化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡專題復(fù)習(xí)

1、化學(xué)反響速率與化學(xué)平衡專題復(fù)習(xí)一、考綱分析 1. 考綱原文 1了解化學(xué)反響速率的概念及反響速率的表示方法。理解外界條件濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對反響速率的影響。 2了解化學(xué)反響的可逆性。理解化學(xué)平衡的含義及其與反響速率之間的聯(lián)系。 3理解勒夏特列原理的含義。理解濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件對化學(xué)平衡移動的影響。 4以合成氨工業(yè)生產(chǎn)為例，用化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)理解工業(yè)生產(chǎn)的條件。 2. 考情分析 化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡是近年來高考化學(xué)反響理論模塊的重點(diǎn)內(nèi)容之一，主要涉及反響方向、反響速率快慢以及反響程度等方面的判斷。分析近

2、年的高考試題，有以下幾方面的特點(diǎn)：選擇題一般會從平衡狀態(tài)和平衡移動、物質(zhì)轉(zhuǎn)化率和濃度變化、平衡體系密度和相對分子質(zhì)量的變化等方面考查，也常結(jié)合圖像考查根據(jù)圖像獲取數(shù)據(jù)分析、解決問題的能力等。而新課標(biāo)中的化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)反響方向的判斷這些內(nèi)容正成為本專題高考命題的新熱點(diǎn)。 3. 復(fù)習(xí)指導(dǎo) 1準(zhǔn)確了解、掌握有關(guān)概念，學(xué)會從概念相關(guān)的定義出發(fā)思考、分析問題。如氣體壓強(qiáng)對平衡移動的影響，必須通過濃度的變化來分析、思考，即只有濃度變化時(shí)，壓強(qiáng)變化才對平衡移動有效。 2要準(zhǔn)確理解圖表所表示的含義，也能通過圖表獲取關(guān)鍵信息，并用于分析與解決問題。同時(shí)，要會用文字、圖表等方式進(jìn)

3、行清晰、準(zhǔn)確地表述。 3要善于歸納、整理影響物質(zhì)變化的關(guān)鍵變量，并能運(yùn)用這些變量找出其變化規(guī)律，然后再用圖、表或文字的方式將這些規(guī)律進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)。 4學(xué)會一些常規(guī)的方法，對反響體系進(jìn)行分析、判斷，如典型的三步計(jì)算分析法、等效平衡分析法、平衡常數(shù)計(jì)算法等，這些都是解決化學(xué)反響速率與化學(xué)平衡相關(guān)問題的重要方法。 二、考點(diǎn)例析 【例題1】煤制成天然氣是煤氣化的一種重要方法。其工藝核心是合成過程中的甲烷化，涉及的主要反響： CO(g) + 3H2(g)  CH4(g) + H2O(g)     

4、; H0    CO2(g) + 4H2(g)  CH4(g) + 2H2O(g)    H0     現(xiàn)在300，容積為2L的密閉容器中進(jìn)行有關(guān)合成天然氣的實(shí)驗(yàn)，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下：  CO/ molCO2/ molH2/ molCH4/ molH2O/ mol0 min43400030 min22a370 min1bcd6 以下有關(guān)說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A. a = 30，b = 1.5     &

5、#160;      B. c = 25，d = 4.5    C. 前30 min內(nèi)，反響的平均反響速率v(CH4) = 0.05 mol/(L·min)  D. 后40 min內(nèi)，反響的平均反響速率v(H2) = 0.025 mol/(L·min) 【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在前30 min內(nèi)，反響消耗了2 mol CO，同時(shí)消耗H2的物質(zhì)的量是消耗CO的3倍，即6 mol，而反響消耗了1 mol CO2，同時(shí)消耗H2的物質(zhì)的量是消耗CO2的2倍，即4 m

6、ol，共消耗H2 10 mol，那么a = 30；到70 min時(shí)，H2O為6 mol，反響消耗的CO為3 mol，由反響生成的H2O為3 mol，那么由應(yīng)生成的H2O也為3 mol，同時(shí)消耗的CO2為1.5 mol，那么不難得出b = 1.5，c = 25，d = 4.5。前30 min內(nèi)由反響生成的CH4為2 mol,濃度該變量為 1 mol/L，對應(yīng)的反響速率v(CH4) 約為 0.033 mol/(L·min)；后40 min內(nèi)由反響消耗的H2為2 mol，濃度改變量為1 mol/L，對應(yīng)的反響速率 v(H2)為0.025 mol/(L·min)。 答案：

7、C 【點(diǎn)撥】化學(xué)反響速率是表示反響進(jìn)行快慢的物理量，它用單位時(shí)間內(nèi)反響物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，單位有mol/(L·h)、mol/(L·min)、mol/(L·s)等。計(jì)算公式如下：式中B是物質(zhì)的化學(xué)式，c(B)表示物質(zhì)B濃度的變化，n(B)表示物質(zhì)B的物質(zhì)的量的變化，V表示容器或溶液的體積，t表示反響進(jìn)行的時(shí)間。用上式進(jìn)行進(jìn)行某物質(zhì)反響速率計(jì)算時(shí)需注意以下幾點(diǎn)： 1濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不適用于固體和純液體。 2化學(xué)反響速率是某段時(shí)間內(nèi)的平均速率，而不是即時(shí)速率，且計(jì)算時(shí)取正值。 3同一反響用不同

8、的物質(zhì)表示反響速率時(shí)，數(shù)值可能不同，但意義相同。不同物質(zhì)表示的反響速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 【例題2】在某溫度時(shí)，將2 mol A和 1 mol B兩種氣體通入容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生反響：2 A(g) + B(g)  xC(g)，2 min 時(shí)反響到達(dá)平衡狀態(tài)，經(jīng)測定B的物質(zhì)的量為 0.4 mol，C的反響速率為 0.45 mol/(L·min)。以下各項(xiàng)能表示該反響到達(dá)平衡的是 AvA正: vB逆 1 : 2           &

9、#160;                             B混合氣體的密度不再變化 C混合氣體的壓強(qiáng)不再變化                

10、  DA的轉(zhuǎn)化率不再變化 【解析】解答此題的關(guān)鍵是首先根據(jù)題給A、B起始的物質(zhì)的量、平衡B的物質(zhì)的量以及C的反響速率求得x3。2 A(g)  +  B(g)  xC(g)起始mol    2        1          0轉(zhuǎn)化mol   2a        a&

11、#160;         ax平衡mol  22a     1a        ax1 mol a 0.4 mol，a 0.6 mol，ax 2 min×2 L×0.45 mol/(L·min)，x3，2 A(g) + B(g)  3C(g)，是等氣體分子數(shù)反響。再判斷反響是否到達(dá)平衡?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v正v逆 同一物質(zhì)，因此需要把A項(xiàng)中原來的vA

12、正和vB逆換算成同一物質(zhì)表示形式，根據(jù)反響式vA正: vB逆1中化學(xué)計(jì)量系數(shù)知，假設(shè)vB逆2，那么vA逆4，由vA正 : v B逆 1 : 2，可知，vA正 1，故vA正 vA逆，A錯(cuò)；因?yàn)樵摲错懼懈魑镔|(zhì)都是氣體，其質(zhì)量不變，該容器又是恒容容器，所以混合氣體的密度始終不變，B錯(cuò)；該反響是等氣體分子數(shù)的反響，故氣體壓強(qiáng)不變；即壓強(qiáng)和密度不能作為本反響平衡判斷的標(biāo)志，C也錯(cuò)；當(dāng)轉(zhuǎn)化率不變時(shí)，說明該反響到達(dá)平衡狀態(tài)。答案：D 【點(diǎn)撥】關(guān)于平衡狀態(tài)的判斷，可以將各種情況轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)正、逆反響速率是否相等，或平衡體系中個(gè)物質(zhì)百分含量保持不變或濃度不變。判斷是否到達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志有： 

13、;1直接標(biāo)志：v正v逆 ，即用速率關(guān)系表示化學(xué)平衡狀態(tài)，式中既要有正反響速率，又要有逆反響速率，且兩者之比等于該反響中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變，各組分的濃度或百分含量不變； 2間接標(biāo)志：對于有氣體存在且反響前后氣體的總體積發(fā)生改變n(g) 0的反響，如N2(g) +3H2(g)2NH3(g)，通過總量：n總或恒溫恒壓下的V總、恒溫恒容下的p總不變，通過復(fù)合量：平均摩爾質(zhì)量、密度不變，那么說明該反響已達(dá)平衡狀態(tài)。對于有氣體存在且反響前后氣體的總體積不發(fā)生改變n(g) = 0的反響，如H2(g)+ I2(g)2HI(g)，反響過程中任何時(shí)刻體系的壓強(qiáng)、氣體的物質(zhì)的量、

14、平均摩爾質(zhì)量都不變，故壓強(qiáng)、氣體的物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量不變均不能說明反響已達(dá)平衡狀態(tài)。其它：對于有色氣體存在的反響體系，如H2(g)+ I2(g)2HI(g)和 2NO2(g)N2O4(g)等，假設(shè)體系的顏色不再發(fā)生改變，那么反響已達(dá)平衡狀態(tài)。 3微觀標(biāo)志：如N2(g) +3H2(g)2NH3(g)，以下各項(xiàng)均可說明該反響到達(dá)平衡狀態(tài)：斷裂1 mol NN鍵的同時(shí)生成1 mol NN鍵；斷裂1 mol NN鍵的同時(shí)生成3 mol HH鍵；斷裂1 mol NN鍵的同時(shí)生成6 mol NH鍵；生成1 mol NN鍵的同時(shí)斷裂6 mol NH鍵。 【例題3】在密閉容器中，發(fā)生以

15、下反響：3A(g) + B(g)  xC(g) 1密閉容器中充有2 mol A和一定量的B，當(dāng)反響進(jìn)行到4 min時(shí)，測得A為0.4 mol。假設(shè)反響進(jìn)行到2 min時(shí)，容器中A的物質(zhì)的量為A1.2 mol       B小于1.2 mol      C1.6 mol             D大于1.6 mol 2現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)容積相等

16、的恒容密閉容器，向甲中通入6 mol A和2 mol B，向乙中通入1.5 molA、0.5 mol B和3 mol C，控制溫度不變，使上述反響到達(dá)平衡，此時(shí)測得甲、乙兩容器中C的體積分?jǐn)?shù)都為0.2。 假設(shè)平衡時(shí)，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量相等，那么x _；假設(shè)平衡時(shí)甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量不相等，那么x _； 平衡時(shí)，甲、乙兩容器中A、B的物質(zhì)的量之比是否相等_填“相等或“不相等，平衡時(shí)甲中A的體積分?jǐn)?shù)為_； 假設(shè)平衡時(shí)兩容器中的壓強(qiáng)不相等，那么兩容器中的壓強(qiáng)之比為_。 【解析】1反響進(jìn)行到4 min時(shí)，測得A為0.4 mol，消耗了1.6 mol

17、。如果反響是勻速的，在2 min時(shí)，A 消耗了0.8 mol，實(shí)際上反響不是勻速的，開始時(shí)反響物的濃度大，反響速率較快，故消耗A的量大于0.8 mol。 2假設(shè)平衡時(shí)，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量相等，且C的體積分?jǐn)?shù)都為0.2。說明將乙中的C完全轉(zhuǎn)化為A和B，再分別加上A和B的原始量，得A的物質(zhì)的量等于6 mol，B的物質(zhì)的量等于2 mol，這樣可得x 2；假設(shè)平衡時(shí)，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量不相等，C的體積分?jǐn)?shù)也是為0.2，說明該反響一定是個(gè)等體積反響，所以x 4；因?yàn)榧住⒁抑蠥、B的起始的物質(zhì)的量之比為3 : 1，等于反響計(jì)量系數(shù)之比，所以不管反響程度如何，其比值均為3 : 1。

18、根據(jù)n(A) : n(B) 3 : 1，假設(shè)甲中A的體積分?jǐn)?shù)為3y，B的體積分?jǐn)?shù)為y，即3y + y + 0.2 1，y0.2，A的體積分?jǐn)?shù)為0.6。平衡時(shí)壓強(qiáng)不等，即平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不等，但是要求到達(dá)平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)都為0.2，根據(jù)的分析結(jié)果x 4，即反響就是一個(gè)等體積反響，故壓強(qiáng)比實(shí)際上就是氣體起始的物質(zhì)的量之比。 答案：1B  22   4   相等   0.6    8 : 5 【點(diǎn)撥】學(xué)會利用“建模思想建立“等效平衡，來解決平衡移動問題。方法如下：1構(gòu)建等溫、

19、等容平衡思想模式見圖示：新的平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。 2 構(gòu)建等溫、等壓平衡思想模式見圖示：新的平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加而成，壓強(qiáng)不變，平衡不移動。 【例題4】二甲醚是一種重要的清潔燃料，可以通過CH3OH分子間脫水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g) H = 23.5kJ·mol1。在T1，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時(shí)間變化如下圖。請答復(fù)以下問題：         

20、       1該條件下反響平衡常數(shù)表達(dá)式K_。在T1時(shí)，反響的平衡常數(shù)為_。 2相同條件下，假設(shè)改變起始濃度，某時(shí)刻各組分濃度依次為c(CH3OH)0.4mol·L1、c(H2O)0.6 mol·L1、c(CH3OCH3)1.2mol·L1，此時(shí)正、逆反響速率的大?。簐 (正)_ v (逆)填“、“或“。 【解析】1由圖像可知，反響在t1時(shí)到達(dá)平衡，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH3OCH3)1mol·L1，c(H2O)0.8 mol·L1，c(CH3O

21、H)0.4 mol·L1；根據(jù)反響2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)可知，其平衡常數(shù)的表達(dá)式為 K ，在該溫度下，K 5。2根據(jù)題目所提供的數(shù)據(jù)可知， QC 4.5K，所以反響正向進(jìn)行，那么v (正) v (逆)。 答案：1    5   2 【點(diǎn)撥】1化學(xué)平衡常數(shù)的意義：它能夠表示出可逆反響進(jìn)行的完全程度。一個(gè)可逆反響的K值越大，說明平衡時(shí)生成物的濃度越大，反響物轉(zhuǎn)化率也越大?？梢哉f，化學(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個(gè)可逆反響本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量表達(dá)。當(dāng)K105時(shí)，可以認(rèn)為

22、該反響進(jìn)行完全。雖然轉(zhuǎn)化率也能表示反響進(jìn)行的程度，但轉(zhuǎn)化率不僅與溫度有關(guān)，而且還與起始條件有關(guān)。K的大小只與溫度有關(guān)，與反響物或生成物的起始濃度的大小無關(guān)。 2可以利用平衡常數(shù)的值作標(biāo)準(zhǔn)，判斷正在進(jìn)行的可逆反響是否平衡及不平衡時(shí)向何方進(jìn)行建立平衡。如對于可逆反響：mA(g) + nB(g)   pC(g)  + qD(g)，在一定溫度的任意時(shí)刻，反響物與生成物的濃度有如下關(guān)系：Qc ，Qc叫該反響的濃度熵。假設(shè)QcK，反響向逆向進(jìn)行；假設(shè)QcK，反響處于平衡狀態(tài)；假設(shè)QcK，反響向正向進(jìn)行。3利用K值可判斷反響的熱效應(yīng)：假設(shè)溫度升高，K值增大，那么正反響

23、為吸熱反響；假設(shè)溫度升高，K值減小，那么正反響為放熱反響。4在使用化學(xué)平衡常數(shù)時(shí)應(yīng)注意：不要把反響體系中的純固體、純液體及稀水溶液中水的濃度寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式，但在非水溶液中，假設(shè)有水參加或生成，那么此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù)，應(yīng)寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中。同一化學(xué)反響，化學(xué)方程式寫法不同，其平衡常數(shù)的表達(dá)式及數(shù)值亦不同，因此書寫平衡常數(shù)表達(dá)式及數(shù)值時(shí)，要與化學(xué)方程式相對應(yīng)，否那么就沒有意義。 三、新題預(yù)測 新題1反響2X(g) +Y(g)  2Z(g) 在一定條件下已達(dá)平衡，當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí)：A逆反響速率增大，正反響速率減小，平衡向逆反響方向移動B逆反響速率減小，正反響速率

24、增大，平衡向正反響方向移動C正、逆反響速率都減小，平衡向逆反響方向移動D正、逆反響速率都減小，平衡向正反響方向移動 解析：減小壓強(qiáng)平衡向體積增大的方向移動，即平衡向逆反響的方向移動，減小壓強(qiáng)正、逆反響的速率都減小，只是減小的程度不同，v正的減小程度大于v逆的減小程度，那么有v逆v正，C選項(xiàng)正確。 答案：C 點(diǎn)撥：外界條件對化學(xué)平衡影響的本質(zhì)：化學(xué)平衡移動的方向就是化學(xué)反響速率較大的方向：1增大反響物的濃度，瞬間正反響的速率增大，逆反響速率不變，正反響速率大于逆反響速率，平衡向正反響方向移動；減小生成物濃度，瞬間，逆反響速率減小，正反響速率不變，正反響速率大于逆反響

25、速率，平衡正移。2改變壓強(qiáng)，對化學(xué)反響速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變，對于有氣體參加的反響體系，有以下幾種情況：恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)引起體系體積縮小，導(dǎo)致濃度增大引起反響速率增大。恒容時(shí)：當(dāng)充入氣體反響物引起反響物濃度增大，導(dǎo)致總壓增大引起反響速率增大；當(dāng)充入“稀有氣體引起總壓增大，但各物質(zhì)的濃度不變，因而反響速率不變。恒壓時(shí)：當(dāng)充入“稀有氣體引起體積增大，因而各物質(zhì)濃度減小，導(dǎo)致反響速率減小。3升溫，吸熱和放熱反響的速率都增大，吸熱反響速率增大的程度較大；降溫，吸熱反響的速率減小的程度較大。4使用催化劑時(shí)，同倍數(shù)、同時(shí)增大正、逆反響速率，正逆反響速率始終相等。 新題2在一固定容

26、積的密閉容器中充入氣體A和B，發(fā)生如下可逆反響：A(g) + B(g)xC(g)；H Q。在不同的溫度和壓強(qiáng)下，C在反響混合物中的含量隨反響時(shí)間的變化如下圖。                   以下判斷正確的選項(xiàng)是A. P1P2，x1      B. P1P2，x1  C. T1T2，Q0    

27、 D. T1T2，Q0 解析：由曲線和知： T1T2，溫度越高，C在平衡體系中的百分含量越低，說明該反響正反響是放熱反響，Q0；由曲線和可知：P1P2，壓強(qiáng)越高，C在平衡體系中的百分含量越高，說明x1。故D項(xiàng)正確。 答案：D 點(diǎn)撥：遇到圖像曲線的題目，首先要看懂和理解坐標(biāo)的含義，然后觀察曲線的形狀和走向，明確曲線所代表的是哪些量的關(guān)系，明確曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)及零點(diǎn)的含義，再結(jié)合題中給定的化學(xué)反響和數(shù)據(jù)，進(jìn)行正確的推理和判斷。 新題3在恒溫時(shí)，一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生如下反響：2NO2 (g) N2O4(g)，達(dá)平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2

28、 (g)，重新到達(dá)平衡后，與第一次平衡相比，NO2的體積分?jǐn)?shù)A不變           B增大                  C減小                

29、D無法判斷 解析：恒溫、恒容時(shí)，向容器內(nèi)通入一定量的NO2氣體，相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，平衡向分子數(shù)減小的方向即正向移動也可模擬一個(gè)等效平衡作過渡狀態(tài)來分析，那么NO2的體積分?jǐn)?shù)減小，千萬不要簡單認(rèn)為根據(jù)勒夏特列原理增加的NO2的量只能減少，不能抵消，錯(cuò)誤地認(rèn)為NO2的絕對量增多，體積分?jǐn)?shù)增大，而錯(cuò)誤地選B。 答案：C 點(diǎn)撥：比擬平衡體系中某量的變化，一般要構(gòu)建模型，將一個(gè)模型轉(zhuǎn)化為另一個(gè)模型，只有建立聯(lián)系，方可比擬相對大小。如A(g) + B(g)  C(g)，可以建立模型如下：      &#

30、160; I平衡體系有兩種途徑轉(zhuǎn)化成平衡體系，要判斷改變條件對原平衡的影響，必須建立平衡體系，與等效。充入A、B，相當(dāng)于原容器加壓縮小體積，I平衡體系向C方向移動。 新題4在甲乙兩密閉容器中，分別充入HI、NO2，發(fā)生反響：甲2HI(g)  H2(g) + I2(g)；H0，乙2NO2 (g)N2O4(g)；H0，采用以下措施能使兩個(gè)容器中混合氣體顏色加深，且平衡發(fā)生移動的是A增加反越位濃度     B增大壓強(qiáng)縮小體積 C降溫   D加催化劑 解析：只有增大碘蒸氣、二氧化氮濃度，混合氣體的顏色才

31、能加深。A選項(xiàng)中，增大反響物的濃度，兩平衡分別向生成碘蒸氣和四氧化二氮的方向移動，甲反響，碘蒸氣濃度增大，混合氣體顏色加深，對于乙反響，平衡移動只減弱增大的反響物的濃度，混合氣體的顏色加深，A正確；平衡甲是等氣體分子數(shù)的反響增大壓強(qiáng)平衡不移動，但是受到體積因素的影響，I2單質(zhì)的濃度增大；增大壓強(qiáng)平衡乙向生成四氧化二氮的方向移動， 時(shí)，二氧化氮濃度小于原平衡的二氧化氮濃度，B錯(cuò)；降溫，甲、乙平衡都向生成無色氣體方向移動，C錯(cuò)。 答案：A 點(diǎn)撥：此題易錯(cuò)選B，無視題目限制，平衡發(fā)生移動，甲可是等氣體分子數(shù)反響，它在縮小體積的條件下不發(fā)生移動?；瘜W(xué)平衡中隱含的信息大致分為三類：1可逆反響方程式，包括物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù)、反響熱等；2題干條件，如等溫等容、等溫等壓；密閉容器與恒容容器、絕熱容器等；3可逆反響，一些反響體系中隱含的可能反響，如碘化銨的分解存在HI分解的可逆反響。 新題5某化工廠生產(chǎn)Z