2012年高考化学 备考冲刺之易错点点睛系列 专题九 反应速率和化学平衡（教师版）

用心 爱心 专心1 20122012 年高考化学年高考化学 备考冲刺之易错点点睛系列备考冲刺之易错点点睛系列 专题九专题九 反应速率和反应速率和 化学平衡 教师版 化学平衡 教师版 高考预测高考预测 1 化学反应速率的表示方法以及简单的计算 2 掌握温度 压强 浓度以及催化剂对化学反应速率的影响 并能进行定性的判断 3 掌握化学平衡的概念以及特征 根据所给量的变化判断一个反应是否达到平衡 4 影响化学平衡的条件以及判断当条件改变时平衡的移动情况 5 掌握等效平衡的含义以及判断依据 6 由图像的变化情况来判断外界条件的改变对化学平衡的影响 7 化学反应速率和化学平衡的综合应用 知识导学知识导学 一 一 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 主要因素为内因主要因素为内因 参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因 反应的类型不同 物质 的结构不同 都会导致反应速率的不同 外因的影响 外因的影响 1 浓度对化学反应速率的影响 结论 当其他条件不变时 增加物质的浓度可以加快化学反应速率 减小物质的浓 度可以使化学反应速率减慢 理论解释 在其他条件不变时 对某一反应来说 活化分子在反应物分子中所占的 百分数是一定的 当增大反应物的浓度时 活化分子数增多 因此有效碰撞次数增多 所 以化学反应速率加快 因此 增加反应物浓度可以加快化学反应速率 注意事项 对于纯液体和固体物质 可认为其浓度是一个常数 它们的量的改变不会影响化学 反应速率 固体反应物颗粒的大小 能够影响物质的接触面积 进而影响化学反应速率 在固 体质量相等的情况下 固体的颗粒越小 与物质的接触面积越大 有效碰撞次数越多 化 学反应速率越快 2 压强对化学反应速率的影响 结论 对于有气体参加的化学反应 当其他条件不变时 增大气体的压强 可以加 用心 爱心 专心2 快化学反应速率 减小气体的压强 则减慢化学反应速率 理论解释 在其他条件不变时 增大压强 则使气体体积减小 气体的浓度增大 单位体积内的活化分子数增多 从而增加了有效碰撞的次数 使化学反应速率加快 因此 增大压强 化学反应速率加快 当减小压强时 气体体积增大 单位体积内的活化分子数 减少 有效碰撞次数减少 反应速率减慢 注意事项 在讨论压强对化学反应速率的影响时 应区分引起压强改变的原因 对于气体参加 的反应体系来说 有以下几种情况 a 恒温时 增加压强体积减小浓度增大化学反应速率加快 引起 引起 引起 b 恒容时 充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速 引起 引起 引起 率加快 恒容时 充入稀有气体总压强增大 但各物质的浓度不发生变化 所以化 引起 学反应速率不变 c 恒压时 充入稀有气体体系体积增大各反应物浓度减小反 引起 引起 引起 应速率减慢 由于压强改变时 固体 液体或溶液的体积影响很小 因而它们对浓度改变的影响 也很小 可以认为改变压强时对它们的反应速率无影响 3 温度对化学反应速率的影响 结论 当其他条件不变时 升高温度 可以加快化学反应速率 降低温度 化学反 应速率减慢 理论解释 当其他条件不变时 升高温度 可以增加物质分子的能量 使活化分子 的百分含量增加 有效碰撞次数增多 化学反应速率加快 若降低温度 则减少了活化分 子的的百分含量 有效碰撞次数减少 化学反应速率减慢 注意事项 a 由于升高温度直接改变了活化分子的百分含量 所以温度的改变对于化学反应速率 的改变比浓度和压强的改变大 一般温度每升高 10 化学反应速率加快 2 4 倍 b 升高温度 可以增加所有分子的能量 所以温度对于所有的反应的有影响 4 催化剂对化学反应速率的影响 用心 爱心 专心3 结论 当其他条件不变时 加入催化剂 一般指正催化剂 可以加快化学反应速率 理论解释 当其他条件不变时 加入催化剂 可以改变化学反应的途径 降低化学 反应的活化能 使活化分子的百分含量增加 有效碰撞次数增加 化学反应速率加快 注意事项 a 催化剂 能改变化学反应速率 而本身的组成 质量以及化学性质不发生改变的物 质 b 催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降 甚至遭到破坏 这种现象叫做催化 剂中毒 工业上为了防止催化剂中毒 要把原料进行净化处理以除去杂质 c 由于加入催化剂可以在很大程度上增加活化分子的百分含量 所以加入催化剂可以 成千上万倍的加快化学反应速率 5 其他因素的影响 光 超声波 激光 放射线 电磁波 反应物颗粒大小 扩散速率 溶剂等因素也都 能对某些化学反应的反应速率产生一定的影响 另外形成原电池也是加快化学反应速率的 一种方法 6 浓度 压强 温度 催化剂的变化与活化分子的分数 有效碰撞次数及反应速率的关 系 条件变化反应体系内变化注意点 浓度增大 单位体积内分子总数 增加 反应速率增大 活化分子百分数不变 由于单位体积内分子总数增 多 引起 单位体积内活化分子总数增多 压强增大 单位体积内气体分子 总数增加 反应速率 增大 无气体物质参加或生成的反应 压强变化不影响反 应速率 可逆反应中 增大压强正 逆反应速率都 加快 减小压强逆 反应速率都减慢 温度升高 分子的平均能量升高 使反应速率增大 温度每升高 10 反应速率通常增大到原来的 2 4 倍 可逆反应中 升高温度正 逆反应速率都增大 降低温度正 逆反应速率都减小 使用正催 化剂 改变了反应历程 反 应易于发生 使反应 速率增大 催化剂降低了活化能 使一部分原先的非活化分子 变为活化分子 提高了活化分子的百分数 催化剂 对反应速率的影响很大 是工业生产中改变反应速率的主要手段 正逆反应 速率都增大 且正逆反应速率以相同的幅度增大 二 化学平衡二 化学平衡 1 1 影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素 用心 爱心 专心4 化学平衡移动的实质是外界因素破坏了原平衡状态时 v正 v逆的条件 使正 逆反应 速率不再相等 然后在新的条件下使正 逆反应速率重新相等 从而达到新的化学平衡 也就是说 化学平衡的移动是 平衡状态 不平衡状态 新平衡状态 1 1 浓度对化学平衡移动的影响 浓度对化学平衡移动的影响 增加反应物的浓度 化学反应速率变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当增加反 应物浓度时 正反应速率加快 逆反应速率不变 则v 正 v 逆 平衡向正反应方向 移动 当 时 达到平衡态 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率大于平衡态 的化学反应速率 结论 增加反应物浓度时 平衡向正向移动 且新平衡时的速率大于原来的平衡速 率 减小反应物的浓度 化学反应速率的变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当减小 反应物的浓度时 正反应速率减慢 逆反应速率不变 则v 正 v 逆 平衡向逆反应 方向移动 当 时 达到平衡态 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率小于平衡态 的化学反应速率 结论 减小反应物的浓度 平衡向逆向移动 且新的平衡时的速率小于原来的平衡 速率 增加生成物的浓度 化学反应速率的变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当增加 生成物的浓度时 正反应速率不变 逆反应速率加快 则v 正 v 逆 平衡向正反应 用心 爱心 专心5 方向移动 当 时 达到平衡态 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率小于平衡态 的化学反应速率 结论 减小生成物浓度时 平衡向正向移动 且新平衡时的速率小于原来的平衡速 率 重要结论重要结论 在其他条件不变时 增加反应物浓度或减小生成物浓度时 平衡向正向移 动 增加生成物浓度或减小反应物浓度 平衡向逆向移动 增加物质的浓度 达到新平衡 时的化学反应速率大于原平衡时的速率 注意事项 改变故态或纯液态物质的量的多少 由于速率不变 所以平衡不移动 2 2 压强对化学平衡移动的影响 压强对化学平衡移动的影响 对于有气体参与的恒容条件下的可逆反应 若为 a A g b B g c C g d D g 且 a b c d 增加体系压强 a 化学反应速率变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当增加体 系压强时 由于反应物和生成物的浓度都增加 所以正逆反应速率都增大 但由于 a b c d 系数越大 速率改变也越大 则v 正 v 逆 平衡向正向移动 当 时 达到平衡态 b 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率大于平衡态 的化学反应速率 c 结论 增大压强 平衡向气体总体积缩小的方向移动 且新平衡时的速率大于原来 的平衡速率 减小体系压强 a 化学反应速率变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当减小体 系压强时 由于反应物和生成物的浓度都减小 所以正逆反应速率都减慢 但由于 a b c d 系数越大 速率改变也越大 则v 正 v 逆 平衡向逆向移动 当 时 达到平衡态 b 图像表示为 用心 爱心 专心6 由图像可知 平衡态 的化学反应速率小于平衡态 的化学反应速率 c 结论 减小压强 平衡向气体总体积增大的方向移动 且新平衡时的速率小于原来 的平衡速率 对于有气体参与的恒容条件下的可逆反应 若为 a A g b B g c C g d D g 且 a b c d 增加体系压强 a 化学反应速率变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当增加体 系压强时 由于反应物和生成物的浓度都增加 所以正逆反应速率都增大 但由于 a b c d 系数相等 速率改变也相等 则v 正 v 逆 平衡不移动 b 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率大于平衡态 的化学反应速率 c 结论 增加压强 化学反应速率加快 但平衡不移动 减小体系压强 a 化学反应速率变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当减小体 系压强时 由于反应物和生成物的浓度都减小 所以正逆反应速率都减慢 但由于 a b c d 系数相等 速率改变也相等 则v 正 v 逆 平衡不移动 b 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率小于平衡态 的化学反应速率 c 结论 减小压强 化学反应速率减慢 但平衡不移动 重要结论重要结论 有气体参加的可逆反应里 在其他条件不变时 增大压强 平衡向气体总 体积缩小的方向移动 减小压强 平衡向气体总体积增加的方向移动 若反应过程中气体 体积不变化 则平衡不移动 增大压强 化学反应速率加快 减小压强 则化学反应速率 减慢 注意事项 对于无气体参与的反应 压强的改变不会影响平衡的移动 3 3 温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响 对于反应 a A g b B g c C g d D g H 0 升高温度 化学反应速率的变化情况 在平衡体系中v 正 v 逆 达到平衡态 当升高 温度时 整个体系中各物质的能量都升高 则正 逆反应速率都加快 而吸热反应方向的 速率增加更快 则v 正 v 逆 平衡向正向移动 当 时 达到平衡态 图像表示为 由图像可知 平衡态 的化学反应速率小于平衡态 的化学反应速率 结论 降低温度 平衡向放热方向移动 且新平衡的速率小于原来的平衡速率 4 4 催化剂 催化剂 使用催化剂可以同等程度的改变正 逆反应的反应速率 从而改变达到 平衡所需要的时间 但对化学平衡没有影响 速率变化图像为 2 2 由浓度变化引起平衡正向移动时 反应物的转化率的变化应具体分析 由浓度变化引起平衡正向移动时 反应物的转化率的变化应具体分析 对于有多个反应物的可逆反应 如果增大某一反应物的浓度 则该物质自身的转化 率减小 其他物质的转化率增大 若按原比例同倍数的增加反应物的量 平衡正向移动 此时反应物的转化率与反应 条件和反应前后气体物质的化学计量数的变化有关 在恒温恒压下 反应物的转化率不变 在恒温恒容的条件下 若反应前后气体物质的化学计量数不变 反应物的转化率不 变 若反应后气体物质的化学计量数增大 反应物的转化率减小 若反应后气体物质的化 学计量数减小 则反应物的转化率增大 对于只有一种物质参加的可逆反应 增大反应物的量 平衡正向移动 反应物的转 化率有三种情况 若反应前后气体物质的化学计量数不变 反应物的转化率不变 若反应后气体物质的化学计量数增大 反应物的转化率减小 若反应后气体物质的化学计量数减小 则反应物的转化率增大 3 勒夏特列原理 用心 爱心 专心8 如果改变影响平衡的条件之一 如温度 压强 以及参加反应的化学物质的浓度 平 衡就向能够减弱这种改变的方向移动 说明 说明 1 改变影响平衡的条件 只能是浓度 压强和温度 其中压强只针对有气体参加 的可逆反应 2 原理的适用范围是只有一个条件发生变化时的可逆反应 多项条件改变时的情况 比较复杂 一般不考虑 3 平衡移动的结果是只能减弱外界条件的变化 但不能抵消 3 3 化学平衡的计算化学平衡的计算 1 四个量 起始量 变化量 平衡量 差量 反应物的平衡量 起始量 转化量 生成物的平衡量 起始量 转化量 各物质转化浓度之比 它们在化学方程式中化学计量数之比 变化浓度是联系化学方 程式 平衡浓度 起始浓度 转化率 化学反应速率的桥梁 因此 抓变化浓度是解题的 关键 化学平衡前后 同种元素原子的物质的量相等 2 三个百分数 反应物的转化率 可逆反应达到平衡状态时 某一指定反应物转化的物质的量 或 浓度 与起始物质的量 或起始浓度 的比值 转化率的大小 可以说明该反应所进行的 程度 即原料利用率的大小 但转化率随着反应物起始浓度的不同而不同 这一点区别于 平衡常数 K 可见 平衡常数 K 更能反映出反应的本质 转化率 n转化 n起始 100 c转化 c起始 100 生成物的产率 实际产量 指生成物 占理论产量的百分数 一般来讲 转化率越 大 原料利用率越高 则产率也越大 产率 产物实际产量 理论产量 100 混合物组分的百分含量 平衡总量 平衡量 3 三个常用公式 T V 相同时 或 混合气体的相对分子质量 M m n 运用质量守恒定律计算混合气体的质量 运 用方程式的计量数计算混合气体的总物质的量 混合气体的密度 D m V 运用质量守恒定律计算混合气体的质量 注意恒容和 恒压对体积的影响 要点三 等效平衡要点三 等效平衡 1 相同条件下 同一可逆反应体系 不管从正反应开始 还是从逆反应开始 达到平 衡时 任何相同物质的含量含量 体积分数 质量分数或物质的量分数 都相同的化学平衡互称 等效平衡 2 判断方法 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物 然后观察 用心 爱心 专心9 有关物质的数量是否相当 3 等效平衡的分类 在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应 起始时加入物质的物质的量 不同 达平衡时的状态规律如下 g nB g mA g qD g pC 1 1 恒温恒容条件下的等效平衡 恒温恒容条件下的等效平衡 对反应前后气体分子数改变的可逆反应 只改变起始加入量 只要通过可逆反应化 学计量数之比换算成方程式左右两边同一半边的物质的量与原平衡相同 则两平衡等效 在固定容积的容器内进行的反应前后气体体积改变的反应 如果反应达到平衡时 各组分的体积百分含量相同 则各指定物质的物质的量浓度相同 此时的平衡称为全等效 平衡 对反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要反应物或生成物的物质的量的比值与 原平衡状态相同 则两平衡等效 此时的等效平衡有两种可能 若所加物质的物质的量换 算成方程式同一半边时与原平衡相同 则为全等效平衡 若只是比例相同 则为相似等效 在恒温 定容条件下 对于类似 H2 I22HI 的反应前后气体体积不变且方程式 的一边只有一种物质的反应 只要方程式的另一边的几种反应物质的物质的量与方程式的 系数成正比 无论加入多少量的生成物 在方程式的这一侧只有这种物质 或只加入这种 单一反应物质 如 HI 而另几种反应物的量为 0 都能使反应达到平衡时 各组分的体积 百分含量恒定 在恒温 定容条件下 对于类似 H2 I22HI 的反应前后气体体积不变且方程式 的一边只有一种物质的反应 a 如果不加入单一反应物 HI 而同时加入非单一反应物 例如加入 H2和 I2 如果 这两次的反应物的量成比例 也能使各组分的体积百分含量恒定 b 如果加入的物质在反应方程式的两侧都有 则把单一反应物按照方程式的系数比转 化为方程式一侧的几种反应物 如果能使这些反应物经过配比转化后的物质的量几次成比 例 则也能使各组分的体积百分含量恒定 2 2 恒温恒压条件下的等效平衡 恒温恒压条件下的等效平衡 在温度 压强不变的条件下 改变起始加入物质的 物质的量 只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式左右两边同一半边的物质的量 之比与原平衡相同 则容器内各组分的百分含量相同 各指定物质的物质的量浓度也相同 两平衡等效 此时的等效平衡与反应前后气体的分子数变化没有关系 如 一定温度下 在一个固定体积的密闭容器中进行可逆反应 mA nBpC qD 如果两次反应投入原料 物质不同 而反应达到平衡时 指定物质的浓度相同 则经过配比转化后的原料不仅完全 成比例 而且物质的量完全相同 易错点点睛易错点点睛 1 一定温度下 在 2 L 的密闭容器中发生如下反应 A s 2B g xC g H 0 B C 的物质的量随时间变化的关系如图 1 达平衡后在 t1 t2 t3 t4时都只改变了 一种条件 逆反应速率随时间变化的关系如图 2 用心 爱心 专心10 下列有关说法正确的是 A x 2 反应开始 2 min 内 v B 0 1 mol L min B t1时改变的条件是降温 平衡逆向移动 C t2时改变的条件可能是增大 c C 平衡时 B 的物质的量分数增大 来源 Zxxk Com D t3时可能是减小压强 平衡不移动 t4时可能是使用催化剂 c B 不变 错误分析 错选 A 或 C 错选 A 当 x 2 时 v B 0 3 0 1 2 0 1 mol L min 错选 C 若增大 c C 反应将向逆反应方向移动 B 的物质的量增大 所以 B 的物质的量分 数增大 错选 A 是没有看清楚图 纵轴表示物质的物质的量 而反应速率的公式中分子是 浓度的变化 错选 C 是模糊了物质的量和物质的量分数之间的关系 物质的量增加并不意 味着物质的量分数增加 答案 D 易错点点睛 本题主要涉及化学平衡图象的识别和判断 图 1 是浓度 时间图 图 2 为速率 时间图 A 中 当 x 2 时 v B 0 3 0 1 2 2 0 05 mol L min B 中此反应 H 0 降温平衡正向移动 C 中结合图 2 逆反应速率增大 平衡逆向移动 B 的物质量增 大 但是总的物质的量也在增大 所以无法确定 B 的物质的量分数不一定增大 D 项中改 变压强 平衡不移动 使用催化剂 平衡亦不移动 2 一定温度下可逆反应 A s 2B g 2C g D g H 0 现将 1 mol A 和 2 mol B 加入甲容器中 将 4 mol C 和 2 mol D 加入乙容器中 此时控制活塞 P 使乙的容积为 甲的 2 倍 t1时两容器内均达到平衡状态 如图 1 所示 隔板 K 不能移动 下列说法正确的 是 用心 爱心 专心11 A 保持温度和活塞位置不变 在甲中再加入 1 mol A 和 2 mol B 达到新的平衡后 甲 中 C 的浓度是乙中 C 的浓度的 2 倍 B 保持活塞位置不变 升高温度 达到新的平衡后 甲 乙中 B 的体积分数均增大 C 保持温度不变 移动活塞 P 使乙的容积和甲相等 达到新的平衡后 乙中 C 的体 积 分数是甲中 C 的体积分数的 2 倍 D 保持温度和乙中的压强不变 t2 时分别向甲 乙中加入等质量的氦气后 甲 乙中 反 应速率变化情况分别如图 2 和图 3 所示 t1 前的反应速率变化已省略 错误分析 错选 A 或 C 错选 A 因为在甲中再加入 1 mol A 和 2 mol B 与开始加入的 和在一起与乙中物质的量相当 但体积只有乙的一半 所以认为 A 正确 错选 C 因为甲的 量相当于乙中量的一半 当体积相等时就有 B 正确 错选 A B 都是因为忽略在改变条件 时 该平衡发生了移动 因此必须在新的条件下考虑各组分量的关系 答案 BD 易错点点睛 做好此题关键是分析清楚 条件改变 平衡如何移动 A 中可以建立 假设的思维模型 设甲的体积与乙的相等 按两次投料后建立平衡 此时与乙等效 再将 甲的体积缩小为原来的一半 平衡会向逆向移动 C 的量就会小于乙中 C 的浓度的 2 倍 B 中升高温度 平衡逆向移动 B 的体积增加 而气体总体积却减少 甲 乙中 B 的体积 分数均增大 C 中相当于压缩乙 增大压强 平衡向逆向移动 乙中 C 的体积分数小于甲 中 C 的体积分数的 2 倍 D 中由于 K 不动 增加氦气不影响平衡移动 而乙由于增加了气 体的量 活塞右移 体积增大 压强减小 所以平衡发生向正向移动 故 D 正确 3 下列关于四个图像的说法正确的是 用心 爱心 专心12 A 图 表示化学反应中能量的变化 反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 的 H 大于 0 B 图 为氢氧燃料电池示意图 正 负极通入气体体积之比为 2 1 C 图 表示物质 a b 的溶解度曲线 可以用结晶方法从 a b 混合物中提纯 a D 图 表示压强对可逆反应 2A g 2B g 3C g D s 的影响 乙的压强大 错误分析 错选 B 或 D 氢氧燃料电池总反应为 2H2 O2 2H2O 由方程式可知道氢氧 体积比就为 2 1 所以选 B 错选 D 依据 先拐先平 的原理 乙的压强大比甲的大 错选 B 忽略了正负极的问题 在正极放电是氧气 在负极放电是氢气 正 负极通入气体体积 之比为 1 2 错选 D 忽略了物质的状态 反应前后压强并不相等 答案 C 易错点点睛 A 中表示为放热反应 H 小于 0 B 中氢氧燃料电池总反应为 2H2 O2 2H2O 由方程式可知道氢氧体积比就为 2 1 C 中 b 随温度变化溶解度变化不大 而 a 溶解度变化很大 所以可以用结晶方法从 a b 混合物中提纯 a D 中不能表示压强对 平衡的影响 因为压强不同 平衡时各组分的百分含量也不同 而图示为压强不同平衡时 各组分的百分含量相同 4 3molA 和 2 5molB 混合于 2L 密闭容器中 发生如下反应 5 分钟后 反应达到平衡 测得 C 的平均速率为 0 1mol L 1 min 1并生成 1molD 求 VA VD x B C 平 答案答案 VA 0 15mol L 1 min 1 VD 0 2mol min 1 x 2 B 20 C 平 0 5mol L 1 解析解析 化学反应的速率用单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化来表示 通 常是用单位时间内反应物的浓度减小或生成物的浓度增大来表示 由于思维定势 用各物 质表示的化学反应速率又和反应方程式中各物质的系数成正比 而常见都是用单位时间内 浓度变化来表示 很容易得出 D 物质的反应速率为 0 1mol L 1 min 1 但是这里忽略了 用心 爱心 专心13 物质 D 的状态 固态物质不可能用浓度表示 因此用 D 表示的反应速率只能用单位时间内 生成物的物质的量的变化来表示 即 0 2mol min 1 由 D 的变化量根据各物质的变化量和方程式系数成正比解出 x 2 B 的变化量为 0 5mol 进而解出 B 的转化率为 20 C 在平衡时 其物质的量为 1mol 其浓度为 0 5mol L 1 易错点点睛 VA 0 15mol L 1 min 1 VD 0 1mol L 1 min 1 5 在一个不传热的固定容积的密闭容器中 可逆反应 N2 气 不再发生变化 混合气体的密度不变 相同状况 体系的温度不再发 H H 断键反应同时 2molN H 也断键反应 A B C D 答案答案 B B 解析解析 达到化学平衡状态的标志是平衡理论里一个重要的基本概念 当外界条件一 定时 若正反应速率等于逆反应速率 反应混合物中各物质的百分组成不变 化学反应达 到平衡状态 我们不仅要了解概念的定义 而且还应了解其表现的多样性和其实质 误选 A 的原因是将化学反应速率和化学平衡中的正 逆反应速率混为一谈 教材中给反应速率 下了如下定义 通常用单位时间内反应物的浓度减小或生成物的浓度增大来表示 这仅表 示是正反应速率 另由化学反应中各物质的变化量与反应方程式的系数成比例 推导出 在化学反应中各物质的反应速率与方程式的系数成正比 即 所示 也只能表示正反应速 率 而不能表示正 逆反应速率之间的关系 说明 N2减少的速率和 NH3 作为逆反应 的反应物 减少的速率与方程式的系数成正比 如单位时间内 1mol L 1的氮气参加反应 生成 2mol L 1的氨 同时 2mol L 1的氨气也参加反应生成 1mol L 1的氮气 正 逆反 应速率相等 应为平衡的标志 用心 爱心 专心14 误选 D 的原因是疏忽大意较多 忽略了每 mol 氨分子含有 3molN H 键 单位时间内 3molH H 断键反应同时 6molN H 也断键反应才能表示正 逆反应速率相等 误选 C 是认为 不是达到平衡的标志 其原因是思维定势和综合应用能力较弱 物质 的密度等于其质量除以体积 对于固体或液体来说 由于其体积随温度或压强变化不大 因此一般不考虑随状态的变化 但气体体积是状态的函数 随状态变化而由较大的变化 如果不是在相同状态下比较密度 就失去其意义 该反应是气体总体积减少的放热反应 反应又在一个不传热的固定容积的密闭容器中进行 混合气体的密度变化一定存在 换算 较为复杂 是否可从混合气体的平均摩尔质量入手 而气体的密度之比又等于其摩尔质量 之比 问题就变为简单 本反应的气体总质量不变 反应物和生成物皆为气体 混合气体 的物质的量减小 平均摩尔质量增大 密度增大 密度不变应视为达到平衡的标志 6 一真空密闭容器中盛有 amolA 加热到 200 时发生如下反 数为 M 若在同一温度和同一容器中 最初投入的是 2amolA 反应平衡时 A 所占 体积分数为 N 则 M 和 N 的正确关系是 A M N B M N C M N D 无法比较 答案答案 D D 解析解析 在同温 同体积条件下 反应物投入的量由 amol 增加到 2amol 讨论 A 所占 体积分数如何变化 由于 A 所占体积分数受到两方面的制约 即 A 的大小 cA nx 和总体积的大小 cA nx 2x 而这两个量都是变量 因此其比值如何变化难以确定 另一方面反应物只有一种 用心 爱心 专心15 物质 增加其量是从增大浓度分析还是从加大压强考虑 知识的缺陷和分析方法的不当 往往得出以上各种错误的选择 本题一种简捷思考方法是 当 A 的量增大一倍时 先将容器的体积也扩大一倍 其状 况和第一次完全相同 这样达到平衡时 A 所占体积分数不变 然后再将体积压缩到原状 态 这时根据反应前后的气体体积数如何变化 考虑平衡如何移动 决定 A 所占体积分数 如何变化 如当本题反应物 A 前的系数 n 等于 1 由于反应前气体的总体积数小于反应后 气体的总体积数 因此在压缩到原状态时 大 A 所占体积分数增大 即 N M 若 n 等于 3 由于反应前气体的总体积数大于反 应后气体的总体积数 因此在压缩到原状态时 平衡将 减少 A 所占体积分数减小 其结果为 M N 若 n 等于 2 在压缩到原状态时 平衡 不移动 其结果为 M N 易错点点睛 由于 A 所占体积分数受到两方面的制约 即 A 的大小和总体积的大小 而这两个量都是变量 其比值如何变化难以确定 7 A 若气体平均相对分子质量为 42 则 H3F3的体积分数小 10 B 若气体平均摩尔质量为 40g mol 1 则 H3F3的体积分数为 10 C 定温定容下再充入 H3F3 则 H3F3与 HF 的浓度比值增大 D 定温定容下再充入 HF 则 H3F3与 HF 的浓度比值增大 答案答案 A A 解析解析 在已达化学平衡的体系中 增加其中一种反应物的浓度 平衡一定向正反应 方向移动 被增加的反应物的转化率要下降 而其他反应物的转化率应升高 本题在分析 平衡移动时 可以简化为如下平衡 用心 爱心 专心16 的浓度或是增大 HF 的浓度 平衡肯定要移动 分析本题在 C D 选项 似乎相互对立 应取其一 由于分析的片面 判断 H3F3与 HF 的浓度比值将出现以下误解 对于可逆反 应来说 增加的量只能部分转化 错误的认为被增加的反应物转化率下降 所以增加物的 浓度要比生成物的浓度大 所以误选 D 选项 该平衡反应物的系数和生成物的系数比值 为 1 3 生成物的浓度大 所以误选 C 选项 若从逆反应来分析 也存在类似错误 对于只有一种反应物的化学平衡的体系 浓度变化若从压强变化分 加到 2mol 时 可假设将体积扩大到原状态的两倍 这样 2molA 的起始状态 反应物的 浓度 体系的压强 温度 和原状态相同 达到平衡时 各物质的浓度 百分组成 都 不变 但体积仍是原两倍 各物质的物质的量是原状态的两倍 再将体积压缩到原状态 由于该平衡是气体体积增大的反应 加压后平衡向逆反应方向移动 各种量发生相应的变 化 与本题有关的量是 A 的百分含量 不管是增加 H3F3或 HF 平衡都向逆反应方向移动 所以 A 都是增加 本题的另一巧合是生成物也只有一种 这样 H3F3与 HF 的浓度比值可视 为 A 与 100 A 的比值大小 平衡移动后显而易见 结论是不管是增加 H3F3或 HF H3F3与 HF 的浓度比值都增大 易错点点睛 上述的分析方法 即提出假设 找出一种中间状态 参照物 比较 然后再得出结论 在其他学科经常使用 不妨在化学中也可试试 8 某温度下 向某密闭容器中加入 1mol 氮气和 3mol 氢气 使之反应合成氨 平衡 后 测得氨的体积分数为 m 若温度不变 只改变起始加入量 使之反应重新达平衡后 氨的体积分数仍然为 m 若氮气 氢气和氨的加入量用 x y z 表示 应满足 1 温度 体积恒定时 若 x 0 y 0 则 z 温度 压强恒定时 若 x 0 y 0 则 z 2 温度 体积恒定时 若 x 0 75mol y z 温度 压强恒定时 若 x 0 75mol y z 3 温度 压强恒定时 x y z 应满足的关系是 答案答案 1 温度 体积恒定时 z 2mol 温度 压强恒定时 z 0 2 温度 体积恒定时 y 2 25mol z 0 5mol 温度 压强恒定时 y 2 25mol z 0 用心 爱心 专心17 3 温度 压强恒定时 x y z 应满足的关系是 y 3x z 0 解析解析 温度 体积恒定时 为了使达到平衡时氨的体积分数保持不变 加入的量必 须和初始加入的量相当 即全为反应物应是 1mol 氮气和 3mol 氢气 全为生成物应是 2mol 氨气 若反应物 生成物皆有 折算为上述量 但遇到温度 压强恒定时 由于思维定势 往往也取相当量 只能得出所有满足条件中的一个特殊情况 实际上为了满足温度 压强恒定 只需根据体积大小 加入与初始相当的量即可满足 题目的要求 如 假设本题的初始体积为 VL 加入 1mol 氮气和 3mol 氢气 平衡后 测得 氨的体积分数为 m 而当体积改为 2VL 时 应加入 2mol 氮气和 6mol 氢气 或 4mol 氨 或 其他相当的量 相当于每 VL 里仍加入 1mol 氮气和 3mol 氢气 平衡后 氨的体积分数不 变 仍为 m 因此 z 的取值由体积大小而定 若无反应物 z 为大于零的任意值 若有反应物 z 为大于等于零的任意值 易错点点睛 1 温度 压强恒定时 z 2mol 2 温度 压强恒定时 z 0 3 温度 压强恒定时 y 3x z 2 2x 9 达到平衡 为了满足以下要求 可以采取哪些措施 使 B 物质的转化率增大 使 A B 物质的转化率都增大 使 A 物质的转化率增大 使 B 物质的转化率降低 使 B 的浓度 降低 答案答案 增大 A 的浓度 减小 C 的浓度 增大压强 减小体积 降低温度 减小 C 的浓度 增大压强 减小体积 降低温度 增大 B 的浓度 增大 A 的浓度 减小 C 的浓度 降低温度 减小压强 增大体积 易错点点睛 增大 A 的浓度 减小 C 的浓度 降低温度 10 某温度下 一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应 用心 爱心 专心18 当达到新平衡时 C 的浓度为原来的 1 9 倍 其压缩过程中保持温度不变 则反应方 程式中两边系数关系是 答案答案 m n p 解析解析 温度一定 气体的体积缩小到原来的二分之一 所有物质的浓度都发生相应 的变化 相当于给体系加压 应从压强条件改变 引起平衡移动进行讨论 但讨论某物质 的浓度变化时 不仅要从平衡移动方面 化学变化 考虑 还要从压强引起体积变化 进 而引起浓度变化 物理因素 方面考虑 若从单方面分析 必然得出错误的结论 如 仅 从加压引起平衡移动考虑 C 的浓度为原来的 1 9 倍 一定是平衡向正反应方向移动的结 果 反应物气体的总物质的量大于生成物气体的总物质的量 即 m n p 本题考虑到体积缩小到原来的二分之一这一瞬间 所有物质的浓度将增大到原来的二 倍 C 的浓度也应为原来的二倍 题目给的有关达到新平衡时 C 的浓度为原来的 1 9 倍 意味着平衡是向逆反应方向移动 因此 结论为 m n p 易错点点睛 m n p 11 在一密闭容器中通入 A B 两种气体 在一定条件下反应 改变一个条件 X 下列量 Y 一定符合图 1 13 2 中曲线的是 XY A 温度混合气体平均相对分子质量 B 压强B 的浓度 C 再加入 AB 的转化率 D 再加入 CA 的质量分数 答案答案 BCBC 用心 爱心 专心19 解析解析 本题是一道因外界条件改变 引起平衡移动的综合题 平衡移动必然引起浓 度 质量分数 转化率 等量的变化 其中转化率 等是单因素引起变化 转化率中 的变化量因条件而改变 而起始量不变 判断较为简单 而浓度 质量分数 等是诸多 因素引起的变化 质量分数中的该物质和总物质都在变 必须找出其中主要因素 判断变 化的结果 易错点点睛 本题的误区多产生于由两种以上因素决定一个量的变化 由于分不清 主 次 往往得出错误判断 如混合气体平均相对分子质量 它是由混合气体的总质量和 混合气体的总物质的量两方面决定的 对于一般气相反应来说 只要产物不是液态或固态 混合气体的总质量就不变 而混合气体的总物质的量就视反应前后气体总体积数的变化 它决定了混合气体平均相对分子质量大小变化 如果有液 固相物质参与或生成 问题将 变得更为复杂 又如浓度 若是单一种浓度引起平衡移动 其结果显而易见 若是加压引 起 问题变为复杂 以教材的 针管实验 中二氧化氮为例 加压引起气体体积减小 气 体的浓度增大 平衡移动 气体的浓度又减小 但该浓度比加压前大 本题 B 选项应为正 确选项 比加压后平衡移动前的浓度小 反之减压的结果 气体的浓度由大变小 体积增 大 由小变大 平衡移动 但移动后的浓度仍比减压前的小 再如物质的质量分数也是 多因素决定的 它是由该物质的变化和所有物质的变化比较而得 因此判断容易产生失误 如加入 C 增大 C 的浓度 平衡向逆反应方向移动 由于 C 增加的比平衡移动而引起 A 的 增加要多 虽然 A 的浓度增大 物质的量增多 但 A 的质量分数并不增大 12 已建立化学平衡的某可逆反应 当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时 下列叙述正确的是 生成物的质量分数一定增加 生成物产量一定增加 反应物的 转化率一定增大 反应物的浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 一定 使用催化剂 A A B C D 答案答案 C C 解析解析 化学平衡向正反应方向移动时 生成物的量一定增加 这是毫无异议的 但 是生成物的质量分数是由生成物的量与平衡时所有物质的总量相比 其结果就不一定了 若是加压或升温引起正向移动 其结论正确 若是增加某种反应物的浓度引起平衡正向移 动 由于增加的多 而移动的少 因此生成物的质量分数会减小 同理当增加某种反应物 的浓度 在达到新的平衡时该反应物的浓度一定比未增加前大 其他反应物的转化率增大 而本身的转化率降低 因此 叙述太绝对而就不正确了 叙述表达平衡移动与催化 剂之间的关系 实际上不存在 催化剂只能改变化学反应速率 而不能引起平衡移动 用心 爱心 专心20 易错点点睛 本题从另一方面讨论平衡移动结果和改变条件之间的关系 需要具备 较强的综合 归纳能力 如果考虑不周将陷入误区产生错误结论 13 在 673K 1 01 105帕下 有 1mol 某气体 A 发生如下反 中的体积百分含量为 58 6 混合气的总质量为 46g 密度为 0 72g L 1 求 1 达到平衡后混合气的平均分子量 2 A 的转化率 3 B 的系数 x 的值 4 相同条件下反应前 A 气体的密度是平衡混合气密度的多少倍 答案答案 1 39 8 2 32 3 2 4 1 16 解析解析 本题的错误主要产生于对密度的认识 由于达到平衡时 该体系处于非标准 状况下 题目给的密度也是非标准状况下的密度 因此不能简单以该密度和气体的摩尔体 积乘积来计算混合气体的平均摩尔质量 1 通过以下换算 先计算非标准状况下气体的摩尔体积 进而再计算混合气体的平 均摩尔质量 所以混合气体平均分子量为 39 8 其余要求可按下式计算 注 表示物质的量 单位为 mol 用心 爱心 专心21 3 B 的系数 x 2 4 在相同状况下 密度比等于其摩尔质量比 所以密度比为 1 16 易错点点睛 1 达到平衡后混合气的平均摩尔质量为 0 72g L 1 22 4L mol 1 16 128g mol 1 平均分子量为 16 1 混合气体的物质的量为 2 86mol 由此产生一系列的错误结果 14 下列事实不能用勒沙特列原理解释的是 A 往 H2S 溶液中加碱 有利于 S2 增多 B 500 左右比室温更利于氨的合成 C 使用 V2O5作催化剂可加快 SO2转化为 SO3的速率 D 醋酸溶液与锌反应放出 H2 加入适量醋酸钠晶体可以减慢放出 H2的速率 正确答案 B C 答案答案 BCBC 解析解析 勒沙特列原理又称化学平衡移动原理 其研究对象是平衡移动 因此只要涉 及平衡移动即可解释 选项 C 的叙述完全正确 但是它是针对反应速率而言 与该原理毫 无关系 不应漏选 选项 B 中的温度与上一题有类似情况 它受反应速率 催化剂工作温 度和平衡移动有关 恰好温度影响又不利平衡移动 因此也不能用勒沙特列原理解释 易错点点睛 漏选漏选 B B 或或 C C 15 达到平衡后 若反应速率分别用 VA VB VC VD表示 单位为 mol L 1 min 1 则正 确的关系是 答案答案 ADAD 解析解析 在化学反应中 各反应物减小的量和生成物增加的量应和反应方程式中各物 质的系数成正比 因此 用各物质表示的化学反应速率也和反应方程式中各物质的系数成 正比 用心 爱心 专心22 由于比例关系改为乘积关系应是交叉相 乘 因此在用速率表示的等式关系中 出现该 物质的系数和该物质的反应速率相乘关系 一定是错误的结论 正确的等式关系应是 甲 物质的反应速率和乙物质的系数乘积等于乙物质的反应速率和甲物质的系数乘积 易错点点睛 错解往往是将比例关系视为乘积关系 将各物质的系数和该物质的速 率乘积误认为常数 得出选项 B C 错误结论 16 图 1 13 1 适合哪类化学反应 在 t1时因哪种条件改变而引起正 逆反应速率 的变化 答案答案 1 适合正反应是吸热反应 当温度降低时或气体总体积缩小的反应 当 压强减小时引起正 逆反应速率的变化 2 适合气体总体积不变的反应 当压强增大时或所有反应 使用正催化剂引起正 逆反应速率的变化 3 适合反应物能有浓度变化的反应 当某一反应物浓度增大时引起正 逆反应速率 的变化 解析解析 影响化学反应速率的因素很多 但影响的结果一般可以分为两类 正 逆 反应速率都改变 如图 1 13 1 1 2 正 逆反应速率中 只有一种改变 如图 1 13 1 3 2 在 t1时 正 逆反应速率都增大 而且增加量相同 很容易得出是由于使用催 化剂引起正 逆反应速率等量变化 而且平衡还不移动的结论 但是这里还存在另一种特 殊情况 即对于反应前后气体总体积不变的反应来说 增大压强 正 逆反应速率都增大 由于增加量相同 平衡也不发生移动 3 对于该变化图像来说 在 t1时 正反应速率增大 而逆反应速率不变 起因于 反应物的浓度增大 但适合的反应必须是反应物中存在有浓度变化的物质 否则对于固体 纯液态物质 增加其量 若不考虑反应物接触面积的大小 它将不改变正反应速率 也不 对平衡产生影响 用心 爱心 专心23 比较上述图 1 13 1 中正 逆反应速率的大小 还可以判断平衡移动的方向 即哪种速 率大 平衡向该方向移动 易错点点睛 2 适合使用正催化剂引起正 逆反应速率都变化的所有反应 3 适合所有反应 当某一反应物浓度增大时引起正 逆反应速率的变化 17 金属镁和 0 1mol L 1的 HCl 反应制取氢气 反应速率过快不易收集 为了减 缓反应速率 又不减少产生氢气的量 加入下列试剂不能达到上述要求的是 A 硫酸钠溶液 B 醋酸钠固体 C 碳酸钠固体 D 水 答案答案 C C 解析解析 盐酸是强电解质 在水中全部电离 氢离子浓度较大 反应速率较快 为了 减缓反应速率 又不减少产生氢气的量 只能降低氢离子浓度 而又不改变氢离子的物质 的量 一种方法是加水稀释 另一种方法是加入弱酸盐 如醋酸钠 使强酸转化为弱酸 弱酸部分电离 氢离子浓度有所下降 反应速率减缓 而酸提供的氢离子物质的量又不变 易错点点睛 本题的误区之一是认为碳酸钠也可达到上述要求 由于当盐酸转化为 碳酸后 本身碳酸是一种易分解的弱酸 而且二氧化碳在水中 酸中的溶解度较小 因此 氢离子的物质的量将减少 不能满足题目的要求 选项 C 是正确答案 本题的另一误区是 由于思维定势只顾硫酸钠不起作用 忽略了溶液中的水起到稀释氢离子浓度的作用 选项 A 不为本题的答案 18 碘钟 实验中 3I I 2SO 的反应速率可以用 I 与加入的淀粉溶 2 82O S 液显蓝色的时间 t 来度量 t 越小 反应速率越大 某探究性学习小组在 20 进行实验 得到的数据如下表 实验编号 c I mol L 10 0400 0800 0800 1600 120 c mol L 1 2 82O S0 0400 0400 0800 0200 040 t s88 044 022 044 0t1 回答下列问题 1 该实验的目的是 2 显色时间 t1 3 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律 若在 40 下进行编号 对应浓度 用心 爱心 专心24 的实验 显色时间 t2的范围为 填字母 A 22 0 s B 22 0 s 44 0 s C 44 0 s D 数据不足 无法判断 4 通过分析比较上表数据 得到的结论是 错误分析 错误示例 1 浓度对反应速率的影响 4 浓度越大反应速率越快 易错点点睛 考查学生对影响化学反应速率的外界因素 如浓度 温度 及其规律的 认识和理解 考查学生对图表的观察 分析以及处理实验数据归纳出合理结论的能力 答案答案 1 研究反应物 I 与 2 82O S的浓度对反应速率的影响 2 29 3 s 3 A