（搏击倒计时）高考化学冲刺讲义 专题六 化学反应速率与化学平衡.doc

第6讲化学反应速率和化学平衡一、小试能力知多少(判断正误)(1)( 在2so2(g)o2(g)2so3(g) 反应中，t1、t2时刻，so3(g)浓度分别是c1、c2，则t1t2时间内，so3(g)生成的平均速率为v()(2)(2013山东高考)co(g)h2o(g)h2(g)co2(g)hv2v3bv3v2v1cv1v3v2 dv2v3v1解析：选a影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大，反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v2v3。演练2(2013福建高考)nahso3溶液在不同温度下均可被过量kio3氧化，当nahso3完全消耗即有i2析出，根据i2析出所需时间可以求得nahso3的反应速率。将浓度均为0.020 moll1nahso3(含少量淀粉)10.0 ml、kio3(过量)酸性溶液40.0 ml混合，记录1055间溶液变蓝时间，55时未观察到溶液变蓝，实验结果如上图。据图分析，下列判断不正确的是()a40之前与40之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反b图中b、c两点对应的nahso3反应速率相等c图中a点对应的nahso3反应速率为5.0105 moll1s1d温度高于40时，淀粉不宜用作该试验的指示剂解析：选ba项，由图像可知40 之前变蓝的时间在加快，40之后的变蓝时间在减慢；b 项，虽然变蓝时间都是64 s，但是二者处在不同的阶段，所以反应速率不相等，b 点比c点的反应速率大；c 项，c(nahso3)1030.004 moll1，t80 s，所以v(nahso3)5.0105moll1s1；d 项，当温度高于40，变蓝时间变长以及当温度高于55时不出现蓝色，所以此时淀粉不是合适的指示剂。一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012四川高考)恒温恒容下进行的可逆反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)，当so3的生成速率与so2的消耗速率相等时，反应达到平衡()(2)(2013山东高考)co(g)h2o(g)h2(g)co2(g)h0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变()(3)(2012江苏高考)n2(g)3h2(g)=2nh3(g)h0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xya温度容器内混合气体的密度bco的物质的量co2与co的物质的量之比cso2的浓度平衡常数kdmgso4的质量(忽略体积)co的转化率解析a项，升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，体积不变，密度增大，正确；b项，co2与co的物质的量之比实际等于co的转化率，增加co的量，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，可得出co转化率减小，错误；c项，平衡常数只与温度有关，错误；d项，因mgso4为固体，增加其量，平衡不移动，co的转化率不变，错误。答案a解答化学平衡图像题的“三看”、“两法”演练1(2013全国大纲卷)反应x(g)y(g)2z(g)；h0，达到平衡时，下列说法正确的是()a减小容器体积，平衡向右移动b加入催化剂，z的产率增大c增大c(x)，x的转化率增大d降低温度，y的转化率增大解析：选d本题考查外界因素对化学平衡移动的影响，意在考查考生对化学平衡移动、反应物的转化率及产物的产率等知识的掌握情况以及分析问题、解决问题的能力。因为此反应前后气体分子总数没有变化，故减小容器体积，平衡不发生移动，所以a项错误；加入催化剂可同时同倍数改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动，所以b项错误；增大c(x)，平衡将正向移动，但x的转化率减小，所以c项错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，y的转化率增大，所以d项正确。演练2(2013上海高考)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：ni(s)4co(g)ni(co)4(g)h0ni(co)4(g)ni(s)4co(g)完成下列填空：(1)在温度不变的情况下，要提高反应(1)中ni(co4)的产率，可采取的措施有_、_。(2)已知在一定条件下的2l密闭容器中制备ni(co)4，粗镍(纯度98.5%，所含杂质不与co反应)剩余质量和反应时间的关系如下图所示。ni(co)4在010 min的平均反应速率为_。(3)若反应(2)达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时_。a平衡常数k增大bco的浓度减小cni的质量减小 dv逆ni(co)4增大(4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程：_。解析：(1)反应是正反应气体体积缩小的放热反应，根据平衡移动原理，在温度不变的情况下采取增大co浓度，增大压强的方法提高产率；(2)根据题意，反应的ni为1 mol，则生成ni(co)4为1 mol，反应速率为1/(210)0.05 moll1min1；(3)反应是正反应气体体积增大的吸热反应，降低温度平衡逆向移动，平衡常数k、co的浓度、ni的质量、v逆ni(co)4减小；(4)根据反应的特点可提纯粗镍。答案：(1)增大co浓度加压(2)0.05 moll1min1(3)bc(4)把粗镍和co放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中，然后在低温下反应，一段时间后在容器的一端加热一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013临沂模拟)反应c(s)h2o(g)co(g)h2(g)的平衡常数表达式为k( )(2)(2012山东高考)将1 mol n2o4充入一恒压容器中进行反应n2o4(g)2no2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为1 l的恒容容器中进行，平衡常数增大 ()(3)(2013南京模拟)可逆反应的平衡常数与温度有关，所以升高温度，平衡常数一定增大。( )(4)(2013惠州模拟)在其他条件不变的情况下，对于反应2so2o22so3，增大压强或增大o2的浓度，k值增大()二、必备知识掌握牢1化学平衡常数表达式的书写对于反应：ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，k。注意：固体、纯液体的浓度视为常数，不包含在化学平衡常数的表达式中；k只受温度的影响，当温度不变时，k值不变；化学平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个化学反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值也发生变化；当化学方程式逆向书写时，平衡常数为原平衡常数的倒数。2化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度。对于同类型的反应，k值越大，表示反应进行的程度越大；k值越小，表示反应进行的程度越小。(2)判断反应进行的方向。若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为qc，则qck，反应向逆反应方向进行 ；qck，反应处于平衡状态；qc0 。下列分析错误的是()a增大反应体系的压强，反应速率可能加快b加入碳粉，平衡向右移动，原因是碳与o2反应，降低了生成物的浓度且放出热量c电解熔融的al2o3和alcl3溶液均能得到单质铝d将alcl36h2o在氯化氢气流中加热，也可制得无水氯化铝解析：选c电解氯化铝溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以不能得到铝单质，c错误。3在容积不变的密闭容器中进行反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)h0)达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，c(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析不正确的是()a产物b的状态只能为固态或液态b平衡时，单位时间内n(a)消耗n(c)消耗11c保持体积不变，向平衡体系中加入b，平衡可能向逆反应方向移动d若开始时向容器中加入1 mol b和1 mol c，达到平衡时放出热量小于q解析：选c若b是气体，平衡常数kc(b)c(c)，若b是非气体，平衡常数kc(c)，由于c(g)的浓度不变，因此b是非气体，a正确，c错误，根据平衡的v(正)v(逆)可知b正确(注意，不是浓度消耗相等)；由于反应是可逆反应，因此达到平衡时放出热量小于q，d项正确。5(2012重庆高考)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a(g)b(g)2c(g)h10进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，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解析：选a等压时，通入惰性气体后，第二个反应平衡向左移动，反应器内温度升高，第一个反应平衡向左移动，c的物质的量减小，选项a错误。等压下通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动，所以体系温度升高，选项b正确。选项c，由于容器体积不变，通入惰性气体不影响各种物质的浓度，所以各反应速率不变。选项d，等容时，通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向移动，y的物质的量浓度增大。6(2013重庆高考改编)将e和f加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：e(g)f(s)2g(g)。忽略固体体积，平衡时g的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：压强/mpa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0 bf 915、2.0 mpa时e的转化率为60% 增大压强平衡左移 k(1 000)k(810)上述中正确的有()a4个b3个c2个 d1个解析：选aa与b、c与d、e与f之间是压强问题，随着压强增大，平衡逆向移动，g的体积分数减小，b75%，e83%；c、e是温度问题，随着温度升高，g的体积分数增大，所以正反应是一个吸热反应，所以，k(1 000)k(810)；f的温度比b的高，压强比b的小，所以fb。而，可以令e为1 mol，转化率为，则有2/(1)75%，60%，正确。该反应是一个气体分子数增大的反应，增大压强平衡左移，所以正确。因为该反应正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故正确。7下列说法错误的是()a对于a(s)2b(g)3c(g)h0，若平衡时c的百分含量跟条件x、y的关系如图所示，则y可能表示温度，x可能表示压强，且y3y2y1b已知可逆反应4nh3(g)5o2(g)4no(g)6h2o(g)h1 025 kjmol1。若反应物起始物质的量相同，则图可表示温度对no的百分含量的影响c已知反应2a(g)b(？)2c(？)q(q0)，满足如图所示的关系，则b、c可能均为气体d图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，则该反应的正反应是一个气体体积增大的反应解析：选d选项a：根据热化学方程式可知正反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动，c的百分含量增大，所以x不可能表示温度，若y表示温度，则y3最大。因为物质a为固态，所以正反应为气体体积增大的反应，即增大压强，平衡逆向移动，c的百分含量减小，因此x可能表示压强。选项b：根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动(即逆反应方向移动)，导致no的百分含量随温度的升高而减少，但达到平衡所需的时间短，可确定该选项正确。选项c：由图像可知升高温度，气体的平均摩尔质量减小。根据方程式可判断正反应为吸热反应，所以升高温度平衡正向移动。若b、c均为气体，符合图所示的关系。8有甲、乙两个相同的恒容密闭容器，体积均为0.25 l，在相同温度下均发生可逆反应：x2(g)3y2(g)2xy3(g)h92.6 kjmol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示：容器编号起始时各物质的物质的量/mol平衡时体系能量的变化x2y2xy3甲130放出热量：23.15 kj乙0.92.70.2放出热量：q下列叙述错误的是()a若容器甲体积为0.5 l，则平衡时放出的热量小于23.15 kjb容器乙中达平衡时放出的热量q23.15 kjc容器甲、乙中反应的平衡常数相等d平衡时，两个容器中xy3的体积分数均为1/7解析：选b平衡常数属于温度的函数，相同温度下两容器中反应的平衡常数相同。若容器甲的体积增大一倍，平衡逆向移动，故放出的热量小于23.15 kj。根据热量的变化可计算出xy3的生成量。9(2013山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备tas2晶体，发生如下反应：tas2(s)2i2(g)tai4(g)s2(g)h0()反应()的平衡常数表达式k_，若k1，向某恒容容器中加入1 mol i2(g)和足量tas2(s)，i2(g)的平衡转化率为_。(2)如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为t2的一端放入未提纯的tas2粉末和少量i2(g)，一段时间后，在温度为t1的一端得到了纯净tas2晶体，则温度t1_t2(填“”、“”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(3)利用i2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成h2so3，然后用一定浓度的i2溶液进行滴定，所用指示剂为_，滴定反应的离子方程式为_。(4)25时，h2so3hsoh的电离常数ka1102 moll1，则该温度下nahso3水解反应的平衡常数kb_moll1，若向nahso3溶液中加入少量的i2，则溶液中将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题的能力。(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是v l，tas2(s)2i2(g)tai4(g)s2(g)起始浓度/ moll11/v 00转化浓度/ moll1 2x x x平衡浓度/ moll1(1/v2x) x x则k1，x，则i2(g)的平衡转化率是66.7%。(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度t1端得到纯净的tas2晶体，即温度t1端与t2端相比，t1端平衡向左移动，则t1t2。生成物i2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的i2(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴i2溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由i22e2i，h2so32eso，根据得失电子数相等则有i2h2so3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)h2so3的电离常数表达式为ka，nahso3的水解反应的平衡常数kh11012。加入i2后hso被氧化为h2so4，c(h)增大，c(oh)减小，kh不变，由kh得，所以该比值增大。答案：(1)66.7%(2)i2(3)淀粉i2h2so3h2o=4h2iso (4)11012增大10(2013新课标全国卷)在1.0 l密闭容器中放入0.10 mol a (g)，在一定温度进行如下反应：a(g)b(g)c(g)h85.1 kjmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100 kpa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高a的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物a的转化率(a)的表达式为_，平衡时a的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数k_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物a的物质的量n(a)，n总_mol，n(a)_mol。下表为反应物a浓度与反应时间的数据，计算a_。反应时间t/h04816c(a)/(moll1)0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度c(a)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(a)为_moll1。解析：本题考查化学平衡知识，意在考查考生对平衡转化率、化学平衡常数及物质浓度计算方法的掌握程度，同时考查考生思维的灵活性。(1)a(g)b(g)c(g)的正向反应是一个气体体积增大的的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高a的转化率。(2)在温度一定、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三段式”进行，不能用压强代替浓度代入。(3)n(a)的求算也借助“三段式”进行。a0.051，从表中数据不难得出：每隔4 h，a的浓度约减少一半，依此规律，12 h时，a的浓度为0.013 mol/l。答案：(1)升高温度、降低压强(2)(1)100%94.1%a(g) b(g) c(g)起始浓度/moll1 0.10 00转化浓度/moll1 0.1094.1% 0.1094.1% 0.1094.1%平衡浓度/moll1 0.10(194.1%) 0.1094.1% 0.1094.1%k1.5 moll1(3)0.100.10(2)0.051达到平衡前每间隔4 h，c(a)减少约一半0.013b卷(强化选做卷)1(2013临沂模拟)化学反应4a(s)3b(g)2c(g)d(g)，经2 min，b的浓度减少0.6 mol/l。对此反应速率的表示正确的是()a用a表示的反应速率是0.4 mol(lmin)1b分别用b、c、d表示的反应速率其比值是321c2 min末的反应速率用b表示是0.3 mol(lmin)1d2 min内，v正(b)和v逆(c)表示的反应速率的值都是逐渐减小的解析：选b不能用固体表示化学反应速率，a不正确；化学反应速率是平均速率，而不是即时速率，c不正确；2 min内，v正(b)的速率逐渐减小而v逆(c)逐渐增大，d不正确。2(2013安徽马鞍山模拟)可逆反应2so2(g)o2(g)2so3(g)，根据下表中的数据判断下列图像错误的是()压强转化率温度p1(mpa)p2(mpa)40099.699.750096.997.8解析：选c从表中数据可知，升高温度，转化率降低，故正反应放热，h0；增大压强，平衡正向移动，转化率增大，故有p1v(逆)，错误；d项，升高温度，正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，正确。3(2013淮安模拟)已知2so2(g)o2(g)2so3(g)ha kjmol1(a0)。恒温恒容下，在10 l的密闭容器中加入0.1 mol so2和0.05 mol o2，经过2 min达到平衡状态，反应放热0.025 a kj。下列判断正确的是()a在2 min内，v(so2)0.25 moll1min1b若再充入0.1 mol so3，达到平衡后so3的质量分数会减小c在1 min时，c(so2)c(so3)0.01 moll1d若恒温恒压下，在10 l的密闭容器中加入0.1 mol so2和0.05 mol o2，平衡后反应放热小于0.025a kj解析：选ca项，在2 min内，v(so2)0.002 5 moll1min1；b项，“再充入0.1 mol so3”等同于“再充入0.1 mol so2和0.05 mol o2”，此时相当于加压，反应物平衡转化率提高，达到平衡后so3的质量分数增大；c项，根据硫原子守恒，该反应体系中任何时刻都有c(so2)c(so3)0.01 moll1；d项，2so2(g)o2(g)2so3(g)的正反应是一个气体物质的量减小的反应，在恒温恒容条件下，随着反应正向进行，容器内的压强减小，而恒温恒压条件下则相当于在原恒温恒容反应体系的基础上加压，反应物的平衡转化率提高，平衡后反应放热大于0.025a kj。4(2013郑州模拟)将a l nh3通入某恒压的密闭容器中，在一定条件下让其分解，达到平衡后气体体积增大到b l(气体体积在相同条件下测定)。下列说法中正确的是()a平衡后氨气的分解率为100%b平衡混合气体中h2的体积分数为100%c反应前后气体的密度比为d平衡后气体的平均摩尔质量为 g解析：选b设分解的nh3为x l，则2nh3(g)n2(g)3h2(g)起始体积(l): a 0 0转化体积(l): x x平衡体积(l): ax x根据题中信息可知，axxb，即xba，平衡后nh3的分解率为100%100%a项错误；平衡混合气体中h2的体积分数为100%100%，b项正确；由于反应前后气体的质量(设为m g)不变，再根据密度的定义可得反应前后气体的密度之比为，c项错误；摩尔质量的单位为g/mol，d项错误。5(2013山东省实验中学模拟)在一定温度下，向a l密闭容器中加入1 mol x气体和2 mol y气体，发生如下反应：x(g)2y(g)2z(g)，此反应达到平衡的标志是()a容器内密度不随时间变化b容器内各物质的浓度不随时间变化c容器内x、y、z的浓度之比为122d单位时间消耗0.1 mol x同时生成0.2 mol z解析：选b该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应，达到化学平衡状态时，同一物质的正逆反应速率相等，各种物质的含量不变。a项，容器的体积不变，混合气体质量不变，其密度始终不变，