高三化学一轮复习易错题化学反应速率和化学平衡计算.pdf

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1、 金榜题名 前程似锦 1 精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！化学反应速率和化学平衡计算【易错分析】化学反应速率和化学平衡是近年高考的热点,主要以定性、定量相互结合的方式进行考查。一般会从平衡状态和平衡移动、物质转化率和浓度变化、平衡体系密度和相对分子质量的变化等方面考查，也常结合图像考查根据图像获取数据分析、解决问题的能力等。而新课标中的化学平衡常数和化学反应方向的判断这些内容正成为本专题高考命题的新热点。【错题纠正】例题 1、.二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过 CH3OH 分子间脱水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5kJmol1。在 t1，恒

2、容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。(1)该条件下反应平衡常数表达式 K_；在 t1 时，反应的平衡常数为_，达到平衡时 n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=_。(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH3OH)0.4 molL1、c(H2O)0.6 molL1、c(CH3OCH3)2.4molL1，此时正、逆反应速率的大小：v正_v逆(填“”、“K，则反应逆向进行，v(正)v(逆)。.(1)M 的转化率为 60%，则 M 减少 金榜题名 前程似锦 2 了 1 molL-160=0.6 molL-1，由方程式可知 N 也减少了

3、 0.6 molL-1，N 的转化率为100%=25%；(2)该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则 M 的转化率增大；(3)由(1)可知平衡时 M、N、P、Q 的浓度分别为 0.4 molL-1、1.8 molL-1、0.6 molL-1、0.6 molL-1，则该温度下的平衡常数为：K=0.5，当反应物的起始浓度分别为 c(M)4molL1，c(N)a molL1时，根据三段式：则平衡常数 K=0.5，解得 a=6。【答案】.(1)5 5:2:4(2)”“0，在一定条件下，向体积为 1 L 的密闭容器中充入 1 mol CH4(g)和 1 mol H2O(g)，测得H2O(g)和 H

4、2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，则该反应的化学平衡常数 K ，达到平衡时，CH4(g)的转化率为 。金榜题名 前程似锦 7 7Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)，在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表，根据实验结果，该反应的平衡常数 K的计算式为_。t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 8乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：CH2CH3(g)CHCH2(g)H

5、2(g)，维持体系总压强 p恒定，在温度 T 时，物质的量为 n、体积为 V 的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数 K_(用 等符号表示)。9某温度下，反应 2A(g)B(g)C(g)的平衡常数为 1，在容积为 2 L 的密闭容器中加入 A(g)。20 s 时测得各组分的物质的量如下表，则反应前 20 s 的平均速率为 ，正反应速率 逆反应速率。物质 A(g)B(g)C(g)物质的量/mol 1.2 0.6 0.6 10.在 1.0 L 真空密闭容器中充入 4.0 mol A(g)和 4.0 mol B(g)，在一定温度下进行反应：A(g)B(g)C(

6、g)H，测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表，随着温度的升高，该反应的化学平衡常数减小，则 H_(填“”、“”或“”)0，反应从起始到 20 min 内C 的平均反应速率是_。该温度下，上述反应的化学平衡常数为_。平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的_。时间/min 0 10 20 30 40 n(A)/mol 4.0 2.5 1.5 n2 n3 n(C)/mol 0 1.5 n1 3 3 11用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g)Si3N4(s)1

7、2HCl(g)H”“”或“”)。金榜题名 前程似锦 8 12.100 时，若将 0.100 mol N2O4气体放入 1 L 密闭容器中，发生反应 N2O4(g)2NO2(g)，c(N2O4)随时间的变化如表所示。在 040s 时段，化学反应速率 v(NO2)为_ molL1s1；此温度下的化学平衡常数 K 为_。若将 9.2 g NO2和 N2O4气体放入 1 L 密闭容器中，某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为 50，则此时 v正(N2O4)_v逆(N2O4)(填“”“”或“”)。时间/s 0 20 40 60 80 100 cN2O4molL1 0.100 0.070 0.050 0

8、.040 0.040 0.040 参考答案【变式练习】1.(1)p1p2p3 升高温度、降低压强 KaKbKc(2)66.7%163V【解析】(1)正反应是气体体积增大的反应，增大压强，CO 的含量降低，根据图像可知，在温度相等时 p1对应的 CO 含量最高，则 p1、p2、p3的大小关系是 p1p2p3。升高温度 CO 的含量升高，说明正反应是吸热反应，所以欲提高 C 与 CO2反应中 CO2的平衡转化率，应采取的措施为升高温度、降低压强。平衡常数只与温度有关系，升高温度平衡右移，平衡常数增大，则图中 a、b、c 三点对应的平衡常数大小关系是 KaKb (3)B【解析】(1)设平衡时 H2S

9、 转化的物质的量为 x mol H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)起始/mol 0.40 0.10 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 0.40 x 0.10 x x x 由题意得：x（0.40 x）（0.10 x）xx0.02 解得：x0.01 金榜题名 前程似锦 9 H2S 的平衡转化率 10.01 mol0.40 mol100%2.5%，Kc（COS）c（H2O）c（H2S）c（CO2）0.012.50.012.50.400.012.50.100.012.52.8103；(2)温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则 H2S 的转化率增大，故 21。

10、温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故 H0。(3)A 项，充入 H2S，H2S 的转化率反而减小；B 项，充入 CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故 H2S 的转化率增大；C 项，充入 COS，平衡左移，H2S的转化率减小；D 项，充入 N2，对平衡无影响，不改变 H2S 的转化率。1.v(HCl)5.41.8103 mol26.02.0 min1.8103 molmin1【解析】设 2.06.0 min 内，HCl 转化的物质的量为 n 2HCl(g)12O2(g)H2O(g)Cl2(g)2 1 n (5.41.8)103 mol 解得 n7.2103 mol，则

11、 v(HCl)7.2103 mol6.02.0 min1.8103 molmin1 2.0.0010 molL1s1【解析】由题图可知，060 s 时段，N2O4的物质的量浓度变化为 0.060 molL1，v(N2O4)0.060 molL160 s0.0010 molL1s1。3.v(A)v(A)v(A)0.05 molL1min1【解析】由图给数据计算可得：v(A)1.0 mol2 L20.0 min0.025 molL1min1，v(A)1.0 mol0.62 mol2 L15 min0.0127 molL1min1，v(A)0.62 mol0.50 mol2 L10 min0.006

12、 molL1min1，故 v(A)v(A)v(A)。有物的量之比等于化学计量数之比可得 v1(C)2v1(A)0.05 molL1min1。4.向正反应方向 0.5【解析】由图可知 8 min 时反应处于平衡状态，c(Cl2)0.3 mol/L、c(CO)0.1 mol/L、c(COCl2)0.9 mol/L，则原平衡常数 K0.90.30.130，向容器中各加入 2 mol 三种物质时，Qc0.6K2.6，故反应向逆反应方向进行。6.0.1875 25%【解析】由图可知，10 min 时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为 0.75 molL1，则：平 衡 常 数 K 0.250.75

13、30.750.75 0.1875，平 衡 时 甲 烷 转 化 率 0.25 molL11 molL1100%25%。7.0.1080.1080.7842【解析】由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终 x(HI)均为 0.784，说明此时已达到了平衡状态。设 HI 的初始浓度为 1 molL1，则：2HI(g)H2(g)I2(g)初始浓度/molL1 1 0 0 转化浓度/molL1 0.216 0.108 0.108 平衡浓度/molL1 0.784 0.108 0.108 K0.1080.1080.7842 金榜题名 前程似锦 11 8.Kp或【解析】从浓度角度求

14、 Kc：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强 p 相同时，V1V2n1n2，乙苯的转化率为，由此可得：VV反应后11，V反应后(1)V，根据方程式及平衡常数的定义：Kc。从压强角度求 Kp：容器中氢气的物质的量为 n，苯乙烯的物质的量为 n，乙苯的物质的量为(1)n，气体的总物质的量为(1)n，所以氢气的分压为，苯乙烯的分压为，乙苯的分压为，因此 Kp。9.0.03 molL1s1 大于【解析】由题意知前 20 s 的平均速率为 v(A)1.2 mol/(2 L20 s)0.03 molL1s1，20 s 时，Qc(B)c(C)/c2(A)0.30.30.620.25K，可逆反应向正方向进行，正反

15、应速率大于逆反应速率。10.0.125 molL1min1 3 0.625【解析】温度升高，化学平衡常数减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故H0。由 20 min 内 n(A)2.5 mol，根据化学方程式计算，n(C)2.5 mol，则 v(C)2.5 mol1.0 L20 min0.125 molL1min1。(2)根据图中数据知在 30 min 时反应处于平衡状态，n(C)3 mol，根据三段式计算，平衡时 n(A)n(B)1 mol，故平衡时 c(C)3 mol/L，c(A)c(B)1 mol/L，则该温度下平衡常数 K3113。等温度、等体积条件下，压强之比 等于 物质

16、 的量之 比，则平 衡时 体系内 的总 压强 与反 应起始 时总 压强 之比 为3 mol1 mol1 mol4 mol4 mol580.625。11.(1)0.02 金榜题名 前程似锦 12【解析】反应达到平衡后，n(Si3N4)2.80 g140 g/mol0.02 mol，故 v(H2)0.026 mol2 L3 min0.02 mol/(Lmin)。温度降低，平衡正向移动，n(H2)减小，n(HCl)增大，故达到新平衡时mn。12.0.002 5 0.36 【解析】在 040 s 时段，v(NO2)2v(N2O4)20.002 5 molL1s1。由表中数据可知，60 s 时反应达到平衡，平衡时，c(N2O4)0.040 molL1，c(NO2)2(0.1000.040)molL10.12 molL1，K0.1220.0400.36。某时刻，n(混合气体)9.2 g50 gmol10.184 mol，设n(NO2)x mol，n(N2O4)y mol，则xy0.184,46x92y9.2，将两式联立得：x0.168，y0.016，则 c(NO2)0.168 molL1，c(N2O4)0.016 molL1，Q0.16820.0161.764K0.36，反应逆向进行，v正(N2O4)v逆(N2O4)。