2012届高考化学化学反应速率和化学平衡复习教案

专题九 化学反应速率和化学平衡
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【课前自主复习与思考】
1．阅读并思考《创新设计》相关内容。
2．有关化学反应速率、化学平衡常数的计算及其方法（三段式）。
3．外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响及有关图像问题。
【结合自主复习内容思考如下问题】
1．NO、CO都是汽车尾气中的有害物质，直接排放易造成大气污染。为了消除污染，保护环境，科学家们正试图在汽车尾气排放管里填装特殊催化剂，使其发生反应：2 CO(g)＋2 NO(g) 2 CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0，下列有关说法不正确的是
A．使用催化剂可以加快反应速率 B．改变压强对反应速率无影响
C．增大压强可以加快反应速率 D．升高温度反应速率加快
2．（2009?安徽理综）汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ?mol－1
在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

【考纲点拨】
1．了解化学反应速率的概念和平均反应速率的定量表示方法。
2．了解温度、浓度、压强和催化剂等影响化学反应速率的一般规律。
3．认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
4．了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明简单化学反应的方向。
5．认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【自主研究例题】
1．一定温度下，在恒容容器中发生可逆反应：X(g)＋3 Y(g) 2 Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、0.04 mol?L－1（c1、c2均不为零），反应经4 min达到平衡，平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol?L－1、0.3 mol?L－1、0.08 mol?L－1，则下列判断不正确的是（ ）
A．c1∶c2＝1∶3
B．从反应开始至平衡时间内，Z的平均生成速率v(Z)＝0.01 mol?L－1?min－1
C．从反应开始至平衡时间内，Y的平均消耗速率v(Y)＝0.015 mol?L－1?min－1
D．达到平衡时，X、Y的转化率之比为1∶3

2．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应m X(g) n Y(g) ΔH＝Q kJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如表所示：

123
1001.00.0750.53
2001.200.900.63
3001.301.000.70
下列说法正确的是
A．m＞n
B．Q＜0
C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少
D．体积不变，温度升高平衡向逆反应方向移动

我思我疑：

【高考链接】
【例1】（2010上海卷。17）据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) 下列叙述错误的是
A．使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

【例2】（2010天津卷。6）下列各表述与示意图一致的是

A．图①表示25℃时，用0.1 mol?L－1盐酸滴定20 mL 0.1 mol?L－1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化
B．图②中曲线表示反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH＜0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C．图③表示10 mL 0.01 mol?L－1 KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol?L－1 H2C2O4溶液混合时，n(Mn2＋)随时间的变化
D．图④中a、b曲线分别表示反应CH2＝CH2(g)＋H2(g)→CH3CH3(g)；ΔH＜0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化

【例3】（2010天津卷.10）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：
⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为：___________________________。
⑵ 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，该反应的化学方程式为：________________________________________。
⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90.8 kJ?mol－1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJ?mol－1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41.3 kJ?mol－1
总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________；
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
⑷ 已知反应②2CH3OH(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CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/（mol?L－1）0.440.60.6
① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 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) ＝ __________。
【例4】（2010上海卷.25）接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)＋190kJ
⑴该反应所用的催化剂是 （填写化合物名称），该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
⑵该热化学反应方程式的意义是 。
⑶下列描述中通通说明上述反应已达平衡的是
a．v(O2)正＝2v(SO3)逆
b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间而变化
⑷在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.18mol，则v(O2)= mol?L－1?min－1：若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2，则平衡 移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”），再次达到平衡后， mol＜n(SO3)＜ mol。

【归纳与思考】

【自主检测】
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4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min 反应物的浓度，结果应是
A．2.5 μmol?L－1?min－1和2.0 μmol?L－1
B．2.5 μmol?L－1?min－1和2.0 μmol?L－1
C．3.0 μmol?L－1?min－1和3.0 μmol?L－1
D．5.0 μmol?L－1?min－1和3.0 μmol?L－1

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。

3．（2010江苏卷.14）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（已知N2(g)＋3H2(g)===2 NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ?mol－1）
容器甲乙丙
反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3
NH3的浓度（mol?L－1）c1c2c3
反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ
体系压强（Pa）p1p2p3
反应物转化率α1α2α3
下列说法正确的是
A．2c1＞c3 B．a＋b＝92.4 C．2p2＜p3 D．α1＋α3＜1

4．对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应A(g)＋B(g) C(s)＋2 D(g)，可以说明在恒温下已达到平衡状态的是
①反应容器中压强不随时间的变化而变化 ②A气体和B气体的生成速率相等 ③混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化 ④反应混合气体的密度不随时间变化而变化
A．③④　　　　　 B．②③　 　　　　C．①③　　　　 　D．①④　
5．（09宁夏卷.13）在一定温度下，反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数
为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于 ( )
A．5% B．17% C．25% D．33%

6．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝ ，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示
t ℃70080083010001200
K1.671.111.000.600.38
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式是：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，如果此时测得CO2为0.4 mol，该反应达到平衡状态
D．某温度下，如果平衡常数符合下列关系式： ＝ ，由此时的温度为1000℃

7．（2010全国卷1）27.（15分）在溶液中，反应A+2B C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)＝0.100mol/L、c(B)＝0.200mol/L及c(C)＝0mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题：
⑴与①比较，②和③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_______________；
③_______________；
⑵实验②平衡时B的转化率为_________；实验③平衡时C的浓度为____________；
⑶该反应的△H _________0，判断其理由是__________________________________；
⑷该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：
实验②：vB＝__________________________________；
实验③：vC＝__________________________________。

8．（2010广东理综卷.31）硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。
⑴请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。
⑵在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OH B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的转化率（α）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：
①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是____ 。
②该反应的 _____0(填“<”、“=”或“>”)。
⑶H3BO 3溶液中存在如下反应：
H3BO 3（aq）+H2O（l） [B(OH)4]－(aq)+H＋(aq)已知0.70 mol?L－1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2. 0 × 10－5mol?L－1，c平衡（H3BO 3）≈c起始（H3BO 3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）

9．（2010山东卷.28）硫－碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
Ⅱ 2HI H2＋I2
Ⅲ 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
⑴分析上述反应，下列判断正确的是 。
a．反应Ⅲ易在常 温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
⑵一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。
0~2 min内的平均放映速率v(HI)＝ 。该温度下，H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K＝ 。
相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来2倍，则 是原来的2倍。
a．平衡常数 b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间 d．平衡时H2的体积分数
⑶实验室用Zn和稀硫酸制H2，反应时溶液中水的电离平衡 移动（填“向左”、“向右”或者“不”）；若加入少量下列试剂中的 ，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
⑷以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H＝－572KJ?mol－1
某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为 。

10．氮是球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
⑴用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4 NO2(g)===4 NO(g)＋CO2(g)＋2 H2O(g) ΔH1＝－574 kJ?mol－1
CH4(g)＋4 NO(g)===2 N2(g)＋CO2(g)＋2 H2O(g) ΔH2
若1 molCH4把NO2还原成N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝ 。
⑵工业合成氨气需要的条件非常高但产量低，一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H＋）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为： N2＋3 H2 2 NH3，则在电化学合成氨的过程中，阴极反应式为 。
⑶在一定条件下，将1 mol N2与3 mol H2混合于一个10 L密闭容器中，反应达到平衡时，A点混合气体中氨占25%，试回答：
①N2的转化率为 ；
②图中在状态A时，平衡常数KA （填写代
入数值的表达式）；当温度由T1变化到T2时，KA KB（填
“＞”、“＜”或“＝”）。
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如表所示：

c(N2)c(H2)c(NH3)
00.61.80
30.52x0.16
60.361.080.48
90.361.080.48
反应从0 min到3 min之间，H2的反应速率为 ；反应在3 min时，条件发生了改变，改变物条件可能是 （填序号）。
a．使用催化剂 b．降低温度 c．增加H2的浓度

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