化学反应速率化学平衡基本题型及其解题思路归纳精.docx

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化学反应速率化学平衡基本题型及其解题思路归纳精

化学反应速率、化学平衡基本题型及其解题思路归纳

1•有关化学反应速率的计算

⑴公式:

▼=△C/△t单位:

mol/(L•S)或mol•(L•S)-1

⑵反应物:

△C=Co-Ct生成物:

△C=Ct-Co

⑶对于反应:

mA(气)+nB(气pC(气)+qD(气)

v(A):

v(B):

V(C):

V(D)=m:

n:

p:

q

例1•合成氨反应:

N2+3H2、—-2NH3,其反应速率分别用v(N2)、v(H2)和v(NH3)表示,下列关系式正确的是()

A.

B.v(N2)=3v(H2)

v(H2)=v(N2)=v(NH3)

C.v(NH3)=1.5v(H2)

D.v(NH3)=2v(N2)

例2.—定温度下,在一固定容积的密闭容器中,某反应

物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

下列说法正

A.该反应的化学方程式为:

3X+Y、一2Z

B.1min时,正反应速率小于逆反应速率

C.2min时,Z的浓度是Y浓度的2倍

D.4min时,反应体系处于平衡状态

例3•如图所示,有两个极易导热的密闭容器a和b,a容器体积恒定,b容器体积可变,压强不变。

在同温同压

和等体积条件下,向a和b两容器中通入等物质的量的NO2,发生反应:

2NO2■■—-N2O4+Q,则以下说法正确的是

A•反应起始时两容器的反应速率va和vb的关系:

va

B.反应过程中两容器内的反应速率va和vb的关系:

va

C•两容器内反应达到平衡所需用的时间一定相同

D.反应达到平衡,两容器的NO2的转化率相同

2.有关化学平衡的标志

基本思路:

①从达平衡的原因判断:

V+=V-(正、逆反应速率均用同一物质表示)

②从达平衡的结果来判断:

反应混合物中各组分的百分含量保持一定

反应混合物中各组分的百分含量保持一定。

在一定温度下密闭容器中进行的某可逆反应,只要各物质的物质的

量保持一定、各物质的浓度保持一定,则反应混合物中各组分的百分含量就保持一定,此时达到了化学平衡。

当反应体系中仅有气态物质时,对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应,压强或平均分子量恒

定时,丕能确定该反应是否已经达到平衡状态。

但对于化学方程式左、右两边气体体积不等的可逆反应,压强或平均分子量恒定时,可以确定该化学反应已经达到平衡状态。

例4•在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)—-2AB(g),达到平衡的标志是()

A.单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB

B.容器内的总压不随时间变化

C.单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2

D.单位时间生成nmolA2同时生成nmolB2

例5.在反应2SO2+O2—-2SO3的平衡体系中,加入少量18O2,再达到新的平衡时,下列说法正确的是()

A•只有02中含有18OB•只有SO3中含有18O

C.只有O2和SO3中含有18OD.三种物质中均含有18O

例6、江苏理综05-15.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。

现向一密闭

容器中充人1molN2和3molH2,在一定条件下使该反应发生。

下列有关说法正确的是()

A•达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3

B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等

C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化

D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零

3.有关化学平衡的移动

基本思路:

已知“外界条件的改变一一反应方程式一一平衡移动方向(平衡移动的结果)”三个变量中任意

两个,利用勒沙特列原理,就可判断出第三个变量。

例7.某温度下,反应N2O4(g)’——2NO2(g);△H>0,在密闭容器中达到平衡,下列说法中不正确的是()

A•加压时,体积变小,将使正、逆反应速率均增大

B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小,因此平衡向左移动。

(2)气体的分子量计算

1T,P相同时,气体的分子量之比=气体密度之比

2标况下,气体摩尔质量=气体标况的密度X22.4

3混合气的平均摩尔质量=^m/刀n

(4)基本解题格式及思路:

例11.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)

(1)若某时刻t时,n(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,则a=。

(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况),其中NH3的体积分数为25%。

则平衡时NH3的物质

的量为。

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始):

n(平)=。

(4)原混合气体中,a:

b=。

(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,o(N2):

a(H2)=。

(6)平衡混合气体中,n(N2):

n(H2):

n(NH3)=。

例12.1molN2和3molH2在一定条件下进行反应N2+3H2、—二2NH3,达平衡时混合气体的平均式量为

10,下列正确的是()

A.平衡混合气中,N2的体积分数为12.5%

B.N2的转化率为30%

C.平衡混合气中,H2为2.7mol

D.平衡混合气中,N2、出、NH3的物质的量之比为1:

3:

2

5•平衡移动和混合气的平均式量的关系

M(平均)=Em/En

(1)反应物、生成物均为气体,则气体的总质量守恒,M*1/n

(2)反应前后气体的物质的量不变,则M*m

(3)反应前后气体的总质量和物质的量均变化,分别计算反应物和生成物的平均式量•

例13.下列可逆反应达平衡后,升高温度可使混合气平均相对分子质量增大的是()

A.2HI(g)—H2(g)+12(g);△H>0

B.2SO3(g)、一-2SO2(g)+O2(g);△H>0

C.N2(g)+3H2(g)-2NH3(g);△H<0

D.4NH3(g)+5O2(g)、一-4NO(g)+6H2O(g);△H<0

例14.在密闭容器中进行的反应达平衡后,再压缩体积,混合气体平均式量增大的是()

A.Fe2O3(s)+3CO(g)、一-3Fe(s)+3CO2(g)

B.4NH3(g)+5O2(g)—-4NO(g)+6H2O(g)

C.2NH3(g)+CO2(g)、一-CO(NH02(s)+H2O(g)

D.C(s)+H2O(g)—-CO(g)+H2(g)

6.平衡体系中通入惰性气体的问题

(1)恒容体系:

不影响反应物和生成物的浓度,不影响正逆反应速率,因此,平衡不移动。

(2)恒压体系:

通入惰性气体将使体系的体积增大,因此,反应物和生成物的浓度均减小,相当于反应体系整体减压对平衡移动的影响。

例15•在密闭容器内将PCI5加热气化,并发生反应:

PCl5(g)-PCl3(g)+Cl2(g),填写下表中的空白:

压强变化

平衡移动方向

五氯化磷的分解率

(1)缩小容器体积

(2)恒容充入PCI5

(3)恒容充入Cl2

(4)恒容充入N2

(5)恒压充入N2

7.转化率问题

(1)转化率与平衡移动的关系:

如果反应体系的起始量(n°)不变,当条件的改变(T、P)使平衡向正反应方向移动时,转化率一定增大;反之,平衡向逆反应方向移动时,转化率一定减小。

例16.在恒容密闭容器内,可逆反应:

3NO2(g)+H2O(I)―2HNO3(I)+NO(g);△H<0,达平衡后,下列措施

能增大NO?

的转化率的是()

A.通入少量氧气B.升高温度

C.通入少量氮气D.降低温度

(2)恒容体系中两种物质反应达平衡后,增大某一反应物浓度,平衡向正反应方向移动,此反应物的转化率降低,但其平衡浓度也将增大,体积分数增大;而另一反应物的转化率将升高,体积分数减小,平衡浓度将降

低;生成物的浓度增大。

这是因为平衡移动的结果只能减弱外界条件的影响,不能抵消外界条件的影响

例17.在一定温度下,将1mol一氧化碳和1mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中,发生如下反应:

CO+

H2O(g)、—-C02+H2;反应达平衡后,得到0.5mol二氧化碳,再加入3mol水蒸气并在相同条件下达新平衡后,下列叙述正确的是()

A.CO的转化率增大,H2O的转化率降低

B.CO和H2O的转化率均增大

C.平衡向正反应方向移动,CO2在平衡混合气中的物质的量分数增大

D.平衡向正反应方向移动,H2O(g)的平衡浓度增大

例18•在一定温度和有催化剂的条件下,一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气,若甲容器内一氧化碳的

起始浓度为2mol/l,水蒸气的起始浓度为3mol/L时,一氧化碳的转化率为60%。

乙容器内一氧化碳起始浓度也为2mol/L,水蒸气的起始浓度为6mol/L,达平衡后二氧化碳的浓度为1.5mol/L,试通过计算判断:

(1)二氧化碳和水蒸气的平衡浓度甲乙

(2)一氧化碳的转化率甲乙

(3)水蒸气的转化率甲乙

(4)平衡后二氧化碳和氢气在混合气体中的体积分数甲乙

(3)当反应物是一种时:

1.恒容体系中,改变气体反应物的起始量,对转化率的影响

基本思路:

气体反应物的起始量不同,导致起始压强不同,而不同特点的反应,起始压强的变化对平衡的影响不同、对转化率影响不同。

(1)2SO3、一-2SO2+O2增大SO3的起始浓度,转化率将下降.

(2)2NO2-N2O4增大NO2的起始浓度,转化率将升高•

(3)2HI、一-H2+12增大HI的起始浓度,转化率不变.

例19.在恒容密闭容器中,增大下列反应物的起始浓度,转化率将增大的是()

A.2SO3(g)、一-2SO2(g)+O2(g)B.2NO?

、一-N2O4

C.2HI—-H2+12(g)D.2NH3—-3出+N2

例20.X1和X2分别为两个恒容容器中平衡体系A(g)■—12B(g)和2A(g)—iC(g)的转化率,在温度不变的情

况下,均增加A的物质的量。

下列判断正确的是()

(A)X1降低,X2增大(B)X1、X2均降低

(C)X1增大,X2降低(D)无法判断

2.起始浓度相同时,恒容与恒压体系转化率的比较

基本思路:

比较反应进行过程中,压强的变化对平衡移动方向的影响。

(1)2SO3(g)—-2SO2+O2恒压转化率>恒容转化率

(2)2NO2-N2O4恒压转化率>恒容转化率

(3)2HI■■—-H2+I2恒压转化率=恒容转化率

例21.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入1mol的下列反应物,在反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容

器保持压强不变.

卜列说法止确的是

()

A.反应物:

SO3

反应:

2SO3、一-2SO2+。

2

转化率:

<乙

B.反应物:

NO2

反应:

2NO2、一1N2O4

转化率:

<乙

C.反应物:

HI

反应:

2HI、

H2+I2

转化率:

<乙

D.上述三个反应体系的转化率均是

甲=乙

8.等效平衡问题

(1)等效平衡的含义:

①在不同容器中进行的同一反应,如果它们的反应条件(浓度、压强、温度)均相当,那

么,达平衡时两个体系的平衡特征相同,如:

转化率、组成成分的含量、浓度等。

②对于同一可逆反应,在同一

条件下,无论反应是从哪个方向开始进行,只要起始所投入原料中元素的总物质的量相同,或原料中各元素的原

子总数相等,就可达到同一化学平衡状态。

(2)等效平衡基本解题思路:

要想达到等效平衡,每次反应中,各反应物的起始物质的量浓度保持不变。

(3)等效平衡题型:

1恒温、恒容条件下的等效平衡:

要求起始的物质的量配比相同或相当,实质上是起始所投原料中各元素的

原子个数不变。

2恒温、恒压条件下的等效平衡:

要求起始的物质的量浓度配比相同或相当,实质上是起始所投原料中各元素的质量分数不变。

例22•在一定温度下,把2molSO2和1mol。

2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:

2SO2+。

22SO3(g),当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于平衡状态。

在该容器中,维持温度

不变,令a、b、c分别代表初始加入的二氧化硫、氧气和三氧化硫的物质的量(mol)。

如果a、b、c取不

同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上

述平衡时的完全相同。

请填写下列空白:

⑴若a=0,b=0,^Vc=。

(2)若玄=0.5,则b=,c=。

(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示,其中一个只含a、c,另一个只含b和c):

例23•在一固定容积的密闭容器中,充入2molA和1molB发生反应:

2A(g)+B(g)——xC(g),达到平衡后,

C的体积分数为W%。

若维持容器体积和温度不变,按0.6molA,0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平

衡后,C的体积分数也为W%,贝Ux的值为()

(A)1(B)2(C)3(D)4

例24•某可逆反应2A(g)+3B(g)xC(g)+4D(g),若按下列两组配比:

⑴0.8molA、1.2molB、1.2molC、

2.4molD;

(2)1.4molA、2.1molB、0.6molC、1.2molD,分别在容积不变的同一密闭容器中,一定温度下反应达平衡后,C的质量分数相等。

化学方程式中x为()

(A)1(B)2(C)3(D)4

例25.有A、B两容器,A容器容积固定,B容器容积可变。

一定温度下,在A中加入2molN2、3mol出、反

应:

N2+3H22NH3达平衡时,生成的NH3的物质的量为mmol。

(1)相同温度下,在B中加入4molN2、6molH2。

若B的压强与A的压强始终相等,B中反应达平衡时,生成的NH3的物质的量(从题后选项中选择相应答案,填写标号,下同);若B的容积与A的容积始

终相等,B中反应达平衡时,生成的NH3的物质的量。

(A)小于m(B)等于m(C)在m~2m之间(D)等于2m(E)大于2m

(2)相同温度下,保持B的容积为A的一半,并加入1molNH3,要使B中反应达平衡时,各物质的质量分数与上

述A容器中达平衡时相同,则起始时应加入molN2和molH2。

例26.某温度下在VL密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之发生反应:

2+3H2—2NH3,平衡后,测

得平衡混合气中N2、H2和NH3的浓度分别为Mmol/l、Nmol/L和Gmol/L。

若温度不变,只改变初始物质的加入量,而且要求平衡时N2、H2和NH3的浓度仍为Mmol/l、Nmol/L和Gmol/L。

如果初始加入的N2、H2、

NH3的物质的量分别用x、y、z来表示,则三者间应满足的关系是:

(1)若x=0,y=0,贝z=;

(2)若x=,y=2.25mol,贝Uz=;

(3)x、y、z取值必须满足的一般条件(用含x、y、z的方程式来表示),其中含x、z的是

;含y、z的是。

若将上述反应条件改为恒温、恒压,其它条件均不改变:

⑷若x=0,y=0,则;

(5)若x=,y=2.25mol,贝Uz

(6)x、y、z取值必须满足的一般条件是

例27.(I)恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:

C(g)

1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为

例30.下列的平衡移动图中,其中能表示由于减少反应物浓度引起化学平衡移动的是(

A

V+,V

2

!

/V‘逆

ViE=V逆;

②物质含量(或转化率)随时间变化图

例31.在某恒容的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g)、—ixC(g),有

的关系曲线,下列说法正确的是()

A.温度:

Ti>T2

B.压强:

Pi>P2

C.该正反应是吸热反应

D.x的取值是:

x=1

例32.现有可逆反应A(g)+B(g)、—-3C(g),下图中甲、乙、丙分别

如图所示

表示在不

同的条件下,生成物C在反应混和物中的百分含量

(C%)和反应时间的关系:

甲•丙

(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况,则曲线是表示有催化剂时的情况。

(2)若乙图中的a曲线表示200C和b曲线表示100C时的情况,则此可逆反应的正反应是热反应。

(3)若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况,则

③物质含量(或转化率)随温度、压强变化图

例33.某可逆反应L(g)+G(g)、—i3R(g);△H>0,

试判断图中y轴可以表示()

(A)平衡混合气中R的质量分数

(B)达到平衡时G的转化率

(C)平衡混合气中G的质量分数

(D)达到平衡时L的转化率

例34.某可逆反应mA(g)+nB(g)

图,在平衡体系中A

曲线是表示压强较大的情况。

本图表示外界条件(温度、压强)的变化对上述反应的影响。

UO7Pa106Pa1(PP軒

—-pC(g);△H<0,其中m、n、p为配平系数,且m+n>p。

分析下列各的质量分数与温度T、压强P关系正确的是()

>

温度/光

 

例35.能正确反映出N2(g)+3H2(g)、—i2NH3(g);△H<0的关系的是()

(A)

例36.对于mA(s)+nB(g)、—ipC(g);△H<0的可逆反应,在一定温度下B的

百分含量与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是()

(A)m+nvp(B)n>p

(C)x点的状态是v正〉v逆(D)x点比y点的反应速率慢

例37.由可逆反应测绘出图像,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断正确的是()

(A)

反应物中一定有气体

(B)生成物中一定有气体

(C)正反应一定是放热反应

温度

、——pC(g),其中m、n、p为配平系数,达到平衡后,经测定增大压强

P时,A的转化率随P而变化的曲线如右图。

则:

⑴增大压强,A的转化率,平衡向移动,达到新平衡后,混合物中C的质量分

数。

(2)上述化学方程式中的配平系数m、n、p的正确关系是,向上述平衡体系中加入B,

使体系压强增大,则平衡。

、.

(3)当降低温度时,C的质量分数增大,则A的转化率,正反应是—热反应。

''I'

10.有关取值范围的问题

基本思路:

讨论极限情况(如转化率为0或100%的情况)下的有关量的关系。

例39.在一定温度、催化剂条件下,将CO和水蒸气各1mol放在密闭容器中反应:

CO+出09)■■—-CO2+H2,达平衡后测得CO2为0.6mol,再通入4mol水蒸气,达新的平衡后,CO2物质的量()

A.等于0.6molB.等于1mol

C.大于0.6mol,小于1molD.大于1mol

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