专题七化学反应速率和化学平衡

27专题七化学反应速率和化学平衡[主干知识·数码记忆]一、小试能力知多少(判断正误)(1)(在2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应中，t1、t2时刻，SO3(g)浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝c2－c1t2－t1()(2)(2013·山东高考)CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH0，在其他条件不变的情况下，升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变()(3)(2012·四川高考)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大()(4)对于反应：2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率()(5)(2012·上海高考)往锌与稀硫酸反应混合液中加入NH4HSO4固体，反应速率不变()二、必备知识掌握牢1．化学反应速率的计算公式v(B)＝ΔcBΔt，注意其单位的表示方法，如mol/(L·s)或mol·L－1·s－1。化学反应速率是指某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。2．化学反应速率与化学计量数之间的关系在同一条件下的同一化学反应中，用各物质表示的反应速率之比等于其化学方程式中相应物质的化学计量数之比。3．化学反应速率大小的比较表示化学反应速率时要指明具体物质，比较同一反应不同条件下的反应速率时，一般采用“归一”法：①换算成同一种物质，一般换算成化学计量数小的物质；②把各物质的单位进行统一。4．“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响(1)恒容：充入“惰性气体”――→引起总压强增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。(2)恒压：充入“惰性气体”――→引起体积增大――→引起物质浓度减小(活化分子浓度减小)――→引起反应速率减小。5．纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中，纯液体和固体物质的浓度为常数，故不能用固体物质的变化来表示反应速率，但是固体反应物颗粒的大小是影响反应速率的因素之一，如煤粉由于表面积大，其燃烧就比煤块快得多。28三、常考题型要明了考查化学反应速率大小的比较典例考查反应速率的影响因素演练1考查化学反应速率的计算及影响因素演练2[典例]对反应A＋3B2C来说，下列反应速率中最快的是()A．v(A)＝0.3mol·L－1·min－1B．v(B)＝0.6mol·L－1·min－1C．v(C)＝0.5mol·L－1·min－1D．v(A)＝0.01mol·L－1·s－1[演练1]已知某化学实验的结果如下表：实验序号反应物在相同温度下测得的反应速率v/mol·(L·min)－1大小相同的金属片酸溶液1镁条1mol·L－1盐酸v12铁片1mol·L－1盐酸v23铁片0.1mol·L－1盐酸v3下列结论正确的是()A．v1v2v3B．v3v2v1C．v1v3v2D．v2v3v1[演练2](2013·福建高考)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L－1NaHSO3(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如上图。据图分析，下列判断不正确的是()A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C．图中a点NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该试验的指示剂一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012·四川高考)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡()(2)(2013·山东高考)CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变()(3)(2012·江苏高考)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大()(4)(2012·上海)对于反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH＜0。其他条件不变，增大Si3N4物质的量，平衡向左移动()(5)(2012·山东高考)对于反应：N2O4(g)2NO2(g)，升高温度，气体颜色加深，说明该反应的正反应为放热反应()二、必备知识掌握牢1．从反应速率来看，化学平衡状态是正反应速率等于逆反应速率时的状态。判断v(正)＝v(逆)时，要用同一物质表示的速率来判断。2．在一定条件下，平衡混合物中各组分的浓度不变时，可逆反应一定达到平衡。平衡29混合物中各组分的浓度变化误认为平衡一定移动。3．压强对化学平衡的影响，关键是看改变压强时，能否引起浓度的改变。若浓度发生改变，则平衡可能发生移动，若浓度不发生改变，则平衡不移动。4．化学平衡正向移动，某反应物的转化率不一定增大；向平衡体系中加入某种反应物，该反应物的转化率不一定减小，如容积一定的密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，再加入一定量的NO2，NO2的转化率不是减小而是增大。三、常考题型要明了考查化学平衡的图像典例考查外界条件对化学平衡的影响演练1考查化学反应速率及化学平衡状态的判断演练2[典例](2013·安徽高考)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料：MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()[演练1](2013·全国大纲卷)反应X(g)＋Y(g)2Z(g)；ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是()A．减小容器体积，平衡向右移动B．加入催化剂，Z的产率增大C．增大c(X)，X的转化率增大D．降低温度，Y的转化率增大[演练2](2013·上海高考)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：①Ni(S)＋4CO(g)50℃Ni(CO)4(g)ΔH＜0②Ni(CO)4(g)230℃Ni(S)＋4CO(g)完成下列填空：(1)在温度不变的情况下，要提高反应(1)中Ni(CO4)的产率，可采取的措施有________、________。(2)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni(CO)4，粗镍(纯度98.5%，所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如下图所示。Ni(CO)4在0～10min的平均反应速率为________。(3)若反应(2)达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时________。a．平衡常数K增大b．CO的浓度减小c．Ni的质量减小d．v逆[Ni(CO)4]增大一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013·临沂模拟)反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式为选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率30K＝cC·cH2OcCO·cH2()(2)(2012·山东高考)将1molN2O4充入一恒压容器中进行反应N2O4(g)2NO2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容容器中进行，平衡常数增大()(3)(2013·南京)可逆反应的平衡常数与温度有关，所以升高温度，平衡常数一定增大。()(4)(2013·惠州模拟)在其他条件不变的情况下，对于反应2SO2＋O22SO3，增大压强或增大O2的浓度，K值增大()二、必备知识掌握牢1．化学平衡常数表达式的书写对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝cpC·cqDcmA·cnB。注意：①固体、纯液体的浓度视为常数，不包含在化学平衡常数的表达式中；②K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变；③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个化学反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值也发生变化；当化学方程式逆向书写时，平衡常数为原平衡常数的倒数。2．化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度。对于同类型的反应，K值越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，表示反应进行的程度越小。(2)判断反应进行的方向。若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc，则QcK，反应向逆反应方向进行；Qc＝K，反应处于平衡状态；QcK，反应向正反应方向进行。(3)判断反应的热效应。①若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。②若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(4)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。三、常考题型要明了考查化学平衡的计算典例考查化学反应速率和化学平衡常数的计算演练1考查化学平衡图像及化学平衡常数演练2[典例]某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)，“？”代表状态不确定。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应的前后压强之比为5∶4，则下列说法正确的是()A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝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[演练1](2013·四川高考)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：t/min247931n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()A．反应前2min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正)C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大[演练2](2013·海南高考)反应A(g)B(g)＋C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol·L－1。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题：(1)上述反应的温度T1________T2，平衡常数K(T1)________K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)(2)若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：①平衡时体系总的物质的量为________。②反应的平衡常数K＝________。③反应在0～5min区间的平均反应速率v(A)＝________。变量探究型实验题常以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响，或给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。该类题目能够很好地考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中出现频率较高。[典题](2013·安徽高考)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O2－7转化为Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾Al2Fe(SO4)4·24H2O即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)在25°C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL①4601030②5601030③560测得实验①和②溶液中的Cr2O2－7浓度随时间变化关系如图所示。(2)上述反应后