2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 微型專(zhuān)題4學(xué)案 魯科版選修4.doc
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微型專(zhuān)題4 化學(xué)反應(yīng)速率 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算。2.熟知外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律。 一、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 1.控制變量思想在比較反應(yīng)速率中的應(yīng)用 例1 某探究小組用HNO3與大理石反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減小的方法,研究影響反應(yīng)速率的因素,所用HNO3濃度為1.00 molL-1、2.00 molL-1,大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格,實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K。 請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào): 實(shí)驗(yàn)編號(hào) T(K) 大理石規(guī)格 HNO3濃度(molL-1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ① 298 粗顆粒 2.00 (Ⅰ)實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響 (Ⅱ)實(shí)驗(yàn)①和________探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響 (Ⅲ)實(shí)驗(yàn)①和________探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對(duì)該反應(yīng)速率的影響 ② ③ 粗顆粒 ④ 答案?、?98 粗顆?!?.00?、?08 2.00 ④298 細(xì)顆?!?.00 (Ⅱ)③ (Ⅲ)④ 解析 考查影響反應(yīng)速率的因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,故大理石規(guī)格和反應(yīng)溫度應(yīng)相同,而HNO3濃度不同;同理,①和③應(yīng)選擇不同的溫度、①和④應(yīng)選擇不同的規(guī)格,而另外2個(gè)條件相同。 考點(diǎn) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點(diǎn) 控制變量方法的應(yīng)用 規(guī)律方法 當(dāng)分析多個(gè)因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí),注意“求同存異”,確定相同的因素,研究某一因素的不同所導(dǎo)致的結(jié)果的變化,從而得到相應(yīng)的結(jié)論。 例2 碘在科研與生活中有重要應(yīng)用,某興趣小組用0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、 0.20 molL-1 K2S2O8、0.10 molL-1 Na2S2O3等試劑,探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 已知:S2O+2I-===2SO+I(xiàn)2(慢) I2+2S2O===2I-+S4O(快) (1)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表所示: 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 體積V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx為_(kāi)_______mL,理由是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知某條件下,c(S2O)與反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如下圖所示,若保持其他條件不變,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中分別畫(huà)出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(S2O)-t的變化曲線(xiàn)示意圖(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。 答案 (1)2.0 保證反應(yīng)物K2S2O8濃度改變,而其他的條件不變,才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (2)如圖 解析 (1)由表格數(shù)據(jù)觀(guān)察分析得知其他條件不變,只要改變K2S2O8的濃度就可以達(dá)到探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的目的。(2)催化劑可以加快反應(yīng)的反應(yīng)速率,而降低溫度會(huì)減慢反應(yīng)的反應(yīng)速率,所以可以根據(jù)圖中標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)畫(huà)出另外兩條曲線(xiàn),但要注意兩點(diǎn):第一是曲線(xiàn)的拐點(diǎn),第二是曲線(xiàn)的終點(diǎn)。 考點(diǎn) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點(diǎn) 控制變量法的應(yīng)用 方法規(guī)律 研究多因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的解題思路為確定變量→定多變一。 【相關(guān)鏈接】 控制變量法分析化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的解題策略 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有多種,在探究相關(guān)規(guī)律時(shí),需要控制其他因素不變,只改變某一因素,探究這一因素對(duì)反應(yīng)速率的影響。故解答此類(lèi)問(wèn)題的策略:首先確定變量,通過(guò)認(rèn)真分析,理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些;然后采取“定多變一”法,在探究時(shí),應(yīng)該首先確定其他因素不變,只改變一種因素,看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系,這樣確定一種以后,再確定另一種,通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系,得出所有因素與探究問(wèn)題之間的關(guān)系。此外,在解答過(guò)程中應(yīng)確保數(shù)據(jù)有效且變量要統(tǒng)一。 2.充入“惰性氣體”對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 例3 已知①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,反應(yīng)速率為v1;②2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g) ΔH>0,反應(yīng)速率為v2。 對(duì)于上述兩個(gè)可逆反應(yīng),當(dāng)改變條件時(shí),試判斷v1、v2的變化(填“增大”“減小”或“不變”) (1)保持壓強(qiáng)不變,反應(yīng)①②通入“He”氣,v1________,v2________。 (2)反應(yīng)①②均壓縮體積,v1________,v2_____________________。 (3)保持體積不變,反應(yīng)①②通入“He”氣,v1________,v2________。 答案 (1)減小 減小 (2)增大 增大 (3)不變 不變 考點(diǎn) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點(diǎn) 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 誤區(qū)警示 分析充入氣體對(duì)反應(yīng)速率影響時(shí),不能只看表面上壓強(qiáng)的變化,關(guān)鍵是充入氣體后,反應(yīng)體系中相關(guān)物質(zhì)的濃度是否發(fā)生了變化。要注意如下事項(xiàng):(1)充入的氣體是否真的是“無(wú)關(guān)”氣體,是否與某種成分發(fā)生反應(yīng)。(2)反應(yīng)容器是恒壓容器還是恒容容器。 【相關(guān)鏈接】 充入“惰性氣體”對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 改變壓強(qiáng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變。對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)體系,有以下幾種情況: (1)恒溫時(shí):增大壓強(qiáng),體積縮小,濃度增大,反應(yīng)速率增大。 (2)恒容時(shí) ①充入氣體,反應(yīng)物濃度增大,總壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率增大。 ②充入“稀有氣體”,總壓強(qiáng)增大,但各物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變。 (3)恒壓時(shí):充入“稀有氣體”,體積增大,各物質(zhì)濃度減小,反應(yīng)速率減小。 二、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算 例4 對(duì)于反應(yīng)A2(g)+3B2(g)===2AB3(g)來(lái)說(shuō),下列反應(yīng)速率中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是 ( ) A.v(A2)=0.6 molL-1s-1 B.v(B2)=2.7 molL-1min-1 C.v(AB3)=12 molL-1min-1 D.v(A2)=6 molL-1min-1 答案 A 解析 A項(xiàng),可表示為v(A2)=36 molL-1min-1;B項(xiàng),經(jīng)轉(zhuǎn)化可表示為v(A2)=0.9 molL-1min-1;C項(xiàng),經(jīng)轉(zhuǎn)化可表示為v(A2)=6 molL-1min-1,故A項(xiàng)符合要求。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率 題點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較 規(guī)律方法 根據(jù)各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,首先將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率統(tǒng)一轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率,然后看反應(yīng)速率的單位是否統(tǒng)一,最后再比較數(shù)值的大小。 例5 在2 L的密閉容器中,放入0.4 mol A和0.6 mol B,在一定溫度下,壓強(qiáng)為p,加入催化劑(體積忽略),發(fā)生反應(yīng):2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),保持溫度不變,在a min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),容器中c(D)=0.1 molL-1,容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?.9p,則: (1)物質(zhì)B的轉(zhuǎn)化率是________。 (2)化學(xué)反應(yīng)速率v(C)是________________。 (3)x為_(kāi)_______。 答案 (1)50% (2) molL-1min-1 (3)2 解析 2A(g)+ 3B(g) xC(g)+ 2D(g) 起始/mol 0.4 0.6 0 0 轉(zhuǎn)化/mol 0.2 0.3 0.1x 0.2 平衡/mol 0.2 0.3 0.1x 0.2 α(B)=100%=50%。 同溫同體積下氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比:(0.6+0.4)∶(0.2+0.3+0.1x+0.2)=1∶0.9,解得x=2,v(C)=0.2 mol/(2 La min)= molL-1min-1。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡計(jì)算的綜合 題點(diǎn) “三段式”法突破化學(xué)平衡計(jì)算 方法規(guī)律 可以利用“三段式法”進(jìn)行較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計(jì)算。 【相關(guān)鏈接】 化學(xué)反應(yīng)速率大小比較的注意事項(xiàng) 由于同一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)表示數(shù)值可能不同,所以比較反應(yīng)的快慢不能只看數(shù)值的大小,而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。 (1)單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。 (2)換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,再比較數(shù)值的大小。 (3)比較反應(yīng)速率與化學(xué)系數(shù)的比值,即對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng):aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比較與,若>,則用A表示的反應(yīng)速率比B的大。 三、速率、平衡圖像題的分析 1.化學(xué)平衡圖像題的分析 例6 對(duì)于可逆反應(yīng)A2(g)+3B2(g)2AB3(g) ΔH<0,下列圖像中正確的是( ) 答案 B 解析 該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),且是放熱反應(yīng)。升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,同時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),說(shuō)明逆反應(yīng)速率增大得更快,A項(xiàng)錯(cuò)誤;壓強(qiáng)不變,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加;溫度不變,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,B項(xiàng)正確;對(duì)可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō),溫度越高,達(dá)到平衡所用的時(shí)間越短,C項(xiàng)錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均增大,且v正>v逆,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 化學(xué)平衡圖像的綜合 2.速率、平衡圖像題的綜合分析 例7 臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作出的判斷正確的是( ) A 升高溫度,平衡常數(shù)減小 B 0~3 s內(nèi),反應(yīng)速率為v(NO2)=0.2 molL-1 C t1時(shí)僅加入催化劑,平衡正向移動(dòng) D 達(dá)平衡時(shí),僅改變x,則x為c(O2) 答案 A 解析 從能量變化的圖像分析,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,A項(xiàng)正確;依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算公式:v(NO2)==0.2 molL-1s-1,單位不對(duì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑會(huì)同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,所以加入催化劑,平衡不移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;增大c(O2),平衡逆向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率降低,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 化學(xué)平衡圖像的綜合 【相關(guān)鏈接】 1.常見(jiàn)的圖像類(lèi)型 (1)全程速率—時(shí)間圖 (2)濃度—時(shí)間圖 (3)反應(yīng)速率—時(shí)間圖 (4)反應(yīng)速率—溫度(壓強(qiáng))圖 (正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),且體積減小) (5)含量—時(shí)間—溫度圖 (6)含量—時(shí)間—壓強(qiáng)圖 (7)含量—時(shí)間—催化劑圖 (8)恒壓(或恒溫)線(xiàn)圖 (9)特殊圖像 ①對(duì)于反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH<0,M點(diǎn)前,表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)開(kāi)始到建立平衡的過(guò)程,則v正>v逆,M點(diǎn)為平衡點(diǎn),M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況。 ②如圖所示曲線(xiàn)是其他條件不變時(shí),某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線(xiàn)。圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn),表示v正>v逆的是點(diǎn)3,表示v正q C.x點(diǎn)的混合物中v正v逆,所以C項(xiàng)錯(cuò);D項(xiàng),在y點(diǎn)和x點(diǎn)的φ(B)相同,相當(dāng)于在x點(diǎn)的基礎(chǔ)上壓縮(y點(diǎn)的壓強(qiáng)大于x點(diǎn)),所以正、逆反應(yīng)速率都增大,D項(xiàng)正確(若進(jìn)一步探討,可得其順序?yàn)関逆y>v正y>v正x>v逆x)。 考點(diǎn) 化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 含量或轉(zhuǎn)化率的變化圖像 8.一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( ) A.該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0 B.圖中Z的大小為a>3>b C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3 D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小 答案 A 解析 由題中圖像看出,隨溫度升高,甲烷的平衡體積分?jǐn)?shù)減小,說(shuō)明溫度升高,平衡正向移動(dòng),則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項(xiàng)正確;Z越大,甲烷的平衡體積分?jǐn)?shù)越小,故b>3>a,B項(xiàng)錯(cuò)誤;起始時(shí)=3,反應(yīng)一旦開(kāi)始,則消耗等物質(zhì)的量的H2O和CH4,即的分子、分母同時(shí)減小相同的數(shù)值,故圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中的值一定不等于3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度不變,加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中甲烷的體積分?jǐn)?shù)增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) “定一議二”分析化學(xué)平衡圖像 9.在10 L密閉容器中,A、B、C三種氣態(tài)物質(zhì)構(gòu)成可逆反應(yīng)體系。某溫度下,A、B、C三者物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖(a)所示,而C的百分含量與溫度的關(guān)系如圖(b)所示。據(jù)圖判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.0~4 min時(shí),A的平均反應(yīng)速率為0.01 molL-1min-1 B.由T1向T2變化時(shí),v正>v逆 C.此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D.其他條件不變時(shí)給平衡體系加壓,達(dá)新平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)增大 答案 C 解析 由圖(a)可以求出,t1時(shí),Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=(2.4-1.6)∶(1.6-1.2)∶(0.4-0)=2∶1∶1,則化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)C(g),屬于氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),故其他條件不變時(shí)給平衡體系加壓,平衡正向移動(dòng),C的體積分?jǐn)?shù)增大,D項(xiàng)正確;v(A)=0.4 mol10 L 4 min=0.01 molL-1min-1,A項(xiàng)正確;由圖(b)可以看出,T3時(shí)C的百分含量最高,說(shuō)明該時(shí)刻達(dá)到平衡,再升溫C的百分含量減小,說(shuō)明此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 化學(xué)平衡圖像的綜合 10.某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影響圖像如下,下列判斷正確的是( ) A.由圖1可知,T1 v逆的是點(diǎn)3 D.圖4中,若m+n=p,則a曲線(xiàn)一定使用了催化劑 答案 C 解析 圖1中,反應(yīng)在T2條件下先到達(dá)平衡狀態(tài),故T2>T1,因?yàn)樯邷囟?T1→T2),平衡體系中C%降低,平衡向左移動(dòng),所以ΔH<0(放熱反應(yīng)),A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖2中,增大壓強(qiáng),C%增大,故知平衡向右移動(dòng),m+n>p,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖3中,點(diǎn)2、4對(duì)應(yīng)v正=v逆,點(diǎn)1對(duì)應(yīng)α(B)>α(B)平衡,故v正 v逆,C項(xiàng)正確;圖4中,若m+n=p,則a曲線(xiàn)表示使用催化劑或增大壓強(qiáng)(縮小體積),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 化學(xué)平衡圖像的綜合 11.汽車(chē)尾氣中,產(chǎn)生NO的反應(yīng):N2(g)+O2(g)2NO(g),一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),如圖曲線(xiàn)a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時(shí)間的變化,曲線(xiàn)b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。下列敘述正確的是 ( ) A.溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= B.溫度T下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的密度減小 C.曲線(xiàn)b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D.若曲線(xiàn)b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的ΔH<0 答案 A 解析 A項(xiàng),根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式和反應(yīng)平衡時(shí)的量的關(guān)系,正確;B項(xiàng),密度等于氣體的總質(zhì)量除以體積,反應(yīng)中氣體質(zhì)量不會(huì)改變,在恒容容器中容積也不變,故密度不變,錯(cuò)誤;C項(xiàng),催化劑只加快反應(yīng)的速率,平衡不會(huì)移動(dòng),和圖像不符合,錯(cuò)誤;D項(xiàng),從圖形可知b線(xiàn)先到平衡狀態(tài),則b線(xiàn)表示的溫度高,而平衡時(shí)b線(xiàn)表示的氮?dú)鉂舛鹊?,表明升高溫度平衡正向移?dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 濃度—時(shí)間圖像 12.反應(yīng):2H2SO4(l)===2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=550 kJmol-1,它由兩步組成: Ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)+H2O(g) ΔH=177 kJmol-1; Ⅱ.SO3(g)分解。 L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。如圖,表示L一定時(shí),Ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。 (1)X代表的物理量是________。 (2)判斷L1、L2的大小關(guān)系,并簡(jiǎn)述理由:_____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)壓強(qiáng) (2)L1 ”“<”或“=”)5 min。 A.升溫 B.降溫 C.加壓 D.減壓 E.加催化劑 (3)若其他條件不變,原容器為恒壓容器,達(dá)到平衡后Z的物質(zhì)的量________(填“>”“<”或 “=”)0.90 mol。 (4)若將物質(zhì)的量均為3.00 mol物質(zhì)X、Y混合于5 L容器中發(fā)生反應(yīng),在反應(yīng)過(guò)程中Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖乙。 ①A、B兩點(diǎn)Z物質(zhì)正反應(yīng)速率的大小關(guān)系是_________________________________。 ②溫度T (4)①B>A ②反應(yīng)未達(dá)到平衡,反應(yīng)仍在向正反應(yīng)方向進(jìn)行,故Z%逐漸增大 解析 設(shè)消耗Y的物質(zhì)的量為x 2X(g)+Y(g)2Z(g) 起始量(mol) 2 1 0 變化量(mol) 2x x 2x 平衡量(mol) 2-2x 1-x 2x 若達(dá)到平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的0.85倍,則2-2x+1-x+2x=(2+1)0.85,解得x=0.45 mol,則 (1)若反應(yīng)經(jīng)歷5 min達(dá)到平衡,則Y的平均反應(yīng)速率=(0.45 mol2 L)5 min=0.045 molL-1min-1。 (2)若c=0.90 mol,由圖像分析可知反應(yīng)速率增大,但平衡狀態(tài)不變,反應(yīng)是氣體體積變化的反應(yīng),所以t1時(shí)刻改變的條件是加入了催化劑,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短,小于5 min。 (3)若其他條件不變,原容器為恒壓容器,恒壓容器中反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),為保持恒壓體積縮小相當(dāng)于平衡正向進(jìn)行,Z的物質(zhì)的量增大,達(dá)到平衡后Z的物質(zhì)的量大于0.90 mol。 (4)①起始時(shí)加入物質(zhì)的量均為3.00 mol的物質(zhì)X、Y,隨著溫度的升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,當(dāng)溫度達(dá)到T0時(shí),Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大,說(shuō)明達(dá)到反應(yīng)的最大限度,即平衡狀態(tài),此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,隨著溫度的繼續(xù)升高,Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸減小,說(shuō)明溫度升高平衡左移,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)速率越大,B點(diǎn)溫度大于A(yíng)點(diǎn),則A點(diǎn)正反應(yīng)速率小于B點(diǎn)的。 ②溫度T ”“<”或“=”)T2。 (2)比較a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài),反應(yīng)物NO2的轉(zhuǎn)化率最大的是________(填字母)。 (3)若容器體積為1 L,n=1 mol,NO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則在T2條件下,此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________。 答案 Ⅰ.變小 變小?、?(1)> (2)c (3)0.125 mol-3L3 解析?、?溫度升高,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),CH3OCH3的產(chǎn)率變??;逆反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),升高溫度氣體的物質(zhì)的量增大,氣體的質(zhì)量不變,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將變小。Ⅱ.(1)①圖中T1→T2時(shí)φ(N2O5)增加,平衡向放熱的正反應(yīng)方向移動(dòng),則T1>T2。(2)起始時(shí)n(O2)越大,NO2的轉(zhuǎn)化率越大。(3)b點(diǎn)時(shí)N2O5的體積分?jǐn)?shù)最大,則此點(diǎn)通入O2、NO2的物質(zhì)的量之比與化學(xué)方程式中對(duì)應(yīng)的化學(xué)系數(shù)之比相等,即通入4 mol NO2,列三段式可計(jì)算該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合 題點(diǎn) 相關(guān)概念、規(guī)律、計(jì)算的綜合應(yīng)用 15.在一個(gè)體積為2 L的密閉容器中,高溫下發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物質(zhì)的量(mol)隨時(shí)間(min)的變化關(guān)系如圖所示: (1)反應(yīng)在1 min時(shí)第一次達(dá)到平衡狀態(tài),固體的質(zhì)量增加了3.2 g。用CO2的濃度變化表示的反應(yīng)速率 v(CO2)=__________________。 (2)反應(yīng)進(jìn)行至2 min時(shí),若只改變溫度,曲線(xiàn)發(fā)生的變化如圖所示,3 min時(shí)再次達(dá)到平衡,則ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。 (3)5 min時(shí)再充入一定量的CO(g),平衡發(fā)生移動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。 a.v正先增大后減小 b.v正先減小后增大 c.v逆先增大后減小 d.v逆先減小后增大 表示n(CO2)變化的曲線(xiàn)是________(填寫(xiě)圖中曲線(xiàn)的字母編號(hào))。 答案 (1)0.1 molL-1min-1 (2)> (3)c b 解析 (1)Fe→FeO,固體質(zhì)量增加3.2 g,說(shuō)明生成FeO 0.2 mol,v(CO2)==0.1 molL-1min-1。(2)由圖可知,2~3 min內(nèi)CO2和CO物質(zhì)的量的改變量大于0~1 min的改變量,且2~3 min內(nèi)CO2的物質(zhì)的量減小,CO的物質(zhì)的量增加,由此推知建立新平衡的反應(yīng)速率加快,則升高溫度,平衡正向移動(dòng),說(shuō)明正反應(yīng)吸熱。(3)充入CO(g),CO濃度增大,逆反應(yīng)速率增大,之后逐漸減?。? min時(shí)CO2濃度不變,正反應(yīng)速率不變,平衡逆向移動(dòng),CO2濃度增大。 考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn) 物質(zhì)的量—時(shí)間圖像
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