专题化学反应速率与化学平衡

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1、第4专题,主编,第10专题,主编,QG,化学,化学,化学,化学,专案突破,名师诊断,【考情报告】,【考向预测】,预计2013年高考新课标全国卷中对相关知识的考查仍会在填空题 中出现,所考查的知识仍将是化学平衡状态的判断、化学反应速率 和化学平衡有关图像的分析、化学反应速率和化学平衡(平衡常数) 的计算等。,1.(2012年江苏,4)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表 示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的 是 ( ),【知能诊断】,A.该反应为放热反应,B.催化剂能改变该反应的焓变,C.催化剂能降低该反应的活化能,D.逆反应的活化能大于正反应的活化能,【答案

2、】C,2.(2012年四川理综,12)在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.1 00 mol O2在催化剂作用下加热到600 发生反应:2SO2+O2 2 SO3 H0。当气体的物质的量减少0.315 mol 时反应达到平衡,在 相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的 是 ( ),A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡,B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大,C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980 g,D.达到平衡时,SO2的转化率为90%,【答案】D,3.(2012年重庆理综,13)在一个不

3、导热的密闭反应器中,只发生两个 反应:,a(g)+b(g) 2c(g) H10,x(g)+3y(g) 2z(g) H20,进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错 误的是 ( ),A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变,B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高,C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变,D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大,【答案】A,4.(2012年福建理综,12)一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料 R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是 ( ),A.在050 min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等,B.溶液酸性越强,

4、R的降解速率越小,C.R的起始浓度越小,降解速率越大,D.在2025 min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04 molL-1min-1,【答案】A,5.已知某可逆反应:aX+bY cZ+dW,其中X、Y、Z、W均为气态 物质,平衡状态时混合气体中Z的百分含量随温度(T)、压强(p)的变 化曲线如图所示,则下列表示正确的是 ( ),A.a+bc+d H0,B.a+b0,C.a+bc+d H0,D.a+bc+d H0,【答案】B,6.(2012年海南,15)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和 温度的关系如下:,回答下列问题:,(1)该反应的平衡常数表达式K= ,H

5、 0(填“”或“=”);,(2)830 时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的 B,若反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)=0.003 molL-1s-1,则6 s时 c(A)= molL-1, C的物质的量为 mol;若反应经一段时 间后,达到平衡时A的转化率为 ,如果这时向该密闭容器中,再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为 ;,(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字 母);,a.压强不随时间改变,b.气体的密度不随时间改变,c.c(A)不随时间改变,d.单位时间里生成C和D的物质的量相等,(4)1200 时反应C(g)+D(g)

6、A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。,【答案】(1) ;,(2)0.022;0.09;80%;80%,(3)c,(4)2.5,7.汽车尾气是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的 排气管上装一个催化转换器,使CO和NO发生反应:2CO+2NO 2CO2+N2。试回答下列问题:,(1)某温度下,向1 L某密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,反应达 到平衡后,改变下列条件,可使CO、NO、CO2、N2浓度均增大的是 (填字母)。,A.保持温度和容器体积均不变,再充入1 mol CO2和0.5 mol N2,B.保持温度和容器体积均不变,再充入0.5 mol O2,C.保持温

7、度和容器压强均不变,再充入1 mol NO和1 mol CO,D.保持容器体积不变,升高温度,(2)将不同量的CO和NO分别通入体积可变的恒压密闭容器中(压强 相等)进行上述反应,得到如下三组数据:,该反应的逆反应为 (填“吸”或“放”)热反应。,下图甲、乙分别表示容器、中生成物的物质的量和体积分 数随时间变化的图像,则a、b应满足的关系是 (用含a、b的代数式表示)。,【答案】(1)A,(2)吸,b=2a,且a1.5,(3)160,【诊断参考】,【知识缺陷】,对于下列知识点理解不透,掌握不牢。,1.对反应速率的理解及简单计算,影响速率的因素及对图像的分析 等。,2.对平衡及平衡移动方向的判断

8、,影响平衡移动的条件分析,平衡移 动方向、平衡体系的平均相对分子质量、转化率大小变化的判断, 平衡图像的分析,等效平衡中简单问题的分析等。,3.平衡移动原理在化工生产、生活实际中的应用。如电离平衡、水 解平衡与物质的制取、收集等知识密切结合,反应环境(酸、碱环 境)、反应条件(温度、压强、催化剂等)、物质浓度的正确选择。,【能力缺陷】,1.不注重对概念的理解。化学反应速率、化学平衡状态、勒夏特列 原理等概念是本专题的重要概念,掌握好这些概念,对于反应速率的 计算与判断、平衡状态的判断及平衡移动的分析都更容易掌握。,3.不结合实际进行运用。高中平衡理论体系包括化学平衡、溶解平 衡、电离平衡、水解

9、平衡等,化学平衡是该体系的核心。在复习这 部分知识时,联系其他平衡,运用平衡理论分析具体的平衡情况,分析 具体的实际问题,如合成氨等。,2.不注重对图像题的分析。图像题是本专题常见的题型之一,通过 讲解,对图像题形成一定的思维模式,先看反应特点和反应条件,再看 图像的坐标及曲线的走向、起点、平衡点,最后运用平衡移动规律 来分析问题。,4.不重视平衡问题的解题思想。化学平衡这部分内容是高中基本理 论中最难掌握的一部分,在学习时注重思维方法的培养,常见的有极 值法(可逆反应不为0的原则)、分段思考法、放缩思考法、推理估 算法等。,【思维导图】,一定条件下,在体积为10 L的定容密闭容器中发生 反应

10、:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0,反应过程如图所示,下列说 法正确的是 ( ),【考点突破】,热点1:化学反应速率的计算及比较,A.t1 min时正、逆反应速率相等,B.X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系,C.08 min,H2的平均反应速率v(H2)= molL-1min-1,D.1012 min,N2的平均反应速率v(N2)=0.25 molL-1min-1,【解析】t1 min时,只是X和Y的物质的量相等,没有达到平衡状态, 说明正、逆反应速率不相等;根据图像,Y表示H2的物质的量随时 间的变化关系;X表示NH3的物质的量随时间的变化关系;08 min, H2的平

11、均反应速率v(H2)= molL-1min-1;1012 min,N2的平均反应 速率v(N2)=0.0025 molL-1min-1。,【答案】B,1.化学反应速率的简单计算,(1)根据概念推算,v(B)=,单位:molL-1s-1或molL-1min-1等。,(2)根据化学计量数求算,在同一条件下的同一化学反应中,各物质的反应速率之比等于其化 学方程式中的化学计量数之比。,【规律方法技巧】,2.化学反应速率的大小比较,利用化学反应速率比较反应进行的快慢,不能只看反应速率的数值 大小,要注意以下两个换算:,(1)用同一物质的反应速率比较反应快慢时,必须要换算为速率单位 一致再进行比较。,(2

12、)用不同物质的反应速率比较反应进行的快慢时,除要保证单位一 致外,还要根据反应速率之比等于化学计量数之比,换算为同一物质 的速率后再比较。,【特别提醒】对于某些反应,随着反应时间的延长,反应物浓度减小, 反应速率也随之减小。,化氢作用生成三氯氢硅,用精馏方法将SiHCl3提纯后再用H2还原得到高纯硅。已知:SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g) H=-46 kJmol-1。在某温度下,将一定量的反应物通入密闭容器中进行上述反应,下列叙述中正确的是 ( ),A.该反应为放热反应,升高温度反应速率减慢,B.若反应开始时SiHCl3和H2均为2 mol,则充分反应后放出92 kJ

13、热量,C.若反应进行t min时HCl的浓度为c molL-1,则t min内v(H2)= molL-1min-1,D.当反应放热为4.6 kJ时,生成的HCl全部通入100 mL 3 molL-1氨水 中,所得溶液呈中性,【演练1】工业上粗硅可通过下列方法转变为纯硅:首先将粗硅与氯,错误;由题中所述“粗硅与氯化氢作用生成三氯氢硅”可判断该 反应为可逆反应,在一定条件下进行将达到化学平衡状态,B项错 误;若反应进行t min时HCl的浓度为c molL-1,则t min内v(HCl)= molL-1min-1,故v(H2)= molL-1min-1,C项正确;当反应放热为4.6 kJ 时,生成

14、的HCl为0.3 mol,0.3 mol HCl全部通入100 mL 3 molL-1氨水 中,恰好完全反应生成NH4Cl溶液,NH4Cl水解使溶液呈酸性,D项错 误。,【答案】C,【解析】升高温度,放热反应和吸热反应的反应速率都加快,A项,火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为N2O4(g) 2NO2(g)。已知一定温度下,该反应的焓变为H。现将1 mol N2O4 充 入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是 ( ),热点2:判断反应达到平衡状态的方法,反应的进行,气体总的物质的量不断增加,容器的体积增大,故密度 变小,当密度不变时,可说明化学反应达到平衡状态;B图,H作为反

15、 应热,只与这个化学方程式有关,是一个不变量,它不会随着反应 “量”的变化而变化,不可说明化学反应达到平衡状态;C图,随着 反应的进行,NO2的物质的量逐渐增大,当它不变时,可以说明化学 反应达到平衡状态;D图,当NO2的转化率不变时,说明v(正)=v(逆), 可以说明化学反应达到平衡状态。,【答案】B,【解析】作为化学平衡状态的标志,须由原来的“变量”变到 “不变量”,方可说明该反应达到平衡。A图,在恒压条件下,随着,1.化学平衡的标志,(1)直接标志,v(正)=v(逆),各组分的m、n不变(单一量),各组分的浓度(或百分含量)不变,(2)间接标志,通过总量:对n0的反应,n(或恒温、恒压下

16、的V,恒温、恒容下 的p)不变。,【规律方法技巧】,(3)利用Q值可判断某状态是否处于平衡状态,某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)的平衡常数为K, 该可逆反应在任意状态下,反应物和生成物的浓度之间的关系用Q 表示如下:Q= 。,当Q=K时,v(正)=v(逆),反应处于平衡状态;,当Qv(逆),反应向正方向进行;,当QK时,v(正)v(逆),反应向逆方向进行。,通过复合量: ( )、( ),需具体分析关系式中上下两项的变化。,其他:如平衡体系颜色等(实际上是有色物质的浓度)。,2.常见化学平衡标志判断一览表,(续表),【演练2】用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能 大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相