1、专题2 化学反应速率与化学平衡 复习提升易混易错练易错点1对平衡移动原理的误解1.(2021江苏如皋中学高二上阶段性检测,)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A.C2H5Br在NaOH溶液中水解生成C2H5OHB.氯水中加入CaCO3粉末以提高氯水中HClO的浓度C.摇晃可乐瓶,拧开瓶盖立即有大量泡沫溢出D.用Zn粒与稀盐酸反应制备H2时,常在盐酸中滴加几滴CuSO4溶液2.(2020广东深圳罗湖高级中学高二上段考,)将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g)H0并达到平衡。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述不正确的是()A.升高温度
2、,X的体积分数增大B.增大压强(缩小容器容积),Z的物质的量不变C.保持容器容积不变,充入稀有气体,Y的浓度不变D.保持容器容积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大易错点2相关图像分析不到位3.(2019北京东城高二上期末,)某温度下,在容积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2,发生CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H0,测得CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如图所示,(已知,此温度下,该反应的平衡常数K=2.25),下列说法正确的是()A.010 min,v(H2)=0.075 molL-1min-1B.点b所对应的状态为化学平衡状
3、态C.CH3OH的生成速率:点a低于点bD.欲使平衡状态时c(CH3OH)c(CO2)增大,可保持其他条件不变,升高温度4.(2020安徽宿州砀山第二中学高二上月考,)已知反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H0。某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡状态后,SO2的平衡转化率(SO2)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是()A.由图甲推断,B点SO3的平衡浓度为0.3 mol/LB.在图甲中,在此温度下,C点v正T1易错点3计算反应速率、平衡常数时忽略体系的体积5.(2020浙江浙东北联盟高二上期中,)对利用甲烷消除N
4、O2污染进行研究:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法不正确的是()组别温度 时间/minn/mol010204050T1n(CH4)0.500.350.250.100.10T2n(CH4)0.500.300.180.15A.组别中,020 min内,NO2的降解速率为0.025 mol/(Lmin)B.由实验数据可知实验控制的温度T1T2C.40 min时,表格中T2对应的n(CH4)为0.15 molD.01
5、0 min内,CH4的降解速率6.(双选)(2020江苏南通高三上调研,)、三个容积均为1 L的恒容密闭容器中均投入1 mol CO2和3 mol H2,在不同温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H。反应10 min,测得各容器内CO2的物质的量分别如下图所示。下列说法正确的是()A.该正反应Hv正思想方法练 “数形结合”思想在化学平衡中的应用方法概述数形结合思想是通过“以形助数”或“以数解形”,即通过抽象思维与形象思维的结合,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,从而起到提高学生思维能力的目的。化学平衡图像反映了平衡体系中各组成成分在反应过程中的浓度、反应速
6、率随时间的变化规律,以及物质的平衡浓度或反应物的转化率随温度或压强的变化规律,为“以形助数”的代表;等效平衡问题的模型化分析则为“以数解形”的典型。这些都是应用数形结合才能解决的问题。1.(双选)(2021江苏无锡江阴高三上开学检测,)将H2和CO以n(H2)n(CO)=2的投料比充入1 L的恒容密闭容器中,一定条件下发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H,测得CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示。下列说法正确的是(深度解析)A.该反应的H0B.压强大小:p1p2c3B.a+b=92.4C.2p2p3D.a1+a3K(85 ),反应速率vbvdD.生
7、产时反应温度控制在8085 为宜5.(双选)(2020江苏扬州高二上期末,)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为恒容容器中,进料浓度比c(HCl)c(O2)分别为71、41、11时HCl平衡转化率随温度变化的关系,下列说法正确的是()A.曲线对应的起始浓度比为c(HCl)c(O2)=71B.该反应的H0C.若500 时,进料c(HCl)=4 molL-1、c(O2)=1 molL-1,可得K=1D.500 时,
8、若进料c(HCl)=2 molL-1、c(O2)=0.5 molL-1、c(Cl2)=2 molL-1、c(H2O)=2 molL-1,则反应达平衡前v正Y2;X代表温度,且H3k逆D.T2时,向2 L密闭容器中充入0.6 mol NO、0.4 mol O3,到达平衡时c(NO2)小于乙容器中平衡时c(NO2)8.(双选)(2020江苏连云港高二下期末,)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)HbcB.上述三种温度之间关系为T1T2T3C.a点状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动D.c点状态下再通入1 mol CO
9、和4 mol H2,新平衡中H2的体积分数增大答案全解全析易混易错练1.DC2H5Br水解生成HBr和C2H5OH,是可逆反应,NaOH溶液与HBr反应,促使水解平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,A项不符合题意;氯水中存在化学平衡Cl2+H2O HCl+HClO,盐酸和碳酸钙反应,促使上述平衡正向移动,所以能提高HClO的浓度,能用勒夏特列原理解释,B项不符合题意;因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,摇晃可乐瓶,拧开瓶盖后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,C项不符合题意;Zn置换出Cu后与盐酸一起构成原电池,反应速率加快,没有涉及平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,D项正确。易错警示
10、误认为锌与盐酸反应为可逆反应,平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用平衡移动原理解释。2.D题述反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,A项正确;增大压强(缩小容器容积),平衡不移动,则Z的物质的量不变,B项正确;保持容器容积不变,充入一定量的稀有气体,平衡不移动,Y的浓度不变,C项正确;保持容器容积不变,充入一定量的Z,平衡逆向移动,由于该反应前后气体体积相等,则新平衡与原平衡等效,X的物质的量分数不变,D项错误。易错警示本题易误以为充入一定量的Z,平衡逆向移动,导致X的体积分数增大,易忽视等效平衡原理的应用。3.B010 min,
11、n(CH3OH)增加0.75 mol,v(CH3OH)=0.75 mol(1 L10 min)=0.075 molL-1min-1,则v(H2)=0.225 molL-1min-1,A项错误;据图中数据,点b所对应状态的容器中含有0.25 mol CO2、1 mol H2、0.75 mol CH3OH、0.75 mol H2O(g),将它们的浓度代入Qc表达式,得Qc=2.25=K,点b所对应状态为化学平衡状态,B项正确;从起始到平衡状态过程中,CH3OH的生成速率(正反应速率)逐渐减小,因此点a所对应状态的CH3OH的生成速率高于点b对应状态的CH3OH的生成速率,C项错误;欲使平衡状态时c
12、(CH3OH)c(CO2)增大,可使平衡右移,因正反应的H0,可保持其他条件不变,降低温度,D项错误。易错警示图中点b之后的曲线未画出,不能由图像臆断点b对应的状态是否为化学平衡状态,应根据Qc与K的关系判断该状态是否为化学平衡状态。4.B二氧化硫起始浓度为2mol10 L=0.2 mol/L,由图甲可知B点SO2的转化率为85%,所以c(SO2)=85%0.2 mol/L=0.17 mol/L,故三氧化硫的平衡浓度为0.17 mol/L,A项错误;在图甲中,曲线上的点处于此温度下不同压强下的平衡状态,在此温度下,保证压强不变的情况下C点向达到平衡状态进行,SO2的转化率降低,反应向逆向进行,
13、则v正v逆,B项正确;达到平衡后,保持体积不变,充入氦气,压强增大,但反应体系的各组分浓度不变,化学反应速率不变,平衡不移动,则反应速率变化图像不可以用图乙表示,C项错误;由到达平衡的时间可知,温度为T1时反应先达到平衡状态,由“先拐先平数值大”原则知T2T1,D项错误。易错警示该题的易错点是C项,当容器的体积不变,通入惰性气体,压强增大,但反应体系中各组分的浓度是不变的,平衡不发生移动。5.A组别中,020 min内,参加反应的CH4为0.25 mol,则参加反应的NO2为0.50 mol,NO2的降解速率为0.50mol2 L20min=0.012 5 mol/(Lmin),A项错误;从表
14、中数据可以看出,010 min内,T1时参加反应的CH4的物质的量为0.15 mol,T2时参加反应的CH4的物质的量为0.20 mol,T2时CH4的反应速率快,由此可得出T1T2,B项正确;40 min时,T1温度下反应已达平衡状态,则T2温度下反应肯定也已经达平衡状态,CH4的物质的量不再改变,n(CH4)为0.15 mol,C项正确;由题表信息推知CH4的降解速率,D项正确。6.AD经判断知:10 min时,容器中反应一定没达到平衡状态,容器中一定达到平衡,容器中是否达到平衡无法确定。容器中CO2的量大于容器,说明温度升高,不利于反应正向进行,所以正反应的HK,平衡将逆向移动,此时v逆
15、v正,D项正确。易错警示计算化学平衡常数时,千万不能忽视反应体系的体积,且需要理解平衡常数K与Qc的关系,能够根据K与Qc的关系判断平衡移动方向。思想方法练1.AD根据题图可以看出当压强一定时,温度越高CO的平衡转化率越低,即温度升高平衡逆向移动,则正反应放热,A项正确;当温度一定时,可以看出p1时CO的平衡转化率最高,正反应是气体分子数减小的反应,因此压强越大CO的平衡转化率应该越大,故p1p2p3,B项错误;该反应为气体分子数改变的反应,起始时反应物的物质的量未知,根据现有数据无法计算平衡常数,C项错误;有两种气体反应物A、B参加反应时,若增加A的起始浓度,则可以提高B的转化率,D项正确。
16、方法点拨恒温线(或恒压线)图像要抓住常见类型,准确分类。要运用“定一议二”的原则,定压强,讨论转化率与温度的关系,定温度,讨论压强与转化率的关系。2.BD本题属于基本理论中化学平衡、等效平衡、反应的能量变化、体系压强、反应物转化率综合的一个问题。根据题意,可构造出以下图示过程:甲、乙在恒温、恒容情况下是完全等效平衡,平衡时NH3的浓度相等,即c1=c2、p1=p2,而因为甲是从正反应方向开始达到平衡,乙是从逆反应方向开始达到平衡,故反应物的转化率应有:1+2=1,a、b的关系可通过下图来说明,甲、乙的平衡状态相同,即a+b=92.4。假想一个容器丁,丁与乙相似等效,丁到丙为加压过程,则平衡向生
17、成氨气的方向移动,因此有2c1p3、23、1+31。选B、D。解题技巧(1)构建恒温恒容平衡思维模型新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模型(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。3.B催化剂同等程度地影响正、逆反应速率,对平衡移动无影响,同温同压同z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数不变,A项错误;对比题图两个图像,同压同z时,温度升高,M的体积分数减小,说明正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,则平衡时Q的体积分数增大,B项正确;同温同z时,增大压强,
18、M的体积分数增大,说明a+bK(85 );b点的温度比d点的低,故vbvd,C项正确。根据题图可知,温度在8085 的范围内,CO的转化率较高,超过该温度范围,随着温度的升高,CO的转化率降低,反应的最适温度在8085 之间,故生产时反应温度控制在8085 为宜,D项正确。5.BD根据进料浓度比11、41、71,氧气量不变,HCl量不断增加,则HCl的平衡转化率不断减小,因此71时HCl的平衡转化率最低,曲线对应的起始浓度比为c(HCl)c(O2)=71,A项错误;根据曲线,温度升高,HCl平衡转化率降低,即升温平衡逆向移动,HK,则反应达平衡前v正Y2;相同压强下温度越高,氢气的转化率越小,
19、说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,即H0,A项正确。初始投料n(CO)n(H2)=12,根据方程式可知反应过程中CO和H2按照物质的量之比为12反应,所以任意时刻二者的转化率之比均为11,B项错误。N点和M点温度相同,则平衡常数相同,容器体积为5 L,M点H2的转化率为50%,可根据该点列三段式:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)起始浓度(molL-1)0.10.20转化浓度(molL-1)0.050.10.05平衡浓度(molL-1)0.050.10.05根据平衡常数的定义可知K=0.050.050.12=100,C项正确。pK=-lgK,则K越大,pK越小,该反应正反应为
20、放热反应,温度越高K越小,则pK越大,故曲线AC表示该反应平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系,D项错误。7.BCT2温度下先达到化学平衡,故T1v逆,即k正c(NO)c(O3)k逆(NO2)c(O2),k正k逆c(NO2)c(O2)c(NO)c(O3),c(NO2)c(O2)c(NO)c(O3)=0.32mol/L0.32mol/L0.12mol/L0.32mol/L=3,所以k正k逆3,C项正确。因为NO与O3为11的反应,所以T2时向2 L密闭容器中充入0.6 mol NO、0.4 mol O3,与开始时充入0.4 mol NO、0.6 mol O3到达平衡时生成物的浓度对应
21、相等,所以到达平衡时c(NO2)等于乙容器中平衡时c(NO2),D项错误。8.AC由图可知,当n(H2)/n(CO)=1.5时,CO的平衡转化率ab且大于T3温度下对应的CO的平衡转化率,当温度为T3时,随着n(H2)/n(CO)增大,CO的平衡转化率增大,H2的平衡转化率减小,所以abc,A项正确;根据CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)HT2T1,B项错误;a点时,CO的平衡转化率为50%,起始时CO的物质的量为1 mol,H2的物质的量为1.5 mol,由此可计算平衡常数K=4,再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH时的浓度商Qc=4,所以平衡不移动,C项正确;c点状态下再通入1 mol CO和4 mol H2,在等温等容的条件下,投料比不变,相当于加压,平衡向正反应方向移动,新平衡中H2的体积分数减小,D项错误。易错警示需要挖掘反应条件,往往忽视是恒温恒容还是恒温恒压而导致错误。
