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英德中学2010届高三化学二轮复习学案六之
化学反应速率 化学平衡
【考纲扫描】
了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法；催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用；化学反应的可逆性；化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算；外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律；了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【高考预测】[《学海导航》p17例2 1、3；p19例1、4；p20例5 3、4]
从近几年高考命题来看，化学反应速率与化学方程式中有关物质的化学计量数的关系出现概率较大，且将化学反应速率的概念、计算与物质的量、物质的量浓度结合一起考。题型以选择题为主，体现出注重学科主干知识的思想。今后高考命题的热点是：理解化学反应速率的概念，进行大小比较及外界对速率影响的分析判断。
化学平衡考查的重点主要集中在平衡状态的判断；平衡移动的原因及移动后的结果分析；平衡状态的比较；化学平衡状态的计算；化学平衡相关图像等。题型有选择题和填空题，在选择题中多以考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件为主，对化学平衡计算的考查有时也会出现。而在填空题中，常出现高思维强度的题目，以考查学生的思维判断能力，例如应用数学方法对化学平衡原理进行理论分析，对平衡图像进行描绘等。预计今后对平衡的考查不会有太大的改变，在保持稳定性的基础上，会有所创新。
【学法导航】
1、理解勒夏特列原理：
(1)“减弱”的双重含义 定性角度：平衡移动的方向为减弱外界改变的方向
定量角度：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量
(2)分清“三个变化量”：
A．条件改变时的量变B．平衡移动过程中的量变C．原平衡与新平衡的量变。
(3)适应其他所有达到动态平衡的体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。
(4)不能用勒沙特列原理解释：催化剂的使用 ，ΔV(g)=0的可逆反应，外界条件的改变对平衡的影响与生产要求不完全一致（如合成氨温度选用）
2. 化学平衡常数K的理解
（1）平衡常数的数学表达式及单位：
如对于达到平衡的一般可逆反应：aA + bB pC + qD反应物和生成物平衡浓度表示为C(A) 、C (B)、C(C) 、C(D) 化学平衡常数：Kc= cp（C）·cq（D）/ca（A）·cb（B）。
3. 影响化学平衡常数的因素：
（1）化学平衡常数只与温度有关，升高或降低温度对平衡常数的影响取决于相应化学反应的热效应情况；反应物和生成物的浓度对平衡常数没有影响。
（2）反应物和生成物中只有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
（3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若改变反应方向，则平衡常数改变；
若方程式中的化学计量系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。
4.解答图象题的方法与思路是：
⑴看懂图象：一看面（即看清横坐标和纵坐标），二看线（即看线的走向、变化的趋势），三看点（即看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点），四看要不要作辅助线（如等温线、等压线），五看定量图象中有关量的多少
⑵联想规律：即联想外界条件对化学反应速率即化学平衡影响规律、且熟练准确。
⑶作出判断：依题意仔细分析作出正确判断
5. 判断转化率大小变化
（1）增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，而自身下降。降低它的浓度依然。
（2）恒容容器中增大某一反应物浓度可使其它反应物浓度减小生成物浓度增大，化学平衡向正向移动；降低某一反应物浓度可使其它反应物浓度增大生成物浓度减小，化学平衡移动向逆向移动。改变生成物浓度与上述情况类似
因此，转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果，也可能是化学平衡向逆向移动的结果。
【典例精析】
1.在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量n随反应时间t变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是
A. 反应的化学方程式为2MN
B. t2时V正=V逆，达到平衡
C. t3时V正 ＞ V逆
D. t1时浓度C(N)=2C(M)
【解析】解题关键是抓住起点和t1、t2、t3等特殊点，在0到t2时间内（或选取0到t3之间的任一点）n(N)从8mol到4mol减少了4mol，n(M)从2mol到4mol增大了2mol，因此N为反应物，方程式为2NM（从反应趋势看，N没有完全转化为M，故为可逆反应）。t2
时n(N)=n (M)，瞬时浓度也相等，但浓度变化并不相等，实际是V正 ＞ V逆，t3时n (M)、n(N)不再改变，达到了平衡状态，V正=V逆，t1时n(N)=2n (M)，体积相同，c与n成正比。答案C 。
2.在密闭容器中进行的如下反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）。SO2的起始浓度是0.4mol/l, O2的起始浓度是1mol/l,当SO2的转化率为80%时,反应达到平衡状态.
（1）求反应的平衡常数
（2）若将平衡时反应混合物的压强增大1倍,平衡将如何移动
（3）若将平衡时反应混合物的压强减少1倍,平衡将如何移动
（4）平衡时保持体积不变,向平衡混合气体中充入稀有气体Ar,使体系总压变为原来的3倍,平衡又将如何移动
【答案与解析】 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
2 1 2
起始(mol/l) 0.4 1 0
转化(mol/l) 0.4×80% 1/2×0.4×80% 0.32
平衡(mol/l) 0.08 0.84 0.32
平衡常数K=0.322／(0.84 ×0.082)= 400/21；压强增大1倍,各组分的浓度增大1倍；
Qc=0.642／(1.68 ×0.162)=200/21＜400/21.即Qc＜K,所以平衡向正方向移动.同理压强减少1倍,各组分的浓度减少1倍,经过计算Qc＞K,所以平衡向逆方向移动. 向平衡混合气体中充入稀有气体Ar,总压增大，但反应混合物中的各组分的浓度不发生改变，所以平衡不发生移动。
【随堂训练】[1-6为单选，7-8为双选]
1.某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s) △H＞0。下列叙述正确的是
A．加入少量W，逆反应速率增大 B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡
C．升高温度，平衡逆向移动 D．平衡后加入X，上述反应的△H增大
2.下列相关实验不能达到预期目的的是
相关实验 预期目的
A. 相同温度下，等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应 探究接触面积对化学反应速率的影响
B. 把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气的两支试管（密封）分别浸入冷水和热水中 探究温度对化学平衡的影响
C. 在蔗糖中加入稀硫酸，水浴加热，再加入新制的氢氧化铜并加热 探究蔗糖水解产物具有还原性
D. 两支试管中装有等体积、等浓度H2O2溶液，向其中一支试管中加入FeCl3溶液 探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响
3.在一定温度下，反应的平衡常数为9。若将1.0 mol
的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于
A． 10% B．18% C．20% D．40%
4.已知：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ mol－1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如右图所示。下列叙述中，正确的是
A．升高温度能使 增大
B．反应达到平衡状态时，CO2的平衡转化率为75%
C．3 min时，用CO2的浓度表示的正反应速率等于
用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率υ(H2)＝0.075 mol L－1 min－1
5.已知NO2（g）+CO（g）NO（g）+2CO2（g） △H＜0,且v=kc（NO2）。下列叙
述正确的是
A．增大压强平衡向右移动
B．增加反应物CO的浓度可以增大反应速率
C．增大反应物CO的浓度平衡向右移动
D．升高温度可提高NO2转化率
6.对于平衡体系：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(s) △H＜0，下列判断中正确的是
A．若(a+b)＜(c+d)，则反应一定能自发向右进行。
B．若从正反应开始，起始时A、B的物质的量之比为a ：b，则平衡时A、B的转化率之比也为a ：b
C．若a+b=c+d，在平衡体系中共有气体m mol，再向其中充入n mol B，则达到平衡时气体总物质的量等于（m+n）mol。
D．若a+b=c ，则对于体积不变的容器，升高温度，平衡向左移动，容器中气体的压强增大
7.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g)，
达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的如下
图所示。下列说法中正确的
A．30min时降低温度，40min时升高温度
B．8min前A的平均反应速率为0.08mol/(L·min)
C．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
D.20min～40min间该反应的平衡常数均为4
8.CO与H2在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。在容积均
为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1mol CO和2mol H2混合气体，控
温。实验测得相关数据如下图1和图2。
下列有关说法错误的是
A．该反应的正反应是气体体积减小的放热反应
B．K1＜K2 (K为该条件下反应的平衡常数)
C．反应进行到5min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动
D．将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压
9.控制、治理氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要方面。
（1）火力发电厂的燃煤排烟中含大麓的氮氧化物（NOx），可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染，则CH4与NO2反应的化学方程式为 。
（2）在一密闭容器中发生反应2NO22NO+O2，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如右下图所示。请回答：
① 依曲线A，反应在前3 min内氧气的平均反应速率为 。
② 若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，则此条件是
（填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”）。
③ 曲线A、B分剐对应的反应平衡常数的大小关系是 。（填“>”、“<”或“=”）
（3）一定温度下，容密闭容器中N2O5可发生下列反应：
2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g） Ⅰ 2NO2（g）2NO（g）+O2（g） Ⅱ
则反应Ⅰ的平衡常数表达式为 。若达平衡时，（NO2）=0．4 mol·L，（O2）=1.3 mol·L，则反应Ⅱ中NO2的转化率为 ，N2O5（g）的起始浓度应不低于 mo1·L。
10. 一氧化碳与水蒸气的反应为CO(g) + H2O(g) 　CO2(g) + H2(g)
　在密闭容器中，将1.0 mol CO与1.0mol H2O混合
加热到434℃，在434℃的平衡常数K1 =9
（1）跟踪测定H2O的物质的量浓度，如图所示，
则0 —20 min ，H2O的反应速率是
（2）请在图中用实线绘制出在该温度下加入正催化剂后，H2O的物质的量浓度变化图线。
（3）从434℃升温至800℃，800℃的平衡常数K2 =1，则正反应为_____________（填“放 热反应”或“吸热反应”或“不能确定”）。
（4）求在800℃反应达平衡时，CO转化为CO2的转化率（写出必要的计算过程）
11.PCl3与PCl5均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H=a kJ·mol－1 在210℃时，将4mol PCl5气体充入
2L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：
时间（s） 0 20 40 60
n（PCl5） 4 2.8 2 2
（1）已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a 0（填﹥、﹦、﹤）；
（2）计算从20s至40s共20s的时间内，用PCl3表示的平均反应速率为 。
210℃时该反应的平衡常数K= 。
（3）反应进行至60s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将 （填“增大”、“减少”或“不变”）。
（4）欲增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号） 。
A．降低温度 B．向混合气体中通入Cl2
C．使用高效催化剂 D．升高温度
（5）如右图是210℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线，请在该图
中补画出该反应在160℃时PCl5物质的量的变化曲线。
12.为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催
化条件下，通过下列反应：CCl4+H2 CHCl3+HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿
（CHCl3）。此反应伴随有副反应，会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸点为
77℃，CHCl3的沸点为61．2℃。
（1）在密闭容器中，该反应达到平衡后，测得如下数据（假设不考虑副反应）。
实验序号 温度℃ 初始CCl4浓度（mol·L—1） 初始H2浓度（mol·L—1） CCl4的平衡转化率
1 110 0.8 1.2 A
2 110 1 1 50%
3 100 1 1 B
①此反应的化学平衡常数表达式为 ，在110℃时平衡常数为 。
②实验l中，CCl4的转化率A 50％（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③实验2中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为 。在此实验的平
衡体系中，再加入0．5 mol CCl4和1．0 mol HCl，平衡将向 方向移动。
④实验3中，B的值 （选填序号）。
A．等于50％ B．大于50％ C．小于50％ D．从本题资料，无法判断
（2）120℃，在相同条件的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2 mol·L一1和
4 mol·L—1的实验，测得反应消耗CCl4的百分率（x％）和生成物中CHCl3，的百分含量（y％）随时间（t）的变化关系如下图（图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线）。
①在图中的四条线中，表示H2起始浓度为2mol·L一1实验的消耗CCl4的百分率变化曲线是 （选填序号）。
②根据上图曲线，氢气的起始浓度为 mol·L一1时，有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是 。
【课后训练】 《学海导航》p87-92
学案6参考答案：
选择题 B、C、B、B、C、D、BD、BC
9..（1）CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O（2）① 0．01 17 mol／（L·min）② 温度 ③ <
（3）化学平衡常数表达式略 80％ 1
10.（1）（2分）4.5×10－4 mol/(L·min)
（2）（3）放热反应（4）50
11.1） ﹥（2）0.02mol·L－1·s－1 1
（3）减少（4）D
12.（1）略，1②大于③0.05mol·L—1·h—1；左④D（2）① ③ ②4图中可见，4 mol·L—1的①②曲线比2mol·L—1③④曲线CCl4转化率和产物中CHCl3的百分率的数值均高
2.0
1.5
1.0
0.5
0.75
40
30
A、B
C
C
8
20
54
v(正)
30
40
54
v(逆)
t(min)
t(min)
v
c
(mol/L)
1.36
0
0
A、B
v(逆)
v(正)
图1：温度分别为300℃、 500℃
的密闭容器中，甲醇的物质的量
0
500℃、K2
300℃、K1
n1
n2
t2
t1
t/min
n(甲醇)/mol
图2：温度分别为T1～T5的密闭容器中，
反应均进行到5min时甲醇的体积分数
e
d
c
b
a
ф(甲醇)
0 T1 T2 T3 T4 T5 T/℃
n(PCl5)
210℃
t(s)
n(PCl5)
210℃
t(s)
160℃
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