化学反应速率与化学平衡专题5

专题五 化学反应速率与化学平衡

考纲再读

1.了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法，外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。

2.了解化学反应的可逆性，理解化学平衡的含义，把握化学平衡与反应速率之间的内在联系。 3.理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。

主干知识整合

1．化学反应速率

（1）化学反应速率的表示方法

①表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。 ②表达式： ＝

③单位：mol/L·h、mol/L·min、mol/L·s等 注意：

①化学反应速率是平均速率，且均取正值。?

②同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。? ③各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比。? （2）影响化学反应速率的因素： 内因：反应物的性质 外因：

①浓度：在其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快；反之则慢。

注意：固体，纯液体的浓度均可视作常数。因固体物质间的反应只与接触面积有关，故固体物质的量的改变对反应速率无影响。

②压强：在其它条件不变时，增大气体反应体系压强，化学反应速率加快；反之则慢。

注意：改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。所以，在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。

对于气体反应体系，充入“惰气”时反应速率变化情况： a恒容时：充入“惰气” b恒压时：充入“惰气”

总压增大，但各物质浓度不变，反应速率不变。 体积增大

各反应物浓度减少

反应速率减慢。

③温度：其它条件不变时，升高温度，反应速率加快。

温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2—4倍。升高反应体系的温度，是提高反应速率的有效途径。

④催化剂：一般使用催化剂，能加快化学反应速率。 2、化学平衡

（1）、化学平衡状态的概念、特征 （2）、化学平衡移动

（3）、可逆反应进行程度的描述方法——转化率、产率。 ①反应物的转化率＝反应物的转化量/该反应物起始量×100% ②产物的产率＝产物的实际量/该产物的理论量×100% (4).外界条件对化学平衡的影响。

①浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度都会使平衡向正反应方向移动。 ②压强：其它条件不变时，增大压强，会使平衡向气体体积缩小的方向移动。

③温度：在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度，平衡向放热反应方向移动。

(5).合成氨适宜条件的选择。

①选择原则：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间的产量；对设备条件要求不能太高。

②合成氨的适宜条件：使用催化剂；500℃；2×107～5×107Pa。

例题讲解

例1、 将 4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）＋B（g）

2C（g）若经 2 s（秒）后测得 C 的浓度为 0.6 mol?L1 ，现有下列几种说法：

－

① 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol?L1?s1

－

－

② ②用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol?L1?s1

－

－

③ ③2 s 时物质 A 的转化率为70％ ④ ④2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol?L1

－

其中正确的是（ ） A.①③ B.①④ C.②③ D.③④

【解析】本题考查物质的量浓度的表示法，用不同反应物或生成物表示反应速率的方法和反应中转化率的计算等知识，考查内容的知识容量较大。

V(C)=0.6mol/2L×2s=0.3 mol·L1·s1所以，V(A)=0.3 mol·L1·s1 V(B)=0.15 mol·L1·s1

－

－

－

－

－

－

A的转化率为0.6mol/L×2L/4mol×100％=30％。

2s时B的浓度为2mol/2- V(B)×2s=0.7mol/L。只有①、④ 所以B正确 例2、. 对于可逆反应4 NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6 H2O（g）下列叙述正确的是（ ）

A.达到化学平稳时，4υ正（O2）= 5υ逆（NO ）

B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3 ，则反应达到平稳状态 C.达到化学平稳时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大 D.化学反应速率关系是：2υ正（NH3）= 3υ正（H2O）

【解析】同一反应速率用不同物质的浓度变化表示时，速率之比等于计量系数之比。A中v 正(O2)/v逆(NO)=5/4 ，A正确。同理D中v 正(NH3)/v逆(H2O)=4/6=2/3，即3v 正(NH3)=2v逆(H2O)。选项B只表示出了正反应的速率，不是平衡状态，选项C增加容积，即减小压强会使正、逆反应的速率都减小，C选

项错误.

例3. 反应2X(g)+Y(g)

2Z(g) △H，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，下述判断正确的是（ ） A．T1＜T2,P1＜P2 B．T1＜T2,P1＞P2 C．T1＞T2,P1＞P2 D．T1＞T2,P1＜P2

【解析】T相同时（上面2条曲线），p越大反应速率v越快，达到化学平衡的时间t越短，故P1＞P2 ；若从纵坐标n(Z)来分析，P2→P1,n(Z)增大，平衡向正向移动，对照反应特征（气体体积减小）可知P1＞P2 。同理，压强相同时（下面2条曲线），温度越高反应速率越快，达到化学平衡的时间越短，故T1＞T2 。

考题再现

1．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

w_w w. k#s5_u.c o*m

?1（已知N2(g)?3H2(g)?2NH3(g) ?H??kJ·mol92.4容器 反应物投入量 甲 乙 ）：

丙 4mol NH3 c3 吸收ckJ p3 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 c2 吸收bkJ p2 NH3的浓度（mol·L?1） c1 反应的能量变化 体系压强（Pa） 反应物转化率 下列说法正确的是

放出akJ p1 α1 α2 α3 A．2c1?c3 B．a?b?92.4 C．2p2?p3 D．α1?α3?1 2．低温脱硫技术可用于处理废气中的氮氧化物。发生的化学反应为： 2NH3(g) + NO(g)

2N2(g) + 3H2O(g) ΔH<0

在恒容密闭容器中，下列有关说法正确的是

A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大

B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小 C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡 D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大

垐 3．某温度下， H2(g)?CO2(g)噲 H2O(g)?CO(g)的平衡常数K?

个恒容密闭容器中，投入Ｈ２（ｇ）和ＣＯ２（ｇ），其起始浓度如右表所示。下列判断不正确的是．．．

9．该温度下在甲、乙、丙三4w_w w. #s5_u.c o*m

Ａ．平衡时，乙中ＣＯ２的转化率大于60% Ｂ．平衡时，甲中和丙中Ｈ２的转化率均是60％ Ｃ．平衡时，丙中ｃ(CO２)是甲中的2倍，是0.012mol/L Ｄ．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

4、废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。

（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是 （填字母）。

A.热裂解形成燃油 B.露天焚烧 C.作为有机复合建筑材料的原料 D.直接填埋

（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：

Cu（aq）?H（ C（==== H?64.39KJ?mol u）s?2H（a）q2g） 2H2O2(l)====2H2O(l)?O2(g) H??196.46KJ?mol

?1?2??1H2(g)+1/2O2(g) ==== H2O(l) H??285.84KJ?mol?1

在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu和H2O的热化学方程式为 。 （3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0mol/lH2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。 温度（℃） 铜平均溶解速率 （?10mol?L?min?3?1?12?20 7.34 30 8.01 40 9.25 50 7.98 60 7.24 70 6.73 80 5.76 ） 当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是 。 （4）在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是 。

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1. 可逆反应N2＋3H2

2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中

能说明反应已达到平衡状态的是

A．3υ正（N2）＝υ正（H2） B．υ正（N2）＝υ逆（NH3） C．2υ正（H2）＝3υ逆（NH3） D．υ正（N2）＝3υ逆（H2） 2. 对已达化学平衡的下列反应 2X（g）＋Y（g）

2Z（g），减小压强时，对反应产生的影响是

A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动

3.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应A(g)+xB(g)

2C(g)，

达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的如下

c (mol/L) 2.0 1.5 1.36 1.0 0.75 0.5 0 v C v(逆) C v(正) v(正) A、B A、B v(逆) 8 20 30 40 54 t(min) 0 30 40 54 t(min) 图所示。下列说法中正确的

A．30min时降低温度，40min时升高温度 B．8min前A的平均反应速率为0.08mol/(L·min) C．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应 D.20min～40min间该反应的平衡常数均为4 4.在一定温度下，反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g)

HX(g)的平衡常数为9。若将1.0 mol

的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于 A． 10% B．18% C．20% D．40% 5.某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)＋Y(g) 正确的是

A．加入少量W，逆反应速率增大 B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡 C．升高温度，平衡逆向移动 D．平衡后加入X，上述反应的△H增大 6. 某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应： X(g)＋Y(g)

Z(g)＋W(s) △H＞0

Z(g)＋W(s) △H＞0。下列叙述

下列叙述正确的是

A．加入少量W，逆反应速率增大 B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡 C．升高温度，平衡逆向移动 D．平衡后加入X，上述反应的△H增大 7. 某温度下，反应ClF(g)＋F2(g)

ClF3(g) △H= —268 kJ/mol，在密闭容器中达到平衡。下列说法正

确的是

A. 温度不变，缩小体积，ClF的转化率增大 B. 温度不变，增大体积，ClF3产率提高

C. 升高温度，增大体积，有利于平衡向正反应方向移动 D. 降低温度，体积不变，F2转化率降低 8. 某温度下，反应N2O4?g?

2NO2?g? △H>0，在密闭容器中达到平衡。下列说法不正确的是 ．．．

A. 加压时(体积变小)，将使正反应速率增大

B. 保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小 C. 保持体积不变，加入少许N2O4，再达到平衡时，颜色变深 D. 保持体积不变，升高温度，再达平衡时颜色变深 9. 某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g)

2E(g)， 若开始时只充入2mol E（g），达平衡

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