
考點一 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素
1.化學(xué)反應(yīng)速率的計算
v(B)=eq \f(Δc(B),Δt)=eq \f(Δn(B),V·Δt)。
用上式進行某物質(zhì)反應(yīng)速率計算時需注意以下幾點:
(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì),不適用于固體和純液體。
(2)化學(xué)反應(yīng)速率是某段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是即時速率,且計算時取正值。
(3)同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時,數(shù)值可能不同,但意義相同。不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比。
(4)計算反應(yīng)速率時,若給出的是物質(zhì)的量的變化值,要轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值(計算時一定要除以體積),再進行計算。
2.化學(xué)反應(yīng)速率快慢的比較方法
首先看用各物質(zhì)表示的速率單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。由于同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(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,而要進行一定的轉(zhuǎn)化。具體方法有:
(1)歸一法:換算成用同一種物質(zhì)表示的速率,一般換算成化學(xué)計量數(shù)小的物質(zhì)。
(2)比值法:用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率除以對應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),然后再對求出的數(shù)值進行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA+nB===pC+qD,在不同情況下測得的反應(yīng)速率為v(A)和v(B),若eq \f(v(A),m)>eq \f(v(B),n),則反應(yīng)速率v(A)>v(B)。
3.稀有氣體對反應(yīng)速率的影響
(1)恒容:充入“惰性氣體”eq \(――→,\s\up7(引起))總壓增大→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變),反應(yīng)速率不變。
(2)恒壓:充入“惰性氣體”eq \(――→,\s\up7(引起))體積增大eq \(――→,\s\up7(引起))物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)eq \(――→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率減慢。
4.純液體、固體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
在化學(xué)反應(yīng)中,純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度為常數(shù),故不能用固態(tài)物質(zhì)的變化來表示反應(yīng)速率,但是固態(tài)反應(yīng)物顆粒的大小是影響反應(yīng)速率的條件之一,如煤粉由于表面積大,燃燒就比煤塊快得多。
【跟蹤訓(xùn)練】1.(2022·浙江·模擬預(yù)測)一定溫度下,利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應(yīng):。體系的總壓強p隨時間t的變化如表所示:
下列說法正確的是A.100~250min,消耗A的平均速率為
B.推測a一定為22.9
C.適當升高體系溫度,改用表面積更大的催化劑可加快反應(yīng)速率
D.其他條件不變,改用容積更小的剛性反應(yīng)器,反應(yīng)速率增大
2.(2023·廣東佛山·統(tǒng)考一模)向1L的恒容密閉容器中加入1mlX和3mlY,發(fā)生反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),X的轉(zhuǎn)化率隨溫度t的變化如圖所示(不同溫度下的轉(zhuǎn)化率均為反應(yīng)第10min數(shù)據(jù))。下列說法正確的是
A.a(chǎn)點的反應(yīng)速率
B.a(chǎn)、b、c點對應(yīng)的大小關(guān)系為:
C.c點時,每消耗的同時,消耗
D.若將容器體積擴大為2倍,則c點對應(yīng)溫度下的增大
3.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考一模)已知反應(yīng) ,在716K時向密閉容器中充入一定量的HI氣體,平衡時氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)為78%。測得和的關(guān)系如圖所示。
下列結(jié)論不正確的是
A.該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)約為0.02
B.增大體系壓強,平衡不發(fā)生移動,平衡常數(shù)不變
C.溫度降低,、均減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動
D.溫度升高,反應(yīng)重新達到平衡時,圖中表示平衡的點可能是A和D
4.(2022·浙江·模擬預(yù)測)室溫下,某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等,同時發(fā)生以下兩個反應(yīng):①、②,反應(yīng)①的速率可表示為,反應(yīng)②的速率可表示為(、為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如表,下列說法錯誤的是
A.0~30min時間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為
B.反應(yīng)開始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變,為3∶8
C.分析計算可得
D.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
考點二 化學(xué)平衡及其影響因素
1.判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的方法
(1)等——“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率,一個是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。
(2)定——“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的(即變量),當其“不變”時反應(yīng)就達到平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量(即恒量),不能作為判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù)。
(3)依Qc與K關(guān)系判斷:若Qc=K,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。
2.平衡移動方向的判斷
(1)依勒夏特列原理判斷。
(2)根據(jù)圖像中正逆反應(yīng)速率相對大小判斷:若v正>v逆,則平衡向正反應(yīng)方向移動;反之向逆反應(yīng)方向移動。
(3)依變化過程中速率變化的性質(zhì)判斷:若平衡移動過程中,正反應(yīng)速率增大(減小),則平衡向逆(正)反應(yīng)方向移動。
(4)依濃度商(Qc)規(guī)則判斷:若某溫度下Qc<K,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行;Qc>K,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。
【跟蹤訓(xùn)練】1.(2022·上?!そy(tǒng)考一模)某溫度下,向密閉容器中充入等物質(zhì)的量的和,發(fā)生反應(yīng)。達到平衡后,下列說法正確的是
A.增大壓強,,平衡常數(shù)增大
B.加入催化劑,平衡時的濃度增大
C.恒溫下,移走一定量的,變大,變小
D.恒容下,充入一定量的,平衡時的體積分數(shù)一定降低
2.(2022·上海·統(tǒng)考一模)一定溫度下,某密閉容器中可逆反應(yīng)達到平衡,下列操作能使變小的是
A.恒壓充入B.恒容充入C.恒容充入D.恒容充入
3.(2022·遼寧沈陽·遼寧實驗中學(xué)??寄M預(yù)測)N2H4、N2O4常用作火箭發(fā)射的推進劑。推進劑發(fā)生反應(yīng):。下列有關(guān)說法錯誤的是
A.反應(yīng)每生成0.3 ml N2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為
B.充有N2O4的密閉容器中存在:,增大容器體積,平衡正向移動,容器內(nèi)氣體顏色變淺
C.堿性N2H4-空氣燃料電池工作時,正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-
D.N2H4的電子式為
4.(2022·浙江溫州·統(tǒng)考模擬預(yù)測)T℃,反應(yīng),在密閉容器中達到平衡時的體積為100mL。已知密度:CaO(s):、:。下列有關(guān)說法正確的是
A.恒溫、恒容,體系中再加入56g,平衡不移動
B.恒溫、恒壓,體系中再加入100g,平衡不移動
C.恒溫,壓縮容器體積,平衡后,反應(yīng)速率加快
D.恒溫、恒壓,體系中通入一定量,平衡正向移動,建立新的平衡狀態(tài)
5.(2022·上海寶山·上海市行知中學(xué)??寄M預(yù)測)往某恒溫密閉容器中加入,發(fā)生反應(yīng):,反應(yīng)達到平衡后,時縮小容器體積,x隨時間(t)變化的關(guān)系如圖所示。x不可能是
A.B.C.D.ρ(容器內(nèi)氣體密度)
考點三 化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的計算
1.化學(xué)平衡常數(shù)
(1)意義:化學(xué)平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進行的程度,K越大,反應(yīng)進行的程度越大。K>105時,可以認為該反應(yīng)已經(jīng)進行完全。K的大小只與溫度有關(guān)。
(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達式:對于可逆化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)在一定溫度下達到化學(xué)平衡時,K=eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。另可用壓強平衡常數(shù)表示:
Kp=eq \f(pp(C)·pq(D),pm(A)·pn(B))[p(C)為平衡時氣體C的分壓]
(3)依據(jù)化學(xué)方程式計算平衡常數(shù)
①同一可逆反應(yīng)中,K正·K逆=1;
②同一方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小n倍,則新平衡常數(shù)K′與原平衡常K間的關(guān)系是:K′=Kn或K′=eq \r(n,K)。
③幾個可逆反應(yīng)方程式相加,得總方程式,則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。
2.轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率及分壓的計算
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=eq \f(反應(yīng)物的變化量,反應(yīng)物的起始量)×100%
產(chǎn)物的產(chǎn)率=eq \f(生成物的實際產(chǎn)量,生成物的理論產(chǎn)量)×100%
分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)
【跟蹤訓(xùn)練】1.(2022·四川成都·成都七中??寄M預(yù)測)(s)與CO(g)主要發(fā)生如下反應(yīng)。
①
②
反應(yīng)的還原產(chǎn)物與溫度密切相關(guān)。其他條件一定,(s)和CO(g)反應(yīng)達平衡時,CO(g)的體積分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是
A.反應(yīng)的焓變?yōu)?br>B.根據(jù)圖象推測,應(yīng)當小于0
C.反應(yīng)溫度越高,主要還原產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)越低
D.溫度高于1040℃時,(s)和CO(g)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)
2.(2022·河南洛陽·校聯(lián)考模擬預(yù)測)某溫度下,在3L的恒容密閉容器中,僅充入1mlX(g)和2mlY(g),發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)3Z(g) △Hv逆
C.該反應(yīng)從起始至達到平衡的過程中,總是存在c(X)+c)Y)+c(Z)=1ml·L-1
D.反應(yīng)達到平衡后,若僅升高溫度,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
3.(2022·上海普陀·統(tǒng)考二模)某溫度下,在①、②兩個恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g),K=2.25。物質(zhì)的起始濃度如下表:
下列說法正確的是
A.反應(yīng)開始,②中反應(yīng)逆向進行B.平衡時,①中c(CO2)=0.04ml·L-1
C.①、②均達平衡時,各組分濃度相同D.①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%
4.(2022·重慶九龍坡·重慶市育才中學(xué)??寄M預(yù)測)25℃時,恒容密閉容器中只含有X,發(fā)生反應(yīng):,X的起始壓強為,X分解的速率方程為:,其中k定溫下為常數(shù)。生成的Y可快速建立平衡:,平衡常數(shù)。下列說法正確的是
A.當X分解的速率時,W的壓強為
B.若升高溫度,Z和W的物質(zhì)的量之比為,則
C.相同時間內(nèi),X的平均速率是Y的平均速率的2倍
D.若縮小體積,則單位時間內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率減小
5.(2022·湖南長沙·長沙市明德中學(xué)校考二模)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:。230℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)。已知:的沸點為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
第一階段:將粗鎳與反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài);
第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。
下列判斷正確的是
A.升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
B.該反應(yīng)達到平衡時,
C.第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選30℃
D.第二階段,分解率較低
考點四 化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的圖像問題探討
1.化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像題的解題思路
(1)看圖像:一看軸(即縱坐標與橫坐標的意義),二看點(即起點、拐點、交點、終點),三看線(即線的走向和變化趨勢),四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等),五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。
(2)想規(guī)律:看清圖像后聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。
(3)作判斷:通過對比分析,作出正確判斷。
2.幾種特殊圖像
(1)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如圖8-7甲、乙,M點前,表示從反應(yīng)物開始,v正>v逆;M點為剛達到平衡點;M點后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故正反應(yīng)ΔH<0。
圖8-7
(2)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如圖8-7丙,L線上所有的點都是平衡點。L線的左上方(E點),A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量,所以,E點v正>v逆;則L線的右下方(F點),v正<v逆。
【跟蹤訓(xùn)練】1.(2022秋·湖北·高二校聯(lián)考期末)用活性炭還原NO2可防止空氣污染,其反應(yīng)原理為2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在恒溫的密閉容器中加入1 ml NO2(g)和足量活性炭發(fā)生上述反應(yīng),測得平衡時NO2(g)和CO2(g)的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。下列說法不正確的是
A.a(chǎn)、c兩點的平衡常數(shù):Kp(a)=Kp(c)
B.移除部分活性炭可實現(xiàn)從b點到c點的移動
C.圖示的三個點中,b點NO2的轉(zhuǎn)化率最低
D.該溫度下,c點的Kp=4 MPa
2.(2023秋·河南·高二校聯(lián)考期末)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入一定量發(fā)生反應(yīng):,測得的物質(zhì)的量與溫度、時間的關(guān)系如圖所示:
下列敘述正確的是
A.該反應(yīng)的
B.時溫度下的正反應(yīng)速率相等
C.溫度下,內(nèi)的反應(yīng)速率
D.溫度下反應(yīng)達到平衡后,再向容器中充入少量甲醇氣體,的平衡轉(zhuǎn)化率不變
3.(2023春·河南洛陽·高三孟津縣第一高級中學(xué)??奸_學(xué)考試)工業(yè)生產(chǎn)硫酸的一步重要反應(yīng)是,如果該反應(yīng)在容積不變的密閉容器中進行,下列各圖表示當其他條件不變時,改變某一條件對上述反應(yīng)的影響,其中結(jié)論正確的是
A.圖I表示催化劑對化學(xué)平衡的影響,且甲使用了催化劑
B.圖II表示平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系,可以判斷
C.圖III表示時刻升高溫度或增大壓強對反應(yīng)速率的影響
D.圖IV中三點體系對應(yīng)的溫度:
4.(廣東省新高考普通高中學(xué)科綜合素養(yǎng)評價2022-2023學(xué)年高三下學(xué)期開學(xué)調(diào)研考試化學(xué)試題)工業(yè)上利用碳熱還原制得BaS,進而生產(chǎn)各種含鋇化合物。溫度對反應(yīng)后組分的影響如圖。
已知:碳熱還原過程中可能發(fā)生下列反應(yīng)。
i.
ii.
iii.
下列關(guān)于碳熱還原過程的說法中正確的是
A.要想得到更多的BaS,溫度應(yīng)該越高越好
B.對于反應(yīng),溫度升高,CO的物質(zhì)的量分數(shù)減小
C.400℃后,C、的量減少是由的移動導(dǎo)致的
D.根據(jù)原子守恒規(guī)律可知生成的和CO的物質(zhì)的量之和始終等于投入C的物質(zhì)的量
5.(2022秋·湖南長沙·高二雅禮中學(xué)??计谀┮阎狧F分子在一定條件下會發(fā)生二聚反應(yīng):。經(jīng)實驗測得,不同壓強下,體系的平均相對分子質(zhì)量()隨溫度(T)的變化曲線如圖所示,下列說法正確的是
A.該反應(yīng)的B.氣體的總壓強:p(a)甲=丁B.該溫度下平衡常數(shù)K=400
C.的平衡轉(zhuǎn)化率:D.容器中的物質(zhì)的量濃度:丙=丁
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