化学平衡与速率

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1、专题专题 6 化学反应速率和等效平衡化学反应速率和等效平衡【专题目标专题目标1了解化学反应速率的概念及表示方法，理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速 率的影响。 2了解化学反应的可逆性，理解化学平衡的特征，了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联 系。 3理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响，理解平衡移动原理的涵义。 4学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。 【经典题型经典题型】 题型题型：根据化学计量数之比，计算反应速率：根据化学计量数之比，计算反应速率 【例题】 反应 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在 10L 密闭容器中进行，半分

2、钟后，水蒸气的物质的量增加了 0.45mol，则此反应的平均速率（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表)(Xv示为（ ）A B)mol/(L0.010)(NH3sv)mol/(L0.001)(O2svC D)mol/(L0.001(NO)sv)mol/(L0.045O)(H2sv【点拨】用生成物 H2O 来表示反应的平均速率：)mol/(L0.001530L10mol0.45O)(H2ssv根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，可求得)mol/(L10.00)(NH3sv)mol/(L250.001)(O2sv)mol/(L0.001(NO)sv所以正确答案是 C。 【规律总结】

3、遇到这一类题目，一定要充分利用化学反应中各物质的反应速率之比等于它们的 化学计量数之比这一规律进行计算。题型题型：以图象形式给出条件，计算反应速率：以图象形式给出条件，计算反应速率 【例题】 某温度时，在 2L 容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数 据分析：该反应的化学方程式为_。反应开始至 2min，用 Z 表示的平均反应速 率为_。【点拨】由图可知，X、Y 的物质的量随反应的进行而减小，Z 的物质的量随反应的进行而增大， 则 X 和 Y 为反应物，Z 为生成物。mol0.3mol0.7mol1.0(X)nmol10.mol90.mol1.0(Y)nmol

4、20.mol0mol2 . 0(Z)n反应方程式为：3X+Y2Z。min)mol/(L0.05min2L2mol0.2)(Zv题型题型：根据已知的浓度、温度等条件，比较反应速率的大小：根据已知的浓度、温度等条件，比较反应速率的大小 【例题】 把下列四种 X 溶液分别加入四个盛有 10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到 50mL，此时， X 和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ） A1020mL 3mol/L 的 X 溶液 B2030mL 2mol/L 的 X 溶液 C2010mL 4mol/L 的 X 溶液 D1010mL 2mol/L 的 X 溶液 【点拨】在化学反应中，当

5、其它条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率 越快。在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以 后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较 X 的浓度，X 浓度越大，反应 速率越快。因为反应后溶液的体积均为 50mL，所以 X 的物质的量最大，浓度就最大。通过观察 可知，混合后 A、B 选项中 X 的浓度相等，且最大，但 B 中温度更高，因此 B 的反应速率最快。本题若没有看清楚题目实质，仅仅从选项的表面看 X 浓度的大小及反应温度的高低来判断 反应速率的快慢，则会错选 C。 练习：练习： 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进

6、行反应，测定在不同时间 t 产生气体体积 V 的 数据，根据数据绘制得到图 1，则曲线 a、b、c、d 所对应的实验组别可能是（ ）A4321B1234C3421D1243 解析：化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验 1 的盐酸的浓度最小， 反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验 3 的反应温度比实验 2 的反应温度 高，所以反应速率实验 3 大于实验 2；而实验 4 和实验 3 虽然浓度相同，但反应的温度不 同，物质的状态也不相同，所以不能比较。 答案：A、C 题型题型：一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡：一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡 【例

7、题】 在一个体积固定的密闭容器中加入 2 mol A 和 1 mol B，发生反应： 2A(g)B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时 C 的浓度为 a molL1。若维持容器体积和温 度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C 的浓度仍为 a molL1的是（ ） A4molA2molB B2molA1molB3molC1molD C3molC1molD1molB D3molC1molD 【点拨】等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的 同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数等）均相同， 这样的化学平衡互称等效平衡。

8、对于一般可逆反应，在恒温恒容条件下，只改变起始加入的情况，只要通过可逆反应的化 学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。 假设 2 mol A 和 1 mol B 能够完全反应，则应生成 3molC1molD，所以如果维持容器体积 和温度不变，开始时向容器中加入 3molC1molD，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，则 C 的 浓度仍为 a molL1。所以正确答案为 D。 总结： 由此题同学们可以自己小结出：当反应前后气体体积不等时，建立等效平衡的条件及解此类题 的方法。题型题型：反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡：反应前后气体

9、体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡 【例题】可逆反应 A(g)B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入 1mol A 和 1mol B，在某温度下达到平衡时，C 的体积分数为 m%；若向容器中充入 1mol C，在同样的 温度下达到平衡时，C 的体积分数为 n%，则 m 和 n 的关系正确的是（ ） AmnBm0，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小 的趋势，则下列判断正确的是 AB 和 C 可能都是固体 BB 和 C 一定都是气体 C若 C 固体，则 B 一定是气体 DB 和 C 可能都是气体 9在密闭的容器中进行如下的反应：H2(GI2(g)2HI(g)

10、，在温度 T1和 T2时，产物的量彧 时间的关系如下图所示，符合图象的正确的判断是( ) AT1T2，H0BT1T2，H0 CT1T2，H0DT1T2，H010在一密闭容器中，aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍， 当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60，则 A平衡向正反应方向移动了 B物质 A 的转化率减小了 C物质 B 的质量分数增大了 Dab 11在温度不变下，在恒压容器 a 与恒容容器 b 中，分别充入体积比为 13 的 N2和 H2。若开 始时两容器的体积相等，且在相同条件下达到平衡时，两容器中 N2的转化率应当是 Aa 中大Bb 中大Ca、b 中一样

11、大D无法判断 12恒温条件下，将 NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后， 慢慢压缩气体体积，下列叙述正确的是 A若体积减小一半，则压强为原来的两倍 B平衡向右移动，混合气体颜色一定会变浅 C若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍 D平衡向右移动，混合气体密度增大 13在一定温度下，容器中加入 CO 和 H2O(g)各 1mol，发生反应： COH2OCO2H2，达到平衡时生成 0.7mol 的 CO2，若其他条件不变，一开始就加入 4mol H2O(g)，则达到平衡可能生成的 CO2是 A0.6molB0.95molC1molD1.5mol 14可

12、逆反应 A(g)BC(g)D 达到平衡时，下列说法不正确的是A若增大 A 的浓度，平衡体系颜色加深，D 不一定是有颜色的气体 B增大压强，平衡不移动，说明 B、D 必定是气体 C升高温度，C 的百分含量减少，说明正反应是放热反应 D若 B 是气体，增大 A 的浓度会使 B 的转化率增大 15在一密闭容器中充入 1mol NO2，建立如下平衡：2NO2N2O4，此时 NO2的转化率为 x%， 在其他不变的情况下，再充入 1mol NO2，待新平衡建立时测得 NO2的转化率为 y%，则下列大 小关系正确的是 AxyBxyCxNBMNCMND无法确定 18利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：依据上述

13、流程，完成下列填空： （1）天然气脱硫时的化学方程式是 （2）n mol CH4经一次转化后产生 CO 0.9n mol、产生 H2 mol（用含 n 的代数式表示） （3）K2CO3（aq）和 CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是 （多选扣分） （a）相似相溶原理 （b）勒沙特列原理 （c）酸碱中和原理 （4）由 KHCO3分解得到的 CO2可以用于 （写出 CO2的一种重要用途） 。 （5）整个流程有三处循环，一是 Fe(OH)3循环，二是 K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中标 出第三处循环（循环方向、循环物质） 。 19将 2mol H2O 和 2mol CO 置于 1L 容器

14、中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应： 2H2O（g）2H2O2 2COO22CO2（1）当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平 衡浓度，但这两种气体不能同时是 和 ，或 和 。 （填它们的分子式）（2）若平衡时 O2和 CO2的物质的量分别为 n（O2）平a mol， n（CO2）平b mol。试求 n（H2O）平 。 （用含 a、b 的代数式表示）20一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应：A(g)2B(g) C(g)达 到平衡时，(A)2molL-1，(B)7molL-1，(C)3molL-1。试确定 B 的起始浓度(B)cccc

15、 的取值范围是_；若往容器中继续注入一定量的氦气（不参加反应） ，足够长的时 间后，体系中 B 的物质的量浓度_（填“增大” 、 “减小”或“不变” ，下同） ，混合气体 的密度_。 21在一定条件下，x Ay Bz C 的反应达到平衡。 （1）已知 A、B、C 都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则 x、y、z 之间的关系是 _； （2）已知 C 是气体，且 xyz，在增大压强时，如果平衡发生移动，则平衡一定向 _移动； （3）已知 B、C 是气体，当其他条件不变，增大 A 的物质的量时，平衡不发生移动，则 A 是 _态物质。 （4）若加热后 C 的质量分数减少，则正反应是_（填“放热”或“吸热” ）反应。 22发生反应：2SO2O22SO3，当此反