高二化学期末复习专题三化学反应速率及化学平衡.doc

高二化学期末复习专题三 化学反应速率和化学平衡
【知识要点】
一、化学反应速率
1、化学反应速率：表达式： v＝。 单位：常用mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
2、影响速率因素： 内因(主要) ： 反应物本身的性质，如金属与水反应的速率：Na>Mg>Al。
外因(其他条件不变)

特别提醒：与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响，要分情况而定。在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g)：
a、充入He并保持容器的容积不变时，虽容器内气体的总压增大，但由于气体的容积不变，反应物气体的物质的量浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。
b、充入He并保持容器内的总压不变时，必然是容器的容积增大。而气体容积的增大，引起反应物浓度的减小，化学反应速率减小，平衡左移。
二、化学平衡
1、化学平衡状态 ：化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”等特征。
特别提醒： 判断平衡状态重点找：“等”和“定”。
2．平衡移动：条件改变，引起v(正)、v(逆)发生不同程度的改变，平衡才能移动。若v(正)>v(逆)，则反应向正反应方向移动；若v(正)<v(逆)，则反应向逆反应方向移动。
3. 勒夏特列原理(亦称平衡移动原理)
勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
特别提醒：对勒夏特列原理中“减弱”的理解：移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化，达到新平衡时此物理量更靠近外界条件改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡右移，但达到新平衡时，A的浓度仍比原平衡时大；同理，若改变温度、压强等，其变化也相似。
4、等效平衡：在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。
（1）定温、定容：
①反应前后气体体积改变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同。
②反应前后气体体积不变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。
（2）定温、定压：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。
5.化学平衡常数：表达式：对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝。
(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)利用K判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
特别提醒：对于可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Qc＝，Qc叫该反应的浓度商。Qc<K，反应向正反应方向进行； Qc＝K，反应处于平衡状态； Qc>K，反应向逆反应方向进行。
三、化学反应自发进行的方向的判断
根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律，由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。即
ΔG=ΔH－TΔS <0， 反应能自发进行
ΔG=ΔH－TΔS ＝0，反应处于平衡状态
ΔG=ΔH－TΔS <0，反应不能自发进行
【典型例题】
一.化学反应速率的计算
例1．反应4 NH3 ( g ) + 5 O24 NO ( g ) + 6 HO2 ( g )在10 L的密闭容器中，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率可表示为（ ）
A、v ( NH3 ) = 0.010 mol/(L·s) B、v ( O2 ) = 0.0010 mol/(L·s)
C、v ( NO ) = 0.0010 mol/(L·s) D、v ( H2O ) = 0.045 mol/(L·s)
二.化学反应速率大小的比较
例2．在2A(g)＋B(g) 3C(g)＋4D(g)反应中，下列表示该反应速率最快的是( )
A、v(A)＝0.5 mol/(L·min) B、v(B)＝0.4 mol/(L·min)
C、v(C)＝0.9 mol/(L·min) D、v(D)＝1.0mol/(L·min)
三.影响化学反应速率的因素
例3．在C(s)＋CO2(g) 2CO(g)反应中，可使反应速率增大的措施是(　　)。
①增大压强　②增加碳的量　③通入CO2　④恒压下充入N2　⑤恒容下充入N2　⑥通入CO　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．①③④ B．②④⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥
四. 化学平衡状态的判断
例4.说明可逆反应A（气）＋B（气） C（气）＋D（气）在一定条件下已达到平衡状态的事实是
A.容器内A、B、C、D四者共存 B.单位时间内A和B消耗的分子数相等
C.A、D的消耗速率相等 D.C、D的生成速率相等
五. 化学平衡的计算
例5.在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应：X(g)+nY(g)2R(g)+W(g)反应达到平衡时，测知X和Y的转化率分别为25%和50%，则化学方程式中的n值为
A、4 B、3 C、2 D、1
六.化学平衡的移动
例6.在密闭容器中进行如下反应：N2+3H22NH3，若将平衡系中各物质的浓度都增大到原来的2倍，则产生的结果是( )
A.平衡不移动 B.平衡向正反应方向移动
C.平衡向逆反应方向移动 D.正反应速率增大，逆反应速率减小
例7.在一定条件下，可逆反应：N2+3H22NH3，DH<0，达到平衡时，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是
A．加催化剂V正、V逆都发生变化且变化的倍数相等
B．降温，V正、V逆都减小，且V逆减小倍数大于V正减小倍数
C．加压，V正、V逆都增大，且V正增大倍数大于V逆增大倍数
D．体积不变加入氩气，V正、V逆都增大，且V正增大倍数等于V逆增大倍数
七.化学平衡的图像
例8．对于可逆反应：m A(g) + n B(g)x C(g)；△H = ？，在不同温度及压强条件下，反应物A的转化率如图所示，下列判断正确的是 （ ）
A．△H > 0， m + n > x
B．△H > 0， m + n < x
C．△H < 0， m + n < x
D．△H < 0， m + n > x
例9.将1mol H2(g) 和2mol I2(g) 置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：H2(g)+ I2(g) 2HI(g) ；△H＜0,并达到平衡,HI的体积分数ω(HI)随时间变化如图（II）所示。若改变反应条件， ω(HI)的变化曲线如图（Ⅰ）所示，则改变的条件可能是 ( )
ω(HI)
t
Ⅰ
Ⅱ
A．恒温恒容条件下，加入适当催化剂
B．恒温条件下，缩小反应容器体积
C．恒容条件下升高温度
D．恒温条件下，扩大反应容器体积
八.等效平衡的分析
例10.将2molPCl3和1molCl2充入一容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)达平衡时，PCl5为0.4mol.那么，在同体积容器中充入1molPCl3和0.5molCl2，在相同温度下，达平衡时PCl5的物质的量是( )
A.0.2mol B.小于0.2mol C.大于0.2mol小于0.4mol D.0.4mol
例11．某温度下，在一容积不变的密闭容器中，A(g)+2B(g) 3C(g)达到平衡时，A．B和C的物质的量分别为3mol、2mol和4mol，若温度不变，向容器内的平衡混合物中再加入A、C各lmol，此时该平衡移动的方向为
A．向左移动 B．向右移动 C．不移动 D．无法判断
九.关于化学平衡常数的计算
例12．一定温度下，在5L的密闭容器中，加入3 mol CO和9 mol H2O，发生如下反应：CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)， 达平衡时，测得H2O(g)的体积分数为 。
（1）该反应的平衡常数为____________。
（2）若起始时加入CO和H2O各2 mol，保持温度不变，则达平衡时CO的转化率为________。
【反馈训练】
1．反应P(g)＋3Q(g)2R(g)＋2S(g)，在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是
A．v(P)＝0.15 mol/(L·min) B．v(Q)＝0.6 mol/(L·min)
C．v(R)＝0.1 mol/(L·s) D．v(S)＝0.4 mol/(L·min)
2．可以充分说明反应P(g)＋Q(g)R(g)＋S(s)在恒温下已达到平衡的是
A．反应容器内的压强不随时间改变
B．反应容器内P、Q、R、S四者共存
C．P的生成速率和Q的生成速率相等
D．反应容器内的气体总物质的量随时间变化而变化
3．针对平衡2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，采用下列措施一段时间后，能增大逆反应速率的是
A．通入大量O2 B．增大容器容积 C．移去部分SO3 D．降低体系温度
4．对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在一密闭容器中加入一定量的N2和H2，达到平衡时气体压强为P1，迅速缩小体积使气体压强为P2，一段时间后达到新的平衡，此时气体的压强为P3，则P1、P2、P3的大小关系 （ ）
A．P2＞P1＜P3 B．P2＞P3＞P1 C．P2＞P1＞P3 D．P2＞P1=P3
5．X、Y混合气体在密闭容器中发生如下反应：aX(g)＋bY(g)cZ(g) ΔH＜0；达到化学平衡后，测得X气体的浓度为0.5mol/L；当恒温下将密闭器的容积扩大一倍并再次达到平衡时，测得X气体的浓度为0.3mol/L。则下列叙述正确的是
A．平衡向右移动 B．a+b＞c
C．Y的转化率提高 D．Z的体积分数增加
6．反应N2O4（g）2NO2（g） ΔH=+57kJ·mol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如右图所示。下列说法正确的是
A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．A、B两点气体的平均相对分子质量：A>B
D．B、C两点化学平衡常数：B<C
7．对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)xC(g) ΔH＝？，在不同温度及压强（P1，P2）条件下，反应物A的转化率如下图所示，下列判断正确的是

A．ΔH＞0，m+n＞x B．ΔH＜0，m+n＞x
C．ΔH＞0，m+n＜x D．ΔH＜0，m+n＜x
8．向恒温、恒容（2L）的密闭容器中充入2molX和一定量的Y，发生反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＝-197.74kJ·mol-1，4min后达到平衡，这时c(X)＝0.2mol·L-1，且X与Y的转化率相等。下列说法中不正确的是 （ ）
A．达到平衡时，再充入1molX，该反应的ΔH保持不变
B．用Y表示4min内的反应速率为0.1mol/(L·min)
C．再向容器中充入1molZ，达到新平衡，v(X)∶v(Y)＝2∶1
D．4min后，若升高温度，平衡将向逆反应方向移动，平衡常数K增大
9．一定条件下，在某密闭容器中进行如下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(s)，若增大压强或升高温度，重新达到平衡，反应速率随时间的变化过程如下图所示，则对该反应的叙述正确的是

A．正反应是放热反应 B．逆反应是放热反应
C．m＋n＜p＋q D．m＋n＞p＋q
10．如右图所示，隔板I固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g) + 3B(g)2C(g) ΔH=-192kJ·mol-1。向M、N中都通入xmolA和ymolB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是
A．若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y
B．若x∶y=1∶2，则平衡时，M中的转化率：A＞B
C．若x∶y=1∶3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%
D．若x=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有0.4mol C，再通入0.36 mol A时，v(正)>v(逆)

11．美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下图：

（1） 此流程的第II步反应为：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K= ；反应的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1

从上表可以推断：此反应是 （填“吸”或“放”）热反应。在830℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1mo1，则达到平衡后CO的转化率为 。
（2）在830℃，以下表的物质的量（单位为mol）投入恒容反应器发生上述第II步反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有 （填实验编号）；
实验编号
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
0.5
2
1
1
（3）在一个不传热的固定容积的容器中，判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是 。
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化 ⑥v(CO2)正＝v(H2O)逆
（4）下图表示此流程的第II步反应，在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况：

图中t2时刻发生改变的条件是 。（写出两种）

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