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文檔簡介
1、化學反應速率和化學平衡教師:周少江 學校:成都列五中學 郵箱:hdsd_zsj一、化學反應速率化學平衡常數(1)化學反應速率1、概念:用來衡量化學反應進行快慢的物理量,通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 (2)表示方法: (3)單位:mol/(L·s);mol/(L·min) (4)同一化學反應用不同的物質表示時,該反應的化學反應速率可能不同。化學計量數之比等于對應物質的化學反應速率之比。 2、化學平衡常數(濃度平衡常數)(1)化學平衡常數的數學表達式(2)化學平衡常數表示的意義平衡常數數值的大小可以反映可逆反應進行的程度大小,K值越大,反應進行越完
2、全,反應物轉化率越高,反之則越低。3、轉化率(針對反應物而言) 二、影響化學反應速率的因素1內因:反應物本身的性質(如:硫在空氣中和在氧氣中燃燒的速率明顯不同)。 2外因:(1)濃度:濃度大,分子之間碰撞機會增大,發生化學反應的幾率加大,化學反應速率就快;因此,化學反應速率與濃度有密切的關系,濃度越大,化學反應速率越快。增大反應物的濃度,正反應速率加快。 (2)溫度:溫度越高,反應速率越快(正逆反應速率都加快)。 (3)壓強:對于有氣體參與的化學反應,反應體系的壓強增大,反應速率增大(正逆反應速率都增大)。 說明:壓強的改變是通過改變反應體系的濃度起作用的,如:縮小或增大反應體系的容積;保持容
3、積不變時向反應體系中加入反應物或減少反應物等。但:若保持體系容積不變,向反應體系加入惰性氣體時化學反應速率不變。 (4)催化劑:改變化學反應速率(對于可逆反應使用催化劑可以同等程度地改變正逆反應速率)。 三、化學平衡的概念一定條件下的可逆反應,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態叫做化學平衡狀態。 可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡的建立過程叫做化學平衡的移動。 要從以下幾個方面理解化學平衡:1“等”處于密閉體系的可逆反應,化學平衡狀態建立的條件是正反應速率和逆反應速率相等,即v(正)v(逆)0。這是可逆反應達到平衡狀態的本質。 2“定”當一定條件下可逆反應一旦
4、達到平衡(可逆反應進行到最大程度)狀態時,在平衡體系的混合物中,各組分的含量(即反應物與生成物的物質的量、物質的量濃度、質量分數、體積分數等)保持不變(即不隨時間的改變而改變)。這是判斷體系是否處于化學平衡狀態的重要特征。 3“動”指化學反應達化學平衡狀態時,反應并沒有停止,實際上正反應與逆反應始終在進行,且正反應速率等于逆反應速率,所以化學平衡狀態是動態平衡狀態。 4“變”任何化學平衡狀態均是暫時的、相對的、有條件的(與濃度、壓強、溫度等有關),而與達到平衡的過程無關(化學平衡狀態既可從正反應方向開始而達到平衡,也可以從逆反應方向開始而達到平衡)。當外界條件變化時,原來的化學平衡被打破,在新
5、的條件下建立起新的化學平衡。 四、化學平衡的移動勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。具體見表51。外界條件對化學平衡的影響改變影響平衡的一個條件化學平衡的移動化學平衡移動的結果增大反應物濃度向正反應方向移動反應物濃度減小,但比原來大減小反應物濃度向逆反應方向移動反應物濃度增大,但比原來小增大生成物濃度向逆反應方向移動生成物濃度減小,但比原來大減小生成物濃度向正反應方向移動生成物濃度增大,但比原來小增大體系壓強向氣體體積減小的方向移動體系壓強減小,但比原來大減小體系壓強向氣體體積增大的方向移動體積壓強增大,但比原來小升高溫度向吸熱方
6、向移動體系溫度降低,但比原來高降低溫度向放熱方向移動體系溫度升高,但比原來低掌握其適用范圍:不僅適用于化學平衡,還適用于溶解平衡、電離平衡、水解平衡等,只要與平衡有關的事實均可用該原理解釋。 五、影響化學平衡的條件1濃度在其它條件不變的情況下,增大反應物的濃度,或減小生成物的濃度,都可以使平衡向著正反應方向移動;增大生成物的濃度,或減小反應物的濃度,都可以使平衡向著逆反應方向移動。 2壓強有氣體參與的可逆反應,在其它條件不變的情況下,增大壓強,會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。 應特別注意: 壓強對化學平衡的影響是通過改變濃度實現的。若壓
7、強改變但體系濃度不變,則平衡不移動。如:在容積和溫度均不變情況下,向反應體系中加入惰性氣體,雖然此時壓強改變了,但,反應體系濃度未變,所以,平衡不移動。 在有些可逆反應里,反應前后氣態物質的總體積沒有變化,如 在這種情況下,增大或減小壓強都不能使化學平衡移動。 改變壓強對固態物質或液態物質的體積幾乎無影響。因此平衡混合物都是固體或液體時,改變壓強不能使化學平衡移動。 3溫度在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學平衡向著吸熱反應的方向移動;溫度降低,會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。 說明:使用催化劑不影響化學平衡的移動。由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同的,所以平衡不
8、移動。但應注意。雖然催化劑不使化學平衡移動,但使用催化劑可影響可逆反應達到平衡的時間。 下表是對一種具體反應的分析: 對于反應 (正反應為放熱反應),外界條件對化學反應速率、轉化率的影響如下:改變條件改變條件的瞬間v(正)、v(逆)的變化及關系達到新平衡的過程中v(正)、v(逆)的變化反應物的轉化率增加反應物A的濃度v(正)增大,v(逆)不變v(正)減小,v(逆)增大A下降,B提高增加生成物C的濃度v(正)不變,v(逆)增大v(正)增大,v(逆)減小A、B都下降增大壓強v(正)、v(逆)均增大,但若m+n>p+q,v(正)增大得多m+n=p+q,v(正)、v(逆)增大幅度相同m+n<
9、;p+q,v(逆)增大得多v(正)減小,v(逆)增大v(正)、v(逆)不改變v(正)增大,v(逆)減小A、B均提高A、B均不變A、B均下降升高溫度v(正)、v(逆)均增大但v(逆)增大得多v(正)增大,v(逆)減小A、B均減小催化劑v(正)、v(逆)同等增加v(正)、v(逆)不改變A、B都不變七、化學平衡的有關計算有關化學平衡的計算包括:求平衡時各組分含量,平衡濃度、起始濃度、反應物轉化率、混合氣體的密度或平均相對分子質量,某物質的化學計量數等。解這類試題時要用到下列方法或規律: (1)化學平衡計算的基本方法是“始”、“變”、“平”三段分析法。如: 起始 a b 0 0變化x 平衡 ax 說明
10、:a、b表示反應物的物質的量或反應物的濃度或同溫同壓下氣體的體積。 (2)化學平衡計算中用到的基本關系與定律:各物質變化濃度之比反應式中的化學計量數之比; 反應物轉化率其消耗濃度與起始濃度之比; 平衡時某組分體積分數該組分在平衡混合物中的物質的量的分數; 阿伏加德羅定律及其推論。 (3)同一物質參與兩個化學平衡的計算:要利用“同一物質”在反應中的起始濃度反應中的平衡濃度的關系,進行兩次三段分析或逆向推算。 (4)改變平衡條件時,氣體的平均相對分子質量( )變化的規律:體系中若全為氣體,據 直接判斷; 體系中若有固體或液體,當氣體的物質的量不變時,據上式判斷;當氣體的物質的量改變時,則須根據混合
11、氣體中各組分氣體體積比計算。 八、三個濃度的關系反應物:起始濃度 轉化濃度= 平衡濃度生成物:起始濃度轉化濃度 = 平衡濃度 九、書寫格式 (三步法)例3. 在2L密閉容器中,充入1 mol N2和3mol H2,一定條件下發生合成氨反應,2min時達到平衡。測得平衡混合氣中NH3的體積比為25%,求:1)(H2) 2) N2的轉化率 3) H2在平衡時的體積分數 4) 平衡時容器的壓強與起始時壓強之比 解:設N2轉化的物質的量是x。N2+3H2 2NH3起 13 0轉 x3x 2x平 1-x3-3x 2xNH3%=2x/(1-x+3-3x+2x)×100%=25%2x/(4-2x)
12、=1/4x=0.4mol(H2)=3×0.4mol/(L×2min)=0.3mol/(L·min)N2的轉化率=(x/1mol)×100%=40%H2%=(3-3x)/(4-2x) ×100%=56.25%P/P0=n/n0=(4-2x)/4=4:5 例4將固體NH4I置于密閉容器中,某溫度下發生下列反應:NH4I(s) NH3(g)+HI(g) 2HI(g) H2(g)+I2(g)。平衡時H2=0.5mol/L,HI=4mol/L則NH3為()A. 3.5mol/L B. 4mol/L C. 4.5mol/L D. 5mol/L 解:NH4I
13、(s) NH3(g)+HI(g)2HI(g) H2(g)+I2(g)起 未知 0 0 起 x0 0轉 x x x轉 2y y y平 - x x平 x-2yy yy=0.5mol/L x=5mol/LNH3=x=5mol/L 【課堂練習】1、2012·江蘇化學卷14溫度為T時,向2.0L恒容密閉容器中充入1.0 molPCl5,反應PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)經一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數據見下表:t/s050150250350n(PCl3)/ mol00.160.190.200.20下列說法正確的是A.反應在前50 s的平均速率為v(PCl3)=0.003
14、2 mol·L1·s1B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時,c(PCl3)=0.11 mol·L1,則反應的H0C.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,達到平衡前v(正)v(逆)D.相同溫度下,起始時向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,達到平衡時,PCl3的轉化率小于80%【解析】:C本題素材似乎來源于選修四課本第32頁習題的第8題,屬于基本理論中化學平衡問題,主要考查學生對速率概念理解與計算,平衡常數概念與計算,平衡移動等有關內容理解和掌握程度。高三復習要讓學生深刻理解一些基本概念
15、的內涵和外延。A.反應在前50 s內的平均速率應該是前50 s內PCl3濃度變化與時間的比值,而不是PCl3物質的量的變化與時間的比值。B.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2應先求平衡常數K為0.025,再求濃度商(Qc)為0.02,KQc,說明平衡向正反應方向移動。C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20molH2O,與原平衡相比,平衡向右移動,達到新平衡時CO轉化率增大,H2O轉化率減小,H2O的體積分數會增大。D.從等效平衡的角度,先建立原容器兩倍關系的模型,即與原平衡完全等效,再把容器兩倍關系壓縮成原容器,則平衡向逆
16、反應方向移動,PCl3的轉化率應大于80%2、2012·江蘇化學卷10下列有關說法正確的是A.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室溫下不能自發進行,說明該反應的H0 B.鍍銅鐵制品鍍層受損后,鐵制品比受損前更容易生銹C.N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0,其他條件不變時升高溫度,反應速率(H2)和氫氣的平衡轉化率均增大 D.水的離子積常數Kw隨著溫度的升高而增大,說明水的電離是放熱反應【B 解析】:本題是化學反應與熱效應、電化學等的簡單綜合題,著力考查學生對熵變、焓變,水解反應、原電池電解池、化學反應速率的影響因素等方面的能力。A.分解反應一般是常識吸熱反應,熵變、焓
17、變都大于零,僅在高溫下自發。內容來源于選修四P34-P36中化學方向的判斷。B.鐵比銅活潑,組成的原電池中鐵為負極,更易被氧化。C.據平衡移動原理,升高溫度平衡向逆反應方向移動,平衡轉化率減小。D.水的離子積常數Kw隨著溫度的升高而增大,說明水的電離是吸熱反應,越熱越電離,水的離子積常數Kw隨著溫度的升高而增大。3、2012·安徽理綜化學卷9一定條件下,通過下列反應可實現燃煤煙氣中硫的回收: 若反應在恒容的密閉容器中進行,下列有關說法正確的是A平衡前,隨著反應的進行,容器內壓強始終不變B平衡時,其它條件不變,分享出硫,正反應速率加快C平衡時,其他條件不變,升高溫度可提高的轉化率D其它
18、條件不變,使用不同催化劑,該反應的平衡常數不變【D解析】本題主要考查外界條件對化學平衡的影響,同時考查考生應用基礎知識解決簡單化學問題的能力。因反應前后氣體分子數不等,平衡前容器內壓強逐漸變小,A項錯誤;硫為固體,減少其量不影響化學反應速率,B項錯誤;升溫,平衡左移,SO2的轉化率降低,C項錯誤;只有溫度的改變,才能影響反應的平衡常數,故D項正確。4、2012·福建理綜化學卷12一定條件下,溶液的酸堿性對TiO2光催化燃料R降解反應的影響如右圖所示。下列判斷判斷正確的是A在0-50min之間,pH=2和pH=7時R的降解百分率相等B溶液酸性越強,R的降解速率越小CR的起始濃度越小,降
19、解速率越大D在20-25min之間,pH=10時R的平均降解速率為0.04 mol·L1·min1【A 解析】從圖像中可以讀出pH2時,曲線下降是最快的,說明溶液的酸性越強,降解速率越大,所以B項錯誤。一般來說,反應物的濃度越大,反應速率越大,R的起始濃度越小,其降解的速率越小,C項錯誤。D項中可計算出其速率為0.04×104mol·L1·min1,D項錯誤。A項中R都是完全降解,降解百分率都是100%。這題是選擇題的創新點,題給信息量大,考查學生能力全面,尤其是讀圖能力要求較高。其中D項要注意橫坐標的數量級,不太細心的同學要吃虧。5、2012
20、·重慶理綜化學卷13在一個不導熱的密閉反應器中,只發生兩個反應:a(g)+b(g) 2c(g) H1<0; x(g)+3y(g) 2z (g) H2>0進行相關操作且達到平衡后(忽略體積改變所做的功),下列敘述錯誤的是A.等壓時,通入惰性氣體,c的物質的量不變 B.等壓時,通入z氣體,反應器中溫度升高C.等容時,通入惰性氣體,各反應速率不變 D.等容時,通入z氣體,y的物質的量濃度增大【C】 6、2012·四川理綜化學卷12在體積恒定的密閉容器中,一定量的SO2與1.100mol O2在催化劑作用下加熱到600發生反應:2SO2+O22SO3;H0。當氣體的物質
21、的量減少0.315mol時反應達到平衡,在相同的溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%。下列有關敘述正確的是A、當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時反應達到平衡B、降低溫度,正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度大C、將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中,得到沉淀的質量為161.980gD、達到平衡時,SO2的轉化率是90%【D解析】本題考查化學反應速率、平衡及計算。SO3的生成速率和SO2的消耗速率都是正反應速率,兩者始終相等,不能說明已達平衡,A錯;由于正反應是放熱的,所以降溫時平衡右移,正反應速率大于逆反應速率,即正反應速率較小程度小于逆反應速率,B錯;根據化學方程式知:生成的S
22、O3的物質的量是氣體總物質的量減小量的2倍,即0.63 mol,SO2不與BaCl2反應,則生成硫酸鋇為0.63 mol,得到146.79 g,C錯;根據平衡前后的壓強比知反應前氣體的總物質的量減小0.315 g,即減小1-82.5%=17.5%,所以反應前氣體總物質的量為1.8 mol,O2為1.1 mol,則SO2為0.7 mol.消耗的SO2的物質的量等于生成的SO3的物質的量,即0.63 mol,轉化率為0.63 mol/0.7 mol=90%,D正確。7、 2012·天津理綜化學卷6已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);H 197 kJ·mol
23、1。向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體:(甲) 2 mol SO2和1 mol O2;(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2 ;(丙) 2 mol SO3 。恒溫、恒容下反應達平衡時,下列關系一定正確的是( )A容器內壓強P:P甲P丙 > 2P乙 BSO3的質量m:m甲m丙 > 2m乙Cc(SO2)與c(O2)之比k:k甲k丙 > k乙D反應放出或吸收熱量的數值Q:Q甲G丙 > 2Q乙【答案】B考查化學平衡中等效平衡知識。考查的知識點有些單一。等溫等容時反應前后氣體體積變化的反應規律:將起始投料量按化學計量系數之比換算成同一半邊的物質,其物質的量與對應
24、組分的起始投料量相等, 則建立的化學平衡是等效的, 簡稱“ 等量等效” 。 這種情況下的等效平衡中的“ 等效” 指平衡體系中的各種性質( 各對應物的濃度 、 體積分數 、 轉化率、 物質的量) 是完全相同的。 類似于數學中的全等三角形, 也可叫“ 全等平衡” 。 甲和乙容器內的平衡是完全相同的平衡(等同平衡),各物理參數除熱量都相同。甲和乙的比較可用下圖處理幫助理解P甲2P乙,m甲>2m乙,K甲K乙, Q乙=197-Q甲,Q甲不等于Q乙所以選B8、2012·全國大綱理綜化學卷8合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經多步反應制得,其中的一步反應為CO(g)+ H2O(g) CO2(g
25、) + H2(g) H 0反應達到平衡后,為提高CO的轉化率,下列措施中正確的是 A 增加壓強 B 降低溫度 C 增大CO 的濃度 D 更換催化劑 【B 解析】CO(g)+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) 是一個氣體總體積不發生改變的反應,增大壓強平衡不移動,CO的轉化率不變,A錯誤;反應式放熱反應,降低溫度平衡向放熱方向移動,B正確;增大CO 的濃度,平衡向正反應方向移動,CO 的轉化率降低,C錯誤;催化劑對化學平衡沒有影響,D錯誤。【考點】反應條件對化學平衡的影響改變溫度:升高溫度,化學平衡向吸熱反應方向移動。降低溫度,化學平衡向放熱反應方向移動。改變濃度:若QcKc,化學平衡
26、正向(向右)移動。若QcKc,化學平衡逆向(向左)移動。改變壓強:若QpKp,化學平衡正向(向右)移動。若QpKp,化學平衡逆向(向左)移動。【點評】:本題屬于基本理論中化學平衡問題,主要考查學生對平衡移動等有關內容理解和掌握程度;題目推陳出新,難度適中,貌似簡單,實則有一定的陷阱,對概念的內涵和外延理解不深刻的考生容易出現失誤,非常符合高考選拔人才的要求。9、2012·海南化學卷15(9分)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下:|溫度/ 70090083010001200平衡常數1.71.11.00.60.4回答下列問題: (1)該反應的平衡常數
27、表達式K= ,H 0(填“<”“ >”“ =”); (2)830時,向一個5 L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反應初始6s內A的平均反應速率v(A)=0003 mol·L-1·s-1。,則6s時c(A)= mol·L-1, C的物質的量為 mol;若反應經一段時間后,達到平衡時A的轉化率為 ,如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣,平衡時A的轉化率為 ; (3)判斷該反應是否達到平衡的依據為 (填正確選項前的字母): a壓強不隨時間改變 b.氣體的密度不隨時間改變 c. c(A)不隨時問改變 d.單位時間里生成c和D的物
28、質的量相等 (4)1200時反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數的值為 。【答案】(1) <(2)0.022 mol·L-1 0.09mol 80% 80%(3)c(4)2.5【解析】 (1)因反應中的物質都是氣體,據平衡常數的定義可知其K=;由表中數據可知,溫度升高,K值減小,說明升高溫度向吸熱的逆反應方向移動,故正反應為放熱反應,即H<0。(2)(A)=0.003 mol·L-1·s-1 ,則6s后A減少的濃度c(A)= (A)t=0.018 mol·L-1,故剩余的A的濃度為-0.018 mol·L-1=0.0
29、22 mol·L-1;A減少的物質的量為0.018 mol·L-1×5L=0.09mol,根據方程式的系數關系,生成的C的物質的量也為0.09mol。設830達平衡時,轉化的A的濃度為x,則: A(g)+B(g)C(g)+D(g)起始濃度(mol·L1) 0.04 0.1600轉化濃度(mol·L1) x x xx平衡濃度(mol·L1) 0.04x0.16x xx有:=1, 解得x =0.032,故A的轉化率(A)×100%80%;由于容器的體積是固定的,通入氬氣后各組分的濃度不變,反應速率不改變,平衡不移動。(3)由于該
30、反應是氣體分子數不變的反應,容器中壓強、氣體的密度都永遠不變,故a、b錯;c(A)隨反應的進行要減小,故c可以;不論是否達平衡,單位時間里生成C和D的物質的量永遠相等,故d錯。(4)反應“ C(g)+D(g)A(g)+B(g)”與“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互為逆反應,平衡常數互為倒數關系,故1200時,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K=2.5。10、 2012·福建理綜化學卷23(1)元素M的離子與NH4+所含電子數和質子數均相同,則M的原子結構示意圖為 (2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應的離子方程式為 。(3)能證明Na2SO3溶液中存在SO32+H2OHSO3+
31、OH水解平衡的事實是 (填序號)。A、滴入酚酞溶液變紅,再加入H2SO4溶液紅色退去B、滴入酚酞溶液變紅,再加入氯水后紅色退去C、滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產生沉淀且紅色退去(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物Cu2X和Cu2Y可發生如下轉化(其中D是纖維素水解的最終產物):非金屬X Y(填“”或“”)Cu2Y與過量濃硝酸反應有紅棕色氣體生成,化學方程式為 。(5)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反應,按下表數據投料,反應達到平衡狀態,測得體系壓強升高,簡述該反應的平衡常數與溫度的變化關系: 。物 質ABCD起始投料/mo
32、l2120解析:(1)銨根離子中含有10個電子,11個質子,與之相同的單核離子為鈉離子,則M的原子結構示意圖為(2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應的離子方程式為:Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+(3)選C,ABC三個選項描述都是正確的,但要說明亞硫酸鈉顯堿性是亞硫酸離子水解造成的,存在水解平衡這一事實。比如說向氫氧化鈉這樣的堿溶液中加入酚酞后變紅,用AB兩項中的試劑都可褪色,但用C中的試劑就不行。選擇試劑最好是中性,并與亞硫酸根離子反應,使水解平衡移動,這樣一比較C可以充分說明亞硫酸鈉顯堿性是亞硫酸離子水解造成的。(4)先推斷元素,懸濁液與D的溶液(葡萄糖溶液)生成磚紅
33、色沉淀是氧化亞銅,則Y為O元素,X,Y同主族,則X為S元素。問題就很好回答,非金屬性XY,Cu2O與濃硝酸反應生成紅棕色的氣體NO2,利用氧化還原反應原理并配平可寫出方程式:Cu2O+6HNO3(濃)=2Cu(NO3)2+2NO2+3H2O(5)在恒容絕熱的情況下,反應達到平衡后,體系壓強升高,可推知氣體體積變大,說明反應是向左移(注意D為固態)。另外壓強與溫度成正比,壓強升高,溫度升高,如果正反應是放熱的情況下,則是升高溫度,平衡向左移,符合題目情況。因此推出正反應是放熱反應,那平衡常數與溫度成反比。23題考查得都是主干知識,只是覺得拼盤得太明顯,5個小問各不相干,獨立成題,是否可用10電子
34、,18電子微粒把它們串起來,比如Na+,Al3+,O2,S2。其中第4問涉及有機化學知識,把知識很好的揉合在一起,第3問,第5問要求思維推理能力較高。11、2012·福建理綜化學卷24(1)電鍍是,鍍件與電源的 極連接。(2)化學鍍的原理是利用化學反應生成金屬單質沉淀在鍍件表面形成的鍍層。若用銅鹽進行化學鍍銅,應選用 (填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應。某化學鍍銅的反應速率隨鍍液pH變化如右圖所示。該鍍銅過程中,鍍液pH控制在12.5左右。據圖中信息,給出使反應停止的方法: (3)酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下:步驟(i)中Cu2(OH)2CO3發生反應的化學方程式為 。步驟(i
35、i)所加試劑起調節pH作用的離子是 (填離子符號)。在步驟(iii)發生的反應中,1molMnO2轉移2個mol電子,該反應的離子方程式為 。步驟(iv)除去雜質的化學方程式可表示為過濾后母液的pH=2.0,c()=a mol·L1,c()=b mol·L1,c()=d mol·L1,該反應的平衡常數K= (用含a、b、d的代數式表示)。解析:(1)電鍍池中,鍍件就是待鍍金屬,作陰極,與電源的負極相連;鍍層金屬為陽極,與電源正極相連。(2)要把銅從銅鹽中置換銅出來,比如用鐵就可以,鐵是作還原劑的,所以加入還原劑,根據圖示信息,pH=89之間,反應速率為0,所以要使
36、反應停止,調節溶液的pH至89 之間,可見讀圖信息的重要性。(3) 堿式碳酸銅與硫酸反應的方程式直接寫,用觀察法配平。Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+3H2O題目要求調高PH,銨根離子顯酸性,碳酸氫根離子顯堿性,則起作用的離子是碳酸氫根離子。依題意亞鐵離子變成了鐵離子,1mol MnO2轉移電子2 mol,則錳元素從+4變成+2價,溶液是顯酸性的,方程式經過觀察可要補上氫離子,綜合上述分析可寫出離子方程式為:MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O氫離子濃度為10-2,依據K的表達式馬上就可寫出來K= 。 24題沒有了復雜的工藝的流程,這個信號在質檢題
37、中已經給出,沒有在流程上設置障礙,問題設計平實,難度不大。平衡常數計算簡單,只要代入即可,沒有復雜的數學變換,降低了難度。對圖中信息的獲取要求較高。12、為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:時間(s)012345c(NO)(mol/L)1.00×1034.50×1042.50×1041.50×1041.00×1041.00×104c(CO)(mol/L)3.60×1033.05×1032.85×1032.75×1032.70×1
38、032.70×103請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):(1)在上述條件下反應能夠自發進行,則反應的H 0(填寫“”、“”、“”)。(2)前2s內的平均反應速率(N2) 。(3)在該溫度下,反應的平衡常數K 。(4)假設在密閉容器中發生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是 。A選用更有效的催化劑B升高反應體系的溫度C降低反應體系的溫度D縮小容器的體積(5)研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。實驗編號T
39、()NO初始濃度(mol/L)CO初始濃度(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)2801.20×1035.80×10382124350124請在上表空格中填入剩余的實驗條件數據。請在給出的坐標圖中,畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標明各條曲線的實驗編號。【答案】(1);(2)1.88×104 ;(3)5000;(4)C、D;(5)280;1.20×103;5.80×103;1.20×103;5.80×103;如圖:【解析】該題綜合考察反應速率、反應方向,化學平衡等知識,并考察了實驗化
40、學的設計思路。體現了新課程變化。(1)該反應氣體減少,S0非自發,所以一定是放熱才有可能自發;(2)(NO);(N2)(NO)(3)利用三段式計算出c(CO2)9×104;c(N2)4.50×104。(4)加壓、降溫使該反應平衡正移。(5)、比表面積不同,應控制溫度相同,驗證催化劑比表面積對速率的影響;、比表面積不同,溫度不同;驗證反應溫度對速率的影響;所有濃度應控制相同。、溫度相同,平衡不移動,但的速率大;的溫度高,速率最大且平衡逆移,c(NO)增大。 13、【09四川】在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發生反應 kJ/mol。反應達到平衡時,Y的物質的量濃度
41、與溫度、氣體體積的關系如下表所示: 氣體體積/LC(Y)/mol·L-11231001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70下列說法正確的是A.mn B.Q0C.溫度不變,壓強增大,Y的質量分數減少D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應方向移動 14、【09山東】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應。下列敘述正確的是 A催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率 B增大反應體系的壓強、反應速度一定增大 C該反應是放熱反應,降低溫度將縮短反應達到平衡的時間 D在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時間間隔t
42、1t2內,SO3(g)生成的平均速率為【解析】催化劑可以同等程度的增大正逆反應的反應速率;如果是通入惰性氣體增大了體系壓強,反應物濃度未變,反應速率不變;降溫,反應速率減慢,達到平衡的時間增大;D是反應速率的定義,正確。選D14、運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義。(1)合成氨反應N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g),若在恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣,則平衡 移動(填“向左”“向右”或“不”);使用催化劑 反應的H(填“增大” “減小” 或“不改變”)。(2)已知:O2 (g)=O2+(g)+e- H1= 1175.7 kJ·mol-1PtF6(
43、g)+ e-PtF6-(g) H2= 771.1 kJ·mol-1O2+PtF6- (s)=O2+ (g)+ PtF6-(g) H3= 482.2 kJ·mol-1則反應O2(g)+ PtF6(g)= O2+PtF6- (s) 的H=_ kJ·mol-1。(3)在25下,向濃度均為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(填化學式),生成該沉淀的離子方程式為_。已知25時KspMg(OH)2=1.8×10-11,KsP Cu(OH)2=2.2×10-20。(4)在25下,將a mol·
44、;L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應平衡時溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。則溶液顯_性(填“酸”“堿”或“中”);用含a的代數式表示NH3·H2O的電離常數Kb=_。【解析】(1)恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣,則反應體系體積增大,平衡左移;使用催化劑只是改變了反應的途徑,沒有改變反應物與生成物的狀態,H不變;(2)利用蓋斯定律,H1+H2+(-H3)= 78.2 kJ·mol-1;(3)由于,KsP Cu(OH)2=2.2×10-20KspMg(OH)2=1.8×10-11,所以先生成沉淀;2NH3
45、3;H2OCu2Cu(OH)22 NH4*;根據溶液的電中性原則,c(NH4*)=c(Cl-),則HOH-;溶液顯中性;Kb= ,c(NH4*)=c(Cl-)0.005 mol·L-1;HOH-1×10-7 mol·L-1(因為是25下且為中性);NH3·H2Omol·L-10.005 mol·L-1,則:Kb=mol·L-1。【答案】(1)向左;不改變 (2)78.2 kJ·mol-1(3)Cu(OH)2;2NH3·H2OCu2Cu(OH)22 NH4*;(4)中;mol·L-115、【全國卷
46、】在相同溫度和壓強下,對反應 CO2 ( g ) + H2 ( g )CO(g ) + H2O( g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗,實驗起始時放入容器內各組分的物質的量見下表:上述四種情況達到平衡后, n ( CO )的大小順序是 ( ) A乙丁丙甲 B乙丁甲丙 C丁乙丙甲 D丁丙乙甲 解析:根據題意,運用極限法,確定 H2 和 CO2 的物質的量分別為: CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)甲: a a 0 0乙: 2a a 0 0 丙: a a 0 0丁: 2a a 0 0解答需清楚化學平衡的建立與途徑無關,即可以加反應物、生成物或反應物和生成物同時加入,最終只要轉化為同一狀態
47、即為等效平衡。表中丙中的CO和H2O完全反應和甲為等效平衡,而乙和丁為等效平衡;乙、丁相當于在丙、甲的基礎上加入amolCO2平衡正向移動,使n ( CO )增加。這樣不難確定上述四種情況達到平衡后(CO) 的大小順序是 :乙丁丙甲。故選A.16、(北京卷)工業上制備純硅反應的熱化學方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g);mol(Q0),某溫度、壓強下,將一定量反應物通入密閉容器進行以上反應(此條件下為可逆反應),下列敘述正確的是A.反應過程中,若增大壓強能提高SiCl4的轉化率B.若反應開始時SiCl4為1 mol,則達平衡時,吸收熱量為Q kJC.反應至4
48、min時,若HCl濃度為0.12 mol/L,則H2的反應速率為0.03 mol/(Lmin)D.當反應吸收熱量為0.025Q kJ時,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反應解析A項由化學反應方程式知道,反應前氣體的計量數小于生成物的計量數,增大壓強化學平衡逆向移動,SiCl4的轉化率減小,A錯誤。可逆反應不能徹底進行,所以B錯誤。C選項=0.03mol/Lmin,由化學反應方程式計量數之比等于化學反應速率之比,有V(H2):V(HCl)=2:4,V(H2)=0.015mol/L*min,C錯誤,D正確。【課后練習】【2012】24、用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發動機的耐熱部件,能大幅度提高發動機的熱效率。工業上用化學氣相沉積法制備氮化硅,其反應如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0) 完成下列填空:31在一定溫度下進行上述反應,若反應容器的容積為2 L,3 min后達到平衡,測得固體的質量增加了2.80 g,則H2的平均反應速率_ mol(L·min);該反應的平衡常數表達式K=_32上述反應達到平衡后,下列說法正確的是_。 a其他條件不變,壓強增大,平衡常數K減小 b其他條件不變,溫度升高,平衡常數K減
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