2022年速率与平衡方面试题的解题方法与技巧.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载速率与平稳方面试题的解题方法与技巧 金点子:在化学反应中物质的变化必经过三态,即起始态、 变化态和最终态; 对于化学反应速率、化学平稳及其它化学反应方面的运算,如能依据反应方程式,对应地列出三态的变化,哪么 便可使分析、解题变得一目了然;此方面的试题的题型及方法与技巧主要有:1化学平稳状态的判定 化学反应是否达到平稳状态,关键是要看正反应速率和逆反应速率是否相等及反应混合 物中各组分百分含量是否仍随时间发生变化;2化学反应速率的运算与分析 要充分利用速率之比等于化学方程式中的计量数之比;3化学平稳移动的分析 影响因素主要有:浓
2、度、压强、温度,其移动可通过勒沙特列原理进行分析;化学平稳 移动的实质是浓度、温度、压强等客观因素对正、逆反应速率变化产生不同的影响,使 V 正 V 逆,原平稳状态发生移动;4等效平稳的分析 主要有等温等容和等温等压两种情形;5速率与平稳的图象分析 主要要抓住三点,即起点、拐点和终点;经典题:例题 1 : 在肯定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,以下表述中正确的是()A反应的化学方程式为:2MN Bt2时,正逆反应速率相等,达到平稳 Ct 3时,正反应速率大于逆反应速率 Dt1时, N的浓度是 M浓度的 2 倍 方法: 图象分析法;名师归纳总结 捷径: 从图中得
3、到N为反应物, M为生成物;从0t 2min ,M增加 2mol,N消耗 4mol,第 1 页,共 14 页且到达 t 3min,M、N的浓度保持不变,即反应为可逆反应,反应式为2N M;t 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载时反应物和生成物物质的量相等,此时不是正、逆反应速率相等;当 相等; t1 时 n(N) =6mol,n(M)=3mol,由于在同一容器中,所以 题正确答案为 D;t 3 时正逆反应的速率 c(N)=2c(M);因此此总结: 选项 B最简单被误认为正确说法;造成错判的缘由有三:没有看清纵坐标的物 理量;概念错误
4、,认为物质的量相等时,化学反应速率就相等;没有读懂图;例题 2 :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,并达到平稳;在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,如甲容器中SO2的转化率为p%,就乙容器中SO2 的转化率() A等于 p% B 大于 p% C 小于 p% D 无法判定方法: 平稳中的等效转化分析法;捷径: 设乙容器压强保持 1.01 10 5Pa,因甲容器中体积保持不变,2SO2+O2 2 SO 3的正反应是个气体体积缩小的反应,达到平稳时,混合气体的总压强小于 1.01 10 5Pa;又减小
5、压强,平稳向逆反应方向移动,就甲容器中 SO2转化率低,乙容器中(定压)SO2的转化率高;以此得答案为 B;总结: 将两平稳态先相联系,再依据平稳移动原理相互转化,便能快速便利获得结果;例题 3 :在肯定温度下,向a L 密闭容器中加入1 mol X气体和 2mol Y 气体,发生如下反应: Xg + 2Yg 2Zg ;此反应达到平稳的标志是 A容器内压强不随时间变化B容器内各物质的浓度不随时间变化C容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 l : 2 : 2 D单位时间消耗 0.1 mol X 的同时生成 0.2 mol Z方法: 从平稳状态下正逆反应速率相等分析;捷径:此反应为一气体分子数减小的反
6、应,故容器内压强不随时间变化,说明巳达平稳;各物质的浓度不随时间变化而变化,说明正逆反应速率相等,巳达平稳状态; 浓度为一固定比值不能说明巳达平稳;D项中的所述均为正反应,未提到逆反应,故不能判定;以此得答案为 AB;总结: 平稳状态的判定,是高考中的重点内容,也是平稳中的重点;此类试题只要抓住平稳状态下速率相等,各成分的百分含量保持不变,即可求解;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例题 4 :在肯定体积的密闭容器中放入3L 气体 R和 5L 气体 Q,在肯定条件下发生反应:2R(g)+5Q(g)
7、= 4X (g)+nY(g);反应完全后,容器温度不变,混和气体的压强是原先的 87.5%,就化学方程式中的n 值是() D5 A2 B3 C 4 方法: 依据化学反应直接分析判定,属过量运算;捷径: 此题所述及的反应不是可逆反应;3L 气体 R和 5L 气体 Q反应时, R过量 1L,同时生成 4LX 气体和 nLX 气体,依据题意,所以 n=2 ;总结:此题如看成是可逆反应,好像也可以得到相同的答案,但它们之间有严格区分的,如看成是可逆反应,n 只能等于 1,由于 Q 气体不能全部参与反应,而Q气体完全反应;该题中 n 只能等于 2;我们把此题支配在可逆反应这一部分中,目的是期望大家能很好
8、地比较两者之间的差异,不能混为一谈;例题 5 :反应 2Xg + Yg 2Zg + 热量,在不同温度 T 1和 T2 及压强 P 1和 P2 下,产物 Z 的物质的量 n z 与反应时间 t 的关系如下列图;以下判定正确选项(C )AT1T2,P1P2 BT1P2CT1T2,P1P2 DT1T2,P1P2方法: 充分利用关系图,实行剔除法解题;捷径: 压强相同( P2),达到平稳所用的时间 T1 小,说明 T1 反应速率快,所以可知 T1T2,C、D可能正确;相同温度时(T2)时,达平稳后 Z 的物质的量 P1 大,说明压强为 P1 时,平稳向生成 Z 的方向移动;而生成 Z 的方向是气体体积
9、减小的方法,所以 P1 P2,所以 C项正确;总结: 在图象分析时,既要看清平稳时的直线,又要考虑到非平稳状态下曲线的变化趋势,只有将两者结合起来分析,才能获得正确结果;例题 6 :在肯定温度下 , 把 2 mol SO2 和 1 mol O 2 通入一个肯定容积的密闭的容器里 , 发生如下反应:名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当此反应进行到肯定程度时学习必备欢迎下载现在该容器中维护温度, 反应混和物就处于化学平稳状态;不变 , 令 a、b、 c 分别代表初始加入的SO2、O2 和 SO3 的物质的量 mol ;
10、假如 a、b、 c 取不同的数值 , 它们必需满意肯定的相互关系, 才能保证达到平稳时, 反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平稳时的完全相同;请填写以下空白:1 如 a=0,b=0, 就 c= . , 其中一个只含a 和 c, 另2 如 a=0.5, 就 b= 和 c= . 3a 、b、c 取值必需满意的一般条件是 请用两个方程式表示一个只含 b 和 c :;方法: 此题属等温等容的等效平稳,因两边的气体分子数不等,故要达到等效,必需满足 SO2为 2 mol 和 O2为 1 mol 或通过逆向转换产生 ;捷径:(1)2 mol SO 3相当于 2 mol SO 2 和 1molO2(2)
11、0.5 mol SO2 与 0.25 mol O2 反应生成0.5 mol SO3,再加上1.5 mol SO3,其 SO3的量是 2 mol ,同( 1)(3)如 SO2与 SO3物质的量之和等于 2,相当于原先加入 2 mol SO 2;c mol SO 3 分解得 mol O 2,如 +b=1,两者之和等于初始氧气的量就符合题意;以此得 1c=2 ;2b= 0.25 ,c= 1.5 ;3 a+c=2 ,2b+c=2 ;总结: 此题的类型为:在其他条件不变时,转变平稳体系中有关物质的量,使之平稳状态相同;其解题思路是:有关物质的量不论取何值,都把它转化成最初给定的物质的量;如其值与题干给出
12、的量相同,就符合题意;我们把这一类问题称作等效平稳,“ 等效” 是指改变加入的物质与原先加入的物质,在数量上“ 等效”;例题 7 :某化学反应 2A BD 在四种不同条件下进行,B、 D起始浓度为 0,反应物 A 的浓度( mol/L )随反应时间(依据上述数据,完成以下填空:min)的变化情形如下表:名师归纳总结 (1)在试验 1,反应在 10 至 20 分钟时间内平均速率为 mol/Lmin ;第 4 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - (2)在试验 2, A的初始浓度学习必备欢迎下载C2 mol/L,反应经 20 分钟就达到平稳,可
13、估计实验 2 中仍隐含的条件是;(3)设试验 3 的反应速率为 V3,试验 1 的反应速率为 V1,就 V3 V 1(填、 、),且 C3 1.0mol/L(填、)(4)比较试验 4 和试验 1,可估计该反应是 反应(选填吸热、放热) ;理由是方法: 图表分析法;捷径: 1 试验 1 中,反应在 10min 到 20min 内的平均反应速率为 (0.80 0.67 )mol L1 10min = 0.013molL 1min 1;(2)试验 1 与试验 2 相比,平稳时的组成保持不变,温度保持不变,所以起始时 A 的浓度与试验 1 相同,即 1.0mol L1,由于试验 2 的反应速率大于试验
14、 1,所以试验 2 中隐含的反应条件是使用了催化剂;(3)试验 3 中,平稳时A 的浓度大于试验1,所以 C3 应大于 1.0 mol/L,在其他条件不变时 V3 V1(4)上升温度(从 800变成 820)平稳时, A 的浓度下降,说明平稳向正反应方向移动,因此正反应为吸热反应;总结: 此题是利用不同时间或不同条件下A 的浓度变化值考查化学平稳移动原理,题目设计新奇,特别是第 2 问更具特色,利用图象、表格考查化学基础学问是上海试题的特色,也代表当前命题方向和趋势;例题 8 :牙齿表面由一层硬的、组成为 以下平稳:Ca5(PO4) 3OH的物质爱护着,它在唾液中存在Ca5(PO4) 3OH(
15、S) 5Ca2+ + 3PO 43 + OH;进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿受腐蚀,其缘由是已知 Ca5(PO4)3F(S)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更牢固;请用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的缘由;依据以上原理,请你提出一种其他促进矿化的方法:方法: 依据题示信息,从平稳移动的角度进行分析;捷径: 细菌和酶作用于食物,生成的有机酸,能中和OH,使平稳向脱矿方向移动,所名师归纳总结 以加速腐蚀牙齿;当加入Ca 2+或 PO4 3时,由于 Ca5(PO4)3F 的溶解度比Ca5(PO4) 3OH更小,第 5 页,共 14 页- - - - - -
16、-精选学习资料 - - - - - - - - - 所以当 F存在时,有利于学习必备欢迎下载5Ca 2+ + 3PO4 3+F=Ca5Ca5(PO4) 3F 的生成,其反应方程式为:(PO4)3F ,又由于它的质地牢固,所以能达到爱护牙齿的目的;如增大 Ca 2+或 PO4 3的浓度均有利平稳向矿化方向移动;总结: 这是一个贴近生活健康学问的试题;一方面考查化学学问,同时供应了爱惜牙齿的方法;这种结合生产,贴近生活;问题是命题的方向;金钥匙:例题 1 :在一个 6L 的密闭容器中,放入3L X( g)和 2L Y(g),在肯定条件下发生下列反应: 4X(g)+ 3 Y (g) 2Q(g)+ n
17、R( g)达到平稳后,容器内温度不变,混合气体的压强比原先增加 5% ,X 的浓度减小 1/3 ,就该反应方程式中的 n 值是()A3 B4 C5 D6 方法: 此题可依据方程式,通过始态、终态的分析求解,但比较纷杂;如能从整体思想来调动思路, 考察此题的平稳问题,就很简单发觉平稳向体积增大的正反应方向移动了,这样便能快速获解;捷径: 因达到平稳后,容器内温度不变,X 的浓度减小1/3 ,说明反应向正方向移动,而混合气体的压强比原先增加5% ,又说明正方向为气体物质的量增大的方向;以此方程式中反应物的化学计量数小于生成物的化学计量数,即 4+3 2+n ,得 n 5 ;故此题正确答案为 D ;
18、总结: 该题如蛮缠于详细问题的求解,不仅纷杂,而且简单出错;例题 2 :将含 1 mol NH3的密闭容器a 加热,部分NH3 分解并达到平稳,此时NH3的体积百分数为 x % ,如在该容器中加入2 mol NH 3 后密封,加热到相同温度,使反应达到平稳时,设此时NH3 的体积百分数为 y % ,就 x 和 y 的正确关系是()Ax y Bx y C x=y Dxy 方法: 通过设定三倍于原容器的另一假想等效态,然后再将其转化成现状态,分析转化过程中的变化情形即可;捷径: 假设把 3 mol NH3 先加入容积为 a 的 3 倍的容器 b 中,加热到相同温度,达到平衡时,此时与 1 mol
19、NH 3 加到 a 容器中属等效态 也即 NH3的体积百分数为 x % ;然后再压缩容器, 使其变成与 a 容器等体积, 因 NH3的分解反应为气体分子数增大的反应,故加压时平稳向逆反应方向移动,达到新的平稳时 NH3 的体积百分数 y % 必大于 x % ,就答案为 B;总结: 此题如从正面直接分析常会得出错误的判定;但如通过设定另一假想态,进行类名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载比,问题就显得非常明朗;例题 3 :反应 2A(g)+3B( g)= 2C( g)+2D(g)在四种不怜悯形下的反应
20、速率如下:v(A)= 0.3mol L1s1, v(B)= 0.6mol L1s1 , v(C)= 0.48mol L1s 1 , v ( D) = 27mol L 1 min 1 ; 该 反 应 在 四 种 情 况 下 进 行 的 快 慢 顺 序为;方法: 比较同一化学反应在不怜悯形下反应速率的快慢,可选用同种物质作基准;然后利用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,准物质表示的化学反应速率,再进行比较;捷径:选用物质 A 为基准, 将其他物质表示的反应速率换算成用表示的 v(A) = 0.6mol L 1s1 2/3 = 0.4molL1s1求出不怜悯形下, 用基A 物质
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