高二选修四提高特训化学反应速率和化学平衡解析版Word格式文档下载.docx
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（4）保持密闭容器容积不变，升高温度，则平衡向吸热反应方向移动。
Ⅱ．从图中可以看出，两次改变条件，都是逆反应速率大，也就是平衡都逆向移动，氨的百分含量都在减小。
【详解】
（1）增加C（s），但并未改变气体的浓度，平衡不受影响；
答案为：
不移动；
（2）减小密闭容器容积，也就是加压，保持温度不变，则平衡向气体分子数减小的方向移动，即向左移动；
向左移动；
平衡不移动；
（4）保持密闭容器容积不变，升高温度，则平衡向吸热反应方向移动，即向右移动；
向右移动。
Ⅱ．从图中可以看出，两次改变条件，都是逆反应速率大，也就是平衡都逆向移动，氨的百分含量都在减小，所以0～t1，氨的百分含量最高。
0～t1。
二、填空题
2．顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为：
v（正）=k（正）c（顺）和v（逆）=k（逆）c（反），k（正）和k（逆）在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。
回答下列问题：
（1）已知：
t1温度下，
，
，该温度下反应的平衡常数值K1=_____；
该反应的活化能Ea（正）小于Ea（逆），则
________0（填“小于”“等于”或“大于”）。
（2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______（填曲线编号），平衡常数值K2=_____；
温度t2___t1（填“小于”“等于”或“大于”）,判断理由是______。
【答案】3小于B
大于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动
（1）根据v（正）=k（正）c（顺）、
，则v（正）=0.006c（顺）,v（逆）=k（逆）c（反），
v（逆）=k（逆）c（反）=0.002c（反）,化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c（顺）=0.002c（反），K1=c（反）/c（顺）=0.006÷
0.002=3；
该反应的活化能Ea（正）小于Ea（逆），说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则
小于零。
（2）随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，则符合条件的曲线是B，设顺式异构体的起始浓度为x,该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x,反式异构体为0.7x，所以平衡常数值K2=
=7/3，因为K1>
K2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动,所以温度t2大于t1。
3．已知：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）ΔH<
0。
在密闭容器中，充入2molN2和6molH2使之发生反应：
（1）当反应达到平衡时，N2和H2的转化率比是___。
（2）当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，平衡将向___移动。
（填“向左”、“向右”或“不”）。
（3）当达到平衡时，将c（N2）、c（H2）、c（NH3）同时减小一倍，平衡将向___移动。
（4）若有两容器都充入2molN2和6molH2，甲容器保持恒温、恒容，乙容器保持恒容绝热，同时开始反应，更先达平衡的是___容器（填“甲”或“乙”），甲中N2的转化率比乙中的更___（填“高”或“低”）。
【答案】1∶1不左乙高
（1）对N2（g）+3H2（g）
0，在密闭容器中，开始时n（N2）∶n（H2）＝2∶6＝1∶3，反应时消耗n（N2）∶n（H2）＝1∶3，则N2和H2的转化率比是1∶1；
（2）当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，使体系压强增大，但体积不变浓度不变，平衡不移动；
（3）当达到平衡时，将c（N2）、c（H2）、c（NH3）同时减小一倍，体积增大一倍，根据勒夏特列原理，平衡向体积增大的方向移动，即平衡将向左移动；
（4）由于反应放热，则乙容器温度升高，反应速率比甲容器快，所以先达平衡的是乙容器；
由于反应放热，甲容器温度比乙容器低，能促进平衡正向移动，所以甲中N2的转化率比乙中的更高。
4．等物质的量的
、
四种物质混合，发生如下反应：
当反应进行到一定时间后，测得
减少
增加
，此时反应达到了平衡状态。
（1）写出该反应的各化学式前的系数。
：
________；
________。
（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，则
为________态，
为________态。
（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又达到相等，则该反应是________反应。
【答案】2132气非气气放热
（1）一段时间内，同一化学反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其化学式前的系数之比，所以
；
（2）若只改变压强，反应速率发生变化，说明该反应有气体参加；
压强对化学反应前后气体体积不变的可逆反应的平衡状态无影响。
根据题意可知，反应前后气体体积不变，根据化学方程式，已知生成物
是固体，要使反应前后气体体积不变，只能是
是气体，
是液体或固体，即非气体；
（3）升高温度，化学平衡向吸热方向移动。
根据题意知，升高温度，反应一段时间后，测知这四种物质的物质的量又达到相等，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应。
5．在一密闭容器中，充入1molN2和3molH2，并在一定温度和压强条件下，使其发生反应：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H＝-92.4kJ·
mol-1。
（1）若保持容器体积不变，再向其中充入1molN2，反应速率会_________（填“加快”、“减慢”或“不变”），理由是____________________________________________；
（2）若保持容器体积不变，再向其中充入1mol氩气，反应速率会_________（填“加快”、“减慢”或“不变”），理由是_____________________________________；
（3）若保持容器气体压强不变，再向其中充入1molN2和3molH2，反应速率会_________（填“加快”、“减慢”或“不变”），理由是___________________________________________；
（4）使用催化剂，反应速率会_________（填“加快”、“减慢”或“不变”），理由是____________________________________________。
【答案】加快增大了反应物的浓度，活化分子数目增多，反应速率加快不变反应物的浓度没有增大，反应速率就不会加快不变在一定温度和压强条件下，气体体积和气体的物质的量成正比。
容器的体积增大，反应物的浓度没有增大，反应速率就不会加快加快催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子的百分数，反应速率加快
（1）在其它条件不变的情况下，若保持容器体积不变，再向其中充入1molN2，即为增大了反应物的浓度，单位体积的活化分子数目增多，有效碰撞的几率升高，化学反应速率加快；
（2）在其它条件不变的情况下，若保持容器体积不变，再向其中充入1mol氩气，氩气不参与化学反应，虽充入氩气导致容器内压强增大，但实际参与反应的气体的浓度没有发生改变，故反应速率不变；
（3）在一定温度和压强条件下，气体体积和气体的物质的量成正比。
在其它条件不变的情况下，若保持容器气体压强不变，再向其中充入1molN2和3molH2，容器的体积增大，反应物的浓度没有增大，反应速率不变；
（4）在其它条件不变的情况下，加入催化剂，降低反应的活化能，提高活化分子的百分数，反应速率加快。
【点睛】
正确理解压强对反应速率的影响
注意：
（1）恒温恒容：
充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变（活化分子浓度不变）―→反应速率不变。
（2）恒温恒压：
充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小（活化分子浓度减小）―→反应速率减小。
6．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
CO2可转化成有机物实现碳循环。
在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。
（1）从3min到9min，υ（H2）=________；
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是____________（填编号）。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3molH2，同时生成1molH2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
（3）平衡时CO2的转化率为______________。
（4）平衡时混合气体中CH3OH（g）的体积分数是__________________。
（5）一定温度下，第9分钟时υ逆（CH3OH）_______（填“大于”、“小于”或“等于”）第3分钟时υ正（CH3OH）。
【答案】0.125mol·
L－1·
min－1D75﹪30﹪小于
（1）3min到9min，根据CO2浓度变化计算CO2化学反应速率，利用计量数之比得到v（H2）；
（2）化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变；
（3）由图象可知平衡时CO2为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此计算转化率；
（4）结合各物质的平衡浓度，利用三段式法计算；
（5）第9分钟时达到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），随着反应的进行，正反应速率逐渐减小．
（1）3min到9min,CO2浓度变化为0.5mol/L−0.25mol/L=0.25mol/L,CO2反应速率为：
0.25mol/L÷
（9min−3min）=0.256mol/（L⋅min）,v（H2）=3×
v（CO2）=0.125mol/（L⋅min），
故答案为0.125mol/（L⋅min）；
（2）A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:
1（即图中交叉点），浓度相等而不是不变，故A错误；
B.反应前后，气体质量不变，容器体积不变，则气体密度始终不变，不能判断是否平衡，故B错误；
C.单位时间内每消耗3molH2,同时生成1molH2O，从反应开始到平衡始终相等，不一定平衡，故C错误；
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故D正确；
故答案为D；
（3）由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L,可知消耗0.75mol/L,则转化率为0.75×
100%=75%，
故答案为75%；
（4）CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）
起始（mol/L）:
1300
转化（mol/L）:
0.752.250.750.75
平衡（mol/L）:
0.250.750.750.75
则平衡时混合气体中CH3OH（g）的体积分数为0.75÷
（0.25+0.75+0.75+0.75）×
100%=30%，
故答案为30%；
（5）第9分钟时达到平衡,υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH）,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,则第9分钟时υ逆（CH3OH）小于第3分钟时υ正（CH3OH）.，
故答案为小于。
可逆反应处于平衡状态的判断依据：
同一物质的正逆反应速率相等，物质的百分含量不变，据此分析。
7．一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）＋CO2（g）⇌FeO（s）＋CO（g）。
一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示：
（1）t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正_____v逆（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）4min内，CO的平均反应速率v（CO）＝_____。
（3）下列条件的改变能减慢其反应速率的是_____（填序号，下同）。
①降低温度
②减少铁粉的质量
③保持压强不变，充入He使容器的体积增大
④保持容积不变，充入He使体系压强增大
（4）下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是_____。
①v（CO2）＝v（CO）
②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO
③容器中气体压强不随时间变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
【答案】>
0.125mol·
L-1·
min-1①③②④
（1）根据图象可知，在t1后，CO浓度增大、CO2浓度减小，说明反应未达到平衡，正向进行，因此v正>
v逆；
故答案为：
>
（2）根据图象可知，在4分钟内CO的平均反应速率，v（CO）=
0.125mol·
min-1；
（3）①降低温度，物质的内能降低，活化分子数减小，有效碰撞次数减少，化学反应速率降低，①符合题意；
②由于固体的浓度不变，所以减少铁粉的质量，物质的反应速率不变，②不符合题意；
③保持压强不变，充入He使容器的体积增大，反应体系中物质浓度降低，单位体积内活化分子数减少，有效碰撞次数减少，化学反应速率降低，③符合题意；
④保持体积不变，充入He使体系压强增大，由于体系内的物质浓度不变，所以化学反应速率不变，④不符合题意；
①③；
（4）①未指明反应是正向还是逆向进行，因此不能判断是否为平衡状态，①错误；
②单位时间内生成nmolCO2的同时必然会消耗nmolCO，又生成nmolCO，则CO的物质的量不变，反应达到平衡状态，②正确；
③该反应是反应前后气体体积不变的反应，任何条件下体系的压强都不变，因此不能据此判断反应是否为平衡状态，③错误；
④反应前后气体的体积不变，而气体的质量会发生变化，则气体的摩尔质量会发生变化，由于摩尔质量当以g/mol为单位时，数值上等于物质的相对分子质量，所以若容器中气体的平均分子量不随时间而变化，则反应达到平衡状态，④正确；
②④。
恒容：
充入无关气体，体系内总压变大，分压不变，反应速率不变；
恒压：
充入无关气体，体系内总压不变，体积变大，分压变小，反应速率变小。
8．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）
2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。
（1）反应的△H______0（填“大于”“小于”）；
100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。
在0~60s时段，反应速率v（N2O4）为___________mol·L-1·s-1反应的平衡常数K1为___________。
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①T_______100℃（填“大于”“小于”），判断理由是_____。
②列式计算温度T是反应的平衡常数K2___________
（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向___________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是___________。
【答案】大于0.0010.36mol·
L—1大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c（NO2）=0.120mol·
L—1+0.002mol·
L—1·
s—1×
10s×
2=0.160mol·
L—1
c（N2O4）=0.040mol·
L—1—0.002mol·
10s=0.02mol·
K2=0.160mol·
L—1）2/0.020mol·
L—1=1.3mol·
L—1逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
（1）根据题意知，随温度升高，混合气体的颜色变深，二氧化氮的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动；
当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，说明正反应为吸热反应，故△H大于0。
根据题给图像知，0-60s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060mol·
L-1，根据公式v=△c/△t计算，v（N2O4）=0.060mol·
L-1/60s=0.001mol·
s-1；
分析题给图像知，二氧化氮的平衡浓度为0.120mol·
L-1，四氧化二氮的平衡浓度为0.040mol·
L-1，K1=[NO2]2/[N2O4]=0.36mol·
L-1；
（2）①根据题意知，改变反应温度为T后，c（N2O4）以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，即平衡向正反应方向移动，又反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故为温度升高，T大于1000C，答案为：
大于；
反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；
②根据题意知，平衡时，c（NO2）=0.120mol·
L-1+0.002mol·
s-1×
L-1，c（N2O4）=0.040mol·
L-1-0.002mol·
L-1，K2=（0.160mol·
L-1）2/0.020mol·
L-1=1.3mol·
（3）温度为T时，反应达平衡，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质平衡向气体物质系数减小的方向移动，即向逆反应方向移动，答案为：
逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动。
9．如图所示，B中活塞可以自由滑动．A、B中均有1molX、1molY，起始时，V（A）=V（B）=aL．关闭K，相同温度下，两容器中同时发生反应：
2X（g）+2Y（g）
Z（g）+2W（g）△H＜0，达到平衡（Ⅰ）时，V（B）=0．8aL．
（1）达到平衡所需的时间：
A____________B．（填“＞”、“＜”、或“=”，下同）
（2）W的百分含量：
A____________B。
（3）B中X的转化率为____________。
（4）若分别向A、B两个容器中加入1molHe，则A中平衡____________（填“向左移动”、“向右移动”、“不移动”，下同），B中平衡____________。
【答案】＞＜80%不移动向左移动
（1）由于该反应是体积减小的反应，所以在反应过程中A容器中的压强小于B容器，根据压强对反应速率的影响判断；
（2）达到平衡后B容器中压强大于A容器中的，根据压强对平衡移动的影响判断；
（3）转化率为
×
100%；
（4）分别向A、B两个容器中加入1molHe，A中浓度不变，B中体积增大、相当于压强减小。
（1）由于该反应是体积减小的反应，则B中的活塞可以移动，所以在反应过程中A容器中的压强小于B容器，所以B中反应的速率大于A容器中的，反应所需时间少，故答案为：
＞；
（2）反应开始后直到达到平衡，B容器中压强都大于A容器中的，所以B容器中反应正向进行的程度大于A容器，所以W的百分含量：
A＜B，故答案为：
＜；
（3）当V（B）=0.8aL，B的体积减小了0.2aL，则消耗了0.4aL的X，因为原来有0.5aL的X，所以转化率=
，故答案为：
80%；
（4）分别向A、B两个容器中加入1molHe，A中浓度不变，则A中平衡不移动；
而B中体积增大、相当于压强减小，该反应为气体体积减小的反应，则平衡向左移动，故答案为：
向左移动。
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