知识讲解—速率和平衡的综合(提高)

1、高考总复习 速率和平衡的综合高考展望】化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。 从历年高考经典 聚焦也不难看出，这是每年高考都要涉及的内容。 从高考试题看， 考查的知识点主要是： 有关反应速率的计算和比较； 条件对反应速率影响的判断； 确定某种情况是否是化学平 衡状态的特征；平衡移动原理的应用；转化率的计算或比较；速率、转化率、平衡移 动等多种图象的分析。 要特别注意本单元知识与图象结合的试题比较多。 从题型看主要是选 择题和填空题， 其主要形式有： 根据化学方程式确定各物质的反应速率； 根据给定条件， 确定反应中各物质的平均速率； 理解化学平衡特征的含义， 确定某种情况

2、下化学反应是否 达到平衡状态； 应用等效平衡的方法分析问题； 应用有关原理解决模拟的实际生产问题； 平衡移动原理在各类平衡中的应用； 用图象表示外界条件对化学平衡的影响或者根据图 象推测外界条件的变化； 根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、 消耗量、 气体体积、 平均式量的变化等。预计以上考试内容和形式在今后的高考中不会有太大的突破。从考题难度分析，历年高考题中，本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。 因为在高考中前些年出现了这方面的难题， 所以各种高难度的练习题较多。 但从新大纲的要 求预测命题趋势， 这部分内容试题往往和其它知识综合， 难度应该趋于降低， 平衡方面的题 目起点水平

3、并不是太高， 尤其是出现复杂的等效平衡题的可能性更不大。 在今后的复习中应 该抓牢基础知识，掌握基本方法，提高复习效率。【方法点拨】 一、复习思路：1复习化学反应速率，宜从准确把握概念的内涵入手，抓住概念的应用条件，对概念 的内容进行拓宽， 仔细分析外界条件对化学反应速率的影响情况， 为化学平衡内容的复习打 好基础。 从内容框架的构建上看， 可建立如下复习思路： 概念定量表示内在因素 外在因素。同时要强调概念的内涵外延。2有关化学反应速率的计算类型有几种，但难度都不大。在计算中首先要注意把握好 时间、体积、物质的量、 物质的量浓度等几个因素的运用以及单位换算。 对于化学反应速率、 化学平衡的

4、计算的模式一般要进行分段设计， 必经过“三态” ，即起始态、变化态和最终态， 如能根据反应方程式，对应地列出“三态”的变化，便可使问题变得一目了然。【高清课堂： ID:363530 转化率】、转化率的概念剖析：1适用物质：只针对反应物而言。2表达式：100反应物的转化率 反应物转化的物质的量 (或浓度) 反应物起始的物质的量 (或浓度)3反应物转化率的变化规律：对于有两种反应物的，增加其中一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高。如： aA(g) bB(g)cC(g)dD(g)(增加 A 的浓度， A 的转化率降低， B 的转化率升高)对于只有一种反应物的， 增加反应物的浓度， 其转化率变化

5、与方程式中反应前后气体 系数大小有关：A(g)B(g) C(g) (增加 A 的浓度， A 的转化率降低)2A(g)B(g) C(g) (增加 A 的浓度， A 的转化率不变)3A(g)B(g) C(g) (增加 A 的浓度， A 的转化率升高)要点诠释：在恒温恒容条件下，对反应物只有一种的可逆反应来说，增大反应物浓度，同时反应 体系的压强也增大了 (这是一个隐含结果 )，讨论如下：若压强增大能使平衡移动，且移 动方向与增大反应物浓度使平衡移动方向一致， 则反应物转化率增大， 若方向不一致， 则 反应转化率减小。 若压强增大不能使平衡移动， 则反应物的转化率不变。 再结合题目的 反应即可判断。

6、N23H22NH 3， H0(升高温度，反应物的转化率降低，增大压强，反应物的转化率升高)在不同条件下进行的可逆反应， A ：定温定压容器， B ：定温定容容器，反应物的转 化率与方程式中反应前后气体系数大小有关。如，对气体系数和缩小的反应：N2 3H22NH 3，若起始反应物浓度相同，达平衡时， A 中反应物的转化率高于 B，因为 B中压强相对较小。【典型例题】 类型一：转化率问题 例 1反应 ： PCl5(g)PCl3(g) Cl 2(g) ； 2HI(g)H2(g) I2(g) ； 2NO 2(g)N2O4(g) 。在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%。若保持各反应的温度

7、和容器的体积都不改变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率 ()。A 均不变B增大，不变，减小C均增大D减小，不变，增大【思路点拨】注意三个反应前后气体体积变化特点。【答案】 D 【解析】对于可逆反应： aA(g) bB(g) cC(g) ，增加 A 的量，平衡向正方向移动，但该 反应物 A 的转化率的变化与化学方程式中气体的系数有关：.若 a b c， A 的转化率不变，如题给反应； .若 abc， A 的转化率增大，相当于题给反应，.若 abc，A的转化率减小，相当于反应。【总结升华】 对于只有一种反应物的， 增加反应物的浓度， 其转化率变化与方程式中反应前 后气体系数大小有关。举一反

8、三：【变式 1】1和 2分别表示两个恒容容器中的平衡体系： A(g) 2B(g)和 2A(g) B(g) 的A 的转化率。在温度不变的情况下，起始时均增加 A 的物质的量，下列判断正确的是A1 降低， 2增大B1、2 均降低C1 增大， 2降低D1、2 均增大【答案】 A【变式 2】( 2014 石家庄质检)在相同容积的 4 个密闭容器中进行同一可逆反应 2A(g) B(g)3C(g) 2D(g) ，起始时 4 个容器所盛 A、B的量如下表所示容器甲乙丙丁A2 mol1 mol2 mol1 molB1 mol1 mol2 mol2 mol在相同温度下，建立平衡时， 4个容器中 A或 B的转化率

9、的大小关系是 ( )AA 的转化率为：甲丙乙丁BA 的转化率为：甲乙丙丁CB 的转化率为：甲丙乙丁DB 的转化率为：丁乙丙甲【答案】 A【解析】以乙为标准，甲相当于又加入 1 mol A ，平衡右移，所以 A的转化率，甲乙， B的转化率，甲乙，丙相当于压缩体积，平衡左移，A、B转化率均小于乙中 A、B 转化率。甲、丁比较 A 转化率，甲丁， B 转化率甲丁，乙、丁比较 A 转化率乙丁， B 转化率，乙丁。甲、丙比较， A 转化率甲丙， B转化率甲丙。丙、丁比较 B的转化 率丙丁。综上所述， A转化率，甲丙乙丁， B 转化率甲乙丙丁。类型二：化学平衡与反应热例 2已知常温常压下， N2 ( g)

10、 +3H 2 ( g)2 NH 3 ( g)； H = -92.4 kJ/ mol 在 同温同压下，向密闭容器中通入 1 mol N2和 3 mol H 2 ，达到平衡时，放出热量为 Q1kJ； 向另一体积相同容器中通入 0.5 mol N2、1.5 mol H2和1 mol NH 3 ，相同条件下达到平 衡时放出热量为 Q2 kJ则下列关系式中正确的是A 2Q2 Q1 92.4BQ2 Q1 92.4A 2Q2 Q1 92.4BQ2 Q1 92.4C Q1Q2 92.4D Q1Q2 92.4思路点拨】要注意热化学方程式中系数与反应热的对应关系。 答案】 B解析】当消耗 1 mol N 2时放热

11、才为 92.4 k J，可逆反应不能进行到底，故 Q1 Q2。 【总结升华】要理解等效平衡并非反应热等效，而是达到平衡时各成分的浓度相同。 举一反三：【变式 1】相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g) 3H2(g)2NH3(g) H 92.4 kJ/mol 。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器编号起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化N2H2NH3130放出热量 a kJ230放出热量 b kJ260放出热量 c kJ列叙述正确的是A放出热量关系： a b C达平衡时氨气的体积分数： DN2 的转化率： 答案】 A【变式 2】相同温度下，体积均为

12、 0.25L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) H=92.6kJ/mol 。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器 编号起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系 能量的变化N2H2NH3130放出热量： 23.15kJ0.92.70.2放出热量： Q列叙述错误的是A 容器中达平衡时反应放出热量：Q=23.15kJ/molB平衡时，两个容器中 NH3 的体积分数均为 1/7C容器、中反应的平衡常数相等的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是：D 若容器体积为 0.5L，则平衡时放出的热量 23.15kJ【答案】 A类型三：综合类例 3. (

13、2014 重 庆八中) 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/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0b 0 K(1000 ) K(810 )上述 中正确的有( )A4个B3 个C2个D1 个【思路点拨】压强增大实则缩小容积；温度不变时分析压强变化对平衡的影响。【答案】 A【解析】 1.0MPa、 810时 G的平衡体积分数为 54.0%，2.0MPa、915时 G 的平衡体 积分数为 7

14、5.0%，由题意可知加压平衡向左移动， G 的体积分数减小，只有正反应为吸热反 应，升温平衡向右移动才能得到上面的结果，故该反应的正反应为吸热反应。 b 与 f 相比压 强大，温度低，均有利于平衡左移，正确；915、2.0MPa 时 G 的平衡体积分数为 75.0%，设 E 的初始量为 a mol，转化量为 x mol 。2x0.6a则100%75.0%，x0.6a，E 的转化率为：100%60% ，正确；a x a由方程式可知 1 mol气体 E与固体 F反应可生成 2 mol气体 G，正确；降温，平衡向 左移动，平衡常数减小，正确。故选项 A 正确。 【总结升华】本题主要考查学生温度、压强

15、对平衡移动的影响以及熵变、平衡常数的概念。 举一反三：【高清课堂： ID:363530 例 7】【变式 1】 T 时，在 1 L 的密闭容器中充入 2 mol CO2和6 mol H 2，一 定条件下发生反应： CO2(g) 3H 2(g)CH3OH(g) H2O(g)，H 49.0 kJ/mol，测得 H2和 CH3OH(g)A 010 min 内 (H2) 0.3 mol/(L min)BT 时，平衡常数 K = 1/27 ， CO2与 H2的转化率相等CT 时，上述反应中若有 64 g CH3OH 生成，同时放出 98.0 kJ的热量 D达到平衡后，升高温度或再充入CO2气体，都可以提高 H2 的转化率【答案】 D【变式 2】已知： 2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H 2O(g) H 25 k