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化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡鏈接高考熱點 熱點一　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及影響因素 [熱點分析]　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及外界條件對化學(xué)平衡的影響等知識的考查在高考中出現(xiàn)率幾乎為100%。對“可逆反應(yīng)”和“化學(xué)平衡”的概念理解不透徹是造成失分的重要原因。解答此類題目時關(guān)鍵要理解以下內(nèi)容： (1)化學(xué)平衡是化學(xué)反應(yīng)限度的體現(xiàn)，也是可逆反應(yīng)的特點。化學(xué)平衡是在一定條件下的平衡，當(dāng)條件改變時化學(xué)平衡狀態(tài)可能發(fā)生改變，但前提是正、逆反應(yīng)速率的改變程度不同。 (2)化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率相等，表現(xiàn)為各組分的含量保持恒定，這也是判斷某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的根本依據(jù)。 　(2015高考安徽卷)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為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a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。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b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的ΔH<0 解析：選A。A.由曲線a可知，達(dá)到平衡時c(N2)＝c1 molL－1，則生成的c(NO)＝2(c0－c1) molL－1，故K＝＝。B.反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體，當(dāng)容器保持恒容時，混合氣體的密度始終保持不變。C.催化劑的加入只能改變反應(yīng)速率而不可能使平衡發(fā)生移動，故加入催化劑后達(dá)到平衡時，c(N2)仍為c1 molL－1。D.若曲線b改變的是溫度，根據(jù)達(dá)到平衡時曲線b對應(yīng)的時間短，則對應(yīng)溫度高，升高溫度時c(N2)減小，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0。 熱點二　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合分析 [熱點分析]　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是化學(xué)反應(yīng)原理的難點，也是高考考查的熱點之一。重點考查化學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)方向和反應(yīng)限度方面的判斷與計算，以可逆反應(yīng)為載體，考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的基本理論與計算；以圖像為載體，考查理論的應(yīng)用、圖像或圖表的分析能力。 　(2015高考重慶卷)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1 反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是(　　) A．升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大 C．反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol D．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80% 解析：選C。A.升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不正確。B.通入CO后，正反應(yīng)速率瞬間增大，之后化學(xué)平衡發(fā)生移動，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)達(dá)到新的化學(xué)平衡狀態(tài)，故不正確。C.設(shè)反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為a mol，容器的容積為1 L，列“三段式”進(jìn)行解題：　　　　　 CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) 10 　a 　0 　0 2 　2 　2 　2 8 a－2 　2 　2 化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝0.1，解得a＝7，故正確。 D．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為100%＝20%，故不正確。 熱點三　涉及化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率及平衡濃度計算的綜合分析 [熱點分析]　高考中關(guān)于轉(zhuǎn)化率的考查主要有兩種形式：一種是以選擇題形式考查外界條件對轉(zhuǎn)化率的影響，另一種是以非選擇題形式考查有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計算，兩種形式難度均不大。平衡常數(shù)是新課標(biāo)中的新增內(nèi)容，因而考查的較多，主要涉及平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫、影響因素及有關(guān)計算。一般不單獨命題，常和轉(zhuǎn)化率聯(lián)系在一起穿插于綜合題中考查，題型以非選擇題為主，考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。 　(2014高考全國卷Ⅱ)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。 回答下列問題： (1)反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在0～60 s時段，反應(yīng)速率v(N2O4)為________molL－1s－1；反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為________。 (2)100 ℃時達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.002 0 molL－1s－1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。 a．T__________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 b．列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2：____________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)溫度T時反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動，判斷理由是____________________________________________。 解析：(1)由題意及圖示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，說明反應(yīng)向生成NO2的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH>0；由圖示知60 s時該反應(yīng)達(dá)到平衡，消耗N2O4為0.100 molL－1－0.040 molL－1＝0.060 molL－1，根據(jù)v＝可知：v(N2O4)＝＝0.001 0 molL－1s－1；求平衡常數(shù)可利用三段式：　　　　 N2O4(g)2NO2(g) 起始量(molL－1) 0.100 0 轉(zhuǎn)化量(molL－1) 0.060 0.120 平衡量(molL－1) 0.040 0.120 K1＝＝＝0.36。 (2)100 ℃時達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)降低，說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應(yīng)方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，故T >100 ℃。由c(N2O4)以0.002 0 molL－1s－1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達(dá)到平衡，可知此時消耗N2O4為0.002 0 molL－1s－110 s＝0.020 molL－1，由三段式：　　　　 N2O4(g)2NO2(g) 起始量(molL－1) 0.040 0.120 轉(zhuǎn)化量(molL－1) 0.020 0.040 平衡量(molL－1) 0.020 0.160 K2＝＝＝1.28。 (3)溫度T時反應(yīng)達(dá)到平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，壓強增大，平衡會向氣體體積減小的方向移動，該反應(yīng)逆反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，故平衡向逆反應(yīng)方向移動。 答案：(1)大于　0.001 0　0.36 (2)a.大于　反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高 b．平衡時，c(NO2)＝0.120 molL－1＋0.002 0 molL－1s－110 s2＝0.160 molL－1，c(N2O4)＝0.040 molL－1－0.002 0 molL－1s－110 s＝0.020 molL－1，K2＝＝1.28 (3)逆反應(yīng)　對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動 排查落實練二　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 一、正誤判斷再落實 1．化學(xué)反應(yīng)速率 (1)活化分子的碰撞都是有效碰撞。(　　) (2)壓強越大，活化分子百分?jǐn)?shù)越大。(　　) (3)決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)在因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。(　　) (4)固體和純液體的濃度是固定的，增加固體或純液體的用量，反應(yīng)速率保持不變。(　　) (5)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)就不再進(jìn)行。(　　) (6)在恒溫條件下，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率一定加快。 (　　) (7)在一定條件下，增加反應(yīng)物的量，化學(xué)反應(yīng)速率一定加快。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)√　(4)√　(5)　(6) (7) 2．化學(xué)平衡 (1)正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動。(　　) (2)在恒容條件下，有兩個平衡體系：A(g)2B(g)；2A(g)B(g)，都增加A的量，A轉(zhuǎn)化率都變小。(　　) (3)在一定條件下，平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)速率變大。(　　) (4)由溫度或壓強改變引起的平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。(　　) (5)平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都增大。(　　) (6)對于N2(g)＋3H2 (g)2NH3(g)　ΔH＜0達(dá)到平衡后，改變條件： ①保持體積不變，充入N2，平衡向正反應(yīng)方向移動，其轉(zhuǎn)化率增大。(　　) ②保持體積不變，充入NH3，則NH3的體積分?jǐn)?shù)減小。(　　) ③保持溫度不變，壓縮體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，N2、H2的轉(zhuǎn)化率均增大，其體積分?jǐn)?shù)均減小，NH3的體積分?jǐn)?shù)增大，N2、H2的濃度增大，NH3的濃度減小。(　　) (7)對于C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)反應(yīng)，在一定條件下達(dá)到平衡，增加或減少C(s)的量平衡不移動。(　　) (8)對于2SO2(g)＋O2 (g)2SO3 (g)反應(yīng)，當(dāng)密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。(　　) (9)對于C(s)＋CO2(g)2CO(g)反應(yīng)，當(dāng)密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。(　　) (10)對于2SO2(g)＋O2(g)2SO3 (g)和I2(g)＋H2(g)2HI(g)反應(yīng)，在恒溫恒容條件下，當(dāng)壓強保持不變時，均能說明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)√　(5)　(6)① ②?、邸?7)√　(8)　(9)√　(10) 二、簡答專練，規(guī)范語言 1．固體或純液體的濃度是一個常數(shù)，因此在任何情況下都不會影響化學(xué)反應(yīng)速率。這種說法是否正確？為什么？ 答案：這種說法不正確。固體或純液體的濃度是一個常數(shù)，因此改變固體或純液體的量不會影響化學(xué)反應(yīng)速率。但是對于固體而言，其顆粒的大小影響反應(yīng)物接觸面積的大小，也就會影響單位時間內(nèi)發(fā)生有效碰撞的次數(shù)，因而影響化學(xué)反應(yīng)速率，顆粒越小，接觸面積越大，反應(yīng)速率越快。 2．對已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)，當(dāng)減小生成物濃度時，平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)速率加快。這種說法是否正確？為什么？ 答案：不正確。平衡向正反應(yīng)方向移動的充要條件是正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率(正反應(yīng)速率未必增大)，而不能想當(dāng)然地認(rèn)為平衡向正反應(yīng)方向移動的充要條件是正反應(yīng)速率增大。若借助速率－時間圖像(如圖所示)分析則會一目了然。 在t1時刻減小生成物濃度，逆反應(yīng)速率立即減小，而此刻反應(yīng)物濃度不變，正反應(yīng)速率不變，隨后平衡發(fā)生移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，最終達(dá)到新平衡，顯然新平衡的正反應(yīng)速率比原平衡的小。 3．對于反應(yīng)FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，在一定條件下達(dá)到平衡，當(dāng)加入KCl固體時，平衡是否發(fā)生移動？為什么？ 答案：平衡不移動，該反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，K＋、Cl－實質(zhì)沒有參與反應(yīng)，所以加入KCl(s)，平衡不移動。 4．某溫度下，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2 (g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1，在該溫度下，取1 mol N2和3 mol H2放入密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4 kJ，為什么？ 答案：該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4 kJ。 5．在一體積可變的容器中，對于反應(yīng)A(g)2B(g)＋C(g)，當(dāng)減小壓強時，平衡向正反應(yīng)方向移動，因此物質(zhì)B的濃度增大，這種說法是否正確？為什么？ 答案：不正確。溫度不變，減小壓強時，平衡向正反應(yīng)方向移動，在生成物B的物質(zhì)的量增加的同時，反應(yīng)混合物的總體積也增大了，并且反應(yīng)混合物體積增大的倍數(shù)要大于B的物質(zhì)的量增大的倍數(shù)，結(jié)果是物質(zhì)B的濃度減小。 6．在一密閉容器中，aA(g)bB(g)達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)達(dá)到新平衡時，B的濃度是原來的60%，則物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小。這種說法是否正確？為什么？ 答案：不正確。容器容積增大一倍的那一刻B的濃度應(yīng)為原來的50%，而新平衡建立后B的濃度卻為原來的60%，即由于容器容積增大一倍平衡向正反應(yīng)方向移動，故A的轉(zhuǎn)化率增大。