经典化学平衡讲义及习题(共26页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 反应速率与化学平衡直击高考考点化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。从历年高考经典聚焦也不难看出，这是每年高考都要涉及的内容。从考题难度分析，历年高考题中基础题、中档题、难题都有出现。在考试大纲中，它主要包涵以下基本要求：1了解的化学反应速率概念、定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。4理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。5了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活生产和科学研究领

2、域中的重要作用。从新大纲的要求预测命题趋势，这部分内容试题的难度应该趋于平缓，从2006年高考题看，化学反应速率和化学平衡的方面的题目起点水平并不是太高。复习中应该抓牢基础知识，掌握基本方法，提高复习效率。知识网络构建意义：表示化学反应进行快慢的量化学反应反应速率表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示单位：mol/(Lmin)或mol/(Ls)影响因素：浓度压强温度催化剂其他因素：光、 颗粒大小、溶剂等特征：逆、动、等、定、变移动分析原因：外界条件改变v（正）=v（逆）方向：v（正）v（逆）向正反应方向移动 v（正） v逆，平衡向正反应方向移动；c v正 b + c ：

3、 A的转化率增大；若a c+ d，A、B的转化率都增大；如a + b p+q。若转化率降低，则表示m+np+q。(4)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。要点六 化学平衡的计算有关化学平衡计算的一般解题模式：化学平衡计算的基本模式：平衡“三步曲”例： mA + nB pC + qD 起始量： a b 0 0 转化量： mx nx px qx 平衡量：a-mx b-nx px qx注意：转化量与方程式中各物质的系数成比例这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。弄清起始浓度、平衡浓度、平衡常数和转化率四者之间的互换关系，并列出下面图解。热点题型探究题型一 对速率和

4、平衡图像考查【典例1】 可逆反应2A(g) B(g)；H0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是（ ）题型二 对可逆反应达到化学平衡状态考查【典例2】在一定温度下，反应A2（g）B2(g) 2AB（g）达到平衡状态的标志是A单位时间内生成n molA2，同时生成n molABB容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化C单位时间内生成2n molAB，同时生成n molB2D单位时间内一个AA键断裂，同时生成二个AB键解析：本题主要考查学生对化学平衡状态的理解，并能进行再现、辨认的思维能力。化学平衡中的正逆反应速率相等是指平衡时同一反应物或者是同一生成物而言

5、，即对于同一反应物，正反应消耗该物质的速率等于逆反应生成该物质的速率。答案：C误点警示： 审题要细心，看清各组分的状态，在题设条件下假设反应正向反应（或逆向）进行时，不变的量不能成为平衡的标志，变化的量则可以。【变式训练】2在一定温度下，反应：2A (s)+2B(g) C(g)+D (g)在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是A容器内的压强不随时间而变化 B混和气体的密度不随时间而变化CA的质量不再变化 D平衡混和气体的平均相对分子质量不再改变题型三 对化学平衡的影响因素的考查【典例3】两个极易导热的密闭容器A和B，容器A容积恒定，容器B容积可变，在温度压强和起始体积相同的条件下往A

6、和B中分别充入等物质的量的NO2，发生反应2NO2 N2O4 H0，以下说法正确的是A反应起始时，两容器中的反应速率关系是v（A）v（B）B反应过程中，两容器内的反应速率关系为v（A）v（B）C两容器内的反应达到平衡所需时间一定相同D反应达到平衡时，两容器内的压强关系是p（A）p（B）解析：根据题目所给条件，反应开始那一瞬间，两容器中的NO2处于完全相同的状态，此时两容器中的反应速率关系应该是两者相等。所以，选项A不正确：由于该反应是一个气体分子数减少的反应，随着反应的进行，B容器（可变容积）中容器体积就不断减小，从而始终保持其压强与外界压强相同。此时，若其他条件不变，则反应速率不变；而密闭容

7、器A中的压强则随着反应的不断进行而不断减少，从而导致反应速率不断降低。这样，过程中的速率关系为：v（A）v（B）。所以，B正确。同理，可推断两容器的压强关系为：p（A）p（B），D不正确。另外，反应速率越大，达到平衡所需时间就越短。所以，B容器中的反应较A容器中的反应先达平衡。C不正确。答案：B 【典例4】将2mol H2O和2mol CO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：2H2O(g) 2H2O2、2COO2 2CO2(1)当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是_和_，或_和_。(填它们的分子式)(

8、2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为： n(O2)平amol， n(CO2)平bmol。试求n(H2O)平_。(用含a、b的代数式表示)解析:(1)根据C、H元素守恒：n(H2O)平+n(H2)平=2mol；n(CO)平+n(CO2)平=2mol 显然n(H2O)平和n(H2)平或n(CO)平和n(CO2)平，只要知道其中一个，另一个也就确定，同时知道两个是没有意义的。(2)根据n(O2)平和n(CO2)平求n(H2O)平有以下三种方法：三步法：第一步反应生成的O2的平衡量看作第二步反应的O2的起始量2H2O(g) 2H2 O2 2CO O2 2CO2起始量(mol) 2 0 0 2 0.

9、5x 0变化量(mol) x x 0.5x y 0.5y y平衡量(mol) 2-x x 0.5x 2-y 0.5x-0.5y y可得0.5x 0.5y = a；y = b算得x = 2a + b，n(H2O)平 2-x = (22ab) mol。逐步逆推法：因为第二个反应的反应物O2是第一个反应的生成物，所以可以从第二个反应消耗O2的量逆推出第一个反应生成O2的量，进而推出第一个反应消耗的H2O的量。第二个反应生成bmol CO2，说明第二个反应消耗0.5bmol的O2，所以第一个反应生成(a+0.5b)mol 的O2，第一个反应消耗(2a+b) molH2O，得n(H2O)平(22ab)

10、mol。元素守恒法：根据起始和平衡时体系 中H、C 、O三种元素原子个数不变列式求解。由H元素守恒：n(H2O)平+n(H2)平=2mol由C元素守恒：n(CO)平+n(CO2)平=2mol由O元素守恒：n(H2O)平+ n(CO)平+2n(CO2)平=4mol代入数据解得：n(H2O)平(22ab) mol。 答案：(1)H2O、H2，CO、CO2 (2)(22ab) mol方法探究：所谓多重平衡是指同一容器中连续发生两个或多个可逆反应，这些可逆反应既有联系，又相互制约，并同时建立平衡。多重平衡体系中，有些物质既是一个反应的生成物，又是另一个反应的反应物(如例题中的O2)，是多重平衡体系的枢

11、纽，正是这种物质联系并制约了两个可逆反应，它平衡时的量是计算的核心。解答多重平衡的计算问题时，运用元素守恒原理，可以从整体上把握各种物质的量的关系，建立简明的关系式。【变式训练】3在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g) +CO(g) 1/2 N2 (g) +CO2 (g) HO，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是（ ）A加催化剂同时升高温度 B加催化剂同时增大压强C升高温度同时充入N2 D降低温度同时增大压强4将4 mol SO3气体和4 mol NO置于2 L容器中，一定条件下发生如下可逆反应(不考虑NO2和N2O4之间的相互转化)：2SO3(g) 2

12、SO2+O2、2NO+O2 2NO2(1)当上述系统达到平衡时，O2和NO2的物质的量分别为n(O2)=0.1 mol、n(NO2)=3.6 mol，则此时SO3气体的物质的量为 。(2)当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是SO3和 ，或NO和 (填它们的分子式)。(3)在其它条件不变的情况下，若改为起始时在1 L容器中充入2 molNO2和2 molSO2，则上述两反应达到平衡时，c (SO2)平= mol/L。题型四 对等效平衡及化学平衡的计算的考查【典例5】一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) + B(

13、g) 3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。其它条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是 A2mol C B2molA、1molB和1molHe（不参加反应） C1molB和1molC D2molA、3molB和3molC解析：本题考查了等效平衡原理和勒夏特列原理应用。观察反应特点，这是一个气体体积不变的可逆反应，只要转化成反应物两者相等则就是等效平衡，平衡后A的体积分数就为a%。A中转化过去n(A)n(B)=21，对比题给信息，减少了B的量，平衡会向逆反应方向移动，A的量在增加，而气体总物质的量不变，所以平衡后A的体积

14、分数大于a%；B中气体总量也是4mol，但B的量减少，同A。C中转化成反应物是2/3 molA，4/3 molB，增加了B的量，平衡向正反应方向移动，A的量减少，D的分析同C。答案：AB方法探究：本题的关键是这是一个气体体积不变的可逆反应的等效平衡的移动。反应前后气体的总物质的量不变。【典例6】I.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A(g)B(g) C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成a molC，这时A的物质的量为_mol。(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为 mol。(3)若开始时放入x molA，2molB

15、和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol，则x mol，y mol。平衡时，B的物质的量 (选填一个编号)甲. 大于2mol 乙. 等于2mol丙. 小于2mol 丁. 可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是 。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是 。II.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC。将b与(1)小题中的a进行比较 (选填一个编号)。甲. ab 乙. ab 丙. ab 丁. 不能比较a和b的

16、大小作出此判断的理由是 。解析：(1) A(g) B(g) C(g)起始量(mol) 1 1 0变化量 a a a平衡后 1 - a 1 a aA的物质的量为(1-a)mol。(2)在恒温、恒压下，若投入3 mol A和3 mol B，则所占体积为(1)中体积的3倍，由于A、B的投放比例与(1)相同，所达到的平衡状态与(1)相同，C的物质的量为(1)的3倍，即3a mol。(3)由于达到平衡时C的物质的量为3a mol，说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡，则若把C的起始量完全转化为A和B，A、B的物质的量应与(2)完全相等。A(g) B(g) C(g)起始量(mol) x 2 1将C

17、完全转化 x + 1 3 0平衡后 y (3 3a) 3a根据题意有：x + 1 = 3，x = 2mol，y = (3 3a) mol，显然平衡时，B的物质的量也为(3-3a)mol。若投入A、B、C三种物质后，平衡不移动，C的物质的量不变，即3a = 1mol时，B的物质的量为2mol；若平衡向右移动，则3a 1mol，B的平衡量小于2mol；或平衡向左移动，则3a 1mol，B的平衡量大于于2mol(4) 在(3)的平衡中，再加入3mol C，所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效平衡状态，因此C的物质的量分数为。(5) 因为(5)小题中容器容积不变，而(1)小题中容器的容积缩

18、小，所以(5)小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后ab。答案：(1)(1a) (2)3a (3)2，33a，丁，若3a1，B的物质的量小于2mol；若3a=1，B的物质的量等于2mol；若3a1，B的物质的量大于2mol(4) (5)乙，因为(5)小题中容器容积不变，而(1)小题中容器的容积缩小，所以(5)小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后ab。方法探究：(1)小题达到的平衡是另几小题平衡的标准和参照。由于I的反应条件是恒温、恒压，所以只要A、B的物质的量的比为11，或任意量的C(假设C完全转化为A、B，其物

19、质的量的比也是11)，都 可以与(1)建立等同平衡，平衡时C的物质的量与起始时A的量成正比(加入的C全部折算成A、B)。【典例7】 1 mol A气体和n mol B气体，按下式反应生成气体C：A(g) + n B(g)m C(g)，一段时间后测得A的转化率为50%，反应前气体的密度在同温同压下是反应后3/4，则n和m的数值可能是 ( )An=1，m=1 Bn=2，m=2Cn=3，m=2 Dn=2，m=3解析：在同温同压条件下，气体的密度之比将等于(平均)相对分子质量之比。即，又由于气体物质反应前后的总质量不变，即M1n1=M2n2，即。因此。A(g) + nB(g) mC(g)起始量(mol

20、) 1 n 0变化量(mol) 0.5 0.5n 0.5m平衡量(mol) 0.5 0.5n 0.5m 由得，整理可得：a + 1 = 2b，将A、B、C、D四个选项代入，可得A、D符合题意。答案：AD方法探究：本题的一个关健就是要知道密度比在等温等压时等于相对分子质量之比。推导过程如下：由理想气体气态方程pV=nRT及(m为气体的质量，M为气体的相对分子质量)得：。移项，pV=，即。因此，在T、p相同时，有。【变式训练】5已知甲为恒温恒压容器，乙为恒温恒容容器。两容器中均充入2mol SO2、1mol O2，初始时两容器的温度体积相同。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的SO2在平衡混合物

21、的物质的量分数相同，下列措施中可行的是A向甲容器中充入一定量的氦气 B向乙容器中充入一定量的SO3气体C升高乙容器的温度 D增大甲容器的压强6如图所示，将4mol SO2和 2 mol O2混合置于体积可变的等压容器中，在一定温度下发生反应2SO2 + O2 2SO3(放热反应)，该反应达到平衡状态A时，测得气体总的物质的量为4.2 mol，若SO2、O2的起始物质的量分别用a、b、c表示，试回答：(1)达到平衡状态A的容器中通入少量O2，体系中SO2的体积分数将_，若要使SO2的体积分数再变至与原平衡状态A相同，可采用的措施有_或_。(2)若起始时a = 1.2mol，b = 0.6mol，

22、且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时c的取值为_(3)若起始时a = 0.6mol，c = 4.8mol，则b = _，在此情况下，反应起始时将向_方向进行，(4)若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的，现要使反应开始时向逆方向进行，且达到 的平衡状态与A相同，则起始时C的取值范围为_。7在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生反应：2A(g) + B(g) 2C(g)达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的，则A 的转化率为( ) A67 B50 C25 D5题型五 平衡移动原理的应用【典例8】平衡移动原理可解释许多化学现象和自然现

23、象。下列两组反应能否实现？如能实现请简述实验方法：(1)4H2 + Fe3O4 3Fe + 4H2O，3Fe + 4H2O 4H2 + Fe3O4； _(2)SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4，2HBr + H2SO4SO2 + Br2 + 2H2O；_。解析：本题考查了学生的一种学习能力和知识的应用能力。由题目所给信息，这两组反应均有一定的可逆性，因为平衡移动原理研究对象是可逆反应，要想使反应发生必须使平衡向正反应方向进行，那就结合所学的勒夏特列原理来解释。(1)通入H2的同时带出H2O(气)，平衡向生成Fe的方向移动，反之，平衡向生成Fe3O的方向移动，上述两个反应

24、均能实现。(2)同的原理，硫酸浓度小时，平衡向生成H2SO4和HBr的方向移动，硫酸浓度大时，平衡向生成Br2和SO2的方向移动。(*事实上是氧化还原平衡的问题) 答案：(1)通入H2的同时带出H2O(气)，平衡向生成Fe的方向移动，反之，平衡向生成Fe3O的方向移动，上述两个反应均能实现。(2)同的原理，硫酸浓度小时，平衡向生成H2SO4和HBr的方向移动，硫酸浓度大时，平衡向生成Br2和SO2的方向移动。 方法探究：本题的关键是题目所给的信息，用平衡移动原理来解释实验现象，那在下面的题目中就应用勒夏特列原理使平衡向正反应方向移动。 8在硫酸的工业生产中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2

25、SO2+O22SO3(正反应放热)。已知常压下SO3体积分数为91%，试回答：（1）在生产中常用过量的空气是为了。（2）加热到400500是由于。（3）压强应采用（高压、常压）。原因是（4）常用浓H2SO4来吸收SO3，而不是用水，是因为。（5）尾气中的SO2必须回收，是因为。方法技巧点拨1方法与技巧相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何相同物质的含量（体积分数、质量分数或物质的量分数）都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。判断等效平衡的方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量

26、是否相当2解题注意点认真阅读试题，弄清题目中问的是什么？给出的条件是什么？列出解题的关键字词，是解答此类试题的关键。不少考生由于不深入地观察思考，对题设条件以点盖面、以偏盖全，忽视了题中的隐含条件，匆忙地依靠熟题效应，简单地给出答案，结果造成错误。高考冲刺演练一、选择题(每小题有1-2个选项符合题意)1某温度下，反应2NO2 N2O4；HO。在密闭容器中达到平衡，平衡时改变外界条件，使反应再次平衡，新平衡时，c(NO2)/c(N2O4)与原平衡相比变小了，则改变条件的可能有（ ） A保持容器容积和温度不变，向容器内补充了NO2B保持容器容积和温度不变，向容器内补充了N2O4C保持温度压强不变，

27、向容器内补充了N2D保持容器的容积不变，升高了温度2某反应在催化剂的作用下，按下列方式进行，第一步：2XY2Z；第二步：ZMXN。则下列说法正确的是 ( )AZ是催化剂，M是中间产物 BX是催化剂，化学方程式为MYNCX是催化剂，化学方程式为2MY2N D无法判断催化剂和中间产物3一定条件下，将10 mol H2和1 mol N2充入一密闭容器中，发生反应：N2+3H22NH3（各物质均为气态），达到平衡时，H2的转化率可能是( )A25% B30% C35% D75%4对于反应A(s)+2B(g) 3C(g)；H0，C%跟外界条件X、Y的关系如图所示，下列结论正确的是AY表示温度，X表示压强

28、，且Y3Y2Y1 BY表示压强，X表示温度，且Y3Y2Y1CX表示压强，Y表示温度，且Y1Y2Y3D、X表示温度，Y表示压强，且Y1Y2Y35一定温度下，在一个容积恒定的容器中，充入2 mol A和1 mol B，发生如下反应：2A(g)+B(g) xC(g)。达到平衡后，C的物质的量为W mol。若维持容器的体积和温度不变，按起始的物质的量0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C充入容器后达到平衡，C的物质的量仍为W mol，则x（）A只能为2 B只能为3 C可能为2可能为3 D不能确定6在一定温度下，可逆反应X（气）3Y（气） 2Z（气）达到平衡的标志是AZ生成的速率与Z

29、分解的速率相等 B单位时间生成a mol X，同时生成 3a mol YCX、Y、Z的浓度不再变化 DX、Y、Z的分子数比为1 ：3 ：27某恒温恒容的容器中，建立如下平衡：2A(g) B(g)，在相同条件下，若分别再向容器中通入一定量的A气体或B气体，重新达到平衡后，容器内A的体积分数比原平衡时 A都增大 B都减小 C前者增大后者减小 D前者减少后者增大8在高温下，反应2HBr（气）H2（气）+Br2（气） H0, 达到平衡，要使混合气体颜色加深，可采取的方法是（ ）A减小压强 B缩小体积 C升高温度 D增大氢气浓度9 某温度下，向固定容积的密闭容器中充入3L A气体和2L B气体，发生如下反应：3A(g)+2