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文档简介
1、知识梳理:第一节 化学反应速率及其影响因素考纲解读:考纲内容要求名师解读1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法1.有关化学反应速率概念的理解及简单计算的考查2.外界条件对化学反应速率的影响规律的考查3.联系生产、生活和科学研究,运用化学反应速率解决实际问题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.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,认识其一般规律 基础巩固1.化学反应速率(1)概念:化学反应速率是用_来表示,通常用_来表示。(2)计算公式:_(3)C表示_;t表示_。2.对于反应:mA+nB=pC+qD开始时,A的浓度为a molL-1,B的
2、浓度为b molL-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x molL-1,则反应速率可计算如下 : mA + nB = pC + qD起始(t0 s)时 a molL-1 b molL-1 0 0反应(t1 s)时 (a-x)molL-1 molL-1 molL-1 molL-1则:v(A)= molL-1s-1v(B)=_v(C)=_v(D)=_从而可计算出:v(A)v(B)v(C)v(D)=_。由此可得出什么规律?对于同一反应,用不同物质表示化学反应速率,其数值是否相等?相互之间有什么关系?2影响化学反应速率的因素:(1)内因(主要因素):反应物本身的性质,如Na、Mg、Al与水反应的速率由
3、大到小的顺序为: 。(2)外因(其他条件不变,改变一个条件) 实验探究拓展实验:1 “碘钟”实验中,3IS2Oeq oal(2,8)=Ieq oal(,3)2SOeq oal(2,4)的反应速率可以用Ieq oal(,3)与加入淀粉溶液显蓝色的时间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)/(molL1)c(S2Oeq oal(2,8)/(molL1)t/st1回答下列问题:(1)该实验的目的是_。(2)显色时间t1_。(3)温度对反应速率的影响符合一般规律,若在40 以下进行编号对应浓度的实验,显色时间t2的范围为()A44.0 s
4、D数据不足,无法判断(4)通过分析比较表中数据,得到的结论是_。解析(1)据题中提供数据知,该实验的目的是研究c(I)、c(S2Oeq oal(2,8)浓度的大小对反应速率(反应时间t)的影响。(2)比较、知:c(S2Oeq oal(2,8)不变,c(I)增大1倍,反应时间为原来的一半,则比较知:c(S2Oeq oal(2,8)不变,c(I)增大到原来的3倍,则时间为原来的1/3,即t188 s/329.3 s。(3)温度升高反应速率加快,则t2vA=vCvD。6. 20时将0.1 molL1 Na2S2O3溶液10 mL和0.1 molL1的H2SO4溶液10 mL混合,2分钟后溶液中明显出
5、现浑浊,已知温度每升高10化学反应速率增大到原来的2倍,那么50时,同样的反应要同样看到浑浊,需要的时间是( ) A40 s B15 s C48 s D20 s 7.某温度时,在2 L容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图中数据分析,该反应的化学方程式为 。(2)反应开始至2 min,Z的平均反应速率为_。(3)判断:第5分钟时,反应是否达到平衡? _;第5分钟时,Z的生成速率比Z的消耗速率 _(填“大”“小”或“相等” )。7.(1)3X+Y2Z;(2)0.05 molL1min1(3)是,相等8.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀
6、盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值): 时间(min)12345氢气体积(mL)50120232290310(1)哪一时间段(指01、12、23、34、45 min)反应速率最大 ,哪一段时段的反应速率最小 ;(2)2 3 min时间段,以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)_;(3)锌与盐酸反应较剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,该同学在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:A.蒸馏水 溶液, 3溶液,3COONa溶液,2CO3溶液其中可行的是 。解析:(1)每段时间相同时,气体体积差值大,反应速率快,气体体积差值小,反应速率慢。(
7、2)2 3 min内,产生V(H2)=112mL,则n(H2,消耗的,c(HCl)=0.1molL1,V(HCl)=c(HCl)/t=0.1molL1min1。(3)c(H+ )变小,而n(H+ )不变,才符合题意。加入NaNO3溶液,相当于加入稀硝酸,反应会产生NO气体,n(H+ )变小;加入CH3COONa溶液,c(H+ )变小,而n(H+ )不变;加入Na2CO3溶液,反应会产生CO2气体,n(H+ )变小。答案:(1)23,45(2)0.1molL1min1(3) A、B、D 提高训练1.在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的
8、变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )A0.02 molL1min1 B. 1.8 molL1min1C1.2 molL1min1 D. 0.18 molL1min1解析:根据方程式2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2可知,10s内硫酸的速率为0.6 mol/L60/10min=3.6molL1min1 ,硫酸铝的速率为1/3的硫酸速率即答案C。 2. m A + n B p C的反应中,m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a mol/L,B每分钟减少1.5a mol/L,A每分钟减少0.5a mol/L,则m:n:p为( ):3:3:3C1:3:2D3
9、:1:2解析:A、B、C的速率比为:a1:3:2,根据化学反应速率之比等于反应方程式计量数之比可得答案为C。3改变下列一个条件,通过提高活化分子的百分率来提高反应速率的是 ( ) A.加热 B.加压 C.加负催化剂 D.加大反应物浓度3A解析:浓度一定时,升高温度,分子的能量增加,从而增加了活化分子的数量,反应速率增大。4把下列4种X的溶液分别加入4个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时X和盐酸缓和地进行反应。其中反应速率最大的是( )A20mL 3mol/L的X溶液 B.20mL 2mol/L的X溶液C10ml 4mol/L的X溶液 D.10mL 2mol/L的
10、X溶液4A 稀释后溶液中X的浓度(盐酸浓度相等)分别为:,。反应物浓度越大,反应速率越快。 5当其它条件不变时,下列化学反应的反应速率与压强变化基本无关的是( ) A2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O B2SO2(气)O2(气) 2SO3(气)CCaCO3(固) CaO(固)+CO2(气) DH2(气)I2(气) 2HI(气)5A解析:压强的大小对有气体参与或生成的反应的速率有影响。对于在溶液中进行的化学反应速率,压强对其几乎没有影响。6.在带有活塞的密闭容器中发生反应: Fe2O33H2=2Fe3H2O,采取下列措施能加快反应速率的是( ) A增加Fe2O3的量 B保持容器体积不变,
11、增加H2输入量C充入N2,保持容器内压强不变 D充入N2,保持容器内体积不变7反应2SO2O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0,4 mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(Ls),则这段时间为 ()A0.1 s B2.5 s C5 s D10 s7.C解析:根据方程式可知SO3浓度增加0.4 mol/L,且v(SO3)2v(O2),因此这段时间teq f(0.4,v(SO3)eq f(0.4 mol/L,20.04 mol/(Ls)5 s.8.等质量的两份锌粉a和b,分别加入过量的稀硫酸中,a中同时加入少量CuSO4,下列图中表示其产生H2总体积(V)与时间
12、(t)的关系正确的是( ) 8.A 解析:加入硫酸铜,锌会与其反应而消耗锌,最终生成的气体减少。但是生成的铜与锌构成原电池而加快反应速率。9.在一定条件下,NO能跟H2发生如下反应:2NO+2H2=N2+2H2O。经研究,上述反应是按以下三步反应依次进行的总反应(括号中是该条件下反应的相对速率):()2NO+H2=N2O+H2O(慢);()2N2O=2N2+O2(快);()2H2+O2=2H2O(更快)。以上总反应的速率主要取决于三步反应中的( )A. () B. () C. () D. ()和()9.A 解析:总的反应速率取决于分步反应中的最慢的反应。10. 一定温度下,在2L的密闭容器中,
13、X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:下列描述正确的是A.反应开始到10s,用Z表示的平均反应速率为0.158 mol/(Ls)B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol/LC.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0% D.反应的化学方程式为:X(g)Y(g) Z(g)11.影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 molL1、2molL1、18.4 molL1),设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告如下表:实验步骤现象结论分别取等体积2molL1的硫酸于
14、试管中_反应速率MgFe,Cu不反应金属的性质越活泼,反应速率越快(1)甲同学表中的实验步骤为_;(2)甲同学的实验目的是_;乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行定量实验。 (3)乙同学在实验中应该测定的数据是_;(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是_;实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2,在酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。(5)针对上述实验现象,丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速
15、率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是_的影响。(6)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是_(填字母)。A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.二氧化锰 D.水11.(1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系(3)测定一定时间产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)(4)Mg(或Fe)、0.5molL1硫酸、2molL1硫酸(5)催化剂(或MnSO4或Mn2+)的催化作用(6)B12将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应3A(g)B(g)xC(g)2D(g),经5 mi
16、n后,测得D的浓度为0.5 mol/L, c(A)c(B)35,C的平均反应速率为0.1 mol/(Lmin)求:(1)此时A的浓度:c(A)_mol/L.(2)反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)n(B)_mol.(3)B的平均反应速率:v(B)_mol/(Lmin)(4)x的值为_解析:设混合物中A、B的物质的量为 a mol第二节 化学平衡及化学反应进行的方向 考纲解读考纲内容要求名师解读1.了解化学反应的可逆性1.化学平衡状态的特征及其标志与判断的考查2.对化学平衡常数的理解及简单计算的考查3.等效平衡的考查4.有关化学平衡的图象分析,如速率时间图象,浓度时间图象,百分含量时间
17、图象等的考查 5.利用焓变(H)、熵变S判断化学反应进行的方向的考查6.结合化学反应速率,运用化学平衡理论来分析工农业生产、日常生活及科学研究等实际问题的考查. 2.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计算 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律4.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基础巩固1可逆反应 (1)概念 : 条件下,既能向 方向进行,又能向 方向进行的化学反应。 (2)特点 相同条件下,正、逆反应 ; 反应物与生成物同时存在; 任一组分的转化率均 100%,各物质浓度均不
18、为零。 (3)表示 化学方程式中的“=”用“ ”代替。 2化学平衡状态 (1)概念:一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率 ,反应体系中所有参加反应的物质的 保持不变的状态。3化学平衡常数:(1)概念 在一定 下,一个可逆反应达到 时,生成物 与反应物 的比值是一个常数,用符号K表示。 (2)表达式 对于一般的可逆反应:mA(g)nB(g) pC(g)qD(g),在一定温度下达到平衡时:K 。 (3)影响因素 K仅是 的函数,与反应物或生成物的浓度无关。4.化学平衡的移动 (1)定义:外界条件发生改变时, 被破坏, 建立的过程。 (2)本质:v正v逆。 (1)若v正v逆,平衡向 方向移
19、动; (2)若v正T1 Cb点时,平衡体系中A、B原子数之比为1:3 D向a点的平衡体系中加入A2,可达到b点的平衡状态 考点三 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。理解该原理需注意:影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;勒夏特列原理适用于一切平衡体系,用于解释平衡移动的方向和程度。理解此原理的关键是平衡移动的结果减弱这种改变,不能抵消,更不可能逆转。这也是勒夏特列原理的灵魂。【例3】取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g);H0,反应相同时间后,分别测定体系中NO2
20、的百分量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是( )考点四、化学平衡图像1.平衡识图解答步骤看图像:一看面(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即线的走向和变化趋势),三看点(即起点、拐点、交点、终点),四看要不要作辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)。想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。作判断:根据图像中表现的关系与所学规律相对比,作出符合题目要求的判断。2.化学平衡图像题的解答原则(1)“先拐先平”原则:考察速率影响因素。先出现拐点的反应则先达到平衡,说明反应速率快。(2)“定一议二”原则:平衡图像一般包括三个量的关
21、系,确定横坐标所示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系,或确定纵坐标所示的量后,讨论横坐标与曲线的关系。【例4】对于可逆反应:A2(g)+3B2(g)2AB3(g);H0粉红色蓝色下列说法正确的是()A升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小B该反应的平衡常数Keq f(c(CoCloal(2,4),c(Co2)c4(Cl)C将盛有CoCl2和盐酸混合液的试管置于热水中,试管内溶液为红色D增大Cl浓度,平衡向正反应方向移动,Co2、Cl浓度都减小【解析】升高温度,正、逆反应速率都增大,A错;该反应的正反应为吸热反应,所以在热水中平衡向正反应方向移动,溶液为蓝色,C错;增大Cl浓度,平衡向正反应方向移
22、动,Co2浓度减小,而Cl浓度增大,D错。【答案】B【点评】该题融合颜色变化考查了平衡移动方向和平衡常数,题目具有一定的代表性和导向性,属于近两年的热点题型。 考点六、化学反应的判据 为了更准确判断化学反应进行的方向,把能量判据和熵判据结合起来组成复合判断更适合于对所有过程的判断。 【 例6】汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是:2NO(g)+2CO(g)= N2(g)+2CO2(g),在298K、100kPa下,H=113kJmoll,S=145JmollKl
23、。下列说法中错误的是( )。 A该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件 C该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是加快反应的速率 D汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 【 解析】此反应是放热反应, A对;由G=HTS可知常温下,该反应可以自发进行,催化剂的使用只能加快反应速率,而不能改变反应的方向, B错、C对;NO、CO都可和血红蛋白结合而使人中毒。 【答案】B 【点评】在运用符合判据G=HTS时要注意H和S的单位的统一,否则很容易出现计算失误。考点七、化学平衡的计算:(1)有关化学平衡的基本计算:可逆反应mAnBpC
24、+qD达到平衡时:用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比即:vAvBvCvD=mnpq各物质的变化量(变化浓度)之比等于化学方程式中相应化学计量数之比反应物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)-消耗量(或浓度)生成物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)+增加量(或浓度)混合气体平均式量的计算(由A、B、C三种气体混合)其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量;a、b、c分别表示这3种气体的体积(或质量)分数(2)化学平衡中的常用方法“始、转、平”三段分析法mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 起始量 a b 0 0 变化量 x nx
25、/m px/m qx/m 平衡量 a-x b- nx/m px/m qx/m差量法(V、n) 若定温、定容,已知平衡前后压强变化,由理想气体状态方程PV=nRT 推知 P(始)/P(平)= n(始)/n(平),从而求出平衡前后物质的量的差量(n)若定温、定压,已知平衡前后密度变化,由理想气体状态方程PV=nRT 推知气体的密度与摩尔质量成正比,由于前后气体总质量不变,即(始)/(平)= n(平)/n(始),从而求出平衡前后物质的量的差量(n)。【例7】把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A(气)+B(气) 2C(气)+(气)经达到平衡,此时生成C为,
26、测定D的平均反应速率为0.1mol/Lmin,下列说法中错误的是 ( )A.x = 2 B. B的转化率为20%,所以。【答案】C、D。【点评】本题是一道有关化学平衡的基础计算题,解题的关键是弄清各量的含义。二.走出误区: 误区一 片面理解反应的自发性【例1】下列说法中正确的是( ) A凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的 B自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变 C自发反应在恰当条件下才能实现 D自发反应在任何条件下都能实现错解:A或B原因:片面单一的使用焓判据和熵判据而选择,过程的自发性只能用于判断过程的方向,是否能实现还要看具体的条件。一定要结合实际进行综合判断。正解
27、:C。原因:放热反应常常是容易进行的过程,吸热反应有些也是自发反应;自发反应的熵不一定增大,可能减少,也可能不变。 误区二、忽略可逆反应的特征【例2】在一定量的密闭容器中进行反应:N2 (g)+ 3H2 (g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2 、H2 、NH3 的浓度分别为0.1 molL1、0.3molL1、 0.2 molL1.当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )。A. N2为0.2 molL1,H2为0.6 molL1B. N2为0.15molL1C. N2 、H2均为0.18 molL1D. NH3为0.4 molL1错解:A或D原因:忽略了可逆反应不能进行到底而选择。对
28、于本题,若反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行并达到平衡,此时NH3的浓度应小于0.4molL1;若反应从题给某一时刻开始向逆反应方向进行并达到平衡,此时N2的浓度应小于0.2molL1 ,H2的浓度应小于0.6 molL1;从题给量的关系知无论反应进行到什么程度,N2与H2的浓度比始终为1:3,不可能均为0.18 molL1。正解:B原因: 本题考查对可逆反应的特征的理解。解答时应注意两点:(1)可逆反应既可以向正反应方向进行,同时又可向逆反应方向进行;(2)可逆反应不能进行到底,只能反应到一定程度达到平衡状态,平衡时各物质的物质的量都大于零。误区三、审题粗心大意,忽略方程式特点【例3】一
29、定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再改变时,不能说明可逆反应A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已经达平衡状态的是( )A容器内压强 B容器内气体密度CB物质的浓度 D混和气的平均相对分子质量错解:B或D原因:忽视了A物质的状态,误认为该反应前后气体体积有变化而错选。正解:A 原因:该反应在反应前后气体的体积变化为零,故压强始终为定值,故压强不能作为平衡的判据。该反应气体的质量不是定值,故气体密度、混和气的平均相对分子质量均可作为平衡状态的标志。误区四、不能充分领悟图像,忽视细节【例4】一定温度下,向容积为2L的密闭容器通入两种气体中发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如右图所
30、示,对该反应的推断合理的是( ) A该反应的化学方程式为3B4D=6A2C B反应进行到1s钟时,v(A)v(D) C反应进行到6s钟时,B的平均反应速率为0.05mol(Ls)1 D反应进行到6s钟时,反应停止了错解:A或D原因:忽视了可逆反应的符号和图像中曲线的变化趋势而错选。正解:C原因:A、C的物质的量增加,B、D的物质的量减小因此A、C为生成物,B、D为反应物,n(B):n(D:n(A):n(C)=3:4:6:2,化学方程式系数之比等各物质的物质的量之比,但是由于反应未进行完全,说明反应是可逆反应,A错误;由于A与D的系数为6:4,因此无论在平衡状态还是非平衡状态:v(A):v(D)
31、=3:2,B错误;v(B)=0.6/26=0.05mol(Ls)1,C正确;反应进行到6s钟时,各物质的物质的量保持不变,达到平衡状态,而不是停止了,D错误。巩固复习1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) 2HI(g)H2(g)I2(g)达到平衡时,c(H2)0.5 mol/L,c(HI)4 mol/L,则此温度下反应的平衡常数为 ()A9B16C20D251.C解析:根据题意2HI(g)H2(g)I2(g)平衡浓度:4 mol/L 0.5 mol/L起始浓度:c(HI)平衡量变化量4 mol/L0.5 mol/L25 mol/L则c(N
32、H3)c(HI)起始浓度5 mol/L根据平衡常数定义:Kc(NH3)c(HI)5 mol/L4 mol/L20 (mol/L)2,故C项正确2硝酸生产工艺中,在吸收塔里发生如下反应:3NO2H2O2HNO3NO(正反应为放热反应),为提高NO2的转化率,理论上应该采取的措施是 ()A减压B增压C升温 D加催化剂2.B解析:该反应为气体体积减小的反应,且放热,为提高NO2的转化率,可采用增大压强或降低温度的方法3高温下,某反应达到平衡,平衡常数Keq f(c(CO)c(H2O),c(CO2)c(H2).恒容时,温度升高,H2浓度减小下列说法正确的是 ()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下,增大压
33、强,H2浓度一定减小C升高温度,逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2OCO2H23.A4下列关于判断过程的方向的说法正确的是 ()A所有自发进行的化学反应都是放热反应B高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应C由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程D同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同4.C解析:自发进行只能用来判断过程的方向,而不能判断反应的热效应,A项错;高温高压的条件下,低能量的石墨转化为高能量的金刚石,是一个非自发的化学反应,B项错;同一物质的固、液、气三种状态中,气态的混乱度最大,熵值最大,D项错5将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温
34、下发生反应H2(g)Br2(g)2HBr(g)Hb BabCab.6反应aA(g)bB(g)cC(g)HQ kJ/mol,生成物C的质量分数与压强p和温度的关系如下图,方程式中的化学计量数和Q值符合图象的是 ()Aab0 BabcQ0CabcQ06.C7在体积恒定的密闭容器中,充入 3 mol A和1 mol B发生反应:3A(g)B(g)xC(g),达到平衡后,C在平衡混合气体中的体积分数为.若维持温度不变,按1.2 mol A、0.4 mol B、0.6 mol C为起始物质,达到平衡后压强不变,C的体积分数仍为,则x值是 ()A2 B1C3 D48.在一恒容密闭容器中发生某化学反应2A(
35、g) B(g)C(g),在三种不同条件下进行,其中实验、都在800 ,实验在850 ,B、C的初始浓度都为0,反应物A的浓度(molL1)随时间(min)的变化如图所示:试回答下列问题:(1)在800 时该反应的化学平衡常数K_。(2)在实验中,反应在20 min至40 min内A的化学反应速率为_。(3)实验和实验相比,可能隐含的反应条件是_。(4)根据实验和实验的比较,可推测该反应降低温度,平衡向_(填“正”或“逆”)反应方向移动,该正反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(5)与实验相比,若实验中的A的初始浓度改为0.8 molL1,其他条件不变,则达到平衡时所需用的时间_实验(填“等于
36、”、“大于”或“小于”)。8.(1)0.25(2)0.007 5 molL1min1(3)加入了催化剂或增大压强(4)逆吸热(5)大于化学反应速率减慢,达到平衡时所需用的时间增长。提高训练1在一定温度下、一定体积的密闭容器中有如下平衡:H2(g)I2(g) 2HI(g)。已知H2和I2的起始浓度均为0.1 mol/L,达平衡时HI的浓度为0.16 mol/L,若H2和I2的起始浓度均为0.20 mol/L,则平衡时H2的浓度(mol/L)是()C0.04 2在固定容积的密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g),已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 m
37、ol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,达到平衡时浓度可能正确的是()ASO2、O2分别为0.4 mol/L、0.2 mol/LBSO2为0.25 mol/LCSO2、SO3均为0.15 mol/LDSO2为0.24 mol/L,SO3为0.14 mol/L3(2011年黄冈模拟)在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)2B(g)=C(g)D(g)已达到平衡状态的是()混合气体的压强 混合气体的密度B的物质的量浓度 混合气体总物质的量混合气体的平均相对分子质量v(C)与v(D)的比值 混合气体总质量混合气体总体积A BC D3.B解析:该反应是在定容
38、容器中的计量数减小的反应,则正确,eq f(m,V)不变,错误;是符合平衡的特征,故正确;平均相对分子质量eq xto(M)req f(m总,n总),故可作平衡标志,始终是常数不变,故都不正确。4低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:2NH3(g)NO(g)NO2(g) 2N2(g)3H2O(g)H0在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是()A平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大B平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小C单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为12时,反应达到平衡D其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转
39、化率增大4.C5高温下,某反应达平衡,平衡常数Keq f(cCOcH2O,cCO2cH2)。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小C升高温度,逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2OCO2H26 I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)I(aq) Ieq oal(,3)(aq)某I2、KI混合溶液中,Ieq oal(,3)的物质的量浓度c(Ieq oal(,3)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)。下列说法不正确的是()A反应I2(aq)I(aq)=Ieq oal(,3)(aq)的HK2C若反应进
40、行到状态D时,一定有v(正)v(逆)D状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大解析:A项,根据图像可知c(Ieq oal(,3)随温度升高而减小,故升温平衡左移,根据升温 7 X、Y、Z三种气体,取X和Y按21 的物质的量之比混合,放入固定体积的密闭容器中发生如下反应:X2Y2Z,达到平衡后,X的转化率不可能为()A25% B20% C15% D10%7.A解析:本题考查可逆反应不可能进行完全,若Y完全消耗1 mol时,则X消耗0.5 mol,所以X的转化率一定小于25%。8(2011年金华模拟)H2和CO2在高温下发生反应:CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)。下表是986 时,在
41、容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据:下列叙述中正确的是()该温度下反应的平衡常数约为1.62;该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关;增大CO2的起始浓度,可使CO2的转化率增大;从反应开始至达到平衡状态,混合气体的密度没有发生改变。A BC D9在一定温度下,反应eq f(1,2)H2(g)eq f(1,2)X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A5% B17% C25% D33%10一定条件下,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(
42、g)O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3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 1mol SO3(g)C保持温度和容器内压强不变,充入1 mol SO2(g)D保持温度和容器内压强不变,充入1 mol Ar(g)10.B解析:A项温度和体积不变,充入1 mol SO3(g),相当于增大了体系的压强,平衡要移动B项温度和压强不变,充入1 mol SO3(g),相当于加入1 mol SO2和0.5 mol O2,最终可建立等效平衡C项温度和压强不变,充入1 mol SO2(g),体积增大,平衡要移动D项温度
43、和压强不变,充入1 mol Ar(g),相当于减压,平衡要移动11可用下图所示的图象表示的反应是 ()反应纵坐标甲乙ASO2与O2在同温、同体积容器中反应SO2的转化率2 mol SO2和1 mol O22 mol SO2和2 mol O2B2 mol SO2与1 mol O2在同温、体积可变的恒压容器中反应SO2的转化率1106Pa1105PaC相同质量的氨在同一固定容积容器中反应氨气的浓度400500D体积比为13的N2、H2在同温、体积可变的恒压容器中反应氨气的浓度活性高的催化剂活性一般的催化剂11.C12(2012年广州天河模拟)25 时,在体积为2 L的密闭容器中,气态物质A、B、C
44、的物质的量n(mol)随时间t的变化如下图所示。已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大。(1)根据上图数据,写出该反应的化学方程式_;此反应的平衡常数表达式K_。从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v(A)为_。(2)在57 min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是_。(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图各阶段的平衡常数如下表所示:t2t3t4t5t5t6t7t8K1K2K3K4根据上图判断,在t3和t6时刻改变的外界条件分别是_和_;K1、K2、K3、K4之间的关系为_(用“”“K2K3K4t2t3解析:(1)根据图像看出A、B为反应物,C为产物,发生的化学反应方程式为A2
45、B2C,则Keq f(c2C,cAc2B),v(A)eq f(cA,t)eq f(1 mol0.7 mol/2 L,3 min)0.05 mol(Lmin)1。章末收尾化学应用合成氨工业简介(1)原料:空气、水和燃料(包括煤、焦炭、天然气、石油等)(2)主要设备:压缩机、合成塔、分离器(3)原料气(N2、H2)的制备N2的制备有两种方法H2的制备使1 mol碳反应共得到2 mol H2,以提高原料的利用率。除去CO2得纯净的H2。(4)氨的合成和分离经加压后的N2和H2混合物在合成塔中催化剂(铁触媒)表面反应生成氨。由于合成氨反应是可逆反应,达平衡时混合物中约含15%左右的氨,为了提高氨的产量
46、,应及时分离出平衡混合物中的NH3,使平衡向右移动。工业上是让平衡混合物通过冷凝器使氨液化而与未反应的N2、2分离,而N2和H2经过循环压缩机再送入合成塔,这种循环操作过程可提高原料的利用率。(5)生产流程注意:原料气在制备过程中,有O2、CO、CO2、水蒸气存在,把它们分离时,不可能把它们全部分开,因此原料气中往往混有少量的O2、CO、CO2、水蒸气和粉尘,这些物质都能使催化剂的活性减弱,甚至失去,这就是催化剂中毒。循环使用原料这是化工生产的一个普遍原理,在很多的化工生产中都有应用。1、工业合成氨的原料什么?来源有哪些?2、工业合成氨包括哪些基本过程?答:工业合成氨主要包括三个基本过程:原料
47、气的制备与净化、氨的合成、氨的分离。见下面框图。3、合成氨的原料气为什么要净化?怎样净化?4、氨的合成是一个放热、气体体积缩小的可逆反应,所以温度越低,压强越大,越利于氨的合成,为什么实际操作却在适当的压强和高温条件下进行?5、如何对合成的氨及未反应的原料气进行分离?答:对于从合成塔出来的混合气体,可以先用冷水冷却,使绝大部分氨液化而分离出来;再在较低温度下,用冷冻机使数量不多的氨进一步冷凝分离;分离氨后的混合气体,作为循环原理气,可以再导入合成塔进行氨的合成。核心考点真题回放 1. (2011安徽卷9)电镀废液中Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O72-(aq)2
48、Pb2+(aq)H2O(l)2 PbCrO4(s)+ 2H(aq) H 0该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( ) 1.A解析:正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故A图像正确;由方程式知,碱性增强,平衡正向移动,Cr2O72-的转化率增大,故B图不正确;温度升高,正逆反应速率都增大,故C图错;由方程式可知,Pb2+的浓度增大,平衡正向移动,Cr2O72-的转化率增大,其物质的量减小,故D图像也不正确。 2(2011重庆卷10)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图10 的是( )ACO2(g)2NH3(g) AUTOTEXT
49、 = * MERGEFORMAT = CO(NH2)2(s)H2O;H0CCH3CH2OH(g) AUTOTEXT = * MERGEFORMAT = CH2=CH2(g)H2O(g) ;H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g) AUTOTEXT = * MERGEFORMAT = 2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g) ;H0 2.A解析:由图中分析得出:水蒸气的含量随温度升高而降低,随压强增大而升高,根据选项中各方程式的特点,运用平衡移动原理,不难得出答案A 3.(2011福建卷)25时,在含有Pb2、Sn2的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)Pb2(aq) A
50、UTOTEXT * MERGEFORMAT Sn2(aq)Pb(s),体系中c(Pb2)和c(Sn2)变化关系如右图所示。下列判断正确的是( )A住平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2)增大B往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2)变小C升高温度,平衡体系中c(Pb2)增大,说明该反应H0D25时,该反应的平衡常数K3.D解析:金属铅是固态,加入后平衡不移动,故A错;平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体,相当于提高了Sn2(aq)浓度,平衡左移,c(Pb2)变大,B错;升温平衡体系中c(Pb2)增大,说明平衡逆向移动,逆反应的H0,C错,由图像中的数据进行平衡常数计算,D正确。
51、4.(2011天津卷)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如右所示。由图可得出的正确结论是( )A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.t1=t2时,SO2的转化率:ab段小于bc段5.(2011海南卷)氯气在295K、100Kpa时,在1L水中可溶解,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题:(1)该反应的离子方程式为_;(2)估算该反应的平衡常数_(列式计算)(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,平衡将向_
52、移动;(4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将_(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向_移动。5.(1) (2) (3)正反应方向(或向右) (4)增大 正反应方向(或向右) 综合提高一、考题预测 1.(2012.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 D201C【解析】由氢气的平衡转化率可知氢气转化的物质的量为1mol,所以氮气和氨气转化的物质的量分别为1/3mol和2/3mol,平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为2/3mol、3mol、2
53、/3mol,所以平衡时氮气的物质的量分数约为15%,即体积分数接近于15%,C正确。2.(2012.郑州.第一次质量预测)一定温度下,在容积为2L的密闭容器中发生反应,部分数据见下表(表中):下列说法正确的是( )A. 反应在t1 min内的平均速率为B. 平衡时CO的转化率为66.67%C. 该温度下反应的平衡常数为1D. 其他条件不变,若起始时n(C0)=0.60 mol, n(H20)= 1.20 mol,则平衡时n(C02)= 0. 20 mol 2C 3.(2012.南昌市.调研)下列有关反应限度的传述正确的是( )A.可逆反应达到平衡状态后,改变外界条件后,若反应速率发生变化,则平
54、衡一定发生移动B.大多数化学反应在一定条件都有一定限度C.使用催化剂可降低反应活化能,加快反应速率,改变反应限度3溶液与KSCN溶液反应达到平衡时,加入少量KCl固体,因K+,Cl-与溶液颜色无关,所以溶液颜色不会变化3B【解析】催化剂能改变反应速率,但不能改变反应平衡,D中K+,Cl-由于不能影响平衡而不使溶液颜色变化。4. (2012.南昌市.调研)1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应: X(g)+aY(g)bZ(g)反应达到平衡后,测得X的转化率为50%。而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4,则a和b的数值可能是( )A.a
55、=1,b=1 B.a=2,b=1 C.a=2,b=2 D.a=3,b=35.(2012.福建泉州四校.第二次联考)相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应: N2(g) 3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:容器编号起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化N2H2NH3130放出热量a kJ230放出热量b kJ260放出热量c kJ下列叙述正确的是( ) A放出热量关系:a b C达平衡时氨气的体积分数: DN2的转化率: 5A6.(2012届浙江省宁波市八校高三下学期期初)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加
56、入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)2B(g) 4C(?)2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应的前后压强之比为54(假设在相同的温度下测得),则下列说法正确的是( )A该反应的化学平衡常数表达式是Keq f(c4(C)c2(D),c3(A)c2(B)B此时,B的平衡转化率是35%C增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大D增加C,B的平衡转化率不变6D 【解析】由于反应后容器内压强降低,故C、D至少有一个为非气体,A不正确;生成1.6 mol C,消耗,B的转化率为40%,B不正确;平衡常数只与温度有关,C不正确;若C为非气体,增加
57、C不影响化学平衡,D项正确。 7.(2012.合肥市.第一次质量检测)右图是温度和压强对X+Y2Z反应影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )AX、Y、Z均为气态 B恒容时,混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡的判断依据C升高温度时增大,减小,平衡向右移动D使用催化剂Z的产率增加7B【解析】若三种物质均为气体,则平衡不受压强的影响,但是从图像看该反应受到压强的影响,A项不正确;随着温度的升高,正、逆反应速率均增大,C项不正确;催化剂不影响化学平衡,D项不正确。 8.(2012.杭州.第一次质检)为了研究一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧
58、化率,实验结果如下图所示,判断下列说法正确的是( )ApH越小氧化率越大B温度越高氧化率越大CFe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2+的氧化率 9(2012.济宁.期末)在某一容积为2 L的密闭容器内,加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:H2(g)I2(g)2HI(g)H0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图所示:(1)该反应的化学平衡常数表达式为_(2)根据图所示数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为_(3)反应达到平衡后,第8分钟时:若升高温度,化学平衡常数K_(填写增大、减小或不变),HI浓度
59、的变化正确的是_(用右图中ac的编号回答)若加入I2,H2浓度的变化正确的是_(用右图中df的编号回答)9(1)Keq f(c2(HI),c(H2)c(I2)(2)0.167 mol/(Lmin)(3)减小cf10.(2012.南昌市.调研)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题。(1)CO可用于合成甲醇。在压强为条件下,在体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH2,在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度,压强的关系如下图:(i)该反应属于_反应:(填“吸热”或“放热”)。(ii)100时,该反应的平衡常数
60、:K=_;(用a、b的代数式表示)。若一个可逆反应的平衡常数K值很大,对此反应的说法正确的是:_填序号)该反应使用催化剂意义不大;该反应发生将在很短时间内完成;该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小;该反应一定是放热反应;(iii)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入amolCO,2amolH2,达到平衡时CO转化率_(填“增大”,“不变”或“减小”,下同)平衡常数:_。(iv)在某温度下,向一容积不变的密闭容器中充入,2,反应生成CH3OH(g),达到平衡时,CO转化率为90%,此时容器内压强为开始时的压强_倍。(2)某温度条件下,若将CO2(g)和H2(g)以体积比1:4混合
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