5．速率—温度图 例6. 对于可逆反应:A2(g)+3B2(g)2AB3(g),△H<0.下列图象中正确的是 () 解析:该反应的正反应是气体体积缩小且放热的反应．图象A正确.因为温度升高.正逆反应都加快.在二曲线相交处可逆反应达到平衡.交点后逆反应速率的增加更为明显.与正反应是放热反应相符．针对该反应特点.只升温而使平衡向逆反应方向移动.A的含量增加,只加压而使平衡向正反应方向移动.A的含量减少.B也正确．对可逆反应.温度越高.到达平衡的时间越短.C不合题意．图象D表示的意义是:增大压强逆反应速率的加快比正反应明显.与本反应是气体体积减小的特点相悖.故正确答案为A.B 典型例题 [例1] 当反应达到平衡时.下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体.能提高COCl2转化率的是 A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑥ D．③⑤⑥ 答案B [解析]本题考查化学平衡的移动.该反应为体积增大的吸热反应.所以升温和减压均可以促使反应正向移动.恒压通入惰性气体.相当于减压.恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响.增加CO的浓度.将导致平衡逆向移动. [方法提炼]对于恒容容器.通入稀有气体.由于容器的体积不变.各组分的浓度保持不变.故反应速率保持不变.平衡也即不移动.若为恒压容器.通入稀有气体.容器的体积膨胀.对于反应则相当于减压. [例2]反应aM cP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 答案:B 解析:本题考查了平衡移动原理的应用.A项加入催化剂只能改变反应速率.不会使平衡移动.B项由图像(1)知随着温度的升高M的体积分数降低.说明正反应吸热.所以温度升高平衡正向移动.Q的体积分数增加.C项对比可以看出相同温度条件.压强增大M的体积分数增大.所以正反应是体积缩小的反应.增大压强Q的体积分数减小.D项由C项可以判断D也不对. [例3]在溶液中.反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行.它们的起始浓度均为.及.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: (1)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 , (2)实验②平衡时B的转化率为 ,实验③平衡时C的浓度为 , (3)该反应的 0.判断其理由是 , (4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率: 实验②:= , 实验③:= . [解析]催化剂,理由:因为从图像可看出.两者最终的平衡浓度相同.即最终的平衡状态相同.而②比①所需要的时间短.显然反应速率加快了.故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂,③升高温度,理由:因为该反应是在溶液中进行的反应.所以不可能是改变压强引起速率的改变.又由于各物质起始浓度相同.故不可能是改变浓度影响反应速率.再由于③和①相比达平衡所需时间短.平衡时浓度更小.故不可能是改用催化剂.而只能是升高温度来影响反应速率的 (2)不妨令溶液为1L.则②中达平衡时A转化了0.04mol.由反应计量数可知B转化了0.08mol.所以B转化率为,同样在③中A转化了0.06mol.则生成C为0.06mol,体积不变.即平衡时C(c)=0.06mol/L (3) ﹥0,理由:由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小.即A的转化率升高.平衡向正方向移动.而升温是向吸热的方向移动.所以正反应是吸热反应.﹥0 (4)从图上读数.进行到4.0min时.实验②的A的浓度为:0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L.,∴=2=0.014mol-1,进行到4.0mi实验③的A的浓度为:0.064mol/L:△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L.,∴==0.0089mol-1 [答案](1)②加催化剂,达到平衡的时间缩短.平衡时A的浓度未变 ③温度升高,达到平衡的时间缩短.平衡时A的浓度减小 ,0.06mol/L,(3)﹥,升高温度向正方向移动.故该反应是吸热反应 (4)0.014mol-1,0.008mol-1 [命题意图]考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分.一些具体考点是:易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如:浓度.压强.温度.催化剂等).反应速率的计算.平衡转化率的计算.平衡浓度的计算.的判断,以及计算能力.分析能力.观察能力和文字表述能力等的全方位考查. [点评]本题所涉及的化学知识非常基础.但是能力要求非常高.观察和分析不到位.就不能准确的表述和计算.要想此题得满分必须非常优秀才行!此题与2009年全国卷II理综第27题.及安微卷理综第28题都极为相似.有异曲同工之妙.所以对考生不陌生! [例4] 硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应: Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI Ⅱ 2HIH2+I2 Ⅲ 2H2SO42===2SO2+O2+2H2O (1)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 (2)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)的物质的量是原来的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 (3)实验室用Zn和稀硫酸制取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 (4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池. 已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(I) △H=-572KJ．mol-1 某氢氧燃料电池释放228．8KJ电能时.生成1mol液态水.该电池的能量转化率为 . 解析:(1)H2SO4在常温下.很稳定不易分解.这是常识.故a错,反应Ⅰ中SO2是还原剂.HI是还原产物.故还原性SO2＞HI.则b错,将Ⅰ和Ⅱ分别乘以2和Ⅲ相加得:2H2O==2H2+O2.故c正确d错误. (2) υ (H2)=0. 1mol/1L/2min=0.05 mol·L-1·min-1.则υ (HI)=2 υ (H2)=0.1 mol·L-1·min-1, 2HI(g)==H2(g)+I2(g) 2 1 1 起始浓度/mol·L-1 1 0 0 变化浓度/mol·L-1: 0.2 0.1 0.1 平衡浓度/mol·L-1: 0.8 0.1 0.1 则H2(g)+I2的平衡常数K==64mol/L. 若开始时加入HI的量是原来的2倍.则建立的平衡状态和原平衡是等比平衡.HI.H2.I2 的物质的量.平衡浓度都是原来的两倍,各组分的百分含量.体积分数相等.平衡常数相等,因开始时的浓度增大了.反应速率加快.达平衡时间不可能是原来的两倍.故选b. (3)水的电离平衡为,硫酸电离出的对水的电离是抑制作用.当消耗了.减小.水的电离平衡向右移动,若加入,溶液变成的溶液了.不再生成H2,加入的会和反应.降低.反应速率减慢,的加入对反应速率无影响,加入CuSO4 后.与置换出的Cu构成原电池.加快了反应速率.选b. (4)根据反应方程式.生成1mol水时放出热量为:572kJ=286 kJ,故该电池的能量转化率为 答案:(1)c (2)0.1 mol·L-1·min-1 ,64mol/L,b (3)向右,b (4)80% [例5] 硼酸(H3BO3)在食品.医药领域应用广泛. (1)请完成B2H6气体与水反应的化学方程式:B2H6 + 6H2O=2H3BO3 + . (2)在其他条件相同时.反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中.H3BO 3的转化率()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“> ). (3)H3BO 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) 解析:(1)根据元素守恒.产物只能是H2. 故方程式为B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2. (2)由图像可知.温度升高.H3BO 3的转化率增大.故升高温度是平衡正向移动.正反应是吸热反应.△H＞O. (3) K=== 答案: (1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2 (2) ①升高温度.反应速率加快.平衡正向移动 ②△H＞O (3) 或1.43 [巩固练习1](山东聊城三中2010届高三12月月考)在20L恒容的密闭容器中.加入3molSO3(g)和1mol氧气.在某温度下使其反应.反应至4min时.氧气的浓度为0.06mol/L.当反应到8min时.反应到达平衡. (1)0min—4min内生成O2的平均速率 v(O2)= (2)整个过程中.各物质的浓度与时间关系如图所示.则该温度下的平衡常数 K= (3)若起始时按下表数据投料.相同温度下达到平衡时.三氧化硫浓度大于0.05mol/L的是 .此时的平衡常数与(2)小题比较 (填“大于 .“小于 或“等于 ) A B C D SO3 1mol 3mol 3mol 0mol SO2 2mol 1.5mol 0mol 6mol O2 2mol 1mol 0mol 5mol (4)物质的浓度不再改变标志该反应已达平衡.下列还可以说明该反应已达平衡的是 ①体系内压强不再改变 ②容器内气体的密度不再改变 ③混合气体的平均分子量不再改变 ④ ⑤ 答案(1) (2) (3)BD. 等于 (4)①③④ [巩固练习2](福建省福州三中2010届高三上学期月考)2L容积不变的密闭容器中.加入1.0molA和2.2molB.进行如下反应:AC.在不同温度下.D的物质的量n(D)和时间t的关系如图 试回答下列问题: (1)800℃时.0—5min内.以B表示的平均反应速率为 . (2)能判断该反应达到化学平衡状态的标志是 . A．容器压强不变 B．混合气体中c(A)不变 C．2v正 D．c E. 混合气体密度不变 (3)利用图中数据计算800℃时的平衡常数K= .B的平衡转化率为: .该反应为 反应. (4)700℃时.另一2L容积不变的密闭容器中.测得某时刻各物质的量如下:n=5.2mol.n=1.8mol.则此时该反应 进行(填“向正反应方向 “向逆反应方向 或“处于平衡状态 ). 答案(1)0.12mol·L—1·min—1 (2)AB(2分.漏一个扣1分.错选不得分) (3)1.8—154.5% 吸热 (4)向正反应方向 化学反应速率和平衡的综合应用及图象单元测试 【
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题目列表(包括答案和解析)
