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专题专题 化学反应速率和化学平衡训练化学反应速率和化学平衡训练纵观 2012 各省市高考试题,化学反应速率和化学平衡属于必考内容。任何化学反应都 涉及到快慢的问题,特别是化工生产中和实验室制备物质时,都要认真考虑反应进行的快慢 及改变的方法如何,所以每年的高考都会出现本部分的题目。在命题中出现的题型主要是选 择题,同一个问题可能从不同角度来考查;另外,除直接考查基本知识外,还增加了考查学 生分析问题能力和应用知识能力的题目。考查的主要知识点有:利用化学反应速率的数学 表达式进行的有关计算;反应中各物质反应速率之间的关系;根据浓度、温度、压强、 催化剂、颗粒大小、光等外界条件的改变,定性判断化学反应速率的变化。预测 2013 年高 考,通过化学反应速率测定的方法考查数学处理能力,重点考查考生对化学反应速率的理解, 对化学反应速率表示方法的认识,以及运用化学方程式中各物质的化学计量比的关系进行有 关的简单计算。例题(2012福建)12 一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料 R 降解反应的影响如右图所示。下列判断正确的是 A.在 0-50min 之间, pH =2 和 PH= 7 时 R 的降解百分率相等 B.溶液酸性越强, R 的降解速率越小 C.R 的起始浓度越小,降解速率越大 D.在 20-25min 之间, pH = 10 时 R 的平均降解速率为 0.04molL-1min-1【答案】A(2012四川)12.在体积恒定的密闭容器中,一定量的 SO2与 1.100molO2在催化剂作用下加热到 600发生反应:2SO2 + O2 催化剂 加热 2SO3,H”或“=”) , 若 12min 时反应于温度 T(8)下重新达到平衡,则此时 c(COCl2)= molL-1; 比较产物 CO 在 2-3min、5-6min 和 12-13min 时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2-3) 、v(5-6) 、v(12-13) )的大小 ; 比较反应物 COCl2在 5-6min 和 15-16min 时平均反应速率的大小:v(5-6) v(15- 16) (填“”或“=”) ,原因是 。 【答案】 (1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)5.52103 KJ (3)CHCl3H2O2COCl2H2O+HCl (4)0.234 molL-1 0.031molL-1 v(5-6) v(2-3)v(12-13) 在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大H=H1-2H2-2H3=(-890.3)kJmoL-1-2(-285.8)kJmoL-1-2(-283.0)kJmoL-1=247.3 kJmoL-1,即生成 2mol CO,需要吸热 247.3 KJ,那么要得到 1 立方米的 CO,吸热为 (1000/22.4)247.3/2=5.52103 KJ。 (4)由图示可知 8min 时 COCl2、Cl2、CO 三种物质的浓度分别为 0.04molL-1、0.11 molL-1、0.085 molL-1。所以此时其平衡常数为:0.11 molL-10.085 molL-10.04 molL-1=0.23 4molL-1。第 8min 时反应物的浓度比第 2min 时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向 移动。又因为正反应为吸热反应,所以 T(2)T(8) 。根据图像变化可知:在 2min 时 升温 。在 10min 时 增加 COCl2的浓度,在 12min 时,反应达到平衡 。在相同温度时,该 反应的反应物浓度越高,反应速率越大,v(5-6)v(15-16) 。1 (2011 江苏高考 15)700时,向容积为 2L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O, 发生反应:CO(g)H2O(g) CO2H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t1t2):反应时间/minn(CO)/molH2O/ mol01.200.60 t10.80 t20.20 下列说法正确的是 A.反应在 t1min 内的平均速率为 v(H2)0.40/t1 molL1min1 B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入 0.60molCO 和 1.20 molH2O,到达平衡时, n(CO2)0.40 mol。 C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时 CO 转化率增大,H2O 的体积分数增大 D.温度升至 800,上述反应平衡常数为 0.64,则正反应为吸热反应 2(2010江苏,14)在温度、容积相同的 3 个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒 温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知 N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H92.4 kJmol1: 容 器甲乙丙 反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3 NH3的浓度(molL1)c1c2c3 反应的能量变化放出 a kJ吸收 b kJ吸收 c kJ 体系压强(Pa)p1p2p3 反应物转化率123 下列说法正确的是( ) A2c1c3 Bab92.4 C2p2p3 D131 3、 (2011 安徽高考 9)电镀废液中 Cr2O72可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4): Cr2O72(aq)+2Pb2(aq)+H2O(l)2 PbCrO4(s)+2H(aq) H”或“ CBA(5)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐降低,反应速率逐渐变慢实验步骤及结论:10(1)BC; Kc2(NH3)c(CO2)(2c/3)2(1c/3)1.6108(molL1)3 增加; ,。 (2)0.05molL1min1;25反应物的起始浓度较小,但06min 的平均反应速率(曲线的斜率)仍比 15大。11、 (1)3NO2H2O=NO2HNO3;6.72 (2)41.8;b;8/3;(3) 在 1.3104kPa 下,CO 的转化率已经很高,如果增加压强 CO 的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失。12(1)除去铁粉表面的氧化物等杂质 N2 (2)4Fe10HNO3=4Fe2NH43H2O;生成的 Fe2水解(或和溶液中 OH的结合) ; (3)温度 铁粉颗粒大小 (4)实验步骤及结论: 分别取等体积、等浓度的 KNO3 溶液于不同的试管中; 调节溶液呈酸性且 pH 各不相同,并通入氮气; 分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉; 用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中 NO3的浓度。若 pH 不同 KNO3 溶液中, 测出的 NO3浓度不同,表明 pH 对脱氮速率有影响,否则无影响。 (本题属于开放性试题,合理答案均可)解析解析1 1、 【分析分析】本题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。A.反应在 t1min 内的平均速率应该是 t1min 内 H2浓度变化与 t1的比值,而不是 H2物质的量的变化与 t1的比值。B.因为反应前后物质的量保持不变,保持其他条件不变,平衡常数不会改变,起始时向容器中充入 0.60molCO 和 1.20 molH2O,似乎与起始时向容器中充入 0.60molH2O 和 1.20 molCO 效果是一致的,到达平衡时,n(CO2)0.40 mol。C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时 CO 转化率增大,H2O 转化率减小,H2O 的体积分数会增大。D.原平衡常数可通过三段式列式计算(注意浓度代入)结果为 1,温度升至 800,上述反应平衡常数为 0.64,说明温度升高,平衡是向左移动的,那么正反应应为放热反应。2、解析:A 项,甲乙是等效平衡,c1c2,运用叠加原理比较乙、丙可得 c32c2,即c32c1;B 项,甲反应生成 NH3的量加乙反应消耗 NH3的量恰好为 2 mol,ab92.4;C 项,将丙分两步完成,第一步将 4 mol NH3加入 2 倍体积的容器,达到与乙一样的平衡状态,此时丙的压强 p3等于 p2,第二步将丙的体积压缩至一倍体积,在这一时刻,丙的压强p32p2,增大压强,平衡向右移动,压强减小,最终平衡时,2p2p3;D 项,甲乙为等效平 衡,121,丙的转化率小于 2,131。3 解析:由题意知该反应是一个放热的可逆反应,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,依据平衡常数的表达式)()()(222 722PbcOCrcHcK可知 K 应该减小,A 正确;pH 增大溶液碱性增强,会中和溶液中 H,降低生成物浓度平衡向正方应方向移动,Cr2O72的转化率会增大,B 不正确;温度升高,正、逆反应速率都增大,C 错误;增大反应物 Pb2的浓度,平衡向正方应方向移动,Cr2O72的物质的量会减小,D 不正确。4 解析:温度高反应速率就快,到达平衡的时间就短,由图像可与看出曲线 b 首先到达平衡,所以曲线 b 表示的是 20时的 Yt 曲线,A 不正确;根据图像温度越高 CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,即正方应是放热反应,C 不正确;当反应进行到反应进行到 20min 时,从图像中可以看出 b 曲线对应的转化分数高于 a 曲线对应的转化分数,这说明 b 曲线即 20时对应的反应速率快,所以,B 不正确;根据图像可以看出当反应进行到 66min 时 a、b 曲线对应的转化分数均相同,都是 0.113,这说明此时生成的 CH3COCH2COH(CH3)2一样多,所以从 Y=0 到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的(0)1(20)nC nC,即选项 D 正确。5 解析:这是一个反应前后体积不变的可逆反应,由于容器恒容,因此压强不影响反应速率,所以在本题中只考虑温度和浓度的影响。由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,反应速率应该降低,但此时正反应却是升高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此只能是放热反应,从而导致容器内温度升高反应速率加快,所以选项 C 不正确;但当到达 c 点后正反应反而降低,这么说此时反应物浓度的影响是主要的,因为反应物浓度越来越小了。但反应不一定达到平衡状态,所以选项 A、B 均不正确;正反应速率越快,消耗的二氧化硫就越多,因此选项D 是正确的。6 解析:温度降低时,反应中气体的物质的量减少,说明平衡向正方应方向移动,因此正方应是放热反应;由图可以看出达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为1110 2 . 2 2;同理可以计算出达平衡(I)时反应中气体的物质的量是mol1128 2 . 2 8 . 22,即物质的量减少了mol115 11283,所以达平衡(I)时,X 的转化率为115;由于温度变化反应的平衡已经被破坏,因此在平衡(I)和平衡(II)中 M 的体积分数不相等。7 解析:“D 的物质的量只允许在 d mol 到 2d mol 之间取值”表明平衡向正反应方向移动,该反应是正反应放热的可逆反应,降低反应的温度平衡向正反应方向移动,D 符合题意
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