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专题九--化学反应速率与化学平衡(新)

2010年高三化学专题复习
专题九：化学反应速度和化学平衡
班级_________________姓名________________
《考试大纲》对这部分内容的具体要求是：
（1）了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法，理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。
（2）了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。
（3）理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。
高考试题经常会从以下几个角度进行考查：
第一，考查化学反应速率、化学平衡的概念，要求考生用这些基本概念对有关的叙述的正确与否作出判别。
第二，根据化学方程式计算化学反应速率。
第三，判断化学反应是否处于平衡状态。判断外界条件变化对化学速率、化学平衡的影响情况。也会用转化率、原用利用率等概念来考查化学平衡移动情况。
第四，用“等效问题”问题来考查有关化学平衡的计算能力。
[知识体系和复习重点]
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υ正=υ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
υ（正）=υ（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的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④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
①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v正=v逆
平衡
②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
③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆
不一定平衡
④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
①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）
平衡
②m+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（）
①一定时，只有当m+n≠p+q时，
平衡
②一定，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：①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；②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；③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 N2O4
NO2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
[典型题析]
1、某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）
（A）均减半 （B）均加倍 （C）均增加1mol （D）均减小1mol
2、已知室温时，0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1％发生电离，下列叙述错误的是：（ ）
A．该溶液的pH=4 B．由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
C．升高温度，溶液的pH增大 D．此酸的电离平衡常数约为1×10-7
3、(09海南)在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1

下列说法错误的是：( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50％
B．反应可表示为X+3Y2Z，其平衡常数为1600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
4、(07山东)氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是（ ）
　A、再通入少量氯气，c(H＋)/c(ClO－)减小
　B、通入少量SO2，溶液漂白性增强
　C、加入少量固体NaOH，一定有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)
　D、加入少量水，水的电或平衡向正反应方向移动
5、(07北京)一定条件下，体积为10L的密闭容器中，1mol X和1mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3mol Z。下列说法正确的是（ ）
　A、以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/（L·S）
　B、将容器体积变为20L，Z的平衡浓度变为原来的1/2
　C、若增大压强，则物质Y的转化率减小
　D、若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H＞0
6、(07全国Ⅱ)已知：C（s）＋CO2（g）2CO（g） △H＞0。该反应的达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是( )
　A、升高温度和减小压强    B、降低温度和减小压强
　C、降低温度和增大压强    D、升高温度和增大压强
7．(09宁夏)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温度/℃
溶液
稀

V/mL
c/（mol·L-1）
V/mL
c/（mol·L-1）
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
8．将8mol H2和2molN2充入2L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨反应，4min后反应达到平衡，测得容器中还有5.6molH2。下列计算结果错误的是（ ）
（A）v（H2）=0.3 mol·L-1·min-1 （B）H2的转化率为25%
（C）NH3的物质的量浓度为0.8mol·L-1 （D）NH3的体积分数为19.05%
9．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气) 2SCl2(鲜红色液体)+61.16kJ。下列说法正确的是（ ）
（A）单位时间里生成n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
（B）达到平衡时，若升高温度，压强不变，反应混合溶液颜色变浅
（C）达到平衡时，单位时间里消耗 n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
（D）加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
10．在一个密闭、恒容的容器中进行下列反应：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在一定的条件下达到平衡，现向反应容器中通入少量的氯化氢气体，产生的结果是（ ）
（A）容器内压强增大 （B）原平衡不受影响
（C）正反应速率增大 （D）NO浓度降低
11．在一条件下，可逆反应2A（气）+B（气） nC（固）+D（气）达平衡。若维持温度不变，增大强压，测得混合气体的平均相对分子质量不变，则下列判断正确的是（ ）
（A）其它条件不变，增大压强，平衡不发生移动
（B）其它条件不变，增大压强，混合气体的总质量不变
（C）该反应式中n值一定为2
（D）原混合气中A与B的物质的量之比为2:1，且（其中M表示物质的摩尔质量）
12、已知：C（s）＋CO2（g）2CO（g） △H＞0。该反应的达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是( )
A、升高温度和减小压强     B、降低温度和减小压强
　 C、降低温度和增大压强    D、升高温度和增大压强
13、硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO(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
14、把HI气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应:   2HI(g)  H2(g)＋I2(g)，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是( )　
A．HI的生成速率等于其分解速率 B．HI的生成速率小于其分解速率
C．HI的生成速率大于其分解速率 D．无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小
15、在一定条件下，反应A2(g)＋B2(g)  2AB(g)达到平衡状态的标志是( )　
A．单位时间内生成n mol A2的同时，生成n mol的AB
B．容器内的总压强不随时间而变化
C．单位时间内生成2n mol AB的同时，生成n mol的B2
D．单位时间内，生成n mol A2的同时，生成n mol的B2
16、在恒温恒容条件下，能使A（g）+B（g） C（g）+D（g）正反应速率增大的措施是( )
A．减小C或D的浓度　B．增大D的浓度 C．减小B的浓度  D．增大A或B的浓度
17、可逆反应达到平衡的重要特征是( )　
A．反应停止了　　　　　　　　　　B．正逆反应的速率均为零
C．正逆反应都还在继续进行　　　　D．正逆反应的速率相等
18、已知反应mX(g)＋nY(g) qZ(g)的△H＜0，m＋n＞q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是( )
A、通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动　
B、X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍　
C、降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小　
D、增加X的物质的量，Y的转化率降低
19汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)+CO(g)1/2N2(g)+CO2(g) △H=－373.4KJ/mol在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是：( )

20.(09四川)在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应Mx(g)nY(g)；△H=QkJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：
气体体积
1
2
3
100℃
1.00 mol·L-1
0.75 mol·L-1
0.53 mol·L-1
200℃
1.20 mol·L-1
0.09 mol·L-1
0.63 mol·L-1
300℃
1.30 mol·L-1
1.00 mol·L-1
0.70 mol·L-1
下列说法正确的是( )
A.m＞n B.温度不变，压强增大，Y的质量分数减少
C.Q＜0 D.体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
21、（09山东）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）合成氨反应反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡 移动（填“向左”“向右”或“不”）；，使用催化剂 反应的ΔH（填“增大”“减小”或“不改变”）。
（2）O2(g)= O+2(g)+e- H1= 1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+ e-1 PtF6-(g) H2= - 771.1 kJ·mol-1
O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6- H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2（g）+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)的H=_____________ kJ·mol-1。
（3）在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCL2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为____________。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
（4）在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)，则溶液显_____________性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
22、(07广州)“碘钟”实验中，3I－＋S2O82－＝I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的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
①
②
③
④
⑤
c(I－)/mol·L－
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(SO42－)/mol·L－
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t /s
88.0
44.0
22.0
44.0
t2
回答下列问题：
（1）该实验的目的是                                                    。
（2）显色时间t2＝           。
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为        （填字母）
　A、<22.0s   　B、22.0～44.0s   　C、＞44.0s   　D、数据不足，无法判断
（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是                                 。
23．某化学反应2A B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度的起始浓度都为零，反应物A的浓度（mol·L-1）随反应时间（min）的变化情况如下表：

根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol·L-1·min-1
（2）在实验2，A的初始浓度c2＝ mol·L-1，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
（3）设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，则V3 V1（填＞、＝、＜＝）,且c3 1.0 mol·L-1（填＞、＝、＜＝）。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是__________反应（选填吸热、放热）。理由是________________。
24．537℃、1.01×105Pa 时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、 1mol O2，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温恒压，发生反应 2SO2（气）+O2（气） 2SO3（气）达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。
试回答下列问题：
（1）工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是： _______。
（2）保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2mol SO3并加入固体催化剂。则平衡时，SO2的体积分数是 ，容器的体积为 L。
（3）温度仍保持537℃，容器体积保持200L不变（恒容）。充入a molSO2、b molO2，并加入固体催化剂，反应达平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01×105Pa。若a:b=2:1，则a= 。
25、（04全国）恒温下，将a mol N2与bmol H2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) + 3 H2(g)2NH3(g)
（1）若反应进行到某时刻t时，nt (N2) = 13mol，nt (NH3) = 6mol，计算a的值是_______。
（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，α(N2)∶α(H2)=       。
（6）平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =       。
26． 在某温度时,A+B2C的反应达到了平衡:
（1）平衡时容器中A、B、C的物质的量分别为1mol、2mol、3mol，则开始时，加入的A和B的物质的量分别是_______和______，A和B的转化率之比为__________。
（2）若A为气态，增加压强的平衡转化率降低，则C一定是______态,B一定不是______-态，可能是_______态或________态。如果增加或减少B的量，C和A在平衡时质量分数都不发生明显变化，则B应是_________态。
（3）达到平衡后再加入催化剂，则V正____，V逆___，V正和V逆的关系是___（填>、=或<）
（4）升高温度后，C的物质的量减少，则V正________，V逆_________，V正和V逆的关系是___________（填>、=或<），这个反应的正反应方向是___________热反应。
（5）如果保持温度不变，A和C是气态，体积缩小1/2，浓度增加的物质是_______，平衡向_____反应方向移动，达到新平衡后，_________的浓度与原平衡浓度之比大于2，___________的浓度与原平衡浓度之比介于2和1之间。
（6）对于该反应，在其他条件相同的情况下，在一开始就使用催化剂后达到平衡和不使用催化剂达到平衡，两者的主要区别是①前者达到平衡所需时间________，②前者达到平衡后______较大。
27．Ⅰ.恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（气）+B（气）C（气）
（1）若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为_________mol。
（2）若开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为_________mol。
（3）若开始时放入xmolA和2molB和1molC，达到平衡后，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）。
（A）大于2mol （B）等于2mol （C）小于2mol （D）可能大于、等于或小于2mol。
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数为______。
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________________________________________________________。

专题九：化学反应速度和化学平衡
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C
C
C
D
A
A
D
B
A
D
D
A
B
B
C
D
D
B
C
B
21(1)向左 不改变 （2）-77.6 （3）Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+
(4)中 Kb=10-9/( (a-0.01)mol·L-1.

22、（1）研究反应物I－与S2O82－的浓度对反应速率的影响
（2）29.3s
（3）A
（4）反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）
23．（1）0.013。
（2）1.0 催化剂。
（3）＞ ＞。
（4）吸热；因温度升高时，平衡向右移动。
（比较实验1、2、3，都是相同的温度下进行，实验2中前10s内浓度变化最大，可能隐含着加入催化剂等影响反应速率很明显的条件变化。比较实验1、4可得，反应温度越高，平衡时A的浓度越小，所以题给反应的正反应方向是吸热反应）。
24．（1）常压下，三氧化硫的含量已达到91%，从降低成本考虑，没有必要再加压。
（2 ）6%，137.5L。
（3）2.9。
（加入2molSO3跟加入2molSO2、1molO2相当，在其它条件相同时可以达到相同的平衡状态。所以平衡时二氧化硫的体积分数是6%、氧气的体积分数为3%。设平衡时SO3的物质的量为xmol，则有=0.91，可求得x=1.88，平衡时气体的总的物质的量为2.062mol，所以平衡时气体的总体积为V==137.5L。第3问中，体积始终保持200L，达到平衡时的体积也是200L，则加入二氧化硫的物质的量为=2.9mol）。
25、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x mol。则 x∶6 = 1∶2 解之x= 3 a = 13 + 3 = 16
解法二：N2 + 3H2 2NH3
开始时 a b0
t时1 3 6
在t时生成6 mol NH3，消耗了3 mol N2，所以a= 13 + 3 = 16
⑵n平(NH3) = 716.8L -1 ×25% = 32mol×25% = 8mol
⑶5∶4
⑷2∶3
⑸1∶2
⑹3∶3∶2
26．(1)2.5mol、3.5mol,7:5(2)气,气,液、固。非气（3）增大，增大，V正=V逆（4）增大，增大，V正<V逆,放(5)A、C，逆，A，C（6）短，反应速率
27．（1）（1-a）;（2）3a；(3)2、（3-3a）、丁。若3a大于1，B的物质的量小于2mol、若3a=1，B的物质的量等于2mol、若3a小于1，B的物质的量大于2mol；（4）a/(2-a)；（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）小题的容器中的压强小于（1）小题容器中的压强，有利于逆向反应，帮反应达到平衡后a大于b。

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