新高考人教版高考化學(xué)三輪專題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

專題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡高頻考點一化學(xué)反應(yīng)速率考法一考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素1．[2012課標(biāo)全國，27節(jié)選]COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)ΔH＝＋108kJ·mol－1。反應(yīng)體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示(第10～14min的COCl2濃度變化曲線未示出)：(1)比較產(chǎn)物CO在2～3min、5～6min和12～13min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小：___________________________________________________________________________________________________；(2)比較反應(yīng)物COCl2在5～6min和15～16min時平均反應(yīng)速率的大?。簐(5～6)______(填“＜”“＞”或“＝”)v(15～16)，原因是__________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)(2)＞在相同溫度時，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大【解析】(1)平均反應(yīng)速率v＝Δc/Δt，而瞬時速率是指某時刻的反應(yīng)速率。這里比較的是平均速率，因2～3min、12～13min的濃度變化Δc為0，故平均反應(yīng)速率為0；5～6min時濃度變化Δc不等于0，故其平均速率最大，則有v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)。(2)由圖像可知，反應(yīng)在4min時升高溫度，第7min時達到平衡，第10min時移走CO，平衡正向移動，12min時達到平衡，在第14min時擴大反應(yīng)容器體積，平衡正向移動，16min時反應(yīng)達到平衡，故在5～6min和15～16min時反應(yīng)溫度相同，而5～6min時反應(yīng)物COCl2的濃度大于15～16min時的濃度，故在溫度相同的條件下，5～6min時的平均反應(yīng)速率大于15～16min時的平均反應(yīng)速率?？挤ǘ疾榛瘜W(xué)反應(yīng)速率的計算2．[2014課標(biāo)全國Ⅱ，26(1)改編]在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，在0～60s時間段，N2O4的濃度由0.100mol·L－1變?yōu)?.040mol·L－1，反應(yīng)速率v(N2O4)為____________mol·L－1·s－1?！敬鸢浮?.0010【解析】在0～60s時間段，N2O4的濃度由0.100mol·L－1變?yōu)?.040mol·L－1，則有Δt＝60s，Δc(N2O4)＝0.100mol·L－1－0.040mol·L－1＝0.060mol·L－1，則該時間段內(nèi)平均反應(yīng)速率為v(N2O4)＝Δc(N2O4)/Δt＝(0.060mol·L－1)/60s＝0.0010mol·L－1·s－1。高頻考點二化學(xué)平衡考法一考查化學(xué)平衡移動及分析3．[2014課標(biāo)全國Ⅰ，28節(jié)選]如圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。[注：乙烯氣相直接水合反應(yīng)為C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)](1)圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為________，理由是________________________________________________________________________。(2)氣相直接水合法常采用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290℃、壓強6.9MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%，若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強外，還可以采取的措施有________________、________________。【答案】(1)p1<p2<p3<p4反應(yīng)分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強增大乙烯轉(zhuǎn)化率提高(2)將產(chǎn)物乙醇液化移去增加nH2O∶nC2H4比【解析】(1)增大壓強，平衡將正向移動，能提高C2H4的轉(zhuǎn)化率，故利用圖像可知壓強的大小順序為p1＜p2＜p3＜p4。(2)為了使平衡正向移動，還可以將乙醇液化及時分離，或采取增大nH2O∶nC2H4之比等措施。4．[2014課標(biāo)全國Ⅱ，26節(jié)選]在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。(1)100℃時達平衡后，v＝0.0010mol·L－1·s－1，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，經(jīng)10s又達到平衡。T________(填“大于”或“小于”)100℃，判斷理由是_______________________________________________________________。(2)溫度T時反應(yīng)達平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動，判斷理由是______________________________________________。【答案】(1)大于反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進行，故溫度升高(2)逆反應(yīng)對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動【解析】(1)由于N2O4的平均反應(yīng)速率降低，平衡正向移動，正向為吸熱反應(yīng)，所以應(yīng)該是溫度升高，即T＞100℃。(2)溫度為T時，反應(yīng)達到平衡，將反應(yīng)容器的容積減少一半，即增大壓強。其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動?？挤ǘ疾榛瘜W(xué)平衡圖像及分析5．[2013課標(biāo)全國Ⅰ，28(4)]有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、壓強為5.0MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。[提示：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1]【答案】反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移【解析】利用平衡移動原理知，正反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移，CO的轉(zhuǎn)化率降低。高頻考點三化學(xué)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率考法一考查化學(xué)平衡常數(shù)表達式及計算6．(1)[2015課標(biāo)全國Ⅱ，27(2)節(jié)選]反應(yīng)①[CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1]的化學(xué)平衡常數(shù)K表達式為_______________________________________________________。(2)[2014課標(biāo)全國Ⅱ，26(2)節(jié)選]在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)。100℃時達平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，經(jīng)10s又達到平衡。列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2＝________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)K＝eq\f(c（CH3OH）,c（CO）·c2（H2）)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(或Kp＝\f(p（CH3OH）,p（CO）·p2（H2）)))(2)平衡時，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.160mol·L－1，c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1，K2＝eq\f(（0.160mol·L－1）2,0.020mol·L－1)＝1.28mol·L－1【解析】(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，反應(yīng)①的K＝eq\f(c（CH3OH）,c（CO）·c2（H2）)。(2)根據(jù)題意知，再次達到平衡后N2O4的濃度減小，Δc＝v·Δt＝0.0020mol·L·s－1×10s＝0.020mol·L－1，則NO2的濃度增加0.040mol·L－1，即達到新平衡時N2O4的濃度為0.020mol·L－1，NO2的濃度為0.160mol·L－1，據(jù)K＝eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)可計算出平衡常數(shù)K2。7．[2016河南豫南九校聯(lián)盟第一次聯(lián)考，14]溫度為T時，向VL的密閉容器中充入一定量的A和B，發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)ΔH＞0，容器中A、B、D的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示，下列說法不正確的是()A．反應(yīng)在前10min的平均反應(yīng)速率v(B)＝0.15mol·(L·min)－1B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝eq\f(c2（D）,c（A）·c（B）)C．若平衡時保持溫度不變，壓縮容器體積平衡向逆反應(yīng)方向移動D．反應(yīng)至15min時，改變的反應(yīng)條件是降低溫度【答案】C【解析】A項，由圖像可知，反應(yīng)在前10min的平均反應(yīng)速率v(B)＝eq\f(（2.5－1.0）mol·L－1,10min)＝0.15mol·L－1·min－1，正確；B項，由圖像可知，0～10min時，Δc(B)＝(2.5－1.0)mol·L－1＝1.5mol·L－1，Δc(D)＝3.0mol·L－1，則Δc(B)∶Δc(D)＝1.5mol·L－1∶3.0mol·L－1＝1∶x，則x＝2，由于C的狀態(tài)是固態(tài)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝eq\f(c2（D）,c（A）·c（B）)，正確；C項，x＝2，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，故若平衡時保持溫度不變，壓縮容器體積，壓強增大，平衡不發(fā)生移動，錯誤；D項，反應(yīng)到15min時，改變條件瞬間，反應(yīng)混合物的濃度不變，平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即平衡向放熱反應(yīng)方向移動，說明改變的條件應(yīng)是降低溫度，正確?？挤ǘ疾槠胶廪D(zhuǎn)化率的分析及計算8．[2013課標(biāo)全國Ⅱ，28]在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度進行如下反應(yīng)：A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1kJ·mol－1反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表：時間(t)/h0124816202530總壓強(p)/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題：(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為_______________________________。(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達式為________________________________________________________________________，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K：_____________________________________。(3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n總＝________mol，n(A)＝________mol。②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)，計算：a＝________。反應(yīng)時間(t)/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是_________________________________________________________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時反應(yīng)物的濃度c(A)為________mol·L－1。【答案】(1)升高溫度、降低壓強(2)(eq\f(p,p0)－1)×100%94.1%A(g)B(g)＋C(g)始/(mol·L－1)0.1000平/(mol·L－1)eq\a\vs4\al(0.10×,（1－94.1%）)eq\a\vs4\al(0.10×,94.1%)eq\a\vs4\al(0.10×,94.1%)K＝eq\f(（0.0941mol·L－1）2,0.0059mol·L－1)＝1.5mol·L－1(3)①0.10×eq\f(p,p0)0.10×(2－eq\f(p,p0))②0.051達到平衡前每間隔4h，c(A)減少約一半0.013【解析】(1)因正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應(yīng)，故采取升溫、降壓均可使反應(yīng)正向移動，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(2)在同體積的容器中，壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，故A的轉(zhuǎn)化率的表達式為：eq\f(p－p0,p0)×100%＝(eq\f(p,p0)－1)×100%；25h時反應(yīng)已達平衡，則將表中數(shù)據(jù)代入表達式可知平衡時A的轉(zhuǎn)化率α(A)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9.53,4.91)－1))×100%＝94.1%；依據(jù)“三段式”列式進行求解：A(g)B(g)＋C(g)始/(mol·L－1)0.1000轉(zhuǎn)/(mol·L－1)0.09410.09410.0941平/(mol·L－1)0.10－0.09410.09410.0941K＝eq\f(（0.0941mol·L－1）2,0.0059mol·L－1)＝1.5mol·L－1。(3)①依據(jù)eq\f(p,p0)＝eq\f(n總,0.10mol)可得n總＝eq\f(p,p0)×0.10mol；n(A)＝n(A)起始－n(A)轉(zhuǎn)化＝0.10mol×[1－α(A)]＝0.10mol×[1－(eq\f(p,p0)－1)]＝0.10mol×(2－eq\f(p,p0))；②n(A)＝0.10mol×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(p,p0)))＝0.10mol×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(7.31,4.91)))＝0.051mol，體積為1L，a＝0.051mol·L－1；4h時濃度大約變?yōu)?h時的eq\f(1,2)，8h時濃度又變?yōu)?h時的eq\f(1,2)，從8～16h經(jīng)過8h濃度變?yōu)?h時的eq\f(1,4)，所以每間隔4h濃度均降低為原來的eq\f(1,2)，由此得出c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律為：達到平衡前每間隔4h，c(A)減少約一半；利用該規(guī)律很容易知道在12h時濃度約為8h時的一半或16h時的2倍，即約為0.013mol·L－1。9．[2016陜西西安中