解析:
对化学平衡的函数图象分析一般要抓住以下几个方面:
(1)看图象:
一看面(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即线的走向和变化趋势),三看点(即起点、折点、交点、终点),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等),五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。
(2)在化学平衡图象中,先出现拐点的反应则先达到平衡,可表示温度高(如上图)或压强大。
由图可知,T1时先达到平衡,而无论正反应是放热还是吸热,升高温度都会增大反应速率,因此T1>T2,产物Z的物质的量在高温T1时比低温T2时小,说明降低温度平衡向正反应方向移动,即正反应为放热反应。
答案:
C
例4.某化学反应2AB+D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/(L·min)。
(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)实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,则V3 V1,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___________________。
解析:
本题应从化学反应速率、化学平衡、化学平衡移动原理等方面考虑。
(1)根据化学反应速率的概念可求实验1反应在10~20min时间内的反应速率。
(2)分析实验1和实验2可知,两实验达平衡后,A的平衡浓度相同,则A的起始浓度必然相等。
从题干可以看出,实验1和实验2达到平衡的时间不同,说明实验2中隐含条件,既能加快反应速率,又不影响化学平衡。
(3)由实验1数据分析:
2AB+D
起始浓度(mol·L-1)1.000
转化浓度(mol·L-1)0.50.250.25
平衡浓度(mol·L-1)0.50.250.25
K=
=
=0.25
由实验3数据:
2AB+D
起始浓度(mol·L-1)C300
转化浓度(mol·L-1)C3—0.6
平衡浓度(mol·L-1)0.6
温度不变,平衡常数也不变:
K=
=[
×
]/0.62=0.25C3=1.2mol/L
(4)比较实验1和4,起始浓度相同,温度不同,实验4中的A的平衡浓度小于实验1,说明温度升高,平衡正向移动。
答案:
(1)0.013
(2)1.0催化剂(3)>,>(4)吸热;温度升高时,平衡向右移动
基础训练
1.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相等)的下列金属与足量1mol·L-1盐酸反应时,速率最快的是()
A.镁B.铝C.钠D.铁
2.反应4NH3+5O24NO+6H2O,在5L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为()
A.V(O2)=0.01mol·(L·S)-1B.V(NO)=0.008mol·(L·S)-1
C.V(H2O)=0.003mol·(L·S)-1D.V(NH3)=0.004mol·(L·S)-1
3.在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示,已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)=3V(A),3V(C)=2V(B)。
则此反应可表示为()
A.2A+3B=2CB.A+3B=2CC.3A+B=2CD.A+B=C
4.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨的反应。
根据下列在相同时间内测定的结果判断生成氨的速率最大的是()
A.ν(H2)=0.1mol/(L·min)B.ν(N2)=0.1mol/(L·min)
C.ν(N2)=0.2mol/(L·min)D.ν(NH3)=0.3mol/(L·min)
5.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是()
A.增大反应物的量B.增加压强C.升高温度D.使用催化剂
6.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,使用量增大一倍B.盐酸浓度增加一倍,用量减少1/2
C.增大碳酸钠粉末的量D.使反应在较高温度下进行
7.把下列四种X溶液分别加入到四个盛有10ml2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50ml,此时X和盐酸反应的速率最大的是()
A.20ml3mol/L的X溶液B.20ml2mol/L的X溶液
C.10ml4mol/L的X溶液D.10ml2mol/L的X溶液
8.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
9.对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是()
A.提高反应物的转化率B.同等程度改变正逆反应的速率
C.增大正反应速率,减少逆反应速率D.改变平衡混合物的组成
10.反应2A(g)2B(g)+E(g);△H>0达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是()
A.加压B.减压C.减少E的浓度D.降温
11.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明平衡发生移动的是()A.反应混合物中各物质的浓度B.反应混合物的压强
C.反应物的转化率D.正逆反应速率
12.反应:
A(g)+3B(g)2C(g);△H<0达平衡后,将气体混和物的温度降低,下列叙述中正确的是()
A. 正反应速率加大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动
B. 正反应速率变小,逆反应速率加大,平衡向逆反应方向移动
C. 正反应速率和逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动
D. 正反应速率和逆反应速率变小,平衡向逆反应方向移动
13.冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子,并进行下列反应:
Cl+O3→ClO+O2,ClO+O→Cl+O2下列说法不正确的是()
A. 反应后将O3转变为O2 B.Cl原子是总反应的催化剂
C.氟氯甲烷是总反应的催化剂 D.Cl原子反复起分解O3的作用
14.下图表示可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在不同温度(T)、压强(p)下,生成物C的物质的量分数x(C)的变化情况.下列关于该正反应热效应及方程式中A、B、C的化学计量数的判断中,正确的是()
A.吸热反应,m+n<p B.吸热反应,m+n>p
C.放热反应,m+n<p D.放热反应,m+n>p
15.对于热化学方程式:
SO3(g)SO2(g)+
O2(g);△H=+98.3kJ/mol的描述有如下四个图象(y表示SO2的质量分数),其中正确的是()
16.在容积固定的密闭容器中存在如下反应:
A(g)+3B(g)2C(g); △H<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:
下列判断一定错误的是()
A.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
B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高
C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高
D.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
17.将气体A、B置于容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
4A(g)+B(g)=2C(g),反应进行到4s末,测得A为0.5mol,B为0.4mol,C为0.2mol。
则:
用生成物C浓度的增加来表示该反应的速率为______,
用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率为______,用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率为______。
18.在一密闭容器中充入1molI2和1molH2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:
H2(g)+I2(g)=2HI(g);△H<0。
(1)保持容器容积不变,向其中加入1molH2,反应速率加快吗?
理由是____________________;
(2)保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率也加快吗?
理由是___________;
(3)保持容器内气体压强不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率________,理由是____________________。
(4)保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2和1molI2,反应速率________,理由是____________。
(5)提高起始的反应温度,反应速率________,理由是________________________。
19.有两只密闭容器A和B,A容器有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器保持恒容,起始时向这两只容器中分别充入等量的SO2与O2的混合气体,并使初始容积相等,在催化剂存在并保持4500C时使之发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
(1)两容器中的反应速率大小关系,反应开始时:
;建立平衡过程中:
_________。
(2)两容器中反应达到平衡后SO2的转化率大小关系:
。
(3)达到平衡后,向两容器中通入少量且等量的氩气,A容器化学平衡移动,B容器化学平衡移动(填向右、向左或不)。
(4)达到平衡后,若向两容器中通入等量的原反应气体,达到新平衡时A容器的SO3体积分数,B容器中的SO3体积分数(填增大、减小或不变)。
20.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);△H>0,其平衡常数可表达为K=__________,已知1100℃时,K=0.263。
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值________,平衡常数K值 。
(本小题空格均备选:
增大、减小或不变)
(2)1100℃时测得高炉中C(CO2)=0.025mol/L C(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (选填是或否),此时,化学反应速度是V正 V逆(选填大于、小于或等于),其原因是 。
拓展提高
1.丙酮和碘在酸性溶液中发生以下反应:
CH3COCH3+I2CH3COCH2I+H++I—。
25℃时,该反应速率由下列经验式决定V=k[CH3COCH3][H+],式中,k=2.73×10—5mol/(L.s)。
25℃时,已知反应开始时C(I2)=0.01mol/L,C(CH3COCH3)=0.1mol/L,C(H+)=0.02mol/L。
求:
(1)反应开始时的速率_____________。
(2)当溶液中的I2反应掉一半时,反应速率比开始时慢还是快?
为什么?
2.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+2Fe2++I2(水溶液)
(1)该反应的平衡常数K的表达式为:
K=____________。
当上述反应达到平衡后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡 移动(向右、向左、不)。
(2)上述反应的正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为:
V=k[I—]m[Fe3+]n
[I—](mol/L)
[Fe3+](mol/L)
V(mol/L·s)
1
0.20
0.80
0.032κ
2
0.60
0.40
0.144κ
3
0.80
0.20
0.128κ
通过所给的数据计算:
在V=k[I—]m[Fe3+]n中,m、n的值为
A.m=1,n=1B.m=1,n=2C.m=2,n=1D.m=2,n=2
I-浓度对反应速度的影响 Fe3+浓度对反应速度的影响。
(选填:
小于、大于、等于)
3. 在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=_______________
(2)降低温度,该反应K值________,二氧化碳转化率________,化学反应速度_________(以上均填增大、减小或不变)
(3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化碳和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是_____________。
(4)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是______________________(用文字表达);
10min到15min的曲线变化的原因可能是__________(填写编号)。
A 加了催化剂 B缩小容器体积 C 降低温度 D 增加SO3的物质的量
第3节化学反应速率
基础训练
1.C2.C3.A4.C5.CD6.BD7.A8.D9.B10.D11.C
12.C13.C14.D15.D16.AB
17.0.025mol·(L·S)-1;0.0125mol·(L·S)-1;0.05mol·(L·S)-1
18.
(1)加快,因为反应物H2的浓度增大了。
(2)不变,因为反应物浓度未变。
(3)减小,因为容器体积增大,反应物浓度减小(4)不变,因为反应物浓度未变。
(5)增大,升温不管正反应吸热放热速率都增大。
19.
(1)VA=VB;VA>VB
(2)A>B(3)向右;不移动(4)不变;增大。
20.
(1)增大,增大
(2)否;大于;因为此时QC<KC,反应正在正向进行。
拓展提高
1.5.46×10—8mol/(L.s),快2.
(1)向右
(2)C;大于
3.
(1)
(2)增大;增大;减小(3)15~20min和25~30min(4)增加了O2的量;AB