KS5U2009届新课标化学考点预测化学反应速率和化学平衡有关的计算

KS5U2009届新课标化学考点预测：化学反应速率和化学平衡有关的计算一、考点介绍【考纲解读】1、了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。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的计算。【能力解读】能从定量的角度理解化学反应速率的快慢、化学反应进行的程度和化学平衡移动的方向。【考点突破】1、假设思维在化学平衡计算中的应用化学平衡知识点是高中化学中的重点和难点；也是考纲要求的考点，所以学生思维能力的培养与训练尤其重要，特别是有些题目如按照常规的思维方式就如同走进死胡同,如果在作题时慢慢地引导学生将数学的假设思维迁移到化学平衡中，许多难题就会迎刃而解，下面就介绍几种假设思维在化学平衡计算中的应用。一）、等效假设化学平衡的特点之一是“同”，即条件不变时无论反应是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是从即有反应物又有生成物开始，均可以达到同一平衡状态，等效假设就是通过假设能够达到与原平衡起始物质的浓度（或物质的量）相同的条件，均可达到同一平衡状态的方法。等效平衡也包括两个平衡状态中相同物质的含量完全相同的平衡。例如，在同温同体积时，对于N2+3H22NH3如图所示(A)V1T(B)V1T(C)V1T、在A容器中充入1molN2和3molH2，反应一段时间达平衡，在B充入2molNH3,可以假设2molNH3全部转化为N2和H2应分别为1mol和3mol，与A等效。同理C和A也等效.如把上述条件改为恒温恒压时，对于B中NH3的起始量应为任意值，即可与A等效。对于C中只需n(N2):n(H2)=1:3，NH3的量为任意值即可与A等效.起始量0.5molN21.5molH21molNH3起始量2molNH3起始量1molN23molH2二）、过程假设化学平衡的建立只与物质的始态和终态有关，与建立平衡的路径无关，化学平衡的移动是根据勒夏特列原理来进行判断的，但对于一些较为复杂的、抽象的过程却往往难以得出结论，如果将其假设为若干个简单的过程，就会使问题变得简捷明了。从而得以解决，这种假设就是过程假设。例如：完全相同的两个密闭容器A、B,已知A中装有SO2和O2各1g,B中装有SO2和O2各2g。在同温下反应达到平衡，A中SO2转化率为a%，B中SO2转化率为b%，则A、B两个容器中SO2的转化率关系为（）A、a%b%B、a%b%C、a%=b%D、无法确定分析：常规思维就是按照转化率的公式分别求出A、B两个容器中SO2的转化率,本题此方法不通，应用过程假设就简单多了。该反应的化学方程式为：2SO2+O22SO3将其变化过程假设如下：设容器A为1L,另假设有一个容器可变的容器B体积为2L,在B中充入SO2和O2各2g，在相同温度下达到平衡时，A和B容器中SO2的转化率均为a%,然后将B容器压缩为1L，平衡态C时容器内压强增大，平衡向生成SO3方向移动，则SO2的转化率增大，所以ab,选B.三）、极端假设化学平衡研究的对象是不能完全进行的反应----可逆反应，极端假设就是将可逆反应极端地视为不可逆反应，从而求出某物质量的极大值和极小值。例如：在一定条件下，向密闭容器中冲入3molX气体和1molY气体，发生反应2X(g)+2Y(g)3Z(g)+2W(g),达到化学平衡时，侧出的下列各生成物浓度的数据中肯定错误的是（）。A、c(Z)=0.75mol/LB、c(Z)=1.2mol/LC、c(W)=0.80mol/LD、c(W)=1.00mol/L分析：次题用常规的“三行式法”无法解答，采用极端假设就能很快选出D，即假定原可逆反应为一个能完全进行的反应，依据X、y的量可知X过量，以Y为计算依据求出Z，W浓度最大分别为1.5mol/L与1.00mol/L，所以选D。【考查方向】1、选择题单独考查化学反应速率的计算或化学平衡常数、反应物的转化率的计算，或在化学反应速率、化学平衡概念、外界条件对化学反应速率和化学平衡影响规律的定性判断与定量计算结合考查。2、在主观试题中，利用化学反应速率、化学平衡有关定量计算考查元素及化合物的性质、元素周期表和周期律、原子结构、反应热、电化学等内容，学科内综合为主。二、高考真题1．（2004北京理综.14）在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(气)+I2(气)2HI（气）。已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol·L－1时，达平衡时HI的浓度为0.16mol·L－1,若H2和I2的起始浓度均为0.20mol·L－1时,则平衡时H2的浓度（mol·L－1）是A．0.16B．0.08C．0.04D．0.02〖解析〗：H2(气)+I2(气)2HI（气）。起始浓度（mol/L）0.100.100变化浓度（mol/L）0.080.080.16平衡浓度（mol/L）0.020.020.16两种加料方式是等效平衡，平衡时H2的浓度是0.04mol·L－1〖答案〗C2[2004广东卷.9]一定温度下，反应2SO2+O22SO3，达到平衡时，n(SO2):n(O2):n(SO3)＝2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)＝0.8mol，n(SO3)＝1.4mol，此时SO2的物质的量应是A、0.4molB、0.6molC、0.8molD、1.2mol〖解析〗：2SO2+O22SO3，原平衡物质的量（mol）2a3a4a变化物质的量（mol）2xx2x新平衡物质的量（mol）2a-2x0.81.43a-x=0.84a+2x=1.4a=0.3x=0.1n(SO2)=2a-2x=0.4moL〖答案〗A3．（2003广东卷.26）I．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（气）＋B（气）C（气）（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，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xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，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bmolC。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〗:（1）A（气）＋B（气）C（气）起始物质的量（mol）11O变化物质的量（mol）aaa平衡物质的量（mol）1-a1-aa（2）和（1）属于等效平衡，C的物质的量为3a（3）A（气）＋B（气）C（气）起始物质的量（mol）x21变化物质的量（mol）3a-13a-13a-1平衡物质的量（mol）y3-3a3ax=2,Y=3-3a若3a＞1，B的物质的量小于2mol；若13a，B的物质的量等于2mol；若3a＜1，B的物质的量大于2mol（4）与（1）是等效平衡，C的物质的量分数和（1）平衡一样，aa2（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〗：（1）1-a；（2）3a；（3）23－3a丁；（4）aa2（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。4．(2004福建理综.29)恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（1）若反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13mol，nt(NH3)=6mol，计算a的值（2）反应达平衡时，混合气体的体积为726.8L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平移时NH3的物质的量。（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)∶n(平)=。（4）原混合气体中，a∶b=。（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，(N2)∶(H2)=。（6）平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=。〖解析〗：⑴解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N2的物质的量为xmol。则x∶6=1∶2解之x=3a=13+3=16解法二：N2+3H22NH3开始时ab0t时136在t时生成6molNH3，消耗了3molN2，所以a=13+3=16⑵n平(NH3)=────────716.8L22.4L•mol-1×25%=32mol×25%=8mol〖答案〗(1)16(2)8mol⑶5∶4⑷2∶3⑸1∶2⑹3∶3∶25．(2004全国Ⅱ.13)某温度下在密闭容器中发生如下反应：)()(2gNgM2E（g）若开始时只充入2molE（g），达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2molM和1molN的混合气体达平衡时M的转化率为（C）A．20%B．40%C．60%D．80%〖解析〗：)()(2gNgM2E（g）起始浓度（mol/L）：002变化浓度（mol/L）：2xx2x平衡浓度（mol/L）：2xx2-2xx/2=20%,x=0.4mol,由于两种平衡是等效平衡，平衡状态相同，M的转化率为1.2/2=60%〖答案〗C6．(2004全国Ⅱ.12)反应2SO2+O22SO2经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1，则这段时间为（C）A．0.1sB．2.5sC．5sD．10s〖解析〗：根据方程式，SO3的浓度增加了0.4mol·L-1，则氧气弄浓度减少了0.2mol·L-1，t=0.2mol·L-1/0.04mol·L-1·s-1=5s〖答案〗C7（2005年理综）已知反应A2（g）+2B2（g）2AB2（g）；△＜0，下列说汉中正确的是（）A、升高温度，正反应速率增大，逆反应速率关减小。B、升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡所需要的时间。C、达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向正反应方向移动。D、达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡向正反应方向移动。【解析】若使用催化剂正逆反应速率都增大，缩短平衡所需要的时间，但平衡不发生移动；升高温度，正逆反应速率都增大，但平衡向吸热方向移动，所以选B、C。【点评】解化学平衡速率题，一要掌握反应速率的表示方法；二是要掌握在同一化学平衡反应中，用不同的物质表示化学反应速率之比等于化学化学方程式中各物质的计量数之比；三是要理解外界因素如浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响。8.（2004年北京理综）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起始浓度为0.10mol/L,达到平衡时HI的浓度为HI的浓度为0.16mol/L，若H2和I2的起始浓度均为0.20mol/L，平衡时H2的浓度为（）mol/LA、.16mol/LB、0.08mol/LC、0.04mol/LD、0.02mol/L【解析】从化学平衡方程式可以看出生成0.16mol/L和HI消耗0.08mol/L，剩余C（H2）=0.10mol/L－0.08mol/L=0.02mol/L。由于这是一个气体总体积不变的可逆反应，从题给信息实质是加压；对于气体总体积不变的可逆反应，加压平衡不发生移动。所以H2的物质的呈浓度应为0.02mol/L×2=0.04mol/L，选C。9.（2004年广东省高考题）一定温度