化学反应速率和化学平衡

专一 化学反应速率 【考点梳理】 化学反应速率的概念：单位时间内反应物浓度减少量或生成物浓度的增加量 化学反应速率的表示方法： ①对于同一个化学反应，在同一时间段内，化学反应速率弱用不同物质表示，数值会因化学方程式中的化学计量数的不同而不同，但实质是相同的； ②对于同一个化学反应，要比较其在不同时间段内化学反应进行的快慢，必须将化学反应速率转化成同一种物质后再进行比较； ③比较化学反应速率大小时，必须使化学反应速率的单位一致； ④化学反应速率是一段时间内的平均速率，且均取正值。 影响化学反应速率的因素 【典例精析】 1、将 4mol A气体和2mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）＋B（g） 2C（g）若经 2 s（秒）后测得C的浓度为0.6 mol•L－1 ，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为 0.3 mol•L－1•s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为 0.6 mol•L－1•s－1 ③2s 时物质 A 的转化率为70％ ④2s 时物质 B 的浓度为0.7 mol•L－1 其中正确的是 （ ） A、①③ B、①④ C、②③ D、③④ 2、硫代硫酸钠（Na2S2O3）与稀H2SO4溶液时发生如下反应：Na2S2O3+ H2SO4=Na2 SO4+SO2+S↓+H2O 下列反应速率最大的是 （    ） A、0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL，加水5mL，反应温度10℃ B、0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL，加水10mL，反应温度10℃ C、0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL，加水10mL，反应温度30℃ D、0.2mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL，加水10mL，反应温度30℃ 3、CaCO3与稀盐酸反应（放热反应）生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论不正确的是 （ ） A、反应开始2 min内平均反应速率最大 B、反应速率先增大后减小 C、反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大 D、反应在第2 min到第4 min内生成CO2的平均反应速率为前2 min的2倍 4、化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物尝试随反应时间变化如右图所示，计算反应4—8 min间的平均反应速率和推测反应16min 反应物的浓度，结果应是 （ ） A、2.5μmol/L·min和2.0μmol/L B、2.5μmol/L·min和2.5μmol/L C、3.0μmol/L·min和3.0μmol/L D、3.0μmol/L·min和3.0μmol/L 5、在2L密闭容器中，发生3A(气)+B(气)＝2C(气)的反应，若最初加入A和B都是4mol，A 的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10秒钟后容器中B的物质的量为 （ ） A、2.8mol　　　　 B、1.6mol　　　　 C、3.2mol　　　　　 D、3.6mol 6、对A+3B＝2C+2D来说，下列四种不同情况下的反应速率最快的是 ( ) A、υ(A)= 0.3 mol/(L·min) B、υ(B)= 0.8 mol/(L·min) C、υ(C)= 0.5 mol/(L·min) D、υ(D)= 0.8 mol/(L·min) 7、4NH3+5O24NO+6H2O反应在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO物质的量增加了0.3mol，则此反应的反应速率为 （ ） A、υ(O2)=0.01mol/(L·s)　　　 B、υ(NH3)=0.001mol/(L·s) C、υ(H2O)=0.008mol/(L·s)　　 D、υ(NO)=0.008mol/(L·s) 8、下列体系加压后，对化学反应速率没有影响的是 （ ） A、2SO2+O22SO3　　　 B、CO+H2O(气)CO2+H2 C、CO2+H2OH2CO3　　　 D、OH-+H+＝H2O 9、在密闭容器中进行反应：2A＋3B2C。开始时C的浓度为a mol/L，2min后C浓度变为2a mol/L，A和B的浓度均变为原来的1/2，则下列说法中错误的是（ ） A、用B表示的反应速率是0.75a mol/(L·min) B、反应开始时，c(B)＝3a mol/L C、反应2min后，c(A)＝0.5a mol/L D、反应2min后，c(B)＝1.5a mol/L 10、（2011天津）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是 A、反应在c点达到平衡状态 B、反应物浓度：a点小于b点 C、反应物的总能量低于生成物的总能量 D、△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 专题二 化学平衡 化学反应进行的方向 【考点梳理】 化学平衡的特征：“逆、动、等、定、同、变” 化学平衡状态的标志： （1）速率标志：v正=v逆 （2）从体系内各成分含量：各成分的含量在达到平衡后保持不变。 （3）压强标志：对于前后气体分子数不相等的可逆反应，当压强保持不变，说明达到平衡；若前后气体分子数相等的可逆反应，当压力保持不变时，反应不一定达到平衡。 影响化学平衡的因素 条件的改变（其他条件不变） 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动（向右移动） 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动（向左移动） 压强（对有气体存在的反应） 增大压强 向气体总体积减少的方向移动 减小压强 向气体总体积增加的方向移动 温度 升高温度 向吸热方向移动 降低温度 向放热方向移动 小结 改变外界条件 向减弱这种改变的方向移动 勒夏特列原理（平衡移动原理） 已达到平衡的可逆反应，如果改变影响化学平衡的条件之一（如温度、压强等），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动（是减弱，不是抵消）。 等效平衡及其判断 化学平衡状态的建立与条件有关，与途径无关。建立平衡状态通常有4条途径：正向建立、逆向建立、从中间某状态建立、反应物分批加入。 对不同的起始状态，通常假定反应沿某一方向进行到底，将所得物质的量与标准状态比较。 化学平衡常数K （1）K只受温度的影响，与反应物或生成物浓度无关。 （2）K的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度就越大。 （3）若用任意状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值（用Q表示）与K比较，可判断可逆反应进行的方向。当Q=K，达到平衡；Q＞K，平衡逆向移动；Q＜K，平衡正向移动。 （4）利用K可判断反应的热效应。若升高温度，K值增加；则正反应为吸热反应，反之亦然。 化学反应进行的方向 △G=△H—T△S （其中△G为吉布斯自由能；△S为熵变） △G＞0，反应不自发进行；△G＜0，反应自发进行 【典例精析】 1、下列哪种说法可以证明反应N2 + 3H2 2NH3已达到平衡状态（ ） A、1个N≡ N 键断裂的同时，有3个H - N键形成 B、1个N≡ N断裂的同时，有3个H - N键断裂 C、1个N≡ N断裂的同时，有6个H - N键断裂 D、1个N≡ N键断裂的同时，有6个H - N键形成 2、能够充分说明在恒温恒容下的密闭容器中，反应2SO2+O22SO3已达平衡状态的标志是 A、容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2：1：2 B、SO2 和SO3的物质的量浓度相等 C、反应容器内压强不随时间变化而变化 D、单位时间内生成2molSO3 时，即生成1molO2 3、对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为 A、Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体 B、Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体 C、X、Y、Z、W皆非气体 D、X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体 4、已知可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H=－92.4kJ·mol-1，下列各图表示上述可逆反应建立平衡的过程及改变某一条件后建立起新的平衡过程的曲线： （1）加入稀有气体后的平衡图为________________________。 （2）降低温度后的平衡图为________________________。 （3）体系加压后的平衡图为________________________。 （4）升高温度后的平衡图为________________________。 （5）减小生成物浓度后的平衡图为________________________。 （6）加入催化剂后的平衡图为________________________。 5、气态可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，符合下图，试用“＞”或“＜”填(1)～(3)题． (1)温度T1 T2． (2)压强p1 p2． (3)m＋n p＋q． (4)正反应为 反应(填“放热”或“吸热”)． 6、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g)C(g) (1)若开始时放入1molA+1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为______mol。高考资源网 (2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为_________mol。 (3)若开始时放入xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别为ymol和3amol，则x=_____mol，y=_____mol。平衡时，B的物质的量 （选填一个编号）。 (甲)大于2mol (乙)等于2mol (丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol (4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是____。 7、在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g)，达到平衡时C的浓度为cmol/L，若维持容器的容积和温度不变，按下列4种配比作为起始物质，达到平衡时C的浓度仍为cmol/L的是 （ ） A、4molA+2molB B、1molA+0.5molB+1.5molC+1molD C、2molC+1molD+1molB D、3molC+1molD 8、（2010江苏卷）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知 △H=-92.4kJ·mol-1） 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 4mol NH3 NH3的浓度（mol·L-1） c1 c2 c3 反应的能量变化 放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ 体系压强（Pa） p1 p2 p3 反应物转化率 下列说法正确的是 A、 B、 C、 D、 9、在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，实施下列措施的变化过程中与平衡移动无关的是（ ） A. 不断将氨分离出来 B. 使用催化剂 C. 采用500℃左右的高温 D. 采用2×107～5×107Pa的压强 10、在密闭容器中发生反应：aX（g）+bY（g）cZ（g）+dW（g），反应达到平衡后，保持温度不变，将气体体积压缩到原来的1/2，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡的1.8倍。下列叙述中不正确的是 A. 平衡向逆反应方向移动 B. a + b > c + d C. Z的体积分数增大 D. X的转化率下降 11、可用来表示可逆反应：2A（g）＋B（g）2C（g）ΔH＜0的正确图象是下图中的（ ） 12、（2011安徽高考9）电镀废液中Cr2O72－可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)： Cr2O72－（aq）+2Pb2＋（aq）+H2O（l）2 PbCrO4（s）+2H＋（aq） ΔH< 0 该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是 13、（2011重庆） 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图10 的是 A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)； △H＜0 B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)； △H＞0 C．CH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)＋H2O(g)； △H＞0 D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2 C6H5CH=CH2(g)＋2H2O(g)； △H＜0 14、（2011四川）可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g) 、②2M（g）N（g）+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示： 下列判断正确的是 A. 反应①的正反应是吸热反应 B. 达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15 C. 达平衡（I）时，X的转化率为 D. 在平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数相等 15、(2011全国II)反应aA(g)+bB(g) cC(g)（ΔH＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示： 回答问题： (1） 反应的化学方程式中，a:b:c为_____________; (2）A的平均反应速率vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为_________； (3）B的平衡转化率αI(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是_____,其值是__________; (4） 由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是________________,采取的措施是____________; (5） 比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2 T3(填“>”“<”“=”），判断的理由是_________________________________________; (6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。 16、（2011山东）研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。 （1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 。利用反应6NO2＋ 8NH37N5＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是 L。 （2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH=-196.6 kJ·mol-1 2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH=-113.0 kJ·mol-1 则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH= kJ·mol-1。 一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡 状态的是 。 a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变 c．SO3和NO的体积比保持不变 d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2 测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K＝ 。 （3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 。 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 5.0 10.0 15.0 20.0 0.0 5.0 10.0 15.0 0.0 10.0 15.0 浓度/(mol·L－1) B A C 3.00 2.00 1.00 1.86 0.76 0.62 1.50 1.00 0.50 时间/min I Ⅱ Ⅲ 0.0 5.0 10.0 0.0 5.0 10.0 1.0 2.0 Ⅲ Ⅳ 时间/min 浓度/mol·L－1 B A C 1 _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567897.unknown _1234567898.unknown _1234567899.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.bin _1234567892.unknown _1234567890.doc