化学反应速率和化学平衡单元复习(选修)

1、 世纪金榜 圆您梦想 单元复习 七【章节知识网络】1化学反应速率的分类分类角度从测定时间分从反应方向分类型瞬时速率：某一时刻的反应速率平均速率：某段时间内的反应速率的平均值正反应速率：可逆反应中正反应方向的反应速率逆反应速率：可逆反应中逆反应方向的反应速率注意点通常所计算的是平均速率通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率2影响化学反应速率的条件（1）不同的化学反应具有不同的反应速率，影响反应速率的主要因素是内因，即参加反应物质的性质。（2）在同一反应中，影响反应速率的因素是外因，即外界条件，主要有温度、浓度、压强、催化剂等。（还有像反应颗粒（固体）的大小、光、波等对化学反应速率也有影响）3化

2、学平衡状态（1）化学平衡状态的建立（2）化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等，这是判断化学平衡状态的根本标志。由于正=逆，可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变，所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。化学平衡状态的特征五大特点化学平衡逆可逆反应 等（正）=（逆）0动动态平衡定各组分含量一定，体积一定时，浓度就一定；有平衡转化率变浓度、温度、压强改变化学平衡即发生移动定量特征一定温度下，化学平衡常数保持不变（3）化学平衡状态的判断举例反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分

3、的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、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，即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC，均指v正不一定平衡vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆不一定平衡在单位时间内生成了n molB，同时消耗q molD，因均指v逆不一定平衡压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体的平均分子量（）一定时，只有

4、当m+np+q时，平衡一定，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡4化学平衡的移动（1）勒沙持列原理：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。其中包含：影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；原理的适用范围是只有一项条件变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。（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

5、发生平衡移动。可总结如下：（3）平衡移动与转化率的变化：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表：反应实例条件变化与平衡移动方向达新平衡后转化率变化2SO2 +O2 2SO3（气）+热增大O2浓度，平衡正移SO2 的转化率增大，O2的转化率减小增大SO3浓度，平衡逆移从逆反应角度看，SO3的转化率减小升高温度，平衡逆移SO2 、O2的转化率都减小增大压强，平衡正移SO2 、O2的转化率都增大2NO2（气） N2O4体积不变时，无论是加入NO2或者加入 N2O4NO2的转化率都增大（即新平衡中N2O4的含量都会增大）2HI H2+I2（气）增大H2的浓度，平衡逆

6、移H2的转化率减小，I2的转化率增大增大HI的浓度，平衡正移HI的转化率不变增大压强，平衡不移动转化率不变【章节巩固与提高】一、选择题1.（2012山东济南一模）下列说法中，不正确的是A加入适当催化剂可以改变化学反应速率，但不可提高反应物的转化率B放热反应的反应速率一定比吸热反应的反应速率大C相同条件下，等体积的H2和空气含有相同数目的分子D常温常压下，1molN2和28gCO含有相同的原子数【答案】A2.（2012山东泰安一模）化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法正确的是A曲线图可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化B曲线图可以表示向一定量的氢氧化钠

7、溶液中滴加一定浓度的稀硫酸时pH变化C曲线图可以表示向一定量的氯化铝溶液中滴加一定浓度的氢氧化钠溶液时产生沉淀的物质的量变化D曲线图可以表示所有的固体物质溶解度随温度的变化【答案】C3.在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是( )A.反应的化学方程式为：2M=NB.t2时，正逆反应速率相等C.t3时，正反应速率大于逆反应速率D.t1时，N的浓度是M浓度的2倍【答案】选D。【解析】分析本题图像可知，从反应开始到时间t3建立平衡，N的物质的量变化为8 mol2 mol=6 mol,M的物质的量变化为5 mol2 mol=3 mol。可知，N的

8、变化量与M的变化量之比为21，该反应的化学方程式表示为2N M。在t2时，M、N的物质的量相等，反应在同一容器中进行，实际上也是浓度相等。但由于此时并未达到平衡状态，正、逆反应的速率并不相等。t3时达到平衡状态，v(正)=v(逆)。t1时，M和N的物质的量分别为3 mol和6 mol，故此时N的浓度是M浓度的2倍。综上分析，D选项符合题意。4.（2012山师大附中模拟）将1 mol A(g)和2mol B(g)置于2 L某密闭容器中，在一定温度下发生反应： A(g)+2B(g)C(g)+D(g) H0,C的体积分数随时间变化如图l中曲线a所示 下列说法正确的是( )A、此反应过程中的能量变化可

9、用上图II表示B、此温度下，该反应的平衡常数的值为1C、该反应4s内平均速率v(A)=0.125molL-1 s-1D、若在恒温加大反应容器的容积条件下，该反应将按b曲线进行【答案】B5. (2012安庆模拟）汽车上的催化转化器，可将尾气中的主要污染物转化成无毒物质，反应为：,在某温度时.，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：经分析，得出结论不正确的是( )A.该反应转化较快，具有存实际意义B.催化转化器在冬季时对废气转化效率比夏季更高C.2s末的平均反应速率D.在该温度下，反应的平衡常数K=5000【答案】D6. (2012大兴区一模)一定条件下，向密闭容器中加入 X物质，发生反应

10、:3X(g) Y(g) + Z(g) H0，反应一定时间后改变某一个外界条件，反应中各时刻X物质的浓度如下表所示，下列说法中不正确的是( )反应时间（min）05151720X的浓度（mol/L）1.00.40.40.70.7A05 min时，该反应的速率为v(X)=0.12 mol/(Lmin) B5 min时反应达到第一次平衡，该温度下的平衡常数数值为0.625C15 min时改变的条件不可能是升高温度D从初始到18 min时，X的转化率为30 % 【答案】C7.（2012威海模拟）化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是【答案】C8.下列说法正确的是( )A.增

11、大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多B.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大反应速率【答案】选C、D。【解析】浓度和压强的变化是改变单位体积内分子总数，活化分子的百分数不变，而是单位体积内活化分子的数目发生变化；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子的总数不变。9(2012江南十校联考)少量纯净的氨基甲酸铵置于体积不变的真空密闭容器中，在恒定温度

12、下分解：H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，H O 下列说法正确的是( ) A. 当氨气体积分数不变时，该分解反应达到平衡 B. 升高温度，该反应平衡常数增大 C. 平衡后，若缩小容器体积，氨基甲酸铵固体的质量保持不变 D. 加入少量的氨基甲酸铵，可使正反应速率增大【答案】B【解析】该分解反应中氨的体积分数始终保持不变（为2/3）， A错误；平衡后若压缩容器体积，平衡向左移动，氨基甲酸铵固体的质量增加，C错误；氨基甲酸铵为固体，改变其量，反应速率不变，D错误。正反应吸热，升高温度，该反应平衡常数增大，B正确。10(2012如皋中学检测)可逆反应X(g)2Y(g)2Z(g)、

13、2M(g)N(g)P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是( )A反应的正反应是吸热反应B达平衡()时，X的转化率为C达平衡()时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为1011D在平衡()和平衡()中M的体积分数相等【答案】BC11.对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Hp2，与题目中p2p1相矛盾，A错误；升高温度，上述平衡逆移，N2的转化率降低，与选项B中示意图相矛盾，B错误；使用催化剂，能加快化学反应速率，达到平衡所用时间短，与选项D中图示相矛盾，D错误；往平衡体系

14、中加入N2，v(正)增大，v(逆)瞬时不变，v(正)v(逆)，平衡正移，C正确。12.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq) I3(aq) ， 某 I2、KI混合溶液中， I3的物质的量浓度c(I3)与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是：（ ） A反应I2(aq)I(aq) I3(aq)的H0B若反应进行到状态D时，一定有v正v逆C若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1(c+d) C.平衡正移 D. X的转化率变大【答案】A16.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)；2

15、HI(g)H2(g)I2(g)。达到平衡时，c(H2)0.5molL1，c(HI)4molL1，则此温度下反应的平衡常数为 A9B16C20D25【答案】C17.NO2和N2O4可相互转化：2NO2(g) N2O4(g) H0现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是（ ）A图中共有两条曲线X和Y，其中曲线Y表示NO2浓度随时间的变化Ba、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b和c C反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是加入0.4 mol N2O4 D若要达到与d相同的状态，在25 min时还能采

16、取的措施是适当缩小容器体积【答案】D.18.在一体积可变的密闭容器中，通人1mol和3 mol H2，发生反应，在t1时刻达到平衡。保持温度和压强不变，在t2时刻，再通入一部分NH3，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线正确的是【答案】C19.一定温度下可逆反应：A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)；H0。现将1molA和2molB加入 甲容器中，将4 molC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

17、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的体积分数均增加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)【答案】D20.(2012洛阳模拟)下列叙述中，不能用平衡移动原理解释的是( )A红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅B高压比常压有利于合成SO3的反应C由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深D黄绿色的氯水光照后颜色变浅【解

18、析】选C。NO2加压后颜色先变深后变浅，因为加压瞬间，NO2浓度增大，颜色加深，后2NO2N2O4平衡移动，NO2浓度减小，颜色变浅，A能；反应2SO2O22SO3，加压有利于SO3的合成，B能；H2、I2、HI的混合气体，加压平衡不移动，只是I2浓度增大，颜色加深，C不能；氯水中存在Cl2H2OHClHClO，光照2HClO2HClO2，HClO浓度减小，平衡正向移动，Cl2浓度减小，所以颜色变浅，D能。21.(2012苏州模拟)汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H746.8 kJmol1，在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，当改变其中一个条件X，

19、Y随X的变化，符合图中曲线的是( )A当X表示温度时，Y表示平衡常数KB当X表示温度时，Y表示CO的转化率C当X表示N2的物质的量时，Y表示NO的转化率D当X表示NO的物质的量时，Y表示平衡常数K【解题指南】解答该题应该注意以下两点：(1)化学平衡常数只与温度有关，正反应放热的反应，升高温度，平衡常数减小。(2)改变影响平衡的因素时，反应物转化率的变化。【解析】选D。化学平衡常数只与温度有关，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，A错；NO的物质的量的多少对平衡常数没有影响，D对；升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，B错；增加N2的物质的量，平衡向逆反应方向移动，NO

20、的转化率减小，C错。222012湖北重点中学联考 某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A(g)xB(g)2C(g)，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如图K293所示。下列说法中正确的是()图K293A8 min时表示正反应速率等于逆反应速率 B前20 min A的反应速率为0.05 mol/(Lmin)C反应方程式中的x1,30 min时表示增大压强 D40 min时改变的条件是升高温度，且正反应为吸热反应【答案】B解析 8 min时B、C的物质的量浓度相等，并未达到平衡，A项错误；v(A)v(C)0.05 mol/(Lmin)

21、，B项正确；B、C的浓度变化比为12，故x1,30 min B、C浓度瞬时同等程度下降，故为降低压强，C项错误；40 min升高温度，逆反应速率大于正反应速率，则说明正反应为放热反应，D项错误。232012福州期末 在容积可变的密闭容器中，1 mol N2和4 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时的氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20%【答案】C解析 由氢气的平衡转化率可知氢气转化的物质的量为1 mol，所以氮气转化的物质的量为 mol生成氨气的物质的量为mol，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为mol、3 mol、mol，所以平衡时

22、氮气的物质的量分数约为15%，即体积分数接近于15%，C正确。24.在容积可变的密闭容器中存在如下反应：2A(g)+2B(g) C(g) +3D(g)；H0，S0B.H0，S0C.H0，S0D.H0(2)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，经测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)_。该反应的平衡常数表示式K_。下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_(填字母)。A.升高温度

23、B.将CH3OH(g)及时液化抽出C.选择高效催化剂 D.再充入1 mol CO2和3 mol H2(3)25 ，1.01105 Pa时，16 g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_。【解析】(1)由图可知，反应物CO2、H2的能量比CH3OH和H2O的能量高，故反应放热，H0，又由于此反应前后气体分子数变小，则S0，已知该反应在2 404 时，平衡常数K64104。请回答：(1)某温度下，向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol，5分钟后O2的物质的量为0.5 mol，则N2的反应速率_。(2)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该

24、反应达到平衡的标志_。A消耗1 mol N2同时生成1 mol O2B混合气体密度不变C混合气体平均相对分子质量不变D2v(N2)正v(NO)逆(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是_(填字母序号)。图K302(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数_。(填“变大、“变小”或“不变”)(5)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5101 mol/L、4.0102 mol/L和3.0103 mol/L，此时反应_(填“处

25、于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是_。【答案】(1)0.05 mol/(Lmin)(2)AD(3)AC(4)不变(5)向正反应方向进行因为浓度商QcK解析 (2)该反应是气体体积不变的反应，C项不正确。A项，N2的消耗和O2生成分别表示正反应和逆反应，比例符合方程式中的化学计量数比，正确；容器体积不变，反应前后气体的密度始终不变，B项错误。(3)该反应为吸热反应，随着温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大，平衡常数增大，A、C项正确；催化剂不能影响化学平衡，B项错误。(4)由于该反应前后气体体积不变，故不受压强影响，反应达到平衡后再充入NO达到平衡后相当于

26、对原平衡的加压过程，故NO的体积分数不变。(5)该反应的平衡常数表达式为，将所给物质浓度带入表达式求浓度商：910464104，故反应向正反应方向进行。27.(12分)(2012石家庄模拟)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。(1)合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ/mol，该反应的能量变化如图所示。在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H2的转化率为 ；欲提高该容器中H2的转

27、化率，下列措施可行的是 (填选项字母)。A.向容器中按原比例再充入原料气B.向容器中再充入一定量H2C.改变反应的催化剂D.液化生成物分离出氨(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应：2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H=+1 530 kJ/mol又知：H2O(l)H2O(g) H=+44.0 kJ/mol则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) H= kJ/mol，该反应的化学平衡常数表达式为K ，控制其他条件不变，增大压强，K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。【

28、解析】(1)在反应体系中加入催化剂，活化能降低，E2也减小，反应速率增大。 N2 + 3H2 2NH3起始 0.3 mol 0.5 mol 0转化 x mol 3x mol 2x mol 平衡 (0.3-x)mol (0.5-3x)mol 2x mol根据题意有(0.3-x)mol +(0.5-3x)mol+ 2x mol=0.7，解得x=0.05,H2转化0.15 mol，转化率为30%。欲提高转化率可以按原比例向容器中再充入原料气(相当于加压)，液化生成物分离出氨，也可以降温。(2)由盖斯定律消去H2O(l)可得，2N2(g) + 6H2O(g)4NH3(g)+3O2 (g)H =+1 2

29、66 kJmol-1。该反应的平衡常数表达式可以表示为K= K只受温度的影响，控制其他条件不变，增大压强，K值不变。答案：(1)减小 30% A、D(2)+1 266 不变28.(12分)(2012济南模拟)将水煤气转化成合成气，然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气。(1)制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，此反应是吸热反应。此反应的化学平衡常数表达式为 。下列能增大碳的转化率的措施是 。A加入C(s) B加入H2O(g)C升高温度 D增大压强(2)将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：CH4(g)+3/2O2(g) CO(g)+2H2O(g) H=-519 kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)X在750时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Y在600时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Z在440时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1106倍；已知根据上述信息，