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1、專題 化學反應速率和化學平衡訓練縱觀2012各省市高考試題，化學反應速率和化學平衡屬于必考內(nèi)容。任何化學反應都涉及到快慢的問題，特別是化工生產(chǎn)中和實驗室制備物質時，都要認真考慮反應進行的快慢及改變的方法如何，所以每年的高考都會出現(xiàn)本部分的題目。在命題中出現(xiàn)的題型主要是選擇題，同一個問題可能從不同角度來考查；另外，除直接考查基本知識外，還增加了考查學生分析問題能力和應用知識能力的題目?？疾榈闹饕R點有：利用化學反應速率的數(shù)學表達式進行的有關計算；反應中各物質反應速率之間的關系；根據(jù)濃度、溫度、壓強、催化劑、顆粒大小、光等外界條件的改變，定性判斷化學反應速率的變化。預測2013年高考，通過化學反
2、應速率測定的方法考查數(shù)學處理能力，重點考查考生對化學反應速率的理解，對化學反應速率表示方法的認識，以及運用化學方程式中各物質的化學計量比的關系進行有關的簡單計算。例題（2012福建）12 一定條件下，溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應的影響如右圖所示。下列判斷正確的是 A.在0-50min之間， pH =2 和 PH= 7 時 R 的降解百分率相等 B.溶液酸性越強， R 的降解速率越小 C.R的起始濃度越小，降解速率越大 D.在 20-25min之間， pH = 10 時 R 的平均降解速率為 0.04molL-1min-1【答案】A（2012四川）12.在體積恒定的密閉容器中，一定
3、量的SO2與1.100molO2在催化劑作用下加熱到600發(fā)生反應：2SO2 + O2 2SO3，H0。當氣體的物質的量減少0.315mol時反應達到平衡，在相同溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%。下列有關敘述正確的是 A當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時反應達到平衡 B降低溫度，正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度大 C將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中，得到沉淀的質量為161.980g D達到平衡時，SO2的轉化率為90%【解析】：2SO2 + O2 2SO3，始量 amol 1.100mol 0 mol變量 2xmol xmol 2xmol平衡 (a-2x) mol (
4、1.100-x) mol 2xmol由題意可得，a+1.100-(a-2x)- (1.100-x)- 2x=0.315，（a+1.100-2x）/（a+1.100）=0.825，解得a=0.7，x=0.315。SO3的生成速率與SO2的消耗速率都是正反應速率，不能用來判斷是否達到平衡，A不正確；降低溫度，平衡向正反應方向移動，正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度小，B不正確；將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中，只有SO3會反應產(chǎn)生沉淀硫酸鋇，質量為0.315mol233g/ mol=73.395 g，C不正確；達到平衡時，SO2的轉化率為0.63/0.7=90%，D正確?！敬鸢浮浚篋（2
5、012全國新課標卷）27.(15分)光氣（COCl2）在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。（1）實驗室常用來制備氯氣的化學方程式為 ；（2）工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2、和CO的燃燒熱（H）分別為-890.3kJmol-1、-285.8kJ.mol-1和-283.0kJ.mol-1，則生成1m3（標準狀況）CO所需熱量為 ；（3）實驗室中可用氯仿（CHCl3）與雙氧水直接反應制備光氣，其反應的化學方程式為 ；（4）COCl2的分解反應為COCl2（g）=Cl2（g）+CO（g） H=+108
6、kJmol-1。反應體系達到平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出）：計算反應在第8min時的平衡常數(shù)K= ；比較第2min反應溫度T（2）與第8min反應溫度T（8）的高低：T（2） T（8）（填“”或“=”），若12min時反應于溫度T（8）下重新達到平衡，則此時c（COCl2）= molL-1；比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時平均反應速率（平均反應速率分別以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13）的大小 ；比較反應物COCl2在5-6min和15-16min時平均反應速率的大?。簐（5-
7、6） v（15-16）（填“”或“=”），原因是 ?！敬鸢浮?（1）MnO24HCl（濃） MnCl2Cl22H2O（2）5.52103 KJ（3）CHCl3H2O2COCl2H2O+HCl（4）0.234 molL-10.031molL-1v(5-6) v(2-3)v(12-13) 在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大H=H1-2H2-2H3=（-890.3）kJmoL-1-2（-285.8）kJmoL-1-2（-283.0）kJmoL-1=247.3 kJmoL-1，即生成2mol CO，需要吸熱247.3 KJ，那么要得到1立方米的CO,吸熱為(1000/22.4)247.
8、3/2=5.52103 KJ。(4)由圖示可知8min時COCl2、Cl2、CO三種物質的濃度分別為0.04molL-1、0.11 molL-1、0.085 molL-1。所以此時其平衡常數(shù)為：0.11 molL-10.085 molL-10.04 molL-1=0.23 4molL-1。第8min時反應物的濃度比第2min時減小，生成物濃度增大，平衡向正反應方向移動。又因為正反應為吸熱反應，所以T（2）T（8）。根據(jù)圖像變化可知：在2min時升溫 。在10min時 增加COCl2的濃度，在12min時，反應達到平衡 。在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，v（5-6）v（15-
9、16）。1（2011江蘇高考15）700時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應：CO(g)H2O(g) CO2H2(g) 反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表（表中t1t2）:反應時間/minn(CO)/molH2O/ mol01.200.60t10.80t20.20下列說法正確的是A.反應在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)0.40/t1 molL1min1B.保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，到達平衡時，n(CO2)0.40 mol。C.保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，達到新平衡時CO轉
10、化率增大，H2O的體積分數(shù)增大D.溫度升至800，上述反應平衡常數(shù)為0.64，則正反應為吸熱反應2(2010江蘇，14)在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下已知N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.4 kJmol1：容器甲乙丙反應物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的濃度(molL1)c1c2c3反應的能量變化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應物轉化率123下列說法正確的是()A2c1c3 Bab92.4 C2p2p3 D1313、（20
11、11安徽高考9）電鍍廢液中Cr2O72可通過下列反應轉化成鉻黃(PbCrO4)：Cr2O72（aq）+2Pb2（aq）+H2O（l）2 PbCrO4（s）+2H（aq） H 0該反應達平衡后，改變橫坐標表示的反應條件，下列示意圖正確的是4、（2011北京高考12）已知反應：2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分別在0和20下，測得其轉化分數(shù)隨時間變化的關系曲線（Yt）如下圖所示。下列說法正確的是A.b代表0下CH3COCH3的Yt曲線 B.反應進行到20min末，H3COCH3的 C.升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉化率D.從
12、Y=0到Y=0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的5、（2011天津）向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，在一定條件下使反應SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結論是A.反應在c點達到平衡狀態(tài)B.反應物濃度：a點小于b點C.反應物的總能量低于生成物的總能量D.t1t2時，SO2的轉化率：ab段小于bc段6、（2011四川）可逆反應X(g)+2Y(g)2Z(g) 、2M（g）N（g）+P(g)分別在密閉容器的兩個反應室中進行，反應室之間有無摩擦、可滑動的密封隔板。反應開始和達到平衡狀態(tài)時有關物理量的變化如圖所
13、示：下列判斷正確的是A. 反應的正反應是吸熱反應B. 達平衡（I）時體系的壓強與反應開始時體系的壓強之比為14:15C. 達平衡（I）時，X的轉化率為D. 在平衡（I）和平衡（II）中M的體積分數(shù)相等7、在某條件下，容器中有可逆反應A4B 2CD；H0，達到平衡狀態(tài)時，A、B、C的物質的量均為a mol，而D的物質的量為d mol。如果要使在本反應重新建立的平衡中，D的物質的量只允許在d mol到2d mol之間取值，則應采取的措施是()A減小反應容器內(nèi)的壓強 B增大反應容器內(nèi)的壓強C減小反應容器的體積 D降低反應的溫度8、(2009北京理綜，9)已知H2(g)I2(g) 2HI(g)H”或“
14、 CBA(5)隨著反應的進行，c(H2O2)逐漸降低，反應速率逐漸變慢10（1）BC； Kc2(NH3)c(CO2)(2c/3)2(1c/3)1.6108（molL1)3 增加； ，。（2）0.05molL1min1；25反應物的起始濃度較小，但06min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15大。11、（1）3NO2H2O=NO2HNO3；6.72 （2）41.8；b；8/3；（3） 在1.3104kPa下，CO的轉化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失。12（1）除去鐵粉表面的氧化物等雜質 N2（2）4Fe10HNO3=4Fe2NH43H2O；生成的Fe2水解
15、（或和溶液中OH的結合）；（3）溫度 鐵粉顆粒大?。?）實驗步驟及結論：分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中；調節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同，并通入氮氣；分別向上述溶液中加入足量等質量的同種鐵粉；用離子色譜儀測定相同反應時間時各溶液中NO3的濃度。若pH不同KNO3溶液中，測出的NO3濃度不同，表明pH對脫氮速率有影響，否則無影響。（本題屬于開放性試題，合理答案均可）解析1、【分析】本題屬于基本理論中化學平衡問題，主要考查學生對速率概念與計算，平衡常數(shù)概念與計算，平衡移動等有關內(nèi)容理解和掌握程度。高三復習要讓學生深刻理解一些基本概念的內(nèi)涵和外延。A.反應在t1min內(nèi)的平均速率應該是
16、t1min內(nèi)H2濃度變化與t1的比值，而不是H2物質的量的變化與t1的比值。B.因為反應前后物質的量保持不變，保持其他條件不變，平衡常數(shù)不會改變，起始時向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，似乎與起始時向容器中充入0.60molH2O和1.20 molCO效果是一致的，到達平衡時，n(CO2)0.40 mol。C.保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，平衡向右移動，達到新平衡時CO轉化率增大，H2O轉化率減小，H2O的體積分數(shù)會增大。D.原平衡常數(shù)可通過三段式列式計算（注意濃度代入）結果為1，溫度升至800，上述反應平衡常數(shù)為0.64，說明溫
17、度升高，平衡是向左移動的，那么正反應應為放熱反應。2、解析：A項，甲乙是等效平衡，c1c2，運用疊加原理比較乙、丙可得c32c2，即c32c1；B項，甲反應生成NH3的量加乙反應消耗NH3的量恰好為2 mol，ab92.4；C項，將丙分兩步完成，第一步將4 mol NH3加入2倍體積的容器，達到與乙一樣的平衡狀態(tài)，此時丙的壓強p3等于p2，第二步將丙的體積壓縮至一倍體積，在這一時刻，丙的壓強p32p2，增大壓強，平衡向右移動，壓強減小，最終平衡時，2p2p3；D項，甲乙為等效平衡，121，丙的轉化率小于2，131。3解析：由題意知該反應是一個放熱的可逆反應，升高溫度平衡向吸熱的逆反應方向移動，
18、依據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知K應該減小，A正確；pH增大溶液堿性增強，會中和溶液中H，降低生成物濃度平衡向正方應方向移動，Cr2O72的轉化率會增大，B不正確；溫度升高，正、逆反應速率都增大，C錯誤；增大反應物Pb2的濃度，平衡向正方應方向移動，Cr2O72的物質的量會減小，D不正確。4解析：溫度高反應速率就快，到達平衡的時間就短，由圖像可與看出曲線b首先到達平衡，所以曲線b表示的是20時的Yt曲線，A不正確；根據(jù)圖像溫度越高CH3COCH3轉化的越少，說明升高溫度平衡向逆反應方向進行，即正方應是放熱反應，C不正確；當反應進行到反應進行到20min時，從圖像中可以看出b曲線對應的轉化分數(shù)高于a曲線
19、對應的轉化分數(shù)，這說明b曲線即20時對應的反應速率快，所以，B不正確；根據(jù)圖像可以看出當反應進行到66min時a、b曲線對應的轉化分數(shù)均相同，都是0.113，這說明此時生成的CH3COCH2COH(CH3)2一樣多，所以從Y=0到Y=0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的，即選項D正確。5解析：這是一個反應前后體積不變的可逆反應，由于容器恒容，因此壓強不影響反應速率，所以在本題中只考慮溫度和濃度的影響。由圖可以看出隨著反應的進行正反應速率逐漸增大，因為只要開始反應，反應物濃度就要降低，反應速率應該降低，但此時正反應卻是升高的，這說明此時溫度的影響是主要的，由于容器是絕熱的，因此只能是
20、放熱反應，從而導致容器內(nèi)溫度升高反應速率加快，所以選項C不正確；但當?shù)竭_c點后正反應反而降低，這么說此時反應物濃度的影響是主要的，因為反應物濃度越來越小了。但反應不一定達到平衡狀態(tài)，所以選項A、B均不正確；正反應速率越快，消耗的二氧化硫就越多，因此選項D是正確的。6解析：溫度降低時，反應中氣體的物質的量減少，說明平衡向正方應方向移動，因此正方應是放熱反應；由圖可以看出達平衡（I）時體系的壓強與反應開始時體系的壓強之比為；同理可以計算出達平衡（I）時反應中氣體的物質的量是，即物質的量減少了，所以達平衡（I）時，X的轉化率為；由于溫度變化反應的平衡已經(jīng)被破壞，因此在平衡（I）和平衡（II）中M的體
21、積分數(shù)不相等。7解析：“D的物質的量只允許在d mol到2d mol之間取值”表明平衡向正反應方向移動，該反應是正反應放熱的可逆反應，降低反應的溫度平衡向正反應方向移動，D符合題意?；瘜W方程式?jīng)]有標明各物質的聚集狀態(tài)，其他選項均不能選。8解析：在相同體積和溫度的條件下，甲、乙兩容器是等效體系，平衡時兩容器中各組分的濃度相同；若提高相同的溫度，甲、乙兩體系平衡移動的情況相同；若向甲中加入一定量的He，平衡不移動；若向甲中加0.1 mol H2和向乙中加0.1 mol I2，則使平衡移動的效果相同；而降低甲的溫度會使平衡向正向移動，c(HI)提高。9解析：根據(jù)Vt圖象知，反應進行至1 min時，放
22、出O2的體積為30 mL，反應進行至2 min時，放出O2的體積為45 mL，反應進行至4 min時，放出O2的體積達最大值60 mL；由Vt曲線的斜率變化可知：D、C、B、A的反應速率逐漸減小，這是因為隨著反應的進行，c(H2O2)逐漸降低，反應速率逐漸變小。10解析：（1）A不能表示正逆反應速率相等；B反應進行則壓強增大；C恒容，反應進行則密度增大；D反應物是固體，NH3的體積分數(shù)始終為2/3需將25的總濃度轉化為NH3和CO2的濃度；K可不帶單位。加壓，平衡逆移；據(jù)表中數(shù)據(jù)，升溫，反應正移，H0，固體分解為氣體，S0。（2）；圖中標與標的曲線相比能確認。10（1）BC； Kc2(NH3)
23、c(CO2)(2c/3)2(1c/3)1.6108（molL1)3 增加； ，。（2）0.05molL1min1；25反應物的起始濃度較小，但06min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15大。11解析：（1）NO2溶于水生成NO和硝酸，反應的方程式是3NO2H2O=NO2HNO3；在反應6NO 8NH37N512 H2O中NO2作氧化劑，化合價由反應前的+4價降低到反應后0價，因此當反應中轉移1.2mol電子時，消耗NO2的物質的量為，所以標準狀況下的體積是。（2）本題考察蓋斯定律的應用、化學平衡狀態(tài)的判斷以及平衡常數(shù)的計算。 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） H1=-196.6 kJ
24、mol-1 2NO（g）+O2（g）2NO2（g） H2=-113.0 kJmol-1 。即得出2NO2（g）+2SO2（g）2SO3（g）+2NO（g） H=H2H1=-113.0 kJmol-1 +196.6 kJmol-1+83.6 kJmol-1。所以本題的正確答案是41.8；反應NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的特點體積不變的、吸熱的可逆反應，因此a不能說明。顏色的深淺與氣體的濃度大小有關，而在反應體系中只有二氧化氮是紅棕色氣體，所以混合氣體顏色保持不變時即說明NO2的濃度不再發(fā)生變化，因此b可以說明；SO3和NO是生成物，因此在任何情況下二者的體積比總是滿足1：1
25、，c不能說明；SO3和NO2一個作為生成物，一個作為反應物，因此在任何情況下每消耗1 mol SO3的同時必然會生成1 molNO2，因此d也不能說明；設NO2的物質的量為1mol，則SO2的物質的量為2mol，參加反應的NO2的物質的量為xmol。 （3）由圖像可知在相同的壓強下，溫度越高CO平衡轉化率越低，這說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，因此正反應是放熱反應；實際生產(chǎn)條件的選擇既要考慮反應的特點、反應的速率和轉化率，還要考慮生產(chǎn)設備和生產(chǎn)成本。由圖像可知在1.3104kPa左右時，CO的轉化率已經(jīng)很高，如果繼續(xù)增加壓強CO的轉化率增加不大，但對生產(chǎn)設備和生產(chǎn)成本的要求卻增加，所以選擇該
26、生產(chǎn)條件。11、（1）3NO2H2O=NO2HNO3；6.72（2）41.8；b；8/3；（3） 在1.3104kPa下，CO的轉化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失。12【解析】（1）因為鐵易生銹，即鐵表面會有鐵的氧化物等雜質，所以要用硫酸除去鐵表面的氧化物等雜質；氧氣具有強氧化性，會氧化生成的Fe2+，為防止該反應的發(fā)生必需通入一種保護原性氣體且不能引入雜質，因此可以選用氮氣；（2）由圖像可知反應的產(chǎn)物有Fe2+、NH4和NO氣體，所以該反應的離子方程式是：4Fe10HNO3=4Fe2NH43H2O；t1時刻后，隨著反應的進行，溶液中pH逐漸增大，當pH
27、達到一定程度時就會和反應產(chǎn)生的Fe2+結合，因此其濃度沒有增大；（3）影響反應速率的外界因素比較多，例如溫度、濃度、溶液多酸堿性、固體多表面積等等；（4）要驗證假設一，需要固定其它條件不變，例如硝酸的濃度、反應的溫度、鐵的表面積都必需保持一致，然后在相同時間內(nèi)測量溶液中NO3的濃度（依據(jù)提示：溶液中的NO3濃度可用離子色譜儀測定）來判斷pH不同時對脫氮對反應速率有沒有影響。12（1）除去鐵粉表面的氧化物等雜質 N2（2）4Fe10HNO3=4Fe2NH43H2O；生成的Fe2水解（或和溶液中OH的結合）；（3）溫度 鐵粉顆粒大?。?）實驗步驟及結論：分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中；調節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同，并通入氮氣；分別向上述溶液中加入足量等質量的同種鐵粉；用離子色譜儀測定相同反應時間時各溶液中NO3的濃度。若pH不同KNO3溶液中，測出的NO3濃度不同，表明pH對脫氮速率有影響，否則無影響。（本題屬于開放性試題，合理答案均可）
專題化學反應速率和化學平衡訓練
