化学反应速率和化学平衡典型例题讲解.doc

化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率（一）典型例题【例1】已知合成氨反应为：N23H2 2NH3，在一定温度下，向1 L密闭容器中，加入2 mol N2和5 mol H2，一定条件下使之反应，经过2 min后测得NH3为0.4 mol，求以N2、H2、NH3表示的反应速率以及三者之比。【解析】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的，通常用单位时间内某一种反应物或生成物的物质的量浓度得变化值来表示。其单位为mol/(Lmin)或mol/(Ls)等。公式：C是物质的量浓度的变化而非物质的量的变化，更非质量的变化这种变化对于反应物而言是浓度的减少，对于生成物而言是浓度的增加。这里浓度的变化实际是取绝对值，是正数。化学反应速率的单位是由浓度单位和时间单位组成的，为mol/（Lmin）或mol/（Ls），两单位间可以换算：60mol/(Lmin)=1mol/(Ls) 化学反应速率是指平均反应速率，而不是瞬时反应速率即为一段时间内的平均值，而非某个时刻的反应速率。而且在不同的时间段，化学反应速率的数值不同同一反应，可以选用不同物质的浓度变化表示化学反应速率，所以必须标明是何种物质表示的化学反应速率。用不同物质表示的反应速率虽然数值不同，但表示的都是同一反应在同一时间段内的速率，它们的意义相同，并且数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。并非所有的物质都可以用这种方法表示化学反应速率，固体或纯液体因无浓度变化，所以无法用这种方式表示化学反应速率。化学平衡计算的基本模式平衡“三步曲”：例: mA + nB pC + qD 起始: a b 0 0 转化: mx nx px qx 平衡: a-mx b-nx px qx其中：转化量与方程式中各物质的系数成比例；这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。对反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度；对生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度由定义式法求反应速率，需先求浓度的变化量和时间，据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。 N23H2 2NH3起始c(mol1)： 0变化c(mol1)： 0.2 0.6 所以，v（N2）0111v（H2）0311v（NH3）0211v（N2）（H2）（NH3）010302132【答案】132【例2】已知4NH35O2 = 4NO6H2O 若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)mol/(Lmin)表示，则正确的是（ ）A BC D【解析】巩固化学反应速率的定义表示式，掌握其基本计算，并通过实例进一步理解：同一个化学反应用不同物质表示，其数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中的计量系数之比。从化学计量数看，在相同条件下，v(H2O)v(O2)v(NH3)=v(NO)，所以只有D选项是正确的。【答案】D【例3】可逆反应A（g）+ 4B（g） C（g）+ D（g），在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ）A. vA=0.15mol/(Lmin) B. vB=0.6 mol/(Lmin) C. vC=0.4 mol/(Lmin) D.vD=0.01 mol/(Ls)【解析】用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。答案选D。【答案】D例4某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为_。反应开始至2 min，Z的平均反应速率为。【点拨】写反应的化学方程式，关键是确定X、Y、Z之间谁是反应物、谁是生成物以及方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数。【分析】由图示可知X、Y、Z三种物质物质的量的变化量分别为：n(X)=1.0 mol0.7 mol=0.3 moln(Y)=1.0 mol0.9 mol=0.1 moln(Z)=0.2 mol0 mol=0.2 mol故化学方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为：0.3 mol0.1 mol0.2 mol=312因此，反应的化学方程式为3X+Y2Z。Z物质在2 min内的平均反应速率，可通过先求出Z物质的物质的量浓度的变化量，再根据反应速率的计算式(c/t)求解。综合列式为：(Z)=0.05 molL1min1。【答案】 3X+Y2Z 0.05 molL1min1（二）基础练习一、选择题 1下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（ ） 【C】A化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 B化学反应速率为0.8mol/（Ls）是指1秒钟时某物质的浓度为0.8mol/LC根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显2在下列四种溶液中，分别加入少量固体二氧化锰，能产生气体的是（ ）A3%H2O2溶液 B.1 mol / L NaOH溶液 C. 1 mol / L KClO3溶液 D. 1 mol / L盐酸3在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vCmol(Ls)表示， 且vA、vB、vC之间有以下关系：vB=3vA，vC=2vA，3vC2vB，则此反应表示为：（ ） AA(气)B(气) C(气) B2A(气)2B(气) 3C(气)C3A(气)B(气) 2C(气) DA(气)3B(气) 2C(气)4反应A（气）+ 3B（气）= 2C（气）+ 2D（气），在四种不同条件下的反应速率如下，其中表示反应最快的是（ ） A、= 0.15 mol / (Lmin) B、= 0.6 mol / (Lmin) C、= 0.2 mol / (Lmin) D、= 0.01 mol / (Lmin) 5在密闭容器中充入N2和H2，合成NH3，到2秒末测得，(H2) =0.45 mol / (Ls)，则2秒末NH3的浓度为（ ） A. 0.5 mol / L B. 0.45 mol / L C. 0.6 mol / L D. 0.55 mol / L6已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/(Lmin)，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（ ）A.0.5mol/(Lmin) B.1 mol/(Lmin) C.2 mol/(Lmin) D.3 mol/(Lmin)7. 反应刚开始时，的浓度为，的浓度，后测得浓度为，则此时间内，下列反应速率表示正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 已知某反应的各物质浓度数据如下： 起始浓度（） 2s末浓度（） 据此可推算出上述方程式中各物质的计量数之比是（ ） A. 9：3：4B. 3：1：2C. 2：1：3D. 3：2：19. 将和放入10L真空容器内，某温度下发生反应：，在最初的0.2s内，消耗A的平均速率为，则在0.2s时，容器中C的物质的量是（ ） A. B. C. D. 10. 在的反应中，经过一段时间内，的浓度增加了，在此段时间内用表示的平均反应速率为，则所经过的时间是（ ） A. B. C. D. 11. 一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中（事先装入催化剂）通入和，后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内是（ ） A. B. C. D. 12反应 2A = B + 3C，在20时进行，= 5 mol / (L。s)，已知每升温10，该反应速率增大到原来的2倍，则当其它条件不变而温度升到50时，反应速率是A.20 mol / (L。s) B.40 mol / (L。s) C.60 mol / (L。s) D.15 mol / (L。s)13在温度不变，恒容的容器中进行反应H2 2H ，若反应物的浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那么由0.06mol/L降到0.036mol/L所需的时间为 （ ）A.等于10s B.等于12s C.大于12s D.小于12s14.在一定条件下，可逆反应X(g)+3Y(g)Z(g)，反应终止时有37.5的Y转化为气体Z，若X的转化率为25，起始时充入容器中X与Y的物质的量比是（ ）A1：3 B.2：3 C.3：1 D.1：215在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A（气）+2B（气） 2C（气）反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为( )A.40% B.50% C.60% D.70%16将4 molA气体和2 molB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后测得C的浓度为0.6 mol / L，现有下列几种说法： 用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol / (Ls) 用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol / (Ls) 2 s时物质A的转化率为70% 2 s时物质B的浓度为0.7 mol / L 其中正确的是（ ）A. B. C. D. 二、填空题17在2 L密闭容器中发生3A（g）+ B（g）2C（g）的反应。若最初加入的A和B的物质的量都是4 mol ，A的平均反应速率是0.12 mol / (L。s)，则10 s后，容器中B的物质的量是_mol。 18某反应在催化剂的的作用下按以下两步进行：第一步为X+Y=Z；第二步为Y+Z=M+N+X。此反应的总的化学方程式是 ，反应的催化剂是 。19. 可逆反应：，取和置于VL容器内。1分钟后，测得容器内A的浓度为，这时B的浓度为_，C的浓度为_。这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为_。20在25时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸溶液里放入5.6 g纯铁粉（不考虑反应前后溶液的体积变化），反应开始至2 min末，收集到1.12 L（标准状况）H2 ，在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：（1）在前2 min内，用FeCl2 表示的平均反应速率是_。（2）在后4min内，用HCl表示的平均反应速率是_。（3）前2 min与后4 min相比，反应速率_较快。三、计算题21将c摩尔HCl与d摩尔O2混合加到有催化剂的容器中，发生反应：4HCl（气）O2（气）2H2O（气）2Cl2（气），当有e摩尔H2O生成时达到平衡。求此时Cl2的质量分数和体积分数。（三）能力测试1实验测得：若温度每升高10，化学反应速率增加24倍。今有某反应在100时需0.2 s完成，当温度变为30时，完成该反应最多需要( ) A. 54.6 min B. 25.6 s C. 0.0015 s D. 25.6 h2在碘化钾和硫酸的混合溶液中加入过氧化氢水溶液，迅速发生反应，放出大量气体，反应过程表示如下 ： H2O2+2KI+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O； H2O2+I2=2HIO； H2O2+2HIO=I2+O2+2H2O（1） H2O2在反应中的作用是_（填正确选项的标号）。A氧化剂 B.还原剂 C.既是氧化剂又是还原剂 D. 既不是氧化剂也不是还原剂（2） 有人认为上述反应说明了碘单质是过氧化氢分解的催化剂，你认为_（填“对”或“不对”），其理由是_。（3） 上述反应说明H2O2、I2、HIO氧化性从强到弱的顺序是_。（4） 已知H2O2+2KII2+2KOH，试用H2O2、KI溶液、淀粉溶液、水等药品，设计一个实验来说明与一定量H2O2反应的KI溶液浓度越大，反应速率越快。第二节 影响化学反应速率的因素（一）典型例题【例1】反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在可变容积的密闭容器中进行，下列的改变，对化学反应速率的影响如何？A、增加碳的量 _B、容器的体积缩小一半 _C、保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大一倍 _D、保持压强不变充入N2 _【知识点拨】其它条件不变时，增大有气体参与的反应体系的压强，可以加快反应速率，反之，减小反应体系的压强则可以减慢反应速率。这里需注意：压强改变针对气体而言，固体或液体，压强对其没有影响。针对可逆反应，压强对v正、v逆影响相同，但影响程度不一定相同。压强的改变，本质上是改变气体的浓度，因此，压强改变，关键看气体浓度有没有改变，v才可能改变。【分析解答】增加碳的量，不影响反应速率，因为固体浓度是一定值。容器体积缩小一半（即增大压强），气体浓度变大v加快。当充入N2，由于容器体积不变，尽管压强增大，但气体的浓度并未改变。因此v不变。而充入N2，保持压强不变。容器的体积一定要扩大，此时气体浓度一定减小，v一定要减小。【例2】设C+CO2 2CO(正反应吸热)，反应速率为v1；N2+3H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（ ）A.同时增大 B.同时减小 C.v1增加，v2减小 D.v1减小，v2增大【知识点拨】其它条件相同时，反应所处的温度越高，反应的速率越快。这里需注意： 一般认为温度的改变对化学反应速率的影响较大。 实验测得，温度每升高10，反应速率通常增大到原来的24倍。 温度对反应速率的影响与反应物状态无多大关系。 某反应为可逆反应，正逆反应速度受温度改变而引起的变化倾向相同，但程度不同。【分析解答】本题考查温度对化学反应速率的影响。对可逆反应而言，当温度升高时，无论正反应是吸热还是放热，化学反应速率都将增大，只不过增大的程度不一致。【答案】A【例3】下列关于催化剂的说法，正确的是（ ）A.催化剂能使不起反应的物质发生反应B.催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变C.催化剂能改变化学反应速率D.任何化学反应，都需要催化剂E.电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂【知识点拨】使用催化剂可以改变反应速率。但需注意：这里的“改变”包括加快或减慢。通常把能加快反应速率的催化剂称为正催化剂，减慢反应速率的催化剂称为负催化剂。 催化剂具有选择性，即不同的反应一般有不同的催化剂。 催化剂不能改变化学反应。如果反应是可逆反应，则催化剂可同等程度地改变正逆反应的速率。【分析解答】催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理，在化学反应过程中，催化剂参与反应，经过一系列变化之后，催化剂又恢复到原来的状态，尽管催化剂能改变化学反应速率，但对于不能起反应的物质，是不能使其反应的。在电解水中，加入少量NaOH，可增大水中离子浓度，加快电荷移动速率，NaOH并没有改变反应机理，故不是催化剂。另外，有些反应是不需要催化剂的，如燃烧、中和反应等。本题答案：BC。【例4】把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由右图表示。在下列因素中：盐酸的浓度；镁条的表面积；溶液的温度；Cl-的浓度。影响反应速率的因素是（ ）。A. B. C. D. 【知识点拨】影响化学反应速率的因素：影响因素对化学反应速率的影响说明或举例主要因素反应物本身的性质不同化学反应有不同的反应速率把Mg粉和Fe粉分别投入等浓度的盐酸中，Mg与盐酸的反应较剧烈，产生H2的速率较快外界条件浓度其他条件不变时，增大（减小）反应物（或生成物）的浓度，反应速率加快（减慢）固体的浓度可认为是常数，因此反应速率的大小只与其接触面的大小有关，而与固体量的多少无关，改变固体的量不影响反应速率压强温度一定时，对于有气体参加的反应，增大（减小）压强，反应速率加快（减慢）改变压强，实际上是改变气体的体积，使气体的浓度改变，从而使反应速率改变；改变压强，不影响液体或固体之间的反应速率温度升高（或降低）反应温度，反应速率加快（或减慢）通常每升高10，反应速率增大到原来的24倍催化剂加快化学反应速率催化剂参加化学反应，但反应前后物质的质量、组成保持不变，如向H2O2溶液中加入少量MnO2，产生O2的速率加快光照、反应物颗粒的大小等光照或将块状固体粉碎等能使反应速率加快AgBr、HClO、HNO3等见光分解速率加快；大理石粉与盐酸反应比大理石块更剧烈【分析解答】镁条和盐酸反应产生H2，其反应的实质是：Mg+2H+=Mg2+H2 ，是镁与H+间的置换，与Cl-无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，H+浓度不断减小，反应速率会逐渐减慢。答案为C。 【例5】已知氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应时，生成-1价的氯和+6价的硫的化合物，反应速率v和反应时间t的关系如图所示。已知这个反应的反应速率随溶液中氢离子浓度增大而加快，试解释：（1）反应开始后，反应速率加快的原因是_。（2）反应后期，反应速率下降的原因是_。【知识点拨】其它条件不变时，增大反应物浓度可以加快反应速率，反之，减小反应物浓度则可以减慢反应速率。这里需注意：浓度的一般讨论对象为气体或溶液，对于纯液体或固体一般情况下其浓度是定值。若反应为可逆反应，浓度改变的物质既可以是反应物也可以是生成物，甚至可以两者同时改变，此时正逆反应速率均符合“浓快稀慢”的规律。【分析解答】（1）该反应的化学方程式是：2KClO3+6NaHSO3=3Na2SO4+2KCl+3H2SO4开始时，随着反应的进行，不断有强酸H2SO4生成，c(H+)不断增大，反应速率也随之增大。（2）随着时间的延长，KClO3和NaHSO3被消耗而愈来愈少，浓度愈来愈小，因此反应速率下降。（二）基础练习一、选择题1为了更好的解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找能源，以下做法不能提高燃料效率的是（ ）A煤的汽化与液化B液体燃料呈雾状喷出C通入大大过量的空气D将煤粉粉碎2把下列4种X的溶液分别加入4个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时X和盐酸缓和地进行反应。其中反应速率最大的是（ ）A20mL 3mol/L的X溶液 B.20mL 2mol/L的X溶液C10ml 4mol/L的X溶液 D.10mL 2mol/L的X溶液3当其它条件不变时，下列化学反应的反应速率与压强变化基本无关的是（ ） A2NaOHH2SO4=Na2SO42H2OB2SO2(气)O2(气) 2SO3(气)CCaCO3(固) CaO(固)+CO2(气)DH2(气)I2(气) 2HI(气)4. 下列说法中正确的是（ ） A. 和与溶液反应速率相同 B. 大理石块与大理石粉分别同盐酸反应速率相同 C. 在相同条件下分别与盐酸反应，其反应速率相同 D. 和与相同形状和大小的大理石反应，速率相同5. 将盐酸滴到碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是（ ） A. 盐酸浓度不变，使用量增大1倍B. 盐酸浓度增加1倍，用量减至 C. 增大碳酸钠粉末的用量D. 使反应在较高温度下进行6在带有活塞的密闭容器中发生反应： Fe2O33H2=2Fe3H2O，采取下列措施不能改变反应速率的是（ ） A增加Fe2O3的量 B保持容器体积不变，增加H2输入量C充入N2，保持容器内压强不变 D充入N2，保持容器内体积不变70.1mol/LNa2S2O3溶液与0.1mol/LH2SO4溶液各5mL和10mL水混合，反应速率为v1mol/（Ls）；0.2mol/L Na2S2O3溶液与0.2mol/LH2SO4溶液各5mL和20mL水混合，反应速率为v2mol/（Ls）；则v1和v2的关系是 （ ）A.大于 B.小于 C.等于 D.不能确定8100mL 6 mol / L H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的 （ ）A碳酸钠（固体） B.水 C.硫酸钾溶液 D.硫酸铵（固体）9升高温度能加快化学反应速率的主要原因是（ ） A.增加分子碰撞机会 B.增加分子的能量 C.增加了反应所需的能量 D.增加反应物中活化分子的百分数10硫酸工业中燃烧硫铁矿生产SO2时，为提高生成SO2的速率，下列措施可行的是（ ） A.把块状矿石粉碎成粉末 B.降低温度 C.增大O2压强，向炉内喷吹O2 D.使用催化剂Fe2O311在CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)（正反应为放热反应）反应中，改变下列条件，不能使v正增大的是（ ） A.升高温度 B.使用催化剂 C.降低温度 D.增大容器体积12. 反应在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ） A. 增加C的量 B. 将容器的体积缩小一半 C. 保持体积不变，充入使体系压强增大 D. 压强不变充入使容器体积增大13等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4，下列图中表示其产生H2总体积(V)与时间(t)的关系正确的是( ) 14在一定条件下，NO能跟H2发生如下反应：2NO+2H2=N2+2H2O。经研究，上述反应是按以下三步反应依次进行的总反应（括号中是该条件下反应的相对速率）：（）2NO+H2=N2O+H2O（慢）；（）2N2O=2N2+O2（快）；（）2H2+O2=2H2O（更快）。以上总反应的速率主要取决于三步反应中的（ ）A. （） B. （） C. （） D. （）和（）15在恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g) 2NO2(g)；H0，若反应物浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那么，反应物浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L，需反应的时间为A等于18s B等于12s C大于18s D小于18s16亚氯酸盐（NaClO2）可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2=4ClO2 +H+Cl-+2H2O分解时，刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应释放出ClO2，这是因为（ ） A.酸使亚氯酸的氧化性增强 B.溶液中的H+起催化作用 C.溶液中的Cl-起催化作用 D.逸出的ClO2使反应的生成物浓度降低17氯酸钾和亚硫酸氢钾能发生氧化还原反应：ClO3-+3HSO3-=3SO42-+Cl-+3H+，已知该反应的速率随溶液酸性的增强而加快。右图为用ClO3-在单位时间内的物质的量浓度的变化来表示该反应速率的速率时间图像。下列说法不正确的是（ ） A.反应开始时速率增大可能是c(H+)增大引起的 B.纵坐标为v(H+)的速率时间曲线与图中曲线能完全重合 C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小 D.图中阴影部分“面积”为t1至t2时间内的ClO3-的物质的量浓度的减小值t1 t2 t3 t 二、填空题18. 把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的 （氢气）试管中，产生氢气的速率变化情况如右图所示图中t1t2速率变化的主要原因是 _，t2t3速率变化的主要原因是 。 19在密闭容器里，通入x mol H2和y mol I2()，改变下列条件，反应速率将如何改变?(填“增大”“减小”或“不变”)(1)升高温度 ；(2)加入催化剂 ；(3)充入更多的H2 ；(4)扩大容器的体积 ；(5)容器容积不变，通入氖气 。高温20反应3Fe（S）+4H2O=Fe3O4（s）+4H2（g），在一可变的容积的密闭容器中进行，试回答：增加Fe的量，其正反应速率的变化是 （填增大、不变、减小，以下相同）将容器的体积缩小一半，其正反应速率 ，逆反应速率 。保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率 ，逆反应速率 。保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其正反应速率 ，逆反应速率 。21某化学反应2ABD在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(Lmin)。（2）在实验2，A的初始浓度c2 mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 v1（填、），且c3 1.0mol/L（填、）（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是 反应（选填吸热、放热）。理由是 。22某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验数据记录如下：反应时间t/h1491625MgO层厚Y/nmNiO层厚Y/nm0.05ab0.2a2b0.45a3b0.80a4b1.25a5b a和b均为与温度有关的常数。请回答下列问题： （1）金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示，其理由是_。 （2）金属氧化膜的膜厚Y跟时间t所呈现的关系是（填“直线”、“抛物线”、“对数”或“双曲线”等类型）：MgO氧化膜的膜厚Y属_型；NiO氧化膜的膜厚Y属_型。 （3）Mg与Ni比较，哪一种金属具有更良好的耐氧化腐蚀性？答：_，其理由是_。（三）能力测试1飘尘是物质燃烧时产生的料状漂浮物，颗粒很小，不易沉降，它与空气中SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气的酸度增加，飘尘所起的作用可能是（ ） 氧化剂 还原剂 催化剂 吸附剂ABCD2若温度每升高10，反应速率增大到原来的2倍。10时某反应的速率为0.1 mol / (Ls)，为了把该反应速率提高到1.6 mol / (Ls)，其它条件不变时反应温度应是 ( ) A. 30 B. 40 C. 50 D. 603某学生用纯净的Cu与过量浓HNO3反应制取NO2，实验结果如图所示，对图中曲线的描述正确的是（ ）CBAt(min)0V(NO2)(mL)A.OA段表示开始时，反应速率稍慢B.AB段表示反应速率较快，可能因为产物有催化作用C.BC段表示反应速率最快，在该时间内收集到的气体最多D.OC线表示随时间增加，反应速率逐渐增大4已知含氧酸盐的氧化性随溶液酸性加强而增强，智利硝石中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘。 （1）配平该反应方程式：_。 （2）在制备实验时发现开始阶段反应速率呈递增趋势，后来又减小，请解释原因。_第三节 化学平衡（一）典型例题【例1】 在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（ ）A.Z为0.3mol/L B.Y2为0.35mol/LC.X2为0.2mol/L D.Z为0.4mol/L【分析】理解“可逆反应”的定义：在同一条件下，反应既能向生成物方向移动，又能向反应物方向移动。任何可逆反应，反应物都不可能百分之百地转化为生成物。若反应向右进行，则X2、Y2、Z三种物质的浓度范围依次是：00.1mol/L、0.2mol/L0.3mol/L、0.2mol/L0.4mol/L；若反应向左进行，则X2、Y2、Z三种物质的浓度范围依次是：0.10.2mol/L、0.3mol/L0.4mol/L、0mol/L0.2mol/L。【答案】A、B。【例2】在一定温度下，反应A2(g)B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是（ ） A单位时间内生成n mol A2，同时生成n mol AB B容器内总压强不随时间改变 C单位时间内生成2n mol AB同时生成n mol B2 D任何时间内A2、B2的物质的量之比为定值 【知识点拨】一定条件下可逆反应中正反应与逆反应的速率相等，反应混和物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。化学反应达到平衡后，反应混和物的百分组成一定可引伸为物质的物质的量浓度、质量分数、体积（物质的量）分数一定、反应物的转化率（利用率）一定。化学平衡的特征：化学平衡是一种动态平衡，即v正=v逆0。（动） 外界条件（如浓度、温度和压强等）不改变时，化学平衡状态不变。（定）说明：化学平衡状态与反应从正反应开始还是从逆反应无关。 当外界条件发生改变时，化学平衡发生移动，直至达到新的化学平衡。（变）【分析】因为左边化学计量数之和为2，右边也为2，所以无论从左边反应开始，还是从右边加入生成物开始，总过程，气体压强始终不变，所以B是错误的。根据化学计量数关系，如果正反应速率看作单位时间AB生成为2mol的话，逆反应生成B2或A2各1mol，是平衡状态，即正反应速率等于逆反应速率了。（C）是正确的，任何时间内A2和B2反应的化学计量数之比都是1:1，但初始加的A2和B2如果不同，那么它们在反应混合物中物量的量之比不可能为定值。【答案】C 【例3】某温度下H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数是50，在这个温度下使H2与I2(g)发生反应，反应开始时，碘蒸气的浓度是1mol/L，当达到平衡时c(HI)=0.9mol/L，求H2的转化率。【知识点拨】可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，化学平衡常数： 式中A、B、C、D的浓度均为平衡浓度。化学平衡常数K的意义：K越大，反应进行的程度越大，转化率越大。K的大小只与起始浓度无关，只随温度变化而变化，K值越大（一定温度下）说明反应进行程度越大，反应物转化率也越大。【分析】H2的转化率=根据题给条件可知，H2的转化浓度应该是HI平衡浓度的一半为0.45mol/L。因此要求出H2的转化率必然应求出H2的起始浓度。而H2的起始浓度为H2的转化浓度和H2平衡浓度之和。解：设c(H2)的起始浓度为xmol/L。 c(H2)的平衡浓度为ymol/L。 H2 + I2(g) 2HI 起始浓度（mol/L） x 1 0转化浓度（mol/L） 0.9平衡浓度（mol/L） y 0.55 0.9y=0.0295mol/Lx=0.0295+0.45=0.4795mol/LH2转化率=100%=93.8%【答案】93.8%【例4】在一个固定体积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B，发生反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g) 达平衡时，c(C)w mol/L。若维持容器内体积和温度不变，按下列四种配比作起始物质，达平衡后，C浓度仍为w mol/L的是（ ） A. 1mol A0.5mol B1.5mol C0.5 DB. 2mol A1mol B3mol C1mol DC. 3mol C1mol D1mol BD. 3mol C1mol D【知识点拨】等价转化是一种数学思想，借用到化学平衡中，可以简化分析过程。它指的是：化学平衡状态的建立与反应途径无关，即不论可逆反应是从正方向开始，还是从逆方向开始，抑或从中间状态开始，只要起始所投入的物质的物质的量相当，则可达到等效平衡状态。这里所说的“相当”即是“等价转化”的意思。【分析】根据反应：2A(g)B(g) 3C(g) D(g)A 1mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol可看作1.5mol C和0.5mol D是A、B投料后反应的生成物，即它们相当于A和B分别投料1mol和0.5mol，则原始A、B各投料2mol和1mol。D中是从逆反应开始，但起始浓度与正反应起始浓度相当，所以A、D是正确选项。而B相当于正反应起始浓度4mol A和2mol B，则平衡时c (C)w mol/L，而C相当于正反应起始浓度为2mol A和2mol B，则平衡时A的转化率提高，c (C) w mol/L。【答案】A D【例5】（1）下列方法中可以证明2HI(g) H2(g) +I2(g)已达平衡状态的是_。 单位时间内生成n molH2的同时生成n mol HI， 一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂， 百分组成w(HI)=w(I2) 反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)/2时， c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时， 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化， 温度和体积一定时，容器内压强不再变化， 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化， 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化， 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。 （2）在上述的说法中能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是_。【知识点拨】判断化学平衡状态常用方法的归纳：项 目mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成mmolA,即v(正)=v(逆)平衡在单位时间内消耗nmolB的同时消耗pmolC，即v(正)=v(逆)平衡v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡在单位时间内生成nmolB的同时消耗qmolD，均指v(逆)不一定平衡压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体的平均相对分子质量（M）一定，只有当m+np+q时平衡一定，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时，其他不变平衡密度（）体系的密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化平衡【分析】观察第（1）题反应的特征可知：此反应在反应前后气体的体积不发生变化，即在反应的任何一个阶段，容器内压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变。 观察第（2）题反应的特征：反应前后气体体积发生改变，因此其平均相对分子质量、混合气体密度都发生改变，当反应处于平衡状态时，这些都不再改变，此时c(NO2)恒定，颜色不再变化。【答案】（1）（2）【例6】已知293K时氢氧化钙的溶解度为0.165克/100克水及在0.9282Pa的二氧化碳压力下碳酸钙的溶解度为0.109克/100克水。请用计算说明，当持续把二氧化碳（压强为0.982 Pa，下同）通入饱和石灰水，开始生成的白色沉淀会否完全“消失”？在多次实验中出现了下列现象，请解释。1把由碳酸钙和盐酸（6mol/L）作用生成的二氧化碳直接通入饱和石灰水溶液，所观察到的现象是：开始通二氧化碳时生成的沉淀到最后完全“消失”。若使生成的二氧化碳经水洗后再通入饱和石灰水溶液，则开始生成的白色沉淀到最后就不能完全“消失”，为什么？2把饱和石灰水置于一敞口容器中，过了一段时间后溶液表面有一层硬壳。把硬壳下部的溶液倒入另一容器中，再通入经水洗过为二氧化碳，最后能得清液，请解释。若把硬壳取出后，全部