 1.0 0 0 0.25 0.75 0.125 0.5 0.25 0.25 0.125 0.5K512,正確。二、非選擇題11高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:溫度/1 0001 1501 300平衡常數(shù)4.03.73.5請回答下列問題:(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_,H_0(填“”“”或“”)。(2)在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中,1 000 時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過10 min后達(dá)到平衡。求該時(shí)

38、間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)_,CO的平衡轉(zhuǎn)化率_。(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_。A減少Fe的量B增加Fe2O3的量C移出部分CO2D升高反應(yīng)溫度E減小容器的容積F加入合適的催化劑解析:(1)根據(jù)表中平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系,溫度越高,平衡常數(shù)越小,說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng),H0;Fe2O3、Fe都是固體,不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中,則K。(2)設(shè)平衡后轉(zhuǎn)化的CO濃度為x molL1, Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)起始/molL1 0.1 0.1轉(zhuǎn)化/molL1 x x平衡/molL1 0.1x 0.1x1 000 時(shí),K4.0,x0.06。則v(

39、CO2)0.006 molL1min1。CO的平衡轉(zhuǎn)化率為100%60%。(3)對于題中反應(yīng),由于Fe、Fe2O3是固體,改變其用量不影響平衡;由于此反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),減小容器容積,對平衡無影響;催化劑不影響平衡;移出部分CO2,平衡右移,CO平衡轉(zhuǎn)化率增大;升高反應(yīng)溫度,平衡左移,CO平衡轉(zhuǎn)化率減小。答案:(1)(2)0.006 molL1min160%(3)C12(2015高考廣東卷)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。 傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn),總反應(yīng)是2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)H。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為

40、Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。(1)實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的HClT曲線如圖,則總反應(yīng)的H_0(填“”“”或“”);A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是_。(2)在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大,畫出相應(yīng)HClT曲線的示意圖,并簡要說明理由:_。(3)下列措施中,有利于提高HCl的有_。A增大n(HCl)B增大n(O2)C使用更好的催化劑D移去H2O解析:(1)根據(jù)圖像可知,升高溫度,HCl平衡轉(zhuǎn)化率降低,即升高溫度,平衡逆向移動(dòng),所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即H0;B點(diǎn)表示的HCl轉(zhuǎn)化率比A點(diǎn)的低,所以K(A)大于K(B)。(2)溫度相同時(shí),增大壓

41、強(qiáng),平衡正向移動(dòng),HCl平衡轉(zhuǎn)化率增大,因此曲線應(yīng)在原曲線上方。(3)A選項(xiàng)中增大HCl的物質(zhì)的量,平衡正向移動(dòng),但HCl轉(zhuǎn)化率減小,所以錯(cuò)誤;B選項(xiàng)中增大O2的物質(zhì)的量,平衡正向移動(dòng),HCl轉(zhuǎn)化率增大,所以正確;C選項(xiàng)中催化劑不能改變平衡狀態(tài),所以錯(cuò)誤;D選項(xiàng)中移去水,平衡正向移動(dòng),HCl轉(zhuǎn)化率增大,所以正確。答案:(1)K(A)(2)溫度相同的條件下,增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),平衡時(shí)HCl的轉(zhuǎn)化率增大,因此曲線應(yīng)在原曲線上方(3)BD13(2015高考山東卷)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。(1)一定溫度下,某貯氫合金(M)的貯氫過程如下所示,縱軸為平衡時(shí)氫氣

42、的壓強(qiáng)(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比(H/M)。在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx,隨著氫氣壓強(qiáng)的增大,H/M逐漸增大;在AB段,MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy,氫化反應(yīng)方程式為zMHx(s)H2(g)zMHy(s)H1();在B點(diǎn),氫化反應(yīng)結(jié)束,進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng),H/M幾乎不變。反應(yīng)()中z_(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時(shí),2 g 某合金4 min 內(nèi)吸收氫氣240 mL,吸氫速率v_mLg1min1。反應(yīng)()的焓變H1_0(填“”“”或“”)。(2)表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時(shí),(T1)_(

43、T2)(填“”“”或“”)。當(dāng)反應(yīng)()處于圖中a點(diǎn)時(shí),保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達(dá)平衡后反應(yīng)()可能處于圖中的_點(diǎn)(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過_或_的方式釋放氫氣。(3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T時(shí),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。已知溫度為T時(shí):CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1解析:(1)在反應(yīng)()中,zMHx(s)H2(g)zMHy(s),由方程式兩邊氫原子個(gè)數(shù)守恒得zx2zy,z;溫度為T1時(shí),2 g某合金4 min內(nèi)吸收

44、氫氣240 mL,吸氫速率v30 mLg1min1。因?yàn)門1T2,溫度升高,H2的壓強(qiáng)增大,由平衡移動(dòng)原理知,平衡向吸熱方向移動(dòng),反應(yīng)()的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以H10。(2)結(jié)合圖像分析知,隨著溫度升高,反應(yīng)()向左移動(dòng),H2壓強(qiáng)增大,故隨著溫度升高而降低,所以(T1)(T2);當(dāng)反應(yīng)處于圖中a點(diǎn)時(shí),保持溫度不變,向恒容體系中通入少量H2,H2壓強(qiáng)增大,H/M逐漸增大,由圖像可知,氣體壓強(qiáng)在B點(diǎn)以前是不改變的,故反應(yīng)()可能處于圖中的c點(diǎn);該貯氫合金要釋放氫氣,應(yīng)該使反應(yīng)()左移,根據(jù)平衡移動(dòng)原理,可以通過升高溫度或減小壓強(qiáng)的方式使反應(yīng)向左移動(dòng)。(3)由題意知:CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1應(yīng)用蓋斯定律,由可得CO、H2合成CH4的反應(yīng):CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1。答案:(1)30c加熱減壓(3)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1

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