6化學(xué)反應(yīng)速率和等效平衡

1、【專題目標(biāo)】1 了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法，理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速 率的影響。2 .了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性，理解化學(xué)平衡的特征，了解化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率之間的內(nèi)在聯(lián)系。3 理解濃度、壓強(qiáng)和溫度等條件對化學(xué)平衡的影響，理解平衡移動原理的涵義。4 學(xué)會應(yīng)用建立等效平衡的思維方式解決化學(xué)平衡中的常見問題?！窘?jīng)典題型】題型I:根據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比，計算反應(yīng)速率【例題】反應(yīng) 4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H20(g)在 10L 密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì) 的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)的平均速率v(X)(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表

2、示 為( )A.V(NH3)0.010mol/(L s)B.V(02)0.001mol/(L s)C.V(NO) 0.001mol/(L s)D.V(H2O) 0.045 mol/(L s)【點(diǎn)撥】用生成物 H2O 來表示反應(yīng)的平均速率：0.45 mol 10 Lv(H2O)0.0015mol/(L s)30s根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于它們的化學(xué)計量數(shù)之比，可求得V(NH3)0.001mol/(L s)V(O2)0.00125mol/(L s)V(NO) 0.001 mol/(L s)所以正確答案是 Co【規(guī)律總結(jié)】遇到這一類題目，一定要充分利用化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于它們的化 學(xué)

3、計量數(shù)之比這一規(guī)律進(jìn)行計算。題型n：以圖象形式給出條件，計算反應(yīng)速率【例題】某溫度時，在 2L 容器中，X、Y、Z 三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析：該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _ 。反應(yīng)開始至 2min，用 Z 表示的平均反應(yīng)速率為_ 。專題 6化學(xué)反應(yīng)速率和等效平衡【點(diǎn)撥】由圖可知，X、Y 的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而減小，Z 的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而增大,則 X 和 Y 為反應(yīng)物，Z 為生成物。n(X) I.Omol 0.7 mol 0.3 moln(Y) 1.0 mol 0.9mol 0.1 mol反應(yīng)方程式為：3X+Y = 2Z。題型川：根據(jù)已知的濃度、溫度等條件，比

4、較反應(yīng)速率的大小【例題】把下列四種 X 溶液分別加入四個盛有 10mL 2mol/L 鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時,X 和鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)最快的是()A . 10C20mL 3mol/L 的 X 溶液B.20C30mL 2mol/L 的 X 溶液C.20C10mL 4mol/L 的 X 溶液D.10C10mL 2mol/L 的 X 溶液【點(diǎn)撥】在化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)其它條件不變時，濃度越大，反應(yīng)速率越快；溫度越高，反應(yīng)速率越 快。在本題中要綜合考慮濃度和溫度的影響。先比較濃度的大小，這里的濃度應(yīng)該是混合以后的 濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸的濃度相等，因此只要比較 X 的濃度，

5、X 濃度越大，反應(yīng)速率越 快。因?yàn)榉磻?yīng)后溶液的體積均為50mL,所以 X 的物質(zhì)的量最大，濃度就最大。通過觀察可知，混合后 A、B 選項中 X 的濃度相等，且最大，但 B 中溫度更高，因此 B 的反應(yīng)速率最快。本題若沒有看清楚題目實(shí)質(zhì)，僅僅從選項的表面看 X 濃度的大小及反應(yīng)溫度的高低來判斷反應(yīng)速率的快慢，則會錯選 C。題型W:般可逆反應(yīng)在恒溫、恒容條件下建立等效平衡【例題】在一個體積固定的密閉容器中加入2 mol A 和 1 mol B，發(fā)生反應(yīng)：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g),達(dá)到平衡時 C 的濃度為 a mol L_1若維持容器體積和溫度 不變，按下列四種配比作為起始

6、物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C 的濃度仍為 a mol L一1的是()A . 4molA + 2molBB.2molA + 1molB + 3molC + 1molDC.3molC + 1molD + 1molBn(Z)0.2 mol 0mol 0.2 molv(Z)0.2 mol 2L2 min0.05mol/(L min)nrTK-l060504D.3molC + 1molD【點(diǎn)撥】等效平衡的含義：在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，只是起始加入情況不同的同 一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均相同，這樣 的化學(xué)平衡互稱等效平衡。對于一般可逆反應(yīng)，在恒溫恒容條件

7、下，只改變起始加入的情況，只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué) 計量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效。假設(shè) 2 mol A 和 1 mol B 能夠完全反應(yīng)，則應(yīng)生成 3molC + ImolD ,所以如果維持容器體積和 溫度不變，開始時向容器中加入3molC + ImolD，達(dá)到平衡時，與原平衡是等效平衡，則C 的濃度仍為 a mol L1。所以正確答案為 D。題型V:反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)在恒溫、恒容條件下建立等效平衡【例題】可逆反應(yīng) A(g) + B(g)=2C(g)在固定容積的容器中進(jìn)行，如果向容器中充入1mol A和 1mol B，在某溫度下達(dá)到平衡時

8、， C 的體積分?jǐn)?shù)為 m% ;若向容器中充入 1mol C，在同樣的溫 度下達(dá)到平衡時，C 的體積分?jǐn)?shù)為 n%,則 m 和 n 的關(guān)系正確的是()A . mnB. m 4m)【點(diǎn)撥】對于一般的可逆反應(yīng)，在恒溫恒壓條件下，只要按化學(xué)計量數(shù)換算成平衡式左右兩邊同 一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后，與原平衡等效。1因?yàn)閺念}干可知n(N2):n(H2): n(NH3)平衡=1 :4 :a，所以狀態(tài)下n(N2):n(H2)：n(NH3)平衡=1.5 : 6 : 1.5a。2起始狀態(tài)時，有 1mol NH3,則相當(dāng)于起始時有 N2和 H2分別為 0.5mol 和 1.5mol,按 n(N2)

9、: n(H2) :n(NH3)平衡=1 : 4 : a,可得狀態(tài)時 n(N2) : n(H2) : n(NH3)平衡=0.5 : 2 : 0.5a,所以原有 N2和 出分別為 0和 0.5mol。x3x3設(shè)起始時n(NH3)為 x mol，則相當(dāng)于 N2和 H2總量分別為(m+ )mol 和(g+) mol,22x3x則(m ):(g+) = 1 : 4,即可得 x= 2(g- 4m)22設(shè)為 n(NH3)平衡y mol，可得：題型四：通過建立等效平衡的中間狀態(tài)，比較反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的大小以及平衡時某物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)、 濃度的大小【例題】體積相同的甲、乙兩個容器中，分別充有等物質(zhì)的量的 SO2和 02

10、,在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2+ O2=2SO3并達(dá)到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容 器中 S02的轉(zhuǎn)化率為 P%，則乙容器中 S02的轉(zhuǎn)化率為（）A .等于 p% B .大于 p% C.小于 p% D.無法判斷【點(diǎn)撥】根據(jù)題意，甲、乙兩容器可設(shè)為如圖所示裝置。2SO2+ O2=2SO3是一氣體總物質(zhì)的量減少的反應(yīng)。甲容器保持體積不變，壓強(qiáng)變小；乙 容器保持壓強(qiáng)不變， 體積減小，達(dá)到平衡狀態(tài)時轉(zhuǎn)化為狀態(tài)丙。假設(shè)乙中的活塞不移動， 由于甲、乙兩個容器的體積、溫度相同，達(dá)到平衡時甲、乙兩容器中存在的平衡是等效平衡，其中SO2的轉(zhuǎn)化率也相等。對于乙和丙兩個狀態(tài)，乙

11、中壓強(qiáng)小于丙中壓強(qiáng)， 因此丙中 SO2轉(zhuǎn)化率大于乙中 SO2轉(zhuǎn)化率。由此可以判斷出丙中 SO2的轉(zhuǎn)化率也大于甲中 SO2的轉(zhuǎn)化率。所以正確答案為B?！疽?guī)律總結(jié)】對于氣體參加的可逆反應(yīng)，在溫度恒定的條件下，涉及體積與壓強(qiáng)以及平衡移動有 關(guān)判斷的問題時，可設(shè)計一些等效平衡的中間狀態(tài)來進(jìn)行求解。這樣能降低思維難度，具有變難 為易、變抽象為直觀的作用?！纠}】在相同溫度下，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1g N2和 1g H2,乙容器中充入 2g N2和 2g 出。下列敘述中，正確的錯誤的是（）A .化學(xué)反應(yīng)速率：乙甲B .平衡后 N2的濃度：乙甲C. H2的轉(zhuǎn)化率：乙甲D 平衡混合氣中 H2

12、的體積分?jǐn)?shù)：乙甲【點(diǎn)撥】因?yàn)橐业脑贤度肓空檬羌椎膬杀叮僭O(shè)開始時乙的容器體積也是甲的兩倍（如圖所示），則此時甲與乙是等效平衡。 再將乙容器體積壓縮至與甲相等（如圖中丙），在此過程中平衡：N2+ 3H22NH3要向正反應(yīng)方向移動，即 N2、H2的轉(zhuǎn)化率增大，在體系中的體積分?jǐn)?shù)減小。但此時，丙中 N2、H2、NH3的濃度都比甲中大，但丙中 N2、H2的濃度要小于甲中的兩倍，而丙 中 NH3的濃度的濃度要大于甲中的兩倍。【隨堂作業(yè)】1 .反應(yīng) 4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后 NO 的物質(zhì)的 量增加了 0.3mol，則此反應(yīng)的平均速率v

13、為4 : a=(g+32X)2y,即:y=( g 3m) a。=4NO(g)+6H20(g)，若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)mol/(L min)表示則下列關(guān)系正確的是45A.- v(NH3) v(O2)B .- v(O2)5624C. v(NH3) v(H2O)D.-v(O2)353某溫度下，濃度都是1mol/L 的兩種氣體 X2和丫2,在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z,達(dá)到平衡后 c(X2)為 0.4mol/L , c(Y2)為 0.8mol/L，生成 Z 為 0.4mol/L，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A . X2+ 2Y2=2XY2B . 2X2+ Y2=2X

14、2YC. 3X2+ Y2=2X3YD . X2+ 3Y2=2XY34.把下列四種 X 溶液分別加入四個盛有10mL 2mol/L 鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到 20mL，此時X 與鹽酸和緩地進(jìn)行反應(yīng)。其中反應(yīng)速率最大的是A . 20mL 3mol/L 的 X 溶液B . 20mL 2mol/L 的 X 溶液C . 10mL 4mol/L 的 X 溶液D . 10mL 2mol/L 的 X 溶液5 .將固體 NH4Br 置于密閉容器中，在某溫度下，發(fā)生下列可逆反應(yīng)：NH4Br(s)NH3(g) + HBr(g)2HBr(g)Br2(g) + H2(g)2min 后，測得 c(H2) = 0.5mo

15、l/L , c(HBr) = 4mol/L，若上述反應(yīng)速率用v(NH3)表示，下列反應(yīng)速 率正確的是A . 0.5mol/(L min)B . 2.5 mol/(L min)C . 2 mol/(L min)D . 5 mol/(L min)6.在一定溫度下的固定容積的密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再變化時，表明反應(yīng)：A(s) + 2B(g)C(g) + D(g)已達(dá)平衡的是A .混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度C . B 的物質(zhì)的量濃度D .氣體的總物質(zhì)的量7.把 3mol A 和 2.5mol B 混合于 2L 密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g) + B(g)xC(g) + 2D(g)5min

16、后反應(yīng)達(dá)到平衡，容器內(nèi)壓強(qiáng)變小，測得D 的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L min)，下列結(jié)論錯誤的是A . A 的平均反應(yīng)速率為 0.1mol/(L min)B. 平衡時，C 的濃度為 0.125mol/LC. 平衡時，B 的轉(zhuǎn)化率為 20%D.平衡時，容器內(nèi)壓強(qiáng)為原來的0.8 倍8 .可逆反應(yīng)：3A(g)3B(?) + C(?); H0，隨著溫度升高，氣體平均相對分子質(zhì)量有變小的趨勢，則下列判斷正確的是A . B 和 C 可能都是固體B . B 和 C 一定都是氣體A.v(O2)0.01mol/(L s)B.v(NO) 0.008mol/(L s)C.v(H2O) 0.002mol/(L

17、s)D .V(NH3)0.002mol/(L s)2 .已知：4NH3(g)+5O2(g)v(H2O)v(NO)C.若 C 固體，則 B 一定是氣體D . B 和 C 可能都是氣體9.如圖所示，反應(yīng) X(g) + 3Y (g)2Z(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，在不同溫度、不同壓強(qiáng)(p1p2)下，達(dá)到平衡時，混合氣體中Z 的體積分?jǐn)?shù)(Z)隨溫度變化的曲線應(yīng)為10 在一密閉容器中，aA(g)bB(g)達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將容器體積增大一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時，B 的濃度是原來的 60%，則A .平衡向正反應(yīng)方向移動了B .物質(zhì) A 的轉(zhuǎn)化率減小了C. 物質(zhì) B 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大了D. ab11.在

18、溫度不變下，在恒壓容器a 與恒容容器 b 中，分別充入體積比為1 : 3 的 N2和 H2。若開始時兩容器的體積相等，且在相同條件下達(dá)到平衡時，兩容器中N2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)當(dāng)是A . a 中大B. b 中大C. a、b 中一樣大D .無法判斷12.恒溫條件下，將 NO2裝入帶活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2(g) =N2O4(g)達(dá)到平衡后,慢慢壓縮氣體體積，下列敘述正確的是A 若體積減小一半，則壓強(qiáng)為原來的兩倍B 平衡向右移動，混合氣體顏色一定會變淺C.若體積減小一半，壓強(qiáng)增大，但小于原來的兩倍D .平衡向右移動，混合氣體密度增大13 .在一定溫度下，容器中加入CO 和 H2O(g)各 1mol，

19、發(fā)生反應(yīng)：CO + H2O=CO2+ H2，達(dá)到平衡時生成 0.7mol 的 CO2,若其他條件不變， 一開始就加入 4mol H2O(g)，則達(dá)到平衡可能生成的 CO2是A . 0.6molB. 0.95molC. 1molD. 1.5mol14 .可逆反應(yīng) A(g) + B=C(g) + D 達(dá)到平衡時，下列說法不正確的是A.若增大 A 的濃度，平衡體系顏色加深，D 不一定是有顏色的氣體B .增大壓強(qiáng)，平衡不移動，說明B、D 必定是氣體C. 升高溫度，C 的百分含量減少，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)D. 若 B 是氣體，增大 A 的濃度會使 B 的轉(zhuǎn)化率增大15 .在一密閉容器中充入 1mol N

20、O2,建立如下平衡：2NO2=N2O4,此時 NO2的轉(zhuǎn)化率為 x%,在其他不變的情況下，再充入1mol NO2，待新平衡建立時測得 NO2的轉(zhuǎn)化率為 y%,則下列大小關(guān)系正確的是A . xyB . x= yC . xN B . MN C . MN D .無法確定18.在四個同樣密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g) + 3B(g) =2C(g)，在同一時間內(nèi)測得容器內(nèi)的反應(yīng)速率：甲為：v(A) = 3 mol/(L - min);乙為v(B) = 4.5 mol/(L min);丙為v(C) = 4 mol/(L min);丁為v(A) = 0.75mol/(L s)。若其它條件相同，溫度不同，則溫度

21、由低到高的順序是19 .取 a molA 和 b molB 置于 V L 容器內(nèi)，發(fā)生反應(yīng) aA(g) + bB(g) = cC(g) + dD(g)。1min 末，測 得容器內(nèi) A 的物質(zhì)的量濃度為 x mol/L ,這時 B 的物質(zhì)的量濃度為 _ mol/L , C 的物質(zhì)的量濃度為_ mol/L。這段時間內(nèi)反應(yīng)的速率若以物質(zhì)A 的物質(zhì)的量濃度的變化來表示，應(yīng)為_ mol/(L min)。20.一定溫度下，在一個固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng)：A(g) + 2B(g)C(g)達(dá)到平衡時，c(A) = 2mol L-1,c(B) = 7mol L-1,c(C) = 3mol L-1。試確定

22、B 的起始濃度c(B)的 取值范圍是 _ ;若往容器中繼續(xù)注入一定量的氦氣(不參加反應(yīng))，足夠長的時間后，體系中 B 的物質(zhì)的量濃度 _(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，混合氣體的密度_ 。21.在一定條件下，x A + y B z C 的反應(yīng)達(dá)到平衡。(1)已知 A、B、C 都是氣體，在減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動，則x、y、z 之間的關(guān)系是(2) 已知 C 是氣體，且 x+ y=乙在增大壓強(qiáng)時，如果平衡發(fā)生移動，則平衡一定向 _移動；(3)已知 B、C 是氣體，當(dāng)其他條件不變，增大 A 的物質(zhì)的量時，平衡不發(fā)生移動，則A 是_ 態(tài)物質(zhì)。(4)_ 若加熱后 C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，則正反應(yīng)是_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。22.發(fā)生反應(yīng)：2SO2+ O2=2SO3,當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，就達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變，令a、b、c 分別代表起始的 SO2、O2和 SO3的物質(zhì)的量，如果 a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保持達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的 體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時完全相同。試填寫下列空白：(1)_若 a= 0