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1、第九章化学反应速率 化学平衡,易错点一 不能正确理解和应用化学反应速率理论 1.在恒温、恒容的密闭容器中进行的反应为： A(g)B(g) C(g),若反应物的浓度从2 mol/L降到0.8 mol/L需20 s，那么反应物浓度由0.8 mol/L降到0.2 mol/L 所需的反应时间为() A10 s B大于10 s C小于10 s D无法判断,易错分析：如果仅根据数据计算，假设化学反应是一 个匀速的变化，在不同的时间段内化学反应速率是不变的，易错选A项。 解析：如果按反应物的浓度从2 mol/L降到0.8 mol/L需20 s计算，那么反应物的浓度由0.8 mol/L降到0.2 mol/L所
2、需的反应时间为10 s。但是在不考虑其他条件的变化时，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，化学反应速率逐渐减慢，因此所需的反应时间应大于10 s。 答案：B,22SO2(g)O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。 下列叙述正确的是 () A催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时 间 D在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间 隔t1t2内，SO3(g)生成的平均速率为,易错分析：本题易简单机械地理解，增大反应体系的压 强，容器体积减小，物质浓度增大，反应速率增大，易错选
3、B项。 解析：催化剂能同时、同程度地增大(或减小)正、逆反应速率，A项错误；增大压强，只有增大反应物或生成物浓度时，化学反应速率才会增大，如果反应体系中物质的浓度没有增大，反应速率不会增大，B项错误；降低温度，化学反应速率减小，延长了达到化学平衡的时间，C项错误；根据化学反应速率定义：用某物质单位时间内物质的量浓度变化来表示，D选项正确。 答案：D,3在一定温度下，把3.0 mol M和2.5 mol N混合后置于2.0 L 的密闭容器中，发生反应的化学方程式为 3M(g)N(g) xP(g)2Q(g),5 min后反应达到平衡， 容器内的压强变小，已知Q的平均反应速率为 0.10 molL1
4、min1，则下列说法错误的是 () A平衡时容器内的压强是原来的0.8倍 BM的平均化学反应速率为0.15 molL1min1 Cx的值为1 D平衡时P的浓度为0.25 molL1,易错分析：忽视了用不同物质表示出的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的计量系数之比。 解析：由于密闭容器的T、V一定，达平衡时压强减小，说明31x2，显然x1。平衡时气体总物质的量为(3.0 mol2.5 mol)0.10 molL1min15 min2 L5.0 mol，平衡时容器内的压强是原来的倍。显然A项不正确。 答案：A,易错点二 不能多角度的把反应速率理论与平衡理论融 合在一起，不能用正确的
5、思路分析平衡移动 及有关图像问题 1在体积可变的容器中发生的化学反应为 mA(g)nB(g) pC(g)。在一定温度和不同压强下达到 平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表所示：,根据表格中的数据，下列判断正确的是() A当压强从2105 Pa增加到5105 Pa时,平衡向左移动 B化学计量数：mnp,C当压强从5105 Pa增加到1106 Pa时，平衡不移动 D压强增至1106 Pa时，A或B变成固态或液态 易错分析：如果忽视压强增大会引起体积变化，仅考虑A的浓度变化，会错选A项。 解析：假设平衡不移动，当压强增加至原来的5/2倍，容器体积缩小至原来的2/5，A的浓度增至原来的5/2倍，即A
6、的浓度为：0.08 mol/L5/20.2 mol/L，根据表中数据，说明平衡没有移动，A项错，B项正确。压强从5105 Pa增加到1106 Pa，假设平衡不移动，则A的浓度为：0.20 mol/L10/50.4 mol/L0.44 mol/L，说明平衡向生成A的方向移动，C项错。根据压强对气体反应平衡的影响，B可能为固态或液态，但是A不可能为固态或液态，因为液态或固态纯净物的浓度为常数。 答案：B,2某化学科研小组研究在其他条件不变时， 改变某一条件对反应 A2(g)3B2(g) 2AB3(g)的化学平衡 状态的影响，得到如下图所示的变化规律 (图中T表示温度，n表示物质的量),根据图像可得
7、出的结论 正确的是() 正反应一定是放热反应达到平衡时A2的转化率大小 为：bac 若T2T1，则正反应一定是吸热反应b点 时，平衡体系中A、B原子数之比接近13 A B C D 易错分析：如果识图能力差，仅根据图像中b、a、c点判断， 易误选C项。,解析：分析化学平衡图像，要三看：一看可逆反应的特点(气体分子数、物质状态和反应热)；二看图像变化规律；三看条件限制。依题意知本题其他条件不变，只考虑B2的浓度、温度变化对该可逆反应的影响。由图像可以得出如下信息：T2、T1表示温度，且温度高低不确定；起始时，AB3的量为零，横坐标表示投入B2的物质的量，暗示A2的量不变；AB3变化趋势：先由零逐渐
8、增大，达到最大值后逐渐减小，T1和T2时曲线变化一致；AB3的物质的量达到最大值前，化学反应未达到平衡状态，因为化学平衡状态是同条件下，生成物的量达到最大量。 可逆反应无论正反应是吸热还是放热，升高温度，化学反应速率都加快，所以不能根据b点以前的曲线变化判断反应热，应,根据b点以后的曲线变化判断正反应是放热还是吸热。由于T1与T2的大小不确定，无法判断该可逆反应的正反应是吸热还是放热。若T2T1，随着温度升高，平衡体系中AB3的浓度增大，则正反应是吸热反应；若T213，达到平衡状态b点时，AB3的物质的量最大，所以A、B原子个数之比接近13。 b点之后，继续加入B2，根据平衡移动只“减弱”不能
9、“抵消”的原理，平衡体系中B2的量增大，得n(A)n(B)13，正确。 答案：D,3工业原料甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如 下： CH3OH(g)H2O(g) CO2(g)3H2(g)；H0 (1)一定条件下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入 1 molCH3OH(g)和3 mol H2O(g),20 s后,测得混合气体的压强 是反应前的1.2倍,则用甲醇表示的反应速率为 。 (2)判断(1)中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序 号) 。 v正(CH3OH)v正(CO2) 混合气体的密度不变 混合气体的平均相对分子质量不变,0.01 molL1s1,CH3OH(g)、H2O(g)
10、、CO2(g)和H2的浓度都不再发生变 化,(3)图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度下，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知，起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：,反应达到平衡时，容器B的体积为1.5a L，B容器中CH3OH的转化率为 ，A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为：B A(填“”、“”或“”)。 若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为 L(连通管中的气体体积忽略不计，且不考虑温度的 影响)。 易错分
11、析：审题时未能理清题干给出的各种条件，未能运用反应速率知识和平衡理论分析题给问题，导致不能正确作答。 解析：(1)等温等容条件下，气体的总物质的量与总压强成正比。(2)该反应中各物质都是气态，气体的总质量始终不变，气体的物质的量增大；当容器体积不变时，混合气体的密度不变。(3)A为等温等容容器，B为等温等压容器。,75%,1.75a,将B容器缩小体积(压强)变成A容器，相当于增大压强，该可逆反应向左移动，达到新平衡时，水蒸气的体积分数增大。 打开K时，A容器、B容器组成一个等温等压容器，相应的起始投入的总物质的量与平衡时总体积成正比。设平衡后B容器的体积为V L，有： ，解得V1.75，所以容
12、器的体积为1.75 L。,480时，将0.40 mol的N2O4气体充入2 L已经抽空的固定容 积的密闭容器中，其发生如下反应：N2O4 2NO2， H0(吸热反应)。隔一段时间对该容器内的物质进行分析, 得到如下数据：(已知平衡常数 ，K是一温 度函数),(1)计算2040 s内用N2O4表示的平均反应速率为0.002 0 ； 计算在80时该反应的平衡常数 K 。 (2)反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。要增大该反应的K，可采取的措施有 (填序号)，若要重新达到平衡后，使c(NO2)/c(N2O4)值变小，可采取的措施有 (填序
13、号)。 A增大N2O4的起始浓度 B向混合气体中通入NO2 C使用高效催化剂 D升高温度,molL-1s-1,1.8 molL-1,变浅,D,AB,(3)如图A是80时容器中N2O4的物质的量变化曲线，请在该图上补画出该反应在60时N2O4的物质的量变化曲线。,(4)一定温度下，如果将1 mol N2O4置于密闭容器中，保持压强不变，升高温度至T1的过程中，气体颜色由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中，气体颜色逐渐变为无色。若保持T2不变，增大压强，气体颜色逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图B所示。,温度在T1T2之间，反应的化学方程式是 。 温度在T2T
14、3之间，气体的平均相对分子质量是(保留1位小数) 。 易错分析：忽视化学平衡原理中“减弱”含义，第(2)小题漏选A项；如果不理解图B中数据，无法找到第(4)小题切入点，不能 写出化学反应2NO2 2NOO2，导致计算混合气体相对分 子质量错误；绘图能力差，不能将平衡原理与图像结合，导致第(3)小题绘图时温度错位。 解析：(1)根据某时刻，反应体系中一种气体的物质的量，可以计算出另一种气体的物质的量。根据反应N2O4 2NO2知，,2NO2 2NO+O2,30.7,(2)N2O4 2NO2，H0(吸热反应)，根据表格信息知， 80100 s时,该反应达到平衡,即各物质的浓度不变化,该反应的正反应
15、是吸热反应,则逆反应必为放热反应。若降低温度,化学平衡向放热方向移动，生成无色的四氧化二氮，混合气体的颜色变浅。K只与温度有关，与浓度、催化剂无关，所以要增大该反应的K，必使平衡向正反应方向移动，升温该平衡向正反应方向移动。由于该反应的反应物和产物都只有一种，在该恒容,容器里，增加反应物浓度或生成物浓度，都相当于给原平衡体系加压，平衡向气体分子数较少的方向移动，即平衡向生成四氧化二氮的方向移动。 (3)6080，温度较低，反应速率减慢，因此，画图时注意两点：一是达到平衡所需时间较长；二是平衡时四氧化二氮的浓度较大。 (4)依题意，保持压强不变，温度升高至T1其反应方程式是：N2O4(无色)2N
16、O2(红棕色)，气体由无色变为红棕色，说明生成NO2的方向是吸热反应，根据图B中气体的物质的量可知1 mol N2O4生成2 mol NO2；由T1继续升温到T2，气体颜色逐渐变为无色，根据图B中气体的物质的量增大，说明NO2一定发生了分解反应，NO2浓度变小；保持温度T2不变,增大压强，气体由无色变为红棕色,说明该反应生成NO2的方向是气体分子数减小的方向。,T1T2之间发生反应为：2NO2 2NOO2；T2时气体的物质的量为3 mol，根据反应式知，2 mol NO2生成2 mol NO和1 mol O2，T2T3之间气体的总物质的量为3 mol，根据摩尔质量定义，开始1 mol N2O4，其质量为92 g，最终气体的物质的量为3 mol，气体的平均摩尔质量是：92 g/3 mol
