1、1微型专题二 化学反应速率和化学平衡学习目标定位 1.熟知外界条件对化学反应速率影响的规律。2.学会化学平衡状态及其移动方向的判断。3.学会化学平衡的计算方法。4.掌握图像题与等效平衡的分析方法。一、化学反应速率的影响因素1.控制变量思想在比较反应速率中的应用例 1 某探究小组用 HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用 HNO3浓度为 1.00 molL1 、2.00 molL1 ，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为 298 K、308 K。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号 T(K)大理石规格HNO3浓度(molL1
2、)实验目的 298 粗颗粒 2.00 粗颗粒()实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响()实验和_探究温度对该反应速率的影响()实验和_2探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响答案 298 粗颗粒 1.00 308 2.00298 细颗粒 2.00 () ()解析 考查影响反应速率的因素的实验设计。实验和探究 HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而 HNO3浓度不同；同理，和应选择不同的温度、和应选择不同的规格，而另外 2 个条件相同。考点 影响化学反应速率的因素题点 控制变量方法的应用规律方法 当分析多个因素对化学反应速率的影响时，注意“求同存异” ，确定相同的
3、因素，研究某一因素的不同所导致的结果的变化，从而得到相应的结论。【相关链接】控制变量法分析化学反应速率影响因素的解题策略影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他因素不变，只改变某一因素，探究这一因素对反应速率的影响。故解答此类问题的策略：首先确定变量，通过认真分析，理清影响实验探究结果的因素有哪些；然后采取“定多变一”法，在探究时，应该首先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系，这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有因素与探究问题之间的关系。此外，在解答过程中应确保数据有效且变量要统一。2.充入“惰性
4、气体”对化学反应速率的影响例 2 已知N 2(g)3H 2(g)2NH3(g) H0，反应速率为 v1；2HI(g) H2(g)I 2(g) H0，反应速率为 v2。对于上述两个可逆反应，当改变条件时，试判断 v1、 v2的变化(填“增大” “减小”或“不变”)(1)保持压强不变，反应通入“He”气， v1_， v2_。(2)反应、反应均压缩体积， v1_， v2_。(3)保持体积不变，反应通入“He”气， v1_， v2_。答案 (1)减小 减小 (2)增大 增大 (3)不变 不变考点 影响化学反应速率的因素题点 压强对化学反应速率的影响3误区警示 分析充入气体对反应速率影响时，不能只看表面
5、上压强的变化，关键是充入气体后，反应体系中相关物质的浓度是否发生了变化。要注意如下事项：(1)充入的气体是否真的是“无关”气体，是否与某种成分发生反应。(2)反应容器是恒压容器还是恒容容器。【相关链接】充入“惰性气体”对化学反应速率的影响改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强体积缩小，浓度增大，反应速率增大。(2)恒容时充入气体反应物浓度增大，总压强增大，反应速率增大。充入“稀有气体”总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入“稀有气体”体积增大，各物质的浓度减小，反应速率减小。二、化学
6、平衡及其移动1.化学平衡状态的判断例 3 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 混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与 v(D)的比值 混合气体的总质量 混合气体的总体积 C、D 的分子数之比为 11A. B.C. D.答案 B解析 要理解化学平衡状态的特点“等、动、定”的含义，在判断化学平衡状态时还要注意反应前后气体体积是否相等。题给反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若混合气体的压强、B 的物质的量浓度、混
7、合气体的总物质的量、混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而中 始mgV容 终不变化，中没指明反应进行的方向， m(g)始终不变化，在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，反应未达到平衡时，C、D 气体的分子数之比也为 11。考点 化学平衡状态及其判断题点 化学平衡状态的综合判断4规律方法 判断化学平衡状态的基本思路(1)分析反应容器的特点：恒温恒压、恒温恒容。(2)分析反应方程式的特点：反应物的状态、反应前后气态物质化学计量数的相对大小。(3)采用“变量不变”法判断所给物理量是否能作为化学平衡状态的判断依据。【相关链接】化学平衡状态的判断方法(1)“两审
8、”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。(2)“两标志”本质标志v 正 v 逆 0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。等价标志a.全部由气体参加的反应前后非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。b.体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。c.对同一物质而言，相同时间内断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。d.对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。e.体系中某反应
9、物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。2.化学平衡移动方向的分析及判断例 4 利用反应：2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N 2(g) H746.8 kJmol1 ，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和 NO 的转化率，采取的措施是( )A.降低温度B.增大压强同时加催化剂C.升高温度同时充入 N2D.及时将 CO2和 N2从反应体系中移走答案 B解析 该反应具备气体分子数减少、向外释放热量的特征，降温，平衡右移，NO 的转化率提高，但反应速率降低，A 项错误；增大压强，平衡右移，NO 的转化率提高，加入催化剂可5大幅度加快反应速率，B 项正确；升温和充入 N2
10、，平衡都左移，NO 的转化率降低，C 项错误；移走 CO2和 N2，平衡右移，但反应速率降低，D 项错误。考点 化学平衡影响因素的综合题点 改变条件使化学平衡定向移动规律方法 若将外界条件对反应速率的影响等同于对平衡移动的影响，则会导致错选。外界条件的改变可能会使正、逆反应速率都发生变化或只有一方发生变化，而平衡移动的方向由 v 正 和 v 逆 的相对大小决定，条件改变时平衡有可能不发生移动。【相关链接】化学平衡移动的判断方法(1)根据勒夏特列原理判断如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。(2)根据图示中 v 正 、 v 逆 的相对大小判断若 v
11、 正 v 逆 ，则平衡向正反应方向移动(注意 v 正 增大，平衡不一定向正反应方向移动)；若 v 正 v 逆 ，则平衡向逆反应方向移动；若 v 正 v 逆 ，则平衡不移动。(3)根据平衡常数与浓度商的相对大小判断若 K Q，则平衡向正反应方向移动；若 K Q，则平衡向逆反应方向移动；若 K Q，则平衡不移动。3.平衡转化率的判断例 5 反应 X(g)Y(g) 2Z(g) H0，达到平衡时，下列说法不正确的是( )A.减小容器体积，平衡不移动，X 的转化率不变B.增大 c(X)，X 的转化率减小C.保持容器体积不变，同时充入 0.1 mol X 和 0.1 mol Y，X 的转化率不变D.加入催
12、化剂，正反应速率增大，Z 的产率增大答案 D解析 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动，X 的转化率不变，A 项正确；增大 c(X)，平衡正向移动，Y 的转化率增大，X 的转化率减小，B 项正确；同温同体，体积不变的反应，X、Y 的初始物质的量之比为 11，再充入 0.1 mol X 和 0.1 mol Y，相当于增大压强，X 的转化率不变，C 正确；催化剂不能6使平衡移动，不改变产物的产率，D 项错误。考点 化学平衡影响因素的综合题点 平衡移动与转化率的关系误区警示 根据平衡移动分析平衡转化率的变化时常见错误有：(1)误认为平衡正向移动转化率一定
13、增大，如果通过加入一种反应物而使平衡正向移动，该物质的转化率减小，其他反应物的转化率增大。(2)若反应物或生成物只有一种物质，改变该物质的浓度，不能根据浓度变化去分析，而应该根据压强的变化去分析。【相关链接】平衡转化率的变化规律(1)反应物不止一种时，如 mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大 c(A)，则平衡正向移动， (A)减小， (B)增大。(2)反应物只有一种时，如 aA(g)bB(g) cC(g)，增大 c(A)则平衡正向进行，其影响结果相当于增大压强，若 a b c， (A)不变；若 a b c， (A
14、)增大；若 a b c， (A)减小。4.等效平衡的理解和应用例 6 已知 H2(g)I 2(g)2HI(g) H0，请回答下列问题。(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为 c(M)1 molL1 ， c(N)2.4 molL1 ；达到平衡后，M 的转化率为 60%，此时 N 的转化率为_。(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c(M)4 molL1 ， c(N) a molL1 ；达到平衡后， c(P)2 molL 1 ，则 a_。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为 c(M) c(N) b molL1 ，达到平衡后，M 的转化率为_。答案 (1)25% (2)6 (3)41.4
15、%解析 用“平衡三段式法” ，借助平衡常数来串联计算：(1) M(g)N(g) P(g)Q(g)起始(molL 1 ) 1 2.4 0 0变化(molL 1 ) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡(molL 1 ) 0.4 1.8 0.6 0.6 (N) 100%25%， K 0.5。0.62.4 0.60.60.41.8(2)Error!由 K 0.5，解得 a6。222a 210(3)Error!由 K 0.5，解得 x41.4%。bx2b1 x2考点 平衡常数的有关计算题点 平衡常数与转化率计算的综合相关链接 化学反应速率、化学平衡计算模式与公式(1)计算模式化学平衡计算的最基本的方法模
16、式是“平衡三段式法” 。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)n(起始)/mol a b 0 0n(转化)/mol mx nx px qxn(平衡)/mol a mx b nx px qx起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲” 。(2)计算公式 v(A) v(B) v(C) v(D) m n p q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的化学计量数)。 K cpCcqDcmAcnB px/Vpqx/Vqa mx/Vmb nx/
17、Vn若用任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商，用 Q 表示。则其与 K 比较，当 QK， v 正 v 逆 。平衡转化率： (A) 100% 100%。nA消 耗nA起 始 mxa平衡百分含量： (A) 100%。nA平n总平衡时与起始时的压强比： (同 T、 V 时)。p平p始 n平n始 a b p q m nxa b混合气体的平均摩尔质量： gmol1 。Mmn aMA bMBa b p q m nx四、速率、平衡图像题的分析111.化学平衡图像题的分析例 10 对于反应：2A(g)B(g) 2C(g) H0，下列图像正确的是( )答案 A解析 首先分析该反应的特点是
18、气态物质分子数目减小的放热反应，此反应的平衡体系受压强的影响：增大压强，平衡向正反应方向移动，A 的转化率增大，B 的含量减小，C 的物质的量分数增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，A 的转化率减小，B 的物质的量分数增大，C 的物质的量分数减小。A 项图像表示 B 的含量随温度升高而增加，符合此反应。另外，从反应开始到建立平衡，温度越高，到达平衡的时间越短，A 项正确；同理推知 B、C、D 项图像不符合题意。考点 化学平衡图像题点 化学平衡图像的综合规律方法 解答图像题三步曲：第一步，分析纵坐标、横坐标表示什么，起点、拐点、平台、斜线的含义；第二步，根据“先拐先平，数值大”判断压强的大小、
19、温度的高低；第三步，联系化学反应速率和化学平衡的影响因素。2.速率、平衡图像题的综合分析例 11 臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为 2NO2(g)O 3(g)N2O5(g)O 2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )A 升高温度，平衡常数减小12B03 s 内，反应速率为 v(NO2)0.2 molL1C t1时仅加入催化剂，平衡正向移动D 达平衡时，仅改变 x，则 x 为 c(O2)答案 A解析 从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A 项正确；依据化学反应速率的计算公式： v(NO2) 0.2 1.0
20、0.4 molL 13 smolL1 s1 ，单位不对，B 项错误；催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C 项错误；增大 c(O2)，平衡逆向移动，NO 2的转化率降低，D 项错误。考点 化学平衡图像题点 化学平衡图像的综合【相关链接】1.常见的图像类型(1)全程速率时间图(2)浓度时间图13(3)反应速率时间图(4)反应速率温度(压强)图(5)含量时间温度图(6)含量时间压强图(7)含量时间催化剂图(8)恒压(或恒温)线图14(9)特殊图像对于反应 aA(g) bB(g)cC(g) dD(g) H0，M 点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则 v 正
21、v 逆 ，M 点为平衡点，M 点后为平衡受温度的影响情况。如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、 2、 3、 4 四 个 点 ， 表 示 v 正 v 逆 的 是 点 3， 表 示 v 正 v 逆 的 是 点 1， 而 点 2、 4 表 示 v 正 v 逆 。2.速率、平衡图像题的解题思路及方法(1)解题思路与步骤(2)解题技巧与方法先拐先平数值大：即在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率快，表示温度较高、压强较大或有催化剂等。定一议二：即当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作
22、辅助线(等温线、等压线)。三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看 v 正 、 v 逆 的相对大小；三看化学平衡移动的方向。15对点训练题组一 化学反应速率及其影响因素1.对于反应：N 2(g)O 2(g)2NO(g)，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是( )A.增大体积使压强减小B.体积不变充入 N2使压强增大C.体积不变充入氦气使压强增大D.使总压强不变，充入氖气答案 B解析 增大体积引起浓度减小，反应速率减慢；体积不变充入 N2，N 2的浓度增大，反应速率加快；体积不变，充入氦气，各反应物的浓度并没有改变，反应速率不变；总压不变，充入氖气，体积增大，反应物浓度减小，反应速率
23、减慢。考点 影响化学反应速率的因素题点 压强对化学反应速率的影响2.等 质 量 的 铁 与 过 量 盐 酸 在 不 同 的 实 验 条 件 下 进 行 反 应(实 验 数 据 见 下 表 )， c 为 盐 酸 的 浓 度(molL 1)， 测 定 反 应 相 同 时 间 后 产 生 氢 气 的 体 积 V。 则 V 值 最 大 的 组 是 ( )组别c/molL1温度/ 铁的状态A 2.0 25 块状B 2.5 30 粉末C 2.5 50 块状D 2.5 50 粉末答案 D解析 C、D 组温度最高，且 D 组使用的是铁粉，故 D 组反应最快，相同时间内产生 H2的量最多。考点 影响化学反应速率
24、的因素题点 控制变量方法的应用题组二 化学平衡状态的建立及其移动3.在恒容密闭容器中，可以作为 2NO2(g)2NO(g)O 2(g)达到平衡状态标志的是单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2；单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol 16NO；混合气体的颜色不再改变；混合气体的密度不再改变的状态；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；混合气体中 NO 与 O2的物质的量之比保持恒定；混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比保持恒定( )A. B.C. D.答案 A解析 单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2证明正、逆反
25、应速率相等，达到了平衡，故正确；未体现正、逆反应速率的关系，故错误；混合气体的颜色不再改变，证明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反应达到了平衡，故正确；化学反应前后质量是守恒的，体积是不变的，混合气体的密度不变，故错误；化学反应前后物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均相对分子质量变化，当达到了平衡状态，不再变化，故正确；如果反应开始只加入 NO2，混合气体中 NO 与 O2的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，故错误；NO 与 NO2的物质的量之比保持恒定，即它们的浓度保持恒定，证明化学反应的正、逆反应速率相等，达到了平衡，故正确。故答案选 A。考点 化学平衡状态及其判断题
26、点 化学平衡状态的综合判断4.一定条件下，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(g)O 2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO 3(g)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 1 mol SO3(g)C.保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol O2(g)D.保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol Ar(g)答案 B解析 根据勒夏特列原理可知，在恒容状态下，A 中充入 1 mol SO3(g)，SO 3(g)的平衡浓度比原来大。C 中在保持恒压状
27、态下充入 O2，必导致容器体积增大，根据勒夏特列原理，SO3(g)的平衡浓度比原来小。同理可知在选项 D 条件下，SO 3(g)的平衡浓度也比原来小。考点 化学平衡影响因素的综合题点 化学平衡影响因素的综合考查5.已知反应 CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) H0。在一定温度和压强下于恒容密闭催 化 剂 容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )A.升高温度， K 增大B.减小压强， n(CO2)增加C.更换高效催化剂， (CO)增大17D.充入一定量的氮气， n(H2)不变答案 D解析 A 项， H0，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小；B 项，化学
28、反应前后气体的化学计量数相等，减小压强，化学平衡不移动， n(CO2)不变；C项，催化剂能改变化学反应速率，但不会引起化学平衡的移动，所以 (CO)不变；D 项，充入一定量的氮气，混合气体压强增大，但该反应前后气体浓度不变，化学平衡不移动， n(H2)不变。考点 化学平衡影响因素的综合题点 化学平衡影响因素的综合考查题组三 化学反应速率、化学平衡图像6.下列各图中，表示 2A(g)B(g) 2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为( )答案 A解析 随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物 C 的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小，A
29、 正确，D 错误。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大，B 错误。而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变，C 错误。考点 化学反应速率、化学平衡图像的综合题点 化学平衡图像的综合7.现有 mA(s) nB(g)qC(g) HqC.x 点的混合物中 v 正 v 逆 ，所以 C 项错；D 项，y 点和 x 点的 (B)相同，相当于在 x 点的基础上加压(y 点的压强大于 x 点)，所以 y 点的正、逆反应速率都增大，D项正确(若进一步探讨，可得其顺序为 v 逆 yv 正 yv 正 xv 逆
30、 x)。考点 化学平衡图像题点 含量或转化率的变化图像8.一定条件下，CH 4与 H2O(g)发生反应：CH 4(g)H 2O(g)CO(g)3H 2(g)。设起始 Z，在恒压下，平衡时 CH4的体积分数 (CH 4)与 Z 和 T(温度)的关系如图所示。下nH2OnCH4列说法正确的是( )A.该反应的焓变 H0B.图中 Z 的大小为 a3bC.图中 X 点对应的平衡混合物中 3nH2OnCH4D.温度不变时，图中 X 点对应的平衡在加压后 (CH4)减小答案 A解析 由图可知，随温度的升高，CH 4的体积分数减小，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，A 项正确； Z 越大，说明 大
31、，相当于增加 H2O 的量，平衡正向移动，nH2OnCH4CH4的体积分数减小，所以 b3a，B 项错误；起始时 n(H2O)3 x mol， n(CH4) x mol，随平衡的建立，消耗的 n(CH4) n(H2O) a mol，平衡时 3，C 项错误；加压，nH2OnCH4 3x ax a平衡向逆反应方向移动，CH 4体积分数增大，D 项错误。考点 化学平衡图像19题点 含量或转化率的变化图像题组四 化学平衡常数与转化率9.700 时，向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O，发生反应：CO(g)H 2O(g)CO2(g)H 2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表
32、中 t2 t1)：反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol0 1.20 0.60t1 0.80t2 0.20下列说法正确的是( )A.反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2) molL1 min10.40t1B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入 0.60 mol CO 和 1.20 mol H2O，达到平衡时n(CO2)0.40 molC.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO 转化率不变，H 2O 的体积分数不变D.温度升高至 800 ，上述反应平衡常数为 0.64，则正反应为吸热反应答案 B解析 由于在
33、t1 min 内 v(CO) molL1 min1 ，根据各物质的反应速率之比等于0.20t1化学方程式中各物质的化学计量数之比可知 v(H2) v(CO) molL1 min1 ，A 错误；0.20t1根据温度不变，平衡常数不变，再结合反应方程式可知，B 正确；增大反应物的浓度，平衡向右移动，自身的转化率减小，而另一种反应物的转化率增大，C 错误；根据表中数据求得700 时该反应的平衡常数为 1,800 时该反应的平衡常数为 0.64，说明升高温度使平衡左移，因此该正反应是放热反应，D 错误。考点 化学平衡常数的概念及其应用题点 化学平衡常数的影响因素及应用10.(2016江西师大附中高二期
34、中)已知反应 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H 2O(g)，在某温度下的平衡常数为 400。此温度下，在密闭容器中加入 CH3OH，反应进行到某时刻测得各组分的浓度如下：物质 CH3OH CH3OCH3 H2O浓度 0.44 0.6 0.620/molL1下列叙述中正确的是( )A.该反应的平衡常数表达式为KcCH3OCH3cH2OcCH3OHB.该时刻正、逆反应速率的大小： v 正 v 逆C.平衡时 c(CH3OH)0.04 molL 1D.若 加 入 CH3OH 后 ， 经 10 min 反 应 达 到 平 衡 ， 该 时 间 内 反 应 速 率 v(CH3OH) 1.6 molL
35、 1min 1答案 C解析 该反应的平衡常数表达式为 K ，A 错误；用所给浓度求得浓度商cCH3OCH3cH2Oc2CH3OHQ 1.86400，故反应向正反应方向进行， v 正 v 逆 ，B 错误；由表中数据可0.60.60.442知，CH 3OH 起始浓度为 0.44 molL1 20.6 molL1 1.64 molL1 ，设平衡时CH3OCH3的浓度为 x molL1 ，则列三段式：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H 2O(g)起始浓度/molL 1 1.64 0 0转化浓度/molL 1 2x x x平衡浓度/molL 1 1.642 x x xK 400,解 得 x 0.8
36、， 故 平 衡 时 c(CH3OH) 1.64 molL 1 0.8 x 2 1 . 6 4 2 x 2molL 12 0.04 molL 1， C 正 确 ； v(CH3OH) 0.16 molL 1min 1， D1 . 6 m o l L 11 0 m i n错 误 。考点 化学平衡常数的概念及其应用题点 化学平衡常数的综合21题组五 有关化学反应速率和化学平衡的综合11.一定温度下，在 3 个体积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中反应 2H2(g)CO(g) CH3OH(g) 达到平衡，下列说法正确的是( )物质的起始浓度/molL 1物质的平衡浓度/molL 1容器温度/Kc(H2)
37、 c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) 400 0.20 0.10 0 0.080 400 0.40 0.20 0 500 0 0 0.10 0.025A.该反应的正反应吸热B.达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的大C.达到平衡时，容器中 c(H2)大于容器中 c(H2)的两倍D.达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大答案 D解析 对比容器和可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但温度高，平衡时 c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A 错误；相对于成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以中转化率高
38、，B 错误；不考虑温度，中投料量是的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以中 c(H2)小于中 c(H2)的两倍，且的温度比高，相对于，平衡向逆反应方向移动， c(H2)增大，C 错误；对比和，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但温度高，速率更快，D 正确。考点 化学反应速率和化学平衡的综合题点 不同条件下的平衡比较与判断12.如图，关闭活塞 K，向 A 中充入 1 mol X、1 mol Y，向 B 中充入 2 mol X、2 mol Y，此时 A 的容积是 a L，B 的容积是 2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：X(g)Y(g) 2Z(g)W
39、(g) Hv(A)B.A 容器中 X 的转化率为 80%C.若打开 K，则 A 的体积变为 2.6a L22D.平衡时 Y 的体积分数：A” “”或“ 解析 (1)化学平衡状态判断标志是 v 正 v 逆 ，各组分浓度不再发生变化，由 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO 2(g)可见该反应为不等体积变化(即反应物和生成物气体分子数不相同)，可以得恒容状态下压强不变或混合气体密度不变时，反应即达到平衡状态，但上述反应中反应物无气体参加，因此生成物中各组分气体体积分数恒定不变。(2)根据 K c2(NH3)c(CO2) 2(24.810 33 ) (4.810 33 )1.610 8(3)由
40、 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO 2(g)知，正反应气体分子数增加，增大压强平衡向逆反应方向移动。(4)由表中数据可以得出温度升高，压强增大，即随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应，所以 H0；根据 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO 2(g)，正反应是生成物气体分子数增多的反应，所以 S0。考点 化学反应速率和化学平衡的综合题点 相关概念、规律、计算的综合应用14.(2017九江模拟).工业上利用 H2和 CO2合成二甲醚的反应如下：6H 2(g)2CO 2(g)CH3OCH3(g)3H 2O(g) H0。升高温度，该反应的化学平衡移动后达到新的平衡
41、时，CH3OCH3的产率将_(填“变大” “变小”或“不变” ，下同)，混合气体的平均相对分子质量将_。.某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下，改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂的反应 4NO2(g)O 2(g)2N2O5(g) H0 的影响曲线如图所示，图中 (N2O5)表示 N2O5的体积分数。24(1)图中 T1和 T2的关系是 T1_T2(填“” “”或“”)。(2)比较 a、b、c 三点所处的平衡状态，反应物 NO2的转化率最大的是_(填字母)。(3)若容器体积为 1 L， n1 mol，NO 2的转化率为 50%，则在 T2条件下，此反应的化学平衡常数 K_。答案 .变小 变
42、小 .(1) (2)c (3)0.125解析 .温度升高，化学平衡逆向移动，CH 3OCH3的产率变小；逆反应是气体分子数增加的反应，升高温度气体的物质的量增大，气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量将变小。.(1)图中 T1 T2时 (N2O5)增加，平衡向放热的正反应方向移动，则 T1 T2。(2)起始时 n(O2)越大，NO 2的转化率越大。(3)b 点时 N2O5的体积分数最大，则此点通入 O2、NO 2的物质的量之比与化学方程式中对应的化学计量数之比相等，即通入 4 mol NO2，列三段式可计算该反应的化学平衡常数。考点 化学反应速率和化学平衡的综合题点 相关概念、规律、计算
43、的综合应用15.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。反应：CO(g)2H 2(g)CH3OH(g) H1反应：CO 2(g)3H 2(g)CH3OH(g)H 2O(g) H2下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数( K)：温度 250 300 350 K 2.0 0.27 0.012(1)在一定条件下将 2 mol CO 和 6 mol H2充入 2 L 的密闭容器中发生反应，5 min 后测得c(CO)0.4 molL1 ，计算可得此段时间的反应速率(用 H2表示)为_ molL1 min1 。(2)由表中数据判断 H1_(填“” “”或
44、“”)0；反应 CO2(g)H 2(g)CO(g)H 2O(g) H3_(用 H1和 H2表示)。(3)若容器容积不变，则下列措施可提高反应中 CO 转化率的是_(填字母)。a.充入 CO，使体系总压强增大b.将 CH3OH(g)从体系中分离25c.充入 He，使体系总压强增大d.使用高效催化剂(4)写出反应的化学平衡常数表达式： K _；保持恒温恒容，将反应的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的 2 倍，则化学平衡_(填“正向” “逆向”或“不”)移动，平衡常数 K _(填“变大” “变小”或“不变”)。(5)比较这两种合成甲醇的方法，原子利用率较高的是_(填“”或“”)。答案 (1)0.24
45、 (2) H2 H1 (3)b(4) 正向 不变 (5)cCH3OHcH2OcCO2c3H2解 析 (1)CO 浓 度 变 化 量 为 0.4 molL 1 0.6 molL 1,v(CO) 0.12 2 m o l2 L 0 . 6 m o l L 15 m i nmolL 1min 1,各 物 质 的 速 率 之 比 等 于 化 学 计 量 数 之 比,故 v(H2) 2v(CO) 20.12 molL 1min 1 0.24 molL 1min 1。 (2)由 表 中 数 据 可 知 ， 随 温 度 升 高 ， 平 衡 常 数 K 减 小 ，说 明 温 度 升 高 ， 平 衡 逆 向移动
46、，所以正反应是放热反应，即 H10；根据盖斯定律，由反应 反应 得 CO2(g)H 2(g)CO(g)H 2O(g) H3 H2 H1。(3)充入 CO，使体系总压强增大，平衡向正反应方向移动，但 CO 的转化率降低，a 项错误；将 CH3OH(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，CO 转化率增大，b 项正确；充入 He，使体系总压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，CO 转化率不变，c 项错误；使用高效催化剂，平衡不移动，d 项错误。(4)反应 ：CO 2(g)3H 2(g)CH3OH(g)H 2O(g)的平衡常数 K ；保持恒温恒容，将反应的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的 2 倍，cCH3OHcH2OcCO2c3H2相当于增大压强，则平衡正向移动，因为温度不变，所以平衡常数不变。考点 化学反应速率和化学平衡的综合题点 相关概念、规律、计算的综合应用
