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- 2021-05-13 发布
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【2019最新】精选备考高考化学150天全方案之纠错补缺专题08化学反应速率和化学平衡学案含解析
一、化学反应速率
不能准确计算化学反应速率
1.计算化学反应速率时,要注意题目要求用何种物质表示,且注意是单位时间内物质的量浓度的变化量,一般不用物质的量的变化量来表示。
2.化学反应速率是在一段时间内的平均速率,且均取正值。
3.固体和纯液体(不是溶液),其浓度可视为常数,因此不用固体和纯液体表示化学反应速率。
【易错典例1】用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积),下列分析正确的是( )
A.OE段表示的平均反应速率最快
B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
C.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D.F点收集到的CO2的量最多
【答案】B
不能正确理解外界条件对速率的影响
1.误认为随着化学反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定,因为反应速率不仅受浓度影响,而且受温度影响,一般会先增大后减小。
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2.误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的浓度变化表示化学反应速率,但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
3.误认为只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行,若充入氦气(或不参与反应的气体),压强增大,但参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变;若反应在密闭容积可变的容器中进行,充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变,相当于压强减小,反应速率减小。
【易错典例2】反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
【答案】C
【解析】增大固体的量、恒容时充入惰性气体对参加反应物质的浓度无影响,故对反应速率无影响。
不会判断外界条件对v正、v逆的影响
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误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致,如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动,则对于放热反应,升温时,逆反应速率增大,而正反应速率减小。其实不然,温度升高,正、逆反应速率都增大,只是吸热反应方向速率增大程度大;增加压强,v正、v逆均增大,对气体系数和大的一方,速率改变大。
【易错典例3】对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )
A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
【答案】B
二、化学平衡
速率和平衡移动关系中的易错点
1.误认为随着化学反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小,其实不一定,因为反应速率不仅受浓度影响,而且受温度影响,一般会先增大后减小。
2.混淆化学反应速率变化与化学平衡的移动的关系。化学平衡移动,则化学反应速率一定改变,但化学反应速率改变,化学平衡不一定移动,如催化剂对化学平衡的影响。另外平衡正向移动,不可错误地认为逆反应速率一定减小,正反应速率一定增大。
【易错典例1】CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下( )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,加快了反应速率,反应的ΔH也随之改变
B.改变压强,反应速率发生改变,但平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.温度降低,正、逆反应速率都减小,反应放出的热量不变
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D.恒容时充入稀有气体或充入H2,正、逆反应速率都减小
【答案】B
【解析】对于一个特定的化学反应来说,ΔH是固定不变的,与加入催化剂与否无关,A项错误;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,反应速率发生改变,但平衡不移动,反应放出的热量不变,B项正确;温度降低,正、逆反应速率都减小,且平衡正向(放热方向)移动,反应放出的热量增加,C项错误;恒容时,充入H2,H2的浓度增大,逆反应速率增大,D项错误。
不能准确把握外界条件改变对平衡移动的影响
1.误认为改变任意一个条件,都能引起平衡移动。其实不一定,如对于反应前后气体分子数不变的反应,减小体积引起体系压强增大,由于反应混合物中各组分浓度同等程度增大,故平衡不移动。
2.混淆勒夏特列原理中的“减弱”。勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。此处的“减弱”是在改变后的基础上减弱,并不能抵消,更不能超越。
【易错典例1】已知可逆反应aA(g)+bB(?) cC(g) ΔH>0(B物质的状态未确定)。关于该反应的描述正确的是( )
A.加压若平衡正向移动,则a>c xk/w
B.加入一定量的B,平衡一定正向移动
C.缩小容器的体积,各物质的浓度一定增大
D.升高温度,平衡一定正向移动,混合气体的平均摩尔质量的变化不能确定
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【答案】D
转化率和平衡常数中的易混淆点
1.对于一个确定的可逆反应,影响平衡常数的因素只有温度。易误认为只要平衡移动,平衡常数就发生变化。
2.计算某反应的平衡常数时,要注意利用各物质的平衡浓度而不是初始浓度,更不要错误地利用物质的量来计算。
3.误认为化学平衡向正反应方向移动,则反应物的浓度一定减小,或反应物转化率一定增大。其实不然,这是因为造成平衡移动的因素有多种,如当增大某种反应物的浓度时,平衡虽向正反应方向移动,但该反应物浓度最终增大,且转化率降低。
4.误认为任何可逆反应都是正向开始随后达到平衡。其实不一定,因为一开始反应的进行方向取决于浓度商Q和化学平衡常数K的大小关系。
【易错典例3】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( )
【答案】D
不会分析化学平衡图像
解答化学平衡图像题要明确以下注意点,以免造成不必要的失分。
(1)注意某物质的转化率与其百分数“相反”。
(2)注意图像的形状和走向是否符合给定的化学反应。
(3)注意图像是否通过“原点”,即是否有“O”点。
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(4)注意两个变量之间的关系,判断图像正确与否,可加辅助线,通常在横坐标上作垂线为辅助线,使两个“变量”成一个“变量”来判断图像是否合理。
【易错典例4】两体积相等的密闭容器中均充入1 mol X和1 mol Y,分别于300 ℃和500 ℃开始发生反应:X(g)+Y(g) 3Z(g),Z的含量(Z%)随时间t的变化如图所示。已知在t3时刻改变了某一实验条件。下列判断正确的是( )
A.曲线a是500 ℃时反应过程的图像
B.正反应是吸热反应
C.t3时刻可能是增大了压强
D.t3时刻可能是降低了温度
【答案】D
【解析】从题图可知,曲线b先达到平衡,则对应的反应温度为500 ℃,但Z的含量较低,故该反应的正反应是放热反应,A、B项错误;该反应前后气态物质体积增大,故增大压强平衡逆向移动,Z的含量降低,C项错误;降低温度,平衡正向移动,Z的含量升高,D项正确。
1.一定量的锌粉和3mol/L的过量盐酸反应,当向其中加人少量的下列物质时能加快化学反应速率但不影响产生H2总量的是
①铁粉 ②银粉 ③石墨粉 ④稀硝酸 ⑤CaCO3 ⑥浓盐酸
A.②④⑥ B.①②⑤⑥ C.②③⑥ D.②③④⑥
【答案】C
2.可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡的标志是
A.混合气体的颜色不再改变 B.H2、I2、HI分子个数比为1:1:2
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C.混合气体中I2和H2的体积分数相等 D.v(H2):v(HI)=1:2
【答案】A
【解析】A、混合气体的颜色不再改变说明单质碘的浓度不再变化,说明反应达到平衡状态,A正确;B、H2、I2、HI分子个数比为1:1:2不能说明正逆反应速率相等,反应不一定处于平衡状态,B错误;C、混合气体中I2和H2的体积分数相等不能说明正逆反应速率相等,反应不一定处于平衡状态,C错误;D、v(H2):v(HI)=1:2不能说明正逆反应速率相等,反应不一定处于平衡状态,D错误,答案选A。
点睛:明确平衡状态的含义、特征、判断依据是解答的关键,选项A是解答的易错点,注意气体颜色的深浅与浓度有关系,颜色不变,即说明浓度不再发生变化。判断时要抓住对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。
3.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是
A.a=6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<50 D.50℃时,经过5s蔗糖浓度减少一半
【答案】D
点睛:注意分析表格找变化规律。
4.一定温度下,在2L固定容积的密闭容器中发生反应:2N2O5(g)
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4NO2(g)+O2(g) △H>0,反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是
A.曲线b表示NO2的物质的量随反应时间的变化
B.10 s时,正反应速率小于逆反应速率
C.20 s时,正反应速率等于逆反应速率
D.0-20s内平均反应速率v(N2O5)=0.1 mol·L-1·s-1
【答案】C
5.在一定温度下,将H2和I2(g)各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下:
t/min
2
4
7
9
N(I2)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法不正确的是
A.反应前4min的平均速率v(HI)=2.5×10-3mol/(L•min)
B.当体系压强不再改变时可以判断反应达到平衡状态
C.该温度下此反应的书衡常数K=1.44 x*kw
D.再充入0.05molH2、0 .05molI2(g)和0.06molHI,平衡不移动
【答案】B
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【解析】A.反应前4min的平均速率v(HI)=2v(I2)=2×0.05/10/4mol/(L•min)=2.5×10-3mol/(L•min),故A正确;B.该反应气体物质的量不变,体系压强不会随着反应进行而改变,所以不能由体系压强不再改变判断反应达到平衡状态,故B不正确;C.该温度下平衡浓度为c(H2)=c(I2)=0.010mol/L、c(HI)=0.012mol/L,此反应的书衡常数K==1.44,故C正确;D.该反应气体物质的量不变,再充入0.05molH2、0.05molI2(g)和0.06molHI,相当于加压,平衡不移动,故D正确。故选B。
6.T℃时,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入体积为1L的密闭容器中,在一定条件发生下述反应: A(g)+B(g)2C(g)+D(s) △H<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol。下列说法正确的是
A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%
B.T℃时该反应的化学平衡常数Kc=2
C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡逆向移动
D.相同条件下,若将1.0molA(g)和1.0molB(g)充入同样容器,达到平衡后,A(g)的转化率为50%
【答案】D
7.向2l恒温恒容容器中加入2molMgSO4并充入 2molCO,发生反应:MgSO4(s)+ CO(g) MgO(s)+ CO2(g)+SO2(g)△H > 0 。测得反应过程中残留固体的质量随时间变化如图所示,下列说法不正确的是
A.0 ~2min内平均反应速率v(SO2)= 0.3 mol·l-1 ·min-1
B.2 ~4min内容器内气体的密度没有变化
C.该温度下,反应的平衡常数为1.8
D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 molCO,反应达到平衡时,n(CO2)> 0.60 mol
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【答案】C
不变,起始时向1L容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 mol CO,反应达到平衡时与题中的平衡等效,可以求出n(CO2)= 0.6 mol。在此基础上,减小压强,把容器体积扩大到2L,则平衡向正反应方向移动,所以n(CO2)> 0.60 mol,D正确。本题选C。
8.在恒容密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g);△H>0 。达到平衡后,改变一个条件(x),下列量(y)一定符合右图中曲线的是( )
x
y
A
再加入A
B的转化率
B
加入催化剂
A的体积分数
C
压强
混合气体的总物质的量
D
温度
混合气体的总物质的量
【答案】A
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