《2025年资源库高中化学人教版》

例410 [河北新高考]（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①X⇌Y；②Y⇌Z。反应①的速率v₁=k₁c(X)，反应②的速率v₂=k₂c(Y)，式中k₁、k₂为速率常数。图12-4-15甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图12-4-15乙为反应①和②的ln k～$\frac{1}{T}$曲线。下列说法错误的是（ ）
A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低
B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)
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：恒温条件下，k₁、k₂不变，则速率v与反应物浓度有关，图甲中一直下降的曲线代表c(X)随时间的变化，一直上升的曲线代表c(Z)随时间的变化，先上升后下降的曲线代表c(Y)随时间的变化，开始时，随着c(X)的减小，反应①的速率降低、反应②的速率增大，A错误；题中未指明所列速率关系是平均反应速率还是瞬时反应速率，图甲中不同时刻的曲线斜率代表对应物质的瞬时反应速率，则由图甲可知，三者瞬时反应速率不总符合此关系，B错误；由图乙可知，随着温度降低，k减小，则提高温度可以增大反应速率，再结合图甲可知，Y的浓度在某一时刻达到最大，故在提高温度的前提下控制反应时间可提高Y的产率，C正确；温度为T₁时k₁=k₂，降低温度时，k₂＜k₁，k₂较小，反应②成为总反应速率的决定步骤，D正确。

例411 [贵州2024·17节选]在无氧环境下，CH₄经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH₄芳构化同时存在如下反应：
ⅰ.CH₄(g)⇌C(s)+2H₂(g)　ΔH₁=+74.6 kJ·mol⁻¹　ΔS=+80.84 J·mol⁻¹·K⁻¹
ⅱ.6CH₄(g)⇌C₆H₆(l)+9H₂(g)　ΔH₂
回答下列问题：
反应ⅰ在1000 K时_______（填“能”或“不能”）自发进行。

答案： 能
解析：在1000 K时，反应ⅰ的ΔG=ΔH₁-TΔS=+74.6 kJ·mol⁻¹ - 1000 K×(+80.84 J·mol⁻¹·K⁻¹)=74.6 kJ·mol⁻¹ - 80.84 kJ·mol⁻¹=-6.24 kJ·mol⁻¹＜0，则该温度下反应ⅰ能自发进行。

例412 [全国高考]McMorris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lg Kp₁～$\frac{1}{T}$和lg Kp₂～$\frac{1}{T}$均为线性关系，如图12-4-16所示。
①由图12-4-16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)⇌Cl₂(g)+I₂(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：_______。

答案： ①大于
②Kp₁·Kp₂ 大于 设T'＞T，即$\frac{1}{T'}$＜$\frac{1}{T}$，由图可知，lg Kp₂(T') - lg Kp₂(T)＞lg Kp₁(T') - lg Kp₁(T)=lg Kp₁(T) - lg Kp₁(T')，则lg Kp₂(T') + lg Kp₁(T')＞lg Kp₂(T) + lg Kp₁(T)，Kp₂(T')·Kp₁(T')＞Kp₂(T)·Kp₁(T)，K(T')＞K(T)
解析：①由图可知，lg Kp₂减小，所以温度升高时，Kp₂增大，则NOCl分解为NO和Cl₂的反应为吸热反应，ΔH大于0；
②根据盖斯定律，两方程式相加即得所求反应，所以K=Kp₁·Kp₂；设T'＞T，即$\frac{1}{T'}$＜$\frac{1}{T}$，由图可知，lg Kp₂(T') - lg Kp₂(T)＞lg Kp₁(T') - lg Kp₁(T)=lg Kp₁(T) - lg Kp₁(T')，则lg Kp₂(T') + lg Kp₁(T')＞lg Kp₂(T) + lg Kp₁(T)，Kp₂(T')·Kp₁(T')＞Kp₂(T)·Kp₁(T)，K(T')＞K(T)，即温度升高，K增大，所以ICl分解为Cl₂和I₂的反应为吸热反应，ΔH大于0。