高考化学考前三个月选择题满分策略第一篇专题七化学反应速率和化学平衡课件.ppt

专题七化学反应速率和化学平衡 第一篇高考选择题满分策略 真题调研洞察规律 角度一化学反应速率及影响因素 栏目索引 角度二平衡的判定与平衡移动原理 角度三平衡常数转化率的判断 角度四化学反应速率与化学平衡图像的综合判断 真题调研洞察规律 1 2017 全国卷 28 4 298K时 将20mL3xmol L 1Na3AsO3 20mL3xmol L 1I2和20mLNaOH溶液混合 发生反应 aq I2 aq 2OH aq aq 2I aq H2O l 溶液中c 与反应时间 t 的关系如图所示 下列可判断反应达到平衡的是 填标号 a 溶液的pH不再变化 答案 解析 ac 2 3 1 解析a项 随反应进行 溶液的pH不断降低 当pH不再变化时 说明反应达到了平衡 b项 速率之比等于化学计量数之比 该结论在任何时刻都成立 故无法判断是否达到平衡 c项 随反应进行 c 不断增大 c 不断减小 当二者比值不变时 说明二者浓度不再改变 则反应达到平衡 d项 由图像并结合方程式可知 平衡时c I 2ymol L 1 故当c I ymol L 1时 反应未达到平衡 2 3 1 2 2017 天津理综 6 常压下羰基化法精炼镍的原理 Ni s 4CO g Ni CO 4 g 230 时 该反应的平衡常数K 2 10 5 已知 Ni CO 4的沸点为42 2 固体杂质不参与反应 第一阶段 将粗镍与CO反应转化成气态Ni CO 4 第二阶段 将第一阶段反应后的气体分离出来 加热至230 制得高纯镍 下列判断正确的是A 增加c CO 平衡向正向移动 反应的平衡常数增大B 第一阶段 在30 和50 两者之间选择反应温度 选50 C 第二阶段 Ni CO 4分解率较低D 该反应达到平衡时 v生成 Ni CO 4 4v生成 CO 答案 解析 2 3 1 2 3 1 解析A项 增加c CO 平衡向正向移动 因平衡常数大小只与温度有关 与浓度无关 所以反应的平衡常数不变 错误 B项 第一阶段 50 时 Ni CO 4为气态 易于分离 有利于Ni CO 4的生成 正确 C项 第二阶段 230 制得高纯镍的反应方程式为Ni CO 4 g Ni s 4CO g 平衡常数K1 5 104 所以Ni CO 4分解率较高 错误 D项 因反应达到平衡时 正 逆反应速率相等 再根据该反应的化学计量数可知 该反应达到平衡时 4v生成 Ni CO 4 v生成 CO 错误 3 2017 江苏 10 H2O2分解速率受多种因素影响 实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示 下列说法正确的是 2 3 1 A 图甲表明 其他条件相同时 H2O2浓度越小 其分解速率越快B 图乙表明 其他条件相同时 溶液pH越小 H2O2分解速率越快C 图丙表明 少量Mn2 存在时 溶液碱性越强 H2O2分解速率越快D 图丙和图丁表明 碱性溶液中 Mn2 对H2O2分解速率的影响大 答案 解析 解析A项 浓度对反应速率的影响是浓度越大 反应速率越快 错误 B项 NaOH浓度越大 即pH越大 H2O2分解速率越快 错误 C项 由图可知 Mn2 存在时 0 1mol L 1NaOH中H2O2的分解速率比1mol L 1NaOH中H2O2的分解速率快 错误 D项 由图可知 碱性条件下 Mn2 存在时 对H2O2分解速率影响大 正确 2 3 1 角度一化学反应速率及影响因素 1 对化学反应速率计算公式的理解 高考必备 对于反应mA g nB g cC g dD g 2 同一反应用不同的物质表示反应速率时 数值可能不同 但意义相同 不同物质表示的反应速率 存在如下关系 v A v B v C v D m n c d 3 注意事项 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质 不适用于固体和纯液体 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率 而不是即时速率 且计算时取正值 2 外界条件对化学反应速率的影响 3 稀有气体对反应速率的影响 4 外界条件对可逆反应的正 逆反应速率的影响方向是一致的 但影响程度不一定相同 1 当增大反应物浓度时 v 正 增大 v 逆 瞬间不变 随后也增大 2 增大压强 气体分子数减小的方向的反应速率变化程度大 3 对于反应前后气体分子数不变的反应 改变压强可以同等程度地改变正 逆反应速率 4 升高温度 v 正 和v 逆 都增大 但吸热反应方向的反应速率增大的程度大 5 使用催化剂 能同等程度地改变正 逆反应速率 例已知分解1molH2O2放出热量98kJ 在含少量I 的溶液中 H2O2分解的机理为H2O2 I H2O IO 慢H2O2 IO H2O O2 I 快下列有关该反应的说法正确的是A 反应速率与I 浓度有关B IO 也是该反应的催化剂C 反应活化能等于98kJ mol 1D v H2O2 v H2O v O2 典例剖析 答案 解析 解题思路 解题思路 解析H2O2的分解反应主要由慢反应决定 且I 参与慢反应 其浓度越大反应速率越快 A正确 合并题中两反应 可知I 为催化剂 而IO 为中间产物 B错误 1molH2O2分解时反应热为 98kJ mol 1 并不等于反应的活化能 C错误 根据化学计量数关系可确定v H2O2 v H2O 2v O2 D错误 经典精练 1 反应C s H2O g CO g H2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是A 增加C的量B 将容器的体积缩小一半C 保持体积不变 充入H2O g 使体系的压强增大D 保持压强不变 充入氮气 使容器的体积增大 答案 解析 2 3 1 4 5 6 解析碳单质是固体 增加碳单质的量不能影响反应物浓度 对反应速率没有影响 A项符合题意 容器的体积缩小 压强增大 气体的物质的量浓度增大 反应速率加快 B项不符合题意 体积不变 充入水蒸气 水蒸气的物质的量浓度增大 反应速率加快 C项不符合题意 压强不变 充入氮气 容器的体积增大 气体的物质的量浓度减小 反应速率减慢 D项不符合题意 2 3 1 4 5 6 2 已知 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O H 0 下列说法不正确的是A 其他条件不变 适当增大盐酸的浓度将加快化学反应速率B 其他条件不变 适当增加CaCO3的用量将加快化学反应速率C 反应过程中 化学反应速率将先增大后减小D 一定条件下反应速率改变 H不变 答案 解析 2 3 1 4 5 6 解析盐酸浓度增大 H 浓度增大 反应速率加快 A项正确 由于CaCO3是固体 若只增大其用量 而不增大其与盐酸的接触面积 化学反应速率将不变 B项错误 由于反应放热 反应过程中温度升高 反应速率会变快 但随着盐酸浓度的减小 反应速率会逐渐变慢 C项正确 反应焓变只与反应物和生成物的能量状态有关 与反应快慢无关 D项正确 2 3 1 4 5 6 3 一定温度下 10mL0 40mol L 1H2O2溶液发生催化分解 不同时刻测得生成O2的体积 已折算为标准状况 如下表 答案 解析 2 3 1 4 5 6 下列叙述不正确的是 溶液体积变化忽略不计 A 0 6min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L 1 min 1B 6 10min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L 1 min 1C 反应到6min时 c H2O2 0 30mol L 1D 反应到6min时 H2O2分解了50 2 3 1 4 5 6 2 3 1 4 5 6 D项 反应至6min时 消耗n H2O2 2 10 3mol n H2O2 总 4 10 3mol 所以H2O2分解了50 正确 4 某探究小组利用丙酮的溴代反应 CH3COCH3 Br2CH3COCH2Br HBr 来研究反应物浓度与反应速率的关系 反应速率v Br2 通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定 在一定温度下 获得如下表实验数据 答案 解析 2 3 1 4 5 6 分析表中实验数据得出的结论不正确的是A 增大c CH3COCH3 v Br2 增大B 实验 和 的v Br2 相等C 增大c HCl v Br2 增大D 增大c Br2 v Br2 增大 解析由 两组数据可知 CH3COCH3的浓度增大 反应速率加快 溴颜色消失所用的时间缩短 由 两组数据可知 Br2的颜色消失时间相等 则v Br2 相等 而由 两组数据可知 Br2的浓度与Br2的颜色消失时间成倍数关系 所以v Br2 不变 2 3 1 4 5 6 新题预测5 下列由生产或实验事实引出的相应结论不正确的是 2 3 1 4 5 6 答案 解析 解析填充瓷环可增大气液接触面积 B正确 压缩容器体积 反应物 生成物浓度增加 正 逆反应速率均加快 故C错误 氯化铁为过氧化氢分解的催化剂 D正确 2 3 1 4 5 6 下列有关说法正确的是A 反应速率与Ag 浓度有关B Ag2 也是该反应的催化剂C Ag 能降低该反应的活化能和焓变D v Cr3 v 答案 解析 2 3 1 4 5 6 2 3 1 4 5 6 角度二平衡的判定与平衡移动原理 1 化学平衡状态的判断标志 高考必备 1 速率标志 同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等 不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比 2 物质的数量标志 平衡体系中各物质的质量 浓度 百分含量等保持不变 反应物消耗量达到最大值或生成物的量达到最大值 常用于图像分析中 不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量 如物质的量 物质的量浓度 气体体积 的变化值之比等于化学计量数之比 3 特殊的标志 对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说 当体系的总物质的量 总压强 恒温恒容时 平均相对分子质量不变 有色体系的颜色保持不变 4 依Q与K关系判断 若Q K 反应处于平衡状态 2 化学平衡移动的判断方法 1 依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正 逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向 若外界条件改变 引起v正 v逆 则化学平衡向正反应方向 或向右 移动 若外界条件改变 引起v正 v逆 则化学平衡向逆反应方向 或向左 移动 若外界条件改变 虽能引起v正和v逆变化 但变化后新的v正 和v逆 仍保持相等 则化学平衡没有发生移动 2 依据浓度商 Q 规则判断通过比较浓度商 Q 与平衡常数 K 的大小来判断平衡移动的方向 若Q K 平衡逆向移动 若Q K 平衡不移动 若Q K 平衡正向移动 3 不能用勒夏特列原理解释的问题 1 若外界条件改变后 无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化 则平衡不移动 2 催化剂能同等程度地改变正 逆反应速率 所以催化剂不会影响化学平衡 3 当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时 不能用勒夏特列原理解释 典例剖析 答案 解析 例1在绝热 恒容的密闭容器中进行反应2NO g 2CO g 2CO2 g N2 g 下列示意图正确且能表示反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 解析A项 随时间的进行 v 正 一直在变化中 t1时达到最大 没有达到平衡 B项 在绝热容器中 t1时 平衡常数不变 说明达到平衡 若没有达到平衡 反应进行中一定有热效应产生 温度改变 平衡常数改变 C项 t1后 NO CO2的量均变化 没有达到平衡 D项 恒容容器中 混合气体的质量和体积一直不变 所以密度也不变 不能说明达到平衡 例2一定温度下 在3个体积均为1 0L的恒容密闭容器中反应2H2 g CO g CH3OH g 达到平衡 下列说法不正确的是 A 该反应的正反应放热B 达到平衡时 容器 中反应物转化率比容器 中的大C 达到平衡时 容器 中c H2 大于容器 中c H2 的两倍D 达到平衡时 容器 中的正反应速率比容器 中的大 答案 解析 解题思路 解题思路本题需要学生通过运用对比 归纳的方法 分析图表中的信息 结合化学平衡中 等效平衡 思想 解决不同条件下同一可逆反应平衡状态的比较问题 然后再根据温度 压强等对平衡的影响 逐项判断 解析A项为温度对化学平衡的影响 若 同温则为等效平衡 依此可判断升高温度平衡左移 该反应为放热反应 B项为压强对化学平衡的影响 C项考查不同平衡状态的比较 由表中数据计算得 达到平衡时 容器 中c H2 0 04mol L 1 可推知容器 中c H2 0 08mol L 1 容器 中c H2 0 15mol L 1 则 2 错误 D项考查的温度对化学反应速率的影响 温度高 反应速率加快 经典精练 1 一定条件下 在一绝热恒容容器中能表示反应A g 2B g 3C g D s 一定达到化学平衡状态的是 A B C的物质的量之比为1 2 2 A B C的浓度不再发生变化 反应体系温度不变 单位时间内生成nmolC 同时生成2nmolB 混合气体的密度不变 混合气体总物质的量不变 混合气体的总质量不变 D的质量不变 混合气体的平均相对分子质量不变A B C D 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析A B C的物质的量之比不能作为平衡的标志 错 A B C的浓度保持不变可以作为平衡的标志 对 绝热容器中温度一定说明反应达到平衡状态 正确 单位时间内生成3nmolC的同时生成2nmolB 说明正 逆反应速率相等 错 恒容容器中密度一定 说明混合气体质量一定 D为固体 则反应处于平衡状态 正确 化学方程式两端的气体分子数相等 故气体总物质的量不变不能证明反应处于平衡状态 错 由于D是固体 所以混合气体质量不变 可以证明反应处于平衡状态 故 正确 2 3 1 4 5 6 7 2 COCl2 g CO g Cl2 g H 0当反应达到平衡时 下列措施 升高温度 恒容条件下通入惰性气体 增加CO的浓度 扩大容积 加催化剂 恒压条件下通入惰性气体 能提高COCl2转化率的是A B C D 答案 2 3 1 4 5 6 解析 7 解析正反应是体积增大的吸热反应 则 升高温度 平衡向正反应方向进行 转化率增大 恒容条件下通入惰性气体 平衡不移动 增大CO的浓度 平衡向逆反应方向移动 转化率降低 扩大容积 压强降低 平衡向正反应方向移动 转化率增大 加催化剂 平衡不移动 恒压条件下通入惰性气体 体积增大 平衡向正反应方向移动 转化率增大 2 3 1 4 5 6 7 3 下列说法正确的是A 对CO g H2S g COS g H2 g 达到平衡后 升高温度 H2S浓度增加 表明该反应是吸热反应B 对CO g H2S g COS g H2 g 达到平衡后 通入CO后 正反应速率逐渐增大C 一定条件下反应N2 3H2 2NH3达到平衡时 3v正 H2 2v逆 NH3 D 对于反应CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 只改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量不变 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 2 3 1 4 5 6 解析A项 升高温度 H2S浓度增加 说明平衡逆向移动 则该反应是放热反应 错误 B项 通入CO后 正反应速率瞬间增大 又逐渐减小 错误 C项 N2 3H2 2NH3达到平衡时 应为2v正 H2 3v逆 NH3 错误 7 下列说法正确的是A 上述生成Ni CO 4的反应为吸热反应B 在80 时 测得某时刻Ni CO 4 CO的浓度均为0 5mol L 1 则此时v正 v逆C 230 时反应Ni CO 4 g Ni s 4CO g 的平衡常数约为5 3 104D 恒温恒容下 向容器中再充入少量CO 达新平衡时 CO的百分含量将增大 4 一定条件下 在密闭容器中加入镍粉后再充入一定量的CO气体 发生反应 Ni s 4CO g Ni CO 4 g 已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析温度升高 平衡常数减小 说明平衡向逆反应方向移动 正反应为放热反应 A项错误 在80 时 某时刻 8 K 2 反应逆向进行 v逆 v正 B项错误 Ni CO 4 g Ni s 4CO g 为题给反应的逆反应 两个反应的平衡常数互为倒数关系 C项正确 恒温恒容下 向容器中再充入少量CO 相当于对原平衡加压 平衡正向移动 达到新平衡时 CO的百分含量将减小 D项错误 2 3 1 4 5 6 7 新题预测5 在一定条件下 将A和B各0 32mol充入10L的恒容密闭容器中 发生如下反应 A g B g 2C g H 0 反应过程中测定的数据如表 则下列说法正确的是A 其他条件不变 向平衡体系中再充入0 32molA 再达到平衡时 B的转化率增大B 其他条件不变 降低温度 反应达到新平衡前 v 逆 v 正 C 其他条件不变 起始时向容器中充入各0 64molA和B 平衡时n C 0 48molD 反应前2min的平均反应速率v C 0 004mol L 1 min 1 2 3 1 4 5 6 7 答案 解析 解析其他条件不变 向平衡体系中再充入0 32molA 平衡正向移动 B的转化率增大 A项正确 根据题意 H 0 其他条件不变 降低温度 平衡正向移动 反应达到新平衡前 v 逆 v 正 B项错误 其他条件不变 起始时向容器中充入0 64molA和0 64molB 相当于压强增大为原来的2倍 或者使体积变成原来的一半 因为反应前后气体体积不变 而加压时平衡不移动 但各物质的物质的量会变成原来的2倍 原平衡时n B 0 20mol n C 2 0 32mol 0 20mol 0 24mol 因此达到新平衡时n C 0 48mol C项错误 先求前2minB的平均反应速率v B 0 004mol L 1 min 1 则v C 2v B 0 008mol L 1 min 1 D项错误 2 3 1 4 5 6 7 6 在温度 初始容积相同的两个密闭容器中 按不同方式投入反应物 如图所示 发生如下反应 3X g Y g 2Z g H 0 保持温度不变 测得平衡时的有关数据如下 答案 解析 2 3 1 4 5 6 下列说法正确的是A 平衡时容器乙的容积一定比反应前大B 平衡时容器甲的压强一定比反应前大C n2 n1D 2 1 7 解析将甲中的Z完全转化为X Y 可判断甲 乙初始状态是等效的 根据方程式的特点及乙容器的特点 可看作乙相当于在甲的基础上缩小体积 增大压强 再逐项分析 即可得出答案 2 3 1 4 5 6 7 A 改变第 步反应的平衡体系中H 的浓度 溶液颜色无明显变化 D FeSO4溶液呈酸性的原因是Fe2 2H2O Fe OH 2 2H 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析依据化学平衡影响因素分析 氢离子浓度增大平衡正向移动 溶液颜色变为橙色 氢离子浓度减小平衡逆向移动 溶液呈黄色 A项错误 各物质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 2v v 未表明正逆反应速率关系 不能证明反应达到平衡状态 B项错误 依据氧化还原反应中得失电子守恒知 还原1mol 需要6molFe2 C项正确 亚铁离子水解程度微弱 不会有沉淀生成 且应为可逆反应 D项错误 2 3 1 4 5 6 7 角度三平衡常数转化率的判断 1 化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应 aA g bB g cC g dD g 在一定温度下达到化学平衡时 其计算的表达式为 高考必备 其中p C p D 分别为C D两气体的分压 气体的分压 气体总压 体积分数气体体积之比 气体物质的量之比 2 转化率计算公式 3 平衡常数的关系 反应1 平衡常数为K1 反应2 平衡常数为K2 反应3 平衡常数为K3 则K3 K1 K2 若两反应互为可逆反应 其平衡常数互为倒数关系 若反应系数扩大2倍 其平衡常数为原来的2次方 2 化学平衡常数的应用 1 平衡常数的应用 判断反应可能进行的程度 判断化学反应是否达到平衡状态及平衡移动的方向 计算反应物的转化率或产物的产率等 2 注意事项 化学平衡常数K只是温度的函数 温度不变 K不变 即改变浓度 压强等引起平衡移动 K不变 可逆反应中反应物及生成物为固态或纯液态时 则该物质不计入平衡常数表达式中 例1在一定温度下 反应的平衡常数为10 若将1 0mol的HX g 通入体积为1 0L的密闭容器中 在该温度时HX g 的最大分解率接近于A 5 B 17 C 25 D 33 典例剖析 答案 解析 解题思路 解题思路破题的关键是根据正 逆反应平衡常数的关系 计算出HX分解反应的平衡常数 再用三段式法求平衡转化率 起始浓度 mol L 1 100转化浓度 mol L 1 x平衡浓度 mol L 1 1 x C 实验 中 达到平衡时 X的转化率为60 D 实验 中 达到平衡时 b 0 060 例2在10L恒容密闭容器中充入X g 和Y g 发生反应X g Y g M g N g 所得实验数据如表 下列说法正确的是A 实验 中 若5min时测得n M 0 050mol 则0至5min时间内 用N表示的平均反应速率v N 1 0 10 2mol L 1 min 1B 实验 中 该反应的平衡常数K 2 0 答案 解析 解题思路 解题思路破题关键是需要学生对表中数据进行归纳 根据单一变量原则对比分析表中实验 解题核心是运用三段式法进行化学平衡常数和转化率的计算 化学反应速率计算时注意将物质的量转化为浓度 解析A项 考查反应速率的计算 根据实验 的数据可计算v N 1 10 3mol L 1 min 1 B项 应用实验 数据和 三段式 法计算平衡浓度 代入平衡常数公式得K 1 0 C项 考查平衡常数与转化率的转化计算 实验 与实验 的温度相同 则K 1 0 应用 三段式 法计算X的转化率为60 正确 D项 根据 三段式 可求得 在700 K 2 6 则温度升高 K减小 该反应为放热反应 若实验 的温度为800 此时与实验 为等效平衡 b 0 060 但实验 的温度为900 则平衡逆向移动 b 0 060 D错误 1 O3是一种很好的消毒剂 具有高效 洁净 方便 经济等优点 O3可溶于水 在水中易分解 产生的 O 为游离氧原子 有很强的杀菌消毒能力 常温常压下发生反应如下 反应 O3 O2 O H 0平衡常数为K1 反应 O O3 2O2 H 0平衡常数为K2 总反应 2O3 3O2 H 0平衡常数为K 下列叙述正确的是A 降低温度 K减小B K K1 K2C 适当升温 可提高消毒效率D 压强增大 K2减小 答案 解析 经典精练 2 3 1 4 5 6 7 解析降温 总反应平衡向右移动 K增大 A项错误 K1 K2 K K1 K2 B项错误 升高温度 反应速率增大 可提高消毒效率 C项正确 对于给定的反应 平衡常数只与温度有关 D项错误 2 3 1 4 5 6 7 2 3 1 4 5 6 2 2017 漳州二模 一定条件下 可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算 也可以用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 在恒温恒压条件下 总压不变 用平衡分压计算平衡常数更方便 下列说法不正确的是 7 A 对于C2H4 g H2O g C2H5OH g 在一定条件下达到平衡状态时 体系的总压强为p 其中C2H4 g H2O g C2H5OH g 均为1mol 则用分压表示的平衡常数Kp B 恒温恒压下 在一容积可变的容器中 反应2A g B g 2C g 达到平衡时 A B和C的物质的量分别为4mol 2mol和4mol 若此时A B和C均增加1mol 平衡正向移动C 恒温恒压下 在一容积可变的容器中 N2 g 3H2 g 2NH3 g 达到平衡状态时 N2 H2 NH3各1mol 若此时再充入3molN2 则平衡正向移动D 对于一定条件下的某一可逆反应 用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数 其数值不同 但意义相同 都只与温度有关 2 3 1 4 5 6 7 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 B项 如A B和C的物质的量之比按照2 1 2的比值增加 则平衡不移动 而 均增加1mol 时相当于在原来的基础上多加了B 则平衡向右移动 故B正确 2 3 1 4 5 6 7 D项 对于一定条件下的某一可逆反应 用平衡浓度表示的平衡常数和平衡分压表示的平衡常数 表示方法不同其数值不同 但意义相同 平衡常数只与温度有关 与压强 浓度变化无关 故D正确 3 在一定条件下 将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中 发生如下反应 3A g B g xC g 2D g 2min末该反应达到平衡 生成0 8molD 并测得C的浓度为0 2mol L 1 下列判断正确的是A 平衡常数约为0 3B B的转化率为60 C 从反应开始至平衡 A的平均反应速率为0 3mol L 1 min 1D 若混合气体的密度不变 则表明该反应达到平衡状态 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析平衡时D的浓度是0 8mol 2L 0 4mol L 1 则x 2 0 2mol L 1 0 4mol L 1 故x 1 3A g B g C g 2D g 起始浓度 mol L 1 1 50 500平衡浓度 mol L 1 0 90 30 20 4将平衡时各物质的浓度代入平衡常数表达式 计算得K约为0 15 选项A错误 B的转化率是0 2mol L 1 0 5mol L 1 100 40 选项B错误 从反应开始至平衡 A的平均反应速率是0 6mol L 1 2min 0 3mol L 1 min 1 选项C正确 各物质均是气体 总质量不变 且容器体积固定 故无论反应是否达到平衡 混合气体的密度都是定值 选项D错误 2 3 1 4 5 6 7 4 某温度下 在2L的密闭容器中 加入1molX g 和2molY g 发生反应 X g mY g 3Z g 平衡时 X Y Z的体积分数分别为30 60 10 在此平衡体系中加入1molZ g 再次达到平衡后 X Y Z的体积分数不变 下列叙述不正确的是A m 2B 两次平衡时化学平衡常数之比为1 1C X与Y的平衡转化率之比为1 1D 第二次平衡时 Z的浓度为0 4mol L 1 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析在平衡体系中加入1molZ 在容器体积不变的情况下 相当于增大压强 但新平衡中各物质体积分数保持不变 说明此反应为反应前后气体体积保持不变的反应 所以m 2 A正确 两次平衡时温度保持不变 所以化学平衡常数不变 B正确 由于X和Y的化学计量数之比为1 2 投料比也为1 2 所以 两者的平衡转化率之比为1 1 C正确 X g 2Y g 3Z g 起始浓度 mol L 1 0 510转化浓度 mol L 1 a2a3a平衡浓度 mol L 1 0 5 a1 2a3a 2 3 1 4 5 6 7 2 3 1 4 5 6 7 新题预测5 化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志 在T 下 下列反应的平衡常数的数值如下 2NO g N2 g O2 g K1 1 1030 2H2 g O2 g 2H2O g K2 2 1081 2CO2 g 2CO g O2 g K3 4 10 92 下列说法正确的是A T 下 NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1 c N2 c O2 B T 下 水分解产生O2 此时平衡常数的数值约为5 10 80C T 下 NO H2O CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO H2O CO2D 以上说法都不正确 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析NO分解产生O2的平衡常数表达式为K1 A项错误 T 下 水解解产生O2 是H2和O2化合生成H2O的逆反应 因此其平衡常数的数值应为K2的倒数 数值为5 10 82 B项错误 由于三个反应都处在T 下 根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO H2O CO2 C项正确 2 3 1 4 5 6 7 6 在初始温度为500 容积恒定为10L的三个密闭容器中 按图所示投入原料 发生反应CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H 25kJ mol 1 已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0 55倍 乙 丙中初始反应方向不同 平衡后对应各组分的体积分数相等 下列分析正确的是 2 3 1 4 5 6 7 绝热恒温恒温 1molCO23molH2 1molCO23molH2 amolCO2 3amolH2bmolCH3OH g bmolH2O g 甲乙丙 A 刚开始反应时速率 甲 乙B 平衡后反应放热 甲 乙C 500 时乙容器中反应的平衡常数K 3 102D 若a 0 则0 9 b 1 2 3 1 4 5 6 答案 解析 7 绝热恒温恒温 1molCO23molH2 1molCO23molH2 amolCO2 3amolH2bmolCH3OH g bmolH2O g 甲乙丙 2 3 1 4 5 6 解析刚开始反应时甲和乙各组分的浓度相等 所以开始时反应速率相等 故A项错误 甲是绝热体系 随着反应的进行 反应放出热量 使得体系的温度升高 所以平衡逆向移动 乙为恒温体系 所以甲相当于乙的基础上逆向移动了 故平衡后反应放热 甲 乙 故B项错误 设二氧化碳的转化量为xmol 则 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 起始物质的量 mol 1300转化量 mol x3xxx平衡量 mol 1 x3 3xxx 7 2 3 1 4 5 6 有 0 55 解得x 0 9 所以平衡常数K 3 104 故C项错误 乙和丙中初始反应方向不同 平衡后对应各组分的体积分数相等 此时二者建立的平衡为等效平衡 根据C项的计算分析 平衡时甲醇的物质的量为0 9mol 则0 9 b 1 故D项正确 7 7 向1 0L密闭容器中充入0 10molA g 在一定温度下发生如下反应 A g B g C g D s H 85 1kJ mol 1反应时间 t 与容器内气体总压强 p 的数据如表所示 2 3 1 4 5 6 7 下列说法正确的是A 欲提高A的平衡转化率 应采取的措施为向容器中加入更多的A g B 由总压强p和起始压强p0表示平衡时反应物A的转化率 A C 反应的平衡常数K约为1 5D 相同条件下 若该反应从逆向开始 欲达到与上述相同的平衡状态 则起始时n D 0 0059mol 答案 解析 解析A项 该反应是气体分子数增大的反应 向1 0L密闭容器中充入更多的A g 体系压强增大 A的平衡转化率降低 错误 2 3 1 4 5 6 7 2 3 1 4 5 6 7 D项 正向开始 平衡时c A 0 0059mol L 1 则从逆向开始 起始时n D 0 0059mol 错误 角度四化学反应速率与化学平衡图像的综合判断 高考必备 1 理解化学反应速率与化学平衡的5种常见图像 1 浓度 或物质的量 时间图像 描述可逆反应到达平衡的过程 如 反应A g B g AB g 的浓度 时间图像如图所示 2 体积分数 温度图像 描述平衡进程 如 在容积相同的不同密闭容器内 分别充入相同量的N2和H2 在不同温度下 任其发生反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 在某一时刻 测定NH3的体积分数 如图所示 A B未到达平衡 C点最大 恰好到达平衡 D E体积分数变小 是升温平衡逆向移动的结果 可推知该反应为放热反应 3 速率 时间图像 描述平衡移动的本质 如 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 在一定条件下达到化学平衡 现升高温度使平衡发生移动 正 逆反应速率 v 变化图像如图所示 4 物质的量 或浓度 转化率 含量 时间 温度 或压强 图像 描述温度 或压强 对平衡移动的影响 如 放热反应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 与反应时间t的关系如图所示 则 T1 T2 p1 p2 5 恒压 或恒温 线 描述反应在不同压强或温度下 平衡移动与反应特征的关系 如 mA g nB g xC g yD g A的转化率RA与p T的关系如图所示 则该反应的正反应吸热 m n x y 2 速率 平衡图像题的解题模板 例1一定条件下 CH4与H2O g 发生反应 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 设起始 Z 在恒压下 平衡时 CH4 的体积分数与Z和T 温度 的关系如图所示 下列说法正确的是 典例剖析 答案 解析 A 该反应的焓变 H 0B 图中Z的大小为a 3 bC 图中X点对应的平衡混合物中 3D 温度不变时 图中X点对应的平衡在加压后 CH4 减小 解析分析图像可知 随着温度升高CH4的体积分数逐渐减小 说明温度升高平衡正向移动 则正反应为吸热反应 反应的焓变 H 0 A项正确 温度不变时 加压平衡逆向移动 CH4的体积分数增大 D项错误 A 用硝酸银溶液滴定等浓度的A B C 的混合溶液 均可以与Ag 反应生成沉淀 由图1可确定首先沉淀的是C B 图2表示反应中某反应物的正 逆反应速率随温度变化情况 由图可知该反应的正反应是吸热反应C 一定条件下 X和Y反应生成Z 由图3推出该反应的方程式可表示为X 3Y ZD 图4表示溶液中反应 I2 I 平衡c 随温度变化 反应速率v正 M v逆 N 例2下图所示与对应叙述相符的是 答案 解析 解析A项 从图像分析可知 lg c X 越大 则c X 越小 越先生成沉淀 则首先生成沉淀的是A 错误 B项 当正 逆反应速率相等时 反应达到平衡 但随着温度升高 逆反应速率大于正反应速率 则反应逆向移动 说明正反应为放热反应 错误 C项 当反应物的起始物质的量比等于化学计量数比时 物质的转化率相同 从图分析 当X的物质的量与Y的物质的量之比为3时 转化率相同 则二者化学计量数之比为3 1 错误 D项 从图分析 随着温度升高 c 逐渐减小 说明反应逆向移动 则逆反应速率大于正反应速率 而M点对应温度低于N点 故v正 M v逆 N 正确 1 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0且压强p1 p2 下列图像中曲线变化错误的是 答案 解析 经典精练 2 3 1 4 5 6 7 解析该反应为放热反应 升高温度 反应速率增大 平衡向逆反应方向移动 SO2的平衡转化率降低 A项正确 温度不变时 增大压强 平衡正向移动 SO3的百分含量增大 B项正确 升高温度 平衡逆向移动 平衡常数减小 C项错误 升高温度 正 逆反应速率均增大 由于平衡逆向移动 故升温瞬间v逆 v正 D项正确 2 3 1 4 5 6 7 2 臭氧是理想的烟气脱硝试剂 其脱硝反应为2NO2 g O3 g N2O5 g O2 g 若反应在恒容密闭容器中进行 下列由该反应相关图像做出的判断正确的是 2 3 1 4 5 6 7 2 3 1 4 5 6 7 答案 解析 解析A项考查化学反应与能量图像 由图知 反应物的能量比生成物的高 是放热反应 升温时 平衡逆向移动 平衡常数减小 正确 C项考查催化剂对化学反应速率和平衡的影响 使用催化剂 不能使平衡发生移动 错误 D项考查改变生成物浓度对平衡的影响 增大氧气浓度 平衡逆向移动 NO2的转化率减小 错误 2 3 1 4 5 6 7 3 在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应 2X g Y g 3Z g 反应过程持续升高温度 测得X的体积分数与温度的关系如图所示 下列推断正确的是 答案 解析 A Q点时 Y的转化率最大B 升高温度 平衡常数增大C W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率D 若保持温度不变 平衡时充入Z 达到新平衡时Z的体积分数增大 2 3 1 4 5 6 7 解析分析图像 X的体积分数先减小后增大 减小到最低 这是化学平衡的建立过程 后增大 这是平衡的移动过程 升高温度 平衡向左移动 Y的转化率降低 Q点时最大 A项正确 升高温度 体积分数增大 说明升高温度 平衡向左移动 使平衡常数减小 B项错误 M点温度较高 故反应速率较快 C项错误 保持温度不变 平衡时再充入Z 达到的新平衡与原平衡是等效平衡 体积分数相等 D项错误 2 3 1 4 5 6 7 4 一定条件下 反应 6H2 g 2CO2 g C2H5OH g 3H2O g 的数据如图所示 答案 解析 下列说法正确的是A 该反应的 H 0B 达平衡时 v正 H2 v逆 CO2 C b点对应的平衡常数K值大于c点D a点对应的H2的平衡转化率为90 2 3 1 4 5 6 7 解析升高温度 CO2的转化率减小 平衡向左移动 正反应为放热反应 H 0 A项错误 达平衡时 v正 H2 3v逆 CO2 B项错误 升温 平衡左移 b点温度高 其平衡常数小 C项错误 6H2 g 2CO2 g C2H5OH g 3H2O g 21006x2xx3x 解得x 0 3 2 3 1 4 5 6 7 新题预测5 一定条件下合成乙烯的反应为6H2 g 2CO2 g CH2 CH2 g 4H2O g 已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响如图所示 下列说法不正确的是 A 生成乙烯的速率 v M 有可能小于v N B 平衡常数 KM KNC 当温度高于250 时 升高温度 平衡向逆反应方向移动 从而使催化剂的催化效率降低D 平衡时 其他条件不变 增大催化剂用量 反应的平衡常数将变大 2 3 1 4 5 6 7 答案 6 乙二醇的制备原理为CH3OOC COOCH3 g 4H2 g HOCH2 CH2OH g 2CH3OH g H 34kJ mol 1 右图表示一定温度下 达到平衡时乙二醇的产率随原料投料比和压强的变化关系 其中三条曲线分别表示体系压强为1 5MPa 2 5MPa 3 5MPa的情况 下列说法中正确的是 A 原料投料比越大 平衡常数K越大B 原料投料比越大 乙二醇的产率越小C 升高温度后 v 正 v 逆 D 曲线丙对应的压强p 丙 1 5MPa 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析温度不变 平衡常数K不变 A项错误 由图像可知 一定范围内原料投料比越大 乙二醇的产率越大 B项错误 该反应的正反应放热 升高温度 平衡向逆反应方向移动 故v 正 v 逆 C项错误 该反应是气体分子数减小的反应 增大压强 平衡正向移动 乙二醇的产率增大 D项正确 2 3 1 4 5 6 7 7 H2S受热分解的反应为2H2S g 2H2 g S2 g 在恒温密闭容器中 控制不同温度进行H2S的分解实验 以H2S起始浓度均为cmol L 1测定H2S的转化率 结果如图所示 图中a曲线表示H2S的平衡转化率与温度的关系 b曲线表示不同温度下反应经过相同时间的转化率 下列叙述错误的是 答案 解析 A 985 时 H2S按上述反应分解的平衡常数K B H2S的分解为吸热反应C 图像能解释 温度升高 反应速率加快D 如果只将上述条件中的温度改为压强 图像的形式基本不变 2 3 1 4 5 6 7 解析以H2S起始浓度均为cmol L 1测定H2S的转化率 985 时H2S的转化率为40 则2H2S g 2H2 g S2 g 起始浓度 mol L 1 c00转化浓度 mol L 1 0 4c0 4c0 2c平衡浓度 mol L 1 0 6c0 4c0 2c则K A项不符合题意 2 3 1 4 5 6 7 由图像可知 随着温度升高 硫化氢的转化率逐渐增大 平衡正向移动 即此反应的正反应是吸热反应 B项不符合题意 温度升高 曲线b向曲线a逼近 反应速率加快 C项不符合题意 如果增大压强 则化学平衡逆向移动 硫化氢的转化率减小 D项符合题意 2 3 1 4 5 6 7