化学反应速率化学平衡基本题型及其解题思路归纳精.docx
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化学反应速率化学平衡基本题型及其解题思路归纳精
化学反应速率、化学平衡基本题型及其解题思路归纳
1•有关化学反应速率的计算
⑴公式:
▼=△C/△t单位:
mol/(L•S)或mol•(L•S)-1
⑵反应物:
△C=Co-Ct生成物:
△C=Ct-Co
⑶对于反应:
mA(气)+nB(气pC(气)+qD(气)
v(A):
v(B):
V(C):
V(D)=m:
n:
p:
q
例1•合成氨反应:
N2+3H2、—-2NH3,其反应速率分别用v(N2)、v(H2)和v(NH3)表示,下列关系式正确的是()
A.
B.v(N2)=3v(H2)
v(H2)=v(N2)=v(NH3)
C.v(NH3)=1.5v(H2)
D.v(NH3)=2v(N2)
例2.—定温度下,在一固定容积的密闭容器中,某反应
物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
下列说法正
A.该反应的化学方程式为:
3X+Y、一2Z
B.1min时,正反应速率小于逆反应速率
C.2min时,Z的浓度是Y浓度的2倍
D.4min时,反应体系处于平衡状态
例3•如图所示,有两个极易导热的密闭容器a和b,a容器体积恒定,b容器体积可变,压强不变。
在同温同压
和等体积条件下,向a和b两容器中通入等物质的量的NO2,发生反应:
■
2NO2■■—-N2O4+Q,则以下说法正确的是
A•反应起始时两容器的反应速率va和vb的关系:
va B.反应过程中两容器内的反应速率va和vb的关系: va C•两容器内反应达到平衡所需用的时间一定相同 D.反应达到平衡,两容器的NO2的转化率相同 2.有关化学平衡的标志 基本思路: ①从达平衡的原因判断: V+=V-(正、逆反应速率均用同一物质表示) ②从达平衡的结果来判断: 反应混合物中各组分的百分含量保持一定 反应混合物中各组分的百分含量保持一定。 在一定温度下密闭容器中进行的某可逆反应,只要各物质的物质的 量保持一定、各物质的浓度保持一定,则反应混合物中各组分的百分含量就保持一定,此时达到了化学平衡。 当反应体系中仅有气态物质时,对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应,压强或平均分子量恒 定时,丕能确定该反应是否已经达到平衡状态。 但对于化学方程式左、右两边气体体积不等的可逆反应,压强或平均分子量恒定时,可以确定该化学反应已经达到平衡状态。 例4•在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)—-2AB(g),达到平衡的标志是() A.单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB B.容器内的总压不随时间变化 C.单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2 D.单位时间生成nmolA2同时生成nmolB2 例5.在反应2SO2+O2—-2SO3的平衡体系中,加入少量18O2,再达到新的平衡时,下列说法正确的是() A•只有02中含有18OB•只有SO3中含有18O C.只有O2和SO3中含有18OD.三种物质中均含有18O 例6、江苏理综05-15.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。 现向一密闭 容器中充人1molN2和3molH2,在一定条件下使该反应发生。 下列有关说法正确的是() A•达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3 B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零 3.有关化学平衡的移动 基本思路: 已知“外界条件的改变一一反应方程式一一平衡移动方向(平衡移动的结果)”三个变量中任意 两个,利用勒沙特列原理,就可判断出第三个变量。 例7.某温度下,反应N2O4(g)’——2NO2(g);△H>0,在密闭容器中达到平衡,下列说法中不正确的是() A•加压时,体积变小,将使正、逆反应速率均增大 B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小,因此平衡向左移动。 (2)气体的分子量计算 1T,P相同时,气体的分子量之比=气体密度之比 2标况下,气体摩尔质量=气体标况的密度X22.4 3混合气的平均摩尔质量=^m/刀n (4)基本解题格式及思路: 例11.恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应: N2(g)+3H2(g)——2NH3(g) (1)若某时刻t时,n(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,则a=。 (2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况),其中NH3的体积分数为25%。 则平衡时NH3的物质 的量为。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始): n(平)=。 (4)原混合气体中,a: b=。 (5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,o(N2): a(H2)=。 (6)平衡混合气体中,n(N2): n(H2): n(NH3)=。 例12.1molN2和3molH2在一定条件下进行反应N2+3H2、—二2NH3,达平衡时混合气体的平均式量为 10,下列正确的是() A.平衡混合气中,N2的体积分数为12.5% B.N2的转化率为30% C.平衡混合气中,H2为2.7mol D.平衡混合气中,N2、出、NH3的物质的量之比为1: 3: 2 5•平衡移动和混合气的平均式量的关系 M(平均)=Em/En (1)反应物、生成物均为气体,则气体的总质量守恒,M*1/n (2)反应前后气体的物质的量不变,则M*m (3)反应前后气体的总质量和物质的量均变化,分别计算反应物和生成物的平均式量• 例13.下列可逆反应达平衡后,升高温度可使混合气平均相对分子质量增大的是() A.2HI(g)—H2(g)+12(g);△H>0 B.2SO3(g)、一-2SO2(g)+O2(g);△H>0 C.N2(g)+3H2(g)-2NH3(g);△H<0 D.4NH3(g)+5O2(g)、一-4NO(g)+6H2O(g);△H<0 例14.在密闭容器中进行的反应达平衡后,再压缩体积,混合气体平均式量增大的是() A.Fe2O3(s)+3CO(g)、一-3Fe(s)+3CO2(g) B.4NH3(g)+5O2(g)—-4NO(g)+6H2O(g) C.2NH3(g)+CO2(g)、一-CO(NH02(s)+H2O(g) D.C(s)+H2O(g)—-CO(g)+H2(g) 6.平衡体系中通入惰性气体的问题 (1)恒容体系: 不影响反应物和生成物的浓度,不影响正逆反应速率,因此,平衡不移动。 (2)恒压体系: 通入惰性气体将使体系的体积增大,因此,反应物和生成物的浓度均减小,相当于反应体系整体减压对平衡移动的影响。 例15•在密闭容器内将PCI5加热气化,并发生反应: PCl5(g)-PCl3(g)+Cl2(g),填写下表中的空白: 压强变化 平衡移动方向 五氯化磷的分解率 (1)缩小容器体积 (2)恒容充入PCI5 (3)恒容充入Cl2 (4)恒容充入N2 (5)恒压充入N2 7.转化率问题 (1)转化率与平衡移动的关系: 如果反应体系的起始量(n°)不变,当条件的改变(T、P)使平衡向正反应方向移动时,转化率一定增大;反之,平衡向逆反应方向移动时,转化率一定减小。 例16.在恒容密闭容器内,可逆反应: 3NO2(g)+H2O(I)―2HNO3(I)+NO(g);△H<0,达平衡后,下列措施 能增大NO? 的转化率的是() A.通入少量氧气B.升高温度 C.通入少量氮气D.降低温度 (2)恒容体系中两种物质反应达平衡后,增大某一反应物浓度,平衡向正反应方向移动,此反应物的转化率降低,但其平衡浓度也将增大,体积分数增大;而另一反应物的转化率将升高,体积分数减小,平衡浓度将降 低;生成物的浓度增大。 这是因为平衡移动的结果只能减弱外界条件的影响,不能抵消外界条件的影响 例17.在一定温度下,将1mol一氧化碳和1mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中,发生如下反应: CO+ H2O(g)、—-C02+H2;反应达平衡后,得到0.5mol二氧化碳,再加入3mol水蒸气并在相同条件下达新平衡后,下列叙述正确的是() A.CO的转化率增大,H2O的转化率降低 B.CO和H2O的转化率均增大 C.平衡向正反应方向移动,CO2在平衡混合气中的物质的量分数增大 D.平衡向正反应方向移动,H2O(g)的平衡浓度增大 例18•在一定温度和有催化剂的条件下,一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气,若甲容器内一氧化碳的 起始浓度为2mol/l,水蒸气的起始浓度为3mol/L时,一氧化碳的转化率为60%。 乙容器内一氧化碳起始浓度也为2mol/L,水蒸气的起始浓度为6mol/L,达平衡后二氧化碳的浓度为1.5mol/L,试通过计算判断: (1)二氧化碳和水蒸气的平衡浓度甲乙 (2)一氧化碳的转化率甲乙 (3)水蒸气的转化率甲乙 (4)平衡后二氧化碳和氢气在混合气体中的体积分数甲乙 (3)当反应物是一种时: 1.恒容体系中,改变气体反应物的起始量,对转化率的影响 基本思路: 气体反应物的起始量不同,导致起始压强不同,而不同特点的反应,起始压强的变化对平衡的影响不同、对转化率影响不同。 (1)2SO3、一-2SO2+O2增大SO3的起始浓度,转化率将下降. (2)2NO2-N2O4增大NO2的起始浓度,转化率将升高• (3)2HI、一-H2+12增大HI的起始浓度,转化率不变. 例19.在恒容密闭容器中,增大下列反应物的起始浓度,转化率将增大的是() A.2SO3(g)、一-2SO2(g)+O2(g)B.2NO? 、一-N2O4 C.2HI—-H2+12(g)D.2NH3—-3出+N2 例20.X1和X2分别为两个恒容容器中平衡体系A(g)■—12B(g)和2A(g)—iC(g)的转化率,在温度不变的情 况下,均增加A的物质的量。 下列判断正确的是() (A)X1降低,X2增大(B)X1、X2均降低 (C)X1增大,X2降低(D)无法判断 2.起始浓度相同时,恒容与恒压体系转化率的比较 基本思路: 比较反应进行过程中,压强的变化对平衡移动方向的影响。 (1)2SO3(g)—-2SO2+O2恒压转化率>恒容转化率 (2)2NO2-N2O4恒压转化率>恒容转化率 (3)2HI■■—-H2+I2恒压转化率=恒容转化率 例21.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入1mol的下列反应物,在反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容 器保持压强不变. 卜列说法止确的是 () A.反应物: SO3 反应: 2SO3、一-2SO2+。 2 转化率: 甲 <乙 B.反应物: NO2 反应: 2NO2、一1N2O4 转化率: 甲 <乙 C.反应物: HI 反应: 2HI、 H2+I2 转化率: 甲 <乙 D.上述三个反应体系的转化率均是 甲=乙 8.等效平衡问题 (1)等效平衡的含义: ①在不同容器中进行的同一反应,如果它们的反应条件(浓度、压强、温度)均相当,那 么,达平衡时两个体系的平衡特征相同,如: 转化率、组成成分的含量、浓度等。 ②对于同一可逆反应,在同一 条件下,无论反应是从哪个方向开始进行,只要起始所投入原料中元素的总物质的量相同,或原料中各元素的原 子总数相等,就可达到同一化学平衡状态。 (2)等效平衡基本解题思路: 要想达到等效平衡,每次反应中,各反应物的起始物质的量浓度保持不变。 (3)等效平衡题型: 1恒温、恒容条件下的等效平衡: 要求起始的物质的量配比相同或相当,实质上是起始所投原料中各元素的 原子个数不变。 2恒温、恒压条件下的等效平衡: 要求起始的物质的量浓度配比相同或相当,实质上是起始所投原料中各元素的质量分数不变。 例22•在一定温度下,把2molSO2和1mol。 2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应: 2SO2+。 22SO3(g),当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于平衡状态。 在该容器中,维持温度 不变,令a、b、c分别代表初始加入的二氧化硫、氧气和三氧化硫的物质的量(mol)。 如果a、b、c取不 同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上 述平衡时的完全相同。 请填写下列空白: ⑴若a=0,b=0,^Vc=。 (2)若玄=0.5,则b=,c=。 (3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示,其中一个只含a、c,另一个只含b和c): 例23•在一固定容积的密闭容器中,充入2molA和1molB发生反应: 2A(g)+B(g)——xC(g),达到平衡后, C的体积分数为W%。 若维持容器体积和温度不变,按0.6molA,0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平 衡后,C的体积分数也为W%,贝Ux的值为() (A)1(B)2(C)3(D)4 例24•某可逆反应2A(g)+3B(g)xC(g)+4D(g),若按下列两组配比: ⑴0.8molA、1.2molB、1.2molC、 2.4molD; (2)1.4molA、2.1molB、0.6molC、1.2molD,分别在容积不变的同一密闭容器中,一定温度下反应达平衡后,C的质量分数相等。 化学方程式中x为() (A)1(B)2(C)3(D)4 例25.有A、B两容器,A容器容积固定,B容器容积可变。 一定温度下,在A中加入2molN2、3mol出、反 应: N2+3H22NH3达平衡时,生成的NH3的物质的量为mmol。 (1)相同温度下,在B中加入4molN2、6molH2。 若B的压强与A的压强始终相等,B中反应达平衡时,生成的NH3的物质的量(从题后选项中选择相应答案,填写标号,下同);若B的容积与A的容积始 终相等,B中反应达平衡时,生成的NH3的物质的量。 (A)小于m(B)等于m(C)在m~2m之间(D)等于2m(E)大于2m (2)相同温度下,保持B的容积为A的一半,并加入1molNH3,要使B中反应达平衡时,各物质的质量分数与上 述A容器中达平衡时相同,则起始时应加入molN2和molH2。 例26.某温度下在VL密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之发生反应: 2+3H2—2NH3,平衡后,测 得平衡混合气中N2、H2和NH3的浓度分别为Mmol/l、Nmol/L和Gmol/L。 若温度不变,只改变初始物质的加入量,而且要求平衡时N2、H2和NH3的浓度仍为Mmol/l、Nmol/L和Gmol/L。 如果初始加入的N2、H2、 NH3的物质的量分别用x、y、z来表示,则三者间应满足的关系是: (1)若x=0,y=0,贝z=; (2)若x=,y=2.25mol,贝Uz=; (3)x、y、z取值必须满足的一般条件(用含x、y、z的方程式来表示),其中含x、z的是 ;含y、z的是。 若将上述反应条件改为恒温、恒压,其它条件均不改变: ⑷若x=0,y=0,则; (5)若x=,y=2.25mol,贝Uz (6)x、y、z取值必须满足的一般条件是 例27.(I)恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应: C(g) 1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为 例30.下列的平衡移动图中,其中能表示由于减少反应物浓度引起化学平衡移动的是( A V+,V 2 ! /V‘逆 ViE=V逆; ②物质含量(或转化率)随时间变化图 例31.在某恒容的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g)、—ixC(g),有 的关系曲线,下列说法正确的是() A.温度: Ti>T2 B.压强: Pi>P2 C.该正反应是吸热反应 D.x的取值是: x=1 例32.现有可逆反应A(g)+B(g)、—-3C(g),下图中甲、乙、丙分别 如图所示 表示在不 同的条件下,生成物C在反应混和物中的百分含量 (C%)和反应时间的关系: 甲•丙 (1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况,则曲线是表示有催化剂时的情况。 (2)若乙图中的a曲线表示200C和b曲线表示100C时的情况,则此可逆反应的正反应是热反应。 (3)若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况,则 ③物质含量(或转化率)随温度、压强变化图 例33.某可逆反应L(g)+G(g)、—i3R(g);△H>0, 试判断图中y轴可以表示() (A)平衡混合气中R的质量分数 (B)达到平衡时G的转化率 (C)平衡混合气中G的质量分数 (D)达到平衡时L的转化率 例34.某可逆反应mA(g)+nB(g) 图,在平衡体系中A 佝 曲线是表示压强较大的情况。 本图表示外界条件(温度、压强)的变化对上述反应的影响。 UO7Pa106Pa1(PP軒 —-pC(g);△H<0,其中m、n、p为配平系数,且m+n>p。 分析下列各的质量分数与温度T、压强P关系正确的是() > 温度/光 例35.能正确反映出N2(g)+3H2(g)、—i2NH3(g);△H<0的关系的是() (A) 例36.对于mA(s)+nB(g)、—ipC(g);△H<0的可逆反应,在一定温度下B的 百分含量与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是() (A)m+nvp(B)n>p (C)x点的状态是v正〉v逆(D)x点比y点的反应速率慢 例37.由可逆反应测绘出图像,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断正确的是() (A) 反应物中一定有气体 (B)生成物中一定有气体 (C)正反应一定是放热反应 温度 、——pC(g),其中m、n、p为配平系数,达到平衡后,经测定增大压强 P时,A的转化率随P而变化的曲线如右图。 则: ⑴增大压强,A的转化率,平衡向移动,达到新平衡后,混合物中C的质量分 数。 (2)上述化学方程式中的配平系数m、n、p的正确关系是,向上述平衡体系中加入B, 使体系压强增大,则平衡。 、. (3)当降低温度时,C的质量分数增大,则A的转化率,正反应是—热反应。 ''I' 10.有关取值范围的问题 基本思路: 讨论极限情况(如转化率为0或100%的情况)下的有关量的关系。 例39.在一定温度、催化剂条件下,将CO和水蒸气各1mol放在密闭容器中反应: CO+出09)■■—-CO2+H2,达平衡后测得CO2为0.6mol,再通入4mol水蒸气,达新的平衡后,CO2物质的量() A.等于0.6molB.等于1mol C.大于0.6mol,小于1molD.大于1mol
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- 化学反应 速率 化学平衡 基本 题型 及其 解题 思路 归纳
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