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專題九 化學反應速率和化學平衡
班級： 姓名： 學習時間：
【課前自主復習與思考】
1．閱讀并思考《創(chuàng)新設計》相關內容。
2．有關化學反應速率、化學平衡常數(shù)的計算及其方法（三段式）。
3．外界條件對化學反應速率、化學平衡的影響及有關圖像問題。
【結合自主復習內容思考如下問題】
1．NO、CO都是汽車尾氣中的有害物質，直接排放易造成大氣污染。為了消除污染，保護環(huán)境，科學家們正試圖在汽車尾氣排放管里填裝特殊催化劑，使其發(fā)生反應：2 CO(g)＋2 NO(g) 2 CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0，下列有關說法不正確的是
A．使用催化劑可以加快反應速率 B．改變壓強對反應速率無影響
C．增大壓強可以加快反應速率 D．升高溫度反應速率加快
2．（2009?安徽理綜）汽車尾氣凈化中的一個反應如下：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ?mol－1
在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是


【考綱點撥】
1．了解化學反應速率的概念和平均反應速率的定量表示方法。
2．了解溫度、濃度、壓強和催化劑等影響化學反應速率的一般規(guī)律。
3．認識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。
4．了解化學反應的可逆性。能用焓變和熵變說明簡單化學反應的方向。
5．認識化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。
【自主研究例題】
1．一定溫度下，在恒容容器中發(fā)生可逆反應：X(g)＋3 Y(g) 2 Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、0.04 mol?L－1（c1、c2均不為零），反應經(jīng)4 min達到平衡，平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol?L－1、0.3 mol?L－1、0.08 mol?L－1，則下列判斷不正確的是（ ）
A．c1∶c2＝1∶3
B．從反應開始至平衡時間內，Z的平均生成速率v(Z)＝0.01 mol?L－1?min－1
C．從反應開始至平衡時間內，Y的平均消耗速率v(Y)＝0.015 mol?L－1?min－1
D．達到平衡時，X、Y的轉化率之比為1∶3

2．在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應m X(g) n Y(g) ΔH＝Q kJ/mol。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如表所示：

123
1001.00.0750.53
2001.200.900.63
3001.301.000.70
下列說法正確的是
A．m＞n
B．Q＜0
C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數(shù)減少
D．體積不變，溫度升高平衡向逆反應方向移動

我思我疑：


【高考鏈接】
【例1】（2010上海卷。17）據(jù)報道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。
2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) 下列敘述錯誤的是
A．使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率
B．反應需在300℃進行可推測該反應是吸熱反應
C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉化率
D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

【例2】（2010天津卷。6）下列各表述與示意圖一致的是

A．圖①表示25℃時，用0.1 mol?L－1鹽酸滴定20 mL 0.1 mol?L－1 NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸體積的變化
B．圖②中曲線表示反應2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH＜0 正、逆反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化
C．圖③表示10 mL 0.01 mol?L－1 KMnO4酸性溶液與過量的0.1 mol?L－1 H2C2O4溶液混合時，n(Mn2＋)隨時間的變化
D．圖④中a、b曲線分別表示反應CH2＝CH2(g)＋H2(g)→CH3CH3(g)；ΔH＜0使用和未使用催化劑時，反應過程中的能量變化

【例3】（2010天津卷.10）二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚。
請回答下列問題：
⑴ 煤的氣化的主要化學反應方程式為：___________________________。
⑵ 煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應的化學方程式為：________________________________________。
⑶ 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90.8 kJ?mol－1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJ?mol－1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41.3 kJ?mol－1
總反應：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________；
一定條件下的密閉容器中，該總反應達到平衡，要提高CO的轉化率，可以采取的措施是__________（填字母代號）。
a．高溫高壓 b．加入催化劑 c．減少CO2的濃度
d．增加CO的濃度 e．分離出二甲醚
⑷ 已知反應②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400 。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH ，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：
物質CH3OHCH3OCH3H2O
濃度/（mol?L－1）0.440.60.6
① 比較此時正、逆反應速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應達到平衡，此時c(CH3OH) ＝ _________；該時間內反應速率v(CH3OH) ＝ __________。
【例4】（2010上海卷.25）接觸法制硫酸工藝中，其主反應在450℃并有催化劑存在下進行：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)＋190kJ
⑴該反應所用的催化劑是 （填寫化合物名稱），該反應450℃時的平衡常數(shù) 500℃時的平衡常數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
⑵該熱化學反應方程式的意義是 。
⑶下列描述中通通說明上述反應已達平衡的是
a．v(O2)正＝2v(SO3)逆
b．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化
d．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
⑷在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO30.18mol，則v(O2)= mol?L－1?min－1：若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2，則平衡 移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向” 或“不”），再次達到平衡后， mol＜n(SO3)＜ mol。

【歸納與思考】

【自主檢測】
1．（2010福建卷.12）化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應，反應物嘗試隨反應時間變化如右圖所示，計算反應4~8 min間的平均反應速率和推測反應16 min 反應物的濃度，結果應是
A．2.5 μmol?L－1?min－1和2.0 μmol?L－1
B．2.5 μmol?L－1?min－1和2.0 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

2．（2010四川理綜卷.13）反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時。M的體積分數(shù)y(M)與反應條件的關系如圖所示。其中：Z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是
A．同溫同壓Z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數(shù)增加
B．同壓同Z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數(shù)增加
C．同溫同Z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數(shù)增加
D．同溫同壓時，增加Z，平衡時Q的體積分數(shù)增加。

3．（2010江蘇卷.14）在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下（已知N2(g)＋3H2(g)===2 NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ?mol－1）
容器甲乙丙
反應物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3
NH3的濃度（mol?L－1）c1c2c3
反應的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ
體系壓強（Pa）p1p2p3
反應物轉化率α1α2α3
下列說法正確的是
A．2c1＞c3 B．a(chǎn)＋b＝92.4 C．2p2＜p3 D．α1＋α3＜1

4．對于固定體積的密閉容器中進行的氣體反應A(g)＋B(g) C(s)＋2 D(g)，可以說明在恒溫下已達到平衡狀態(tài)的是
①反應容器中壓強不隨時間的變化而變化 ②A氣體和B氣體的生成速率相等 ③混合氣體的平均摩爾質量不隨時間的變化而變化 ④反應混合氣體的密度不隨時間變化而變化
A．③④　　　　　 B．②③　 　　　　C．①③　　　　 　D．①④　
5．（09寧夏卷.13）在一定溫度下，反應1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)
為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于 ( )
A．5% B．17% C．25% D．33%

6．已知某化學反應的平衡常數(shù)表達式為K＝ ，在不同的溫度下該反應的平衡常數(shù)如表所示
t ℃70080083010001200
K1.671.111.000.600.38
下列有關敘述不正確的是（ ）
A．該反應的化學方程式是：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)
B．上述反應的正反應是放熱反應
C．如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后溫度升高到830 ℃，如果此時測得CO2為0.4 mol，該反應達到平衡狀態(tài)
D．某溫度下，如果平衡常數(shù)符合下列關系式： ＝ ，由此時的溫度為1000℃

7．（2010全國卷1）27.（15分）在溶液中，反應A+2B C分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)＝0.100mol/L、c(B)＝0.200mol/L及c(C)＝0mol/L。反應物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。



請回答下列問題：
⑴與①比較，②和③分別僅改變一種反應條件。所改變的條件和判斷的理由是：
②_______________；
③_______________；
⑵實驗②平衡時B的轉化率為_________；實驗③平衡時C的濃度為____________；
⑶該反應的△H _________0，判斷其理由是__________________________________；
⑷該反應進行到4.0min時的平均反應速度率：
實驗②：vB＝__________________________________；
實驗③：vC＝__________________________________。

8．（2010廣東理綜卷.31）硼酸（H3BO3）在食品、醫(yī)藥領域應用廣泛。
⑴請完成B2H6氣體與水反應的化學方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。
⑵在其他條件相同時，反應H3BO3 +3CH3OH B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的轉化率（α）在不同溫度下隨反應時間（t）的變化見圖12，由此圖可得出：
①溫度對應該反應的反應速率和平衡移動的影響是____ 。
②該反應的 _____0(填“<”、“=”或“>”)。
⑶H3BO 3溶液中存在如下反應：
H3BO 3（aq）+H2O（l） [B(OH)4]－(aq)+H＋(aq)已知0.70 mol?L－1 H3BO 3溶液中，上述反應于298K達到平衡時，c平衡（H+）=2. 0 × 10－5mol?L－1，c平衡（H3BO 3）≈c起始（H3BO 3），水的電離可忽略不計，求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K（H2O的平衡濃度不列入K的表達式中，計算結果保留兩位有效數(shù)字）

9．（2010山東卷.28）硫－碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應：
Ⅰ SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
Ⅱ 2HI H2＋I2
Ⅲ 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
⑴分析上述反應，下列判斷正確的是 。
a．反應Ⅲ易在常 溫下進行
b．反應Ⅰ中SO2氧化性比HI強
c．循環(huán)過程中需補充H2O
d．循環(huán)過程中產(chǎn)生1mol O2的同時產(chǎn)生1mol H2
⑵一定溫度下，向1L密閉容器中加入1mol HI(g)，發(fā)生反應Ⅱ，H2物質的量隨時間的變化如圖所示。
0~2 min內的平均放映速率v(HI)＝ 。該溫度下，H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K＝ 。
相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質的量是原來2倍，則 是原來的2倍。
a．平衡常數(shù) b．HI的平衡濃度
c．達到平衡的時間 d．平衡時H2的體積分數(shù)
⑶實驗室用Zn和稀硫酸制H2，反應時溶液中水的電離平衡 移動（填“向左”、“向右”或者“不”）；若加入少量下列試劑中的 ，產(chǎn)生H2的速率將增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
⑷以H2為燃料可制成氫氧燃料電池。
已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H＝－572KJ?mol－1
某氫氧燃料電池釋放228.8 kJ電能時，生成1mol液態(tài)水，該電池的能量轉化率為 。

10．氮是球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請回答下列問題：
⑴用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4 NO2(g)===4 NO(g)＋CO2(g)＋2 H2O(g) ΔH1＝－574 kJ?mol－1
CH4(g)＋4 NO(g)===2 N2(g)＋CO2(g)＋2 H2O(g) ΔH2
若1 molCH4把NO2還原成N2，整個過程中放出的熱量為867 kJ，則ΔH2＝ 。
⑵工業(yè)合成氨氣需要的條件非常高但產(chǎn)量低，一些科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H＋）實現(xiàn)氨的電化學合成，從而大大提高了氮氣和氫氣的轉化率。電化學合成氨過程的總反應式為： N2＋3 H2 2 NH3，則在電化學合成氨的過程中，陰極反應式為 。
⑶在一定條件下，將1 mol N2與3 mol H2混合于一個10 L密閉容器中，反應達到平衡時，A點混合氣體中氨占25%，試回答：
①N2的轉化率為 ；
②圖中在狀態(tài)A時，平衡常數(shù)KA （填寫代
入數(shù)值的表達式）；當溫度由T1變化到T2時，KA KB（填
“＞”、“＜”或“＝”）。
③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應，各物質的濃度如表所示：

c(N2)c(H2)c(NH3)
00.61.80
30.52x0.16
60.361.080.48
90.361.080.48
反應從0 min到3 min之間，H2的反應速率為 ；反應在3 min時，條件發(fā)生了改變，改變物條件可能是 （填序號）。
a．使用催化劑 b．降低溫度 c．增加H2的濃度

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.2rcoc.com/gaosan/71854.html

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