选修4 化学反应速率与化学平衡 知识点梳理.doc

第二讲 化学反应速率与化学平衡考点一：化学反应速率的相关计算【知识梳理】1. 定义式： 特别提醒 (1)反应速率是 ，不是瞬时速率，且只能取正值不取负值；(2) 固体或纯液体的浓度为常数， 用固态物质或纯液态物质表示该反应的反应速率。2. 三段式：【基础练习】1甲、乙两个容器内都进行AB的反应，甲容器内每分钟减少4 mol A，乙容器内每分钟减少2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率( )A快 B慢 C相等 D无法判断2把2molA与2mol B混合于2 L的密闭容器中，使它们在某温度时发生如下反应；2A(g)+3B(g) = 2C(g)+ zD(g)，2秒钟后A消耗了50%，并测得v(D)=0.25 molL-1s-1，则下面推断正确的是 ( ) Av(C)= v(D)= 0.25 molL-1s-1 Bz=3 C有lmolB在反应中消耗 DC的体积分数为503在可逆反应2A(g)+3B(g)xC(g)+D(g)中，已知：反应开始加入的物质只有A、B，起始浓度A为5 molL-1，B为3 molL-1，前2 min C的平均反应速率为0.5 molL-1min-1，2 min后测得D的浓度为0.5 molL-1，则关于此反应的下列说法中正确的是( ) A2 min末时A和B的浓度之比为53 Bx=1 C2 min末时B的浓度为1.5 molL-1 D2 min末时A的消耗浓度为0.5 molL-1【能力提升】1已知分解1 mol H2O2 放出热量98kJ，在含少量I的溶液中，H2O2的分解机理为：H2O2I H2OIO慢 ； H2O2IO H2OO2I 快下列有关反应的说法正确的是( ) A反应的速率与I的浓度有关 BIO也是该反应的催化剂 C反应活化能等于98kJmol1 Dv(H2O2)=v(H2O)=v(O2)2在一定温度下，10mL 0.40mol/L H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( ) A06min的平均反应速率：v(H2O2) 3.310-2mol/(Lmin) B610min的平均反应速率：v(H2O2) 3.310-2mol/(Lmin) C反应至6min时，c(H2O2)=0.3mol/L D反应至6min时，H2O2分解了50%考点二：化学反应速率1. 影响化学反应速率的因素【知识梳理】【基础练习】1下列说法正确的是( ) AFe和Mg与0.1 molL-1的盐酸反应，反应速率相同 B0.1 molL-1的盐酸与0.1 molL-1H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同 C催化剂能降低分子活化时所需能量，使单位体积内活化分子百分数大大增加 D100 mL 2 molL-1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变2 对于密闭容器中进行的反应：N2+O2 =2NO，下列条件中哪些能加快该反应速率( ) A缩小体积使压强增大 B体积不变充入N2使压强增大 C体积不变充入He气使压强增大 D减小压强使体积增大310时某化学反应速率为0.2 molL-1s-1，若温度每升高10反应速率增加到原来的2倍，为了把该反应速率提高到l.6 molL-1s-1，需要在什么温度下进行 ( ) A30 B40 C 50 D604100 mL 6 mol/L H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的( ) A碳酸钠(s) B醋酸钠(s) C硫酸钠(aq) D硫酸氢钾(s)5下列因素不能使反应Fe+2HCl = FeCl2+H2速率加快的是( ) A加热 B将铁片改为铁粉 C通入HCl气体 D少许CuSO4粉末 E将稀盐酸改为浓硫酸2.化学反应速率相关实验的设计【知识梳理】实验设计思路：确定变量 找出某种易于测量的物理量 控制其他变量典例分析 某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。（1） 写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_（2）设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定_ (要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)（3）设计实验装置，完成右图的装置示意图（4）参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)考点三：可逆反应达到化学平衡状态的判断 【知识梳理】精髓：变到不变()；不变到不变()举例反应m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 各物质的质量或各物质的质量分数一定 各气体的体积或体积分数一定 总压强、总体积、总物质的量一定正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC v(A)：v(B)：v(C)：v(D) = m：n：p：q 在单位时间内生成了n molB，同时消耗q molD 压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定） m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定） 混合气体的平均分子量一定，且m+np+q 一定，且m+n=p+q 温度体系的温度一定(其他条件不变) 体系的密度密度一定 体系颜色颜色不再变化【基础练习】1恒容下，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A2(g)B2(g) 2AB(g) ，已达到平衡状态的是( ) A混合气体的质量 B混合气体的物质的量 C混合气体的压强 D各物质的浓度2恒容下，当压强不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是( ) AA (g) +B (g) 2C(g) B A (g) +B (g) 3C(g) CA (s) +B (g) 2C(g) D A (s) +B (s) 2C(s)3恒容下，当混合气体密度不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是( ) AA(g) +B(g) 2C(g) BA(g) +B(g) 3C(g) CA(s) +B(g) 2C(g) DA(s) +B(s) 2C(g)4恒容下，当混合气体平均摩尔质量不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是( ) AA (g) +B (g) 2C(g) BA (g) +B (g) 3C(g) CA (s) +2B (g) 2C(g) DA (s) +B (s) 2C(g)5下列哪种说法可以证明反应N23H2 2NH3达到平衡状态( ) A1个NN 键断裂的同时，有3个HH键形成 B1个NN 键断裂的同时，有3个HH 键断裂 C1个 NN键断裂的同时，有6个NH 键断裂 D1个NN 键断裂的同时，有6个NH 键形成6能说明反应I2(g)+H2 (g) 2HI(g) 已达平衡状态的是( ) A混合气体的颜色不变 B反应体系的温度不变 CH2的浓度保持不变 DI2、H2、HI的浓度相等 EI2、H2、HI的浓度之比为1:1:2 FH2、I2的消耗速率相等 注意 涉及速率问题第一步看涉及方向是否相反【能力提升】1恒容下，能说明下列反应达到平衡状态的是( )CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) A每消耗1molCO2的同时生成1molCH3OH BCO2、H2、CH3OH、H2O 的物质的量比为1:3:1:1 C容器中气体的压强不再改变 D容器中气体的密度不再改变2一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应： 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) H0，能表示该反应达到平衡状态的是( ) A3v逆(N2)=v正(H2) Bv正(HCl) = 4v正(SiCl4) C混合气体密度保持不变 Dc(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:63在一定温度下向aL密闭容器中加入1molNO2(g)发生2NO2(g) N2O4(g)，此反应达到平衡的标志的是( ) Av正(NO2)= v逆(N2O4) B容器的总压强不再随时间而变化 C容器中气体的颜色不再变化 DNO2、N2O4的分子数之比之为2:1 E单位时间内生成1molN2O4的同时生成2molNO2 F混合气体的密度不再随时间而变化 GNO2的浓度不再随时间而变化 4下列方法中可以证明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g) 已经达到平衡状态的是 (1) 单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA (2) 一个BB键的断裂的同时有一个CC键的生成 (3) 反应速率v(B2) = v(C2) = 1/2v(D2) (4) C(B2)：C(C2)：C(D2) = 2：2：1 (5) 温度、体积一定时，B2、C2、D2的浓度不再变化 (6) 温度、体积一定时，容器内的压强不再变化 (7) 温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化 (8) 百分组成 B2% = C2% = D2%考点四：平衡移动【知识梳理】1. 外界条件对平衡移动的影响：条件改变平衡移动方向增大反应物浓度增大生成物浓度升高温度增大压强总结：平衡移动原理(勒夏特列原理) 如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。应用勒夏特列原理的注意事项： 勒夏特列原理适用于一切动态平衡； 是否真的改变了影响化学平衡的条件？ 例如：(a)改变化学平衡中固体或纯液体的量时，并未改变影响化学平衡的条件； (b)即使是有气体存在的化学平衡体系中， 恒温恒容充入惰性气体，也未改变影响化学平衡的条件。 可逆反应是否存在能够减弱某项条件改变的方向。例如：a A (g) + b B (g)c C (g) + d D (g) (a+b=c+d) 型的可逆反应，它无气体体积扩大或缩小的方向，即使是改变压强，化学平衡也不移动 “平衡将向着减弱这种改变的方向移动”，这里的“减弱”不等于消除2. 平衡移动就是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程，一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动，可总结如下：【基础练习】1对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是( ) A加入一种反应物 B增大体系的压强 C升高温度 D使用催化剂2下图是恒温条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( ) A反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等 B该反应达到平衡状态后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态 C该反应达到平衡状态后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态 D同一种反应物在平衡状态和平衡状态时浓度不相等3下列事实能用勒夏特列原理解释的是( ) A加入催化剂有利于合成氨的反应 B由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 C500 时比室温更有利于合成氨的反应 D将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应4 体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y，进行如下可逆反应： X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0， 下列叙述正确的是 ( ) A若继续充入X，平衡向正反应方向移动，Y的转化率增大 B若继续充入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数减小 C若移走部分W，平衡正向移动 D平衡后移走X，上述反应的H减小5在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(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，下列分析正确的是( ) A图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B图表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高 D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高6在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)C(s)2CO(g)H0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。(1)增加C，平衡_，c(CO2)_(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2)_(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡_，c(CO2)_7氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL，则通入氧气的体积可能为 mL目前，消除氮氧化物污染有多种方法：（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H= -574kJ/mol CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H= -1160kJ/molH2O(g)= H2O(l)H= -44kJ/mol写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式 （2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为： 某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T0C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：物质uzh浓度/mol.L-1时间/minNON2CO200.10000100.0580.0210.021200.0400.0300.030300.0400.0300.030400.0320.0340.017500.0320.0340.017不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_ A容器内CO2的浓度保持不变 B2v正(N2) = v正(NO) C容器内压强保持不变 D混合气体的密度保持不变 E混合气体的平均相对分子质量保持不变前20分钟内，平均反应速率v(NO)= 在30min时，改变某一条件反应重新达到平衡，则改变的条件是 （3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为： 研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。实验编号T(0C)NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)2801.2010-35.8010-382abc124350de124上表中：a=_，b=_，e=_ 【能力提升】1某温度下，反应H2(g)I2(g) 2HI(g)H0，在带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是() A容器体积不变，升温正反应速率减小 B温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大 C温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深 D容器体积、温度不变，充入氦气后，正反应速率将增大2如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅，下列叙述正确的是 ( ) A2NO2N2O4是放热反应 BNH4Cl溶于水时放出热量 C烧瓶(1)中平衡混合气的平均相对分子质量增大 D烧瓶(3)中气体的压强增大3某温度下，密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是 ( ) A可逆反应的化学方程式的化学计量数：abc B压缩容器的容积时，v(正)增大，v(逆)减小C达到新平衡时，物质X的转化率减小 D达至新平衡时，混合物中Z的质量分数增大4可逆反应AaBC2D(a为化学计量数)，已知B、C、D为气态物质。反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。下列说法不正确的是( ) AT2T1，p2p1 B该反应为放热反应C若a=2，则A为液态或固态物质 D增加B的物质的量，该反应的DH增大5在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(x) 随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是( )A 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量 BT2下，在0t1时间内，v(Y)=(a-b)/t1 mol/(Lmin) CM点的正反应速率v正 大于N点的逆反应速率v逆 DM点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率减小6在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600发生反应：2SO2 + O2 2SO3，H0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是( ) A当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 B降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 C将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980g D达到平衡时，SO2的转化率为90%7在体积固定为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体的物质的量n(mol)随时间t (min) 的变化情况如图所示，下列有关说法不正确的是( ) A该反应的化学方程式为4A+5B 6C+4D B前2min用B表示的反应速率约为0.0021mol/(Ls) C2min时，外界条件的改变可能是升高温度或加入了催化剂 D该反应为放热反应8在密闭容器中进行反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H0，测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示下列判断正确的是( ) A10min时，改变的外界条件可能是减小压强 B05min内，v(H2)=0.1mol/(Lmin) C恒温下，缩小容器体积，平衡后c(H2)减小 D1