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文檔簡介
1、【高三】2021屆高考化學化學反應速率化學平衡專題教案M專題十二化學反應速率化學平衡專題【考點分析】【考綱解讀】1. 了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2. 了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數(shù)的含義,能夠利用化學平衡常數(shù)進 行簡單的計算。【能力解讀】能從定量的角度理解化學反應速率的快慢、化學反應進行的程度和化學平衡移動的方 向?!局仉y點解析】1 .化學反應速率及影響因素2 .化學平衡3 .化學平衡的影響因素及其移動4 .勒夏特列原理的應用5 .等效平衡6 .化學平衡常數(shù)7 .化學反應進行方向【考點突破】一、影響化學平衡的條件1 .濃度對化學平衡的影響。在其它條件不變的情況下
2、,增大反應物的濃度,或減小 生成物的濃度,都可以使平衡向著正反應方向移動;增大生成物的濃度,或減小反應物的 濃度,都可以使平衡向著逆反應方向移動。2 .壓強對化學平衡的影響。在其它條件不變的情況下,增大壓強,會使化學平衡向 著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。應特別注意,在有些可逆反應里,反應前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有變化,如H2 (氣)+12 (氣)2Hl (氣)1體積1體積2體積在這種情況下,增大或減小壓強都不能使化學平衡移動。還應注意,改變壓強對固態(tài) 物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積幾乎不影響。因此平衡混合物都是固體或液體時,改變壓強不能使 化學平衡移動。3 .
3、溫度對于化學平衡的影響。在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學平衡 向著吸熱反應的方向移動;溫度降低,會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。4 .催化劑對化學平衡的影響。使用催化劑不影響化學平衡的移動。由于使用催化劑 對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同的,所以平衡不移動。但應注意,雖然催化 劑不使化學平衡移動,但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間。二、化學平衡的移動一一勒沙特列原理:1 .勒沙持列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強和溫度等),平衡 就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含:影響平衡的因素只有濃度、壓強、溫 度三種:原理的適用范圍是只有一項條件變化的情況(
4、溫度或壓強或一種物質(zhì)的濃度), 當多項條件同時發(fā)生變化時,情況比較復雜:平衡移動的結(jié)果只能減弱(不可能抵消) 外界條件的變化。2 .平衡移動就是一個“平衡狀態(tài)一不平衡狀態(tài)一新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件 下的平衡體系,條件改變后,可能發(fā)生平衡移動。可總結(jié)如下:3 .應用勒沙特列原理研窕平衡時,注意:針對平衡體系。如對一個剛開始的氣態(tài) 反應,增大壓強反應總是正向進行而不服從勒沙特列原理:改變影響平衡的一個條件, 可用勒沙特列原理判定移動方向。當有“多個”條件改變時,若多個條件對平衡影響一致, 則可強化此平衡移動,但多個條件對平衡影響相反時,應根據(jù)各條件改變對平衡影響的程 度,判定移動方向;平衡移
5、動的結(jié)果是“減弱”這種改變,而不是“消除”。如給某平 衡狀態(tài)的可逆反應體系升溫10C,由于化學反應向吸熱方向進行的結(jié)果,使反應體系的最 終溫度小于(t+10)三、判斷化學平衡移動方向應該注意的幾點問題化學平衡建立的實質(zhì)是v (正)=v (逆),故凡能不同程度地影響正反應速率、逆反 應速率的因素都使平衡發(fā)生移動,實際生產(chǎn)中常采用改變溫度、濃度、壓強(指氣體)的 方法,使平衡朝著所需的方向移動,其判斷依據(jù)是勒夏特列原理。應注意:1 .催化劑對化學平衡沒有影響。因為催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率,旦 在速率改變的過程中,始終保持著V (正)二V (逆)。只不過催化劑的使用能使平衡及早 建立。2
6、 .對于反應前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積不變的反應,增大壓強或減小壓強都不能使化學 平衡移動,此時,壓強改變能同等程度地改變正、逆反應速率,并始終保持著v (正)K (逆)。3 .惰性氣體的加入對化學平衡的影響,要具體分析平衡物質(zhì)的濃度是否變化。如果 恒溫、恒容時充入惰性氣體,雖然體系的總壓強增大,但沒有改變原平衡混合物各組分的 濃度,平衡不移動;如果恒溫、恒壓時充入惰性氣體,恒壓體必定增大,則平衡混合物各 組分濃度減小,平衡向體積增大的方向移動。4 .不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。5 .不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來,例如別以為平衡正向移動反應物濃度 一定減小等。6 .不要將平衡的移動
7、和反應物的轉(zhuǎn)化率高低混同起來,別以為平衡正向移動反應物 轉(zhuǎn)化率一定提高。具體分析可參考下表:反應實例條件變化與平衡移動方向達新平衡后轉(zhuǎn)化率變化2S02 +022S03 (氣)+熱增大02濃度,平衡正移S02的轉(zhuǎn)化率增大,02的轉(zhuǎn)化率減小增大S03濃度,平衡逆移從逆反應角度看,S03的轉(zhuǎn)化率減小升高溫度,平衡逆移S02、02的轉(zhuǎn)化率都減小增大壓強,平衡正移S02、02的轉(zhuǎn)化率都增大2N02 (氣)N204體積不變時,無論是加入N02或者加入N2O4NO2的轉(zhuǎn)化率都增大 (即新平衡中N204的含量都會增大)2HI H2+I2 (氣)增大H2的濃度,平衡逆移H2的轉(zhuǎn)化率減小,12的轉(zhuǎn)化率增大增大HI
8、的濃度,平衡正移HI的轉(zhuǎn)化率不變增大壓強,平衡不移動轉(zhuǎn)化率不變四、有關化學平衡圖像的知識規(guī)律1 .對有氣體參加的可逆反應,在溫度相同的情況下,壓強越大,到達平衡所需的時 間越短;在壓強相同情況下,溫度越高,到達平衡所需的時間越短。2 .使用催化劑,能同等程度地改變正、逆反應速率,改變到達平衡所需時間,但不 影響化學平衡移動。3 .同一反應中,末達平衡前,同一段時間間隔內(nèi),高溫時(其他條件相同)生成物 含量總比低溫時生成物含量大:高壓時(其他條件相同)生成物的含量總比低壓時生成物 的含量大。4 .平衡向正反應方向移動,生成物的物質(zhì)的量增加,但生成物的濃度、質(zhì)量分數(shù)以 及反應物的轉(zhuǎn)化率不一定增加。
9、5 .化學平衡中常見的圖象如圖是一種既表示反應速率變化情況,乂表示平衡移動的圖象。當某一物質(zhì)濃度發(fā)生變化時v'(正)或v'(逆)總有一個與v (平)相連。在圖A 中,某一瞬間v'(正) v (平),v'(逆)二v (平),說明正反應速率突然變快,而 逆反應速率逐漸變大,所以圖A表示增加反應物濃度。因v'(正)v'(逆),平衡向 正反應方向移動.當溫度或壓強發(fā)生變化時,v'(正)或v(逆)都與v (平)斷開。在圖B中,v' (正)和v'(逆)都大于v (平),所以圖B表示升高溫度或增大壓強。因。v' (正)v'
10、;(逆),平衡向逆反應方向(吸熱反應方向或氣體體積縮小方向)移動。當使用催化劑或改變氣體體積不變的氣體反應的壓強時,v'(正)或v'(逆)都與 v (平)斷開。在圖C中v'(正)和v'(逆)都大于v (平),所以圖c表示使用正催 化劑或增大體系的壓強。因v'(正)二v'(逆),平衡不移動。如圖是一種討論溫度和壓強對化學平衡影響的圖象°轉(zhuǎn)化率高說明平衡向正反應方 向移動:轉(zhuǎn)化率低則說明平衡向逆反應方向移動。在圖中當討論溫度對平衡影響時,需假 設壓強不變,圖中表示正反應是吸熱反應;當討論壓強對平衡影響時,需假設溫度不變, 圖中表示正反應是氣
11、體體積縮小的反應。解化學平衡圖像題三步曲1 .看懂圖像:看圖像要五看。一看面,即看清橫坐標和縱坐標;二看線,即看線的 走向、變化趨勢:三看點,即看曲線的起點、終點、交點、拐點、原點、極值點等;四看 要不要作輔助線、如等溫線、等壓線;五看定量圖像中有關量的多少。2 .聯(lián)想規(guī)律:聯(lián)想外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。先拐先平。 例如,在轉(zhuǎn)化率-時間圖上,先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡,此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。定一議二。當圖象中有三個量時,先確定一個量不變再討論 另外兩個量的關系。3 .推理判斷:結(jié)合題中給定的化學反應和圖像中的相關信息,進行信息提取,挖掘 隱含信息、排
12、除干擾信息、提煉有用信息,在統(tǒng)攝信息的基礎上進行邏輯推理或運用數(shù)據(jù) 計算,根據(jù)有關知識規(guī)律分析作出判斷。07-09高考再現(xiàn)】1 . 一定溫度下可逆反應:A (s) +2B (g) 2C (g) +D (g) : AH<0o 現(xiàn)將 lmol A 和 2molB加入甲容器中,將4 molC和2 mol D加入乙容器中,此時控制活塞P,使乙的容積 為甲的2倍,tl時兩容器內(nèi)均達到平衡狀態(tài)(如圖1所示,隔板K不能移動)。下列說法 正確的是()A.保持溫度和活塞位置不變,在甲中再加入ImolA和2moiB,達到新的平衡后,甲中 C的濃度是乙中C的濃度的2倍B.保持活塞位置不變,升高溫度,達到新的平
13、衡后,甲、乙中B的體積分數(shù)均增大C.保持溫度不變,移動活塞P,使乙的容積和甲相等,達到新的平衡后,乙中C的體 積分數(shù)是甲中C的體積分數(shù)的2倍D.保持溫度和乙中的壓強不變,t2時分別向甲、乙中加入等質(zhì)量的氮氣后,甲、乙 中反應速率變化情況分別如圖2和圖3所示(tl前的反應速率變化已省略)【解析】由題給反應可知A是固體,該反應正反應是氣體分子數(shù)增大的反應。甲容器 加入ImolA和2moiB,乙容器加入4moic和2moiD,完全轉(zhuǎn)化后得2molA和4moiB,乙的體 積是甲的2倍,兩者起始建立等效平衡。A項中,再在甲中加入ImolA和2moiB,相當于 在起始加入2moiA和4moiB,由于甲體積
14、比乙小,甲中壓強加大,平衡向逆反應方程式移 動,甲中C的濃度小于乙中C的濃度的2倍,A不正確。B中溫度升高,平衡向逆反應方 向移動,B的體積分數(shù)均增大。C中使甲、乙兩容器體積相等,乙中投入量相當于甲的2 倍,乙中壓強增大(類似于選項A),平衡向逆反應方向移動,乙中C的體積分數(shù)小于甲 C的體積分數(shù)的2倍。D中,甲容器中總壓強增大,但反應物和生成物的濃度不變,速率 不發(fā)生變化,平衡不發(fā)生移動,圖2正確。乙容器中保持恒壓,體積增大,濃度減小,正、 逆反應速率都減小,體積增大,平衡向正反應方向移動,逆反應速率大于正反應速率,圖 3正確。答案:BD2 .等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應,
15、測定在不同時間t產(chǎn)生 氣體體積V的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1,則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是A. 4-3-2-1B. 1-2-3-4C. 3 4-2-1D. 12 4一3【解析】化學反應速率與溫度、濃度和固體物質(zhì)的表面積的大小有關,實驗1的鹽酸 的濃度最小,反應的溫度最低,所以化學反應速率最慢;由于實驗3的反應溫度比實驗2 的反應溫度高,所以反應速率實驗3大于實驗2;而實驗4和實驗3雖然濃度相同,但反 應的溫度不同,物質(zhì)的狀態(tài)也不相同,所以不能比較。答案:AC3 .已知:4NH3 (g) +502 (g) =4N0 (g) +6H2 (g) . H=-1025kJ/mol 該反應是
16、一個 可逆反應。若反應物起始物質(zhì)的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是()【解析】根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”的原則,選項A、B正確;根據(jù)升高溫度,平衡向 吸熱反應方向移動(即逆反應方向移動),可確定A、B正確:根據(jù)使用催化劑只能改變 化學反應速率,縮短達到平衡的時間,但對化學平衡的移動無影響,所以選項D正確。答案:C4 .在密閉的容器中進行如下的反應:H2 (G+I2 (g) 2HI (g),在溫度T1和T2時, 產(chǎn)物的量?時間的關系如下圖所示,符合圖象的正確的判斷是()A. T1>T2, AH>0B. T1>T2, AH<0C. T1<T2, AH>0D.
17、 T1<T2, AH<0【解析】根據(jù)“先拐現(xiàn)平數(shù)字大”的原則,從圖可以看出,反應時的溫度T2>T1,且 溫度越高,HI的量越少,說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,即該反應的正反應屬于 放熱反應,HVO。答案:D5 .下圖表示反應X (g) 4Y (g) +Z (g),H<0,在某溫度時X的濃度隨時間變化的曲線:下列有關該反應的描述正確的是()A.第6 min后,反應就終止了B. X的平衡轉(zhuǎn)化率為85%C.若升高溫度,X的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85%D.若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減小【答案】B【解析】A項,6min時反應達平衡,但未停止,故錯:B項,X的變化量為1-
18、0. 15=0. 85moi,轉(zhuǎn)化率為0. 85/1=85%,正確。?H<0,反應為放熱,故升高溫度,平衡 將逆向移動,則X的轉(zhuǎn)化率減小,C項錯;D項,降溫,正、逆反應速率同時減小,但是 降溫平衡正向移動,故V正)V逆,即逆反應減小的倍數(shù)大,錯誤。6.超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的會破壞臭氧層??茖W家正在研究利用催化 技術將尾氣中的和轉(zhuǎn)變成和,化學方程式如下:為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的 N0和CO濃度如表:請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):(1)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的0 (填寫“>”、“ (
19、2)前2s內(nèi) 的平均反應速率v (N2)=。(3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K二。(4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高N0轉(zhuǎn)化率的是oA.選用更有效的催化劑B.升高反應體系的溫度C.降低反應體系的溫度D.縮小容器的體積(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。 為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗, 部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。實驗編號T/rNO初始濃度/mol?L-lC0初始濃度/mol?L-l催化劑的比表面積/ m2?g-l1 2801. 20X10-35. 80X10-382II
20、124111350124請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在給出的坐標圖中,畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中N0濃度隨時間變 化的趨勢曲線圖,并標明各條曲線是實驗編號。【答案】(1)< (2) 1. 88X10-4mol/ (L?s)(3) 5000 (4) C、D(5) II: 280、1. 20X10-3、5. 80X10-3III: 1. 2X10-3、5. 80X10-3【解析】(1)自發(fā)反應,通常為放熱反應,即?H小于0。(2)以NO計算,2s內(nèi)N0 的濃度變化為(10-2. 5) X10-4mol/L, V (NO) =7. 5X10-4/2 =3. 75X10-4m
21、ol/ (L?s) o根據(jù)速率之比等于計量系數(shù)比可知,V (N2) =1/2 V (N0) =1. 875X10-4mol/ (L?s) o (3)=5000. (4)催化劑不影響平衡的移動,A項錯;該反應放熱,故降溫平衡正向移動, N0轉(zhuǎn)化率增大,B項錯,C項正確;縮小體積,即增大壓強,平衡向體積減小的方向運動, 即正向移動,D項正確。(5)本題為實驗探究題,目的是研究溫度和催化劑的比表面積對 速率的影響,研究時只能是一個變量在起作用,所以II中數(shù)據(jù)與I比較催化劑的比表面 積增大了,故其他的數(shù)據(jù)應與I完全相同;IH中數(shù)據(jù)與II比較,催化劑的比表面積數(shù)據(jù) 未變,但是溫度升高,故其他數(shù)據(jù)是不能改
22、變的。實質(zhì)I、H研究是催化劑的比表面積對 速率的影響,II、III研究是溫度對速率的影響。作圖,可根據(jù)先拐先平的原則,即最里 面的線先達平衡,速率快,應對應于HI (因為其溫度和催化劑的比表面積是三組中最高 的),II比I快,因為兩組溫度相同,但是II中催化劑的比表面積大。【考點定位】本題考查化學平衡的知識,涉及反應速率的計算,平衡常數(shù),平衡的移 動及圖象的分析。7 . 一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化 劑為 Cu20/Zn0) : CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)根據(jù)題意完成下列各題:反應達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K=,升高溫度,K值
23、(填“增大”、“減小” 或“不變” )o在500C,從反應開始到平衡,氫氣的平均反應速率v (H2)=在其他條件不變的情況下,對處FE點的體系體積壓縮到原來的1/2,下列有關該 體系的說法正確的是()a氫氣的濃度減少b正反應速率加快,逆反應速率也加快c甲醛的物質(zhì)的量增加d重新平衡時n (H2) /n (CH30H)增大據(jù)研究,反應過程中起催化作用的為Cu20,反應體系中含少量C02有利于維持催化 劑Cu20的量不變,原因是:(用化學方程式表示)?!窘馕觥繌膱D像可知溫度高時平衡體系中甲醇含量減少,可以推出CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)反應放熱,因此溫度升高后,K值減??;從圖像
24、可以看出在500tB時刻達到 平衡,此時甲醇物質(zhì)的量為nB,反應消耗氫氣物質(zhì)的量為2nB,可求出氫氣的平均反應速 率為2nB/3tBmol? (L?min) 一1;加壓時,反應物和生產(chǎn)物濃度均增大,正逆反應速率都 加快,由勒夏特列原理可知,加壓時平衡乂移,因此答案為be:在加熱條件下CO能還原 Cu20使其減少,因此反應體系中含有少量二氧化有利于維持Cu20的量不變。答案:K=c (CH3OH) /c (CO) ?c2 (H2):減?。?2)2nB/3tBmol? (L?min) 1;(3)b、c:Cu20+C0 2Cu + C028 .反應A (g) +B (g) C (g) +D (g)過
25、程中的能量變化如圖所示,回答下列問題。該反應是反應(填“吸熱”“放熱”);(2)當反應達到平衡時,升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率 (填“增大”“減小” “不 變”),原因是:反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響?,原因是.在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1和E2的變化是:E1,E2 (填“增大” “減小、” “不變”)°【解析】由圖可以知道,由于該反應的反應物的總能量高于生成物的總能量,所以該 反應屬于放熱反應,所以升高溫度,平衡向逆反應進行,所以A的轉(zhuǎn)化率減??;當在反應 體系中加入催化劑,能同倍數(shù)改變化學反應速率,因此對化學平衡的移動無影響,即對反 應熱也無影響。因為化學反應速率增
26、大,所以E1和E2同時降低。答案:放熱。減?。辉摲磻磻獮榉艧岱磻?,升高溫度使平衡向逆反應方向移 動。不影響;催化劑不改變平衡的移動。減小、減小?!?021模擬組合】1 . 一定溫度下,將4moiPC13和2moic12充入容積不變的密閉容器中,在一定條件下 反應:PC13+C12 PC15,各物質(zhì)均為氣態(tài)。達平衡后,PC15為0. 8mo1。若此時再移走 21nolPC13和lmolC12,相同溫度下達到平衡,PC15的物質(zhì)的量為()A. 0. 8molB. 0. 4molC. 0. 4mol < x < 0. 8molD. < 0. 4mol解析:再移走2moiPC13
27、和lmolC12 ,和移走平衡體系氣體的一半然后擴大體積相 當,新平衡中PCI5Vo. 4mol .答案D2 .某溫度下,將2molA和3molB充入一密閉容器中,發(fā)生反應:aA (g) +B (g) C (g) +D (g) , 5min后達到平衡。已知該溫度下其平衡常數(shù)K=1 ,若溫度不變時將容器 的體積擴大為原來的10倍,A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化,則()A. a=lB. a =2C. B的轉(zhuǎn)化率為40 %D. B的轉(zhuǎn)化率為60 %解析:若溫度不變時將容器的體積擴大為原來的10倍,A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化,則 壓強不影響平衡狀態(tài),a=l: A (g) +B (g) C (g) +D (g),起始物
28、質(zhì)的量(mol) 2 3 0 0變化物質(zhì)的量(mol) x x x x平衡物質(zhì)的量(mol) 2-x 3-x x xK=l=x2/ (2-x) ( 3-x) ,X=L 2,則 B 的轉(zhuǎn)化率為 L 2/3=40%答案AC3 .某溫度下,向容積為2L的密閉反應器中充入0. 10 mol S03,當反應器中的氣體 壓強不再變化時測得S03的轉(zhuǎn)化率為20樂 則該溫度下反應2s02 (g) +02 2S03 (g)的 平衡常數(shù)為()A. 3. 2X103mol-l?LB. 1. 6X103mol-l?LC. 8. 0X102mol-l?LD. 4. 0X102mol-l?L解析:2S03 (g) 2S0
29、2 (g) +02起始物質(zhì)的量(mol) 0. 1 0 0變化物質(zhì)的量(mol)0. 02 0. 02 0. 01平衡物質(zhì)的量(mol)0. 08 0. 02 0. 01K=0. 005X0.012/0.042=5X10-3/16,則它的逆反應的平衡常數(shù)是1/K=3. 2X103mol-l?L答案A4 .向恒溫、恒容(2L)的密閉容器中充入2 mol S02和一定量的02,發(fā)生反應: 2S02 (g) +02 (g) 2S03 (g) ; AH= -197. 74 kj?mol-b 4min 后達到平衡,這時 c (S02) =0. 2mol L-l,旦S02和02的轉(zhuǎn)化率相等。下列說法中,正
30、確的是()A. 2nlin 時,c (S02) =0. 6mol L1B.用02表示4min內(nèi)的反應速率為0.lmol? (L?min) 1C.再向容器中充入lmol S03,達到新平衡,n (S02) : n (S03) =2:1D. 4min后,若升高溫度,平衡向逆方向移動,平衡常數(shù)K增大解析:S02 和 02 的轉(zhuǎn)化率相等,則起始 n (S02) :n (02) =2:1, n (02) =lmol;2S02 (g) +02 (g) 2S03 (g):起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 1 0. 5 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 8 0. 4 0. 8平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L)
31、 0. 2 0. 1 0. 8由于速率不是勻速的,A 錯誤;V (02) =0. 4mol?L-l/4min=0. lmol? (L?min) 一1, B正確;正反應放熱,升高溫度K減小,D錯;再加入lmol S03達到新平衡,n (S02) : n (SO)小于 1: 4, C 錯。答案B5 . (B). “碘鐘”實驗中,3I-+ -*I3- +2SO42 一的反應速率可以用13 與 加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量,t越小,反應速率越大。某探究性學習小組在20C 進行實驗,得到的數(shù)據(jù)如下表:實驗編號©c (I-) / mol?L-10. 0400. 0800. 0800. 16
32、00. 120c ( ) /mol?L-10. 0400. 0400. 0800. 0200. 040t/s88. 044. 022. 044. 0tl(1)該實驗的目的是。(2)顯色時間tl=°(3)溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規(guī)律,若在40 C下進行編號對應濃 度的實驗,顯色時間t2的范圍為 (填字母)。a.<22. 0 s b. 22. 0 s44.0 s c. >44. 0 s d.數(shù)據(jù)不足,無法判斷(4)通過分析比較上表數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是 O解析:(1)略,(2) (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可以知道反應速率與反應物起始 濃度乘積成正比:tl = 88. 0/
33、3s=29. 3 s :升高溫度,化學反應速率加快,若在40 °C下 進行編號對應濃度的實驗,顯色時間t2<22. 0 s答案(1)研究反應物I一與的濃度對反應速率的影響(2) 29. 3 s (3) a(4)反應速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成 反比)6 .氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中,通 過以下反應制得:(1)上述反應lmol C參加反應時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為:(NA表示阿伏加德羅常數(shù))(2)該反應中的氧化劑是,其還原產(chǎn)物是;(3)該反應的平衡常數(shù)表達式為K二;(4)若知上述反應升高溫度時,其平衡常數(shù)值減
34、小,則其反應熱零(填“大 于”、“小于”或“等于”)。(5)若使壓強增大,則上述平衡向反應方向移動(填“正”或“逆”):(6)若已知CO生成速率為v (C0) = 18 mol/ (L?min),則N2消耗速率為v (N2) = mol/ (L?min)。解析:(1) C由0價變?yōu)?2價,N由。價變?yōu)橐?價,Si不變價,反應lmol C參 加反應時轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量2mol;(3)配平后再寫出,Si02、C和Si3N4為固體,(4)升溫,K減小,逆向移動,逆向吸熱;HVO(6)速率之比等于計量數(shù)之比;v (N2) =6mol/ (L?min) a(1) 2NA(2) N2, Si3N4(3)
35、(或)(4)小于(5)逆6 6) 67 .在密閉容器中,將1. 0 mol CO與1.0 mol H20混合加熱到800,發(fā)生下列反 應:CO (g) +H20 (g) C02 (g) +H2 (g)。一段時間后該反應達到平衡,測得CO的物質(zhì) 的量為0.5 mole則下列說法正確的是()A. 800c下,該反應的化學平衡常數(shù)為025B.427c時該反應的平衡常數(shù)為9.4,則該反應的HVO0 mol的H20 (g),則平衡時CO轉(zhuǎn)化率C.同溫下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.為 66. 7%D.同溫下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入L 分數(shù)為667%0 mol的CO (g),則平衡時CO物質(zhì)的量解析:C
36、O (g) +H20 (g)C02 (g) +H2 (g) o起始物質(zhì)的量(mol) 1. 0 1. 0 0 0變化物質(zhì)的量(mol) 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5平衡物質(zhì)的量(mol) 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5800C下K=1 ;因為427時該反應的平衡常數(shù)為9.4,所以降低溫度K增大,平衡向 正反應方向進行,正反應吸熱,HV0:CO (g) +H20 (g) C02 (g) +H2 (g) 0起始物質(zhì)的量(mol) 1. 0 2. 0 0 0變化物質(zhì)的量(mol) a a a a平衡物質(zhì)的量(mol) 1-a 2-a a a根據(jù)K不變,a=0. 667,答案BC8
37、.現(xiàn)代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類。火法煉鋅是將閃鋅礦(主要含ZnS)通 過浮選、焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅,再把氧化鋅和足量焦炭混合,在鼓風爐中加熱至1373 si573K ,使鋅蒸福出來。主要反應為:焙燒爐中:2ZnS+302=2Zn0+ 2S02 鼓風爐中:2C+02=2C0 ZnO (s) +C0 (g) Zn (g) +C02 (g)假設鼓風爐體積固定且密閉,隨反應的進行鼓風爐內(nèi)不同時間氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量濃 度(mol/L)如下表反應進行時間/minC0ZnC0200. 110020 . 10. 010. 0130clC2C235clC2C2(1)若保持溫度不變,在鼓風爐中增大C0的濃
38、度,K值填“增大'、"減小”或 “不變”):(2)已知:該溫度時,化學平衡常數(shù)K=l. 0,則表中cl二(寫出計算過程)(3) 通過改變反應條件,使焙燒爐中反應的ZnO幾乎完全被C0還原,焙燒爐和鼓風爐消耗 的02的體積比不超過。(4)若起始濃度不變,通過改變反應條件,達平衡時鼓風爐中反應C0的轉(zhuǎn)化率為 80%,此時該反應的平衡常數(shù)K二,此時焙燒爐和鼓風爐消耗的02的體積比大于。解析:(2)由表中數(shù)據(jù)分析可知,反應進行至30min時,反應達到平衡狀態(tài); 故cl濃度為C0的平衡濃度。答案(1)不變:(2) 0. Olmol/L(3) 3:1 :(4) 0. 352 : 12:5
39、 或 2. 49 .以CO、H2和CH2=CH2為原料,利用上題信息,通過反應可制取丙醛,丙醛經(jīng) 反應(加氫加成)可生成正丙醇、經(jīng)反應(催化氧化)可生成丙酸。由正丙醇和內(nèi)酸 經(jīng)反應(酯化反應)生成丙酸正丙酯。請通過計算回答下列問題:理論上生產(chǎn)3. 0 kg正丙醇至少需要標準狀況下的氫氣L;(2)由于副反應的發(fā)生,生產(chǎn)中反應、反應、反應的產(chǎn)率分別為a、a、b,且a <bo若反應中反應物轉(zhuǎn)化率均為70%。則(計算結(jié)果請用含a、b的代數(shù)式表示):以2. 8X 103kg乙烯為原料,當反應、反應中丙醛的投料比為1 : 1時,通過 上述4步反應最多可制得丙酸正丙酯kg:反應中增加正丙醇的投料并保持
40、正丙醇的轉(zhuǎn)化率不變,可以使內(nèi)酸的轉(zhuǎn)化率提 高20%,此時反應和反應中丙醛的投料比應為多少?解析:(1)略,(2)設反應中丙醛的物質(zhì)的量為x,反應中丙醛的物質(zhì) 的量為y則:CH3CH2CH0+H2 CH3CH2CH20H2CH3CH2CH0+02 - 2CH3CH2C00H y by根據(jù) CH3CH2CH20H+CH3CH2C00H CH3CH2C00CH2CH2CH3 +H20可知,當丙酸的轉(zhuǎn)化率增加20%時,消耗的丙醇應為by (0. 7 + 0. 2) =0. 9 by應有:0. 7 ax = 0. 9 by即:x : y=9b : 7a答案 2. 24X103 (2) 4. 06a2 9
41、b : 7a10 .黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料,其煨燒產(chǎn)物為S02和 Fe304o(1)將0. 050 mol S02 (g)和0. 030 mol 02 (g)放入容積為1 L的密閉容器中, 反應2s02 (g) +02 (g) 2S03 (g)在一定條件下達到平衡,測得c (S03) =0. 040 mol/Lo計算該條件下反應的平衡常數(shù)K和S02的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計算過程)。(2)已知上述反應是放熱反應,當該反應處于平衡狀態(tài)時,在體積不變的條件下, 下列措施中有利于提高S02平衡轉(zhuǎn)化率的有(填字母)(A)升高溫度(B)降低溫度(C)增大壓強(D)減小壓強(E)加
42、入催化劑(G)移出氧氣(3) S02尾氣用飽和Na2s03溶液吸收可得到重要的化工原料,反應的化學方程式為(4)將黃鐵礦的搬燒產(chǎn)物Fe3O4溶于H2s04后,加入鐵粉,可制備FeS04。酸溶過程 中需保持溶液足夠酸性,其原因是O【解析】:1 1) : 2S02 (g) + 02 (g) 2S03 (g)起始濃度/ mol?L-l 0. 050 0. 030 0平衡濃度/ mol?L-l (0. 050-0. 040)(0. 030-0. 040/2) 0. 040=0. 010 = 0. 010所以,K = = = 1. 6X103 mol?L-lo (不帶單位計算也得分)? (S02) =
43、X100% = 80% o【答案】:(1) 1. 6X103 mol?L-l, 80% ; (2) B、C。 (3) S02+H20+Na2S03 =2NaHS030(4)抑制Fe2+、Fe3+的水解,防止Fe2 +被氧化成Fe3 +。11 .在密閉容器中,用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應A (g) +2B (g) 2C (g),反應達到平衡時,A和B物質(zhì)的量之和與C物質(zhì)的量相等, 則這時A的轉(zhuǎn)化率為A 40% B、 50% C、 60% D、 70%【解析】一看到化學平衡的相關計算很容易馬上聯(lián)想到解化學平衡計算題的一般解法 “列三量填對空”。著抓住題給的隱含信息“用等物質(zhì)的量的A和B”來一個
44、順手牽羊就 很容易解題。A與B在化學方程式中計量數(shù)之比為1: 2, B全部轉(zhuǎn)化A也只能轉(zhuǎn)化50機 在化學平衡中不可能100%的轉(zhuǎn)化,所以A的轉(zhuǎn)化率只能少于50%o【答案】:A12 . lmol X跟a mol Y在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應:X (g) +a Y (g) b Z (g)反應達到平衡后,測得X的轉(zhuǎn)化率為50%。而且,在同溫同壓下還測得反應前 混合氣體的密度是反應后混合氣體密度的3/4,則a和b的數(shù)值可能是:()A. a=l, b = l B. a = 2, b=lC. a = 2, b = 3 D. a = 3, b = 3【解析】X (g) +a Y (g) b Z (g
45、)起始物質(zhì)的量(mol) 1 a 0變化物質(zhì)的量(mol) 0. 5 0. 5a 0. 5b平衡物質(zhì)的量(mol) 0. 5 0. 5a 0. 5b同溫同壓下密度之比等于物質(zhì)的量的反比:(1+a) : (0. 5+. 05a+0. 5b) =4:3, a+l=2b .【答案】:A13.【皖南八校2021屆高三第二次聯(lián)考12月】一種“人工固氮”的新方法是在常溫、 常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應生成NH3: N2+ 3H20 2NH3+ 02.進一步研究NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(反應時間3 h):T/ 304050生成 NH3 量/ (10 mol) 4. 85
46、. 96. 0請回答下列問題:(1)50時從開始到3 h內(nèi)以02物質(zhì)的量變化表示的平均反應速率為mol/min。(2)該反應過程與能量關系可用右圖表示.完成反應的熱化學方程式:。(3)與目前廣泛應用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應速率慢。請?zhí)岢隹?提高其反應速率且增大NH3生成量的建議:。(4)工業(yè)合成氨的反應為N2 (g) +3 H2 (g) 2NH3 (g)。設在容積為2. 0 L的密 閉容器中充人0. 80 mol N2 (g)和1. 60 mol H2 (g),反應在一定條件下達到平衡時, NH3的體積分數(shù)為20%。 該條件下反應2NH3 (g) N2 (g)十3H2 (g)的平
47、衡常數(shù)為0 相同條件下,在另一相同容器中充人a mol N2 (g)和b mol H2 (g),達到平衡 時,測得容器中NH3為0. 8 mol, H2為2. 0 mol,則,。解析::(1)(4) N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)起始 /mol 0. 80 1. 60 0轉(zhuǎn)化/mol 3 2平衡 n / mol 0. 80 1. 60 3 2解得:則由溫度相同知設平衡時N2物質(zhì)的量為由等效轉(zhuǎn)化可求起始時N2、H2的物質(zhì)的量。答案(1) 2. 5X10(2) N2 (g) +3H20 (1) 2NH3 (g) + 02 (g)(3)升高溫度;加壓;不斷移出生成物脫離反應體系(合
48、理均可)(4)0. 9375 0. 7 (2 分)3. 214. 已知反應:2S02 (g) +02 (g) 2S03 (g) AH<0a 某溫度下,將 2 mol S02 和1 mol 02置于10 L密閉容器中,反應達平衡后,S02的平衡轉(zhuǎn)化率(a )與體系總壓 強(P)的關系如圖甲所示。則下列說法正確的是()A.由圖甲知,A點S02的平衡濃度為0. 4 mol?L-lB.由圖甲知,B點S02、02、S03的平衡濃度之比為2: 1: 2C.達平衡后,縮小容器容積,則反應速率變化圖像可以用圖乙表示D.壓強為0. 50 MPa時不同溫度下S02轉(zhuǎn)化率與溫度關系如內(nèi)圖,則T2>T1【
49、解析】:2s02 (g) + 02 (g) 2S03 (g) HV0。起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 2 0. 1 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 16 0. 08 0. 16平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 04 0. 02 0. 16則AB錯誤;加壓平衡右移,C正確;溫度高建立平衡需要時間短,D錯誤?!敬鸢浮浚篊15. (8分)在密閉容器中,將0. 020 mol?L-l CO和H20 (g)混合加熱到773K時, 達到下列平衡CO (g) +H20 (g) C02 (g) +H2 (g),已知該反應的K = 9,求CO的平衡 濃度和轉(zhuǎn)化率?!窘馕觥浚涸OC0的轉(zhuǎn)化濃度為x
50、則CO (g) + H20 (g) C02 (g) + H2 (g)起始濃度(mol?LT) 0. 020 0. 020 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol?L-l) x x x x平衡濃度(mol?L-l) 0. 020-x 0. 020r x x將平衡濃度數(shù)值代入平衡常數(shù)表達式中得,(2分)解得x=0. 0150。因此平衡時CO的濃度為0.020-x = 0. 005 mol?L-l,其轉(zhuǎn)化率為。(CO)=【答案】:C0=0. 005 mol?L-l。(CO) =75%16. K桂林市十八中高三第2次月考U 一定條件下,體積為10L的密閉容器中, lmolX 和 ImolY 進行反應:2X (g) +
51、Y (g) Z (g),經(jīng) 60s 達到平衡,生成 0. 3molZo 下列說法正確的是()A.將容器體積變?yōu)?0L, Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼腂.以X濃度變化表示的反應速率為0.OOlmol/ (L?S)C.若增大壓強,則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小D.若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,則該反應的H>0解析:2X (g) + Y (g) Z (g),起始物質(zhì)的量濃度(mol/L)0. 1 0. 1 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L)0. 06 0. 03 0. 03平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L)0. 04 0. 07 0. 03將容器體積變?yōu)?0L,平衡左移,Z的平衡濃度小于原來的,A錯:V (X) =
52、0. 06 mol?L-l/60s=0. OOlmol/ (L?S) , B 正確:加壓 Y 轉(zhuǎn)化率增大,C 錯; 若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,平衡左移,正反應放熱,D錯。答案B17.在一定溫度時,將1 mol A和2 mol B放入容積為5 L的某密閉容器中發(fā)生如下 反應:A (s) +2B (g) C (g) +2D (g),經(jīng)5 min后,測得容器內(nèi)B的濃度減少了 0. 2 mol?L-lo下列敘述不正確的是()A.在5 min內(nèi)該反應用C的濃度變化表示的反應速率為0.02 mol? (L?min)B. 5 min時容器內(nèi)氣體總的物質(zhì)的量為3 moiC.在5 min時,容器內(nèi)D的濃度為
53、0.2 mol?L"lD.當容器內(nèi)壓強保持恒定時,該可逆反應達到平衡狀態(tài)解析:A (s) + 2B (g) C (g) + 2D (g),起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 4 0 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 2 0. 1 0. 25 min時物質(zhì)的量濃度(mol/L) 0. 2 0. 1 0. 2V (C) =0. 1 mol?L-l/5 min=0. 02 mol? (L?min) T,A 正確;反應過程中氣體的物 質(zhì)的量增多,B不正確:根據(jù)上述數(shù)據(jù)和方程式的特點CD正確答案B18.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 (
54、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 率隨時間變化的如下圖所示。下列說法中正確是()A. 30min時降低溫度,40min時升高溫度B. 8min前A的平均反應速率為0.08mol? (L?s) TC.反應方程式中的x=l,正反應為吸熱反應D. 20min40min間該反應的平衡常數(shù)均為4解析:根據(jù)圖像同時間內(nèi)AB的濃度變化量,則X=l; A錯,因為降低溫度,平衡狀 態(tài)要變化;B錯,因為單位錯誤;根據(jù)前一個圖像A、B、C的物質(zhì)的量濃度變化,40min 時是減小壓強,無法判斷正反應吸熱還是放熱,C錯;K=2X2/ (1X1X1) =4答案D19 .某
55、溫度下,在一容積不變的密閉容器中,A (g) +2B (g) 3C (g)達到平衡時, A. B和C的物質(zhì)的量分別為3mo1、2moi和4mo1,若溫度不變,向容器內(nèi)的平衡混合物中 再加入A、C各Imol,此時該平衡移動的方向為()A.向左移動B.向右移動C.不移動D.無法判斷解析:A (g) + 2B (g) 3C (g)原物質(zhì)的量濃度(mol/L) 3/V 2/V 4/VK=16/3 , Q= (5/V) 3/ (4/V) (2/V) 2=125/16>K,平衡左移。答案A20 .可逆反應Fe (s) +C02 (g) FeO (s) +C0 (g),在溫度938K時,平衡常數(shù) K=
56、l. 47,在 1173K 時,K=2. 15(1)寫出該反應的平衡常數(shù)表達式(2)若該反應在體積固定的密閉容器中進行,在一定條件下達到平衡狀態(tài),如果改 變下列條件再達平衡后(選填“增大”、“減小”、“不變”)升高溫度,C02的平衡濃度,再通入C02, C02的轉(zhuǎn)化率 增大容器的體積,混和氣體的平均分子量。(3)該反應的逆速率隨時間變化情況如圖:從圖中看到,反應在t2時達平衡,在tl時改變了某種條件,改變的條件可能是 (填序號,答案可能不止一個)a.升溫b.增大C02的濃度c.使用催化劑d.增壓如果在t3時再增加C02的量,t4時反應乂處于新平衡狀態(tài),請在圖上畫出t3"t5 時間段的
57、v逆變化曲線。(4)能判斷該反應達到平衡的依據(jù)是。A、容器內(nèi)壓強不變了 B、c (CO)不變了C、v 正(C02)二v 逆(CO ) D、c (C02) =c (CO)解析:(2)根據(jù)數(shù)據(jù),升高溫度K增大,正反應是吸熱反應,則升高溫度,平衡 右移,C02的平衡濃度減??;再通入C02,相當于加壓,平衡不移動,轉(zhuǎn)化率不變;增大 容器的體積,平衡不移動,混和氣體的平均分子量不變。(3) tl處在建立平衡的過程中,a、c、d都可能;B、C答案(1) k= :(2)減小,不變,不變(3)a、c、d;(4) B、C21.硫酸是重要的化工原料,其中合成S03是制硫酸的重要步驟。請回答下列問題:(1)下列關于反應2so2+02 2S03 AH <0的說法正確是(填字母)A.升溫可以加快合成S03的速率同時提高S02的轉(zhuǎn)化率B.尋找常溫
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