6化学反应速率和等效平衡

1、【专题目标】1 了解化学反应速率的概念及表示方法，理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速 率的影响。2 .了解化学反应的可逆性，理解化学平衡的特征，了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。3 理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响，理解平衡移动原理的涵义。4 学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。【经典题型】题型I:根据化学计量数之比，计算反应速率【例题】反应 4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H20(g)在 10L 密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质 的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表

2、示 为( )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)【点拨】用生成物 H2O 来表示反应的平均速率：0.45 mol 10 Lv(H2O)0.0015mol/(L s)30s根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，可求得V(NH3)0.001mol/(L s)V(O2)0.00125mol/(L s)V(NO) 0.001 mol/(L s)所以正确答案是 Co【规律总结】遇到这一类题目，一定要充分利用化学反应中各物质的反应速率之比等于它们的化 学

3、计量数之比这一规律进行计算。题型n：以图象形式给出条件，计算反应速率【例题】某温度时，在 2L 容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为 _ 。反应开始至 2min，用 Z 表示的平均反应速率为_ 。专题 6化学反应速率和等效平衡【点拨】由图可知，X、Y 的物质的量随反应的进行而减小，Z 的物质的量随反应的进行而增大,则 X 和 Y 为反应物，Z 为生成物。n(X) I.Omol 0.7 mol 0.3 moln(Y) 1.0 mol 0.9mol 0.1 mol反应方程式为：3X+Y = 2Z。题型川：根据已知的浓度、温度等条件，比

4、较反应速率的大小【例题】把下列四种 X 溶液分别加入四个盛有 10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时,X 和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()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【点拨】在化学反应中，当其它条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越 快。在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的 浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较 X 的浓度，

5、X 浓度越大，反应速率越 快。因为反应后溶液的体积均为50mL,所以 X 的物质的量最大，浓度就最大。通过观察可知，混合后 A、B 选项中 X 的浓度相等，且最大，但 B 中温度更高，因此 B 的反应速率最快。本题若没有看清楚题目实质，仅仅从选项的表面看 X 浓度的大小及反应温度的高低来判断反应速率的快慢，则会错选 C。题型W:般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A 和 1 mol B，发生反应：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g),达到平衡时 C 的浓度为 a mol L_1若维持容器体积和温度 不变，按下列四种配比作为起始

6、物质，达到平衡后，C 的浓度仍为 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【点拨】等效平衡的含义：在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，只是起始加入情况不同的同 一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同，这样 的化学平衡互称等效平衡。对于一般可逆反应，在恒温恒容条件

7、下，只改变起始加入的情况，只要通过可逆反应的化学 计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。假设 2 mol A 和 1 mol B 能够完全反应，则应生成 3molC + ImolD ,所以如果维持容器体积和 温度不变，开始时向容器中加入3molC + ImolD，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，则C 的浓度仍为 a mol L1。所以正确答案为 D。题型V:反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】可逆反应 A(g) + B(g)=2C(g)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1mol A和 1mol B，在某温度下达到平衡时

8、， C 的体积分数为 m% ;若向容器中充入 1mol C，在同样的温 度下达到平衡时，C 的体积分数为 n%,则 m 和 n 的关系正确的是()A . mnB. m 4m)【点拨】对于一般的可逆反应，在恒温恒压条件下，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同 一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后，与原平衡等效。1因为从题干可知n(N2):n(H2): n(NH3)平衡=1 :4 :a，所以状态下n(N2):n(H2)：n(NH3)平衡=1.5 : 6 : 1.5a。2起始状态时，有 1mol NH3,则相当于起始时有 N2和 H2分别为 0.5mol 和 1.5mol,按 n(N2)

9、: n(H2) :n(NH3)平衡=1 : 4 : a,可得状态时 n(N2) : n(H2) : n(NH3)平衡=0.5 : 2 : 0.5a,所以原有 N2和 出分别为 0和 0.5mol。x3x3设起始时n(NH3)为 x mol，则相当于 N2和 H2总量分别为(m+ )mol 和(g+) mol,22x3x则(m ):(g+) = 1 : 4,即可得 x= 2(g- 4m)22设为 n(NH3)平衡y mol，可得：题型四：通过建立等效平衡的中间状态，比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、 浓度的大小【例题】体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的 SO2和 02

10、,在相同温度下发生反应：2SO2+ O2=2SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容 器中 S02的转化率为 P%，则乙容器中 S02的转化率为（）A .等于 p% B .大于 p% C.小于 p% D.无法判断【点拨】根据题意，甲、乙两容器可设为如图所示装置。2SO2+ O2=2SO3是一气体总物质的量减少的反应。甲容器保持体积不变，压强变小；乙 容器保持压强不变， 体积减小，达到平衡状态时转化为状态丙。假设乙中的活塞不移动， 由于甲、乙两个容器的体积、温度相同，达到平衡时甲、乙两容器中存在的平衡是等效平衡，其中SO2的转化率也相等。对于乙和丙两个状态，乙

11、中压强小于丙中压强， 因此丙中 SO2转化率大于乙中 SO2转化率。由此可以判断出丙中 SO2的转化率也大于甲中 SO2的转化率。所以正确答案为B。【规律总结】对于气体参加的可逆反应，在温度恒定的条件下，涉及体积与压强以及平衡移动有 关判断的问题时，可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。这样能降低思维难度，具有变难 为易、变抽象为直观的作用。【例题】在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1g N2和 1g H2,乙容器中充入 2g N2和 2g 出。下列叙述中，正确的错误的是（）A .化学反应速率：乙甲B .平衡后 N2的浓度：乙甲C. H2的转化率：乙甲D 平衡混合气中 H2

12、的体积分数：乙甲【点拨】因为乙的原料投入量正好是甲的两倍，假设开始时乙的容器体积也是甲的两倍（如图所示），则此时甲与乙是等效平衡。 再将乙容器体积压缩至与甲相等（如图中丙），在此过程中平衡：N2+ 3H22NH3要向正反应方向移动，即 N2、H2的转化率增大，在体系中的体积分数减小。但此时，丙中 N2、H2、NH3的浓度都比甲中大，但丙中 N2、H2的浓度要小于甲中的两倍，而丙 中 NH3的浓度的浓度要大于甲中的两倍。【随堂作业】1 .反应 4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）在 5L 的密闭容器中进行，半分钟后 NO 的物质的 量增加了 0.3mol，则此反应的平均速率v

13、为4 : a=(g+32X)2y,即:y=( g 3m) a。=4NO(g)+6H20(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)mol/(L min)表示则下列关系正确的是45A.- v(NH3) v(O2)B .- v(O2)5624C. v(NH3) v(H2O)D.-v(O2)353某温度下，浓度都是1mol/L 的两种气体 X2和丫2,在密闭容器中反应生成气体Z,达到平衡后 c(X2)为 0.4mol/L , c(Y2)为 0.8mol/L，生成 Z 为 0.4mol/L，则该反应的化学方程式为A . X2+ 2Y2=2XY2B . 2X2+ Y2=2X

14、2YC. 3X2+ Y2=2X3YD . X2+ 3Y2=2XY34.把下列四种 X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到 20mL，此时X 与盐酸和缓地进行反应。其中反应速率最大的是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 .将固体 NH4Br 置于密闭容器中，在某温度下，发生下列可逆反应：NH4Br(s)NH3(g) + HBr(g)2HBr(g)Br2(g) + H2(g)2min 后，测得 c(H2) = 0.5mo

15、l/L , c(HBr) = 4mol/L，若上述反应速率用v(NH3)表示，下列反应速 率正确的是A . 0.5mol/(L min)B . 2.5 mol/(L min)C . 2 mol/(L min)D . 5 mol/(L min)6.在一定温度下的固定容积的密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：A(s) + 2B(g)C(g) + D(g)已达平衡的是A .混合气体的压强B.混合气体的密度C . B 的物质的量浓度D .气体的总物质的量7.把 3mol A 和 2.5mol B 混合于 2L 密闭容器中，发生反应：3A(g) + B(g)xC(g) + 2D(g)5min

16、后反应达到平衡，容器内压强变小，测得D 的平均反应速率为0.1mol/(L min)，下列结论错误的是A . A 的平均反应速率为 0.1mol/(L min)B. 平衡时，C 的浓度为 0.125mol/LC. 平衡时，B 的转化率为 20%D.平衡时，容器内压强为原来的0.8 倍8 .可逆反应：3A(g)3B(?) + C(?); H0，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断正确的是A . B 和 C 可能都是固体B . B 和 C 一定都是气体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 固体，则 B 一定是气体D . B 和 C 可能都是气体9.如图所示，反应 X(g) + 3Y (g)2Z(g)(正反应为放热反应)，在不同温度、不同压强(p1p2)下，达到平衡时，混合气体中Z 的体积分数(Z)随温度变化的曲线应为10 在一密闭容器中，aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60%，则A .平衡向正反应方向移动了B .物质 A 的转化率减小了C. 物质 B 的质量分数增大了D. ab11.在

18、温度不变下，在恒压容器a 与恒容容器 b 中，分别充入体积比为1 : 3 的 N2和 H2。若开始时两容器的体积相等，且在相同条件下达到平衡时，两容器中N2的转化率应当是A . a 中大B. b 中大C. a、b 中一样大D .无法判断12.恒温条件下，将 NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g) =N2O4(g)达到平衡后,慢慢压缩气体体积，下列叙述正确的是A 若体积减小一半，则压强为原来的两倍B 平衡向右移动，混合气体颜色一定会变浅C.若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D .平衡向右移动，混合气体密度增大13 .在一定温度下，容器中加入CO 和 H2O(g)各 1mol，

19、发生反应：CO + H2O=CO2+ H2，达到平衡时生成 0.7mol 的 CO2,若其他条件不变， 一开始就加入 4mol H2O(g)，则达到平衡可能生成的 CO2是A . 0.6molB. 0.95molC. 1molD. 1.5mol14 .可逆反应 A(g) + B=C(g) + D 达到平衡时，下列说法不正确的是A.若增大 A 的浓度，平衡体系颜色加深，D 不一定是有颜色的气体B .增大压强，平衡不移动，说明B、D 必定是气体C. 升高温度，C 的百分含量减少，说明正反应是放热反应D. 若 B 是气体，增大 A 的浓度会使 B 的转化率增大15 .在一密闭容器中充入 1mol N

20、O2,建立如下平衡：2NO2=N2O4,此时 NO2的转化率为 x%,在其他不变的情况下，再充入1mol NO2，待新平衡建立时测得 NO2的转化率为 y%,则下列大小关系正确的是A . xyB . x= yC . xN B . MN C . MN D .无法确定18.在四个同样密闭容器中发生反应：A(g) + 3B(g) =2C(g)，在同一时间内测得容器内的反应速率：甲为：v(A) = 3 mol/(L - min);乙为v(B) = 4.5 mol/(L min);丙为v(C) = 4 mol/(L min);丁为v(A) = 0.75mol/(L s)。若其它条件相同，温度不同，则温度

21、由低到高的顺序是19 .取 a molA 和 b molB 置于 V L 容器内，发生反应 aA(g) + bB(g) = cC(g) + dD(g)。1min 末，测 得容器内 A 的物质的量浓度为 x mol/L ,这时 B 的物质的量浓度为 _ mol/L , C 的物质的量浓度为_ mol/L。这段时间内反应的速率若以物质A 的物质的量浓度的变化来表示，应为_ mol/(L min)。20.一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应：A(g) + 2B(g)C(g)达到平衡时，c(A) = 2mol L-1,c(B) = 7mol L-1,c(C) = 3mol L-1。试确定

22、B 的起始浓度c(B)的 取值范围是 _ ;若往容器中继续注入一定量的氦气(不参加反应)，足够长的时间后，体系中 B 的物质的量浓度 _(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，混合气体的密度_ 。21.在一定条件下，x A + y B z C 的反应达到平衡。(1)已知 A、B、C 都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z 之间的关系是(2) 已知 C 是气体，且 x+ y=乙在增大压强时，如果平衡发生移动，则平衡一定向 _移动；(3)已知 B、C 是气体，当其他条件不变，增大 A 的物质的量时，平衡不发生移动，则A 是_ 态物质。(4)_ 若加热后 C 的质量分数减少，则正反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。22.发生反应：2SO2+ O2=2SO3,当此反应进行到一定程度时，就达到了化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a、b、c 分别代表起始的 SO2、O2和 SO3的物质的量，如果 a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保持达到平衡时，反应混合物中三种气体的 体积分数仍跟上述平衡时完全相同。试填写下列空白：(1)_若 a= 0