1、专题七 化学反应速率 化学平衡高频考点导悟 考点一 化学反应速率的定性分析与定量计算典例 1 一定条件下，在体积为 10 L 的固定容器中发生反应：N2(g)3H22NH3(g)H0，反应过程如图：下列说法正确的是()At1 min 时正、逆反应速率相等BX 曲线表示 NH3 的物质的量随时间变化的关系C08 min，H2 的平均反应速率 v(H2)34 molL1min1D1012 min，N2 的平均反应速率 v(N2)0.25 molL1min1解析 t1 min 时，只是 X 和 Y 的物质的量相等，没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等；根据图像，Y 表示 H2 的物质的量随时间的变
2、化关系，X 表示 NH3 的物质的量随时间的变化关系，08 min，H2 的平均反应速率 v(H2)9800 molL1min1,1012 min，N2 的平均反应速率 v(N2)0.002 5 molL1min1。答案 B知识归纳1对于化学反应速率，其考查点通常有三个方面：一是依据化学反应速率的定义进行有关计算，其模式是灵活运用“vc/t”；二是同一化学反应的速率以不同物质的浓度变化表示时，各速率值之间的关系及化学方程式的确定，其模式为“mAnB=pCqDv(A)v(B)v(C)v(D)mnpq”；三是考查外界条件对反应速率的影响，其模式是依据浓度、温度、压强、催化剂、接触面积以及形成原电池
3、等因素对化学反应速率的影响进行分析判断。2涉及外界条件对速率的影响时，影响最大的是催化剂；其次是温度，温度越高，速率越快；然后是浓度和压强。若是可逆反应，外界条件对 v 正和 v 逆的影响趋势是一样的。即若升温或增大压强(有气体参与体系)，v 正、v 逆均加快；若增大反应物浓度，瞬时速率 v 逆不变，但最终 v 正和 v 逆均加快。命题猜想 1(2010福建理综，12)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下图所示，计算反应 48 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()A2.5 molL1min1 和 2
4、.0 molL1B2.5 molL1min1 和 2.5 molL1C3.0 molL1min1 和 3.0 molL1D5.0 molL1min1 和 3.0 molL1解析 据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 molL1,8 min时其浓度为10 molL1，因此48 min间的平均反应速率20 molL110 molL14 min2.5 molL1min1。进一步分析图像可知04 min间的平均分解速率为40 molL120 molL14 min5.0 molL1min1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算812 min间平均分解速
5、率为1.25 molL1min1，1216 min间平均分解速率为0.625 molL1min1，因此16 min时反应物的浓度大致应为10 molL11.25 molL1min14 min0.625 molL1min14 min2.5 molL1，故B项正确。答案 B考点二 化学平衡状态及影响因素典例 2 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)180 催化剂2N2(g)3H2O(g)H”、“0。当反应达到平衡时，下列措施：升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 的浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体，能提高 COCl2 转化率的是确()A
6、BCD解析 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，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，错；增加 CO 浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，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，正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，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，平衡向气体体积增加的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高，正确。答案B3在 25 时，密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/molL10.10.20平衡浓度/mol
7、L10.050.050.1下列说法错误的是()A反应达到平衡时，X 的转化率为 50%B反应可表示为 X，其平衡常数为 1 600C增大压强使平衡向生成 Z 的方向移动，平衡常数增大D改变温度可以改变此反应的平衡常数解析 题中有一明显的错误，就是 C 选项中平衡常数增大，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.10.05)(0.20.05)(0.10)132 可推导出：X。答案 C4一定条件下，在体积为 10 L 的密闭容器中，1 mol X 和1 mol Y 进行反应：2X(g)，经 60 s 达到平衡，生成 0.3 mol Z，下列说法
8、正确的是()A以 X 浓度变化表示的反应速率为 0.001 molL1s1B将容器体积变为 20 L，Z 的平衡浓度变为原来的12C若增大压强，则物质 Y 的转化率减小D若升高温度，X 的体积分数增大，则该反应的 H0解析 2X(g)Z(g)起始(mol)1 1 0转化(mol)0.6 0.3 0.3平衡(mol)0.4 0.7 0.3v(X)0.6 mol10 L 60 s0.001 molL1s1A 项正确；将容器体积变为 20 L(体积加倍)，化学平衡逆向移动，Z 的平衡浓度小于原来的12，B 项不正确；若增大压强，化学平衡正向移动，物质 Y 的转化率增大，C 项不正确；若升高温度，X
9、的体积分数增大，说明化学平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，H0，D 项不正确。答案 A5(2011江苏，15 改编)700 时，向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O，发生反应：CO(g)H2CO2(g)H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2t1)：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是()A反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2)0.40t1 molL1min1B保持其他条件不变，起始时向容器中充入 0.60 mol CO 和1.20 mol H2O，达到平
10、衡时 n(CO2)0.40 molC保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时 CO 转化率不变，H2O 的体积分数不变D温度升高至 800，上述反应平衡常数为 0.64，则正反应为吸热反应答案 B解析 由于在 t1 min 内 v(CO)0.20t1 molL1min1，根据各物质的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可知 A 错；根据温度不变，平衡常数不变，再结合反应方程式可知，B 正确；增大反应物的浓度，平衡向右移动，自身的转化率减小，而另一种反应物的转化率增大，C 错误；根据表中数据求得 700 时该反应的平衡常数为 1,8
11、00 时该反应的平衡常数为 0.64，说明升高温度使平衡左移，因此该正反应是放热反应。6(2011山东理综，28 改编)(1)已知：2SO2(g)O2(g)3(g)H196.6 kJmol12NO(g)O22NO2(g)H113.0 kJmol1则反应 NO2(g)SO2SO3(g)NO(g)的 H_ kJmol1一定条件下，将 NO2 与 SO2 以体积比 12 置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是_。a体系压强保持不变b混合气体颜色保持不变cSO3 和 NO 的体积比保持不变d每消耗 1 mol SO3 的同时生成 1 mol NO2测得上述反应平衡时 NO2 与 S
12、O2 体积比为 16，则平衡常数K_。(2)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为 CO(g)2H2(g)3OH(g)。CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应 H_0(填“”或“”)。实际生产条件控制在 250、1.3104 kPa 左右，选择此压强的理由是_。解析(1)将所给的两个反应方程式分别标注为 2SO2(g)O23(g)H1 196.6 kJmol 1、2NO(g)O22(g)H2113.0 kJmol1，所求总反应方程式的 H 为 H3，H3H1H22196.6 kJmol1113.0 kJmol1241.8 kJmol1。第 2 问，由于该反应为前后气体体积相等
13、的反应，故体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断标志，故 a错误；SO3 与 NO 的体积比始终保持 11，故 C 错；根据“异方向，量相当”的原理可知 d 错。设 NO2 和 SO2 的起始加入量分别为 1 mol 和 2 mol，容器体积为 V。，则有：(设 NO 的转化量为 x)NO2(g)SO2SO3(g)NO(g)起始量(mol)1 2 0 0转化量(mol)x x x x平衡量(mol)1x 2x x x据题意有1x2x16 则 x0.8 mol平衡常数 K0.8V 0.8V0.2V 1.2V83或 2.67。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO 的转化率变小，故 H0，综合温度、压强对 CO 转化率的影响来看，在题给压强下，CO 的转化率已较高。答案(1)41.8 b 2.67 或83(2)在 1.3104 kPa 下，CO 的转化率已较高，再增大压强 CO 转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失返回