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文档简介

反应速率与化学平衡反应速率与化学平衡 直击高考考点直击高考考点 化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论 从历年高考经典聚焦也不难 看出 这是每年高考都要涉及的内容 从考题难度分析 历年高考题中基础题 中档题 难题都有出现 在 考试大纲 中 它主要包涵以下基本要求 1 了解的化学反应速率概念 定量表示方法 2 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 3 了解化学平衡建立的过程 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 4 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学反应速率和化学平衡的影响 认识其一般 规律 5 了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活生产和科学研究领域中的重要作用 从新大纲的要求预测命题趋势 这部分内容试题的难度应该趋于平缓 从 2006 年高考题看 化学反 应速率和化学平衡的方面的题目起点水平并不是太高 复习中应该抓牢基础知识 掌握基本方法 提高 复习效率 知识网络构建知识网络构建 意义 表示化学反应进行快慢的量 化 学 反 应 反 应 速 率 表示方法 用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表 示 单位 mol L min 或 mol L s 影响因素 浓度 压强 温度 催化剂 其他因素 光 颗粒大小 溶剂 等 特征 逆 动 等 定 变 移动 分析 原因 外界条件改变 v 正 v 逆 方向 v 正 v 逆 向正反应方向移动 v 正 v逆 平衡向正反应方向移动 c v正 b c A 的转化率增大 若 a c d A B 的转化率都增大 如 a b p q 若 转化率降低 则表示 m n p q 4 定一议二 图像中有三个量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 要点六要点六 化学平衡的计算化学平衡的计算 有关化学平衡计算的一般解题模式 化学平衡计算的基本模式 平衡 三步曲 例 mA nB pC qD 起始量 a b 0 0 转化量 mx nx px qx 平衡量 a mx b nx px qx 注意 转化量与方程式中各物质的系数成比例 这里 a b 可指 物质的量 浓度 体积等 弄清起始浓度 平衡浓度 平衡常数和转化率四者之间的互换关系 并列出下面图解 热点题型探究热点题型探究 题型一题型一 对速率和平衡图像考查对速率和平衡图像考查 典例典例 1 可逆反应 2A g B g H0 的正 逆反应速率 的影响 曲线交点表示建立平衡时的温度或压强 其中正确的是 题型二题型二 对可逆反应达到化学平衡状态考查对可逆反应达到化学平衡状态考查 典例典例 2 在一定温度下 反应 A2 g B2 g 2AB g 达到平衡状态的标志是 A 单位时间内生成 n molA2 同时生成 n molAB B 容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化 C 单位时间内生成 2n molAB 同时生成 n molB2 D 单位时间内一个 A A 键断裂 同时生成二个 A B 键 解析 解析 本题主要考查学生对化学平衡状态的理解 并能进行再现 辨认的思维能力 化学平衡中的 正 逆反应速率相等是指平衡时同一反应物或者是同一生成物而言 即对于同一反应物 正反应消耗该物质 的速率等于逆反应生成该物质的速率 答案 答案 C 误点警示 误点警示 审题要细心 看清各组分的状态 在题设条件下假设反应正向反应 或逆向 进行时 不变的量不能成为平衡的标志 变化的量则可以 变式训练变式训练 2 在一定温度下 反应 2A s 2B g C g D g 在恒容容器中进行 不能说明该反应已经达到 平衡的是 A 容器内的压强不随时间而变化 B 混和气体的密度不随时间而变化 C A 的质量不再变化 D 平衡混和气体的平均相对分子质量不再改变 题型三题型三 对化学平衡的影响因素的考查对化学平衡的影响因素的考查 典例典例 3 两个极易导热的密闭容器 A 和 B 容器 A 容积恒定 容器 B 容积可变 在温度压强和起 始 体积相同的条件下往 A 和 B 中分别充入等物质的量的 NO2 发生反应 2NO2 N2O4 H 0 以下 说法正确的是 A 反应起始时 两容器中的反应速率关系是 v A v B B 反应过程中 两容器内的反应速率关系为 v A v B C 两容器内的反应达到平衡所需时间一定相同 D 反应达到平衡时 两容器内的压强关系是 p A p B 解析 解析 根据题目所给条件 反应开始那一瞬间 两容器中的 NO2处于完全相同的状态 此时两容器 中的反应速率关系应该是两者相等 所以 选项 A 不正确 由于该反应是一个气体分子数减少的反应 随着反应的进行 B 容器 可变容积 中容器体积就不断减小 从而始终保持其压强与外界压强相同 此时 若其他条件不变 则反应速率不变 而密闭容器 A 中的压强则随着反应的不断进行而不断减少 从而导致反应速率不断降低 这样 过程中的速率关系为 v A v B 所以 B 正确 同理 可 推断两容器的压强关系为 p A p B D 不正确 另外 反应速率越大 达到平衡所需时间就越 短 所以 B 容器中的反应较 A 容器中的反应先达平衡 C 不正确 答案 答案 B 典例典例 4 将 2mol H2O 和 2mol CO 置于 1L 容器中 在一定条件下 加热至高温 发生如下可逆反应 2H2O g 2H2 O2 2CO O2 2CO2 1 当上述系统达到平衡时 欲求其混合气体的平衡组成 则至少还需要知道两种气体的平衡浓度 但这两种气体不能同时是 和 或 和 填它们的分子式 2 若平衡时 O2和 CO2的物质的量分别为 n O2 平 amol n CO2 平 bmol 试求 n H2O 平 用含 a b 的代数式表示 解析解析 1 根据 C H 元素守恒 n H2O 平 n H2 平 2mol n CO 平 n CO2 平 2mol 显然 n H2O 平和 n H2 平或 n CO 平和 n CO2 平 只要知道其中一个 另一个也就确定 同时知道两个是 没有意义的 2 根据 n O2 平和 n CO2 平求 n H2O 平有以下三种方法 三步法 第一步反应生成的 O2的平衡量看作第二步反应的 O2的起始量 2H2O g 2H2 O2 2CO O2 2CO2 起始量 mol 2 0 0 2 0 5x 0 变化量 mol x x 0 5x y 0 5y y 平衡量 mol 2 x x 0 5x 2 y 0 5x 0 5y y 可得 0 5x 0 5y a y b 算得 x 2a b n H2O 平 2 x 2 2a b mol 逐步逆推法 因为第二个反应的反应物 O2是第一个反应的生成物 所以可以从第二个反应消耗 O2 的量逆推出第一个反应生成 O2的量 进而推出第一个反应消耗的 H2O 的量 第二个反应生成 bmol CO2 说明第二个反应消耗 0 5bmol 的 O2 所以第一个反应生成 a 0 5b mol 的 O2 第一个反应消耗 2a b molH2O 得 n H2O 平 2 2a b mol 元素守恒法 根据起始和平衡时体系 中H C O 三种元素原子个数不变列式求解 由 H 元素守恒 n H2O 平 n H2 平 2mol 由 C 元素守恒 n CO 平 n CO2 平 2mol 由 O 元素守恒 n H2O 平 n CO 平 2n CO2 平 4mol 代入数据解得 n H2O 平 2 2a b mol 答案答案 1 H2O H2 CO CO2 2 2 2a b mol 方法探究 方法探究 所谓多重平衡是指同一容器中连续发生两个或多个可逆反应 这些可逆反应既有联系 又相互制约 并同时建立平衡 多重平衡体系中 有些物质既是一个反应的生成物 又是另一个反应的反应物 如例题中的 O2 是多 重平衡体系的枢纽 正是这种物质联系并制约了两个可逆反应 它平衡时的量是计算的核心 解答多重 平衡的计算问题时 运用元素守恒原理 可以从整体上把握各种物质的量的关系 建立简明的关系式 变式训练变式训练 3 在密闭容器中 一定条件下 进行如下反应 NO g CO g 1 2 N2 g CO2 g H O 达到平衡后 为提高该反应的速率和 NO 的转化率 采取的正确措施是 A 加催化剂同时升高温度 B 加催化剂同时增大压强 C 升高温度同时充入 N2 D 降低温度同时增大压强 4 将 4 mol SO3气体和 4 mol NO 置于 2 L 容器中 一定条件下发生如下可逆反应 不考虑 NO2和 N2O4之间的相互转化 2SO3 g 2SO2 O2 2NO O2 2NO2 1 当上述系统达到平衡时 O2和 NO2的物质的量分别为 n O2 0 1 mol n NO2 3 6 mol 则此时 SO3气体的物质的量为 2 当上述系统达到平衡时 欲求其混合气体的平衡组成 则至少还需要知道两种气体的平衡浓度 但这两种气体不能同时是 SO3和 或 NO 和 填它们的分子式 3 在其它条件不变的情况下 若改为起始时在 1 L 容器中充入 2 molNO2和 2 molSO2 则上述两反应达到平衡时 c SO2 平 mol L 题型四题型四 对等效平衡及化学平衡的计算的考查对等效平衡及化学平衡的计算的考查 典例典例 5 一定温度下 在恒容密闭容器中发生如下反应 2A g B g 3C g 若反应开始 时充入 2molA 和 2molB 达平衡后 A 的体积分数为 a 其它条件不变时 若按下列四种配比作为起始物 质 平衡后 A 的体积分数大于 a 的是 A 2mol C B 2molA 1molB 和 1molHe 不参加反应 C 1molB 和 1molC D 2molA 3molB 和 3molC 解析 解析 本题考查了等效平衡原理和勒夏特列原理应用 观察反应特点 这是一个气体体积不变的可 逆反应 只要转化成反应物两者相等则就是等效平 衡 平衡后 A 的体积分数就为 a A 中转化过去 n A n B 2 1 对比题给信息 减少了 B 的量 平衡 会向逆反应方向移动 A 的量在增加 而气体总物质的量不变 所以平衡后 A 的体积分数大于 a B 中气 体总量也是 4mol 但 B 的量减少 同 A C 中转化成反应物是 2 3 molA 4 3 molB 增加了 B 的量 平 衡向正反应方向移动 A 的量减少 D 的分析同 C 答案 答案 AB 方方法法探探究究 本题的关键是这是一个气体体积不变的可逆反应的等效平衡的移动 反应前后气体的总物质的 量不变 典例典例 6 I 恒温 恒压下 在一个可变容积的容器中发生如下发应 A g B g C g 1 若开始时放入 1molA 和 1molB 到达平衡后 生成 a molC 这时 A 的物质的量为 mol 2 若开始时放入 3molA 和 3molB 到达平衡后 生成 C 的物质的量为 mol 3 若开始时放入 x molA 2molB 和 1molC 到达平衡后 A 和 C 的物质的量分别是 ymol 和 3a mol 则 x mol y mol 平衡时 B 的物质的量 选填一个编号 甲 大于 2mol 乙 等于 2mol 丙 小于 2mol 丁 可能大于 等于或小于 2mol 作出此判断的理由是 4 若在 3 的平衡混合物中再加入 3molC 待再次到达平衡后 C 的物质的量分数是 II 若维持温度不变 在一个与 1 反应前起始体积相同 且容积固定的容器中发生上述反应 5 开始时放入 1molA 和 1molB 到达平衡后生成 b molC 将 b 与 1 小题中的 a 进行比较 选 填一个编号 甲 a b 乙 a b 丙 a b 丁 不能比较 a 和 b 的大小 作出此判断的理由是 解析 解析 1 A g B g C g 起始量 mol 1 1 0 变化量 a a a 平衡后 1 a 1 a a A 的物质的量为 1 a mol 2 在恒温 恒压下 若投入 3 mol A 和 3 mol B 则所占体积为 1 中体积的 3 倍 由于 A B 的投 放比例与 1 相同 所达到的平衡状态与 1 相同 C 的物质的量为 1 的 3 倍 即 3a mol 3 由于达到平衡时 C 的物质的量为 3a mol 说明所达到的平衡状态与 2 中平衡为同一平衡 则若 把 C 的起始量完全转化为 A 和 B A B 的物质的量应与 2 完全相等 A g B g C g 起始量 mol x 2 1 将 C 完全转化 x 1 3 0 平衡后 y 3 3a 3a 根据题意有 x 1 3 x 2mol y 3 3a mol 显然平衡时 B 的物质的量也为 3 3a mol 若投入 A B C 三种物质后 平衡不移动 C 的物质的量不变 即 3a 1mol 时 B 的物质的量为 2mol 若平衡向右移动 则 3a 1mol B 的平衡量小于 2mol 或 平衡向左移动 则 3a 1mol B 的平衡量大于于 2mol 4 在 3 的平衡中 再加入 3mol C 所达到的平衡状态与 1 2 3 皆为等效平衡状态 因此 C 的物质的量分数为 a2 a 5 因为 5 小题中容器容积不变 而 1 小题中容器的容积缩小 所以 5 小题的容器中的压力小 于 1 小题容器中的压力 有利于逆向反应 故反应达到平衡后 a b 答案 答案 1 1 a 2 3a 3 2 3 3a 丁 若 3a 1 B 的物质的量小于 2mol 若 3a 1 B 的物质 的量等于 2mol 若 3a 1 B 的物质的量大于 2mol 4 5 乙 因为 5 小题中容器容积不变 而 1 小题中容器的容积缩小 所以 5 小题的容器中 a2 a 的压力小于 1 小题容器中的压力 有利于逆向反应 故反应达到平衡后 a b 方法探究 方法探究 1 小题达到的平衡是另几小题平衡的标准和参照 由于 I 的反应条件是恒温 恒压 所 以只要 A B 的物质的量的比为 1 1 或任意量的 C 假设 C 完全转化为 A B 其物质的量的比也是 1 1 都 可以与 1 建立等同平衡 平衡时 C 的物质的量与起始时 A 的量成正比 加入的 C 全部折算成 A B 典例典例 7 1 mol A 气体和 n mol B 气体 按下式反应生成气体 C A g n B g m C g 一 段时间后测得 A 的转化率为 50 反应前气体的密度在同温同压下是反应后 3 4 则 n 和 m 的数值可能是 A n 1 m 1 B n 2 m 2 C n 3 m 2 D n 2 m 3 解析 解析 在同温同压条件下 气体的密度之比将等于 平均 相对分子质量之比 即 又由于 2 1 2 1 M M 气体物质反应前后的总质量不变 即 M1n1 M2n2 即 因此 1 2 2 1 n n M M 1 2 2 1 2 1 n n M M A g nB g mC g 起始量 mol 1 n 0 变化量 mol 0 5 0 5n 0 5m 平衡量 mol 0 5 0 5n 0 5m 由得 整理可得 a 1 2b 将 A B C D 四个选项代入 可得 A D 1 2 2 1 n n a1 ba1 5 0 4 3 符合题意 答案 答案 AD 方法探究 方法探究 本题的一个关健就是要知道密度比在等温等压时等于相对分子质量之比 推导过程如下 由理想气体气态方程 pV nRT 及 m 为气体的质量 M 为气体的相对分子质量 得 移项 M m n RT M m pV pV 即 因此 在 T p 相同时 有 RT V m RTpV 2 1 2 1 M M 变式训练变式训练 5 已知甲为恒温恒压容器 乙为恒温恒容容器 两容器中均充入 2mol SO2 1mol O2 初始时两容 器 的温度体积相同 一段时间后反应达到平衡 为使两容器中的 SO2在平衡混合物的物质的量分数相同 下 列措施中可行的是 A 向甲容器中充入一定量的氦气 B 向乙容器中充入一定量的 SO3气体 C 升高乙容器的温度 D 增大甲容器的压强 6 如图所示 将 4mol SO2和 2 mol O2混合置于体积可变的等压容器中 在一定温度下发生反应 2SO2 O2 2SO3 放热反应 该反应达到平衡状态 A 时 测得气体总的物质的量为 4 2 mol 若 SO2 O2的起始物质的量分别用 a b c 表示 试回答 1 达到平衡状态 A 的容器中通入少量 O2 体系中 SO2的体积分数将 若要使 SO2的体积分 数再变至与原平衡状态 A 相同 可采用的措施有 或 2 若起始时 a 1 2mol b 0 6mol 且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态 A 相同 则起始 时 c 的取值为 3 若起始时 a 0 6mol c 4 8mol 则 b 在此情况下 反应起始时将向 方向进行 4 若原平衡状态 A 是在恒温恒容下达到的 现要使反应开始时向逆方向进行 且达到 的平衡状态 与 A 相同 则起始时 C 的取值范围为 7 在 5L 的密闭容器中充入 2molA 气体和 1molB 气体 在一定条件下发生反应 2A g B g 2C g 达平衡时 在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的 则 A 的转化率为 6 5 A 67 B 50 C 25 D 5 题型五题型五 平衡移动原理的应用平衡移动原理的应用 典例典例 8 平衡移动原理可解释许多化学现象和自然现象 下列两组反应能否实现 如能实现请简述实验方法 1 4H2 Fe3O4 3Fe 4H2O 3Fe 4H2O 4H2 Fe3O4 2 SO2 Br2 2H2O 2HBr H2SO4 2HBr H2SO4 SO2 Br2 2H2O 解析 本题考查了学生的一种学习能力和知识的应用能力 由题目所给信息 这两组反应均有一定 的可逆性 因为平衡移动原理研究对象是可逆反应 要想使反应发生必须使平衡向正反应方向进行 那就结合 所学的勒夏特列原理来解释 1 通入H2的同时带出H2O 气 平衡向生成Fe的方向移动 反之 平衡向生成 Fe3O的方向移动 上述两个反 应均能实现 2 同 的原理 硫酸浓度小时 平衡向生成 H2SO4和HBr的方向移动 硫酸浓度大时 平衡向生 成Br2和SO2的方向移动 事实上是氧化还原平衡的问题 答案 1 通入H2的同时带出H2O 气 平衡向生成Fe的方向移动 反之 平衡向生成 Fe3O的方向移动 上 述两个反应均能实现 2 同 的原理 硫酸浓度小时 平衡向生成 H2SO4和HBr的方向移动 硫酸浓度大时 平衡向生 成Br2和SO2的方向移动 方方法法探探究究 本题的关键是题目所给的信息 用平衡移动原理来解释实验现象 那在下面的题目中就应用勒 夏特列原理使平衡向正反应方向移动 8 在硫酸的工业生产中 通过下列反应使 SO2转化为 SO3 2SO2 O22SO3 正反应放热 已 知常压下 SO3体积分数为 91 试回答 1 在生产中常用过量的空气是为了 2 加热到 400 500 是由于 3 压强应采用 高压 常压 原因是 4 常用浓 H2SO4来吸收 SO3 而不是用水 是因为 5 尾气中的 SO2必须回收 是因为 方法技巧点拨方法技巧点拨 1 方法与技巧 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 可分为 全等效 平衡和 相似等效 平衡 判断等效平衡的方法 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 然后观察有关物质的数量是否相当 2 解题注意点 认真阅读试题 弄清题目中问的是什么 给出的条件是什么 列出解题的关键字词 是解答此类试 题的关键 不少考生由于不深入地观察思考 对题设条件以点盖面 以偏盖全 忽视了题中的隐含条件 匆忙地依靠熟题效应 简单地给出答案 结果造成错误 高考冲刺演练高考冲刺演练 一 选择题 每小题有 1 2 个选项符合题意 1 某温度下 反应 2NO2 N2O4 H O 在密闭容器中达到平衡 平衡时改变外界条件 使 反应再次平衡 新平衡时 c NO2 c N2O4 与原平衡相比变小了 则改变条件的可能有 A 保持容器容积和温度不变 向容器内补充了 NO2 B 保持容器容积和温度不变 向容器内补充了 N2O4 C 保持温度压强不变 向容器内补充了 N2 D 保持容器的容积不变 升高了温度 2 某反应在催化剂的作用下 按下列方式进行 第一步 2X Y 2Z 第二步 Z M X N 则 下列说法正确的是 A Z 是催化剂 M 是中间产物 B X 是催化剂 化学方程式为 M Y N C X 是催化剂 化学方程式为 2M Y 2N D 无法判断催化剂和中间产物 3 一定条件下 将 10 mol H2和 1 mol N2充入一密闭容器中 发生反应 N2 3H22NH3 各物质 均为气态 达到平衡时 H2的转化率可能是 A 25 B 30 C 35 D 75 4 对于反应 A s 2B g 3C g H 0 C 跟外界条件 X Y 的关系如图所示 下列结论正确 的是 A Y 表示温度 X 表示压强 且 Y3 Y2 Y1 B Y 表示压强 X 表示温度 且 Y3 Y2 Y1 C X 表示压强 Y 表示温度 且 Y1 Y2 Y3 D X 表示温度 Y 表示压强 且 Y1 Y2 Y3 5 一定温度下 在一个容积恒定的容器中 充入 2 mol A 和 1 mol B 发生如下反应 2A g B g xC g 达到平衡后 C 的物质的量为 W mol 若维持容器的体积和温度不变 按起始的 物质的量 0 6 mol A 0 3 mol B 和 1 4 mol C 充入容器后达到平衡 C 的物质的量仍为 W mol 则 x A 只能为 2 B 只能为 3 C 可能为 2 可能为 3 D 不能确定 6 在一定温度下 可逆反应 X 气 3Y 气 2Z 气 达到平衡的标志是 A Z 生成的速率与 Z 分解的速率相等 B 单位时间生成 a mol X 同时生成 3a mol Y C X Y Z 的浓度不再变化 D X Y Z 的分子数比为 1 3 2 7 某恒温恒容的容器中 建立如下平衡 2A g B g 在相同条件下 若分别再向容器中通入 一定量的 A 气体或 B 气体 重新达到平衡后 容器内 A 的体积分数比原平衡时 A 都增大 B 都减小 C 前者增大后者减小 D 前者减少后者增大 8 在高温下 反应 2HBr 气 H2 气 Br2 气 H 0 达到平衡 要使混合气体颜色加 深 可采取的方法是 A 减小压强 B 缩小体积 C 升高温度 D 增大氢气浓度 9 某温度下 向固定容积的密闭容器中充入 3L A 气体和 2L B 气体 发生如下反应 3A g 2B g 2C g 2D g 达到平衡时 C 的体积分数为 p 若维持温度不变 再向容器中充入 3L A 气体和 2L B 气体 重新达到平衡时 C 的体积分数 A p B 或 10 a 当压强为原来 100 倍时 A 的平衡时物质的量浓度为 p mol L 测得 p 100a 试解释形成这种结果的可能的原因 1 5 倍时 10 倍时 100 倍时 参考答案参考答案 变式训练变式训练 1 AC 曲线交点表示建立平衡时的温度或压强 升高温度 增加压强 均增大 B 中 D 中 走向均减小 则 B D 均错 可逆反应 的正 反应是一个气体体积增大的吸热反应 则升高温度 向正反应方向移动 故 增加压强 向逆 反应方向移动 故 可见答案为 A C 2 C 把两方程式叠加可得 Y 2M 2N 可知 X 为催化剂 3 B 提高反应速率的一般做法有 升高温度 增大反应物浓度 有气体参加的反应增大压强 加 入催化剂 要提高 NO 的转化率 让平衡向正反应方向移动 可采用的做法有 降低温度 增大压强 增大 CO 的浓度等 综合以上分析 正确答案为 B 4 0 2 mol SO2 NO2 1 9 5 AB 该反应是一个气体体积减小的放热反应 乙容器在反应的过程中相当于压强减小 可以认为是甲容器的活塞向外拉一点 SO2在平衡混合物中的物质的量分数大于甲 向甲容器中充入一定量的氦 气 相当于减小压强 平衡逆向移动 SO2在平衡混合物中的物质的量分数升高 A正确 向乙容器中充入一定量的 SO3气体 相当于充入相应的 SO2和O2 增大乙容器中气体浓度 SO2的转化率升高 物质的量分数减小 B正确 升高 乙容器的温度 SO2在平衡混合物中的物质的量分数升高比甲更大 C不正确 增大甲容器的压强 平衡正向移动 SO2 在平衡混合物中的物质的量分数降低比乙更小 D不正确 6 这是恒温恒压条件下的等效平衡问题 由题意可计算出达到平衡状态 A 时其中含 SO2 0 4mol O2 0 2mol SO3 3 6mol n SO2 n O2 N SO3 2 1 18 1 因平衡右移 故 SO2的体积分数减小 在恒压条件下 要使 SO2的体积分数复原 可采取的措施 有加热和加入少量 SO2气体 2 由于 SO2和 O2反应只生成 SO3一种物质 所以在恒温恒压下只要满足就可以了 对2 O n SO n 2 2 SO3没有用量限制 即 c 0 3 因 2 这一条件必须满足 显然 b 0 3mol 由于此时 a b c 2 1 16 较平衡状态 b a A SO3的含量低 因此反应起始时将向正反应方向进行 40 是关于恒温恒容下的等效平衡的 按照 一边倒 原则 4 mol SO2和 2 mol O2可折合成 4 mol SO3 故 c 4mol 另外 由于原平衡状态 A 中含 SO3 3 6 mol 欲使反应开始时向逆反应方向进行 故 c 3 6 mol 因此 c 的取值范围为 3 6mol c 4mol 7 B 根据阿伏加德罗定律的推论 同温同体积时 气体压强之比等于物质的量之比 平衡时气体的 物质的量为 2 1 mol 2 5mol 根据反应的差量关系计算 6 5 由 2A g B g 2C g n 2mol 1mol 2mol 1mol 分析可知 反应前后气体物质的量的差量等于反应掉的 B 的物质的量 n B n 2 1 mol 2 5mol 0 5mol n A 2n B 1mol 求得 A 50 8 1 增大氧气的浓度 使平衡向正反应方向移动 提高了二氧化硫的转化率 使成本高的二氧化硫得 到充分利用 2 400 500 是催化剂的活性温度 选择此温度可提高反应速率 缩短到达平衡所需的时 间 3 常压 因为常压下 SO3体积分数已达 91 若再加压对设备及动力系统要求高 成本高 使生产 效益低 4 用水吸收 SO3会形成酸雾 使吸收的速率减慢 5 SO2有毒 避免对环境的污染 本题主要考查在硫酸工业中 运用勒沙特列原 理选择 SO2转化为 SO3的适宜条件的能力 1 从增大某一反应物浓度 使平衡向生成物方向移动 另一 反应物的转化率必提高去分析 2 温度的选择从反应速率快慢 催化剂的活性温度两方面考虑 3 压强 从对平衡移动 设备及动力系统的要求两方面考虑 4 从吸收过程中发生的反应对吸收速率的影响去分 析 5 从环境保护方面考虑 高考冲刺演练高考冲刺演练 1 AB 解析 K 所以 c N2O4 K c NO2 2温度不变 K 不变 2 2 42 NOC ONC c NO2 c N2O4 1 K c NO2 无论补充NO2 N2O4 c NO2 均增大 c NO2 c N2O4 减小 C 恒压比值不变 D 升高温度 平衡向逆反应方向移动 c NO2 增大c N2O4 减小 c NO2 c N2O4 比值增大 2 C 解析 如果对催化剂的概念模糊不清 认为只要能使氯酸钾受热分解速率加快的物质就是该 反应的催化剂 其中锰与氯酸钾受热分解产生的氧气反应生成二氧化锰 高锰酸钾的分解也能产 生二氧化锰 以此掉进命题人设置的 陷阱 而选 B 其实催化剂的概念包含两层意思 改变反应速率 反应前后本身的质量和化学性质不变 由此得出本题答案为 C 3 A 解析 题中所给的条件并不能计算出 H2的转化率 因 H2很多 无论怎样都反应不完 假设 1 mol N2反应完全 则最多也只消耗 3 mol H2 也就是说 H2的转化率最大也不会达到 30 因此 选 A 极值法 可逆反应不为 0 的原则 可逆性是化学平衡的前提 平衡时 应是反应物和生成物共存的状态 每种物质的量量均不为 0 一般用极限法判断 假设反应不可逆 则最多生成产物多少 有无反应物剩余 剩余多少 这样的 极值点是不可能达到的 所以可用确定某些范围或在范围中选择合适的量 4 解析 解答图象题常用的几条重要规律 定点分析 固定某一条件 观察另某一条件的改变对反应的影响 温度越高到达平衡所需时间就越短 同压强时 压强越大到达平衡所需时间就越短 同温度时 使用催化剂到达平衡所需时间就越短 5 A 解析 变形 将题目中 C 的物质的量为 W mol 改为 C 的体积分数为 W 两次平衡中 C 的物质的量相等 说明两次平衡状态完全相同 即第二次填充的物质若 完全转化为填充 A B 的形式 其物质的量应与第一次填充相同 所以正确选项应为 A 两次平衡中 C 的体积分数相等 为等效平衡 除 x 2 外 x 3 时 反应前后气体的物质 的量相等 改变压强 平衡不移动 故也符合题意 所以变形的正确选项应为 C 6 AC 解析 判断可逆反应是否达到平衡的标志是 正 逆反应速率相等 平衡混合物中各组分的 含量保持不变 即各物质的浓度不再随时间的改变而改变 可见选项 A C 是正确的 选项 B 因为在任何时刻 有 a mol X 产生时必有 3a mol Y 同时产生 两者表示的都是逆反应速率 因此无法判断是否达到平衡状态 选项 D 是反应的一种特定情况 不一定是平衡状态 7 B 解析 法一 建立恒压等效模型 W W 2W 无论加 A 或 B 第二个平衡对比第一个平衡 相当于加压 平衡右移 A 的体积分数比原平衡时减小 法二 可以利用平衡常数进行定量分析 8 BC 解析 容易漏选 B 平衡虽然不移动 但体积缩小 Br2的浓度增大 颜色加深 9 解析 变形 1 将例 2 中反应改为 3A g 2B g C g 4D g 变形 2 将例 2 中 固定容积 改为 容积可变 变形 3 将变形 1 中 固定容积 改为 容积可变 容器体积固定 第二次填充后压强增大 平衡向气体物质的量减小的方向移动 正 确选项为 A 变形 1 中压强增大平衡不移动 所以变形 1 的正确选项为 C 容器体积可变 两次填充各填充各物质的浓度相同 为等效平衡 所以变形 2 变形 3 的正 确选项都为 C 10 B 解析 因为 2SO2 g O2 g 2SO3 g 是一个气体体积缩小的反应 所以当温度 体积一定 时 开始时的压强必然高于平衡时的压强 因此 对乙容器的变化过程可分为两段 设乙容器 中先保持容器的体积不变 此时达到平衡 SO2的转化率应等于 a 但此时容器中的压强比开 始时的压强小 因为乙要维持压强不变 因此要将压强增大到原开始时的压强 则平衡正向移 动 SO2的转化率必然增大 因此选 B 11 C A g 2B g 2C g 起始量 mol a b 0 变化量 mol 0 5c c c 平衡量 mol a 0 5c b c c 由于恒压 压强不变 由于恒压 放入 2a molA 和 2b molB 则是等效平衡 两 a2 b b c a c5 0 B A 者百分含量相等 则达平衡时生成 2n molC 当 2v正 A v逆 B 时 可确定达到平衡 12 B 升高温度正逆反应速率都增大 与反应是吸热还是放热无关 若 x 1 达到平衡时 E 的体积分数为 50 E 的起始浓度改为 2a mol L 1 相当于两个相同的容器中 E 浓度均为 a mol L 1 然后压缩气体的体积与一个容器的容积体积相等 平衡不移动 E 的体积分数仍为 50 经 计算原平衡中 F 的平衡浓度为 0 25 a mol L 1 若 x 2 还用上述方法 压缩气体使体积为原体积一半 浓度为 0 5 a mol L 1 但压缩气体体积相当于增大压强 平衡逆向移动 新平衡下 F 的平衡浓度小于 0 5 a mol L 1 D 物质的量的多少与容器的大小有关 13 CD 第一次平衡后 压强增大 平衡向气体体积减小的方向移动 压强增大为原来 2 倍 体积 变为原来的一半 若平衡不移动 A 的浓度是原来的 2 倍 现在 A 的浓度不止原来两倍 则说明平衡向逆 反应方向移动 逆反应是气体减小的反应 此时 C 为气体 同理压强变为第二次的 20 倍时 A 的浓度没 有增大 20 倍 说明平衡向正反应方向移动 说明正反应是气体体积减小的反应 C 为非气态

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