化学反应速率、化学平衡[考点扫描] 1．化学反应速率的概念、表示方法及其有关计算。 2．浓度、压强、温度和催化剂等外界条件对化学反应速率的影响。 3．用碰撞理论理解外界条件影响化学反应速率的原因。 4．化学平衡状态，化学平衡状态的特征。 5．勒夏特列原理的内涵、浓度、压强、温度等条件对化学平衡移动的影响。 6．化学反应速率和化学平衡图像分析。 7．合成氨工业的适宜条件及其选择方法。 8．化学平衡的相关计算。 9．等效平衡问题。 10．与生产、生活、科研等实际问题相结合的综合应用。 [知识指津] 1．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，通常用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，是一段时间内的平均速率。固体或纯液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。用不同物质表示同一反应的化学反应速率时，其数值可能不同(因此，必须指明具体物质)。但各种物质表示的速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 2．参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，外界条件对化学反应速率也有影响。 (1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应； (2)压强对化学反应速率的影响只适用于气体参加的反应； (3)温度对化学反应速率的影响：实验测得，其他条件不变时，温度每升高10℃，化学反应速率通常增加原来的2－4倍，经验公式：22\n； (4)使用催化剂，使原来难以进行的化学反应，分步进行(本身参与了反应，但反应前后化学性质不变)，从而大幅度改变了化学反应速率。 (5)此外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。 3．浓度和压强的改变仅仅改变了单位体积内活化分子的数目，温度的改变和催化剂的存在却能改变单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。 4．化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 化学平衡状态的特征： (1)“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物、生成物，不能全部转化为生成物(反应物)。 (2)“动”：化学平衡是动态平衡，化学反应达平衡时正反应和逆反应仍在继续进行。 (3)“等”：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。对于不同种物质而言，速率不一定相等。 (4)“定”：平衡混合物中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度，各组分的百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等不随时间变化而改变。 (5)“变”：改变影响化学平衡的条件，平衡发生移动。 (6)化学平衡的建立与反应的途径无关。 化学平衡状态的标志是化学平衡状态特征的具体体现。 5．勒夏特列原理(平衡移动原理)：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结，只适用于已经达到平衡状态的可逆反应，未处于平衡状态的体系不能用此原理分析，但它也适用于其他动态平衡体系，如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。 6．解图像题的要领： (1)首先要看清楚横轴和纵轴意义(特别是纵轴。表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反)以及曲线本身属等温线还是等压线。(当有多余曲线及两个以上条件时，要注意“定一议二”) (2)找出曲线上的特殊点，并理解其含义。(如“先拐先平”) (3)根据纵轴随横轴的变化情况，判定曲线正确走势，以淘汰错误的选项。 7．在实际生产中，需要综合考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等各方面情况，以确定最佳生产条件。合成氨选择的适宜条件通常是：20MPa－50MPa、500℃左右、铁触媒；及时补充N2和H222\n，及时将生成氨分离出来。 8．化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。 说明： (1)反应起始时，反应物和生成物可能同时存在； (2)由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。 (3)起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。 9．等效平衡：在两种不同的初始状态下，同一个可逆反应在一定条件(定温、定容或定温、定压)下分别达到平衡时，各组成成分的物质的量(或体积)分数相等的状态。在恒温恒容条件下，建立等效平衡的一般条件是：反应物投料量相当；在恒温恒压条件下，建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料比相等。 10．平衡移动的思维基点： (1)“先同后变”，进行判断时，可设置相同的平衡状态(参照标准)，再根据题设条件观察变化的趋势； (2)“不为零原则”，对于可逆反应而言，无论使用任何外部条件，都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零。 [范例点击] 例1 反应4NH3(气)＋5O2(气)4NO(气)＋6H2O(气)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( ) A．v(NH3)＝0.0100mol·L-1·s-1 B．v(O3)＝0.0010mol·L-1·s-1 C．v(NO)＝0.0010mol·L-1·s-1 D．v(H2O)＝0.045mol·L-1·s-1 解析 本题据题意先求v(H2O)＝＝0.0015mol·L-1·s-1，然后按v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)＝4:5:4:6，把10L容器内半分钟(30s)水蒸气物质的量增加0.45mol换算成各物质每秒浓度的变化，将结果与各选项比较。 答案 C 例2 100mL6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应，一定温度如下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的( ) A．碳酸钠固体 B．醋酸钠固体 C．硫酸钾溶液 D．硫酸铵固体 解析 强电解质H2SO4转化为弱电解质CH3COOH，使溶液中c(H+)降低，可减缓反应进行的速率，但不影响生成H2的总量，在稀H2SO4中加入K2SO4溶液，相当于加水稀释，使溶液中c(H+)降低，但不影响溶液中H+的数量，即可减缓反应进行的速率，但又不影响生成H2的总量。 答案 B、C 例3 设C＋CO22CO(正反应为吸热反应)，反应速率为v1；N2＋3H2NH3(正反应为放热反应)，反应速率为v2，当温度升高时，v1和v2的变化情况为( ) A．同时增大 22\n B．同时减小 C．发v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大 解析 温度升高，无论正反应是放热反应还是吸热反应，反应速率均增大。 答案 A 例4 二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时，达到平衡(NO2浓度约为0.0125mol/L)。下图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25s内的反应进程。 (1)请计算20s内氧气的平均生成速度。 (2)若反应延续至70s请在图中用实线画出25至70s的反应进程曲线。 (3)若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在图上用虚线画出加催化剂后的反应进程曲线。 解析 根据O2浓度的变化求出20s内O2的平均生成速率：＝5.5×10-4mol／(L·s) 答案 (1)5.5×10-422\nmol／(L·s) (2)图中实线 (3)图中虚线 例5 在一定温度下A(气)＋3B(气)2C(气)达平衡的标志是( ) A．物质A、B、C的分子个数比为1:3:2 B．单位时间内生成A、C的物质的量之比为1:2 C．单位时间内生成A、B的物质的量之比为1:3 D．反应速率 解析 判断化学反应达到平衡状态的依据是：(1)υ正＝υ逆，(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。本题选项凡假设开始投入2molA和6molB进行反应，当达到平衡状态选项B中A的生成速率是逆反应速率，C的生成速率是正反应速率，两者的比例关系恰恰说明正逆反应速率相等；选项C中A、B的生成速率均表示逆反应速率，没有表达正逆反应速率的关系；选项D没有指明反应速率是正反应速率还是逆反应速率。 答案 B 例6 可逆反应：3A(气)3B(?)＋C(?)(正反应为吸热反应)随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是( ) A．B和C可能都是固体 B．B和C一定都是气体 C．若C为固体，则B一定是气体 D．B和C可能都是气体 解析 据题意，该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，本题可按；讨论分析：当物质B和C均为固体时，气体只有物质A，气体平均相对分子质量不变；当物质B和C均为气体时，气体物质的总质量不变，但气体物质的分子数目增加，因而气体平均相对分子质量减小，当物质C为固体时，气体物质的分子数目没有增加，但由于同时生成固体物质C，故气体总质量减少，因而气体平均相对分子质量减小。 答案 C、D 例7 在一密闭容器中，反应aA(气)＝bB(气)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60％则( ) A．平衡向正反应方向移动了 B．物质A的转化率减少了 C．物质B的质量分数增加了 22\n D．a>b 解析 题设的关键信息是反应达到平衡后容器体积增大一倍，应转换为：(1)条件变化的瞬间A、B的浓度均为原来的50％；(2)容器内压强减小为原来的1/2。本题的设问多项比较综合，但只要抓住达到新平衡时B的浓度由50％－60％。这第2个关键信息，说明生成物B的物质的量、质量、质量分数都增大了，平衡正向移动，反应物A的转化率增大，并且由压强减小，平衡向体积增大方向移动，推出a<b。 答案 A、C 例8 反应2X(气)＋Y(气)2Z(气)(正反应为放热反应)，在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下，产物Z的物质的量[n(z)]与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是( ) A．T1<T2，P1<P2 B．T1<T2，P1>P2 C．T1>T2，P1>P2 D．T1>T2，P1<P2 解析 本题利用图像题中“先拐先平”的规则迅速判断。在同温不同压时，可比较T2，P1图像与T2，P2图像，前者先达到平衡，故P1>P2；同理，在同压不同温时，可比较T2，P2图像与T2，P2图像，前者先达到平衡，故T1>T2。 答案 C 例9 已知氯水中有如下平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO。常温下在一个容积为50mL的针筒(如图所示，活塞可自由滑动，针筒上有刻度)里吸人40mLCl2和10mLH2O。22\n (1)针筒中可观察到的现象是________________。 (2)若将此针筒长时间放置在有日光的地方，最终可能观察到的现象是________________。 (3)用化学平衡的观点解释(2)的现象：________________。 解析 正确分析出该装置中所发生的物理化学变化，然后运用外界条件对化学平衡移动的影响来解释。其中主要化学变化为：Cl2＋H2OHCl＋HClO，2HClO2HCl＋O2↑。 答案 (1)气体体积缩小，溶液呈浅黄绿色； (2)气体和溶液均变无色，气体体积略小于20mL。 (3)氯水中有平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO，因HClO见光分解，平衡不断右移，最终Cl2耗尽而全部转化为O2，且v(O2)＝v(Cl2)＝20mL，但由于O2在水中有一定溶解度，故v(O2)略小于20mL。 例10 二氧化氮存在下列平衡:2NO2(气)N2O4(气)(正反应为放热反应)在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是( ) A．温度130℃、压强3.03×105Pa B．温度25℃、压强1.01×105Pa C．温度130℃、压强5.05×104Pa D．温度0℃、压强5.05×104Pa 解析 化学平衡：2NO2N2O4的正反应是气体体积减小的放热反应，温度较高，压强较低有利于平衡向逆反应方向移动，从而达到准确测定NO2的相对质量分子的目的。 答案 C 例11 X、Y、Z为三种气体。把amolX和bmolY充入一密闭容器中。发生反应X＋2y＝2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为( ) A．[(a＋b)/5]×100％ B．[2(a＋b)/5b]×100％ C．[2(a＋b)/5]×100％ D．[(a＋b)/5a]×100％ 解析 设达到平衡时，X气体所消耗的物质的量为x。 建立计算模式： X ＋ 2Y 22\n 2Z n始(mol) a b 0 △n(mol) x 2x 2x n平(mol) a-x b-2x 2x 列关系式：(a-x)mol＋(b-2x)mol＝2xmol 气体Y的转化率＝ 答案 B 例12 可逆反应A(气)＋B(气)2C(气)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1molA和1molB，在某温度下达平衡时，C的物质的量分数为m％；若向容器中充入1molC，在同样条件下，达到平衡时，C的物质的量分数为n％，则m和n的正确关系是( ) A．m>n B．m<n C．m＝n D．无法确定 解析 在定温、定容情况下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始量相同，则二平衡等效(平衡时气体的体积分数相同)。 答案 C 例13 在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下：A、B和C均为4.0mol，D为6.5mol，F为2.0mol，设E为xmol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器正中位置。请填写以下空白： (1)若x＝4.5，则右侧反应在起始时向________________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行，则x的最大取值应小于________________。 (2)若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应平衡时，A的物质的量是否相等?________________(填“相等”、“不相等”或“不能确定”)。其理由是________________。 解析 22\n 题中给出一个容积固定的反应器，虽然中间有一个移动隔板，但题中要求隔板处于反应器的正中位置，也就是要求反应容器左右两侧反应的物质的量始终相等。要满足这一条件，①可通过投入E的物质的量即x值的大小来控制；②可通过温度的调节来实现。 (1)反应器左侧的反应为一个反应前后总体积不变化的反应，总物质的量始终为nA＋nB＋nC＝4mol＋4mol＋4mol＝12mol，这就要求反应器右侧也必须始终保持总的物质的量也为12mol。当x＝4.5时，右侧反应在起始时总的物质的量为6.5mol＋4.5mol＋2mol＝13mol，大于12mol，此时反应向总体积缩小的方向移动，即向正反应方向进行。由于右侧的正反应是一个体积缩小的反应，E物质参与反应的越多，体积缩小的越多。用极限法，假设投入的E物质全部反应，即E的最大投入量，也就是x的最大取值，则 D(g) ＋ 2E(g) 2F(g) n始(mol) 6.5 x 2.0 n平(mol) 6.5- 0 2.0＋x 因左侧反应混合物总的物质的量为12mol，所以达平衡时，右侧反应需满足： 6.5-＋0＋2.0＋x＝12，x＝7 (2)若x分别为4.5和5.0这两种情况时，要满足题中移动隔板恰好处于反应器正中位置的要求，即反应器右侧在z值不同时还始终保持总物质的量为12mol，只有通过条件①即调节温度来实现。也就是说当x的取值在4.5和5.0这两种情况下，当隔板恰处中间位置时的温度是不相同的。再来分析反应器的左侧。由右侧的条件决定x的数值不同，温度不同，在不同的温度下平衡状态不同，各物质的量也就不同。故A的物质的量在这两种情况下也不相等。 答案 (1)正反应；7.0。 (2)不相等；因为这两种情况是在两种不同温度下达到化学平衡，平衡状态不同，所以物质的量也不同。 [变式操练] 1．反应A(气)＋3B(气)2C(气)＋2D(气)在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是( ) A．vA＝0.15mol·L-1·min-1 B．vB＝0.6mol·L-1·min-1 C．vC＝0.4mol·L-1·min-1 D．vD＝0.01mol·L-1·s-1 [答案] D 2．将A与B的混合物15mol放人容积为2L的密闭容器里，在一定条件下发生反应：2A(气)＋3B(气)C(气)＋2D(气)，经过15min达到平衡，达平衡时容器内的压强是反应前的22\n。则以B气体的浓度变化表示的反应速率是( ) A．0.15mol·L-1·min-1 B．0.3mol·L-1·min-1 C．0.45mol·L-1·min-1 D．0.6mol·L-1·min-1 [答案] A 3．用Al粉和碘甲烷制(CH3)3Al时，于100℃搅拌65h，产率为0，若用超声波，则室温下用2.5h，产率可达96％。有关叙述中正确的是( ) A．超声波加快反应速率的作用大于搅拌 B．且超声波使铝粉于CH3中乳化成为胶体 C．超声波使化学反应物局部急骤升温 D．超声波加快CH3I分解为碘和甲烷 [答案] AB 4．Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：2I-＋2Fe3+2Fe2+＋I2(水溶液)。 (1)在一定温度下，测得2min内生成I2的浓度为0.02mol/L，则用Fe3+表示该反应在这2min内平均反应速率为________________。 (2)上述反应的正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为：v＝K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n(K为常数) c(I-)(mol·L-1)c(Fe3+)(mol·L-1)v(mol·L-1·s-1)(1)0.200.800.O32k(2)0.600.400.144k(3)0.800.200.128k 通过所给的数据计算得：在v＝K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n中。m、n的值为________________[选填(A)、(B)、(C)、(D)。 A．m＝1，n＝1 B．m＝1，n＝2 C．m＝2，n＝1 D．m＝2，n＝2 I-浓度对反应速率的影响________________Fe3+浓度对反应速率的影响。(选填：小于、大于、等于) [答案] (1)0.02mol·L-1·min-122\n (2)C；大于 5．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(＋6价)的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。 (1)反应的离子方程式为________________。 (2)t1～t2时刻内反应速率增大的原因为_______________________________。 (3)t2～t3时刻内反应速率又减小的主要原因为__________________________。 [答案] (1)ClO3-＋3HSO3-＝Cl-＋3SO42-＋3H+ (2)开始时，c(H＋)增大，反应速率加快。 (3)随着反应的进行，反应的物浓度减小，反应速率减慢。 6．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表示反应A(s)＋2B(g)＝C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是( ) A．混合气体密度 B．混合气体的压强 C．混合气体的总物质的量 D．B的物质的量浓度 [答案] AD 7．下图I、Ⅱ、Ⅲ分别代表反应①③、②、④则Y轴是指（ ） ①N2＋3H22NH3；△H<0 ②H2＋I2(g)2HI；△H<0 ③CO＋2H2＝CH3OH；△H<0 ④2SO32SO2＋O2；△>022\n A．平衡混合气中一种生成物的百分含量 B．平衡混合气中一种反应物的百分含量 C．平衡混合气中一种生成物的转化率 D．平衡混合气中一种反应物的转化率 [答案] AD 8．体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的NH3，在相同温度下，发生反应：2NH3N2＋3H2，并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中NH3的转化率为P％，则乙容器中NH3的转化率为( ) A．等于P％ B．小于P％ C．大于P％ D．无法判断 [答案] C 9．将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA＋bBcC(s)＋dD。当反应进行一定时间后，测得A减少了nmol，B减少了mol，C增加了nmol，D增加了nmol，此时达到化学平衡。 (1)该化学方程式中各物质的化学计量数为：a＝_____________，b＝_____________，c＝_____________，d＝_____________。 (2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态为：A____________，B____________，D____________。 (3)若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又达到相等，则该反应为________________(填“放热”或“吸热”)反应。 [答案] (1)2，1，3，2 (2)气，固或液，气 (3)放热 10．下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是( ) A．往硫化氢水溶液中加碱有利于S2-增多 B．加入催化剂有利于氨氧化反应 C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D．高压有利于合成氨的反应 [答案] BC22\n 11．一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热，发生反应：2NH3N2＋3H2，一定时间后达到平衡，此时NH3的体积分数为x％。若在该容器中再加入1molNH3后密封，加热到相同温度，使反应达到平衡，设此时NH3的体积分数为y％，则x和y的关系正确的是( ) A．x<y B．x>y C．x＝y D．x≥y [答案] A 12．某容积可变的密闭容器中放人一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(气)＋2B(气)2C(气)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V，此时C气体的体积占50％，则下列推断正确的是( ) A．原混合气体的体积为1.25V B．原混合气体的体积为1.5V C．反应达到平衡时，气体A消耗了0.5V D．反应达到平衡后，气体B消耗了0.5V [答案] AD 13．一定条件下，在一密闭容器中通人一定量SO2和O2的混合气，发生如下反应：2SO2(气)＋O2(气)＝2SO3(气)(正反应为放热反应)。反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为3:4:6，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，O2和SO3的物质的量分别是1.1mol和2.0mol，此时容器内SO2的物质的量应是( ) A．0.7mol B．0.9mol C．1.1mol D．1.3mol [答案] A 14．牙齿表面由一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+＋3PO43-＋OH-进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是________________。 已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固，请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：________________。 根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法：________________。 [答案] H+＋OH-＝H2O使平衡向脱矿方向移动；5Ca2+＋3PO43-＋F-＝Ca5(PO4)3F↓；加Ca2+(或加PO43-22\n等) [配套练习] 1．对于反应A2(g)＋3B2(g)＝2C(g)来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（ ） A．ν(B2)＝0.8mol·L-1·s-1 B．ν(A2)＝0.4mol·L-1·s-1 C．ν(C)＝0.6mol·L-1·s-1 D．ν(B2)＝42mol．L-1·min-1 [答案] B [解析] 同一化学反应速率，可以用不同的物质来表示，数值不一定相等，但用几种物质表示时，反应速率之比等于方程式中各物质的计量数之比。将各物质都转换为B2来分析，B项中ν(B2)＝3ν(A2)＝1.2mol·L-1·s-1；C项中ν(C)＝0.9mol·L-1·s-1；D项中ν(B2)＝3ν(A2)＝mol·L-1·s-1＝0.7mol·L-1·s-1。比较四个数据，可知，反应速率最快的是选项B。 [评说] 考查考生对化学反应速率的了解和数据处理的能力。 分析题干时了解到各物质表示的反应速率的信息，因此，各物质表示的反应速率间的相互关系为切入点。根据反应速率之比等于各物质计量数之比，可知各反应速率的大小，得出结论。比较大小时，还要注意单位要一致。 2．在恒温恒容下，某容器中进行如下反应：H22H。若反应物的浓度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需20s，那么由0.06mol·L-1降到0.024mol·L-1需反应的时间为（ ） A．等于18s B．等于12s C．大于18s D．小于18s [答案] C [解析] 随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率越来越慢，即ν(H2)1>ν(H2)2，ν(H2)1/ν(H2)2>1。所以t1:t2＝△c1/ν(H2)1:△c2/ν(H2)2＝10ν(H2)2/9ν(H2)1<10/9，且t2<9t1/10＝18。 [评说] 解题若认为在反应过程中反应速率不变(将化学反应误当作一个匀速的变化)，而忽视了随反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率越来越慢，则易错选A． 3．反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g)在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是（ ） A．NO：0.001mol·L-1 B．H2O：0.002mol·L-122\n C．NH3：0.002mol·L-1 D．O2：0.00125mol·L-1 [答案] AD [解析] 在此反应中，NH3的平均速率为： ν(NH3)＝＝0.001mol·L-1·s-1 结合反应中的化学计量数(化学方程式中的化学计量数)关系，可知： ν(NO)＝ν(NH3)＝0.001mol·L-1·s-1 ν(O2)＝ν(NH3)＝o.00125mol·L-1·s-1 ν(H2O)＝ν(NH3)＝0.0015mol·L-1·s-1 [评说] 根据化学反应速率的概念可知，一个化学反应的速率可用在此反应中任何一种反应物或生成物的单位时间内浓度的变化来表示。 4．将ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图的实线所示，在相同的条件下，将bg(a>b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是（ ） [答案] C [解析] CaCO3与HCl反应，块状较粉末状的接触面小，反应速率慢；a>b，所以块状较粉末状产生的CO2多。 [评说] 图像题的解答方法，其步骤为：认图、析图及解题或看坐标，找变量，想反应，识图像。 5．100mL6mol/L的H2SO4与过量锌粉反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（ ） A．Na2SO4固体 C．NaOH溶液 C．K2SO422\n溶液 D．CuSO4固体 [答案] C [解析] 一定量的H2SO4与过量的Zn粉反应，减慢反应速率的措施一般有：①降低温度②降低H2SO4浓度。加入Na2SO4(s)时反应物浓度影响不大，反应速率变化不大，所以A选项不符合题意。B选项显然不符合题意。加入K2SO4溶液，相当于稀释反应物，反应速率减慢，且生成H2的总量不变，所以C选项正确。加入CuSO4(s)，Zn会置换出Cu，构成Zn-Cu原电池，加快了反应速率，所以不符合题意。 [评说] 分析题干时了解到要降低反应速率且不影响生成H2的总量的信息，因此，分析加入各试剂的性质是解题的切入点。根据影响化学反应速率的因素，可知减缓反应速率的措施，再结合题给条件就可以得出结论。 6．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(s)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ） A．均减半 B．均加倍 C．均增加1mol D．均减少1mol [答案] C [解析] 在容积可变的情况下，如果均加倍的话，相当于对平衡时的各物质来讲，浓度均没有发生变化，故正逆反应速率均没有发生改变，平衡不发生移动；均减半与此类似，由于反应物的系数之和比生成物的大，所以均增加1mol的话，对反应物和生成物来讲，他们的反应速率的变化就不会一样，导致正逆反应速率不相同，平衡发生移动。均减少1mol与此类似，只不过平衡移动的方向正好相反罢了。只有C符合题意。 [评说] 本题实质是判断浓度改变对平衡移动方向的影响，因为题中条件是保持温度和压强不变，只改变了影响平衡的一个条件：各物质的浓度。 若题目改为对A、B、C三种物质，给出的是任一比例的起始浓度，平衡又将向哪里移动呢?留给读者自己思考。 该题看下来并不难，粗看完全是一道很基础的题目，但考生在选择时就会犯难，原来这里有考能力的成分，而且该题不拘泥于常规。能力的考查并重，有利于优秀生的脱颖而出，对中学化学教学也有很好的导向作用。 [启示] 容积可变的容器实质是等压容器，只有抓住这一关键点，才能正确排除A、B选项的干扰，正确运用平衡移动原理，找出符合题意的正确选项。 7．在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)22\n2Z(g)，此反应达到平衡的标志是（ ） A．容器内压强随时间变化而变化 B．容器内各物质的浓度不随时间变化 C．容器内X、Y、Z的浓度之比1:2:3 D．单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ [答案] B [解析] 容器内各物质的浓度不随时间变化这是化学平衡状态的特点。 因为这是一个气体体积变化的反应，所以，如果不是化学平衡状态，容器内压强会随时间变化。容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2是反应过程中的某一时刻，与化学平衡没有关系。单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ，这两者都是正反应，恒成立。 [评说] 考查的知识点是判断化学平衡的标志。解题关键是理解化学平衡的涵义及其特点，并能根据化学反应的特点进行延伸。 8．下列事实中，不能用勒·沙特列原理解释的是（ ） A．开启啤酒后，瓶中马上泛起大量泡沫 B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈 C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 [答案] B [解析] 在啤酒中存在溶解平衡：CO2(g)CO2(aq)，当打开瓶盖后，气压减小，平衡向左移动，放出大量CO2，冒出气泡，符合勒·沙特列原理。钢铁在潮湿的空气中易生锈，是发生了原电池反应，不存在平衡，故不能用平衡原理解释。实验室用排饱和食盐水法收集Cl2，存在反应：Cl2＋H2OH+＋Cl-＋HClO，当有Cl-存在时，平衡向左移动，抑制Cl2与水反应，符合勒·沙特列原理。2SO2＋O22SO3，通入过量O2，平衡向有移动，有利于提高SO2的利用率，符合勒·沙特列原理。 [评说] 测试考点是：对勒·沙特列原理的理解和分析问题的能力。对勒·沙特列原理的准确理解是解题的切入点。对各事实进行准确分析便可得出正确结论。 9．NO2溶于水生成硝酸的反应为：3NO2(g)＋H2O(1)2HNO3(1)＋NO(g)；△H<0。为了提高硝酸的产率，工业生产中常采取的措施是（ ） A．升温 22\n B．加水 C．通往过量的氧气 D．减压 [答案] C [解析] 根据反应，要提高硝酸的产率，应使平衡向右移动。根据化学平衡移动原理，采取的措施有：降温、增压、增大NO2浓度、降低NO的浓度。所以只有C选项正确，因为通入过量的氧气，能与NO反应，同时生成NO2，平衡向右移动。 [评说] 分析题干时了解到要提高硝酸的产率，改变条件使平衡向右移动是解答本题的要入点。根据化学平衡移动原理，分析所给条件，对化学平衡的影响，就可以得出结果。 10．一混合气体，在密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，达到平衡后，测得A的浓度为0.5mol/L，当在恒温下将密闭容器的容积扩大1倍再达平衡时，测得A的浓度为0.3mol/L。则下列叙述正确的是（ ） A．x＋y>z B．平衡向右移动 C．B的转化率升高 D．A的物质的量减少 [答案] A [解析] 在恒温下将容器体积扩大1倍时，若平衡不移动，则A的浓度要减小一半，要变为0.25mol·L-1而改变体积后，A的浓度变为0.3mol·L-1，说明A的物质的量增加了，即平衡向左移动。亦即增大体积、压强减小，平衡向左移动，说明x＋y>z，B的转化率降低。 [评说] 分析题干可得到平衡移动的方向，因此，判断A浓度的改变是解题的切入点，根据A浓度的增减，可知化学平衡的移动方向，进而再判断结果，得出结论。 11．一定温度下，反应2SO2＋O22SO3达到平衡时，n(SO2):n(O2):n(SO3)＝2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)＝0.8mol，n(SO3)＝1.4mol，此时SO2的物质的量应是（ ） A．0.4mol B．0.6mol C．0.8mol D．1.2mol [答案] A22\n [解析] 设n(SO2)始＝2a，则n(O2)始＝3a，n(SO3)始＝4a，加压后，平衡右移，n(O2)转化＝x，则有n(SO2)转化＝2x，n(SO3)转化＝2x，依题设有：3a-x＝0.8mol，4a＋2x＝1.4mol，解得：a＝0.3mol，x＝0.1mol。n(SO3)平＝2a-2x＝2×0.3mol-2×0.1mol＝0.4mol。 [评说] 熟悉外界条件对化学平衡的影响是解题的切入点。 12．下图曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)Z(g)＋M(g)＋N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是 A．升高温度 B．加大X的投入量 C．加催化剂 D．增大体积 [答案] C [解析] 加入催化剂，对此平衡只能增大反应速率，缩短达到化学平衡所需时间，但化学平衡不发生移动。 [评说] 本题主要内容包括反应速率、化学平衡、反应物的转化率等基本概念和化学平衡移动原理，且是通过看图和逻辑的方式来检验考生对此知识点掌握的准确性和思维的严密性。 13．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)；△H<0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：22\n 下列判断一定错误的是（ ） A．图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高 B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高 C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高 D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高 [答案] AB [解析] 由A(g)＋3B(g)＝2C(g)；△H<0可知，图Ⅱ中B的转化率越高，对应的压强越高，压强应为p乙>p甲，所以B项不正确；温度越高，B的转化率越小，所以C项正确，催化剂只能改变化学反应速度，不能改变化学平衡状态，故A项不正确，D项正确。 [评说] 本题考查了考生阅读、理解题目中的图像所提供的信息的能力，并能进一步把获取的信息与勒·沙特列原理结合在一起，认真分析影响平衡移动的各种因素，解决问题。做此类题，一定要认清图像的(1)坐标、(2)曲线的走向、(3)图像的特殊点。另外，催化剂只能改变化学反应速率，而不能影响化学平衡移动。 14．一定温度下，向体积不变的密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反应达到平衡时，测得NH3的物质的量为0.6mol。若该容器中开始时N2的物质的量为2.0mol，H2为6.0mol，则平衡时NH3的物质的量为（ ） A．n(NH3)＝1.2mol B．n(NH3)<1.2mol C．n(NH3)>1.2mol D．无法确定 [答案] C [解析] 若把开始时充入0.2molN2和6.0molH2看成是两个1.0molN2和3.0molH2的压缩，则相当于减小容器体积，则平衡N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)向右移动，所以再次达到平衡时，NH3的物质的量要大于1.2mol。 [评说] 判断平衡如何移动是解题的切入点。根据等效平衡原理及条件的转换，可翔平衡的移动方向，从而得出结论。 15．在标准状况下，1mol某气体A发生如下反应：2A(g)＝xB(g)＋C(g)，当反应达到平衡时，在平衡混合气体中A的体积分数为40％，混合气体的总质量为46g，密度为g/L。求： (1)平衡后，混合气体的平均相对分子质量。 (2)A的转化率。 (3)x的值。 [答案] 22\n (1)在标准状况下，混合气体的摩尔质量＝ρ×22.4L/mol＝g/L×22.4L/mol＝36.8g/mol，所以平均相对分子质量为36.8。 (2)设反应掉的A为amol。求得平衡后混合气体的总物质的量为：.25mol。 解得a＝0.5，x＝2。所以A的转化率为：。 (3)x的值为2。 [评说] 测试化学平衡的有关计算，考查考生对化学平衡计算的掌握和解题的能力。分析题干时了解到可逆反应中已知某些量来求未知量的信息，因此，确立各个量之间的关系是解题的切入点。 16．在密闭容器中加入2molA和1molB发生反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时C的体积分数为ω。若保持容器体积和温度不变，以下配比作为起始物质： ①4molA＋2molB ②2molA＋1molB＋3molC＋1molD ③3molC＋1molD ④1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5molD ⑤3molA＋1molB (1)达平衡后，C的体积分数仍为ω的是________________。 (2)达平衡时C的体积分数大于ω的是________________。 (3)若发生的反应为2A(s)＋B(g)＝3C(g)＋D(g)，即A的状态，由气态改为固态，其他条件不变，则C的体积分数为ω的是________________。 (4)若起始时加入amolA、bmolB、cmolC、dmolD，要使平衡时C的体积分数仍为ω，则a、b、c、d应满足的关系为________________。 (5)若将题中“保持体积和温22\n度不变”改为“保持压强和温度不变”，则C的体积分数为ω的是___________。 [答案] (1)③④ (2)⑤ (3)③④⑤ (4)，，c:d＝3:1 (5)①②③④ [解析] (1)本题主要考查等效平衡问题。2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)是个反应前后气体体积不等的反应，当等T等V时，其等效平衡的条件是：反应物质（包括将生成物完全折算成的反应物）的投料量相同。将题目所提供的5种投料量完全折算为A、B的量，则①为4molA＋2molB，②为4molA＋2molB，③为2molA＋1molB，④为2molA＋1molB，⑤为3molA/1molB，故等温等容时，C的体积分数仍为ω的为③④。 (2)中要求C的体积分数大于ω，则相当于在翠干平衡的基础上平衡正向移动，而①②中将原A、B物质的量增大一倍，相当于增大压强，故平衡逆向移动，C的体积分数减小。⑤中相当于增加A的量，平衡正向移动，C的体积分数增大。 (3)中A的状态由气态改为固态，则A物质的量多少不影响平衡，只要B的物质的量 (4)分别加入amolA、bmolB、cmolC、dmolD；同样将C、D的量完全折算为A、B的量。投料量与最初的2molA、1molB相等即可。 若以C为标准，将C、D的量完全转化为A、B的量，分别为、，所以有，，c:d＝3:1。 (5)恒温恒压条件下的等效平衡条件为乓应物的投料量的比相同。故答案为①②③④。 [评说] 判断等效平衡的方法： (1)反应前后体积不等的反应，恒温、恒容投料相同；恒温、恒压投料成比例。实质为投料浓度相同。 (2)反应前后体积不变的反应，不变的反应，无论恒温恒压，还是恒温恒容，只要投料比例相同即可。22
