化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖象專題二

1、棗陽一中2012-2013年度高二化學(xué)專題訓(xùn)練 （二）化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖象一、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡復(fù)習(xí)：【考試大綱要求】1了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。理解化學(xué)平衡的涵義。掌握化學(xué)平衡與反應(yīng)速率之間的內(nèi)在聯(lián)系。2理解勒沙特列原理的涵義。掌握濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。3能夠通過對(duì)圖形、圖表的觀察，獲取有關(guān)的感性知識(shí)和印象，并對(duì)這些感性知識(shí)進(jìn)行初步加工和記憶?！局R(shí)規(guī)律總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率概念：用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。1表示方法：v=c/t2單位:mol/(Ls);mol/(Lmin);mol/LH。3相互關(guān)系：4NH3+5O24NO+6H2O（g）v

2、(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)=4546影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)（如：硫在空氣中和在氧氣中燃燒的速率明顯不同）。2外內(nèi)：（1）濃度：濃度越大，分子之間距離越短，分子之間碰撞機(jī)會(huì)增大，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的幾率加大，化學(xué)反應(yīng)速率就快；因此，化學(xué)反應(yīng)速率與濃度有密切的關(guān)系，濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率加快。（2）溫度：溫度越高，反應(yīng)速率越快（正逆反應(yīng)速率都加快）。（3）壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，通過改變?nèi)萜黧w積而使壓強(qiáng)變化的情況：PV=nRT, P=CRT。壓強(qiáng)增大，濃度增大（反應(yīng)物和生成物的濃度都增大，正逆反應(yīng)速率都增大，相反，亦然）。

3、（4）催化劑：改變化學(xué)反應(yīng)速率（對(duì)于可逆的反應(yīng)使用催化劑可以同等程度地改變正逆反應(yīng)速率）。化學(xué)平衡的概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組在成分的含量保持不變的狀態(tài)叫做化學(xué)平衡。1“等”處于密閉體系的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡狀態(tài)建立的條件是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。即v(正)=v(逆)0。這是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的重要標(biāo)志。2“定”當(dāng)一定條件下可逆反應(yīng)一旦達(dá)平衡（可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大的程度）狀態(tài)時(shí)，在平衡體系的混合物中，各組成成分的含量（即反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量，物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，體積分?jǐn)?shù)等）保持一定而不變（即不隨時(shí)間的改變而改變）。這是判斷體系是否處于化

4、學(xué)平衡狀態(tài)的重要依據(jù)。3“動(dòng)”指定化學(xué)反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)并沒有停止，實(shí)際上正反應(yīng)與逆反應(yīng)始終在進(jìn)行，且正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡狀態(tài)是動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。4“變”任何化學(xué)平衡狀態(tài)均是暫時(shí)的、相對(duì)的、有條件的（與濃度、壓強(qiáng)、溫度等有關(guān)）。而與達(dá)平衡的過程無關(guān)（化學(xué)平衡狀態(tài)既可從正反應(yīng)方向開始達(dá)平衡，也可以從逆反應(yīng)方向開始達(dá)平衡）?；瘜W(xué)平衡的移動(dòng)勒沙特列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。具體見表6-1。表6-1 外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響改變影響平衡的一個(gè)條件化學(xué)平衡移動(dòng)方向化學(xué)平衡移動(dòng)結(jié)果增大反應(yīng)物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)

5、物濃度減小，但比原來大減小反應(yīng)物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)物濃度增大，但比原來小增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)生成物濃度減小，但比原來大減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)生成物濃度增大，但比原來小增大體系壓強(qiáng)向氣體體積減小的反應(yīng)方向移動(dòng)體系壓強(qiáng)減小，但比原來大減小體系壓強(qiáng)向氣體體積增大的反應(yīng)方向移動(dòng)體系壓強(qiáng)增大，但比原來小升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)體系溫度降低，但比原來高降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)體系溫度升高，但比原來低影響化學(xué)平衡的條件1濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度，或減小生成物的濃度，都可以使平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物的濃度，或減小反應(yīng)物的濃度，都可以使平

6、衡向著逆反應(yīng)方向移動(dòng)。2壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。應(yīng)特別注意，在有些可逆反應(yīng)里，反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有變化，如H2（氣）+I2（氣）2HI（氣）1體積1體積2體積在這種情況下，增大或減小壓強(qiáng)都不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。還應(yīng)注意，改變壓強(qiáng)對(duì)固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積幾乎不影響。因此平衡混合物都是固體或液體時(shí)，改變壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。3溫度對(duì)于化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下，溫度升高，會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；溫度降低，會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。4催化劑

7、對(duì)化學(xué)平衡的影響使用催化劑不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。由于使用催化劑對(duì)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率影響的幅度是等同的，所以平衡不移動(dòng)。但應(yīng)注意，雖然催化劑不使化學(xué)平衡移動(dòng)，但使用催化劑可影響可逆反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間。化學(xué)平衡常數(shù)：化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向：【思維技巧點(diǎn)撥】解題一般方法：1牢固掌握有關(guān)的概念與原理，尤其要注意外界條件的改變對(duì)一個(gè)可逆反應(yīng)來講，正逆反應(yīng)速率如何變化，化學(xué)平衡如何移動(dòng)，在速度-時(shí)間圖、轉(zhuǎn)化率-時(shí)間圖、反應(yīng)物的含量-濃度圖等上如何體現(xiàn)。要能夠畫出有關(guān)的變化圖象。2對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖象問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：（1）認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與有關(guān)的原理掛鉤。（2）看

8、清起點(diǎn)，分清反應(yīng)物、生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物一般生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)。（3）抓住變化趨勢，分清正、逆反應(yīng)，吸、放熱反應(yīng)。升高溫度時(shí)，v（吸）v(放)，在速率-時(shí)間圖上，要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清漸變和突變，大變和小變。例如，升高溫度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反應(yīng)物濃度，v(正)突變，v(逆)漸變。（4）注意終點(diǎn)。例如在濃度-時(shí)間圖上，一定要看清終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。3對(duì)于化學(xué)平衡的有關(guān)圖象問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：（1）認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與勒沙特列原理掛鉤。（2）緊扣可逆反應(yīng)的特

9、征，搞清正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱，體積增大還是減小、不變，有無固體、純液體物質(zhì)參加或生成等。（3）看清速率的變化及變化量的大小，在條件與變化之間搭橋。（4）看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，看清曲線的變化趨勢。（5）先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時(shí)間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時(shí)逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。（6）定一議二。當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。例1 下圖、分別代表反應(yīng)、，則Y軸是指N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H=-QH2(g)+I2(g) 2HI(g); H=+QCO(g)+2H2(g) CH3OH(g); H=-Q2SO3(g)2

10、2SO2(g)+O2(g); H=+QA平衡混合氣中一種生成物的百分含量 B平衡混合氣中一種反應(yīng)物的百分含量C平衡混合氣中一種生成物的轉(zhuǎn)化率 D平衡混合氣中一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率解析 該題要求能夠運(yùn)用勒沙特列原理迅速逆向思維，當(dāng)壓強(qiáng)增大時(shí)，的平衡均右移，而曲線為增大趨勢，（A）、（D）符合題意；所對(duì)應(yīng)的曲線無變化，平衡不移動(dòng)故與該題的解無關(guān)；在增大壓強(qiáng)時(shí)平衡逆向移動(dòng)，曲線為減小趨勢，（A）、（D）符合題意。所以，答案為AD。例2 由可逆反應(yīng)測繪出圖象如下圖，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對(duì)該反應(yīng)的判斷正確的是A.反應(yīng)物中一定有氣體 B.生成物中一定有氣體C.正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) D.

11、正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)解析 定一議二。溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，生成物的百分含量降低，說明平衡逆向移動(dòng)，逆向?yàn)轶w積縮小方向，而題中未給出具體的可逆反應(yīng)，但是可以確定生成物中一定有氣體；壓強(qiáng)不變時(shí)，升高溫度，生成物的百分含量增大，說明平衡正向移動(dòng)，正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)；所以答案為BD?！灸芰ν黄朴?xùn)練】1如下圖所示，反應(yīng)：X（氣）+3Y（氣）2Z（氣）+熱量，在不同溫度、不同壓強(qiáng)（P1P2）下，達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中Z的百分含量隨溫度變化的曲線應(yīng)為（ ）2對(duì)達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)X+Y W+Z，增大壓強(qiáng)則正、逆反應(yīng)速度（v）的變化如下圖，分析可知X，Y，Z，W的聚集狀態(tài)可能是（ ）AZ，W為氣體，X，Y中之一為氣

12、體BZ，W中之一為氣體，X，Y為非氣體CX，Y，Z皆為氣體，W為非氣體DX，Y為氣體，Z，W中之一為氣體3反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)，反應(yīng)過程中，當(dāng)其它條件不變時(shí)，C的百分含量（C%）與溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如下圖，下列敘述正確的是（ ）A 到平衡后，加入催化劑則C%增大B達(dá)到平衡后，若升溫，平衡左移C化學(xué)方程式中ne+fD達(dá)到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移動(dòng)4反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g);H=-Q，生成物C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)P和溫度的關(guān)系如下圖，方程式中的系數(shù)和Q值符合圖象的是（ ）Aa+b0 B.a+bc Q0 C.a+bc Q05某可逆反應(yīng)L（s

13、）+G(g) 3R(g); H0，右圖表示外界條件溫度、壓強(qiáng)的變化對(duì)上述反應(yīng)的影響。試判斷圖中y軸可以表示（ ）A平衡混合氣中R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B達(dá)到平衡時(shí)G的轉(zhuǎn)化率C平衡混合氣中G的質(zhì)量分?jǐn)?shù)D達(dá)到平衡時(shí)L的轉(zhuǎn)化率6下圖中表示外界條件（T、P）的變化對(duì)下列反應(yīng)的影響：L（固）+G（氣）2R（氣）；H0，y軸表示的是（ ）A平衡時(shí)，混合氣中R的百分含量 B平衡時(shí)，混合氣中G的百分含量CG的轉(zhuǎn)化率 DL的轉(zhuǎn)化率7在可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g);Hp。分析下列各圖，在平衡體系中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度t、壓強(qiáng)P關(guān)系正確的是（ ）8在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)：M（氣）+N（氣）R（氣）+2L此反應(yīng)符合

14、下面圖象，下列敘述正確的是（ ）A正反應(yīng)吸熱，L是氣體 B正反應(yīng)吸熱，L是固體C正反應(yīng)放熱，L是氣體 D正反應(yīng)放熱，L是固體或液體9一定條件下，將X和Y兩種物質(zhì)按不同比例放入密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得X、Y轉(zhuǎn)化率與起始時(shí)兩種物質(zhì)的量之比n(X)/n(Y)的關(guān)系如下圖，則X和Y反應(yīng)的方程式可表示為（ ）AX+3Y 2Z B.3X+Y 2ZC3X+2Y Z D.2X+3Y 2Z10A%為氣態(tài)反應(yīng)物在平衡體系中的百分含量，符合曲線的反應(yīng)是AN2（氣）+3H2（氣）2NH3（氣）；H0CN2（氣）+O2（氣）2NO（氣）；H0DCaCO3(固) CaO(固)+CO2（氣）；H011下圖表示800

15、時(shí)，A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的情況，t是達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間。試回答：（1）該反應(yīng)的反應(yīng)物是_。（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（3）達(dá)到平衡狀態(tài)的所需時(shí)間是2min，A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為_。12可逆反應(yīng)：aA(氣)+bB(氣) cC(氣)+dD(氣)；H=Q試根據(jù)圖回答：（1）壓強(qiáng)P1比P2_（填大、?。?（2）體積（a+b）比（c+d）_（填大、?。?）溫度t1比t2_（填高、低）（4）Q值是_（填正、負(fù)）13在容積不同的密閉容器內(nèi)，分別充入同量的N2和H2，在不同溫度下，任其發(fā)生反應(yīng)N2+3H2 2NH3，并分別在t秒時(shí)測定其中NH3的體積分?jǐn)?shù)，繪圖如下：（1）A，B，C，

16、D，E五點(diǎn)中，尚未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是_。（2）此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是_反應(yīng)。（放熱、吸熱）（3）AC段的曲線是增函數(shù)，CE段曲線是減函數(shù)，試從反應(yīng)速率和平衡角度說明理由。_14已知2NO2 N2O4+Q。將NO2充入容易導(dǎo)熱的材料制成的容器a和b中進(jìn)行反應(yīng)。a的容積保持不變，b的上蓋可隨容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)的改變而上下移動(dòng)，以保持容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等。當(dāng)同溫同壓時(shí)，將等量的NO2充入“起始態(tài)”體積相同的容器a、b中，反應(yīng)同時(shí)開始。（1）反應(yīng)開始時(shí)，a與b中生成N2O4的速率va_vb。（2）反應(yīng)過程中兩容器里生成N2O4的速率是va_vb。（3）達(dá)到平衡時(shí)，a與b中NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的百分?jǐn)?shù)（A）相

17、比較，則是Aa_Ab。27(小試牛刀2012高考、15分) 光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。 (1)實(shí)驗(yàn)室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為 Mno2+4Hcl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O； (2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制各CO，已知CH4、H2和CO的燃燒熱(H)分別為890.3 kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0 kJ/mol，則生成1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為_； (3)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_； (4)C

18、OCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g) = Cl2(g) + CO(g) H = +108 kJ/mol。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線來示出)： 計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)K = _ 比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度(T8)的高低：T(2)_T(8)(填“”或“=”)； 若12 min時(shí)反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c(COCl2) = _mol/L； 比較產(chǎn)物CO在23 min、56 min和1213 min時(shí)平均反應(yīng)速率平均反應(yīng)速率分別以(23)、(56)、(l213)表示的大小_； 比較反應(yīng)物COCl2在56 min和1516 min時(shí)平均反應(yīng)速率的大?。?(56) (1516)(填“”或“=”)，原因是_。參考答案【能力突破訓(xùn)練】1.C 2.CD 3.BC 4.A 5.C 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B11.(1)A (2)2A B+3C (3)0