高考化學(xué)解題突破專題復(fù)習(xí)7解決化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡問題

1、第1頁（共11頁） 專題7.解決化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡問題 考試說明中：了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和平均反應(yīng)速率的定量表示方法。了解溫度、濃度、壓強和催化劑等影響化學(xué)反應(yīng)速率的一般規(guī)律。認(rèn)識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。能用焓變和熵變說明常見簡單化學(xué)反應(yīng)的方向。理解化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)的含義。理解濃度、溫度、壓強、催化劑等對化學(xué)平衡影響的一般規(guī)律。認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 高考試卷中：江蘇高考試卷中在選擇題中一道完全是化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡方面試題，另外有一道選擇題與化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡方面相關(guān)的試題。在非選

2、擇題中，化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡方面知識在化學(xué)反應(yīng)原理綜合題中呈現(xiàn)出來。由于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是高中化學(xué)課程的重點和難點內(nèi)容, 每年均有該內(nèi)容試題出現(xiàn)，且難度和分值有上升趨勢，有的題目甚至達(dá)到選拔優(yōu)秀的難度。 答題過程中：要認(rèn)真審題，合理運用平衡移動原理、化學(xué)平衡常數(shù)、圖象題的解法與思路、轉(zhuǎn)化率大小變化的判斷、等效平衡各方面知識，有針對性、準(zhǔn)確答題。 一 能力展示 1. 下列說法正確的是 A. 一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(1) = Mg(1) Cl2(g)的 H0 S0 B. 水解反應(yīng)NH4H2 ONH3H2OH達(dá)到平衡后，升高溫度平衡逆向移動 C. 鉛蓄電池放電時的負(fù)極和充電時的陽極均發(fā)生

3、還原反應(yīng) D. 對于反應(yīng)2H2O2 = 2H2OO2,加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率 2.700時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng)： CO(g)H2 O(g) CO2H2(g) 反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表（表中t1t2）： 反應(yīng)時間/min n(CO)/mol H2O/ mol 0 1.20 0.60 t1 0.80t2 0.20 下列說法正確的是 A. 反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)0.40/t1 molL1min1 B. 保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60 molCO和1.20 molH2O，到達(dá)平衡時，n(CO2)0.40

4、 mol。 第2頁（共11頁） C. 保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大，H2O的體積分?jǐn)?shù)增大 D. 溫度升至800，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 3. 某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測定。 （1）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4 (s)2NH3(g)CO2(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表： 溫度() 15.0 20.0 25.0 30

5、.0 35.0 平衡總壓強(kPa) 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡氣體總濃度(103mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是_。 A2v(NH3) v(CO2) B密閉容器中總壓強不變 C密閉容器中混合氣體的密度不變 D密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0時的分解平衡常數(shù)：_。 取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量_（填“增加”、“減小”或“不變”）。 氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變H_0，熵變S_0（填、或）。 （2

6、）已知：NH2COONH42H2ONH4HCO3NH3H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應(yīng)速率，得到c(NH2COO)隨時間變化趨勢如圖所示。 計算25時，06min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率_。 第3頁（共11頁） 根據(jù)圖中信息，如何說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：_。 過程分析： 1.A選項分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，熵變、焓變都大于零。B選項水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越高水解程度越大，有利于向水解方向移動。C選項鉛蓄電池放電時的負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。D選項升高溫度和加入正催化劑一般都能加快反應(yīng)速率。答案：A、D。本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡單綜合題，

7、著力考查熵變、焓變，水解反應(yīng)、原電池、電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。 2.A選項反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率應(yīng)該是t1min內(nèi)H2濃度變化與t1的比值，而不是H2物質(zhì)的量的變化與t1的比值。B選項因為反應(yīng)前后物質(zhì)的量保持不變，保持其他條件不變，平衡常數(shù)不會改變，起始時向容器中充入0.60 mol CO和1.20 molH2O，與起始時向容器中充入0.60molH2O和1.20 molCO效果是一致的，到達(dá)平衡時，n(CO2)0.40 mol。C選項保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，平衡向右移動，達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大，H2O轉(zhuǎn)化率減小，H

8、2O的體積分?jǐn)?shù)會增大。D選項原平衡常數(shù)可通過三段式列式計算（注意濃度代入）結(jié)果為1，溫度升至800，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，說明溫度升高，平衡是向左移動的，那么正反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案：B、C。本題屬于基本理論中化學(xué)平衡問題，主要考查學(xué)生對速率概念與計算，平衡常數(shù)概念與計算，平衡移動等有關(guān)內(nèi)容理解和掌握程度。 3.（1）A不能表示正逆反應(yīng)速率相等；B反應(yīng)進行則壓強增大；C恒容，反應(yīng)進行則密度增大；D反應(yīng)物是固體，NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3需將25的總濃度轉(zhuǎn)化為NH3和CO2的濃度；K可不帶單位。加壓，平衡逆移；據(jù)表中數(shù)據(jù)，升溫，反應(yīng)正移，H0，固體分解為氣體，S0。（2）vc/t(2.2

9、1.9) 0.05molL1min1；圖中標(biāo)與標(biāo)的曲線相比能確認(rèn)。答案：（1）B、C； Kc2(NH3)c(CO2)(2c/3)2(1c/3)1.6108（molL1)3 增加； ，。（2）0.05molL1min1；25反應(yīng)物的起始濃度較小，但06min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15大。 精要點評： 1化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷：化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，關(guān)鍵是要看正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率是否相等及反應(yīng)混合物中各組分百分含量是否還隨時間發(fā)生變化。 2化學(xué)反應(yīng)速率的計算與分析：要充分利用速率之比等于化學(xué)方程式中的計量數(shù)之比。 3化學(xué)平衡移動的分析：影響因素主要有：濃度、壓強、溫度，其移動可通過勒沙

10、特列原理進行分析?；瘜W(xué)平衡移動的實質(zhì)是濃度、溫度、壓強等客觀因素對正、逆反應(yīng)速率變化產(chǎn)生不同的影響，使V正V逆，原平衡狀態(tài)發(fā)生移動。 4等效平衡的分析：主要有等溫等容和等溫等壓兩種情況。 5速率與平衡的圖象分析：主要要抓住三點，即起點、拐點和終點。 二能力培養(yǎng) 1. 下列各表述與示意圖一致的是 第4頁（共11頁） A圖表示25時，用0.1 molL1鹽酸滴定20 mL 0.1 molL1 NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸體積的變化 B圖中曲線表示反應(yīng)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)；H 0 正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化 C圖表示10 mL 0.01 molL1 KMnO4

11、酸性溶液與過量的0.1 molL1 H2C2O4溶液混合時，n(Mn2+) 隨時間的變化 D圖中a、b曲線分別表示反應(yīng)CH2CH2 (g) + H2(g)?CH3CH3(g)；H p3，D項，a1+b1=1.，而a2 a3,所以a1+ a31.綜上分析可知，本題選BD項。答案：BD 第5頁（共11頁） 3.接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450并有催化劑存在下進行： 2232()()2()190SOgOgSOgKJ? （1）該反應(yīng)所用的催化劑是 (填寫化合物名稱)，該反應(yīng)450時的平衡常數(shù) 500時的平衡常數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 （2）該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是 （3）下列說法達(dá)

12、到平衡狀態(tài)的是 a23()2SOvov?正逆（） b容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化 c容器中氣體的密度不隨時間而變化 d容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化 （4）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2，半分鐘后達(dá)到平衡，測得容器中含SO30.18mol，則2()vo= mol.L-1.min-1：若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2，則平衡 移動(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向” 或“不”)，再次達(dá)到平衡后， moln(SO3) mol。 分析：（1）工業(yè)制硫酸時二氧化硫催化氧化使用的催化劑是五氧化二釩；該反應(yīng)正向放熱，故

13、溫度越高化學(xué)平衡常數(shù)越小；（2）熱化學(xué)方程式表示的是450時，2molSO2氣體和1molO2氣體完全反應(yīng)生成2molSO3氣體時放出的熱量為190kJ；（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化、分子總數(shù)不隨時間變化時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；（4）當(dāng)達(dá)到平衡時，容器中SO3的物質(zhì)的量為0.18mol，則v（SO3）=0.072mol.L-1.min-1，則v（O2）=0.036mol.L-1.min-1；再繼續(xù)通入0.20molSO2和0.10molO2時，平衡向正反應(yīng)方向移動，在此達(dá)到平衡時，SO3的物質(zhì)的量介于0.36和0.40之間。答案：（1）五氧化二釩（V

14、2O5）；大于；（2）在450時，2molSO2氣體和1molO2氣體完全反應(yīng)生成2molSO3氣體時放出的熱量為190kJ；（3）bd；（4）0.036；向正反應(yīng)方向；0.36；0.40。 方法指導(dǎo)： 1.化學(xué)平衡常數(shù)只是和溫度相關(guān)的函數(shù)，其隨溫度變化而變化。若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高K值增大；若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高K值減小。 2. 有關(guān)化學(xué)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(yīng)物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度或平均相對分子質(zhì)量、化學(xué)方程式中某物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)、體系壓強等解這類試題的基本方法是“起始”、“轉(zhuǎn)化”“平衡”三段分析法 3.關(guān)于圖像題的解題方法是：（1）看圖像

15、：一看圖(即縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義)，二看線(即線的走向和變化趨勢)，三看點(即起點、折點、交點、終點)，四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)，五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。（2）想規(guī)律、作判斷： 先拐先平：在轉(zhuǎn)化率一時間曲線第6頁（共11頁） 中，先出現(xiàn)拐點的曲線先達(dá)到平衡(代表溫度高、壓強大)； 定一議二：圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系。 三能力測評 1.低脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為： 2NH2（g）NO（g）NH2（g）150?催化劑2H3（g）3H2O（g） ?H”或“ ”）。實際生產(chǎn)條件控制在250、1.3104kPa

16、左右，選擇此壓強的理由是 。 解題分析： 1.A選項，放熱反應(yīng)升溫平衡常數(shù)減小，錯誤；增大一個反應(yīng)物濃度另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，B錯；使用催化劑平衡不移動，D錯。答案：C 2.分析：由于鉛是固體狀態(tài)，往平衡體系中加入金屬鉛后，平衡不移動，c(Pb2)不變；往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，平衡向左移動，c(Pb2)變大；升高溫度，平衡體系中c(Pb2)增大，平衡向左移動，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即H0；25時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K)c(Pb)c(Sn22?=0.22/0.10=2.2，故D項正確。答案：D 3. 分析：（1）NO2溶于水生成NO和硝酸，反應(yīng)的方程式是3NO2H2O=NO2H

17、NO3；在反應(yīng)6NO。 8NH3 催化劑 加熱 7N512 H2O中NO2作氧化劑，化合價由反應(yīng)前的+4價降低到反應(yīng)后0價，因此當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗NO2的物質(zhì)的量為molmol3.042.1?，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是LmolLmol72.6/4.223.0?。 （2）本題考察蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及平衡常數(shù)的計算。 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） H1=-196.6 kJmol-1 2NO（g）+O2（g）2NO2（g） H2=-113.0 kJmol-1 。即得出2NO2（g）+2SO2（g）2SO3（g）+2NO（g） H=H2H1=-113.0

18、kJmol-1 +196.6 kJmol-1+83.6 kJmol-1。所以本題的正確答案是41.8；反應(yīng)NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的特點體積不變的、吸熱的可逆反應(yīng)，因此a不能說明。顏色的深淺與氣體的濃度大小有關(guān)，而在反應(yīng)體系中只有二氧化氮是紅棕色氣體，所以混合氣體顏色保持不變時即說明NO2的濃度不再發(fā)生變化，因此b可以說明；SO3和NO是生成物，因此在任何情況下二者的體積比總是滿足1：1，c不能說明；SO3和NO2一個作為第8頁（共11頁） 生成物，一個作為反應(yīng)物，因此在任何情況下每消耗1 mol SO3的同時必然會生成1 molNO2，因此d也不能說明；設(shè)NO2的物

19、質(zhì)的量為1mol，則SO2的物質(zhì)的量為2mol，參加反應(yīng)的NO2的物質(zhì)的量為xmol。 （3）由圖像可知在相同的壓強下，溫度越高CO平衡轉(zhuǎn)化率越低，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；實際生產(chǎn)條件的選擇既要考慮反應(yīng)的特點、反應(yīng)的速率和轉(zhuǎn)化率，還要考慮生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)成本。由圖像可知在1.3104kPa左右時，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果繼續(xù)增加壓強CO的轉(zhuǎn)化率增加不大，但對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)成本的要求卻增加，所以選擇該生產(chǎn)條件。答案：（1）3NO2H2O=NO2HNO3；6.72 （2）41.8；b；8/3；（3） 在1.3104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的

20、轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失。 防錯機制： 1. 求解化學(xué)平衡圖象要弄清以下幾點：弄清縱、橫坐標(biāo)所代表的量及各個量之間的關(guān)系；根據(jù)圖象中曲線的變化趨勢和特點弄清曲線上點(起點、轉(zhuǎn)折點、終點、交點)的含義；弄清曲線上“平”與“陡”的含義；弄清曲線函數(shù)的增減性，結(jié)合題目中給定的反應(yīng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用規(guī)律、概念準(zhǔn)確的分析出化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的相互關(guān)系，進行推理、判斷，得出結(jié)果 2. 化學(xué)平衡的計算步驟，通常是先寫出有關(guān)的化學(xué)方程式，列出反應(yīng)起始時或平衡時有關(guān)物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量，然后再通過相關(guān)的轉(zhuǎn)換，分別求出其他物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。概括為：建立解題模式、確立平衡狀態(tài)方程。 四能力提

21、升 1. 在溶液中，反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)=0.100 molL-1c(B)=0.200 molL-1 c(C)=0 molL-1。 反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如右圖所示。 A若反應(yīng)、的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1 K2 B反應(yīng)A+2BC的H0 C實驗平衡時B的轉(zhuǎn)化率為60% 第9頁（共11頁） D減小反應(yīng)的壓強，可以使平衡時c(A)=0.060 molL-1 2. 在密閉容器中，將1.0 mol CO與1.0 mol H2O混合加熱到800，發(fā)生下列反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）。一段時間后該反應(yīng)達(dá)到平衡，測得CO的物質(zhì)的量為0.5 mol。則下列說法正確的是 A800下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.25 B427時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4，則該反應(yīng)的H0 C800下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO（g），則平衡時CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為33.3% D800下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H2O（g），則平衡時CO轉(zhuǎn)化率為66.7% 3. 如右圖，采用NH3作還原劑，煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑，測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而確定煙氣脫氮率，反應(yīng)原理為：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)，相關(guān)說法正確的是 A.上述反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B.催