高中化学 第二章 课件+全程跟踪测试(14份) 新人教版选修4

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名称 高中化学 第二章 课件+全程跟踪测试(14份) 新人教版选修4
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文件大小 6.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2012-06-02 16:13:55

文档简介

【创新方案】高中化学 第二章章末质量检测 新人教版选修4
(时间90分钟,满分100分)
第Ⅰ卷 (选择题,共48分)
一、选择题(本题包括16小题,每题3分,共48分)
1.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2 kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是(  )
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
解析:A项两条件的变化将提高该反应的速率,但平衡逆移,NO转化率降低;C项两条件的变化将提高化学反应速率,但平衡逆移,NO转化率降低;D项两条件的变化将使平衡正移,NO转化率提高,但反应速率可能降低.
答案:B
2.如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图.下列叙述与示意图不相符合的是(  )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析:从图像上看,达到平衡后,改变某一条件的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,说明是增大了反应物的浓度,平衡正向移动,故B、D正确;若是减小反应物浓度,正反应速率应减小,故C错误.
答案:C
3.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(  )
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A.①②          B.①④
C.②③ D.③④
解析:该反应是有气体参加和生成的体积不等的反应,该反应达到平衡的标志是正反应速率和逆反应速率相等,平衡体系中各物质的浓度不再随时间的变化而变化.由于各物质的浓度不变,所以单位体积内气体的物质的量也不再变化,因而压强也不再变化.
答案:C
4.(2010·青岛模拟)在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,在温度为TK和(T+10)K时,测得各物质的浓度如下表.据此下列结论正确的是(  )
温度 T K (T+10)K
测定时刻/s t1 t2 t3 t4 t5
c(A)/mol·L-1 6 3 2 2 2.2
c(B)/mol·L-1]5 3.5 3 3 3.1
c(C)/mol·L-1 1 2.5 3 3 2.9
A.在t3时刻反应已经停止
B.升高温度,该反应的化学平衡常数将增大
C.在t3时刻,若增大压强,则A的转化率将减小
D.在t2~t3内A的平均反应速率为 mol/(L·s)
解析:选项A,根据表中数据可知,A、B的浓度降低,C的浓度增加,故A、B为反应物,C为生成物,在t3时刻,A、B、C浓度不变,反应达到平衡,但反应并没有停止.选项B,t4时刻升温,A、B浓度增加,C浓度降低,平衡逆向移动,故K减小.选项C,由表中t4~t5各物质的物质的量浓度的变化关系知,该反应为2A(g)+B(g)??C(g),因此增大压强,平衡正移,A的转化率增大,C错误.选项D,t2~t3时,Δc(A)=1 mol/L,Δt=(t3-t2)s,故v(A)=mol/(L·s).
答案:D
5.(2010·福建南安一中期末)一定温度下,在2 L的密闭容器中发生如下反应:A(s)+2B(g) 2C(g) ΔH<0,反应过程中B、C的物质的量随时间变化的关系如图1;反应达平衡后在t1、t2、t3、t4时分别都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2.下列有关说法正确的是(  )
A.反应开始2 min内,v(B)=0.1 mol/(L·min)
B.t1时改变的条件可能是升高温度
C.t3时改变的条件可能是加压,此时c(B)不变
D.t4时可能是使用了催化剂,此时c(B)不变
解析:A项,没有注意体积为2 L,v(B)应为0.05 mol/(L·min);B项,升温,v(逆)应增大;C项,加压(缩小体积),v(逆)应增大,c(B)增大;D项,催化剂能同等程度地增大v(正)、v(逆),即v(正)仍等于v(逆).
答案:D
6.(2010·安丘模拟)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中正确的是(  )
A.达到化学平衡时4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增大容器的体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率的关系是2v逆(NH3)=3v正(H2O)
解析:4v正(O2)=5v逆(NO),v(正)=v(逆),A正确.B项都表示正反应速率,二者相等,但不一定平衡,故错误.D项中的关系不存在.
答案:A
7.如图所示的各图中,表示2A(g)+B(g) 2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为(  )
解析:随着温度的升高,化学平衡应向吸热反应方向即向逆反应方向移动,所以C的体积分数减小,A、B的含量增大,反应物的转化率减小.增大体系的压强,由于反应的两边都是气态物质,所以正反应和逆反应的速率都增大.而加入催化剂,只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,不能使平衡移动,所以达到平衡后,各组分的浓度及体积分数不变.
答案:A
8.(2010·福建高考)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是(  )
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
解析:本题考查化学反应速率的计算,意在考查考生对图表的分析能力和对数据的处理能力.4~8 min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc=10 μmol·L-1,则v(Bilirubin)==2.5 μmol·L-1·min-1;根据图示,每隔4 min化合物Bilirubin的浓度减小一半,则16 min时化合物Bilirubin的浓度为8 min时浓度的,故16 min时其浓度为10 μmol·L-1×=2.5 μmol·L-1,B项正确.
答案:B
9.一定条件下,在密闭容器中发生如下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),若开始时只充入a mol CH3OH蒸气,达到平衡时,混合物的压强比起始时增大了70%;若开始时充入a mol CO和2a mol H2的混合气体,达到平衡时H2的转化率为(  )
A.30%           B.35%
C.65% D.70%
解析:   CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始(mol)  0   0       a
反应(mol) x 2x x
平衡(mol) x 2x (a-x)
=1.7,x=0.35a.
若开始时充入a mol CO和2a mol H2的混合气体,达到平衡时,与题干中平衡等效,反应的H2的物质的量为1.3a mol,H2的转化率为65%.
答案:C
10.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0.某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是
(  )
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ 表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
解析:若增大氧气的浓度,正反应速率应突然变大,逆反应速率逐渐变大,A选项不正确;加入催化剂正逆反应速率同等倍数的增大,但平衡不移动,B正确;观察图Ⅲ,达到平衡时α(SO2)不相等,故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的,C选项不正确;增大压强反应速率加快,达到平衡的时间缩短,SO2的转化率增大,D选项不正确.
答案:B
11.(2010·上海高考)据报道,在300℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实.
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
下列叙述错误的是(  )
A.使用Cu Zn Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行,可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析:本题考查化学反应速率和化学平衡,意在考查考生对化学平衡移动原理的理解和应用能力.使用催化剂可以加快反应速率,从而提高生产效率,A项正确;仅仅根据反应发生所需温度,不能判断反应的热效应,B项错误;充入大量CO2气体,平衡向正反应方向移动,H2的转化率增大,C项正确;从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O,反应不断向正反应方向进行,CO2和H2的利用率增大,D项正确.
答案:B
12.(2010·石嘴山高二检测)下列说法中正确的是(  )
A.能自发进行的反应一定能迅速发生反应
B.非自发进行的反应一定不可能发生反应
C.能自发进行的反应实际可能没有发生反应
D.常温下,2H2O2H2↑+O2↑,即常温下水的分解反应是自发反应
解析:一个反应能自发,只是说明该反应在一定条件下有发生的可能性,并不是已经发生了反应,也不涉及反应快慢的问题,A错误、C正确;非自发反应在一定条件下也可发生,如水在常温下不分解,但通入直流电时,可分解,B、D错误.
答案:C
13.(2010·四川调研)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(  )
A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5
B.反应达到平衡时后,对体系一直进行加压,平衡总是逆向移动
C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动
D.当v正(NH3)∶v正(NO)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡
解析:平衡时,反应物的转化率相等,则起始时投入量之比应该等于化学计量数之比,A正确;当加压到一定压强时,气态水变为非气态水,平衡会正向移动,B错误;充入稀有气体而压强不变,增大容积,平衡向气体体积增大的方向移动,C错误;NH3、NO的正反应速率都是向右方向的速率,D错误.
答案:A
14.(2010·福建南安一中期末)相同温度下,体积均为0.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ/mol.实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡时体系能量的变化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出热量:23.15 kJ
② 0.9 2.7 0.2 放出热量:Q
下列叙述错误的是(  )
A.容器①、②中反应的平衡常数相等
B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数相等
C.容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15 kJ
D.若容器①体积为0.5 L,则平衡时放出的热量小于23.15 kJ
解析:化学平衡常数只与温度有关,A正确;两个容器为恒温恒容下的等效平衡,B正确;两容器参加反应的起始物的量不同,反应热不同,C错误;若容器①体积为0.5 L,相当于对平衡后的②体积增加一倍,则平衡左移,放出的热量小于23.15 kJ,D正确.
答案:C
15.向某密闭容器中充入1 mol CO 和2 mol H2O(g),发生反应:CO+H2O(g)CO2+H2.当反应达到平衡时,CO的体积分数为x.若维持容器的体积和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分数大于x的是(  )
A.0.5 mol CO+2 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2
B.1 mol CO+1 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2
C.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2
D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2
解析:该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应.A项,相当于向容器中充入1.5 mol CO和3 mol H2O,与原始比例1∶2相同,构成等比平衡,CO的体积分数不变;B项,相当于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g),再充入1 mol CO,故前一步旨在建立全等平衡,再充入1 mol CO,虽使平衡向正向移动,但移动是由CO的浓度增加引起的,CO的体积分数增大;C项,相当于向容器中充入0.9 mol CO和1.8 mol H2O(两者比值1∶2)后,再充入0.1 mol H2O,故加入H2O而使平衡向正向移动,CO体积分数减小;D项,相当于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O,构成全等平衡,CO体积分数不变.
答案:B
16.在一定体积的密闭容器中,进行如下的化学反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其=K,K被称为化学平衡常数,其中K和温度的关系如下表:
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
根据以上信息推断以下说法正确的是(  )
A.此反应为放热反应
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到1 000℃时的反应速率比700℃时大
D.该反应的化学平衡常数越大,反应物的转化率越低
解析:K随温度升高而增大,说明温度升高反应向正反应方向进行,所以是吸热反应,不同体系的平衡常数不一样,对一确定的化学反应,平衡常数越大,说明生成物平衡浓度越大,反应物浓度越小,即反应物的转化率越高.
答案:C
第Ⅱ卷 (非选择题,共52分)
二、非选择题(本题包括6小题,共52分)
17.(8分)为测定温度对平衡的影响,设计了如下试验.
如图所示,烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体,中间止水夹K夹紧,烧杯甲中盛放100 mL 6 mol/L的盐酸,烧杯乙中盛放100 mL冷水.现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体,同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体,搅拌使之溶解.
(1)A瓶中气体颜色________,理由是________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)B瓶中气体颜色________,理由是________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:NaOH与盐酸发生中和反应为放热反应,使溶液温度升高,故使平衡2NO2N2O4(正反应为放热反应)向左移动,气体颜色变深;NH4NO3溶于水要吸热,溶液温度降低,使上述平衡向右移动,气体颜色变浅.
答案:(1)变深 甲中NaOH溶解放热,中和盐酸也放热,溶液及A中气体温度升高,2NO2??N2O4(正反应为放热反应)平衡向左移动,NO2浓度增大,颜色加深
(2)变浅 NH4NO3溶解吸热,乙中溶液及B中气体温度降低,使反应2NO2??N2O4(正反应为放热反应)向右移动,NO2浓度减小,颜色变浅
18.(8分)在一定条件下,可逆反应mA+nBpC达到平衡,若:
(1)A、B、C都是气体,减小压强,平衡正向移动,则m+n和p的关系是_____________.
(2)A、C是气体,增加B的量,平衡不移动,则B为__________.
(3)A、C是气体,而且m+n=p,增大压强可使平衡发生移动,则平衡移动的方向是_______________.
(4)加热后,可使C的质量增加,则正反应是______(填“放热”或“吸热”)反应.
解析:(1)减小压强平衡向气体体积增大的方向移动.
故m+n<p.
(2)B的量对平衡无影响,B为固体或纯液体.
(3)由于m+n=p,而A、C是气体,若B是气体则增大压强平衡不移动,所以B为非气体,m<p,增大压强平衡向体积减小的逆反应方向移动.
(4)加热后C的质量增加,说明升高温度平衡正向移动,正反应是吸热反应.
答案:(1)m+n<p (2)固体或纯液体 (3)逆反应方向 (4)吸热
19.(8分)(2009·宁夏高考)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol.
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示________、________,E的大小对该反应的反应热有无影响?________.该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?________,理由是________________________________________________________________________.
(2)图中ΔH=________kJ/mol.
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化.写出该催化循环机理的化学方程式:_______________________
________________________________________________________________________.
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol/(L·min),
则v(O2)=__________mol/(L·min)、v(SO3)=________ mol/(L·min).
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH(要求计算过程).
解析:(1)由图像很容易得出,纵坐标表示各种物质的能量.E是反应所必经的一个过渡状态,它只影响反应的难易程度,而整个反应过程的反应热只与反应的始终态有关,得出没有影响的结论.加入催化剂改变了反应历程,使活化能降低.
(2)中的ΔH可根据已知1 mol SO2参加反应时放热99 kJ,而图像中表示的是2SO2反应,所以99 kJ要乘以2.
(3)化学方程式根据元素守恒即可写出.
(4)考查速率之比和化学方程式中各物质的计量数成正比.
(5)考查盖斯定律的应用,考查燃烧热的概念必须是1 mol S(s)完全燃烧.
答案:(1)反应物能量 生成物能量 没有影响 降低 因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低
(2)-198
(3)SO2+V2O5===SO3+2VO2
4VO2+O2===2V2O5
(4)0.025 0.05
(5)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-296 kJ/mol
SO2(g)+O2(g)===SO3(g) ΔH2=-99 kJ/mol
3S(s)+O2(g)===3SO3(g) ΔH=(ΔH1+ΔH2)×3=-1185 kJ/mol
20.(9分)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)
根据题意完成下列问题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=______,升高温度,K值______(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率
v(H2)=________________.
(3)在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系体积压缩到原来的,下列有关该体系的说法正确的是________.
A.氢气的浓度减少
B.正反应速率加快,逆反应速率也加快
C.甲醇的物质的量增加
D.重新平衡时增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是____________________________________________________
____________________________(用化学方程式表示).
解析:(1)根据反应方程式和平衡常数的定义,该反应平衡常数表达式K=,从题给图像可以看出平衡后500 ℃时甲醇的物质的量小于300 ℃时的物质的量,说明正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动.K值将减小.
(2)500 ℃时反应达到平衡,生成甲醇的物质的量为n(B),则消耗H2的物质的量为2n(B),因此V(H2)== mol/(L·min).
(3)在其他条件不变的情况下,处于E点的体系体积压缩到原来的,根据反应特点推知增大压强,正逆反应速率都增加,且平衡正向移动,甲醇的物质的量将增加,即选B、C.
(4)因Cu2O被CO还原为Cu,因此通入CO2可以抑制此反应的发生,反应方程式为Cu2O+CO2Cu+CO2.
答案:(1)c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)] 减小
(2) mol/(L·min)
(3)BC
(4)Cu2O+CO2Cu+CO2
21.(9分)(2010·黄埔模拟)某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度(mol/L)为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号 时间 浓度温度 0 10 20 30 40 50 60
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800℃ c2 0.60 0.50 0.50 0. 50 0.50 0.50
3 800℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1中,反应在10至20分钟时间内平均速率为____________mol/(L·min).
(2)在实验2中,A的初始浓度c2=________________mol/L,反应经20 min 就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是____________.
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3________(填“>”、“=”或“<”)v1,且c3________(填“>”、“=”或“<”)1.0 mol/L.
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应.理由是______________________________________________.
解析:(1)在实验1中,反应在10至20分钟时间内平均速率为(0.80 mol/L-0.67 mol/L)÷(20-10) min=0.013 mol/(L·min).
(2)在实验2中,因为与实验1达到相同的平衡状态,所以与实验1的起始浓度相同.A为1.0 mol/L,但达到平衡所需时间减少,即反应速率增大,可推测发生这种变化的外界条件为使用催化剂.
(3)在实验3中,反应在10至20分钟时间内平均速率为(0.92 mol/L-0.75 mol/L)÷(20-10) min=0.017 mol/(L·min),A的起始浓度大于1.09 mol/L,所以:v3>v1,c3>1.0 mol/L.
(4)比较实验4和实验1,可知升高温度后,反应物A的平衡浓度减小,平衡向右移动,正反应是吸热反应.
答案:(1)0.013 (2)1.0 使用催化剂 (3)> >
(4)吸热 温度升高时,平衡向右移动
22.(10分)(2010·深圳调研)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.用Cu2O进行催化分解水的实验.
(1)一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10 mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ/mol,不同时段产生O2的量见下表:
时间/min 20 40 60 80
n(O2)/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
计算:
前20 min的反应速率v(H2O)=__________;该反应的平衡常数表达式K=__________.
(2)用Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示.下列叙述正确的是__________.
A.c、d方法中的Cu2O催化效率相对较高
B.d方法中的的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关
D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度
答案:(1)5.0×10-5 mol/(L·min) 
(2)ACD【创新方案】高中化学 第二章第二节训练全程跟踪 新人教版选修4
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括8小题,每题5分,共40分)
1.决定化学反应速率的主要因素是(  )
①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤       B.⑤
C.①④ D.①②③④
解析:化学反应速率的大小主要由反应物本身的性质来决定,对同一反应来说(反应物一定)外部因素对反应速率产生影响.
答案:B
2.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(  )
A.增加Fe的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
解析:Fe为固态反应物,增加其用量并不影响其浓度,因此增加Fe的量对反应速率几乎无影响;容器体积缩小一半,即压强增大,H2O(g)和H2的物质的量浓度都增大,正反应速率和逆反应速率都增大;体积不变充入N2,容器内总压强增大,但N2不参与反应,容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度并没有增加或减小,因此正反应速率和逆反应速率都基本不变;恒压下充入N2,使容器体积增大,容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度都减小,正反应速率和逆反应速率都变小.
答案:AC
3.(2010·容山高二检测)下列说法中正确的是(  )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 ③一般说来,活化分子比普通分子具有更高的能量 ④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A.①③④⑤        B.②③⑥
C.③④⑤⑥ D.②④⑤
解析:化学反应需要活化分子间的有效碰撞才能发生,活化分子间的每次碰撞并不一定都能发生反应,需要有合适取向的碰撞.
答案:C
4.下列关于催化剂的说法,正确的是(  )
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.电解水时,往水中加少量NaOH,可使电解速率明显加快,所以NaOH是这个反应的催化剂
解析:催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应途径,在化学反应过程中,催化剂参与反应,经过一系列变化之后,催化剂又恢复原来的状态,其化学性质和质量都不变;在电解水中加入少量NaOH可增大水中的离子浓度,加快了离子的移动速率,NaOH并没有改变反应机理,故不是催化剂.
答案:BC
5.下列有关化学反应速率的说法正确的是(  )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子的百分数大大增加
解析:浓硫酸可使铁片发生“钝化”现象,化学反应停止,A错误;加入NaCl溶液使盐酸浓度减小,反应速率减小,B错误;升高温度可加快任何反应的反应速率,C错误;催化剂能降低分子活化时所需能量,使一部分普通分子变成活化分子,导致活化分子百分数增加,D正确.
答案:D
6.对于反应M+N===P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的3倍.在10℃时完成反应的10%需要54 min,将温度提高到40℃完成反应的10%,需要的时间为(  )
A.2 min B.3 min
C.6 min D.9 min
解析:解本题要弄清两个问题:①时间与速率关系,②速率与温度关系.因每升高10℃反应速率增加为原来的3倍,如升高的温度为Δt,则反应速率增加为原来的3倍,反应由10℃升至40℃,反应速率增加为原来的33倍,完成反应的10%所需时间为原来的1/27,即=2 min.
答案:A
7.一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生反应:2HI===H2+I2,若c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L所需的反应时间为
(  )
A.等于5 s B.大于10 s
C.等于10 s D.小于10 s
解析:v==0.002 mol/(L·s),若反应仍以该速率进行,则t==10 s,但随反应进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,所用时间应大于10 s.
答案:B
8.(2010·江西检测)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年,亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为:5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O.(HClO2为弱酸)向NaClO2溶液中滴加H2SO4,开始时HClO2分解反应缓慢,随后反应迅速加快,其原因是(  )
A.溶液中的Cl-起催化作用
B.溶液中的H+起催化作用
C.ClO2逸出,使反应的生成物浓度降低
D.在酸性条件下,亚氯酸钠的氧化性增强
解析:由题目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用.故正确答案为A.
答案:A
二、非选择题(本题包括5小题,共60分)
9.(12分)对于反应3X(g)+Y(g) ===Z(g),在其他条件不变时,改变其中一个条件,则生成Z的速率(填“增大”“减小”或“不变”):
(1)升高温度:____________;
(2)增大压强:____________;
(3)增大容器容积:______________;
(4)加入X:______________;
(5)加入Y:______________;
(6)压缩体积:______________.
答案:(1)增大 (2)增大 (3)减小 (4)增大
(5)增大 (6)增大
10.(11分)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0.
(1)保持容器容积不变,再向其中充入1 mol H2,反应速率________,理由是_________.
(2)保持容器容积不变,向其中充入1 mol N2(不参加反应),反应速率________,理由是____________________.
(3)保持容器内气体的压强不变,向其中充入1 mol N2,反应速率________,理由是__________________________.
解析:(1)H2为反应物,向容器中再充入1 mol H2时,反应物浓度增大,反应速率增大.
(2)容积不变时,充入与反应无关的气体N2,反应物的浓度不变,反应速率不变.
(3)保持气体的压强不变时,再充入1 mol N2,容器体积增大,各成分浓度减小,反应速率减小.
答案:(1)增大 增大反应物浓度,反应速率增大
(2)不变 反应物的浓度不变,反应速率不变 (3)减小 容器的体积变大,反应物浓度减小,反应速率减小
11.(12分)把0.01 mol MnO2粉末加入50 mL过氧化氢的溶液里(ρ=1.1 g·L-1),在标准状况下,放出气体的体积V和时间t的关系曲线如图所示.
(1)实验时放出气体的总体积是______________.
(2)放出一半气体所需的时间约为_______________________________________.
(3)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序是__________________.
(4)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为______________________.
(5)根据曲线形状解释反应速率的变化情况.
________________________________________________________________________.
解析:(1)用作图法求解,曲线水平时,对应V轴体积是60 mL,即放出气体的总体积.
(2)60 mL的一半是30 mL,30 mL对应的时间约是1 min.
(3)开始时,反应物浓度大,反应速率快,故四点中,D点最快,A点最慢.
(4)2H2O22H2O+O2↑
2 mol 22.4 L
n(H2O2) 0.06 L
n(H2O2)=0.0054 mol,
c(H2O2)==0.11 mol/L,
(5)曲线的斜率逐渐减小,说明随浓度的下降,反应速率逐渐减小.
答案:(1)60 mL (2)1 min (3)D>C>B>A
(4)0.11 mol/L (5)随着c(H2O2)减小,反应速率减小
12.(12分)影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究.
他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L).设计实验方案来研究影响反应速率的因素.
甲同学研究的实验报告如下表:
实验步骤 现 象 结 论
①分别取等体积的2 mol/L的硫酸于试管中②______________ 反应速率Mg>Fe,Cu不反应 金属的性质越活泼,反应速率越快
(1)甲同学表中实验步骤②为__________________.
(2)甲同学的实验目的是________________________________
____________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是__________.
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行定量实验.
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是________________________________.
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是____________________________________;
该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是_________________________________.
解析:本题通过实验,对化学反应速率的因素进行了探究,主要考查了学生设计实验方案的能力以及对比分析的能力.
答案:(1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg
(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)
(4)Mg(或Fe)和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸
常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2;Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化
13.(13分)小明同学在探究常温下酸的性质时,误把H2O2溶液当做酸与Al2O3粉末混合,发现有大量气泡产生.他联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂,那么,Al2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢?请你一起参与探究,并填写下列空白.
(1)[提出问题]Al2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢?
(2)[猜想]①Al2O3能作H2O2分解的催化剂.②Al2O3不能作H2O2分解的催化剂.
(3)[实验验证]
实验步骤 实验现象 实验结论
实验一 将带火星的木条伸入装有H2O2溶液的试管中 木条不复燃
实验二 木条复燃 Al2O3能加快H2O2的分解速率
(4)[结论]Al2O3能作H2O2分解的催化剂.
(5)[讨论与反思]有的同学认为只有上述两个实验,不能完全证明Al2O3在H2O2分解中起了催化作用.还应补充一下上述前后Al2O3的量是否改变的探究实验.
实验三:①准确称量Al2O3(少量)的质量;②完成实验二;③待反应结束后,将实验二试管里的物质进行______________;④________________.
(6)有同学认为,即使实验三中Al2O3在反应前后质量不变,要证明猜想,上述三个实验还不足够,仍需要再增加一个实验,应该探究__________________________________.
解析:在小明同学探究的实验方案中,其证明猜想的两个步骤,仅仅是对Al2O3是否加快H2O2的分解速率进行了探究,通过实验一和实验二不难发现Al2O3的确改变了H2O2的分解速率,Al2O3使H2O2在常温下迅速分解,产生氧气.但是在整个实验方案中,没有涉及Al2O3在化学反应前后,其质量和化学性质是否改变的操作过程.所以,通过实验一和实验二不能确定“Al2O3能作H2O2分解的催化剂”的结论.同样,实验三仅是补充了验证实验前后Al2O3质量是否改变的探究,所以,要想真正探究Al2O3是否能作H2O2分解的催化剂,还需要补充下面的步骤,Al2O3在使H2O2分解前后,其化学性质是否发生改变.
答案:(3)实验一:常温下H2O2不分解(或分解很少) 实验二:在装有H2O2溶液的试管中加入少量Al2O3,然后将带火星的木条伸入试管中
(5)③过滤、洗涤、干燥、称量 ④对比反应前后Al2O3的质量
(6)Al2O3的化学性质在反应前后是否改变【创新方案】高中化学 第二章第四节训练全程跟踪 新人教版选修4
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括8小题,每题5分,共40分)
1.有关化学反应的说法中,正确的是(  )
A.自发反应都是放热反应
B.自发反应都是熵增加的反应
C.自发反应一定能实现
D.非自发反应在一定条件下能实现
解析:自发反应有些是放热反应,有些是吸热反应.自发反应有些是熵增加的反应,有些是熵基本不变或熵减小的反应.对非自发反应的体系输入能量可能使反应发生.
答案:D
2.(2010·福建师大附中高二期末)在恒温恒压、不做功时,反应A+B===C+D在下列哪种情况下,一定能自发进行?(  )
A.ΔH<0、ΔS<0     B.ΔH>0、ΔS<0
C.ΔH<0、ΔS>0 D.ΔH>0、ΔS>0
解析:ΔG=ΔH-TΔS<0一定能自发.
答案:C
3.下列说法正确的是(  )
A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行
B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)
ΔH=+185.57 kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
解析:正确解答本题,首先要明确焓判据和熵判据对化学反应方向的影响,然后利用复合判据进行综合分析判断,同时要注意催化剂在化学反应中的作用.
A项错误,有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行;C项错误,应将二者综合起来即利用复合判据进行判断;D项错误,使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向.
答案:B
4.(2010·潮州高二检测)水的三态的熵值的大小关系正确的是(Sm表示1 mol物质的熵值)(  )
A.Sm(s)>Sm(l)>Sm(g)   B.Sm(l)>Sm(s)>Sm(g)
C.Sm(g)>Sm(l)>Sm(s) D.Sm(s)=Sm(l)=Sm(g)
解析:同一种物质处于气态时熵值最大,液态次之,固态时熵值最小.
答案:C
5.(2010·南通一模)碳酸铵在室温下就能自发分解产生氨气,对其说法正确的是(  )
A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大
B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C.碳酸铵分解是吸热反应,根据能量判据不能自发分解
D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解
解析:(NH4)2CO3的分解为吸热反应,而吸热反应不易自发进行;根据焓变与熵变对化学反应的共同影响,该反应熵值一定增大.
答案:A
6.(2010·无锡模拟)下列过程的方向不用熵判据判断的是(  )
A.氯化铵与结晶氢氧化钡混合研磨,很快会闻到刺激性气味
B.冬天一杯热水很快变冷
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律地混乱排列的几率大
解析:A项2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O===2NH3↑+BaCl2+10H2O是可以自发进行的吸热反应,产生NH3和液态水混乱度增大,属于熵判据.B项有趋向于最低能量状态的倾向,属于能量判据.C项有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于最大混乱度的倾向,属于熵判据.D项扑克牌的无序排列也属于熵判据.
答案:B
7.(2010·郑州期末)灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿.现把白锡制成的器皿放在0℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(  )
[已知在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2180.9 J/mol,ΔS=-6. 61 J/(mol·K),当ΔH-TΔS<0时能自发反应]
A.会变         B.不会变
C.不能确定 D.升高温度才会变
解析:在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态.因此,在0℃、100 kPa条件下,白锡转化为灰锡的ΔH-TΔS=-2180.9 J/mol-273 K×[-6.61 J/(mol·K)]=-376.37 J/mol<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡.
答案:A
8.已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下:
(1)CuSO4+Na2CO3:
Cu2++CO+H2O===Cu(OH)2↓+CO2↑(主要)
Cu2++CO===CuCO3↓(次要)
(2)CuSO4+Na2S:
Cu2++S2-===CuS↓(主要)
Cu2++S2-+2H2O===Cu(OH)2↓+H2S↑(次要)
则下列对物质溶解度的比较正确的是(  )
A.Cu(OH)2>CuCO3>CuS
B.Cu(OH)2<CuCO3<CuS
C.CuS>Cu(OH)2>CuCO3
D.CuS<Cu(OH)2<CuCO3
解析:主要反应方向也就是反应自发进行的方向,也就是溶解度减小的过程.故溶解度CuS<Cu(OH)2<CuCO3.
答案:D
二、非选择题(本题包括5小题,共60分)
9.(8分)已知100 kPa、298.15 K时有以下反应.
NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)
ΔH=+176.4kJ/ mol ΔS=+284.3 J/(mol·K)
NH4Cl分解自发进行的最低温度是________.
解析:根据ΔH-TΔS<0时才能自发进行.
176.4kJ/ mol-T×284.3×10-3kJ/( mol·K)<0
得T>=620.5 K.
答案:620.5 K
10.(9分)对于汽车尾气的净化反应:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),在298 K,100 kPa下,ΔH=-113.0 kJ/mol,ΔS=-145.3 J/(mol·K),通过计算说明该反应在室温下能不能自发进行?_____________________________________________________________.
解析:ΔH=-113.0 kJ/mol,ΔS=-145.3 J/(mol·K),T=298 K,ΔH-TΔS=-113.0 kJ/mol-298 K×[-145.3×10-3 kJ/(mol·K)]=-69.7 kJ/mol<0,因此室温下反应能自发进行.
答案:室温下该反应能自发进行
11.(18分)已知2CO(g) CO2(g)+C(s),T=980 K时,ΔH-TΔS=0.当体系温度低于980 K时,估计ΔH-TΔS的正负符号为________;当体系温度高于980 K时,ΔH-TΔS的正负符号为________.在冶金工业中,以C作为还原剂,温度高于980 K时的氧化产物是以________为主,低于980 K时以________为主.
解析:由2CO(g) CO2(g)+C(s)可知ΔS<0,T=980 K时,ΔH-TΔS=0,故ΔH<0; 当T<980 K时,ΔH-TΔS<0.以C作还原剂,T>980 K时,2CO(g) CO2(g)+C(s)逆反应自发进行,氧化产物以CO为主;T<980 K时,2CO(g) CO2(g)+C(s)正反应自发进行,氧化产物以CO2为主.
答案:负 正 CO CO2
12.(18分)某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质.所查资料信息如下:
①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示:
请回答下列问题:
(1)H2与硫化合的反应__________(填“放出”或“吸收”)热量.
(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合:___________.
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是____________(填序号).
解析:(1)由图示可知H2与硫化合的反应ΔH<0,故为放热反应.
(2)由图示可知H2与Te化合的反应ΔH>0,H2Te分解时ΔS>0,则化合生成H2Te的ΔS<0,即ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行.
答案:(1)放出 (2)因为化合时ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行 (3)①②③
13.(8分)由能量判据(以焓变为基础)(符号为ΔH,单位为kJ/mol)和熵判据[符号为ΔS,单位为J/(mol·K)]组合而成的复合判据,即体系自由能变化(符号为ΔG,单位为kJ/mol)将更适合于所有过程的自发性判断.公式为ΔG=ΔH-TΔS(T指开尔文温度);若ΔG<0,反应自发进行.电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是:SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(g) ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ/mol ΔS(298.15 K)=-75.8 J/(mol·K) 设ΔH和ΔS不随温度变化而变化,要保证此反应自发进行的温度条件是__________________.
解析:根据公式ΔG=ΔH-TΔS,要保证ΔG<0,ΔH答案:小于1240 K【创新方案】高中化学 第二章第三节第三课时训练全程跟踪 新人教版选修4
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括8小题,每题5分,共40分)
1.关于化学平衡常数的叙述中,正确的是(  )
A.只与化学反应方程式本身和温度有关
B.只与反应的温度有关
C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响
D.是只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数
解析:化学平衡常数决定于两个方面的因素:化学反应的本身和反应体系的温度,与起始浓度等其他外界条件没有任何关系.
答案:A
2.2000 K时,反应CO(g)+O2(g)CO2(g)的平衡常数为K,则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的平衡常数K′为(  )
A.          B.K2
C. D.
解析:反应CO(g)+O2(g) CO2(g)的平衡常数K=,
的反应2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)的平衡常数K′===[]2=.
答案:C
3.298 K时,各反应的平衡常数如下:
① N2(g)+O2(g) 2NO(g)  K=1×10-30
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) K=2×1081
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) K=4×10-92
则常温下,NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是(  )
A.① B.②
C.③ D.无法判断
解析:要判断NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向,则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数,然后比较大小.由计算可知:
①2NO(g) N2(g)+O2(g) K=1×1030
②2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) K=5×10-82
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) K=4×10-92
平衡常数越大,表示反应进行得越彻底,因此反应①即NO分解放氧的倾向最大.
答案:A
4.(2010·淮北一中期末)将1 mol CO和1 mol NO2充入密闭容器中,在催化剂存在下发生反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)并达到化学平衡,发现有50%的CO转化为CO2.在其他条件不变的情况下,若将1 mol CO和2 mol NO2充入上述反应器中,则反应达到化学平衡时,混合气体中的CO2的体积分数是(  )
A.           B.
C. D.
解析:第一种情况,平衡时CO2的物质的量为0.5 mol,若将1 mol CO和2 mol NO2充入上述反应器中时,则0.5 mol<n(CO2)<1 mol,<CO2的体积分数<.
答案:C
5.(2010·广州模拟)某温度下,向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3,当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数为(  )
A.3.2×103        B.1.6×103
C.8.0×102 D.4.0×102
解析:      2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
c(始)/(mol·L-1) 0 0 0.05
c(变)/(mol·L-1) 0.01 0.005 0.01
c(平)/(mol·L-1) 0.01 0.005 0.04
K==3.2×103.
答案:A
6.(2010·重庆高考)COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是(  )
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑤ D.③⑤⑥
解析:本题考查外界因素对化学平衡移动的影响,从不同层面考查勒夏特列原理的应用.该反应为吸热反应,升温则平衡正向移动,反应物转化率提高,①正确;恒容时,通入惰性气体,反应物与生成物浓度不变,平衡不移动,②错;增加CO浓度,平衡逆向移动,反应物转化率降低,③错;该反应正反应为气体分子数增大的反应,减压时平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高,④正确;催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡状态,⑤错;恒压时,通入惰性气体,容器体积增大,反应物与生成物浓度降低,平衡向气体增加的方向移动,即向正反应方向移动,反应物转化率提高,⑥正确.
答案:B
7.(2010·安徽高考)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)
ΔH<0
在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是(  )
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡
D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
解析:本题考查化学平衡知识,意在考查考生运用平衡理论解决实际问题的能力.该反应是气体体积增大的放热反应,A项升高温度,平衡逆向移动 ,平衡常数减小,不正确;B项,增大NH3的浓度,平衡向右移动,使氮氧化物的转化率增大,不正确;C项NO.N2的消耗分别代表正反应和逆反应,正确;D项,催化剂不影响化学平衡的移动,不正确.
答案:C
8.在温度和压强不变时,1 L NO2高温分解(2NO22NO+O2),达到平衡时体积变为1.3 L,这时NO2的转化率为(  )
A.40% B.20%
C.60% D.5%
解析:解答该题可利用差量法计算.
2NO22NO+O2 ΔV
2 1
0.6 L 1.3 L-1 L
NO2的转化率为×100%=60%.
答案:C
二、非选择题(本题包括5小题,共60分)
9.(12分)高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0
其平衡常数可表示为K=,已知1100℃时K=0.263,且化学平衡常数只与温度有关,不随浓度和压强的变化而变化.
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的浓度比值________,平衡常数K值________(均填“增大”“减少”或“不变”).
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态________(填“是”或“否”),此时,化学反应速率是v(正)________(填“大于”“小于”或“等于 ”)v(逆),其原因是_________________
________________________________________________________________________.
解析:(1)反应的正方向是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,c(CO2)增大,c(CO)减小,所以平衡常数K=要增大.
(2)平衡时,CO2、CO的浓度比值等于平衡常数,若比值不等于平衡常数,就处于非平衡状态.将c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L代入可得==0.25<0.263.所以此时不是平衡状态,为了使浓度值等于平衡常数,二氧化碳浓度要增大,一氧化碳浓度要减小.所以,平衡将正向移动,正反应速率大于逆反应速率.
答案:(1)增大 增大
(2)否 大于 因温度不变,K值不变,此时<0.263,为增大的比值,需v(正)>v(逆)
10.(12分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________.
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应.
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________.
A.容器中压强不变    B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃.
解析:(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出
K=.
(2)由表中数据可以看出温度越高,平衡常数越大,说明反应混合物中CO或H2O的浓度越大,即升温,平衡向右移动,正反应为吸热反应.
(3)该反应为物质的量不变的反应,反应过程中压强始终不变,与是否平衡无关.
(4)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,K=1,此时的温度由表中数据可知为830℃.
答案:(1) (2)吸热
(3)BC (4)830
11.(12分)已知可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2,达到平衡时,K=,K是常数,只与温度有关,与浓度无关.
(1)830 K时,若起始时:c(CO)=2 mol/L,c(H2O)=3 mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为________;K值为________.
(2)830 K时,若只将起始时,c(H2O)改为6 mol/L,则水蒸气的转化率为________.
(3)若830 K时,起始浓度c(CO)=a mol/L,c(H2O)=b mol/L,H2的平衡浓度c(H2)=c mol/L
①a、b、c之间的关系式是________.
②当a=b时,a=________.
解析:(1)      CO+H2O(g)CO2+H2
起始浓度/(mol·L-1) 2  3      0   0
转化浓度/(mol·L-1) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度/(mol·L-1) 0.8 1.8 1.2 1.2
K==1,
α(H2O)=×100%=40%.
(2)设水蒸气的转化浓度为x.
       CO+H2O(g)CO2 + H2
起始浓度/(mol·L-1) 2   6    0   0
转化浓度/(mol·L-1) x x x x
平衡浓度/(mol·L-1) 2-x 6-x x x
K==1,x=1.5 mol/L,
α(H2O)=×100%=25%.
(3)       CO+H2O (g) CO2+H2
起始浓度(mol/L) a   b     0   0
转化浓度(mol/L) c c c c
平衡浓度(mol/L) a-c b-c c c
则=1.把b=a代入上式,可得a=2c.
答案:(1)40% 1 (2)25%
(3)①=1 ②2c
12.(14分)(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示______________________,K值的大小与温度的关系是:温度升高,K值______________(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”).
(2)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2+Q(Q>0)
CO和H2O的浓度变化如图所示,则0~4 min间平均反应速率v (CO)=________mol/(L·min).
(3)t℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如下表.
t℃时物质浓度(mol/L)的变化
时间(min) CO H2O CO2 H2
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
5 0.116 0.216 0.084
6 0.96 0.266 0.104
①表中3~4 min之间反应处于________状态;c1数值________ 0.08 mol/L(填“大于”“小于”或“等于”).
②反应在4~5 min间,平衡逆向移动,可能的原因是________(单选),表中5~6 min之间数值发生变化,可能的原因是________(单选).
a.增加水蒸气      b.降低温度
c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
解析:(1)根据平衡常数的定义可以作出回答.
(2)v(CO)=
=0.03 mol/(L·min).
(3)由题设表格中数据分析3~4 min时各物质的浓度没变,说明处于平衡状态;根据题给表中数据0~2 min c(CO)每分钟减少=0.031 mol/L,
根据速率与浓度的关系,随浓度的减小,CO的变化速率减小,所以第3 min时, c(CO)>0.138 mol/L-0.031 mol/L>0.08 mol/L.4~5 min间平衡逆向移动,根据平衡移动的影响因素和题给条件分析应该是加入了生成物,即d;5~6 min之间c(CO)减小,而c(H2O)和c(CO2)增大,说明一定是增加了水蒸气,使平衡正向移动.
答案:(1)可逆反应进行的程度越大 可能增大也可能减小 (2)0.03 (3)①平衡 大于 ②d a
13.(10分)酸雨被称为“空中死神”,20世纪全球SO2的排放量增加了6倍,导致酸雨降落范围日益扩大,其酸度不断上升.据报道欧洲酸雨酸度每年增加10%,酸雨使土壤酸化,使林木死亡,造成湖泊中大量鱼类死亡.SO2虽然是大气污染物,但也是重要的化工原料,综合的治理和应用SO2会造福人类.
例如:在H2SO4生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
某温度下,将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,体系在不同压强下达到平衡时,SO2的转化率(α)与体系的压强(p)的关系如图所示,根据图示回答问题:
(1)反应体系达到平衡后,体系的总压强为0.1 MPa,该反应的平衡常数等于________.
(2) 平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)________(填“大于”“小于”或“等于”)K(B).
解析:(1)由图示可知:当p=0.10 MPa时,α=0.80.
       2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
c始/(mol·L-1)   0.2   0.1      0
c转/(mol·L-1) 0.16 0.08 0.16
c平/(mol·L-1) 0.04 0.02 0.16
K===800.
(2)平衡状态由A变到B时,温度不变,
则K(A)=K(B).
答案:(1)800 (2)等于(共37张PPT)
第三课时 化学平衡常数
一、化学平衡常数的含义及其表达式
1.含义
在一定 下,当一个可逆反应达到 时,
生成物 与反应物 的比值是一
个常数,简称 ,用符号 表示.
平衡常数
温度
浓度幂之积
化学平衡
浓度幂之积
K
二、化学平衡常数的意义
1.化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标
志.它能够表示可逆反应进行的完全程度.可以说,化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现.
2.K值越大,说明反应进行得程度越 ,反应物转化
率 ;反之,反应进行的程度 ,转化率 .
越大
完全
就越不完全
就越小
3.K只受 影响,与反应物或生成物的浓度变化

4.对只有固体、水参加或生成的反应来说,固体、水的浓
度视为“1”.
温度
无关
在平衡常数的表达式中,表示出的浓度幂是什么状态下的物质?
提示:由于固体或纯液体,其浓度可视为不变的值,故在平衡常数的表达式中只表达出气体或溶液中溶质的浓度,而不体现固体或纯液体.
1.对于一个可逆反应,升高温度,平衡常数一定增大
(  )
提示:错误.因为升高温度,放热和吸热反应的平衡移动方向相反,故升高温度,吸热反应的平衡常数增大,放热反应的平衡常数减小.
2.对于一个可逆反应,平衡正移时,平衡常数一定增
大 (  )
提示:错误.因为平衡常数只与温度有关,当改变温度使平衡正移时平衡常数增大.当只改变浓度或压强使平衡正移时,平衡常数不变.
3.对于一个可逆反应,只要平衡常数增大,平衡一定
正移 (  )
提示:正确.因为平衡常数的大小只受温度的影响,对于放热反应,降低温度,平衡正移.此时平衡常数增大;对于吸热反应,升高温度,平衡正移,平衡常数也增大.
一、化学平衡常数的应用
1.判断反应进行的程度
K值越大,平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,反应进行得越不完全,反应物转化率越小.
2.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.
3.计算转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率.
当Q=K时,反应处于平衡状态;
当Q当Q>K时,反应逆向进行.
[特别关注]
(1)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态
下的浓度,不能用任一时刻的浓度值.
(2)化学平衡常数不表示反应的快慢,即化学反应速率快,
K值不一定大.
(3)使用催化剂能改变化学反应速率,但不会改变平衡常数.
二、化学平衡的计算
1.浓度关系
对于可逆反应mA(g)+nB(g)?? pC(g)+qD(g),在一定条件下达到平衡状态后,其浓度关系为:
反应物:起始浓度-变化浓度=平衡浓度
生成物:起始浓度+变化浓度=平衡浓度
各物质变化浓度之比等于化学方程式中计量数之比:
c(A)∶c(B)∶c(C)∶c(D)=m∶n∶p∶q
考查点一 化学平衡常数及其应用
[例1] (2010·金华质检)在一定温度下的密闭容器中,加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应:CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得n(H2)为0.5 mol,下列说法不正确的是 (  )
A.在该温度下平衡常数K=1
B.平衡常数与反应温度无关
C.CO的转化率为50%
D.其他条件不变改变压强平衡不移动
[解析] CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)
起始(mol) 1 1 0 0
反应(mol) 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡(mol) 0.5 0.5 0.5 0.5
由反应方程式及以上数据判断可得,A、C、D项均正确.平衡常数与反应温度有关,B项错.
[答案]  B
答案: D
考查点二 化学平衡的计算
[例2] 黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其燃烧产物为SO2和Fe3O4.
(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040 mol/L.该条件下反应的平衡常数K=________,SO2的平衡转化率为________.
(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的是________(填字母).
A.升高温度 B.降低温度
C.加入催化剂 D.移出氧气
[答案]  (1)1.6×103 80% (2)B
(2)所给反应是放热反应,在体积不变时,若要提高SO2
的平衡转化率,需使化学平衡正向移动,升高温度、移出氧气平衡逆向移动,加入催化剂平衡不移动,降低温度平衡正向移动.
2.某温度下在密闭容器中发生如下反应:2M(g)+
N(g)??2E(g),若开始时,只充入2 mol E气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体,达到平衡时M的转化率为 (  )
A.20%          B.40%
C.60% D.80%
解析:开始时向容器中充入2 mol E与充入2 mol M和1 mol N的混合气体,最终达到的平衡状态完全相同,即两种情况下达到平衡时,容器中M、N、E的物质的量分别相等.
若开始时向容器中充入2 mol E,则
答案: C
点击此图片进入训练全程跟踪(共47张PPT)
一、简化的有效碰撞理论(绪言部分)
1.有效碰撞
分子之间的碰撞能够引发 ,这样的碰撞叫有
效碰撞.
化学反应
2.活化分子和活化能
(1)活化分子
能够发生 的分子.活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们的能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,破坏分子内部原子之间的“结合力”,从而使反应物分子被破坏,重新组合成生成物分子,发生化学反应.
有效碰撞
(2)活化能
概念: .
活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子.即普通分子+活化能 活化分子.活化能的大小虽然表示一般分子成为活化分子的难易程度,但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响.
活化分子比普通分子所高出的能量
(3)活化能与化学反应速率
在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的.活化分子的百分数越大,单位体积内的活化分子数 ,单位时间内有效碰撞的次数 ,化学反应速率就 .
越多
越多
越大
二、影响化学反应速率的因素
1.内因
参加反应的物质的性质和反应的历程是决定化学反应速率的主要因素.
2.外因
(1)浓度
①影响
其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率 ;减小反应物浓度,反应速率 .
②原因
其他条件不变时,增大反应物的浓度―→单位体积内
增多―→ 几率增大―→反应速率 .
增大
减小
活化分子数
有效碰撞
增大
(2)压强
①影响
对于气体反应,相同温度下,增大压强(减小容器体积),反应速率 ;减小压强(增大容器体积),反应速率 .
②原因
对于气体反应,在相同温度下,增大压强―→
增大―→反应速率 .
增大
减小
反应物浓度
增大
(3)温度
①影响
其他条件不变,升高温度,反应速率 ;降低温度,反应速率 .
②原因
其他条件不变,升高温度―→ 增大―→ 几率增大―→化学反应速率 .
增大
减小
有效碰撞
活化分子百分数
增大
(4)催化剂
①影响
使用催化剂可加快反应速率.
②原因
使用催化剂―→改变反应的 ,降低反应所需
―→ 增大―→ 几率增大―→化学反应速率 .
历程
活化能
增大
活化分子百分数
有效碰撞
(5)其他对化学反应速率产生影响的因素
如光辐照、放线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等.
以Zn和稀H2SO4反应制取H2为例讨论,影响该反应的速率除以上因素外还有哪些.
提示:固体表面积:相同质量的固体,颗粒越小,表面积越大,把Zn粒改为Zn粉,反应速率加大.
1.活化能越大,反应速率越大,活化能越小,反应速
率越小 (  )
提示:错误.因为活化能越大,普通分子变成活化分子越难,反应速率越小.
2.升高温度,反应加快,是因为增加了分子动能,使
更多的普通分子变成了活化分子,活化分子百分数增加,从而使反应加快 (  )
提示:正确.
3.使用催化剂,反应速率加快,是因为降低了反应的
活化能,使活化分子百分数增加,从而加快了反应
(  )
提示:正确.催化剂降低了反应的活化能,使部分普通分子也变成了活化分子,从而加快了反应.
4.增大体系的压强,反应速率一定加快 (  )
提示:错误.增大压强的因素有多种情况.关键看气体的浓度是否增大,若增大气体浓度,反应加快,否则不能加快,如N2、H2浓度并没增大,有效碰撞次数不增加,反应仍不能加快.
一、从活化分子角度解释外界条件对反应速率的影响
活化能 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大浓度 不变 增加 增加 不变 增加 增大
增大压强 不变 增加 增加 不变 增加 增大
升高温度 不变 不变 增加 增加 增加 增大
加催化剂 减小 不变 增加 增加 增加 增大
[特别关注]
(1)活化分子数发生变化,活化分子百分数不一定变化.
(2)影响有效碰撞次数的是单位体积内的活化分子数,故影响化学反应速率的是单位体积内的活化分子数.
二、理解外界因素对化学反应速率影响的注意事项
1.浓度
(1)对于固体反应物或纯液体,其浓度是常数,因此增
加或减少其物质的量,反应速率不变.
(2)固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,
表面积越大,反应速率越大.
2.压强
(1)对于固体或液体,压强的变化,基本不影响浓度,也
不影响其反应速率.如反应CuO+H2SO4===CuSO4+H2O,增大压强,化学反应速率不变.
(2)恒容时充入“惰气”,容器总压强增大,但各反应物的
浓度不变→反应速率不变.
(3)恒压时充入“惰气”,容器总压强不变,引起体积增大
→各反应物浓度减小→反应速率减慢.
3.温度
(1)经验规则:温度每升高10℃,反应速率通常增大到
原来的2~4倍.
(2)温度对反应速率的影响,既适用于放热反应,也适
用于吸热反应.
4.催化剂
(1)有的反应需要催化剂,有的反应不需要催化剂,有的催
化剂对多个反应有催化作用,有的催化剂只对一个反应
有催化作用,使用催化剂能同等程度地改变化学反应速率.
(2)有的催化剂能增大反应速率,叫正催化剂;有的催化剂能
减小反应速率,叫负催化剂.
(3)催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用.
三、化学反应速率的图像
对于反应物和生成物均为气态的反应,其速率与条件的图像为:
1.其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小气体容器
的容积),反应速率随着压强的增大而增大,如图A.
2.其他条件一定,减小气态反应物的压强(扩大气体容器
的容积),反应速率随着压强的减少而减小,如图B.
3.温度、气体容器的容积都一定,随着时间的延长,SO2、
H2S物质的量逐渐减少,气体的压强逐渐减少,反应速率逐渐减小,如图C.
4.分别在较低温度T1和较高温度T2下反应,使气态反应
物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大,如图D.
考查点一 影响化学反应速率的因素
[例1] 把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL.此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是 (  )
A.10℃ 20 mL 3 mol/L的X溶液
B.20℃ 30 mL 2 mol/L的X溶液
C.10℃ 10 mL 4 mol/L的X溶液
D.10℃ 10 mL 2 mol/L的X溶液
[解析] 分析本题,在其他条件不变的情况下,比较速率大小,先比较浓度的大小.此时,浓度必须是混合后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等,所以只要求出X的浓度是最大者反应最快,然后比较温度的高低.
[答案]  B
由此可见,混合后A、B选项中X的浓度最大,但是二者温度不同.A项中为10℃,B项中为20℃,故选项B中反应速率最大.
1.已知反应CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,下
列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考虑CaCO3与HCl接触面积改变的影响) (  )
A.加大CaCO3的量    B.加大盐酸的浓度
C.加大盐酸的量 D.减小CaCl2的浓度
解析:加大反应物的量不影响化学反应速率,改变浓度才影响化学反应速率,由于给定的反应是不可逆反应,因此,此化学反应的速率和生成物的浓度无关.
答案: B
考查点二 影响化学反应速率因素的理论原因
[例2] 下列说法正确的是 (  )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百
分数,从而使有效碰撞的次数增加
B.对于有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反
应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大
了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而
成千成万倍地增大化学反应速率
[答案] CD
[解析] 增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增加,但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量(即活化能)都未发生变化,活化分子百分数并未改变.升高温度可以增大反应物分子的能量,催化剂可以减小反应发生所需能量,两种方法都能使一部分能量较低的分子变成活化分子,从而使活化分子百分数增大.
2.在气体反应中,改变条件:①增大反应物的浓度,②
升高温度,③增大压强,④移动生成物,⑤加入催化剂.能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是 (  )
A.①⑤          B.①③
C.②⑤ D.③⑤
解析:升高温度,反应物分子的能量升高,使更多的分子转变为活化分子,增加了活化分子的百分含量;使用催化剂是降低了化学反应的活化能,使更多的分子在自身能量不变的前提下成为活化分子,增大了活化分子的百分含量.
答案:C
考查点三 有关化学反应速率的图像
[例3] 将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示,在相同的条件下,b g (a>b)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是 (  )
[答案] C
[解析] 粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积大,故在相同条件下,与相同浓度的盐酸反应时化学反应速率大,即单位时间内损失的碳酸钙的质量大,可排除A、B.由于a>b,粉末状碳酸钙的消耗量小于块状碳酸钙,故当粉末状碳酸钙完全消耗时,块状碳酸钙尚有剩余,此后,单位时间内块状碳酸钙的损失量又大于粉末状碳酸钙的损失量.
[关键一点]
解答有关化学反应速率图像题时,应注意分析以下几点:
(1)分析起点:分清是反应物还是生成物,浓度或物质的量减小的是反应物,浓度或物质的量增大的是生成物.反应物以高于原点为起点,生成物多以原点为起点.
(2)分析变化趋势:如升温或降温,加压或减压等,
注意浓度、温度、压强的改变等对化学反应速率的影响.
(3)分析终点:确定反应物减少的浓度或生成物增大
的浓度.
(4)分析时间:如图像中的拐点、突变点等.注意分
析曲线的连续或跳跃所代表的含义.
3. (2010·信阳高二检测)把除去氧化膜的
镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试
管中,发现H2的生成速率v随时间t的
变化关系如图所示.其中O~t1段速率变化的主要因素
是______;t1~t2段速率变化的主要因素是________.
答案:温度 盐酸的浓度
解析:根据影响化学反应速率的因素,镁与盐酸反应,反应物的性质已定,应从外因考虑,又知压强不变且无催化剂,因而,影响此反应速率的主要因素是盐酸的浓度和反应的温度.
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一、判断化学反应进行方向的判据
科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于 和由 变为 的自然现象,为最终解决化学反应的方向问题,提出了相互关联的判据.
最低
“有序”
“无序”
1.能量判据
(1)自发过程和自发反应
自发过程:在一定条件下 就能自动进行的过程.
自发反应:在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度,就称为自发反应.
不用借助外力
(2)能量判据
经验表明,那些不用借助外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是体系趋向于从 状态转变为 状态(这时体系会对外部做功或者释放热量),由此总结出的经验规律就是所谓的焓判据.
高能
低能
2.熵判据
(1)熵
在密闭条件下,体系 转变为 的倾向.因为与有序体系相比, “更加稳定”,可以采取更多的存在方式.科学家把这种因素称作熵.
从有序自发
无序
无序体系
(2)熵判据
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵 ,即熵变(ΔS)大于零.这个原理也叫熵增原理.在用来判断过程的方向时,就称为熵判据.
从液体和气体分子的排布和运动的角度来看,气体与液体比较,分子自由活动的程度增大了,也就是说气体的混乱度比液体大,所以随着液体的蒸发,尽管是吸热,但由于分子存在的状态增大了混乱度,因而仍可自发进行.
增大
(3)熵值大小的比较
同种物质不同状态时熵值大小为S(g) S(l) S(s).


二、化学反应进行方向的判断
大量事实告诉我们,过程的自发性只能用于判断
,不能确定过程是否一定发生和过程发生的 .由 和 组合而成的 ,将更适合于所有的过程.只根据一个方面来判断反应
进行的方向是不全面的.
过程的方向
速率
复合判据
焓判据
熵判据
反应热 混乱度 所属反应的自发性 反应举例
放热 增大 2H2O2(l)===2H2O
(l) +O2(g)
放热 减小 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
自发进行
也可能自发进行
反应热 混乱度 所属反应的自发性 反应举例
吸热 增大 CaCO3(s)===CaO(s) +CO2(g)
吸热 减小 3O2(g)===2O3(g)
也可能自发进行
不能自发进行
是否能从焓判据和熵判据单独来判断反应进行的方向?
提示:不能从单一的焓判据或熵判据来判断化学反应进行的方向.
但一般低温时以焓变影响为主,高温时,以熵变影响为主.
1.放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的(  )
提示:错误.反应是否自发,不是根据吸热、放热简单划分的,有些吸热反应也是自发的.如2NH4Cl+Ba(OH)2===BaCl2+2NH3·H2O.
2.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小(  )
提示:错误.判断反应自发与否,不仅要看熵变,还要看焓变.只有综合这两个因素,才能对反应的自发与否作出判断.
3.对于反应2NO2(g)?? N2O4(g) ΔH<0,从能量角度
看该反应是自发的,从熵变角度看该反应是非自发的 (  )
提示:正确.放热反应,使物质的总能量降低,而该反应的正反应物质的混乱度降低,是熵减的反应.
4.水结冰的变化,从焓变角度是自发的,从熵变角度分
析是非自发的,所以外界条件决定了该过程的自发性与否 (  )
提示:正确.水结冰是放热的,但熵变是减小的,在温度较高的情况下,该过程不自发,在温度较低的情况下才自发.
一、化学反应方向与焓变、熵变的关系
1.化学反应方向与焓变的关系
(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应.
例如:在常温、常压下,氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的,反应放热:
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)
ΔH(298 K)=-444.3 kJ/mol
(2)有不少吸热反应也能自发进行,
例如:NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===
CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
ΔH(298 K)=+37.30 kJ/mol
(3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较
高温度下则能自发进行.
例如:在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应.
CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH(298 K)=+178.2 kJ/mol
ΔH(1 200 K)=+176.5 kJ/mol
2.化学反应方向与熵变的关系
(1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行. 产
生气体的反应,气体物质的物质的量增大的反应,熵变通常都是正值,为熵增加反应.例如:
2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===
CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
(2)有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行,但
在较高温度下可以自发进行.例如:
CaCO3(s)?? CaO(s)+CO2(g)
C(s,石墨)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
(3)铝热反应是熵减小的反应,它在一定条件下也可以自
发进行.
2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s)
事实证明,熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素.
[特别关注]
在分析一个具体化学反应自发进行的方向时,不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析,否则,可能会得出错误的结论,要注意应用焓判据和熵判据综合进行分析,即凡是能够使体系能量降低、熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向.
二、自由能变化在化学反应方向判断中的应用
体系的自由能变化(符号为ΔG,单位为kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于化学反应自发进行方向的判断.
在温度、压力一定的条件下,ΔG=ΔH-TΔS.
(1)如果反应的ΔH<0,ΔS>0,则该反应一定能自发进行.
(2)如果反应的ΔH>0,ΔS<0,则该反应一定不能自发进行.
(3)如果反应的ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反应能否
自发进行与反应的温度有关.
例如,反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH<0,ΔS<0,该反应在较低温度下能自发进行,而在较高温度下不能自发进行.反应CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH2>0,ΔS>0,该反应在较低温度下不能自发进行,而在较高温度下能自发进行.
[特别关注]
(1)根据ΔH-TΔS<0判断的只是反应能否自发进行的可能性,具体的反应能否实际发生,还涉及化学反应速率的问题.
(2)若无任何外加条件,可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的.
考查点一 自发过程与自发反应
[例1] 下列过程是非自发的是 (  )
A.水由高处向低处流    B.煤炭的燃烧
C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰
[解析] 自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化,都是自发过程,其逆向都是非自发的.
[答案]  D
解析:能否自发进行与反应的快慢不能相提并论,能自
发进行不一定反应快.因为反应快慢受反应条件的影响,A项错误;非自发反应,在一定条件下也可实现,B项不
正确;D项属于非自发反应,只有C选项符合题意.
答案: C
考查点二 焓判据和熵判据的综合应用
[例2]  (2010·杭州学军中学第四次月考)250℃和1.01×105 Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) 
ΔH=+56.76 kJ/mol,自发进行的原因是 (  )
A.是吸热反应
B.是放热反应
C.是熵减少的反应
D.熵增大效应大于能量效应
[答案] D
[解析] 对于吸热反应,若是熵减少则不能自发进行,所以必须熵增大效应大于能量效应,D选项符合题意.
2.(2010·盐城模拟)下列有关说法正确的是 (  )
A.SO2(g)+H2O(g)===H2SO3(l),该过程熵值增大
B.SO2(g)===S(s)+O2(g) ΔH>0,ΔS<0,该反应能
自发进行
解析: A中气体生成液体是熵减的反应,不正确.B中ΔH>0,ΔS<0不能自发进行.C中是一个ΔH<0,ΔS<0的反应,由ΔH-TΔS可知,低温下能自发进行,C正确.
答案: CD
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(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括8小题,每题5分,共40分)
1.(2010·佛山模拟)对处于化学平衡的体系,关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是(  )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.只有在催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
解析:A项:若v正、v逆同等程度地变化(如使用催化剂),平衡不移动;B项,若反应前后气体体积不变,增大压强,v正、v逆均增大,但v正=v逆,平衡也不发生移动;C项,反应进行的程度与反应速率的大小无关.
答案:D
2.已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g) ΔH<0,下列说法中正确的是(  )
A.升高温度,正反应速率增加,逆反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该平衡正向移动
解析:这是一个正反应方向气态物质的量减小的放热反应,所以升高温度,正、逆反应速率都增加,且能缩短达到平衡的时间;达到平衡后,升高温度,平衡左移;增大压强,平衡右移.
答案:B
3.(2010·孝感高二检测)反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定温度下达到平衡,下列各种情况不能使平衡发生移动的是(  )
A.保持温度和压强不变,充入氮气
B.保持温度和容积不变,充入氮气
C.温度、容积不变,通入SO2气体
D.保持温度和容积不变,充入少量H2S气体
解析:恒温恒压下充入氮气,容器容积增大,各组分浓度同等倍数减小,相当于减压,平衡逆向移动,A项不符合题意;恒温恒容下充入N2,对原平衡各组分的浓度无影响,平衡不移动,B项符合题意;恒温恒容下通入SO2气体增大了SO2的浓度,平衡正向移动,C项不符合题意;恒温恒容下通入H2S气体,SO2浓度减小,平衡逆向移动,D项不符合题意.
答案:B
4.(2010·高密模拟)在常温下,下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化,但颜色变化不受压强变化影响的是(  )
A.2NO2N2O4
B.2NO22NO+O2
C.2HIH2+I2
D.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
解析:A项和B项,压强改变化学平衡移动,气体颜色变化.C项,由于反应在常温下进行,I2为固体,压强的变化虽能使平衡移动,但气体无颜色变化.D项,是在溶液中进行的反应,压强对平衡无影响.
答案:D
5.在一定条件下,固定容积的密闭容器中反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)ΔH>0,达到平衡.当改变其中一个条件x时,y随x的变化符合图中曲线的是(  )
A.当x表示温度时,y表示NO2的物质的量
B.当x表示压强时,y表示NO2的转化率
C.当x表示反应时间时,y表示混合气体的密度
D.当x表示NO2的物质的量时,y表示O2的物质的量
解析:A项,升高温度,2NO22NO+O2 ΔH>0的平衡正向移动,NO2的物质的量减少,与图像表示的一致;B项,增大压强,平衡逆向移动,NO2的转化率降低,与图像表示的一致;C项,在固定容器中,因反应物、生成物均为气态,不论反应进行多长时间,反应进行到什么程度,混合气体的密度不变,与图像表示的不一致;D项,当增大NO2的物质的量时平衡正向移动,O2的物质的量增多,与图像表示的不一致.
答案:AB
6.(2010·赤壁高二检测)如图所示,等温时,a、b容器开始体积相等,各充入等量SO3(g),则平衡时SO3的转化率大小关系是(  )
A.a>b B.a<b
C.a=b D.无法确定
解析:充入SO3(g)后发生反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),a容器相当于在b容器的基础上增大压强,平衡逆向移动,SO3的转化率降低.
答案:B
7.当反应L(s)+aG(g) bR(g)达到平衡后,温度和压强对该反应的影响如图所示,图中压强p1>p2,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数.据此可判断(  )
A.上述反应是放热反应 B.上述反应是吸热反应
C.a>b D.a<b
解析:分析温度与G的体积分数的变化关系.据图知,温度升高,G的体积分数降低,而G的体积分数降低,意味着平衡正向移动,即升高温度,化学平衡正向移动.根据化学平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应的方向移动,则此反应的正反应为吸热反应.
分析压强与G的体积分数的变化关系.据图知,压强增大(p1>p2),G的体积分数也增大,而G的体积分数增大,意味着化学平衡逆向移动,即增大压强,化学平衡逆向移动.根据化学平衡移动原理,增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动,则a<b.
答案:BD
8.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2+O22SO3,并达到平衡.在这个过程中 ,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率(  )
A.等于p% B.大于p%
C.小于p% D.无法判断
解析:假设乙容器经过两个途径达到平衡,首先与甲一样恒容,则甲、乙两容器SO2的转化率相等,然后再保持恒压,则容器的体积会缩小,平衡正向移动,SO2的转化率会增大.
答案:B
二、非选择题(本题包括5小题,共60分)
9.(12分)(2010·信阳中学高二检测)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bBcC(s)+dD,当反应进行一段时间后,测得A减小了n mol,B减小了 mol,C增加了n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡.
(1)该化学方程式中各物质的化学计量数为:
a=________,b=________,c=________,d=________.
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态:
A________、B________、D________.
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测得四种物质其物质的量又达到相等,则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应.
解析:(1)由可逆反应:
       aA+bBcC(s)+dD
初始物质的量/(mol) m  m    m  m
转化物质的量/(mol) n     n  n
因为参加反应的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,所以得a∶b∶c∶d=n∶∶n∶n=2∶1∶3∶2,即得a=2,b=1,c=3,d=2.
(2)改变压强,反应速率发生变化,说明反应体系中有气态物质;而平衡不移动说明反应前后气态物质的体积相同V前=V后,即当A为气体,B为固体或液体,C为固体(题设条件),D为气体时合理.
(3)升温后四种物质的物质的量又达到相等,说明平衡逆向移动,即升温平衡逆向移动,而由平衡移动原理知道升温平衡向吸热方向移动,所以其正反应方向为放热反应.
答案:(1)2 1 3 2
(2)气态 固态或纯液态 气态
(3)放热
10.(12分)反应mA(g)+nB(g) pC(g)在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表所示:
压强/Pa 2×105 5×105 1×106
c(A)/(mol·L-1) 0.08 0.20 0.44
分析表中数据,回答:
(1)当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡______(填“向左”“向右”或“不”)移动,理由是______________________________________________.
(2)当压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa时,该反应的化学平衡________移动,判断的依据是________________________,可能的原因是____________________.
解析:(1)由:==2.5,=2.5.
说明浓度的变化只与体积的变化有关,化学反应对它无影响,即化学平衡不移动.
(2)由:==2,==2.2,
说明p改变,化学平衡向生成A的方向移动,由(1)知n+m=p,故增大压强时,必然是B转化为液态,变成逆反应为气体体积减小的反应.
答案:(1)不 当p增大2.5倍时,c(A)增大2.5倍,说明平衡没有移动,即m+n=p
(2)向左 当p增大2倍时,c(A)却增加了2.2倍,说明平衡向生成A的方向移动 增大压强时,B转化为液态
11.(12分)有mA(g)+nB(g) 3C(g)平衡体系,在不同条件下,反应混合物中A、B、C的体积分数和时间t的关系如图所示:
(1)若图A的a和b两条曲线分别表示有无催化剂的情形,则曲线________表示有催化剂的情形.
(2)若图B中c、d两条曲线分别表示不同温度的情形,则曲线________表示高温时的情形.
(3)若图C中e、f两条曲线表示不同压强时的情形,则曲线______表示压强较大时的情形,方程式中A、B两种物质的系数m、n分别为__________、__________.
解析:(1)图A中,催化剂不影响化学平衡移动,但可改变达到化学平衡的时间,故b曲线代表有催化剂的情况.
(2)图B中,温度越高,反应速率越快,达到化学平衡所需时间越短,故曲线d代表高温时的情形.
(3)图C中,压强越大,反应速率越快,达到平衡所需的时间越短,则f代表压强大的情形;从e→f,加压,C%降低,即平衡逆向移动,即逆反应是一个体积缩小的反应,则得出m=n=1.
答案:(1)b (2)d (3)f 1 1
12.(14分)现有反应mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则
(1)该反应的逆反应是____________热反应,且m+n__________(填“>”“<”或“=”)p.
(2)减压时,A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”,下同).
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率________,B的转化率________.
(4)若升高温度,则平衡时,B、C的浓度之比将________.
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量________.
(6)若反应体系平衡后,再加入C(体积不变),则B的体积分数________,而维持容器内气体的压强不变,充入氖气时,混合物的颜色______(填“变浅”“变深”或“不变”).
解析:升高温度,B的转化率变大,说明此反应的正反应为吸热反应;减小压强,混合体系中C的质量分数变小,说明减小压强时平衡向逆反应方向移动,则m+n>p,催化剂对化学平衡无影响;若体积不变时加入C,则C的浓度增大,同时体系的压强也增大,好像无法判断.我们现在用间接方法证明
甲为原平衡,乙中通入C,C分解,甲、乙条件相同则甲、乙是等效平衡,现在打开K,推动活塞使乙的体积变小,则原平衡向生成C的方向移动,则B的体积分数变小.如维持容器内压强不变,充入氖气可使容器体积增大,平衡向逆反应方向移动,虽然A、B的物质的量增加,但A、B的浓度比原平衡时小,因而混合物的颜色变浅.
答案:(1)放 > (2)增大 (3)增大 减小 (4)变小 (5)不变 (6)变小 变浅
13.(10分)汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2发生反应:N2(g)+O2(g)??2NO(g),这是汽车尾气中含有NO的原因之一.某同学为探究控制污染的方法,对该反应进行研究.
(1)如图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像.
N2(g)+O2(g) 2NO(g)为________(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)为避免汽车尾气中的有害气体对大气造成污染,应给汽车安装尾气净化装置.净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸附作用的机理如图所示:
写出上述变化中总反应的化学方程式:__________________________________.
解析:(1)根据“先拐先平,时间短,速率快”可知T1(2)由左图知:2NO+O22NO2,由右图可知:2NO2+4CO===N2+4CO2,两方程式相加可得:2NO+O2+4CO4CO2+N2.
答案:(1)吸热
(2)2NO+O2+4CO4CO2+N2(共36张PPT)
第二课时 影响化学平衡的条件
一、化学平衡的移动
当一个可逆反应达到平衡状态后,如果改变 、
、 等反应条件,原来的平衡状态会被破坏,化学平衡会发生移动.平衡混合物中各组分物质的质量分数也就随着改变,从而在一段时间后达到 ,这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,就是 .以上过程可归纳如下:
浓度
压强
新的平衡状态
温度
化学平衡的移动
二、影响化学平衡的条件
1.浓度
其他条件不变时,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向 方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,平衡向 方向移动.
正反应
逆反应
2.压强
其他条件不变时,增大压强,平衡向气体 的方向移动,减小压强,平衡向气体 的方向移动.
3.温度
其他条件不变时,升高温度,平衡向着 方向移动;降低温度,平衡向着 方向移动.
4.催化剂
催化剂能同等程度地 ,故对平衡无影响.
体积缩小
吸热反应
体积增大
放热反应
增加正逆反应速率
三、勒夏特列原理
如果改变影响平衡的条件之一(如: 、 以及参加反应的化学物质的 ),平衡就向着
的方向移动.
温度
压强
浓度
能够减强这种改变
影响化学平衡的条件与影响化学反应速率的条件有什么关系?
提示:化学平衡状态的根本标志是v正=v逆,只要改变了反应速率并使v正≠v逆平衡状态就可能被改变,但是要判断化学平衡是否被破坏,关键要看v正、v逆发生了怎样的变化,只要v正≠v逆则化学平衡一定被打破.
1.对有气体参加的反应来说,增大压强,化学平衡一定
发生移动 (  )
提示:错误.因为有气体参加的化学反应,有的是等体积反应,有的是不等体积反应,对于等体积反应,增大压强,平衡不移动.
2.增大一种反应物的浓度,另一种反应物的转化率一定
增大 (  )
提示:正确.增大一种反应物的浓度,化学平衡将向正反应方向移动,此时另一种反应物受化学平衡移动的影响其转化率增大.
3.对于正反应放热的反应,升高温度v正减小,v逆增大,
化学平衡向逆反应方向移动 (  )
提示:错误.因为升高温度时,无论对于放热反应还
是吸热反应,反应速率都增大,只是增大的程度不同.所以升高温度,原平衡时的v吸=v放变成了v吸>v放,因而平衡向吸热反应方向移动.
4.对气体参加的等体积反应来说,缩小容器的体积和
使用催化剂,对化学平衡的影响趋势是一样的(  )
提示:正确.因为二者都加快了反应,v正、v逆都增大,但仍保持v正=v逆.
一、外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响
条件变化 速率变化 移动
方向 移动结果
增大c(反)或减小c(生) v(正)增大或v(逆)减小,v(正)>v(逆) 正反应方向 c(反)、c(生)均增大或c(反)、c(生)均减小
减小c(反)或增大c(生) v(正)减小或v(逆)增大,v(正)<v(逆) 逆反应方向 c(反)、c(生)均减小或c(生)、c(反)均增大
条件变化 速率变化 移动方向 移动结果
增大压强 v(减)、v(增)均增大,v(减)>v(增) 气体体积减小的方向 体系压强减小但比原来大
减小压强 v(减)、v(增)均减小,v(减)<v(增) 气体体积增大的方向 体系压强增大但比原来小
条件变化 速率变化 移动方向 移动结果
升高温度 v(吸)、v(放)均增大,v(吸)>v(放) 吸热反
应方向 体系温度降低但比原来高
降低温度 v(吸)、v(放)均减小,v(吸)<v(放) 放热反
应方向 体系温度升高但比原来低
条件
变化 速率变化 移动方向 移动
结果
充入稀有气体 体积不变时v(正)、v(逆)不变 不移动,但气体的体积分数减小(稀有气体计入了总体积) ——
压强不变时,v(正)、v(逆)均减小,相当于减小压强 气体体积增大的方向 与减小压强相同
条件变化 速率变化 移动方向 移动结果
加催化剂 v(正)、v(逆)均增大,v(正)=v(逆) 不移动,缩短达到平衡的时间 ——
[特别关注]
化学反应速率改变,平衡不一定发生移动,但平衡发生移动,化学反应速率一定改变.
二、化学平衡图像题的分析方法
1.化学平衡图像题的解答步骤
(1)看图像
一看面(即纵坐标与横坐标的意义);二看线(即线的走向和变化趋势);三看点(即起点、折点、交点、终点);四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等);五看量的变化(如浓度变化、温度变化等).
(2)想规律
联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律.
(3)作判断
根据图像中表现的关系与所学规律相对比,作出符合题目要求的判断.
2.化学平衡图像题的解答原则
以可逆反应aA(g)+bB(g)? ?cC(g)为例说明.
(1)“定一议二”原则
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量,确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系;确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系.
(2)“先拐先平,数值大”原则
在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图A)或表示的压强较大(如图B).
A.表示T2>T1,正反应是放热反应.
B.表示p1<p2,A是反应物,正反应为气体总体积缩小的反应,即a+b>c.
[特别关注]
对于时间-速率图像,注意分清曲线的连续性、跳跃性,是“渐变”还是“突变”,是“大变”还是“小变”,是“变大”还是“变小”,变化后是否仍然相等等情况,才可确定对应改变的条件是什么及如何改变.
考查点一 影响化学平衡的条件
[例1] 有一处于平衡状态的反应,X(s)+3Y(g)??2Z(g)(正反应为放热反应).为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是 (  )
①升高温度 ②降低温度 ③增大压强 ④降低压强
⑤加正催化剂 ⑥分离出Z
A.①③⑤ B.②③⑤
C.②③⑥ D.②④⑥
[解析] 对正反应为放热、气体分子数减小的可逆反应来说,降温、加压、减小生成物的浓度,均能使平衡向正反应方向移动.
[答案]  C
1.对于反应2X+Y 2Z(正反应为放热反应),若升
高温度则能使 (  )
A.反应速率不变,Z的产量减少
B.反应速率增大,Z的产量减少
C.反应速率增大,Y的转化率降低
D.反应速率减小,Z的产量增大
解析:升高温度,反应速率增大,化学平衡向逆反应方向移动.
答案: BC
考查点二 化学平衡的图像
[例2] 已知:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1025 kJ/mol,该反应是一个可逆反应.若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是 (  )
.
[解析] 根据“先拐先平,数值大”的原则,选项B正确;根据升高温度,平衡向吸热反应方向移动(即向正反应方向移动),可确定A正确;根据使用催化剂只能改变化学反应速率,缩短达到平衡的时间,但对化学平衡的移动无影响,所以选项D正确.
[答案] C
2. (2010·大庆中学期末)对于反应2X(g)+Y(g)
2Z(g),在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产物Z的物质的量n(Z)和反应时间t的关系如图所示,下列判断正确的是 (  )
A.T1<T2,p1<p2,正反应为放热反应
B.T1<T2,p1>p2,正反应为吸热反应
C.T1>T2,p1>p2,正反应为放热反应
D.T1>T2,p1<p2,正反应为吸热反应
解析:在相同压强(p2)下,温度越高,化学反应速率越大,达平衡时所需时间越短,故T1>T2;在相同的温度(T2)下,压强越大,化学反应速率越大,达平衡时所需时间越短,故p1>p2.由于温度升高,平衡向吸热反应方向移动,所以根据题图可看出正反应为放热反应.
答案: C
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  本章内容包括三部分:一、化学反应速率及其影响因素;二、化学平衡及其影响因素;三、化学反应进行的方向.
本部分知识的学习有助于加深理解元素化合物知识及化学反应,为后续学习电离平衡、水解平衡奠定坚实的基础.
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1.知道化学反应速率的概念及表示方法;认识浓度、
压强、 温度和催化剂等对化学反应速率的影响.
[链接新课标]
2.了解化学平衡的建立;知道化学平衡常数的含义,并
能利用化学平衡常数进行简单的计算;了解影响化学
平衡的因素;认识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.
3.能利用焓变和熵变说明反应进行的方向.
[链接新课标]
4.结合实验培养学生的观察能力,记录实验现象及设计
简单实验的能力.提高学生分析问题、解决问题、交
流和表达的能力.培养学生实事求是的科学态度.
[关注重难点]
(一)重点
1.化学反应速率的表示方法.
2.浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响.
3.影响化学平衡移动的条件.
4.焓变和熵变与化学反应方向的关系.
(二)难点
1.化学平衡概念的理解.
2.勒夏特列原理的归纳.
3.化学反应方向的判断.
一、化学反应速率
1.概念
化学反应速率是定量描述 的物理量.
2.表示方法
(1)可用单位时间内反应物或生成物的 变化来
表示.
(2)在容积不变的反应器中,可用单位时间内反应物
或生成物 来表示.
化学反应进行快慢
物质的量
浓度的减少
浓度的增加
mol/(L·min)
mol/(L·s)
浓度
质量
2.测定方法
(1)根据颜色变化
在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,可利用 或 之间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率.
颜色深浅
显色物质浓度
(2)根据释放出气体的体积
2 g锌粒分别与40 mL 1 mol/L的H2SO4和40 mL 4 mol/L的H2SO4反应,后者所用时间较短,说明4 mol/L H2SO4的与锌反应比1 mol/L的H2SO4与锌反应的速率 .

你还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应的反应速率?
提示:锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑,因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、硫酸浓度的变化等来测量化学反应速率.
1.对于反应:2A(g)+B(g)===2C(g),在反应进行的
任一时刻,v(A)=v(C) (  )
提示:正确.因为方程式中A和C的化学计量数相等.用A表示该反应的反应速率是A的消耗速率,用C表示的反应速率是C的生成速率,只要A消耗多少,C一定生成多少.
2.对于反应:2A(g)+B(g)===2C(g),在任一时刻v(A)=
v(B) (  )
提示:错误.根据反应方程式中A、B的化学计量数关
系,每消耗2 mol A,同时消耗1 mol B,所以用A、B
表示该反应时,v(A)与v(B)的关系为v(A)=2v(B).
3.对于CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+2H2O,要测
量该反应的速率可以从以下几方面考虑:①测单位时间内c(H+)的减少;②可以测单位时间内CO2体积的增多;③可以测单位时间内CaCO3浓度的减少.其中错误的是③ (  )
提示:正确.因为CaCO3是固体,不具有浓度概念,不能说CaCO3浓度,而应当测单位时间内CaCO3质量的减少.
一、化学反应速率的特点
1.一个确定的化学反应涉及反应物和生成物,在中学
化学里,通常笼统地说化学反应快慢时,往往是对整个化学反应而言的,例如,H2+F2===2HF反应很快、CH3COOH+CH3CH2OH??CH3COOCH2CH3+H2O反应很慢等;定量地表示化学反应速率时,是对某种具体物质而言的,例如在N2+3H2? ?2NH3中v(N2)=0.5 mol/(L·min)等.故描述反应速率时应指明物质.
2.某一段时间内的反应速率,是一段时间内的平均速
率,而不是指瞬时速率.
3.无论是反应物还是生成物,其化学反应速率值都取
正值.
4.由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定
相同,所以,在同一个化学反应里,不同物质表示的化学反应速率不一定相同.但是,各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比.如在化学反应2SO2+O2?? 2SO3中,v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2.
5.固体或纯液体(注意:不是溶液)的物质的量浓度可
视为不变的常数,因此,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率.
例如:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑.则一般不用Na或H2O表示化学反应速率.
[特别关注]
化学反应速率的考查方式
(1)已知一种物质的反应速率,求其他物质的反应速率.
(2)由化学反应速率之比书写有关化学反应方程式.
(3)通过转化为同一物质的反应速率,比较同一化学反应
方程式中不同物质表示的速率的相对大小.
二、化学反应速率的计算
1.求解有关化学反应速率的计算题的一般步骤
(1)写出有关反应的化学方程式.
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量.
(3)根据已知条件列方程计算.
[特别关注]
(1)起始量、转化量、某时刻量三者物理量及单位要统一,都是物质的量或物质的量浓度,否则无法计算.
(2)起始量、转化量、某时刻量中,只有不同物质的转化量之比等于对应物质的化学计量数之比,不同物质的起始量或某时刻量之间没有必然的关系,不能列比例式计算.
三、化学反应速率的比较
1.选用同种物质作标准
换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小.
考查点一 化学反应速率的计算
[例1] 反应4NH3(g)+5O2(g)??4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,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)
[答案] C
[关键一点]
同一个化学反应中,用不同的物质来表示化学反应的速率,数值可能不同,但意义相同,同时,速率之比等于化学计量数之比,如此题中v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6.
1.在容积为2 L的密闭容器中发生3A(g)+B(g)===2C(g)
的反应.若最初加入的A和B都是4 mol,A的平均反应速率为0.12 mol/(L·s),则10 s后容器中B的物质的量为 (  )
A.1.6 mol        B.2.8 mol
C.3.2 mol D.3.6 mol
解析:因为v(A)=0.12 mol/(L·s),
所以v(B)=0.04 mol/(L·s).
反应消耗B的物质的量为0.04 mol/(L·s)×10 s×2 L=0.8 mol,故反应10 s后剩余B的物质的量为3.2 mol.
答案:C
考查点二 化学反应速率的比较
[例2] 在不同条件下分别测得反应2SO2+O2??2SO3的化学反应速率,其中表示该反应进行得最快的是 (  )
A.v(SO2)=4 mol/(L·min)
B.v(O2)=3 mol/(L·min)
C.v(SO2)=0.1 mol/(L·s)
D.v(O2)=0.1 mol/(L·s)
[答案] D
[关键一点]
利用反应速率比较反应进行的快慢,应根据化学方程式中的化学计量数关系进行转化.
容易出现的问题:①用不同物质的速率比较,只比较数值大小,不考虑计量关系.②不注意反应速率单位的一致性.
2.(2010·平顶山期末)在一定条件下,对A2(g)+3B2(g)?? 2AB3(g)反应来说,下列所表示的化学反应速
率中最大的是 (  )
A.v(A2)=0.8 mol/(L·s)
B.v(A2)=60 mol/(L·min)
C.v(AB3)=1.0 mol/(L·s)
D.v(B2)=1.2 mol/(L·s)
解析:比较化学反应速率的大小时要统一单位、统一物质.
答案:B
考查点三 化学反应速率的图像与计算
[例3] 一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
下列叙述正确的是 (  )
A.反应开始到10 s末时,用Z表示的化学反应速率为
0.158 mol/(L·s)
B.反应开始到10 s末时,X的物质的量浓度减小了0.79
mol/L
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)?? Z(g)
[答案] C
根据各物质的变化量之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比,X、Y、Z化学计算数比应为:0.79∶0.79∶1.58=1∶1∶2,所以反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)?? 2Z(g),故D错误.
3.某温度时,在2 L容器中,X、Y、
Z三种物质的物质的量随时间的
变化曲线如右图所示,由图中数
据分析,该反应的化学方程式为
______________________;反应开始至2 min时,Z的
平均反应速率为________________.
答案: X+3Y?? 2Z 0.05 mol/(L·min)
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化学反应速率和化学平衡
化学反应速率和化学平衡
化学反应速率和化学平衡
专题一 根据化学平衡移动方向进行有关判断
勒夏特列原理指出,改变影响平衡的一个条件,平衡就向减弱这种改变的方向移动.反之如果知道了
化学平衡移动的方向,也可以推测使化学平衡移动的
条件.
1.根据化学平衡移动方向,判断物质的聚集状态
根据压强改变和化学平衡是否移动或移动的方向,
可以判断物质的聚集状态. 如可逆反应2A(g)+nB
2C(g)达到化学平衡后,若只增大压强,平衡向正反应方向移动,由此可判断B为气体;若增大压强,平衡并不移动,由此可判断B为固体或液体.
2.根据化学平衡移动方向,判断化学方程式中气体反
应物和气体生成物化学计量数的相对大小
改变压强,化学平衡是否移动或移动的方向,与气体反应物和生成物化学计量数的相对大小有关.据此,由压强改变及其平衡移动的状况,可以判断化学方程式中气体反应物和气体生成物之间的化学计量数的关系.如可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在反应过程中A的百分含量[w(A)]随压强(p)变化的曲线如图所示.
由图示可知:增大压强,A的百分含量逐渐变小,即平衡向正反应方向移动.又因增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,故a+b>c+d.
根据化学平衡移动方向还可以判断方程式中某气体物质的化学计量数.如可逆反应:A(g)+nB(g) 3C(g),在恒温下,反应物B的转化率与压强的关系如图所示.
由图示可知:增大压强,B的转化率不变,即平衡不移动,则1+n=3,n=2.
3.根据化学平衡移动方向,判断化学反应的能量变化
温度对化学平衡的影响与反应放热、吸热有关,根据温度改变及其平衡移动的方向,可以判断正、逆反应为吸热反应或放热反应.如可逆反应A(g)+B(g)
2C(g)达到平衡后,升高温度,C的体积分数增大,由此可判断正反应为吸热反应.
5.根据化学平衡移动方向,判断反应物的平衡转化率
由于外界条件改变,引起化学平衡移动,根据平衡移动的方向可以判断某反应物的平衡转化率.其规律如下:
(1)温度、压强对平衡转化率的影响:在其他条件不变
的情况下,改变温度或改变气体反应的容器体积(改变压强),若化学平衡向正反应方向移动,则反应物的平衡转化率一定增大;若平衡向逆反应方向移动,则反应物的平衡转化率一定减小.
(2)浓度对平衡转化率的影响:在其他条件不变的情况下,
改变浓度,反应物的平衡转化率有可能增大,也有可
能减小或不变.
①减小生成物的浓度,反应物的平衡转化率一定增大.
②对于多种物质参加的反应,增加某一反应物的浓度,其他反应物的平衡转化率一定增大,而该反应物本身
的平衡转化率一般是减小的.
③对于分解反应(即反应物只有一种),其平衡转化率要视反应前后物质的化学计量数而定.若反应前后气体分子总物质的量相等,如2HI(g) H2(g)+I2(g),不论如何改变反应物的浓度,反应物的平衡转化率都不变;若反应后气体分子数是减少的,如2NO2(g)
N2O4(g),增加反应物的浓度,则反应物的平衡转化率增大;若反应后气体分子数增加,如2NH3(g) N2(g)+3H2(g),增加反应物的浓度,则反应物的平衡转化率减小.
(3)根据化学平衡移动还可以进行其他方面的判断,如
正逆反应速率、各物质的平衡浓度(或百分含量)、产
物的产率、体系的压强等.
[例1]如图是温度和压强对X+Y 2Z
反应影响的示意图.图中横坐标表示温
度,纵坐标表示平衡混合气体中Z的体
积分数.下列叙述正确的是 (  )
A.上述可逆反应的正反应为放热反应
B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气态,Z为气态
D.上述反应的逆反应的ΔH>0
[解析] 根据题图,在压强不变的情况下,例如1 000 kPa时,随着温度的升高,Z的体积分数增大,即随着温度的升高,平衡向正反应方向移动.所以,正反应为吸热反应,ΔH>0;逆反应为放热反应,ΔH<0.所以A、D错误.同样,在温度不变的情况下,从1 000 kPa→100 kPa→10 kPa,随着压强的减小,Z的体积分数增大,即随着压强的减小,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积增大的反应,所以C正确,B错误.
[答案] C
专题二 反应热大小的比较
相同条件下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,只要按化学方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物,达到的平衡状态都是相同的,这就是所谓的等效平衡原理.
1.恒温、恒容条件下的等效平衡
同一可逆反应,不同的起始状态,达平衡时,各体系中各种组分的物质的量相同.判断的方法是:对于一般的可逆反应,把不同的起始状态,通过化学方程式中的化学计量数,换算成同一边(反应物一边或生成物一边)物质的物质的量,如果各反应物或生成物的物质的量相同,则是等效平衡.如在常温下,一定容积的容器中:
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0 mol
② 0 mol 0 mol 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正、逆反应同时开始,由于①②③三种情况按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质,对应各组分的物质的量均相等,故三个平衡等效.
2.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气态物质化学
计量数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效.如恒温、恒容时:
H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)
 ① 1 mol 2 mol 0 mol
 ② 0.5 mol 1 mol 0 mol
 ③ 0 mol 1 mol 2 mol
 ④ 0.5 mol 2 mol 2 mol
①②③④在恒温、恒容时也构成等效平衡.
3.在恒温、恒压条件下,改变起始时加入物质的物质
的量,只要按化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效.如恒温、恒压下的可逆反应:
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
 ① 4 mol 1 mol 0 mol
 ② 8 mol 2 mol 0 mol
 ③ 11 mol 2.5 mol 1 mol
三种情况如果按化学方程式中的化学计量关系换算成反应物的物质的量,SO2与O2的物质的量的比都为4∶1,则①②③在恒温、恒压下构成等效平衡.
[例2] 在恒温、恒容条件下,发生如下反应:2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g),现分别从两条途径建立平衡.途径Ⅰ:A、B的起始浓度均为2 mol/L;途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2 mol/L和6 mol/L.下列叙述中正确的是 (  )
[答案] BC
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第一课时 化学平衡状态
一、可逆反应与不可逆反应
当温度一定时,饱和溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行,而且两种过程的速率 ,于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都 .我们把这类过程称作 .表述这类过程时,约定采用“
”来代替反应式中原来用的“===”号.
相等
可逆过程
不变
溶解、结晶过程可表示为:固体溶质 溶液中的溶质.
1.可逆反应
在一定条件下,既能向 方向进行,又能向
方向进行的反应叫做可逆反应.通常把
进行的反应称作正反应, 进行的反应称作逆反应.任何可逆反应,在 进行的同时, 也在进行.
正反应
逆反应
从左到右
从右向左
正反应
逆反应
2.不可逆反应
正反应几乎能 ,而逆反应进行的程度
,这样的反应通常称为不可逆反应.如
酸碱中和反应.
进行到底
非常小
1.2H2O 2H2↑+O2↑,该反应属于可逆反应吗?
提示:不属于.因为两个反应是在不同条件下发生的.
二、化学平衡状态
1.化学平衡状态的含义
在一定条件下,当 时,反应体系中所有参加反应的 保持
.这时的状态就是在给定条件下反应达到了
“ ”.对于可逆反应体系来说,称之为
“ ”.
正、逆反应速率相等
物质的质量或浓度
恒定
限度
化学平衡状态
2.化学平衡的特征
(1)反应物和生成物处于同一 , 保
持不变.
(2)达到化学平衡状态时,体系中所有物质的 (或
)保持不变.
(3) 相等,且不为 ,因此体系的反
应并 .
反应体系中
质量
反应条件
浓度
正、逆反应速率

没有停止
3.化学平衡状态的建立
(1)只有 才能建立化学平衡状态,即化学平衡问
题的研究对象是可逆反应.
可逆反应
(2)以可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)为例,若开始只有
反应物,没有生成物,此时A和B的 最大,因而正反应速率最大;而C起始浓度为零,因而 为零.随着反应的进行,反应物不断减少,生成物不断增加,v(正)越来越小,v(逆)越来越大,反应进行到某一时刻,v(正)=v(逆),这时就达到了化学平衡,如下图①的速率-时间图像所示.反应物与生成物浓度随时间变化
(浓度-时间图像)关系如图②所示.
浓度
逆反应速率
(3)化学平衡状态的建立除了必须是可逆反应外,还必须
有一定的温度、物质的浓度和气体的压强等外界条件.所以,同一个可逆反应在 下建立起的化学平衡状态可能不同;不同的可逆反应,即使在
下,建立起的化学平衡状态也不一定相同.
不同条件
相同条件
2.怎样理解达到化学平衡状态,反应并没有停止,即
化学平衡是一个动态平衡?
提示:从浓度对反应速率的影响入手,达到平衡状态时反应物和生成物同时存在,只是正逆反应速率相同,即正反应和逆反应以相等的反应速率同时进行着,反应并没有停止.
1.可逆反应进行到一定程度时,反应就会停止 (  )
提示:错误.因为可逆反应达到一定程度时,反应物没有全部消耗,这时反应体系中反应物、生成物共存,此时正反应、逆反应均在进行,反应并不停止.
2.化学反应达到平衡状态时,反应体系中的各物质的物
质的量可能相等 (  )
提示:正确.从理论上说,这种可能是存在的,但大多数情况下,各物质的物质的量不相等.
3.对于某一反应:2A(g)+B(g) 2C(g),
化学平衡建立的图像可表示为如图所
示,判断下列说法的正误.
(1)若v(正)表示A的消耗速率,v(逆)则表示C的生成速率 (  )
(2)若v(正)表示A的消耗速率,v(逆)则表示B的生成速率 (  )
(3)若v(正)表示C的生成速率,v(逆)则表示A的生成速率 (  )
(1)中方向相同,不正确.(2)中方向相反但计量数不同,速率不等,不正确.(3)中方向相反、计量数也相同,正确.
提示:图中v(正)、v(逆)必须是相反的方向;二是平衡时v(正)=v(逆),表示是同一种物质的消耗和生成或方程式中化学计量数相同的物质的消耗或生成.
一、化学平衡状态的特征
化学平衡状态的特征可以概括为:逆、等、动、定、变.
1.“逆”——研究对象是可逆反应.
2.“等”——化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆
反应速率相等,即v(正)=v(逆),这是可逆反应达到平衡状态的重要标志.
3.“动”——指化学反应已达到化学平衡状态时,反应
并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,只是正反应速率等于逆反应速率,即v(正)=v(逆)≠0,所以化学平衡状态是动态平衡状态.
4.“定”——在一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可
逆反应进行到最大的程度)状态时,在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变).这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据.
5.“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、
有条件的(与浓度、压强、温度等有关),而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达到平衡,也可以从逆反应方向开始达到平衡).当外界条件变化时,原来的化学平衡也会发生相应的变化.
[特别关注]
化学平衡状态的特征也适用其他平衡,如溶解平衡等.
二、化学平衡状态的判断
反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)
混合物
体系中
各成分
的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
③各气体的体积或体积分数一定 平衡
④总压强、总体积、总物质的量一定 不一定
反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)
正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A,同时生成m mol A,即v(正)=v(逆) 平衡
②在单位时间内消耗了n mol B,同时生成p mol C,则v(正)不一定等于v(逆) 不一定
反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)
正、逆反应速率的关系 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,v(正)不一定等于v(逆) 不一定
④在单位时间内生成n mol B,同时消耗q mol D,因均指v(逆),所以v(正)不一定等于v(逆) 不一定
反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)
压强 ①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) 平衡
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 不一定
反应 mA(g)+nB(g)? ?pC(g)+qD(g)
气体
密度 ①反应前后气体体积变化的反应,在恒压条件下密度保持不变 平衡
②反应前后气体体积不变的反应,密度保持不变 不一定
温度 体系温度一定(其他不变) 平衡
颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡
考查点一 可逆反应的特点
[例1] 在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g).已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L.当反应达到平衡时可能存在的数据是 (  )
A.SO2为0.4 mol/L,O2为0.2 mol/L
B.SO3为0.25 mol/L
C.SO2、SO3均为0.15 mol/L
D.SO3为0.4 mol/L
[解析]  A项数据表明,题中0.2 mol/L的SO3完全转化成了SO2和O2,即平衡时,c(SO3)=0,这是不可能的;B项说明在题给浓度的基础上又有0.05 mol/L SO2和0.025 mol/L O2化合生成0.05 mol/L SO3,这是可能的;C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol/L,这也是不可能的;D项数据说明SO2完全转化成了SO3,即平衡时c(SO2)=0,c(O2)=0,这也是不可能的.
[答案]  B
[关键一点]
“五看”法判断热化学方程式的正误
解答可逆反应问题要特别注意:反应物不可能完全转化为产物,产物也不可能完全转化为反应物,另外还要注意量的变化,元素原子不可能凭空增加或减少.即要注意“可逆”和“守恒”.
1.(2010·广州模拟)一定条件下,对于可逆反应X(g)+
3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08 mol/L,则下列判断正确的是 (  )
A.c1∶c2=1∶3
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率相等
D.c1的取值范围为0.04 mol/L<c1<0.14 mol/L
解析:由题意知X、Y的化学计量数之比为1∶3,所以反应时X、Y的物质的量浓度的改变量之比一定为1∶3,依据平衡时二者浓度之比为1∶3,可知c1∶c2=1∶3,X、Y的转化率相等,所以选项A、C正确;平衡时,Y和Z的生成速率之比为3∶2,所以选项B错误;若起始时平衡向右移动(因c3不为0),利用方程式可以求出c1小于0.14 mol/L,由题知c1>0 mol/L,故选项D错误.
答案: AC
考查点二 化学平衡状态的判断
[例2]  (2010·陵水高二检测)在一定温度下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡状态的标志是 (  )
A.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB
B.容器内的总压强不随时间变化而变化
C.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2
D.容器内A2、B2、AB的物质的量之比是1∶1∶2时的
状态
生成2n mol AB时,也就消耗了n mol A2和n mol B2,这样,同一时刻容器中消耗的B2和生成的B2都是n mol,反应处于平衡状态.由于达到化学平衡状态时,反应混合物中各物质的浓度保持不变,不是它们的分子数之比一定等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比,D项不符合题意.
[答案] C
[关键一点]
对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),当a+b=c+d时,在判断该反应是否达到平衡状态时,不能够从在固定容器中的压强恒定不变、混合气体的平均相对分子质量不变、混合气体的密度不变、混合气体的总物质的量之和不变来进行判断,因为此类反应无论是否达到平衡,上述物理量均不发生改变.
2.可逆反应:2NO2 2NO+O2在一恒容的密闭容
器中反应,达到平衡状态的标志是 (  )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥       B.②③⑤
C.①③④ D.①②③④⑤⑥
解析:该反应为反应前后气体体积发生变化的反应,恒容条件下,单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,表明了v正=v逆,①正确.无论是否平衡,单位时间内生成n mol O2的同时都会同时生成2n mol NO,②不正确.无论是否平衡,用NO2、NO、O2的物质的量浓度的变化表示反应速率之比均为2∶2∶1,③不正确.混合气体的颜色不再改变,说明NO2的浓度不变,
答案:A
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(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括8小题,每题5分,共40分)
1.在容器中充入SO2和只有18O原子组成的氧气(18O2),在一定条件下达到平衡时,18O原子(  )
A.只存在于O2中
B.只存在于O2和SO3中
C.只存在于SO2和SO3中
D.SO2、SO3和O2中都有可能存在
解析:可逆反应达到平衡时,反应并没有停止,只是SO2与18O2生成SO3的速率与SO3分解生成SO2和O2的速率相等,SO3中含有18O,其分解生成的SO2中也会有18O.
答案:D
2.(2010·盐城月考)在一定条件下,可逆反应2AB+3C在下列四种状态中,处于平衡状态的是(  )
A.正反应速率vA=2 mol/(L·min),逆反应速率vB=2 mol/(L·min)
B.正反应速率vA=2 mol/(L·min),逆反应速率vC=2 mol/(L·min)
C.正反应速率vA=1 mol/(L·min),逆反应速率vB=1.5 mol/(L·min)
D.正反应速率vA=1 mol/(L·min),逆反应速率vC=1.5 mol/(L·min)
解析:化学平衡状态的重要标志是正、逆反应速率相等,判断正、逆反应速率是否相等时,需根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比进行换算.
答案:D
3.如图的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O22NO2(该反应放热)反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的点是(  )
A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
解析:此坐标的纵轴表示的是NO的转化率,横轴表示温度,曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率,从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点,这表示若想达到c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的NO,表示c点未达平衡状态,即v(正)>v(逆)(反应向正反应方向进行).
答案:C
4.(2010·张掖高二检测)在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应:2HI(g) H2(g)+I2(g),下列说法中可以充分说明这一反应已经达到化学平衡状态的是(  )
A.HI、H2、I2的浓度相等
B.HI、H2、I2的浓度不再发生变化
C.HI、H2、I2在密闭容器中共存
D.容器内气体的颜色不再发生变化
解析:题给反应是可逆反应,化学反应达到平衡还是未达到平衡HI、H2、I2共存于同一体系,HI、H2、I2的浓度也不一定相等,容器内气体的颜色不发生变化,即I2(g)的浓度不变,也意味着HI、H2、I2的浓度不再变化,即达到了平衡状态.
答案:BD
5.下列各关系式中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是(  )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
解析:可逆反应化学平衡状态的主要特征之一是v正=v逆,A只表示同一方向的反应速率,无法证明正、逆反应速率相等,故A不正确.利用速率之比等于反应方程式中化学计量数之比,即v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,判断B、C、D,可知C正确.
答案:C
6. 一定条件下的密闭容器中,可逆反应2A(g)??B(g)+3C(g)在下列四种状态中处于平衡状态的是(  )
速率 A B C D
v(正)/ (mol·L-1min-1) v(A)=2 v(A)=1 v(A)=1 v(A)=2
v (逆)/ (mol·L-1min-1) v(B)=2 v(B)=1.5 v(C)=1.5 v(A)=2
解析:对于C项:v(A)正∶v(C)逆=2∶3,与化学计量数之比相等,说明v(正)=v(逆);对于D项:v(A)正=v(A)逆(用同一物质表示),说明v(正)=v(逆).
答案:CD
7.下列说法中可以证明反应N2(g)+3H2(g)??2NH3(g)已达到平衡状态的是(  )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
解析:N≡N键断裂、N—H键形成都代表正反应,不能用于判断反应是否达到平衡.A、C两项中H—H键形成、N—H键断裂代表逆反应,而且正、逆反应速率符合化学计量数之比,可以用于证明该反应已达到平衡状态.
答案:AC
8.将3 mol O2加入V L的反应器中,在高温下放电,经t1 s 建立了平衡体系:3O22O3,此时测知O2的转化率为30%,下列图像能正确表示气体的物质的量(n)跟时间(t)的关系的是(  )
解析:O2为反应物,随着反应的进行浓度逐渐减小;O3为生成物,随着反应的进行浓度逐渐增大.达到平衡时n(O2)=2.1 mol>n(O3)=0.6 mol.
答案:C
二、非选择题(本题包括5小题,共60分)
9.(20分)在200℃时,将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入体积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g).
(1)反应刚开始时,由于c(H2)=____________,c(I2)=________,而c(HI)=________,所以化学反应速率________最大,而________最小(为零);
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________,c(I2)________,而c(HI)________,从而化学反应速率v(正)________,而v(逆)________;
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时,此可逆反应就达到了平衡,若保持外界条件不变时,反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将________________.
答案:(1)mol/L mol/L 0 v(正) v(逆)
(2)逐渐减小 逐渐减小 逐渐增大 逐渐减小 逐渐增大
(3)相等 保持不变
10.(6分)下列说法中能说明2HI(g)??H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是__________.
(1)单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI;
(2)一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂;
(3)c(HI)=c(I2);
(4)反应速率:v(H2)=v(I2)=v(HI);
(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)=2∶1∶1;
(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;
(7)温度和体积一定时,容器内压强不再变化;
(8)条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;
(9)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化;
(10)温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化.
解析:(1)生成n mol H2的同时生成n mol HI说明正反应速率大于逆反应速率.
(2)一个H-H键断裂(逆反应方向)两个H-I键断裂(正反应方向)v正=v逆.
(3)平衡状态时c(HI)、c(I2)浓度不变,但不一定相等.
(4)无论是否达到平衡状态都有这样的关系,未表示出正、逆反应速率.
(5)平衡状态时不一定有这样的浓度关系.
(6)生成物浓度不变,达到平衡状态.
(7)无论是否达到平衡容器内的压强都不变.
(8)气体的总质量不变,气体的物质的量也不变,故无论是否达到平衡状态其平均相对分子质量都不变化.
(9)反应体系中颜色不变即说明c(I2)不变化,达到平衡.
(10)都是气体且体积不变,密度始终不发生变化.
答案:(2)(6)(9)
11.(8分)在689 K时,在1 L密闭容器中进行的反应:H2+I22HI达到平衡,图甲表示当起始物为1 mol/L H2和1 mol/L I2时,容器内各物质的浓度c的变化与时间t的关系的示意图.
(1)请在图乙中画出当起始物为2 mol/L HI时,容器中各物质的浓度变化与时间关系的示意图.
(2)由图中的事实说明化学平衡具有的特征是__________________________________.
答案:(1)如下图所示.
(2)①动态平衡;②v正=v逆≠0;③平衡时各组分浓度保持不变;④一定条件下平衡的建立与途径无关
12.(8分)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO2+O22SO3(正反应放热).反应达到平衡后,将容器中的混合气体通入过量NaOH溶液中,气体体积减少了21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积).(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是______(填字母).
A.SO2和SO3的浓度相等
B.SO2的百分含量保持不变
C.容器中气体的压强不变
D.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
E.容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)________.
解析:平衡标志的判断一是正、逆反应速率相等,二是各成分含量保持不变.浓度相等不能作为平衡标志的判断,A不正确;由于是气体体积不相等的反应,压强不变可以作为平衡标志判断;D项中均表示正反应速率,不正确.由于均为气体反应,气体的质量守恒,体积不变,密度不变,不能作为平衡的标志.
答案:(1)BC
(2)消耗O2的物质的量:0.7 mol-=0.45 mol
生成SO3的物质的量:0.45 mol×2=0.9 mol
SO2和SO3的物质的量之和:=0.95 mol
反应前SO2的物质的量:0.95 mol
SO2的转化率:×100%=94.7%
13.(18分)甲、乙两研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度,在一定条件下会达到“平衡状态”.
(Ⅰ)甲组:取5 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液2 mL,发生如下反应:2Fe3++2I-===2Fe2++I2.为证明该反应具有可逆性且具有限度,他们设计了如下实验:
①取少量反应液,滴加AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI),证明反应物没有反应完全;
②再取少量反应液,加入少量CCl4振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到I2,即有I2生成.综合①②的结论,他们得出该反应具有一定的可逆性,在一定条件下会达到反应限度.
(1)老师指出他们上述实验中①不合理,你认为是__________________________;改进的方法是______________________________.
(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况下,还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2, 这种方法是______________________________.
(Ⅱ)乙组:取4 mL 1mol/L CaCl2溶液于试管中,发现滴入1 mol/L Na2SO4溶液6 mL后已经观察不到有沉淀生成了,发生的反应是:CaCl2+Na2SO4===CaSO4↓+2NaCl.已知相同温度下CaCO3的溶解度小于CaSO4的溶解度.请设计一个简单实验,确证上述反应具有可逆性和反应限度,简要列出实验步骤和结论.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:(Ⅰ)为证明化学反应2Fe3++2I-===2Fe2++I2具有一定的可逆性,可以考虑检验反应后的溶液中还存在着这四种离子.从反应物的量考虑,I-是相对过量的,故不能考虑检测I-,为检验的方便、典型,只需检验最终溶液中还存在着Fe3+和I2即可,分别可采用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法.
(Ⅱ)从反应物的量来看,Na2SO4溶液是相对过量的,若该反应没有可逆性,则Ca2+应被沉淀完全了,但是如果该反应具有一个限度,则应还有Ca2+没有完全反应,故可检验溶液中还有Ca2+未反应完全,可在滤液中加Na2CO3溶液沉淀未反应的Ca2+.因SO相对过量,故不能检验SO的存在来证明该反应的可逆性.
答案:(Ⅰ)(1)该反应中KI过量,故不能直接检验是否存在I-
取少量溶液滴加KSCN溶液,若出现红色,则证明还有Fe3+未完全反应
(2)取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2.
(Ⅱ)将混合物过滤,在滤液中加入1 mol/L Na2CO3溶液,若出现白色浑浊(或沉淀),说明该反应具有一定的反应限度,不能完全进行到底【创新方案】高中化学 第二章第一节训练全程跟踪 新人教版选修4
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括8小题,每题5分,共40分)
1.(2010·泉州高二检测)在2 L容器中发生3A+B===2C的反应,最初加入的A、B都是4 mol,A的反应速率为0.12 mol/(L·s),10 s后容器内的B的物质的量为(  )
A.1.6 mol       B.2.8 mol
C.3.2 mol D.3.6 mol
2.反应2SO2+O22SO3,经过一段时间后,SO3的浓度增加了4 mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4 mol/(L·s),则这段时间为(  )
A.0.1 s B.2.5 s
C.5 s D.10 s
解析:由v(O2)=0.4 mol/(L·s),可知v(SO3)=0.8 mol/(L·s)
v(SO3)=,t===5 s.
答案:C
3.在四个不同的容器中,在不同条件下进行合成氨的反应,根据下列测定的结果判断,生成氨的速率最快的是(  )
A.开始时,N2的浓度为0.5 mol/L,2 min以后浓度为0.1 mol/L
B.开始时,NH3的浓度为0,3 min以后浓度为0.9 mol/L
C.开始时,H2的浓度为0.4 mol/L,3 min以后浓度为0.1 mol/L
D.开始时,N2的浓度为0.5 mol/L,4 min以后浓度为0.1 mol/L
解析:A项中,v(N2)==0.2 mol/(L·min);B项中,v(NH3)==0.3 mol/(L·min),折合成N2的速率为:v(N2)=0.15 mol/(L·min);C项中,v(H2)==0.1 mol/(L·min),折合成N2的速率为:v(N2)=0.033 mol/(L·min);
D项中,v(N2)==0.1 mol/(L·min).由以上比较可知,A项最快.
答案:A
4.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应,3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),5 min末已生成0.2 mol W,若测知以Z浓度变化来表示反应的平均速率为0.01 mol/(L·min),则上述反应中Z气体的反应方程式中化学计量数n的值是
(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:根据化学方程式中各物质的计量关系,生成2 mol W的同时,必生成n mol 的Z.
v(Z)=0.01 mol/(L·min),
Δc(Z)=v·Δt=0.01 mol/(L·min)×5 min
=0.05 mol/L
则Δn(Z)=0.05 mol/L×2 L=0.1 mol.
n∶2=0.1∶0.2,所以n=1.
答案:A
5.已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)、v(NO)[mol/(L·min)]来表示,则下列关系正确的是(  )
A.v(NH3)=v(O2)   B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
解析:v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6,
得出:v(O2)= v(NH3),A项错误.v(H2O)=v(O2),B项错误.v(H2O)=v(NH3),C项错误.v(NO)=v(O2),D项正确.
答案:D
6.(2010·宜昌高二检测)一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是(  )
A.该反应的化学方程式为3B+4D6A+2C
B.反应进行到1 s时,v(A)=v(D)
C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s)
D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等
解析:A中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0) mol∶(1-0.4) mol∶(1-0.2) mol∶(0.4-0)mol=6∶3∶4∶2,所以化学方程式为3B+4C6A+2D,A项错误;不论在什么时刻,用各物质表示的速率之比等于化学计量系数之比,故B、D选项错误.
答案:C
7.(2010·淄博检测)某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸,将产生的H2收集在一个注射器中,用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成0℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL),在该温度下,下列说法不正确的是(  )
A.用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g/s
B.忽略锥形瓶溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s)
C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内反应的速率为0.01 mol/(L·s)
D.用H2表示10 s内该反应的速率为0.004 mol/(L·s)
解析:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,今收集到n(H2)==0.002 mol,所以用锌粒表示10 s内的反应速率为=0.013 g·s-1,A正确;用H+表示10 s内反应速率为=0.01 mol·(L·s)-1,B正确;v(Zn2+)=v(H+)=0.005 mol·(L·s)-1,C错误;v(H2)==0.004 mol·(L·s)-1,D正确.故选C.
答案:C
8.反应物浓度的关系是用实验方法测定的,化学反应H2+Cl2===2HCl的反应速率v可表示为v=K[c(H2)]m[c(Cl2)]n,式中K为常数,m、n值可用下表中数据确定之.
c(H2)(mol/L) c(Cl2)(mol/L) mol/(L·s)
1.0 1.0 1.0K
2.0 1.0 2.0K
2.0 4.0 4.0K
由此可推得,m、n值正确的是(  )
A.m=1,n=1 B.m=,n=
C.m=,n=1 D.m=1,n=
解析:按题给数据代入v=K[c(H2)]m[c(Cl2)]n即可.第一组数据无法计算,代入第二组数据;2.0K=K(2.0)m(1.0)n,则m=1;代入第三组数据:4.0K=K(2.0)m(4.0)n,联立方程解得:m=1,n=.
答案:D
二、非选择题(本题包括5小题,共60分)
9.(8分)一定量的A、B在2 L的密闭容器中进行反应A(g)+B(g) 2C(g),2 min后,测得各物质的浓度分别为c(A)=0.5 mol/L,c(B)=0.75 mol/L,c(C)=0.5 mol/L,则A和B起始的物质的量分别为____________ mol和____________ mol. 
解析:     A(g)+B(g) 2C(g)
起始浓度
(mol/L)    x   y    0
变化浓度
(mol/L)   0.25  0.25   0.5
2分钟后浓度
( mol/L)    0.5  0.75  0.5
A的起始浓度x=0.75 mol/L,B的起始浓度y=1.0 mol/L.
A起始的物质的量=0.75 mol/L×2 L=1.5 mol.
B起始的物质的量=1.0 mol/L×2 L=2.0 mol.
答案:1.5 2.0
10.(9分)在容积为3 L的密闭容器中,放入气态物质X和Y在一定条件下发生反应2X+Y===2Z,如图所示是该反应中X的物质的量随时间变化的曲线.
(1)2 min内的平均速率是________;
(2)4 min内的平均速率是____________.
解析:2 min内X物质的量减少:
2.5 mol-1.5 mol=1 mol.
该时间内v(X)== mol/(L·min).
4 min内X的物质的量减少2.5 mol-1.0 mol
=1.5 mol.
该时间内v(X)== mol/(L·min).
答案:(1) mol/(L·min)  (2) mol/(L·min)
11.(12分)将等物质的量的A和B,混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g),经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L,c(A)∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1 mol/(L·min),A在5 min末的浓度是________,B的平均反应速率是________,D的平均反应速率是________,x的值是________.
解析:由题中所给数据得:v(D)==0.1 mol/(L·min),则v(A)=v(D)=0.15 mol/(L·min) v(B)=v(D)=0.05 mol/(L·min),x=2;设A和B的5 min末浓度分别为:3c mol/L、5c mol/L则3c+0.15 mol/(L·min)×5 min=5c+0.05 mol/(L·min)×5 min 解得c=0.25则A在5 min末的浓度为0.75 mol/L.
答案:0.75 mol/L 0.05 mol/(L·min)
0.1 mol/(L·min) 2
12.(12分)近年来,随着人们大量的开发使用,不但使得煤、石油、天然气的储量大大减少,而且直接燃烧化石燃料造成的环境污染问题,也是人类面临的重大挑战,如何实现化石燃料的综合利用,提高效率,减少污染提上了日程.
为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
t/s 0 500 s 1 000 s
c(H2)(mol/L) 5.00 3.52 2.48
c(CO)(mol/L) 2.50
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是__________________ mol/L;
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是________mol/L 1 000 s时CO的转化率是__________.
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________ mol/L.
解析:(1)在500 s内,v(H2)==2.96×10-3 mol/(L·s).
(2)在1 000 s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)=5.00 mol/L-2.48 mol/L=2.52 mol/L,则反应了的CO的浓度是:Δc(CO)=Δc(H2)=1.26 mol/L,用CO表示化学反应速率为:v(CO)==1.26×10-3 mol/(L·s),CO的转化率为:×100%=50.4%.
(3)在500 s时反应了的H2的浓度为:c(H2)=1.48 mol/L,则生成的CH3OH的浓度为:c(CH3OH)=c(H2)=0.74 mol/L.
答案:(1)2.96×10-3 mol/(L·s)
(2)1. 26×10-3 mol/(L·s) 50.4% (3)0.74
13.(19分)有人研究了340 K时N2O5的分解反应:2N2O5===4NO2+O2,所得实验数据见下表.
各物质在不同时刻的浓度
编号 1 2 3 4 5
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/mol/L 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/mol/L 0 0.023 0.040 0.052 0.060
(1)图像能够非常直观地描述物理量的变化趋势.请你在同一坐标系中(如图所示)作出c(N2O5)-t图及 c(O2)-t图,描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系.
(2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节.请按下式计算化学反应速率,将计算结果填入表中.
v(B)=
Δt t2-t1 t3-t2 t4-t3 t5-t4
v(N2O5)/mol/(L·min)
v(O2)/mol/(L·min)
(3)根据计算结果寻找用各物质表示的化学反应速率之间的关系.
解析:横坐标为时间,纵坐标为物质的量浓度,找到各对应点,连线即得图像,根据表中数据和速率表达式可得各个数据,速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比.
答案:(1)
(2)
Δt t2-t1 t3-t2 t4-t3 t5-t4
v(N2O5)/mol/(L·min) 0.046 0.034 0.024 0.016
v(O2)/mol/(L·min) 0.023 0.017 0.012 0.008
(3)用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比.