高考专题复习化学：化学反应速率和化学平衡

专题二化学反应速率和化学平衡•高考趋势展望本专题是高考考查的重点，其热点主要集中在：1•根据化学方程式，确定各物质的反应速率，并能进行简单的计算；2•通过化学反应速率的测定方法，考查数学（数据）处理的能力；3•理解化学平衡的含义，确定某种情况下化学反应是否建立平衡；4•勒夏特列原理在各类平衡中的应用，有关转化率、消耗量、气体体积变化等有关计算；5•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。化学反应速率和化学平衡是每年高考的必考内容，出现的题目类型有选择题和填空题。在选择题部分中，以考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件为主，化学平衡计算的考查也时有出现。而在II卷中，常出现思维强度较高的题目，以考查考生的思维判断能力。今后高考命题的变化趋势是：化学反应速率将依据其外在影响因素选择反应条件，或探究并建立化学反应速率的数学模型，或者给定某一反应速率与时间的变化曲线图象，提出合理的解释。化学平衡这部分基本理论在化工生产中的应用，是科学技术与社会的紧密结合。因而涉及此内容的高考试题将以中学化学知识为落点，紧贴社会生产、日常生活、环境、能源、材料、健康等实际命题，既全面考查学生的知识、技能，又充分利用高考这一特殊手段展开素质教育。预计化工生产中选择适宜温度和压强、促进或抑制某反应的进行而选择的酸碱性环境等，将是高考重点开发的题型。•主干知识整合1•外界条件对可逆反应速率的影响规律升温，v（正）、v（逆）一般均加快，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温，V（正）、v（逆）一般均减小，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。加压对有气体参加的反应，V（正）、V（逆）均增大，气体体积之和大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数；降压，V（正）、V（逆）均减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。增加反应物的浓度，V（正）急剧增大，V（逆）逐渐增大。加催化剂可同倍地改变V（正）、V（逆）。思考讨论对于合成氨反应，N2、H2的消耗速率逐渐减慢而NH3的生成速率是否逐渐加快？答:n2、h2的消耗与nh3的生成是同一反应方向，只要n2、h2的消耗速率逐渐减慢，NH3的生成速率必然随之减慢。2•改变条件对化学平衡的影响规律（1）在相同温度下，对有气体参加的化学反应，压强越大，到达平衡所需的时间越短。在相同压强下，温度越高，到达平衡所需的时间越短。（2）平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增加。而生成物的浓度、生成物的质量分数以及反应物的转化率都不一定增加或提高。（3）加催化剂，只能同倍改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需时间，不影响化学平衡。（4）同一反应中，未达平衡以前，同一段时间间隔内，高温时生成物含量总比低温时生成物含量大（其他条件相同）。高压时生成物的含量总比低压时生成物的含量大（其他条件相同）。（5）在其他条件不变时，如将已达平衡的反应容器体积缩小到原来的2，压强将大于原来的压强，但小于或等于原来压强的2倍。3•反应物用量的改变对平衡转化率的影响规律若反应物只有一种时，如：aA(g)bB(g)+cC(g)，增加A的量，平衡向正反应方向移动，但该反应物A的转化率的变化与气体物质的计量数有关：若a=b+cA的转化率不变若a>b+cA的转化率增大若aVb+cA的转化率减小若反应物不止一种时，如：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，而A的转化率减小，B的转化率增大。若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量，则平衡向正反应方向移动，而反应物转化率与气体反应物计量数有关。如a+b=c+d.A、B的转化率都不变；如a+bVc+d,A、B的转化率都减小；如a+b>c+d,A、B的转化率都增大。思考讨论化学平衡主要是研究可逆反应规律的，如反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响等。(1)为什么说化学平衡是动态平衡？(2)有人设想通过寻找高效催化剂的途径提高化工生产中原料的转化率，这一设想科学吗？(3)为什么在实验室中很难得到纯净的no2气体？答：(1)化学平衡的主要特点是v(正)=v(逆)，由于正反应和逆反应仍在继续进行，只是在同一瞬间正反应生成某生成物的分子数，和逆反应所消耗的该物质的分子数相等，此时反应混合物中各组分的浓度不变。故化学平衡是一种动态平衡。催化剂能同等程度地改变v(正)和v(逆)，因此它只能缩短反应达到平衡所用的时间，不能改变反应物的转化率，故(2)说法不正确。由于NO2与N2O4之间存在如下转化关系：2NO2l—N2O4,故通常情况下NO2气体中也会存在少量n2o4，由于以上转化是放热过程，故只有在高温低压情况下，no2气体才相对较纯。4.解答化学平衡问题的重要思维方法可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量不为零。一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。“一边倒”原则可逆反应，在条件相同时(等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温等容)aA(g)+bB(g)、——cC(g)①始ab0平衡态I②始00c平衡态II③始xyz平衡态III为了使平衡111=11=1根据“一边倒”原则，即可得TOC\o"1-5"\h\zaxz\o"CurrentDocument"x+—z=a—+=1cacbyzy+—z=b+—=1cbc“过渡态”方法思路：各种反应物的浓度增加相同倍数，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况。•精典题例导引【例1】将4molA气体和2molB气体在2L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2s后测得C的浓度为0.6mol・L-i，现有下列几种说法，其中正确的是用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol・L-1"s-1用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol・L-1"s-12s时物质A的转化率为70%2s时物质B的浓度为0.7mol•L-1①③B.①④C.②③D.③④解析：由题知2s时C的浓度为0.6mol・L-1，根据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变化浓度为0.3mol・L-】，进而确定B的浓度是(1mol・L-1—0.3mol・L-1)=0.7mol・L-1；A的变化浓度为0.6mol・L」，从而求A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为0.3mol・L-1・s-1，可推知用A表示的反应的平均速率为0.3mol・L-1・s-1，用B表示的反应的平均速率为0.15mol"L-1"s-1。对照各选项，符合题意的是B。答案：B【例2】(2004年全国理综四，9)在恒温恒容条件下，能使A(g)+B(g^^C(g)+D(g)正反应速率增大的措施是A.减小C或D的浓度B.增大D的浓度C.减小B的浓度D.增大A或B的浓度解析：在恒温恒容条件下，正反应速率取决于反应物的浓度。A.减小C或D的浓度，正反应速率不变；B.增大D的浓度，正反应速率不变；C.减小B的浓度，正反应速率减小；D.增大A或B的浓度，都会使正反应速率增大。答案：D【例3】(2004年广东，18)下图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)^^Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是C.加催化剂D.增大体积解析：由题给图示可知，当改变条件使反应过程中X的转化率变为按b曲线进行时，在时间相同时，X的转化率增大，而加大X的投入量可使X的转化率降低，可排除B；在

达到化学平衡前要使X的转化率增大，则必增大化学反应的速率，而增大体积只可降低化学反应速率。又由图示可知达到平衡时两者的转化率相等，故二者达到的为同一平衡状态,而升高温度一定使化学平衡发生移动，所以本题的答案为Co答案：C特别提示化学平衡图象问题的识别分析方法，不外乎是看坐标、找变量、想方程、识图象四个方面，即准确认识横、纵坐标的含义，根据图象中的点起点、终点、转折点)、线(所在位置的上下、左右、升降、弯曲)特征，结合题目中给定的化学方程式和数据，应用概念、规律进行推理判断。【例4】(2004年全国理综一，29)恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)⑴若反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13mol,化(NH3)=6mol,计算a的值。反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始):n(平)=(4)原混合气体中，a:b=(5)达到平衡时，(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比,a(N2):a(H2)=(6)平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)=解析：⑴N2+3H22NH3TOC\o"1-5"\h\z开始时：ab0反应过程：x6t时：136根据上述关系，解得x=3o所以a=x+13=16o(2)平衡时NH(2)平衡时NH3的物质的量为716.8L22.4L-mol_1X25%=32molX25%=8mol。(3)可利用差量法计算。假设反应过程中混合气体总物质的量减少y,N2+3H2^^2NH3An13228moly解得y=8molo所以，原混合气体总物质的量为716.8L22.4L-所以，原混合气体总物质的量为716.8L22.4L-mol_1+8mol=40mol。原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40:32=5:4o前面已计算出原混合气体中a=16，所以H2的物质的量b=40—16=24。所以a:b=16:24=2:3o反应过程中各物质的物质的量如下：N2+3H2_2NH3开始时：1624转化：4128平衡时：12128412可以算出，N2、H/勺转化率之比为a(N2):a(H2)=:=1：2。22221624⑹根据第⑸题中的数据，平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)=12：12：8=3:3:2。答案：(1)a=16平衡时n(NH3)=8mol5:4(4)2:3(5)1:2(6)3:3:2深化拓展本题依据氮原子守恒求a的值更为简捷方便：13molX2+6mol=2a，解得a=16mol。【例5】在Zn与某浓度的盐酸反应的实验中，某人得到了下面的几组实验数据：Zn的质量(g)Zn的形状温度(C)溶于酸的时间(s)A2薄片5400B2薄片15200C2薄片25100D2薄片3550E2薄片4525F2粉末155利用上述结果，回答下列问题：画出时间对温度的曲线图。利用所画的曲线图，你能得出关于温度影响反应速率的结论是什么？20°C时，2g锌箔溶解于酸中需花多少时间？对比结果B与F,解释F很快溶于酸的原因。解析：本题为研究性试题，题目要求学生从实验数据出发，经过分析、归纳总结出规律,重在考查学生在研究性学习中对研究结果进行分析和处理的能力，这是学生科学探究能力的重要体现。该小题只要求把数据信息转化为图象。可作图如下。止时间(s)比较表中数据可看出，从A)到5E,每组的实验温度相差10C，锌粒消耗时间都变为前一实验的1/2。故从这5组数据可归纳总结出温度影响反应速率的规律为：温度每升高10C，反应速率增大到原来的两倍。根据(1)中的图象可求得，当温度为20C时，反应时间大约需150s。比较B和F,反应温度相同，酸的浓度相同，Zn的质量也相同，但B中2gZn全部溶解用了200s,而F中只需要5s,即F中的反应速率比B中反应速率快了40倍。其原因只可能与Zn的状态有关，因为B中Zn是块状，F中Zn是粉末状，粉末状时与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。

丄时间(S)400-200・100・50・25・温度(oC)答案：丄时间(S)400-200・100・50・25・温度(oC)(2)温度每升高10°C，反应速率增大1015202530354045(3)大约需150s。原因只可能与Zn的状态有关，因为B中Zn是块状，F中Zn是粉末状，粉末状时与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。•能力提升训练1.一定条件下，可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为q、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol・L-1、0.3mol・L-1、0.08mol・L-1，则下列判断不合理的是C]:c2=1：3平衡时，Y和Z的生成速率之比为3:2X、Y的转化率不相等c]的取值范围为0VC]V0.14mol・L-1解析:本题考查化学平衡的涵义。达到平衡时c(X):c(Y)=1:3,而转化的c(X):c(Y)=1:3(化学计量数之比)，则C]：c2=1：3,A合理，C不合理；平衡时Y、Z生成速率之比为其化学计量数之比，B合理；若起始时c3=0,则c1有极大值：0.08mol-L-1c=0.1mol•L-1+=0.14mol•L-112即0<C]V0.14mol•L-1。答案:C(2004年天津，13)—定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不．改．变．的是保持温度和容器体积不变，充入1molSO3(g)保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g)保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)解析：A中充入1molSO3气体，平衡向逆反应方向移动，新平衡时SO3浓度变大；C中充入1molO2气体，平衡向正反应方向移动，新平衡时SO3浓度变大；D中充入1molAr气体，且保持压强不变，则容器的体积扩大，平衡向逆方向移动，新平衡时so3浓度变小。B中虽然充入1molSO3，但因容器内压强可以保持不变，体积可以自由扩大，所以新平衡与原平衡体系中各物质浓度分别相等，SO3浓度不变。正确答案为B。答案：B(2004年黄冈模拟题)反应3Fe(s)+4H2O(g)尸*Fe3O4(s)+4H2(g)在温度和容积不变的条件下进行。能表明反应达到平衡状态的叙述是A.容器内压强不再变化B.Fe3O4的物质的量不变C.v(H2O)=v(H2)D•反应不再进行解析：所给反应为气体总体积不变的反应，无论是否达到化学平衡，压强都不变化，A不能表明；Fe3O4的物质的量不变，即单位时间内消耗Fe与生成Fe的物质的量相等，v(正)=v(逆)表明反应已达平衡状态；由于反应中H2O(g)和H2(g)化学计量数相等，反应平衡与否,其反应速率都相等，故C不能表明；显然D中叙述错误。答案：B4•在一定条件下，在密闭容器中进行的反应aX(g)+bY(g)=^cZ(g)+dW(g),5min后达n2n到平衡，X减少nmol・L-i,Y减少—mol•L-1,Z增加一mol・L-1。在其他条件不变时，将

33容器体积增大,W的百分含量不发生变化。则化学方程式中各物质的化学计量数之比a:b:c:d应为A.1：3：1：2B.3：1：2：2C.3：1：2：1D.1：3：2：2解析：根据化学反应中,化学反应速率之比等于化学计量数之比有a:b:c=nmol・L-1:n2nymol・L-1:^mol・L-1=3：1：2。由于其他条件不变时，体积增大，W的百分含量不变，故该反应应为气体总体积不变的反应，所以当a、b、c分别取3、1、2时，d的值应为2。即a：b：c：d=3：1：2：2。答案：B5.(2004年广东揭阳模拟题)在密闭容器中有可逆反应nA(g)+mB(g)pC(g)；4H>0,处于平衡状态，已知m+n>p。若只改变平衡的某一条件，建立新的平衡时，与原平衡比较，下列说法正确的是①升高温度nCi变大②降低温度时，体系内混合气体平均相对分子质量变小③加c(B)入B,则A的转化率增大④加入固体催化剂，气体总的物质的量不变⑤加入C,则A、B的物质的量增大A.①③④B.①②⑤C.①②③⑤D.②③④⑤解析：由于正反应为吸热反应，故升高温度，平衡向正反应方向移动，c(B)减小，c(C)增大，唱变小；降低温度，平衡向逆反应方向移动，气体质量不变，物质的量增大,c(B)故平均相对分子质量变小；加入B,平衡向正反应方向移动，A的转化率增大；加入催化剂对化学平衡没有影响，气体的总物质的量不变；加入C,平衡向逆反应方向移动，故A、B的物质的量都增大。答案：D6.298K时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)尸*2NH3(g)；氐H=—92.4kJ・mol-1。在该温度下，取1mol%和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，经过t1分钟后达到平衡，测定反应热为氐H；同样情况下，若取2molN2和6molH2放在同一密闭容器中进行反应，经过t2分钟后达到平衡，测定反应热为△H2。下列关系正确的是口>/H=L与.">/H>H1>4H">/H>H>AH1=4映H2解析：在相同条件下，若将途径II分为两个1molN2和3molH2,则达到的平衡状态与途径I完全相同。现将途径II的体积压缩至与途径I相同，则压强增大，平衡向正反应方向移动，由于正反应为放热反应，卜H为负值，故△H<LHj又对于可逆反应，无论怎样移动都不可能完全转化为NH3。故△H<AH<AH］。

答案：C(2004年江苏，18)在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)；AH<0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某．一．条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：列判断C的定错误的是IB」甲-測合气体总压O列判断C的定错误的是IB」甲-測合气体总压OIII时间图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高图II研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高图II研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高图III研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高解析：催化剂的效率越高，化学反应速率越快，达到平衡所需时间越短，但催化剂不能使化学平衡发生移动，故A不正确而D正确。温度越高、压强越大，化学反应速率越快，达到平衡所需时间越短，由于所给反应为气体总体积缩小的反应，压强增大时平衡向右移动，使aa>a乙又知反应为放热反应，温度升高时平衡向左移动，使甲<a乙,C正确，B错误。甲乙甲乙答案：AB(2004年全国理综三，13)某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g)2E(g)若开始时只充入2molE(g)，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2molM和1molN的混合气体，达到平衡时M的转化率为A.20%B.40%C.60%D.80%解析：开始时向容器中充入2molE和充入2molM、1molN的效果相同，两种情况下达到平衡时，容器中M、N、E的物质的量分别相等。若开始向容器中通入2molE,则2M(g)+N(g)^^2E(g)开始：0mol0mol2mol转化：2xmolxmol2xmol平衡：2xmolxmol2－2x)mol得到2x+x+(2-2x)=120%，求得工=0.4。平衡时各物质的物质的量为：2n(M)=0.8mol；n(N)=0.4mol；n(E)=1.2mol。若开始向容器中通入2molM、1molN,贝V2M(g)+N(g)—-2E(g)开始：2mol1mol0mol转化：1.2mol0.6mol1.2mol平衡：0.8mol0.4mol1.2mol所以，1.2M的转化率等于1.2-X100%=60%。答案为Co2答案：C

9.(2004年南昌模拟题)已知t°C,pkPa时，在容积为VL的密闭容器中充入1molA和1molB,保持恒温恒压下反应：A(g)+B(g)C(g);氐H=_Q(Q>0)达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：升温时，C的反应速率傾“加快”“减慢”或“不变”)。若平衡时，保持容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡。A.—定向正反应方向移动B.一定向逆反应方向移动C.一定不移动D.不一定移动若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2molA和2molB,则反应达到平衡时，C的体积分数为；容器的容积为。解析：(1)温度升高化学反应速率加快，则升温时，C的反应速率加快。(2)平衡时，容积不变，若增大压强的措施，是增大反应物或生成物浓度则平衡发生移动；若增大压强的措施是充入不参与反应的气体，则原平衡中各物质浓度不变，平衡不移动。应选D。(3)由题意可知，此平衡达成时与原平衡等效，设平衡时A的转化量为x,贝y：A(g)+B(g)「C(g)起始：2mol2mol0转化：xxx平衡：2—x2—xx根据题意有：=40%2—x+2—x+xx=8mol。782010=—VL。所得混合气体的物质的量为4罰-7mo咕mol°设容器容积为10=—VL。VL2molV'=「20]mol7所以V答案：(1)加快(2)D(3)40%10VL710.有点难度哟！在实验室中做小型实验：把物质A、B按一定比例充入一个表面积为300cm2、容积为2L的球形容器，使压强为p,然后将整个容器用加热器加热到280C时，发生如下反应：3A(g)+3B(g)28°°c>2C(g)+2D(g)；氐H=—180kJ・mo卜1若平均每分钟生成0.5molC,则此反应速率可表示为v(C)=。若容器表面向外散热速率平衡为400J•(min•cm2)-1,为了维持恒温280C，平均每分钟需用加热器提供kJ的热量。若将小型实验扩大为工业生产：将反应容器的容积扩大到原来的10倍，做成“相似体”，且将A、B按原比例向其中充入，并使压强仍为p,然后加热到280C,则达到平衡时，C的体积分数与实验室的小型实验相比，将(填“减小”“增大”或“不变”)。解析：(1)v(C)=0.5m°"—=0.25mol•L—1•min—1o2Lx1min

容器表面向外散出的热量为：400J•(min•cm2)-1X1minX300cm2=120000J,即卩120kJ；该反应每分钟放出的热量为：180kJ-180kJ-mol-12X0.5mol=45kJ；加热器需要提供的热量为120kJ-45kJ=75kJ。因为温度不变、压强不变,充入反应物A、B的配比不变,平衡不发生移动,为同一平衡状态，所以c的体积分数不发生变化。答案：(1)0.25mol•L-1•min-175不变11.有点难度哟！如下图所示，向A中充入1molX和1molY,向B中充入2molX和2molY,起始时,VA=VB=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下述反应：X+Yu^2Z+W+Q；AHV0(X、Y、Z、W均为气体)，达到平衡时，VA=1.2aL。试回答：TOC\o"1-5"\h\zA中X的转化率aA=;A、B中X转化率的关系：aAaB(填“〉”“=”或“V”)；AB打开K,一段时间后又达平衡时,A的体积L连通管中气体体积不计在(3)达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，达到新平衡后，A的体积傾变大”“不变”或“变小”),其理由是。解析：(1)X+Y—2Z+W+Q开始：1mol1mol000转化：aa2aaaAAAAA平衡：1-a1-a2aaaAAAAA2mol2+2a根据题意得：一AaL1.2aLaA=20%。(2)由于B中X、Y的物质的量皆为A中的2倍，若假设B的体积为A的2倍，压强与A相同，则平衡时的转化率与A相等。现将B的体积压缩至与A相等则压强增大，平衡向逆反应方向移动，X的转化率降低，即aA>aBo(3)若打开K,则B中气体进入A,相当于A中物质的量3倍的气体X、Y在等压条件下发生反应，故在达到平衡时混合气体的总体积为3.6aL,所以一段时间后又达平衡时A的体积为2.6aL。(4)由于该反应为放热反应，故升高温度平衡逆向移动，但温度升高使气体体积变大，气体浓度减小，平衡将正向移动，由于在压强不变时，体积与温度成正比，温度是体积变化的主要原因，所以升高温度可使其体积增大。答案：(1)20%(2)>(3)2.6a变大升高温度，平衡逆向移动，但温度升高使气体体积变大，气体浓度减小，平衡将向正向移动，且压强不变时，气体体积与温度成正比，为线性关系。这是体积变化的主要原因12.(探究创新题)“模型法”是在科学研究中，人们根据实验事实和已知的科学原理，对研究对象的结构、性能和运动规律进行理性分析，设想出其大致框架即“模型”，然后再进行推理，对其作出解释、预测和说明的一种研究方法。下图是人们在研究催化剂对化学平衡有无影响时,有人设想的一种实验模型气缸里有一化学平衡体系〔N2O4(g^^2NO2(g)〕通过凹槽与催化剂(固体粉末)相连。若凹槽与活塞的位置设计恰当，可以借助活塞移动的惯性使平衡体系与催化剂接触或不接触。假定接触催化剂时，平衡向逆反应方向移动，不接触时又向正反应方向移动。请你设想一下，将会有何现象发生？(1)。实际中能发生这种现象吗？(2)(填“能”或“不能”)为什么？(3)。由此可证明⑷。飞轮解析：(1)混合气体与催化剂接触时，反应速率加快，使混合气体的体积迅速增大或减小；而不与催化剂接触时反应速率较慢，体积变化不大。故将出现活塞往复运动而使轮子转动而做功。(2)由于这样的装置可以不消耗任何物质和能量而使飞轮转动做功，即所谓的“永动机”，它违背了能量守恒定律，所以这种现象不能发生，由此也说明了催化剂对化学平衡没有影响。答案：(1)将会出现活塞往复运动而使轮子转动做功(2)不能(3)因为这样的装置可以不消耗任何物质和能量而使轮子转动做功，即所谓的“永动机”，它违背了能量守恒定律，是不可能存在的(4)催化剂对化学平衡无影响•教师下载中心教学建议化学反应速率和化学平衡是高考的热点内容之一。因此在复习过程中要认真研究高考考查这部分内容的题型及经常考查的知识点，总结知识规律，结合典型例题和习题的分析讨论，充分调动学生的积极性，引导启发学生思考各类题型的解题思路、解题方法、解题规律，培养学生灵活运用基础理论解决问题的能力。在复习过程中应注意如下几点：要了解反应速率的概念和反应速率的表示方法，外部条件对反应速率的影响，了解“可逆反应”是平衡的研究对象，重点掌握化学反应速率和化学平衡之间的实质关系，以及能用勒夏特列原理解释条件对平衡体系的影响。勒夏特列原理是平衡建立和移动的核心理论，适用于一切平衡体系，它从本质上揭示了平衡的相对性以及外部条件对平衡的影响(外因通过内因起作用)，是高考的重点考查内容，复习的时候要加以重视。平衡体系的图象题在高考中经常出现，是热点题型。图象题是在一定条件下平衡的建立和条件变化时平衡的移动中关于各种物理量变化的数学抽象和概括，常有时间图象、条件图象等。例题注释本专题共设计了五个典型例题。【例1】和【例2】主要考查化学反应速率的有关知识应用。其题目特点：一是确定用不同物质浓度的变化表示某一化学反应的速率时它们间的数值关系，其依据是速率之比等于化学方程式中有关物质的化学计量数之比。二是根据外界条件对化学反应速率影响的规律定性分析化学的反应速率，特别是可逆反应的V(正)或V(逆)的变化，在此基础上为了注重应用能力的考查，有的题目常常给出一些必要的条件进行定量判断。【例3】和【例4】考查化学平衡知识的应用，其题目主要特点有三类：一是判断可逆反应是否处于平衡状态，在分析解答过程中要紧紧抓住可逆反应处于化学平衡状态的实质：V(正)=V(逆)。二是比较可逆反应所处的化学平衡状态是否相同。方法思路是：先选取某平衡状态为标准状态，然后分析其他状态情况转变为标准平衡状态时的条件变化而引起平衡移动的结果，进行比较判定。三是通过多种图象，对化学反应速率和化学平衡有关的知识规律进行分析考查。题目往往变化灵活，涉及内容多并且要求较高，特别注重知识的综合应用能力和分析判断能力的考查。该类题目的解答思路是：先看懂图象(特别是纵坐标和横坐标表示的意义)，然后依据化学反应速率和化学平衡的变化规律，进行综合分析推理判断。在此基础上对不同类型的图象，要抓住各自的特点进行归纳总结各自的解题规律和方法。【例5】提供研究的实验数据，要求学生通过对数据的分析、归纳统摄成规律，考查学生在进行研究性学习过程中对数据的处理能力及结果的判断能力。解题时应注意分析所得实验数据的相互联系及可能存在的规律性。拓展题例1.原子守恒法在化学平衡计算中的应用【例1】在容积为20L的真空密闭容器中充入0.1molH2和0.2molI2蒸气，加热到“°C后，发生H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)，达到平衡后，测得H2的转化率为50%；再升温到t2C时，HI的浓度又变成t「C时的一半。整个过程中体积不变，贝y在t2C时混合气体的密度为A.2.12g・L—1B.2.55g・L—1C.3.06g・L—1D.3.18g・L—1解析：平衡混合气体的质量应等于起始态h2和I2的总质量：0.1molX2g•mol—1+0.2molX254g•mol—1=5.1g,则混合气体的密度为5.1g^20L=2.55g・L-1o答案：B【例2】amolN2和bmolH2反应，在一定条件下达到平衡，生成cmol的NH3。NH3在平衡混合物中的质量分数是多少？解析：平衡混合气体的质量应等于起始态N2和H2的总质量，即为(28a+2b)g,其中NH3的质量为17cgo贝有：w(NH3)=[17c/(28a+2b)]X100%o17c850c答案：平衡混合物中氨的质量分数为」X100%或竺也%o28a+2b14a+b【例3】在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2+O22SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白。TOC\o"1-5"\h\z若a=0,b=0,则c=o若a=0.5,贝9b=和