高三化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)速率和平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高三化學(xué)教案：化學(xué)反應(yīng)速率和平衡

　　1、描述化學(xué)平衡建立的過(guò)程。知道平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))的含義及其表達(dá)式。能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

　　2、理解外界條件(濃度，壓強(qiáng)、溫度、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。

　　3、了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。

　　一、化學(xué)平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))及轉(zhuǎn)化率的應(yīng)用

　　1、化學(xué)平衡常數(shù)

　　(1)化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式

　　(2)化學(xué)平衡常數(shù)表示的意義

　　平衡常數(shù)數(shù)值的大小可以反映可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度大小，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高，反之則越低。

　　2、有關(guān)化學(xué)平衡的基本計(jì)算

　　(1)物質(zhì)濃度的變化關(guān)系

　　反應(yīng)物：平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度

　　生成物：平衡濃度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度

　　其中，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。

　　(2)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)：α= ×100%

　　(3)在密閉容器中有氣體參加的可逆反應(yīng)，在計(jì)算時(shí)經(jīng)常用到阿伏加德羅定律的兩個(gè)推論：

　　恒溫、恒容時(shí)： ;恒溫、恒壓時(shí)：n1/n2=V1/V2

　　(4)計(jì)算模式

　　濃度(或物質(zhì)的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)

　　起始 m n O O

　　轉(zhuǎn)化 ax bx cx dx

　　平衡 m-ax n-bx cx dx

　　α(A)=(ax/m)×100%

　　ω(C)= ×100%

　　(3)化學(xué)平衡計(jì)算的關(guān)鍵是準(zhǔn)確掌握相關(guān)的基本概念及它們相互之間的關(guān)系�；瘜W(xué)平衡的計(jì)算步驟，通常是先寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)方程式，列出反應(yīng)起始時(shí)或平衡時(shí)有關(guān)物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量，然后再通過(guò)相關(guān)的轉(zhuǎn)換，分別求出其他物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。概括為：建立解題模式、確立平衡狀態(tài)方程。說(shuō)明：

　�、俜磻�(yīng)起始時(shí)，反應(yīng)物和生成物可能同時(shí)存在;

　�、谟捎谄鹗紳舛仁侨藶榭刂频�，故不同的物質(zhì)起始濃度不一定是化學(xué)計(jì)量數(shù)比，若反應(yīng)物起始濃度呈現(xiàn)計(jì)量數(shù)比，則隱含反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等，且平衡時(shí)反應(yīng)物的濃度成計(jì)量數(shù)比的條件。

　　③起始濃度，平衡濃度不一定呈現(xiàn)計(jì)量數(shù)比，但物質(zhì)之間是按計(jì)量數(shù)反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化一定成計(jì)量數(shù)比，這是計(jì)算的關(guān)鍵。

　　二、學(xué)習(xí)化學(xué)平衡應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題

　　1、等效平衡：在兩種不同的初始狀態(tài)下，同一個(gè)可逆反應(yīng)在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下分別達(dá)到平衡時(shí)，各組成成分的物質(zhì)的量(或體積)分?jǐn)?shù)相等的狀態(tài)。在恒溫恒容條件下，建立等效平衡的一般條件是：反應(yīng)物投料量相當(dāng);在恒溫恒壓條件下，建立等效平衡的條件是：相同反應(yīng)物的投料比相等。

　　2、平衡移動(dòng)的思維基點(diǎn)：

　　(1)“先同后變”，進(jìn)行判斷時(shí)，可設(shè)置相同的平衡狀態(tài)(參照標(biāo)準(zhǔn))，再根據(jù)題設(shè)條件觀察變化的趨勢(shì);

　　(2)“不為零原則”，對(duì)于可逆反應(yīng)而言，無(wú)論使用任何外部條件，都不可能使其平衡體系中的任何物質(zhì)濃度變化到零。

　　3、在實(shí)際生產(chǎn)中，需要綜合考慮反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、原料選擇、產(chǎn)量和設(shè)備等各方面情況，以確定最佳生產(chǎn)條件。合成氨選擇的適宜條件通常是：20MPa-50MPa、500℃左右、鐵觸媒;及時(shí)補(bǔ)充N(xiāo)2和H2，及時(shí)將生成氨分離出來(lái)。

　　速率平衡圖象常見(jiàn)類(lèi)型

　　解題策略：(1)首先要看清楚橫軸和縱軸意義(特別是縱軸。表示轉(zhuǎn)化率和表示反應(yīng)物的百分含量情況就完全相反)以及曲線(xiàn)本身屬等溫線(xiàn)還是等壓線(xiàn)。(當(dāng)有多余曲線(xiàn)及兩個(gè)以上條件時(shí)，要注意“定一議二”)(2)找出曲線(xiàn)上的特殊點(diǎn)，并理解其含義。(如“先拐先平”)　(3)根據(jù)縱軸隨橫軸的變化情況，判定曲線(xiàn)正確走勢(shì)，以淘汰錯(cuò)誤的選項(xiàng)。

　　1、速率—時(shí)間圖

　　此類(lèi)圖象定性地揭示了v正、v逆隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“動(dòng)、等、定、變”的基本特征，以及平衡移動(dòng)的方向.

　　例1、對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)X+Y Z+W，在其他條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率變化圖象如圖1所示，則圖象中關(guān)于X、Y、Z、W四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為( )

　　A.Z、W均為氣體，X、Y中有一種是氣體

　　B.Z、W中有一種是氣體，X、Y皆非氣體

　　C.X、Y、Z、W皆非氣體

　　D.X、Y均為氣體，Z、W中有一種為氣體

　　解析：經(jīng)常有一些同學(xué)錯(cuò)選B，認(rèn)為增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng).其實(shí)，圖象告訴我們的是：增大壓強(qiáng)，加快了正、逆反應(yīng)，但逆反應(yīng)速率增大的幅度大于正反應(yīng)速率增大的幅度，由此而導(dǎo)致平衡向左移動(dòng).而壓強(qiáng)的改變，只影響氣體反應(yīng)的速率，選項(xiàng)B所言的X、Y皆非氣體即其正反應(yīng)速率不受影響，故正確答案為A.

　　2、濃度—時(shí)間圖

　　此類(lèi)圖象能說(shuō)明各平衡體系組分(或某一成分)在反應(yīng)過(guò)程中的變化情況.解題時(shí)要注意各物質(zhì)曲線(xiàn)的折點(diǎn)(達(dá)平衡時(shí)刻)，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系等情況.

　　例2、圖2表示800℃時(shí)A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況，t1是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間.試回答：(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是______;(2)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是______;(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____.

　　解析：起始時(shí)A的濃度為2.0mol/L，B、C的濃度為0，隨著時(shí)間的推移，A的濃度降低為1.2mol/L，C的濃度升高為1.2mol/L，B的濃度升高為0.4mol/L.t1時(shí)刻后各物質(zhì)濃度不再變化，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡，得出A為反應(yīng)物，B、C為產(chǎn)物，它們濃度變化的差值之比為化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.故正確答案為(1)A;(2)40%;(3)2A=B+C.

　　3、含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖

　　這類(lèi)圖象反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度(壓強(qiáng))下對(duì)時(shí)間的關(guān)系，解題時(shí)要注意一定條件下物質(zhì)含量不再改變時(shí)，應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征.

　　例3、同壓、不同溫度下的反應(yīng)：

　　A(g)+B(g) C(g);△H

　　A的含量和溫度的關(guān)系如圖3所示，下列結(jié)論正確的是 ( )

　　A.T1>T2，△H>0 B.T10 C.T1>T2，△H<0 D.T1

　　解析：在其他條件不變的情況下，升高溫度加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間.由圖象可知，T1溫度下，反應(yīng)先達(dá)平衡，所以T1>T2.在其他條件不變的情況下，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度平衡向放熱方向移動(dòng).因?yàn)門(mén)1>T2，達(dá)平衡時(shí)T1溫度下A的含量較大，即A的轉(zhuǎn)化率降低，所以升溫時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng).因此該反應(yīng)的正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即△H<0，故正確答案選C.

　　例4、 現(xiàn)有可逆反應(yīng)A(g)+2B(g) nC(g);△H<0，在相同溫度、不同壓強(qiáng)時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率跟反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖4，其中結(jié)論正確的是()

　　A.p1>p2，n>3 B.p13 C.p1p2，n=3

　　解析：當(dāng)其他條件不變時(shí)，對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，到達(dá)平衡的時(shí)間越短.圖象中曲線(xiàn)和橫軸平行，表明反應(yīng)已達(dá)平衡.由圖象知道，當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí)，該反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間較短，故p1

　　4、恒壓(溫)線(xiàn)

　　該類(lèi)圖象的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng).

　　例5 、對(duì)于反應(yīng)2A(g)+B(g) 2C(g);△H<0，下列圖象正確的是 ()

　　解析：首先要知道該反應(yīng)是氣體體積縮小的放熱反應(yīng).此反應(yīng)的平衡體系受壓強(qiáng)的影響是：增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，B的含量減小，C的含量增大.升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率減小，B的含量增大，C的含量減小.A圖象雖表示B的含量隨溫度升高而增加，但若平衡是從C物質(zhì)開(kāi)始反應(yīng)而建立的，則符合此反應(yīng).另外，從反應(yīng)開(kāi)始到建立平衡，溫度越高，到達(dá)平衡的時(shí)間越短.由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，建立平衡后，溫度越高，B的含量就應(yīng)越大.因此A、D圖象正確，符合上述平衡體系，B、C圖象不符合題意.

　　5.速率—溫度(壓強(qiáng))圖

　　例6、 對(duì)于可逆反應(yīng)：A2(g)+3B2(g) 2AB3(g);△H<0，下列圖象中正確的是 ()

　　解析：該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小且放熱的反應(yīng).圖象A正確，因?yàn)闇囟壬�高，正逆反�?yīng)都加快，在二曲線(xiàn)相交處可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，交點(diǎn)后逆反應(yīng)速率的增加更為明顯，與正反應(yīng)是放熱反應(yīng)相符.針對(duì)該反應(yīng)特點(diǎn)，只升溫而使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的含量增加;只加壓而使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的含量減少，B也正確.對(duì)可逆反應(yīng)，溫度越高，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，C不合題意.圖象D表示的意義是：增大壓強(qiáng)逆反應(yīng)速率的加快比正反應(yīng)明顯，與本反應(yīng)是氣體體積減小的特點(diǎn)相悖，故正確答案為A，B

　　【例1】(2010重慶卷，10) 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫 ②恒容通入惰性氣體 ③增加CO的濃度 ④減壓 ⑤加催化劑 ⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是

　　A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

　　答案B

　　【解析】本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)。該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體，相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無(wú)影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。

　　【方法提煉】對(duì)于恒容容器，通入稀有氣體，由于容器的體積不變，各組分的濃度保持不變，故反應(yīng)速率保持不變，平衡也即不移動(dòng)。若為恒壓容器，通入稀有氣體，容器的體積膨脹，對(duì)于反應(yīng)則相當(dāng)于減壓。

　　【例2】(2010四川理綜卷，13)反應(yīng)aM (g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)。M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中：Z表示反應(yīng)開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是

　　A.同溫同壓Z時(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　B.同壓同Z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　C.同溫同Z時(shí)，增加壓強(qiáng)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　D.同溫同壓時(shí)，增加Z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加。

　　答案：B

　　解析：本題考查了平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。A項(xiàng)加入催化劑只能改變反應(yīng)速率，不會(huì)使平衡移動(dòng)。B項(xiàng)由圖像(1)知隨著溫度的升高M(jìn)的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明正反應(yīng)吸熱，所以溫度升高平衡正向移動(dòng)，Q的體積分?jǐn)?shù)增加。C項(xiàng)對(duì)比(1)(2)可以看出相同溫度條件，壓強(qiáng)增大M的體積分?jǐn)?shù)增大，所以正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)Q的體積分?jǐn)?shù)減小。D項(xiàng)由C項(xiàng)可以判斷D也不對(duì)。

　　【例3】(2010全國(guó)卷1，27)(15分)在溶液中，反應(yīng)A+2B C分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為 、 及 。反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示。

　　請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

　　(1)與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是：

　�、赺______________;

　�、踎______________;

　　(2)實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)________;實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)C的濃度為_(kāi)___________;

　　(3)該反應(yīng)的 _________0，判斷其理由是__________________________________;

　　(4)該反應(yīng)進(jìn)行到4.0min時(shí)的平均反應(yīng)速度率：

　　實(shí)驗(yàn)②： =__________________________________;

　　實(shí)驗(yàn)③： =__________________________________。

　　【解析】(1)②使用了(正)催化劑;理由：因?yàn)閺膱D像可看出，兩者最終的平衡濃度相同，即最終的平衡狀態(tài)相同，而②比①所需要的時(shí)間短，顯然反應(yīng)速率加快了，故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入(正)催化劑;③升高溫度;理由：因?yàn)樵摲磻?yīng)是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，所以不可能是改變壓強(qiáng)引起速率的改變，又由于各物質(zhì)起始濃度相同，故不可能是改變濃度影響反應(yīng)速率，再由于③和①相比達(dá)平衡所需時(shí)間短，平衡時(shí)濃度更小，故不可能是改用催化劑，而只能是升高溫度來(lái)影響反應(yīng)速率的

　　(2)不妨令溶液為1L，則②中達(dá)平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化了0.04mol，由反應(yīng)計(jì)量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.08mol，所以B轉(zhuǎn)化率為 ;同樣在③中A轉(zhuǎn)化了0.06mol，則生成C為0.06mol,體積不變，即平衡時(shí)C(c)=0.06mol/L

　　(3) ﹥0;理由：由③和①進(jìn)行對(duì)比可知升高溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉(zhuǎn)化率升高，平衡向正方向移動(dòng)，而升溫是向吸熱的方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)， ﹥0

　　(4)從圖上讀數(shù)，進(jìn)行到4.0min時(shí)，實(shí)驗(yàn)②的A的濃度為：0.072mol/L,則△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L， ,∴ =2 =0.014mol(L?min)-1;進(jìn)行到4.0mi實(shí)驗(yàn)③的A的濃度為：0.064mol/L：△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L， ,∴ = =0.0089mol(L?min)-1

　　【答案】(1)②加催化劑;達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度未變

　�、蹨囟壬�高;達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度減小

　　(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高溫度向正方向移動(dòng)，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

　　(4)0.014mol(L?min)-1;0.008mol(L?min)-1

　　【命題意圖】考查基本理論中的化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡部分，一些具體考點(diǎn)是：易通過(guò)圖像分析比較得出影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的具體因素(如：濃度，壓強(qiáng)，溫度，催化劑等)、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，平衡濃度的計(jì)算， 的判斷;以及計(jì)算能力，分析能力，觀察能力和文字表述能力等的全方位考查。

　　【點(diǎn)評(píng)】本題所涉及的化學(xué)知識(shí)非�；�礎(chǔ)，但是能力要求非常高，觀察和分析不到位，就不能準(zhǔn)確的表述和計(jì)算，要想此題得滿(mǎn)分必須非常優(yōu)秀才行!此題與2009年全國(guó)卷II理綜第27題，及安微卷理綜第28題都極為相似，有異曲同工之妙，所以對(duì)考生不陌生!

　　【例4】(2010山東卷，28)

　　(14分)硫一碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：

　�、� SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI

　�、� 2HI H2+I2

　�、� 2H2SO42===2SO2+O2+2H2O

　　(1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是 。

　　a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行 b.反應(yīng)Ⅰ中 氧化性比HI強(qiáng)

　　c.循環(huán)過(guò)程中需補(bǔ)充H2O d.循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生1mol O2的同時(shí)產(chǎn)生1mol H2

　　(2)一定溫度下，向1L密閉容器中加入1mol HI(g)，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

　　0~2 min內(nèi)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(kāi)始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍，則 是原來(lái)的2倍。

　　a.平衡常數(shù) b.HI的平衡濃度 c.達(dá)到平衡的時(shí)間 d.平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)

　　(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H2，反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡 移動(dòng)(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

　　(4)以H2為燃料可制成氫氧燃料電池。

　　已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(I) △H=-572KJ.mol-1

　　某氫氧燃料電池釋放228.8KJ電能時(shí)，生成1mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為 。

　　解析：(1)H2SO4在常溫下，很穩(wěn)定不易分解，這是常識(shí)，故a錯(cuò);反應(yīng)Ⅰ中SO2是還原劑，HI是還原產(chǎn)物，故還原性SO2>HI，則b錯(cuò);將Ⅰ和Ⅱ分別乘以2和Ⅲ相加得：2H2O==2H2+O2，故c正確d錯(cuò)誤。

　　(2) υ (H2)=0. 1mol/1L/2min=0.05 mol?L-1?min-1，則υ (HI)=2 υ (H2)=0.1 mol?L-1?min-1;

　　2HI(g)==H2(g)+I2(g)

　　2 1 1

　　起始濃度/mol?L-1 1 0 0

　　變化濃度/mol?L-1： 0.2 0.1 0.1

　　平衡濃度/mol?L-1： 0.8 0.1 0.1

　　則H2(g)+I2(g)== 2HI(g)的平衡常數(shù)K= =64mol/L。

　　若開(kāi)始時(shí)加入HI的量是原來(lái)的2倍，則建立的平衡狀態(tài)和原平衡是等比平衡，HI、H2、I2 的物質(zhì)的量、平衡濃度都是原來(lái)的兩倍;各組分的百分含量、體積分?jǐn)?shù)相等，平衡常數(shù)相等(因?yàn)闇囟炔蛔?;因開(kāi)始時(shí)的濃度增大了，反應(yīng)速率加快，達(dá)平衡時(shí)間不可能是原來(lái)的兩倍，故選b.

　　(3)水的電離平衡為 ,硫酸電離出的 對(duì)水的電離是抑制作用，當(dāng) 消耗了 ， 減小，水的電離平衡向右移動(dòng);若加入 ,溶液變成 的溶液了，不再生成H2;加入的 會(huì)和 反應(yīng)，降低 ，反應(yīng)速率減慢; 的加入對(duì)反應(yīng)速率無(wú)影響;加入CuSO4 后， 與置換出的Cu構(gòu)成原電池，加快了反應(yīng)速率，選b.

　　(4)根據(jù)反應(yīng)方程式，生成1mol水時(shí)放出熱量為：572kJ =286 kJ,故該電池的能量轉(zhuǎn)化率為

　　答案：(1)c

　　(2)0.1 mol?L-1?min-1 ;64mol/L;b

　　(3)向右;b

　　(4)80%

　　【例5】(2010廣東理綜卷，31)

　　(16分)硼酸(H3BO3)在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

　　(1)請(qǐng)完成B2H6氣體與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。

　　(2)在其他條件相同時(shí)，反應(yīng)H3BO3 +3CH3OH B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的轉(zhuǎn)化率( )在不同溫度下隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化見(jiàn)圖12，由此圖可得出：

　�、贉囟葘�(duì)應(yīng)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響是____ ___

　�、谠摲磻�(yīng)的 _____0(填“<”、“=”或“>”).

　　(3)H3BO 3溶液中存在如下反應(yīng)：

　　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(yīng)于298K達(dá)到平衡時(shí)，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(jì)，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(H2O的平衡濃度不列入K的表達(dá)式中，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

　　解析：(1)根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物只能是H2， 故方程式為B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2。

　　(2)由圖像可知，溫度升高，H3BO 3的轉(zhuǎn)化率增大，故升高溫度是平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H>O。

　　(3) K= = =

　　答案：

　　(1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2

　　(2) ①升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng) ②△H>O

　　(3) 或1.43

　　【鞏固練習(xí)1】(山東聊城三中2010屆高三12月月考)在20L恒容的密閉容器中，加入3molSO3(g)和1mol氧氣，在某溫度下使其反應(yīng)，反應(yīng)至4min時(shí)，氧氣的濃度為0.06mol/L，當(dāng)反應(yīng)到8min時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡。

　　(1)0min—4min內(nèi)生成O2的平均速率

　　v(O2)=________________

　　(2)整個(gè)過(guò)程中，各物質(zhì)的濃度與時(shí)間關(guān)系如圖所示，則該溫度下的平衡常數(shù)

　　K=_____________________

　　(3)若起始時(shí)按下表數(shù)據(jù)投料，相同溫度下達(dá)到平衡時(shí)，三氧化硫濃度大于0.05mol/L的是__________，此時(shí)的平衡常數(shù)與(2)小題比較_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)

　　A B C D

　　SO3 1mol 3mol 3mol 0mol

　　SO2 2mol 1.5mol 0mol 6mol

　　O?2 2mol 1mol 0mol 5mol

　　(4)物質(zhì)的濃度不再改變標(biāo)志該反應(yīng)已達(dá)平衡，下列還可以說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是_____(填序號(hào))

　�、袤w系內(nèi)壓強(qiáng)不再改變

　�、谌萜鲀�(nèi)氣體的密度不再改變

　　③混合氣體的平均分子量不再改變

　�、�

　�、�

　　答案(1)

　　(2)

　　(3)BD， 等于

　　(4)①③④

　　【鞏固練習(xí)2】(福建省福州三中2010屆高三上學(xué)期月考)2L容積不變的密閉容器中，加入1.0molA和2.2molB，進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)+2B(g) C(g)+D(g)，在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n(D)和時(shí)間t的關(guān)系如圖

　　試回答下列問(wèn)題：

　　(1)800℃時(shí)。0—5min內(nèi)，以B表示的平均反應(yīng)速率為 。

　　(2)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 。

　　A.容器壓強(qiáng)不變 B.混合氣體中c(A)不變

　　C.2v正(B)=v逆(D) D.c(A)=c(C)

　　E. 混合氣體密度不變

　　(3)利用圖中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K= ，B的平衡轉(zhuǎn)化率為： 。該反應(yīng)為 反應(yīng)(填吸熱或放熱)。

　　(4)700℃時(shí)，另一2L容積不變的密閉容器中，測(cè)得某時(shí)刻各物質(zhì)的量如下：n(A)=2.2mol，n(B)=5.2mol，n(C)=1.8mol，n(D)=1.8mol，則此時(shí)該反應(yīng) 進(jìn)行(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“處于平衡狀態(tài)”)。

　　答案(1)0.12mol?L—1?min—1

　　(2)AB(2分，漏一個(gè)扣1分，錯(cuò)選不得分)

　　(3)1.8(mol?L—1)—1(單位可不寫(xiě))54.5% 吸熱

　　(4)向正反應(yīng)方向

　　化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的綜合應(yīng)用及圖象單元測(cè)試

　　一、選擇題

　　1.100mL6mol/L的H2SO4與過(guò)量鋅粉反應(yīng)，一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的(　　)

　　A.Na2SO4固體　　　 C.NaOH溶液　　　 C.K2SO4溶液　　　D.CuSO4固體

　　2.下列事實(shí)中，不能用勒?沙特列原理解釋的是(　　)

　　A.開(kāi)啟啤酒后，瓶中馬上泛起大量泡沫

　　B.鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹

　　C.實(shí)驗(yàn)室中常用排飽和食鹽水的方法收集氯氣

　　D.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中使用過(guò)量的空氣以提高二氧化硫的利用率

　　3.NO2溶于水生成硝酸的反應(yīng)為：3NO2(g)+H2O(1) 2HNO3(1)+NO(g);△H<0。為了提高硝酸的產(chǎn)率，工業(yè)生產(chǎn)中常采取的措施是(　　)

　　A.升溫　　　 B.加水　　C.通往過(guò)量的氧氣　　　 D.減壓

　　4.將a g塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)物損失的質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖的實(shí)線(xiàn)所示，在相同的條件下，將b g(a>b)粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽酸反應(yīng)，則相應(yīng)的曲線(xiàn)(圖中虛線(xiàn)所示)正確的是(　　)

　　5.在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng)：A(g)+3B(g) 2C(g);△H<0。某研究小組研究了其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖：

　　下列判斷一定錯(cuò)誤的是(　　)

　　A.圖I研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高

　　B.圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且甲的壓強(qiáng)較高

　　C.圖Ⅱ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高

　　D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且甲使用的催化劑效率較高

　　6、同溫同壓下，當(dāng)反應(yīng)物分解了8%時(shí)，總體積也增加8%的是

　　A.2NH3(g) N2(g)+3H2(g) B.2NO(g) N2(g)+O2(g)

　　C.2NO3(g) 4NO2(g)+O2(g) D.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)

　　7、對(duì)于反應(yīng)2SO2+O2 2SO3,下列判斷正確的是

　　A.2體積2SO2和足量O2反應(yīng)，必定生成2體積SO3

　　B.其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡必定向右移動(dòng)

　　C.平衡時(shí)，SO2消耗速度必定等于O2生成速度的兩倍

　　D.平衡時(shí)，SO2濃度必定等于O2濃度的兩倍

　　8、反應(yīng)：L(固)+aG(氣) bR(氣)達(dá)到平衡時(shí)，溫度和壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的影響圖所示：圖中：壓強(qiáng)p1>p2， x軸表示溫度，y軸表示平衡混合氣中G的體積分?jǐn)?shù)。據(jù)此可判斷

　　A.上述反應(yīng)是放熱反應(yīng) B.上述反應(yīng)是吸熱反應(yīng) C.a>b D.a

　　9、壓強(qiáng)變化不會(huì)使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動(dòng)的是

　　A.H2(g)+ I2(g) 2 HI(g) B.3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)

　　C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) D.C(s)+ CO2(g) 2CO(g)

　　10、放熱反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在溫度t1時(shí)達(dá)到平衡，c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol/L，其平衡常數(shù)為K1。升高反應(yīng)體系的溫度至t2時(shí)，反應(yīng)物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O)，平衡常數(shù)為K2，則

　　A.K2 和K1的單位均為mol/L B.K2

　　C.c2(CO)=c2(H2O) D.c1(CO)>c2(CO)

　　11、在一定溫度下，向a L密閉容器中加入1mol X氣體和2 mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g) 2Z(g) 此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

　　A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化

　　C.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1︰2︰2 D.單位時(shí)間消耗0.1mol X同時(shí)生成0.2mol Z

　　12、1mol X氣體跟a rnol Y氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+a Y(g) b Z(g)反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得X的轉(zhuǎn)化率為50%。而且，在同溫同壓下還測(cè)得反應(yīng)前混合氣體的密度是反應(yīng)后混合氣體密度的3/4，則a和b的數(shù)值可能是

　　A.a=1，b=1 B.a=2，b=1 C.a=2，b=2 D.a=3，b=2

　　13、在0.lmol/L的CH3COOH溶液中存在如下電離平衡：CH3COOH CH3COO-+H+對(duì)于該平衡，下列敘述正確的是

　　A.加入少量NaOH固體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

　　B.加水，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)力向移動(dòng)

　　C.滴加少量0.lmol/L HCl溶液，溶液中c(H+)減少

　　D.加入少量CH3COONa固體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

　　14、恒溫恒壓下，在容積可變的器血中，反應(yīng)2NO2(氣) N2O4(氣)達(dá)到平衡后，再向容器內(nèi)通入一定量NO2，又達(dá)到平衡時(shí)，N2O4的體積分?jǐn)?shù)

　　A.不變 　　B.增大 　　C.減小 　　D.無(wú)法判斷

　　15.哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ�獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)�，F(xiàn)向一密閉容器中充人1mol N2和3mol H2，在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

　　A 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3

　　B 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等

　　C 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化

　　D 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零

　　16.在一定溫度不同壓強(qiáng)(P1

　　17、在密閉容器中，在一定條件下，進(jìn)行下列反應(yīng)：NO(g) + CO(g) 1/2N2(g) + CO2(g);△H = -373.2 KJ/mol，達(dá)到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是

　　A.加催化劑同時(shí)升高溫度 B.加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng)

　　C.升高溫度同時(shí)充入N2 D.降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)

　　二、填空題

　　18、在密閉容器中，由一定起始濃度的氙(Xe)和F2反應(yīng)，可得到3種氟化物。各種生成物在平衡體系內(nèi)的分壓與反應(yīng)溫度的關(guān)系如右圖所示(己知?dú)怏w的分壓之比等于物質(zhì)的量之比)。

　　(1)420K時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________________;若反應(yīng)中消耗l mol Xe，則轉(zhuǎn)移電子______________mol。

　　(2)600～800K時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：XeF6(g) ?XeF4(g)+ F2(g)，其反應(yīng)熱△H _______0(填“>”“=”或“<”)。理由是____________________________________。

　　(3)900K時(shí)，容器中存在的組分有________________________________

　　19、將2mol H2O和2mol CO置于1L容器中，在一定條件下，加熱至高溫，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：2H2O(g) 2H2+O2 2CO+O2 2CO2

　　(1)當(dāng)上述系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，欲求其混合氣體的平衡組成，則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度，但這兩種氣體不能同時(shí)是 和 ，或 和 。(填它們的分子式)

　　(2)若平衡時(shí)O2和CO2的物質(zhì)的量分別為 n(O2)平=a mol， n(CO2)平=b mol。試求n(H2O)平= 。(用含a、b的代數(shù)式表示)。

　　20、在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：

　　t℃ 700 800 830 1000 1200

　　K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

　　回答下列問(wèn)題：

　　(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。

　　(2)該反應(yīng)為 反應(yīng)(選填吸熱、放熱)。

　　(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 (多選扣分)。

　　(a)容器中壓強(qiáng)不變 (b)混合氣體中 c(CO)不變

　　(c)v正(H2)=v逆(H2O) (d)c(CO2)=c(CO)

　　(4)某溫度下，平衡濃度符合下式： c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為 ℃。

　　21.氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl(-1價(jià))和S(+6價(jià))的速率如圖所示，已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中c(H+)增大而加快。

　　(1)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________。

　　(2)t1～t2時(shí)刻內(nèi)反應(yīng)速率增大的原因?yàn)開(kāi)______________________________。

　　(3)t2～t3時(shí)刻內(nèi)反應(yīng)速率又減小的主要原因?yàn)開(kāi)_________________________。

　　化學(xué)平衡移動(dòng)原理不僅在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的指導(dǎo)作用，也能用于解釋生活中的一些現(xiàn)象或指導(dǎo)人們解決生活中的一些具體問(wèn)題。下面舉例分析如下，供學(xué)習(xí)參考。

　　22、(1)化學(xué)平衡常數(shù)K表示可逆反應(yīng)的進(jìn)行程度，K值越大，表示_________________，K值大小與溫度的關(guān)系是：溫度升高，K值______________(填一定增大、一定減小、或可能增大也可能減小)。

　　(2)在一體積為10L的容器中，通人一定量的CO和H2O，在850℃時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：

　　CO(g)十H2O(g) CO2(g)十H2 (g) ;△H<0，

　　CO和H2O濃度變化如下圖，則 0—4min的平均反應(yīng)速率v(CO)=______ mol/(L?min)

　　(3)t℃(高于850℃)時(shí)，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。

　�、俦碇�3min—4min之間反應(yīng)處于_________狀態(tài); C1數(shù)值_________0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。

　�、诜磻�(yīng)在4min—5min問(wèn)，平衡向逆方向移動(dòng)，可能的原因是________(單選)，表中5min—6min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是__________(單選)。

　　a.增加水蒸氣 b.降低溫度 c.使用催化劑 d.增加氫氣濃度

　　23.利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下：

　　依據(jù)上述流程，完成下列填空：

　　(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是

　　(2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9n mol、產(chǎn)生H2 mol(用含n的代數(shù)式表示)

　　(3)K2CO3(aq)和 CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依據(jù)是 (多選扣分)

　　(a)相似相溶原理 (b)勒沙特列原理 (c)酸堿中和原理

　　(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于

　　(寫(xiě)出CO2的一種重要用途)。

　　(5)整個(gè)流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH)3循環(huán)，二是K2CO3(aq)循環(huán)，請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì))。

　　24、鉀是—種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：

　　Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g);△H>0,該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K=C(K)，各物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系見(jiàn)右表。

　　(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為 ，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于 。

　　(2)在制取鉀的過(guò)程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是 。

　　(3)常壓下，當(dāng)反應(yīng)溫度升高900℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K=

　　參考答案：

　　1、C 2 、B3 、C4、C5、AB6、A7、BC8、D9、A10、BC11、AB12、AD13、A14、A15、C16、 B 17、B

　　18.(1) Xe + 3 F2 === Xe F6 6 (2) >隨著溫度的升高，Xe F6(g)? Xe F4 (g) + F2 (g)平衡向右移動(dòng)，根據(jù)溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)的原理，則該反應(yīng)的ΔH>0。

　　(3) Xe F6 、Xe F4 、Xe F2 、Xe 、F2

　　19、(1)H2O H2， CO CO2 (2)(2-2a-b) mol

　　20、(1) (2)吸熱 (3)b、c (4)830

　　21、　(1)ClO3-+3HSO3-=Cl-+3SO42-+3H+　　　 (2)開(kāi)始時(shí)，c(H+)增大，反應(yīng)速率加快。(3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)的物濃度減小，反應(yīng)速率減慢。

　　22.(1) 可逆反應(yīng)的進(jìn)行程度越大 可能增大也可能減小(2) 0.03 (3) ①平衡> ②d a

　　23、(1)3H2S+2Fe(OH)3→Fe2S3+6H2O (2)27n (3)b (4)生產(chǎn)純堿(或作制冷劑等，其它合理答案也給分) (5)

　　24、(1)770℃ 890℃ (2)降低壓強(qiáng)或移去鉀蒸氣 適當(dāng)升高溫度

　　(3)K=c(K)/c(Na)