化学反应速率化学平衡基本题型及其解题思路归纳(精).doc

-#化学反应速率、化学平衡基本题型及其解题思路归纳 1有关化学反应速率的计算 (1)公式：C/t 单位： mol/(LS) 或 mol(LS)-1 (2)反应物： C=C0-Ct 生成物：C=Ct-C0 (3)对于反应：A(气)B(气) pC(气)D(气) v(A)v(B)v(C)v(D) = mnpq例1合成氨反应：N2 + 3H2 2NH3，其反应速率分别用v(N2)、v(H2)和v(NH3)表示，下列关系式正确的是 ( )A. v(H2) = v(N2)= v(NH3) B. v(N2)= 3v(H2) C. v(NH3)= 1.5v(H2) D. v(NH3)= 2v(N2)例2一定温度下，在一固定容积的密闭容器中，某 反应中的X、Y、Z三种 物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 （ ）A. 该反应的化学方程式为：3X + Y2Z B. 1min时，正反应速率小于逆反应速率C. 2min时，Z的浓度是Y浓度的2倍D. 4min时，反应体系处于平衡状态 例3如图所示，有两个极易导热的密闭容器a和b，a容器体积恒定，b容器体积可变，压强不变。在同温同压和等体积条件下，向a和b两容器中通入等物质的量的NO2，发生反应：2NO2 N2O4+Q，则以下说法正确的是A反应起始时两容器的反应速率va和vb的关系：vavbB反应过程中两容器内的反应速率va和vb的关系：vavb C两容器内反应达到平衡所需用的时间一定相同D反应达到平衡，两容器的NO2的转化率相同2.有关化学平衡的标志基本思路：从达平衡的原因判断：V+ = V- (正、逆反应速率均用同一物质表示)从达平衡的结果来判断：反应混合物中各组分的百分含量保持一定反应混合物中各组分的百分含量保持一定。在一定温度下密闭容器中进行的某可逆反应，只要各物质的物质的量保持一定、各物质的浓度保持一定，则反应混合物中各组分的百分含量就保持一定，此时达到了化学平衡。当反应体系中仅有气态物质时，对于化学方程式左、右两边气体体积相等的可逆反应，压强或平均分子量恒定时，不能确定该反应是否已经达到平衡状态。但对于化学方程式左、右两边气体体积不等的可逆反应，压强或平均分子量恒定时，可以确定该化学反应已经达到平衡状态。例4在一定温度下，反应 A2(g) + B2(g) 2AB(g)，达到平衡的标志是 （ ）A. 单位时间生成 n mol A2 同时生成 n mol ABB. 容器内的总压不随时间变化C. 单位时间生成 2n mol AB 同时生成 n mol B2D. 单位时间生成 n mol A2 同时生成 n mol B2例5在反应2SO2 + O2 2SO3 的平衡体系中，加入少量18O2，再达到新的平衡时，下列说法正确的是( ) A只有O2中含有18O B只有SO3中含有18OC只有O2和SO3中含有18O D三种物质中均含有18O例6、江苏理综0515哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是（ ）A达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零3.有关化学平衡的移动基本思路:已知 “外界条件的改变反应方程式平衡移动方向（平衡移动的结果）”三个变量中任意两个，利用勒沙特列原理，就可判断出第三个变量。例7某温度下，反应 N2O4（g） 2NO2（g）；H>0，在密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是（ ）A加压时，体积变小，将使正、逆反应速率均增大B保持体积不变，加入少许 NO2，将使正反应速率减小，因此平衡向左移动。C保持体积不变，加入少许 N2O4 ，再达平衡时颜色变深D保持体积不变，升高温度，再达平衡时颜色变深例8、（全国春0312）反应：A（气）3B（气）2C（气）；H0达平衡后，将气体混和物的温度降低，下列叙述中正确的是（ ）A正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动B正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动C正反应速率和逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动D正反应速率和逆反应速率变小，平衡向逆反应方向移动例9、（辽宁综合0328）恒温恒压下，在容积可变的器皿中，反应2NO2（气）N2O4（气） 达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数（ ）A不变 B增大 C减小 D无法判断 例10、在相同条件下（温度500k）相同体积的甲、乙两容器中，甲中充入1克SO2、1克 O2，乙中充入2克SO2、2克O2，甲、乙两个容器均发生2SO2 + O2 2SO3。下列叙述不正确的是（ ）(A) 反应速率：乙 > 甲 （B）平衡混合物SO2中的体积分数 ：乙>甲(C) SO2 的转化率：乙 > 甲 (D) 平衡氧气的体积分数：甲 >乙4.有关化学平衡模式的基本计算注意：(1)转化率C/C0100% = n/n0100% (2)气体的分子量计算 T ,P相同时,气体的分子量之比气体密度之比 标况下，气体摩尔质量气体标况的密度22.4 混合气的平均摩尔质量(4)基本解题格式及思路: 例11恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2 (g) + 3 H2(g) 2NH3(g)（1）若某时刻t时，nt (N2) = 13mol，nt (NH3) = 6mol，则a=_。（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况)，其中NH3的体积分数为25%。则平衡时NH3的物质的量为_。（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始)n(平) = 。（4）原混合气体中，ab = 。（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，(N2) (H2)= 。（6）平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3) = 。例121 mol N2 和3 mol H2 在一定条件下进行反应 N2 + 3H2 2NH3，达平衡时混合气体的平均式量为10，下列正确的是（ ）A. 平衡混合气中，N2 的体积分数为 12.5 B. N2 的转化率为 30C. 平衡混合气中，H2 为 2.7 molD. 平衡混合气中, N2、H2、NH3的物质的量之比为1325平衡移动和混合气的平均式量的关系 M(平均) = (1)反应物、生成物均为气体，则气体的总质量守恒，M 1/n (2)反应前后气体的物质的量不变, 则M m (3)反应前后气体的总质量和物质的量均变化, 分别计算反应物和生成物的平均式量.例13下列可逆反应达平衡后，升高温度可使混合气平均相对分子质量增大的是（ ） A2HI(g) H2(g) I2(g)；H>0 B2SO3(g) 2SO2(g) O2(g)；H>0 CN2(g) 3H2(g) 2NH3(g)；H<0 D4NH3(g) 5O2(g) 4NO(g) 6H2O(g)；H<0例14在密闭容器中进行的反应达平衡后，再压缩体积，混合气体平均式量增大的是( )AFe2O3(s) + 3CO(g) 3Fe(s) + 3CO2(g)B4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)C2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g)DC（s）+ H2O（g） CO（g） + H2（g） 6.平衡体系中通入惰性气体的问题 (1)恒容体系：不影响反应物和生成物的浓度，不影响正逆反应速率，因此，平衡不移动。 (2)恒压体系：通入惰性气体将使体系的体积增大，因此，反应物和生成物的浓度均减小，相当于反应体系整体减压对平衡移动的影响。例15在密闭容器内将PCl5加热气化，并发生反应: PCl5(g) PCl3(g) +Cl2(g)，填写下表 中的空白：压强变化平衡移动方向五氯化磷的分解率（1）缩小容器体积（2）恒容充入PCl5（3）恒容充入Cl2（4）恒容充入N2（5）恒压充入N27.转化率问题(一)转化率与平衡移动的关系：如果反应体系的起始量(n0)不变，当条件的改变(T、P)使平衡向正反应方向移动时，转化率一定增大；反之，平衡向逆反应方向移动时，转化率一定减小。例16在恒容密闭容器内，可逆反应：3NO2(g) + H2O(l) 2HNO3(l) + NO(g) ；H<0 ，达平衡后，下列措施能增大NO2的转化率的是 （ ） A通入少量氧气 B升高温度 C通入少量氮气 D降低温度(二) 恒容体系中两种物质反应达平衡后，增大某一反应物浓度，平衡向正反应方向移动，此反应物的转化率降低，但其平衡浓度也将增大，体积分数增大；而另一反应物的转化率将升高，体积分数减小，平衡浓度将降 低；生成物的浓度增大。这是因为平衡移动的结果只能减弱外界条件的影响，不能抵消外界条件的影响 。例17在一定温度下，将 1 mol 一氧化碳和 1 mol 水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，发生如下反应：CO + H2O(g) CO2 + H2；反应达平衡后，得到 0.5 mol 二氧化碳，再加入 3 mol 水蒸气并在相同条件下达新平衡后，下列叙述正确的是 （ ）A. CO的转化率增大，H2O的转化率降低B. CO和H2O的转化率均增大C. 平衡向正反应方向移动，CO2在平衡混合气中的物质的量分数增大D. 平衡向正反应方向移动，H2O(g)的平衡浓度增大 例18在一定温度和有催化剂的条件下，一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，若甲容器内一氧化碳的起始浓度为2mol/l，水蒸气的起始浓度为3mol/L时，一氧化碳的转化率为60% 。乙容器内一氧化碳起始浓度也为2mol/L，水蒸气的起始浓度为6mol/L，达平衡后二氧化碳的浓度为1.5mol/L，试通过计算判断：(1)二氧化碳和水蒸气的平衡浓度甲_乙 (2)一氧化碳的转化率甲_乙 (3)水蒸气的转化率甲_乙 (4)平衡后二氧化碳和氢气在混合气体中的体积分数甲_乙 (三)当反应物是一种时：1恒容体系中, 改变气体反应物的起始量，对转化率的影响 基本思路：气体反应物的起始量不同，导致起始压强不同，而不同特点的反应，起始压强的变化对平衡的影响不同、对转化率影响不同。 (1) 2SO3 2SO2 + O2 增大SO3的起始浓度, 转化率将下降. (2) 2NO2 N2O4 增大NO2的起始浓度, 转化率将升高.(3) 2HI H2 + I2 增大HI 的起始浓度, 转化率不变.例19在恒容密闭容器中, 增大下列反应物的起始浓度, 转化率将增大的是 （ ）A 2SO3(g) 2SO2 (g) + O2(g) B 2NO2 N2O4 C 2HI H2 + I2(g) D 2NH3 3H2 + N2例20X1和X2分别为两个恒容容器中平衡体系A(g) 2B(g) 和2A(g) C(g) 的转化率，在温度不变的情况下，均增加A的物质的量。下列判断正确的是( ) (A) X1降低，X2增大 (B) X1、X2均降低 (C) X1增大，X2降低 (D) 无法判断2起始浓度相同时，恒容与恒压体系转化率的比较 基本思路：比较反应进行过程中，压强的变化对平衡移动方向的影响。 (1) 2SO3(g) 2SO2 + O2 恒压转化率 > 恒容转化率 (2) 2NO2 N2O4 恒压转化率 > 恒容转化率(3) 2HI H2 + I2 恒压转化率 = 恒容转化率例21体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入1mol的下列反应物, 在反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变. 下列说法正确的是 （ ） A反应物：SO3 反应：2SO3 2SO2 + O2 转化率：甲<乙 B反应物：NO2 反应：2NO2 N2O4 转化率：甲<乙 C反应物：HI 反应：2HI H2 + I2 转化率：甲<乙 D上述三个反应体系的转化率均是甲=乙8.等效平衡问题(1)等效平衡的含义：在不同容器中进行的同一反应, 如果它们的反应条件(浓度、压强、温度)均相当，那么，达平衡时两个体系的平衡特征相同，如：转化率、组成成分的含量、浓度等。对于同一可逆反应，在同一条件下，无论反应是从哪个方向开始进行，只要起始所投入原料中元素的总物质的量相同，或原料中各元素的原子总数相等，就可达到同一化学平衡状态。(2)等效平衡基本解题思路：要想达到等效平衡，每次反应中，各反应物的起始物质的量浓度保持不变。 (3)等效平衡题型： 恒温、恒容条件下的等效平衡：要求起始的物质的量配比相同或相当，实质上是起始所投原料中各元素的原子个数不变。恒温、恒压条件下的等效平衡：要求起始的物质的量浓度配比相同或相当，实质上是起始所投原料中各元素的质量分数不变。 例22在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2O2 2SO3(g)，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于平衡状态。在该容器中，维持温度不变，令、分别代表初始加入的二氧化硫、氧气和三氧化硫的物质的量(mol) 。如果、取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时， 反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白： (1) 若0 ，0 ，则。 (2) 若0.5 ，则，。 (3) 、取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示，其中一个只含a、c，另一个只含b和c)：_，_.例23在一固定容积的密闭容器中，充入2mol A和1mol B发生反应：2A(g) + B(g) xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为W% 。若维持容器体积和温度不变，按0.6mol A，0.3mol B和1.4mol C为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为W%，则x的值为( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4例24某可逆反应 2A(g) + 3B(g) xC(g) + 4D(g)，若按下列两组配比：(1) 0.8 mol A、1.2 mol B、1.2 mol C、2.4 mol D；(2) 1.4 mol A、2.1 mol B、0. 6 mol C、1.2 mol D，分别在容积不变的同一密闭容器中，一定温度下反应达平衡后，C的质量分数相等。化学方程式中x为 ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4例25有A、B两容器，A容器容积固定，B容器容积可变。一定温度下，在A中加入2mol N2、3mol H2、反应：N2 + 3H2 2NH3达平衡时，生成的NH3的物质的量为m mol。 (1)相同温度下，在B中加入4mol N2、6mol H2。若B的压强与A的压强始终相等，B中反应达平衡时，生成的NH3的物质的量(从题后选项中选择相应答案，填写标号，下同) ；若B的容积与A的容积始终相等，B中反应达平衡时，生成的NH3的物质的量 。 (A)小于m (B)等于m (C)在m 2m之间 (D)等于2m (E)大于2m(2)相同温度下，保持B的容积为A的一半，并加入1molNH3，要使B中反应达平衡时，各物质的质量分数与上述A容器中达平衡时相同，则起始时应加入 mol N2和 mol H2 。例26某温度下在V L密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，使之发生反应：N2 + 3H2 2NH3，平衡后，测得平衡混合气中N2、H2和NH3的浓度分别为M mol/l、N mol/L和G mol/L。若温度不变，只改变初始物质的加入量，而且要求平衡时N2、H2和NH3的浓度仍为M mol/l、N mol/L和G mol/L。如果初始加入的N2、H2、NH3的物质的量分别用x、y、z来表示，则三者间应满足的关系是：(1)若x =0，y =0，则z = ；(2)若x = ， y =2.25mol，则z = ；(3)x、y、z取值必须满足的一般条件(用含x、y、z的方程式来表示)，其中含x、z的是 ；含y、z的是 。若将上述反应条件改为恒温、恒压，其它条件均不改变：(4)若x =0，y =0，则 ；(5)若x = ， y = 2.25mol，则z ；(6)x、y、z取值必须满足的一般条件是 例27 ()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1mol A和1mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为 mol。（2）若开始时放入3mol A和3mol B，到达平衡后，生成C的物质的量为 mol。（3）若开始时放入x mol A，2mol B和1mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x mol，y mol。平衡时，B的物质的量 （选填一个编号）A大于2 mol B等于2 mol C小于2 mol D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3mol C，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是 。()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1mol A和1mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（1）小题中的a进行比较 （选填一个编号）。Aab Bab Cab D不能比较a和b的大小作出此判断的理由是 。例28定温下，于密闭容器中充入V L的N2、H2混合气体，其中N2为1.0mol，H2为3.0mol，达平衡时测得NH3为0.6mol。若在该容器中开始时的N2为2.0mol，H2为6.0mol，则在V L该容器中的NH3为 ( ) (A)若为定容容器，NH3为1.2mol (B)若为定容容器，NH3为<1.2mol (C)若为定压容器，NH3为1.2mol (D)若为定压容器，NH3为>1.2mol9图象问题基本思路：看坐标，找关键点(起点、拐点、线与线的交点)，想变化，联系反应。三类基本图像：速率随时间变化图(v-t图)例29在一定条件下，反应A(g) B(g) C(g)；H<0达到平衡后，根据下列图象判断 A B C D E (1)升温，达到新的平衡的是( ) (2)降压，达到新的平衡的是( ) (3)减少C的量，移向新平衡的是( ) (4)增加A的量，移向新平衡的是( ) (5)使用催化剂，达到平衡的是( )例30下列的平衡移动图中，其中能表示由于减少反应物浓度引起化学平衡移动的是（ ）物质含量(或转化率)随时间变化图例31在某恒容的密闭容器中，可逆反应A(g) + B(g) xC(g)，有如图所示 的关系曲线，下列说法正确的是 （ ） A温度：T1 > T2B. 压强: P1 > P2 C. 该正反应是吸热反应 D. x的取值是: x=1例32现有可逆反应A(g)B(g) 3C(g)，下图中甲、乙、丙分别表示在不 同的条件下，生成物C在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系： (1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况，则 曲线是表示有催化剂时的情况。 (2)若乙图中的a曲线表示200和b曲线表示100时的情况，则此可逆反应的正反应是 热反应。 (3)若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况，则 曲线是表示压强较大的情况。物质含量(或转化率)随温度、压强变化图例33某可逆反应L(g) + G(g) 3R(g)；H>0，本图表示外界条件(温度、压强)的变化对上述反应的影响。试判断图中y轴可以表示（ ） (A)平衡混合气中R的质量分数(B)达到平衡时G的转化率(C)平衡混合气中G的质量分数(D)达到平衡时L的转化率例34某可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g)；H<0，其中m、n、p为配平系数，且m + n p。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度T、压强P关系正确的是（ ）例35能正确反映出N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；H<0的关系的是（ ）例36对于mA(s) nB(g) pC(g)；H<0的可逆反应，在一定温度下B的 百分含量与压强的关系如图所示，则下列判断正确的是( )(A)m+np (B)np (C)x点的状态是v正v逆 (D)x点比y点的反应速率慢例37由可逆反应测绘出图像，纵坐标为生成物在平衡混合物中的 百分含量，下列对该反应的判断正确的是( )(A)反应物中一定有气体(B)生成物中一定有气体(C)正反应一定是放热反应(D)正反应一定是吸热反应例38密闭容器中反应：mA(g) + nB(g) pC(g)，其中m、n、p为配平系数，达到平衡后，经测定增大压强P时，A的转化率随P而变化的曲线如右图。则：(1)增大压强，A的转化率 ，平衡向 移动，达到新平衡后，混合物中C的质量分数 。(2)上述化学方程式中的配平系数m、n、p的正确关系是 ，向上述平衡体系中加入B，使体系压强增大，则平衡 。(3)当降低温度时，C的质量分数增大，则A的转化率 ，正反应是 热反应。10.有关取值范围的问题基本思路：讨论极限情况(如转化率为0或100%的情况)下的有关量的关系。例39在一定温度、催化剂条件下，将CO和水蒸气各1 mol放在密闭容器中反应：CO + H2O(g) CO2 + H2，达平衡后测得CO2为0.6 mol，再通入4 mol水蒸气，达新的平衡后，CO2物质的量（ ）A等于0.6 mol B等于1 molC大于0.6 mol，小于1 mol D大于1 mol