化学反应速率、化学平衡.pdf

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1、 -1-2011 年高考化学一轮精品讲练析:化学反应速率、化学平衡 1、了解化学反应速率的定义及其定量表示方法。2、了解温度对反应速率的影响与活化能有关。3、知道焓变和熵变是与反应方向有关的两种因素。4、了解化学反应的可逆性和化学平衡。5、了解浓度，压强、温度和催化剂等对化学反应速率和平衡的影响规律 化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。考查的知识点应主要是：有关反应速率的计算和比较；条件对反应速率影响的判断；确定某种情况是否是化学平衡状态的特征；平衡移动原理的应用；平衡常数（浓度平衡常数）的含义及其表达式利用化学平衡常数计算反应物转化率或比较。从题型看主要是选择题和填

2、空题，其主要形式有：根据化学方程式确定各物质的反应速率；根据给定条件，确定反应中各物质的平均速率；理解化学平衡特征的含义，确定某种情况下化学反应是否达到平衡状态；应用有关原理解决模拟的实际生产问题；(5)平衡移动原理在各类平衡中的应用；根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、平衡常数、消耗量、气体体积变化等。从考题难度分析，历年高考题中，本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。因为高考中有几年出现了这方面的难题，所以各种复习资料中高难度的练习题较多。从新课标的要求来看，这部分内容试题应较基础，复习时应多关注生产实际，注重基础知识的掌握。一、化学反应速率及其影响因素 1化学反应速率是用来衡量

3、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

4、每升高10，化学反应速率通常增加原来的2 4 倍，经验公式：；考点解读 知识体系 -2-(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。二、化学平衡建立及外界条件化学平衡的影响。1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

5、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。2平衡移

6、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。三、反应的焓变和熵变 1、反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素 2、熵：描述体系滋乱度的物理理 单位：J.mol-1.k-1 符号S 影响熵的因素：同一条件下，不同物质熵不同同一物质，聚集状态不同熵不同S(

7、g)S(l)S(s)-3-反应的熵变（S）：S=S反应产物-S反应物 T、P 一定，反应焓变和熵变共同影响反应方向，反应方向判据：H-T S0 反应不能自发进行 第 1 课时 化学反应速率 1.化学反应速率的表示方法：通常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化学反应速率。单位：mol/L s；mol/L min；mol/L h 等。对于任一化学反应：aA+bB=cC+dD 可用（A）、（B）、（C）、（D）表示其速率，则有（A）:（B）:（C）:（D）=a:b:c:d，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比（还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比）。2.影响

8、反应速率的因素 内因：反应物的性质是反应速率大小的决定因素。外因：主要因素有浓度、温度、压强、催化剂等。（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快。（2）温度：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。一般来说，温度每升高10，反应速率增大为原来的2 4 倍。（3）压强：其它条件不变时，增大压强，对于有气体物质参加的化学反应，反应速率加快。（4）催化剂：使用正催化剂，能加快反应速率。未特别指明时，均指正催化剂。4.活化能：对基元反应而言，活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量之差叫该反应的活化能（用Ea 表示，其单位为kJ/mol）。活化能越大，反应越难进行。催化剂能

9、降低化学反应的活化能，增大活化分子的百分数，进而增大化学反应速率。催化剂具有选择性。解释化学反应速率快慢的链条思维：活化能活化分子有效碰撞化学反应速率。影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 加快 增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 基础过关 -4-升高温度 不变 增加 增大 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增大 增加 加快 【例1】（2010 福建卷，12）化合物Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物尝试随反应时间变化如右图所示，计算反应48 min 间的平均反应速率和推测

10、反应16 min 反应物的浓度，结果应是 A 2.511minmol L和 2.01mol L B 2.511minmol L和 2.51mol L C 3.011minmol L和 3.01mol L D 3.011minmol L和 3.01mol L 解析：本题考察化学反应速率的计算 第 8 秒与第4 秒时反应物浓度差C 为 1011minmol L，t为 4 秒，所以在48min间的平均反应速率为2.511minmol L，可以排除CD 两个答案；图中从0min开始到8min反应物浓度减低了4 倍，根据这一幅度，可以推测从第8min到第16 分也降低4 倍，即由1011minmol L

11、降 低 到2.511minmol L，因 此 推测第16min反 应 物 的 浓 度 为2.511minmol L，所以可以排除A 而选B【例2】（2010 全国卷1，27）（15 分）在溶液中，反应A+2BC 分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为()0.100/c AmolL、()0.200/c BmolL及()0/c CmolL。反应物A 的浓度随时间的变化如下图所示。典型例题 -5-请回答下列问题：（1）与比较，和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：_；_；（2）实验平衡时 B 的转化率为_；实验平衡时 C 的浓度为_；（3）该反应的H_0，判断其理由是_；（

12、4）该反应进行到 4.0min 时的平均反应速度率：实验：Bv=_；实验：Cv=_。【解析】（1）使用了（正）催化剂；理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而比所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入（正）催化剂；升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于和相比达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的（2）不妨令溶液为 1L，则中达平衡时 A 转化了 0.04mol，由反应

13、计量数可知 B 转化了0.08mol，所以 B 转化率为%0.40%100200.008.0；同样在中 A 转化了 0.06mol，则生成 C为 0.06mol,体积不变，即平衡时 C(c)=0.06mol/L(3)H0；理由：由和进行对比可知升高温度后 A 的平衡浓度减小，即 A 的转化率升高，平衡向正方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应，H0（4）从图上读数，进行到 4.0min 时，实验的 A 的浓度为：0.072mol/L,则 C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L，1min)(007.0min0.4/028.0/)()(LmolLmoltACA,Bv

14、=2A=0.014mol(Lmin)-1；进行到4.0mi实 验 的A的 浓 度 为：0.064mol/L：C(A,)=0.10-0.064=0.036mol/L，-6-1min)(009.0min0.4/036.0/)()(LmolLmoltACA,Cv=A=0.0089mol(Lmin)-1【答案】（1）加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A 的浓度未变 温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A 的浓度减小（2）40%（或0.4）；0.06mol/L；（3）；升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应（4）0.014mol(Lmin)-1；0.008mol(Lmin)-1【命题意图】考查基本理

15、论中的化学反应速率化学平衡部分，一些具体考点是：易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素（如：浓度，压强，温度，催化剂等）、反应速率的计算、平衡转化率的计算，平衡浓度的计算，H的判断；以及计算能力，分析能力，观察能力和文字表述能力等的全方位考查。【点评】本题所涉及的化学知识非常基础，但是能力要求非常高，观察和分析不到位，就不能准确的表述和计算，要想此题得满分必须非常优秀才行！此题与2009 年全国卷II 理综第 27 题，及安微卷理综第28 题都极为相似，有异曲同工之妙，所以对考生不陌生！第 2 课时 化学反应的方向及判据 1.反应焓变与反应方向（1）多数能自发进行的化学反应

16、是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其H（298K）=444.3kJ mol1（2）部分吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其H（298K）=+37.30kJ mol1。（3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。2.反应熵变与反应方向（1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J mol1 K1，熵值越大，体系的混乱度越大。（2）化学反应的熵变（S）：反应产物的总熵与反应

17、物总熵之差。（3）反应熵变与反应方向的关系 多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的S=133.8 J mol1 K1，在点燃的条件下即可自发进行。基础过关 -7-y x、4.焓变和熵变对反应方向的共同影响“四象限法”判断化学反应的方向。在二维平面内建立坐标系，第象限的符号为“、”，第象限的符号为“、”，第象限的符号为“、”，第象限的符号为“、”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与

18、熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为：H T S 0 反应能自发进行 H T S=0 反应达到平衡状态 H T S 0 反应不能自发进行 反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。.第象限符号为“、”（S 0、H 0）时化学反应的方向高温下反应自发进行【例】石灰石的分解反应为：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)其H（298K）=178.2kJ mol，S（298K）=169.6J mol1 K1 试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行？其分解温度是多少？【解析】HS

19、 178.2kJ mol103 169.6kJ mol1 K1 =128kJ mol1 0 298K 时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使HS 0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据HS 0 可知，H/S=178.2kJ mol/103169.6kJ mol1 K1=1051K，即温度高于时反应可自发进行。.第象限符号为“、”（S 0、H 0）时化学反应的方向所有温度下反应均能自发进行 典型例题 S 0 H 0 所有温度下反应均不能自发进行 S 0 H 0 所有温度下均可自发进行 S 0 H 0 高温下反应自发进行 S 0 H 0

20、低温下反应自发进行 -8-【例】已知双氧水、水在、kPa 时的标准摩尔生成焓的数据如下：物 质 fHm/kJ mol H2O(l).H2O2(l).O2（g）0（）试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。（）若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其S=57.16J mol1 K1 试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到时，反应能否自发进行。【解析】（）根据H=H（产物）H（反应物）得，H=（.kJ mol）+0 2（.kJ mol）=.kJ mol。（2）在时，HS.kJ mol(298K 103 57.16kJ mol1 K1)=152.23 kJ mol 0 该反应在常温下可自

21、发进行。温度达到，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，HS.kJ mol(K 103 57.16kJ mol1 K1)=.kJ mol 0 故S 0、H 0 时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有HS 0，故化学反应的方向所有温度下反应均能自发进行。.第象限符号为“、”（S 0、H 0）时化学反应的方向低温下反应可以自发进行【例】常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)，已知该反应在时的H=444.3 kJ mol，S=.1 J mol1 K1 试问该反应在常温下是否自发进行？【解析】根据HS444.

22、3 kJ mol103（.1 kJ mol1 K1）=360.83 kJ mol 0，故时反应可自发进行。由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。假定温度达到，则HS444.3 kJ mol103（.1 kJ mol1 K1）.9 kJ mol 0，反应不能自发行。即高温下反应不能自发进行。-9-.第象限符号为“、”（S 0、H 0）时化学反应的方向所有温度下反应均不能自发进行【例】(g)（s，石墨）/（g），其H.5 kJ mol S=.J mol1 K1，试判断该反应在和时反应是否自发进行？【解析】时，HS.5 kJ mol103（.kJ

23、mol1 K1)=137.13 kJ mol 0，故时反应不能自发进行。时，HS.5 kJ mol103（.kJ mol1 K1)=.kJ mol 0，故时，反应也不能自发进行。事实上，S 0、H 0 时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有HS，故化学反应的方向所有温度下反应均不能自发进行。从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第象限（高温下反应自发进行）和第象限（低温下反应自发进行）相反相成，第象限（所有温度下均可自发进行）和第象限（所有温度下反应均不能自发进行）相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是H T S 0，而这个判据是温度、压强一定的条件下反应自发进行的趋势

24、，并不能说明反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及动力学问题。第 3 课时 化学反应的限度 1.可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。2.化学平衡（状态）：（1）概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。（2）特征：逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。等：V（正）=V（逆）0 动：化学平衡是动态平衡。虽然V（正）=V（逆），但正、逆反应仍在进行。定：反应物和生成物的浓度保持一定。变：外界条件改变，平衡也随之改变。3.化学平衡常数：（1）概

25、念：对于一定条件下的可逆反应（aA+bB cC+dD），达到化学平衡时，生成物浓度的乘幂的乘积与反应物浓度的乘幂的乘积之比为一常数，记作Kc，称为化学平衡常数(浓度平衡常数)。（2）数学表达式：AaBb CcDd Kc=-10-如果反应物和生成物均为气体，当达到化学平衡时，将由各物质平衡分压算得的平衡常数称为压强平衡常数。即 浓度平衡常数和压强平衡常数均称为化学平衡常数。（3）意义：平衡常数的大小化学反应可能进行的程度（即反应限度）；平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。（4）影响因素：只与温度有关，而与浓度无关。4.平衡转化率：对于可逆反应aA+bB cC+dD，反应物A 的平衡转化率可

26、以表示为：（A）=（c0(A)A）/c0(A)100%5.反应条件对化学平衡的影响(1)化学平衡移动：一定条件下的可逆反应达到平衡状态以后，反应条件改变，平衡混合物中各组分的浓度也随之发生改变而达到新的平衡状态，这种由一个平衡达到新的平衡的过程称为化学平衡移动。（2）反应条件对化学平衡的影响 改变温度：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。改变浓度：若 Qc Kc，化学平衡正向（向右）移动。若 Qc Kc，化学平衡逆向（向左）移动。改变压强：若 Qp Kp，化学平衡正向（向右）移动。若 Qp Kp，化学平衡逆向（向左）移动。（3）勒夏特列原理：在封闭体系中

27、，如果只改变平衡体系中的一个条件时，平衡将向减弱这个条件改变的方向移动。【例1】（2010 天津卷，10）（14 分）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。请回答下列问题：煤的气化的主要化学反应方程式为：_。煤的气化过程中产生的有害气体H2S 用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的典型例题 pa(A)pb(B)pc(C)pd(D)Kp=-11-化学方程式为：_。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)；H 90.8 kJmol1 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)

28、+H2O(g)；H 23.5 kJmol1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)；H 41.3 kJmol1 总反应：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的 H _；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高 CO 的转化率，可以采取的措施是_（填字母代号）。a高温高压 b加入催化剂 c减少 CO2的浓度 d增加 CO 的浓度 e分离出二甲醚 已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为 400。此温度下，在密闭容器中加入 CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 浓度/

29、（molL1）0.44 0.6 0.6 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 _ v逆（填“”、“”或“”)。若加入 CH3OH 后，经 10 min 反应达到平衡，此时 c(CH3OH)_；该时间内反应速率 v(CH3OH)_。解析：(1)煤生成水煤气的反应为 C+H2O高温CO+H2。(2)既然生成两种酸式盐，应是 NaHCO3和 NaHS，故方程式为：Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS。(3)观察目标方程式，应是2+，故H=2H1+H2+H3=-246.4kJ mol-1。正反应是放热反应，升高温度平衡左移，CO 转化率减小；加入催化剂，平衡不移动，转化率不变；减少 CO2的浓度

30、、分离出二甲醚，平衡右移，CO 转化率增大；增大 CO 浓度，平衡右移，但 CO 转化率降低；故选 c、e。(4)此时的浓度商 Q=44.044.06.06.0=1.86400，反应未达到平衡状态，向正反应方向移动，故正逆；设平衡时生成物的浓度为 0.6+x，则甲醇的浓度为（0.44-2x）有：400=22)244.0()6.0(xx，解得 x=0.2 molL-1，故 0.44 molL-1-2x=0.04 molL-1。由表可知，甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2)molL-1=1.64 molL-1，其平衡浓度为 0.04 molL-1，10min 变化的浓度为 1.6 molL-1，

31、故(CH3OH)=0.16 molL-1min-1。答案：(1)C+H2O高温CO+H2。(2)Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS(3)-246.4kJ mol-1 c、e -12-(4)0.04 molL-1 0.16 molL-1min-1 命题立意：本题是化学反应原理的综合性试题，考查了化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡移动原理，和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等。【例2】（2010 四川理综卷，13）反应aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M 的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中：Z 表示反应开始时N

32、 的物质的量与M 的物质的量之比。下列说法正确的是 A.同温同压Z 时，加入催化剂，平衡时Q 的体积分数增加 B.同压同Z 时，升高温度，平衡时Q 的体积分数增加 C.同温同Z 时，增加压强，平衡时Q 的体积分数增加 D.同温同压时，增加Z，平衡时Q 的体积分数增加。答案：B 解析：本题考查了平衡移动原理的应用。A 项加入催化剂只能改变反应速率，不会使平衡移动。B 项由图像（1）知随着温度的升高M 的体积分数降低，说明正反应吸热，所以温度升高平衡正向移动，Q 的体积分数增加。C 项对比（1）（2）可以看出相同温度条件，压强增大M 的体积分数增大，所以正反应是体积缩小的反应，增大压强Q 的体积分

33、数减小。D 项由C 项可以判断D 也不对。【巩固练习1】(福建省泉州一中2010 届高三上学期期中考试)在 1 L 密闭容器中，把1 mol A和 1 mol B 混合发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，当反应达到平衡时，生成0.4 mol D，并测得C 的平衡浓度为0.4 mol L1，下列叙述中不正确的是 A x 的值为2 B A 的转化率为40%C B 的平衡浓度为0.8 mol L1 D D 的体积分数为20%答案 B【巩固练习2】（贵州省巴结中学2010 届高三10 月月考）某体积可变的密闭容器，盛有适量的 A 和 B 的混合气体，在一定条件下发生反应：，若维持

34、温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C 气体的体积占10，下列推断正确 （）原混合气体体积为1.2VL；原混合气体的体积为1.1VL；反应达平衡时气体A 消耗0.05VL；反应达平衡时气体B 消耗掉0.05VL。A B C D 答案 A【巩固练习3】（重庆西南师大附中2010 年上学期期末考试）T时，A 气体与B 气体反应生成C 气体。反应过程中A、B、C 物质的量变化如图（）所示；若保持其他条件不变，温度 -13-分别为T1和 T2时，B 的体积分数与时间的关系如图（）所示，则下列结论正确的是（）A在（t1+1）min 时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动 B

35、在（t1+1）min 时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动 C不再增减物质，只改变压强或温度时，A 的体积分数V(A)%变化范围为25%V(A)%40%D其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A 的转化率增大 答案 C 第 4 课时 反应速率与限度理论在化工生产上的应用 1.合成氨的反应原理：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）298K 时，H=92.2kJ mol1 特点：合成氨是一个气体体积缩小的放热的可逆反应。2.合成氨适宜条件的选择（1）选择依据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，降低温度、提高压

36、强和适时分离反应产物氨；从实际生产的角度分析，温度和压强要与生产实际相适应。（2）选择原则：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设备条件要求不能太高。（3）合成氨的适宜条件：使用催化剂；适宜的压强：2 107 5 107Pa；适宜的温度：500左右；及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。（4）合成氨的简要流程：【例1】（2010 安徽卷）低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH2（g）NO（g）NH2（g）150 催 化 剂2H3（g）3H2O（g）H0 典型例题 基础过关 0.9 0.6 0.4 0.3B C A 物质的量（mol）时间 t1 0()原

37、料气的制备 净化 压缩 合成 分离 液氨 氮气、氢气的循环使用 -14-在恒容的密闭容器中，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 解析：A 选项，放热反应升温平衡常数减小，错误；增大一个反应物浓度另一反应物转化率增大，B 错；使用催化剂平衡不移动，D 错。答案：C【例2】（2010 重庆卷）（15 分）某兴趣小组用题27 图装置探究氨的催化氧化 （

38、1）氨催化氧化的化学方程式为_ （2）加热玻璃管2 一段时间后，挤压1 中打气球鼓入空气，观察到2 中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）（3）为保证在装置4 中观察到红棕色气体，装置3 应装入_；若取消3，在4 中仅观察到大量白烟，原因是_ （4）为实现氨催化氧化，也可用装置5 替换装置_（填装置代号）；化合物X 为_（只写一种），Na2O2的作用是_ 答案（15 分）（1）4NH3+5O2 催化剂 4NO+6H2O（2）放热（3）浓H2SO4；生成的NO 与 O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3，NH3与 HNO3反应生成了43NH NO

39、(4)I;42NH CL与 HCL 反应生成氧气（合理答案均给分）【解析】本题考查氨的催化氧化。（1）3NH和2O氧化生成NO。（2）该反应为放热，故不加热后仍能保持红热状态。（3）产物中有NO和3NH，NO会被2O氧化生成2NO，在于空气中的水蒸气反应生成3NHO,而3NHO与3NH会产生白烟。（4）装置5 与1 均产生科产生2NH。4NH CL加热分解可得3NH和 HCL,而 HCL 与22Na O可生成2O。-15-【例3】（2008 广东24）科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的 TiO2）表面

40、与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2压力1.0 105 Pa、反应时间3 h）:T/K 303 313 323 353 NH3生成量/（10-6 mol）4.8 5.9 6.0 2.0 相应的热化学方程式如下：N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+23O2(g)H=+765.2 kJ mol-1 回答下列问题：（1）请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：。（3

41、）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L 的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和 1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为74。计算：该条件下N2的平衡转化率；该条件下反应2NH3（g）N2(g)+3H2(g)的平衡常数。答案 （1）(2)升温、增大N2浓度、不断移出生成物（3）66.7%5.0 10-3mol2 L-2 解析 （1）催化剂能降低反应的活化能，改变反应的历程，使一个高能变过程变为几个能量相对低的过程，使反应易发生。要点是有催化剂时能量低而过程阶

42、段多了。图见答案。（2）加快反应速率且增大NH3生成量的方法是升温、增大N2浓度、不断移出生成物。（3）解：设反应过程消耗xmolN2(g)。N2（g）+3H2(g)2NH3(g)-16-起始物质的量/mol 0.60 1.60 0 平衡物质的量/mol 0.60-x 1.60-3x 2x 平衡时反应体系总物质的量=（0.60-x）+(1.60-3x)+2x mol=(2.20-2x)mol NH3(g)的物质的量分数=2x(2.20-2x)=74 x=0.40 N2的平衡转化率=molmol60.04.0 100%=66.7%设反应2NH3（g）N2(g)+3H2(g)的平衡常数为K。平衡时

43、，c(NH3)=2 0.40 mol 2.0 L=0.40 mol L-1c(N2)=(0.60-0.40)mol 2.0 L=0.10 mol L-1 c(H2)=(1.60-3 0.40)mol 2.0 L=0.20 mol L-1 K=23322)NH()H()N(ccc=(0.10 mol L-1)（0.20 mol L-1）3(0.40 mol L-1)2=5.0 10-3mol2 L-2 化学反应速率、化学平衡单元测试 一、选择题 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

44、 vB 0.6mol L-1 min-1 C vC 0.4mol L-1 min-1 D vD 0.01mol L-1 s-1 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。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 3反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)在 2L 的密闭容器中进行，1

45、min 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-1 C NH3：0.002mol L-1 D O2：0.00125mol L-1 4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 5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

46、关叙述中正确的是()-17-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 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 7下图I、分别代表反应、则Y 轴是指（）N2 3H22NH3；H0 H2 I2(g)2HI；H0 CO 2H2 CH3OH；H0 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

47、种生成物的转化率 D平衡混合气中一种反应物的转化率 8在一定温度下，向aL 密闭容器中加入1mol X 气体和2mol Y 气体，发生如下反应：X(g)2Y(g)2Z(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0.1mol X 的同时生成0.2mol Z 9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

48、等于P B小于P C大于P D无法判断 10下列事实不能平衡移动原理来解释的是()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 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 xy C x y D x y 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

49、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()-18-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 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

50、时容器内SO2的物质的量应是()A 0.7mol B 0.9mol C 1.1mol D 1.3mol 14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均减少1mol B.均增加1mol C.均减半 D.均加倍 15一混合气体，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