高考化学 化学反应速率和化学平衡分析及教学建议Word下载.docx

1、若反应物只有一种时，如：a（g）b（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：（1）若abc 的转化率不变（2）若abc A的转化率增大（3）若abc A的转化率减小若反应物不止一种时，如：a（g）b（g） cC（g）d（g）（1）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。（2）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abcd，A、B的转化率都不变；如abcd，A、B的转化率都减小；如abcd，、的转化率都增大。化学平衡主要是研究可逆反应规律的

2、，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？（1）化学平衡的主要特点是（正）= （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。（2）催化剂能同等程度地改变（正）和（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。（3）由于NO2与N2O4之间存在如下转化

3、关系：2NO2 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（1）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。（2）“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“

4、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）始 a b 0 平衡态始 0 0 c 平衡态始 x y z 平衡态为了使平衡=根据“一边倒”原则，即可得x+z=a+=1y+z=b（3）“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4 mol A气体和2 mol B气体在2 L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2 s后测得C的浓度为0.6 mol1，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0.3 mo

5、l11用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol2 s时物质A的转化率为70%2 s时物质B的浓度为0.7 mol1A. B. C. D.解析：由题知2 s时C的浓度为0.6 molL1，根据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变化浓度为0.3 molL1，进而确定B的浓度是（1 molL10.3 molL1）=0.7 molL1；A的变化浓度为0.6 molL1，从而求A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1，可推知用A表示的反应的平均速率为0.3 mols1，用B表示的反应的平均速率为0.15 mols1。对照各选项，符合题意的是B。答案：B【例2】在恒温恒容

6、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。D【例3】下图曲线a表示放热反应X（g）+Y（g） Z（）+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A.升高温度 B.加大X的投入量C.加催化剂 D.增大体积由题给图示可知，当改变条件使反应

7、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C。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】恒

8、温下，将a mol N2与b mol H2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）若反应进行到某时刻t时，n （N2）=13 mol，n （NH3）=6 mol,计算a的值。（2）反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L（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。（3）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，ab=_。（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

9、）n（NH3）=_。（1） N23H2 2NH3开始时： a b 0反应过程： x 6t时： 13 6根据上述关系，解得x3。所以ax+1316。（2）平衡时NH3的物质的量为25%=32 mol25%=8 mol。（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，N23H22NH3 n1 3 2 28 mol y解得y8 mol。所以，原混合气体总物质的量为+8 mol=40 mol。原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为403254。（4）前面已计算出原混合气体中a16，所以H2的物质的量b401624。所以ab162423。（5）反应过程中各物质的物质的量如下： N23H

10、22NH316 24转化： 4 12 8平衡时：12 12 8可以算出，N2、H2的转化率之比为a（N2）a（H2）=12。（6）根据第（5）题中的数据，平衡混合气体中，n（N2）n（H2）n（NH3）12128332。（1）a16（2）平衡时n（NH3）8 mol（3）54 （4）23 （5）12 （6）332深化拓展本题依据氮原子守恒求a的值更为简捷方便：13 mol2+6 mol=2a，解得a=16 mol。【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（）溶于酸的时间（s）A2薄片540015200251003550E45F粉末利

11、用上述结果，回答下列问题：（1）画出时间对温度的曲线图。（2）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？（3）20时，2 g锌箔溶解于酸中需花多少时间？（4）对比结果B与F，解释F很快溶于酸的原因。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。（1）该小题只要求把数据信息转化为图象。可作图如下。（2）比较表中数据可看出，从A到E，每组的实验温度相差10，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10，反应速

12、率增大到原来的两倍。（3）根据（1）中的图象可求得，当温度为20时，反应时间大约需150 s。（4）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2 g Zn全部溶解用了200 s，而F中只需要5 s，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。（1）（2）温度每升高10，反应速率增大到原来的两倍。（3）大约需150 s。（4）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

13、条件下，可逆反应X（g）+3Y（g） 2Z（g）,若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为0），平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断不合理的是A.c1c2=13B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为32C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14 molL1本题考查化学平衡的涵义。达到平衡时c（X）c（Y）=13,而转化的c（X）c（Y）=13（化学计量数之比），则c1c2=13,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：c1=0.1 molL1+=

14、0.14 mol即0c10.14 molL1。2.一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，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A.保持温度和容器体积不变，充入1 mol SO3（g）B.保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3（g）C.保持温度和容器内压强不变，充入1 mol O2（g）D.保持温度和容器内压强不变，充入1 mol Ar（g）A中充入1 mol SO3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1 mol O2气体，平衡向正反应方向移动，新平衡时

15、SO3浓度变大；D中充入1 mol Ar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1 mol SO3，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。3.（2004年黄冈模拟题）反应3Fe（s）+4H2O（g） 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.（H2O）=（H2） D.反应不再进行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；

16、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，（正）=（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。4.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），5 min后达到平衡，X减少n molL1,Y减少molL1,Z增加在其他条件不变时，将容器体积增大，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abcd应为A.1312 B.3122C.3121 D.1322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abc=n

17、 molL1L1=312。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abcd=3122。5.在密闭容器中有可逆反应nA（g）+mB（g） pC（g）；H0，处于平衡状态，已知m+np。若只改变平衡的某一条件，建立新的平衡时，与原平衡比较，下列说法正确的是升高温度变大 降低温度时，体系内混合气体平均相对分子质量变小 加入B，则A的转化率增大 加入固体催化剂，气体总的物质的量不变 加入C，则A、B的物质的量增大A. B.C. D.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）

18、增大，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，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。6.298 K时，合成氨反应的热化学方程式为：2NH3（g）；H=92.4 kJmol1。在该温度下，取1 mol N2和3 mol H2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H1；同样情况下，若取2 mol N2和6 mol H2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

19、正确的是A.t1t2 H1=HH2 B.t1t2 H2H1HC.t1t2 H1H2H D.t1t2 H1=H=H2在相同条件下，若将途径分为两个1 mol N2和3 mol H2，则达到的平衡状态与途径完全相同。现将途径的体积压缩至与途径相同，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，H为负值，故H2H1；又对于可逆反应，无论怎样移动都不可能完全转化为NH3。故HH2H1。7.在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A（g）+3B（g） 2C（g）；H0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.图研究的是不同催

20、化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B.图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C.图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D.图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a甲a乙，又知反应为放热反应，温度升高时平衡向左移动，使a甲a乙，C正确，B错误。AB8.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2

21、 mol E（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2 mol M和1 mol N的混合气体，达到平衡时M的转化率为A.20% B.40% C.60% D.80%开始时向容器中充入2 mol E和充入2 mol M、1 mol N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2 mol E，则 2M（g） N（g） 开始：0 mol 0 mol 2 mol2x mol x mol 2x mol平衡：2x mol x mol 22x） mol得到=120%，求得x0.4。平衡时各物质的物质的量为：n（M）0.8 mol；n（

22、N）0.4 mol；n（E）1.2 mol。若开始向容器中通入2 mol M、1 mol N，则2 mol 1 mol 0 mol1.2 mol 0.6 mol 1.2 mol0.8 mol 0.4 mol 1.2 mol所以，M的转化率等于100%=60%。答案为C。9.已知t，p kPa时，在容积为V L的密闭容器中充入1 mol A和1 mol B，保持恒温恒压下反应：A（g）+B（g） C（g）；H=Q （Q0）达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：（1）升温时，C的反应速率_（填“加快”“减慢”或“不变”）。（2）若平衡时，保持容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡_。A

23、.一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（3）若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2 mol A和2 mol B,则反应达到平衡时，C的体积分数为_；容器的容积为_。（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，则： A（g） + B（g） C（g）起始：2 mol 2 mol 0x x x2x

24、 2x x根据题意有： =40%x= mol。所得混合气体的物质的量为4 molmol=设容器容积为V，则有：=所以V=V L。（1）加快 （2）D （3）40% V L10.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300 cm2、容积为2 L的球形容器，使压强为p，然后将整个容器用加热器加热到280时，发生如下反应：3A（g）+3B（g） 2C（g）+2D（g）；H=180 kJmol1（1）若平均每分钟生成0.5 mol C，则此反应速率可表示为（C）=_。（2）若容器表面向外散热速率平衡为400 J（mincm2）1，为了维持恒温280，平均每分钟需用加热器提供_kJ的热量。（3）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280，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