(一) 选择题
1、反应E+F=G在温度T1下进行,反应M+N=K在温度T2下进行,已知T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的浓度(其它条件均相同),则两者的反应速率 ( )
A.前者大 B.后者大 C.一样大 D.无法判断
2、 将下列四种X溶液,分别加入四个盛有10mL3 mol/L的稀硫酸的烧
杯中,加水稀释到100mL,此时,X和盐酸缓慢反应,其中反应最快的是 ( )
A.10℃ 20mL 3mol/L的X溶液 B.20℃ 30mL 2mol/L的X溶液
C.20℃ 10mL 4mol/L的X溶液 D.10℃ 10mL 2mol/L的X溶液
3、可逆反应:A+3B2C+2D在四种不同的情况下,反应速率分别为①VA=0.15mol/(L·S)②VB=0.6mol/(L·S)③VC=0.4mol/(L·S)④VD=0.45mol/(L·S)则以上四种情况下反应速率由小到大排列正确的是 ( )
A.②>④>③>① B.②>③=④>①
C.④>②=③>① D.④>③>②>①
4、对于可逆反应N2 (g) + 3 H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态,下列关系式正确的是
( )
A.v(H2)正=3v(N2)正 B.v(H2)正=3v(N2)逆
C.2v(NH3)逆=v(N2)正 D.2v(H2)正=3v(NH3)逆
5、某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是 ( )
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均减少1 mol
6、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们缓慢起反应生成氮气和二氧化碳,即:
2NO+2CO2CO2+N2,对此反应下列叙述正确的是 ( )
A.使用催化剂不改变反应速率 B.降低压强,逆反应速率增大
C.升高温度能加快反应速率 D.压强对该反应无影响
|
A.0.5 mol·L-1·min-1 B.2.5 mol·L-1·min-1
C.2 mol·L-1·min-1 D.5 mol·L-1·min-1
8、反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况中,平衡不能发生移动的是 ( )
A.其他条件不变时,通入SO2气体 B.移走一部分NH4HS固体
C.恒容条件下,充入一定量的氮气D.压强不变时,充入一定量的氮气
9、在体积相等的密闭容器A、B中,保持温度为427 K,同时向A、B中分别加入a mol和b mol的HI气体(a>b),待反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡后,下列说法中正确的是 ( )
A.从反应开始至平衡所需时间tA>tB B.平衡时I2的浓度c(I2)A=c(I2)B
C.平衡时I2蒸气的体积分数A%>B% D.HI的平衡分解率αA=αB
10、在一个6 L的密闭容器中放入3 L X气体和2 L Y气体,在一定条件下发生下列反应:4X(g)+3Y(g) 2Q(g)+nR(g)当反应达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增大5%,X的浓度减小,则该反应式中n的值为 ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
11、在某容积一定的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g)xC(g)+Q符合图(Ⅰ)所示的关系,则由此推断图象(Ⅱ)的正确说法是 ( )
A.p3>p4 y轴表示A的转化率 B.p3<p4 y轴表示B的百分含量
C.p3>p4 y轴表示混合气体的密度 D.p3>p4 y轴表示混合气体的平均摩尔质量
12、已知可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)在一定温度下达到平衡,平衡时各平衡浓度间存在为一常数,若某温度时,1 L密闭容器中充入H2和I2的物质的量各0.5 mol,平衡时生成的HI为0.8 mol,如果其他条件不变,再充入2 mol H2和2 mol I2蒸气,则达到新平衡时生成HI的物质的量为 ( )
A.0.8 mol B.4 mol C.3.2 mol D.2.4 mol
13、(06江苏)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):
根据以上规律判断,下列结论正确的是
A.反应Ⅰ:△H>0,P2>P1
B.反应Ⅱ:△H<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:△H>0,T2>T1;或△H<0,T2<T1
D.反应Ⅳ:△H<0,T2>T1
14、(07江苏)一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g)+D(g);△H<0。现将1mol A和2molB加入甲容器中,
将4 molC和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达
到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法正确的是
A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后,甲中C的浓度
是乙中C的浓度的2倍
B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增人
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数
是甲中C的体积分数的2倍
D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速
率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
15、(07福建理综)下图是在恒温密闭容器中进行的某化学反应的反应速率随时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相不符的是
A、反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B、该反应达到平衡态I后,增大反应物的浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
C、该反应达到平衡态I以后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
D、同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等。
(二)2008年高考预测
化学反应速率理论上是解决快出产品的问题,化学平衡理论主要是解决多出产品的。这两个问题无论对理论研究还是化工生产都具有重大意义。预测在2007年高考选择题中多以考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件为主,对化学平衡的计算的考查主要是基础计算,而在第Ⅱ卷中,常出现高思维强度的题目,以考查学生的思维判断能力,例如等效平衡的比较判断,应用数学方法对化学平衡原理进行定量分析等。
1、稳定 高考命题的指导思想一直是稳中有变,2008年高考对化学平衡的考查也会在题型、题量、赋分、取材、命题风格上保持相对稳定。鉴于05、06、07年的综合题中化学平衡几乎都占1/16, 08年试卷中出一道选择题的可能性仍是最大的。同时,近年综合卷中难觅大题踪影,因此,以大型填空题或填空、实验、计算相融合的综合题来考查化学平衡的可能性也是存在的。
2、 创新 创新是试题的灵魂和魅力所在。化学平衡中包含很广阔的创新空间,如化学
反应速率和化学平衡的实验分析和设计、灵活多变的化学平衡图象、小巧新颖的速率和平衡计算等,特别是在情景、取材上创新,在图象上创新,化学平衡的思想和勒夏特列原理在其它平衡体系中的应用等值得关注。
3、综合 学科内综合性体现好的试题是“亮点”,显得新颖而体现选拔功能。这方面江苏的考题走在前面, 往往4个选项的角度不同或4个图象的类型不同,这种综合方式还可能出现在今后的高考中并会不断创新。
4、 迁移 这里所说的迁移主要是指各种不同类型的高考试卷之间的借鉴迁移。如全国卷与京津卷、综合卷与单科卷、旧课程卷与新课程卷等。现行新教材中补充了化学反应速率的定量测定和曲线绘制(旧教材中侧重于定性比较)、活化能、平衡常数、沉淀溶解平衡、溶度积等大量知识,是否会以信息的形式引入即将进入新课程的省区的高考试题中是一个值得考虑的问题。
(一)方法总结
1、外界条件的变化对v(正)、v(逆)的影响
升温,v(正)、v(逆)一般均加快,吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数;降温,v(正)、v(逆)一般均减小,吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。加压对有气体参加的反应,v(正)、v(逆)均增大,气体体积之和大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数;降压,v(正)、v(逆)均减小,气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。增加反应物的浓度,v(正)急剧增大,v(逆)逐渐增大。加催化剂可同倍地改变v(正)、v(逆)。
稀有气体或其他非反应气体,充入反应容器中,分以下两种情况讨论:①若容器恒温、恒容,则充入的稀有气体或其他不反应气体虽改变了容器内气体压强,但却没有改变反应气体产生的分压,即并没有改变反应物的浓度,不影响化学反应速率。②若容器恒温、恒压,则充入的稀有气体或其他不反应气体,就会使容器容积扩大,虽未减少容器内气体压强,但却减小了反应气体产生的分压,即降低了反应的浓度,故能使反应速率降低。
2、分析化学平衡移动的一般思路
应用上述规律分析问题时应注意:
(1)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。
(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高,当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,只会使另一种反应物的转化率提高。
3、判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据(标志)
4、等效平衡原理及规律
(1)等效平衡原理
相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只要按反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物,建立起的平衡状态都是相同的,这就是所谓等效平衡原理。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
如:常温常压下,可逆反应:
2SO2 + O2 2SO3
①2 mol 1 mol 0 mol
②0 mol 0 mol 2 mol
③0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
①从正反应开始,②从逆反应开始,③正逆反应同时开始,由于①②③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②③折算为①)。
(2)等效平衡规律
①在定温、定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
②在定温、定容情况下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同,两平衡等效。
③在定温、定压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
5.化学反应速率大小的变化与化学平衡移动的关系
根据化学平衡状态的实质是v(正)=v(逆)可知,某可逆反应是否处于化学平衡状态与v(正)、v(逆)的数值大小无关,只与v(正)、v(逆)的相对大小有关,即当外界条件改变引起v(正)、v(逆)的大小发生变化时,平衡状态是否发生移动,取决于变化后的v(正)、v(逆)的相对大小。总结如下:不管v(正)、v(逆)的数值变大还是变小,只要变化后①v′(正)>
v′(逆),则平衡正向移动;②v′(正)<v′(逆),则平衡逆向移动;③v′(正)=v′(逆),则平衡不发生移动。
6.勒夏特列原理的适用范围
勒夏特列原理适用于中学化学中一切关于平衡的问题,即它除适用于化学平衡外,还适用于溶解平衡、电离平衡、水解平衡、络合平衡等有关平衡的问题。
7.稀有气体与化学平衡
(1)在恒温、恒容下:平衡不发生移动。因为恒容,各气体组分的浓度不变。可认为各气体的“分压”没变,对平衡无影响。
(2)在恒温、恒压下:平衡一般发生移动。因为恒压,充入稀有气体,体积一定增大,各气体组分的浓度减小,平衡向着使气体体积增大的方向移动。但对于反应前后气态物质的总体积不变的反应,平衡不移动。
8.解有关图象题注意的问题
一般说来解图象题的大致方法如下:
(1)一看面,即认准横坐标、纵坐标各表示什么量。
(2)二看线,即看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势,确定函数曲线的增减性。弄清曲线斜率大小即曲线“平”与“陡”的意义。
(3)三看点,即准确把握各特殊点包含原点、曲线的拐点、最高点的含义。
(4)四看要不要作辅助线(如等温线、等压线),并看清定量图象中有关量的多少。
(5)认准某些关键数据在解题中的特定作用。
(6)全面、准确地从图中找出直接或隐含的化学相关知识。
例1、100 mL 6 mol·L-1的硫酸与过量的锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应速率,但又不影响生成气体的总量,可向反应物中加入适量的 ( )
A.硫酸钠(固体) B.水 C.硫酸钾溶液 D.硫酸铵(固体)
答案:BC
[解析]A选项中Na2CO3固体虽然能减小c(H+),但使H+的物质的量减少,进而影响了氢气的总量。D选项,硫酸铵固体不但不会减小c(H+),反而能使H+的量增大,影响氢气的量。B、C两个选项,实质都是用水把盐酸稀释了,但没有影响氢气的总量,因而正确选项为B、C。
[答案]B、C
[点评]本题主要考查浓度对化学反应速率的影响,主要分两个层次:一是减缓反应速率,二是又不影响产生气体的总量,从反应的离子方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑的实质上看,可采取的措施只能是减少c(H+)。
例2、反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在两升密闭容器中进行1分钟后,NH3减少了0.12 mol,则平均每秒钟浓度变化正确的是 ( )
A.NO:0.001 mol·L-1 B.H2O:0.002 mol·L-1
C.NH3:0.002 mol·L-1 D.O2:0.00125 mol·L-1
[解析]v(NH3)== =0.001 mol·L-1·s-1
又因:υ(NH3)∶υ(O2)∶υ(NO)∶υ(H2O)=4∶5∶4∶6不难得出:
v(O2)=v(NH3)=0.00125 mol·L-1·s-1
v(NO)=v(NH3)=0.001 mol·L-1·s-1
v(H2O)=v(NH3)=0.0015 mol·L-1·s-1
[答案]AD
[点评]本题是考查学生对化学反应速率概念的理解情况。本题让求每秒钟浓度变化,其实质就是求反应速率。
例3、 某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 ___________
(2)反应开始至2min、5minZ的平均反应速率为 、 ;
(3)5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率 (大、小、相等)。
[解析] 回答第一个问题,首先要根据X、Y的物质的量的减少,Z的物质的量增加,分析出X、Y是反应物,Z是生成物,再根据2分钟内或5分钟内物质的量的变化之比等于化学计量数之比,确定X、Y、Z的化学计量数。
第二个问题则先分别求出2min内和5min内Z的浓度变化,然后根据公式求出反应速率。
第三个问题要注意到从5min开始,反应达到平衡,反应速率不变。
(1)由X、Y的物质的量的减少,Z的物质的量增加,说明X、Y是反应物,Z是生成物, 5分钟内X、Y、Z物质的量的变化之比=化学计量数之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,所以,该反应的化学方程式为: 3X+Y 2Z
(2)反应开始至2min,△n(Z)=0.2mol,
△c(Z)=0.2mol/2L=0.1 mol·L-1,
v(Z)=0.1 mol·L-1/2min=0.05 mol/(L·min)
5min 时,△n(Z)=0.4mol,
△c(Z)=0.4mol/2L=0.2 mol/L
v(Z)=0.2 mol·L-1/5min=0.04 mol/(L·min)
(3)5min时,反应达到了平衡,各物质的反应速率不再改变,故5min后Z的生成速率与5min末Z的生成速率相等。
[答案](1)3X+Y 2Z (2)0.05 mol/(L·min),0.04 mol/(L·min) (3)相等
[点评]解图象题时要注意挖掘隐藏在图象中的条件。
例4、二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45 s时,达到平衡(此时NO2的浓度约为0.0125 mol·L-1)。下图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25 s内的反应进程。
(1)请计算前20 s内氧气的平均生成速率;
(2)若反应延续到70 s,请在图中用实线画出25 s至70 s的反应进程曲线。
(3)若反应开始时加入催化剂(其他条件不变),请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进程曲线。
[解析](1)v(O2)=v(NO2)= ×=5.5×10-4mol·L-1·s-1
(2)因为45 s时达平衡,此时NO2的浓度为0.0125 mol·L-1,在图中45 s处画出纵坐标0.0125 mol·L-1,因平衡后各自的浓度将不再变化,在70 s处,再画出纵坐标为0.0125 mol·L-1的点,把纵坐标为0.016 mol·L-1(20 s时)、0.0125 mol·L-1(45 s时)及0.0125 mol·L-1(70 s时)三个点相连即得如上图所示的曲线。
(3)催化剂能同等程度地改变正逆反应速率缩短了化学反应达平衡的时间,但不会改变化学平衡状态,平衡时间前移,但NO2的平衡浓度仍保持0.0125 mol·L-1,从而得出如上图虚线部分的曲线示意图。
[答案](1)5.5×10-4mol·L-1·s-1
( 2)如下图
(3)如下图虚线部分
二氧化碳的浓度与时间的关系
[点评]本题考查了学生对化学反应速率的掌握以及平衡时速率特点和催化剂对反应速率的影响,同时也考查了学生识图、绘图的能力。
例5、一定温度下,下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g) 2C (g) 达到平衡状态标志的是 ( )
(1)C生成速率与C分解速率相等
(2)单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
(3)A、B、C的浓度不再变化
(4)A、B、C的压强不再变化
(5)混合气体的总压不再变化
(6)混合气体的物质的量不再变化
(7)单位时间内消耗amoA,同时生成3amolB
(8)A、B、C的分子数之比为1:3:2。
A. (2) (8) B. (1) (6) C.(2) (4) D. (3) (8)
[解析]一个可逆反应达到化学平衡状态的标志是:①v(正)=v(逆),但必须是同一物质;②反应混合物中各组分的百分含量保持不变,另外,还可以再演变出其它一些判断依据,由于该反应前后气体的物质的量发生了变化,所以,只有平衡状态时,气体的总物质的量、总体积、总压强、密度等不发生变化,这些方面也可以作为平衡状态的标志。因此,(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)达到平衡,(2)、(8)不能确定,答案为A
[答案]A
[点评] 一个可逆反应达到化学平衡状态时,v(正)=v(逆)是对同一物质或者是化学计量数相同的物质而言的,对化学计量数不同的物质就要换算成同一物质进行比较,看是否相等;对于反应前后气体体积不等的反应,还可以根据气体的总物质的量、总体积、总压强、密度不变来判断,但对于反应前后气体体积相等的反应则不行。
例6、 可逆反应mA(固)+nB(气) eC(气)+fD(气)反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数j(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B.当平衡后,若温度升高,化学平衡向逆反应方向移动
C.化学方程式中,n>e+f
D.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反 应方向移动
[解析] 从(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。在其他条件不变时,温度升高,反应速率变大,达到平衡时间越短。由此可知,T2>T1。从图(1)分析可知温度较高时j(C)变小,说明升高温度时,平衡向逆反应方向移动,所以该正反应是放热反应。B选项是正确的。从(2)图中,应先判断出P1与P2大小关系。在其他条件不变情况下,压强越大,达到平衡的时间就越短,由此可知P2>P1。从图中可知,压强增大时j(C)变小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是气体体积减小方向,即n<e+f,C项错误。由于使用催化剂,并不影响化学平衡的移动,A项错误。在化学平衡中,增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。因此D项错误。
[答案] B
[点评]本题是一道图象题,考查了温度、压强、催化剂对平衡的影响。
例7、某温度时,在一个定容器中放入3L的A和1L的B,充分反应后,建立如下平衡:3A(g)+B(g) xC(g)+yD(g) 平衡时测得混合气体中D的质量分数为n%。如果现在把0.6L的A、0.2L的B、0.8L的C和wL(w≤1.6)的D气体,在相同温度下放入相同的容器中,当反应达平衡时,测得混合气体中D的质量分数也是n%。
(1)请将x、y、w可能的组合数值填入下表(有几组就填几组)
组号 |
x |
y |
w |
① |
|
|
|
② |
|
|
|
③ |
|
|
|
④ |
|
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⑤ |
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⑥ |
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(2) 若对(1)中某一平衡体系,在温度不变的情况下,设法使容器体积逐渐减小(增大压强),结果发现,平衡先向正反应方向移动,后又向逆反应方向移动。则
x= y= ;后来平衡向逆反应方向移动的原因是 。
[解析]本题是涉及到阿佛加德罗定律、等效平衡的综合性较强的化学平衡题。属较难题。
题(1):根据阿佛加德罗定律,同温同压下两种气体的体积比等于它们的物质的量比,题目中原起始加入的3LA和1LB的体积比为3∶1,其物质的量比也应为3∶1。因此,为了讨论方便,我们就可以将题中的所有体积单位L用mol来代替。
首先分析在什么情况下平衡时D的质量分数不变。
①当C和D的物质的量比恰好等于x∶y,且C和D恰好完全转化为 A和B,此时若A的总物质的量为3mol,B的总物质的量为1mol,则与原起始加入的3molA和1molB等效。反应达平衡时D的质量分数都应为n%.即等效平衡。
②当可逆反应3A(g)+B(g) xC(g)+yD(g) 两边气态物质前计量数之和相等时,也就是
3 + 1 = x + y 。对原起始加入3molA和1molB的平衡体系,设法增大容器体积或减小容器体积(改变压强),显然平衡是不移动的。D的质量分数仍为为n%.若起始加入6molA和2molB当反应达平衡时D的质量分数为多少?同样道理,平衡时D的质量分数还是n%。这就是说,若起始只加入A、B且物质的量之比等于3∶1,达平衡时D的质量分数定是n%。
因此,只要起始加入A、B的物质的量之比等于3∶1,C、D的物质的量之比等于x∶y,反应达平衡时D的质量分数定为n%。
解答本题现在可归结为二种情况:
① 当x + y ≠ 4 时(由等效平衡讨论)
3A(g) + B(g) xC(g) + yD(g)
3 1 x y
3-0.6 1-0.2 0.8 w
3/2.4= x/0.8 x=1 1/0.8= y/w w=0.8 y
由w=0.8 y讨论:
当 x=1 y=1 时 w=0.8
当 x=1 y=2 时 w=1.6
当 x=1 y≥3 时 w≥2.4>1.6(不合题意)
② 当x + y = 4 时
3A(g) + B(g) xC(g) + yD(g)
x y
0.8 w
x/0.8= y/w w=0.8 y/ x
讨论:
当 x=1 y=3 时 w≥2.4>1.6(不合题意)
当 x=2 y=2 时 w=0.8
当 x=3 y=1 时 w=0.27
综上所述,题(1)的答案应为四组:
组号 |
x |
y |
w |
① |
1 |
1 |
0.8 |
② |
1 |
2 |
1.6 |
③ |
2 |
2 |
0.8 |
④ |
3 |
1 |
0.27 |
⑤ |
|
|
|
⑥ |
|
|
|
题(2):增大压强平衡先向正反应方向移动,说明只有题(1)答案中的组号①②符合题意。即 x=1 y=1和2。后来平衡向逆反应方向移动的原因是:由于压强的不断增大A或A和B液化(可以有如下五种情况:①A液化而B、C、D没有液化 ②A、C液化而B、D没有液化 ③A、B液化而C、D没有液化 ④A、B、D液化而C没有液化 ⑤A、B、C液化而D没有液化)。
[答案](1)
组号 |
x |
y |
w |
① |
1 |
1 |
0.8 |
② |
1 |
2 |
1.6 |
③ |
2 |
2 |
0.8 |
④ |
3 |
1 |
0.27 |
⑤ |
|
|
|
⑥ |
|
|
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(2)x=1 y=1和2 由于压强的不断增大A或A和B液化
[点评]通过以上一道平衡题的解析,我们应该认识到,要使平衡混合气体中某物质的质量分数保持不变,除了要考虑到等效平衡外,还要注意到平衡不发生移动的等效因素。另外,还要能用辩证的观点去分析事物的变化,不可犯教条主义的错误。
例8、在一个容积固定的反应器中,有一个可左右移动的密闭隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应。
各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0 mol,D为6.5 mol,F为2.0 mol,设E为x mol,当x在一定范围内变化时,均可通过调节反应器温度,使两侧反应都达平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写下列空白:
(1)x=4.5,则右侧反应在起始时向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于 。
(2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等? (填“相等”“不相等”或“不能确定”),其理由是 。
[解析]由题意可知,隔板处于中间,它反映了左右两室有一个等量关系,即物质的量相等,而左室中的反应是一个反应前后气体的物质的量不变的反应,其物质的量之和总保持12 mol不变。这就要求右室达到化学平衡时,其物质的量总和也必为12 mol,才能保证隔板处于中间位置,再根据反应的可逆特点确定x的取值范围。
(1)当x=4.5时,右室中总的物质的量为:4.5+6.5+2=13>12,要想使隔板处于中间,平衡需向正反应方向进行。
设x的最大值为a mol,D的转化量为y mol,则有:
D+ 2E 2F
平衡时 6.5-y?a-2y? ? 2+2y
依题意有:
?(6.5-y)+(a-2y)+(2+2y)=12 ①(根据隔板处于中间,左右两室物质的量相等)
?a-2y>0 ②(根据化学平衡特点,不可极限转化)
联立①②解得:a<7.0,即x的最大值应小于7.0。
[答案]1)正反应 7.0 (2)不相等 因为这两种情况是在两个不同的温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以物质的量也不同
[点评]此题难度较大,解此类题常用方法为极端假设法和不为0原则。
3. 常见失误
(!)比较不同反应的反应速率大小时,忽略了内因的决定性作用,比较同一反应的反应速率大小时,忽略了单位的不同。
(2)判断压强对化学平衡影响时,不知道从实质上分析,审题时容易忽略物质的状态。
(3)对图象上的特殊点表示的意义不清,常用的分析方法不理解。
(4)对什么情况下平衡等效?等效时哪些方面等、哪些方面又不等?弄不清楚。
(5)不会运用极值法判断平衡浓度等。
2. 考查角度
化学反应速率和化学平衡是中学化学中重要理论之一,也是基本理论中高考命题的热点。题量和赋分基本保持稳定。在理综卷中基本上是1道题,或选择或填空,分值为6分或者15分左右。单科卷中则灵活一些,有1~3题,分值少则4分或7分,多则10多分,均有大型综合题。命题以化学反应速率、化学平衡状态及其影响因素为载体,涉及平衡状态的标志、等效平衡、V正和V逆的关系、气体的密度、平均分子量、转化率等量的计算各个方面,并且与化学实验、化工生产、环境保护、日常生活等密切结合而设计一些综合性较强的题目,以考查学生应用理论分析问题和解决问题的能力。出现的题目有选择题和填空题。在选择题部分中多以考查化学反应速率、化学平衡的基本概念和基本计算为主,特别是江苏、广东的选择题,综合性越来越强,思考量越来越大。而在Ⅱ卷中,常出现高思维强度的题目,以考查学生的思维判断能力。例如等效平衡的比较判断,应用数学方法对化学平衡的原理进行分析等。近三年的上海高考题如出一辙,均为平衡常数、速率比较、图象分析。
1.考点阐释
(1).了解化学反应速率的概念、反应速率的表示方法,理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。
(2).了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的含义及其反应速率之间的内在联系。
(3).理解勒夏特列原理的含义。掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。
(4).以合成氨工业为例,用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件
知识网络结构如下:
例3、如图3所示,倾角为α的斜面与光滑水平面有一小圆弧相连接,B物体从斜面上由静止下滑,与此同时,A物体在斜面底部做初速度为零的匀加速直线运动,为使B物体滑下后沿水平面运动且恰能追上A,则A物体的加速度大小为________。
分析:B物体在光滑斜面上做匀加速直线运动,设运动时间为t,滑到底端的速度为gtsinα;在水平面做匀速直线运动。B物体恰能追上A物体的临界条件是两物体速度相等时B追上A。则B物体在光滑水平面的位移与A物体在光滑水平面上的位移相等,即B物体在光滑水平面上的速度图线与t轴所包围的矩形面积等于等于A物体在光滑水平面上的速度图线与t轴所包围的三角形面积,如图4所示,当图中画有斜线的一对三角形面积相等时,B恰好追上A。所以A物体的加速度a=gtsinα/2t= gsinα/2。
例2、做匀速直线运动的物体,经过A、B两点时的速度vA和vB,经过A、B中点C时的速度为vC=(vA+vB)/2,且AC段匀加速直线运动,加速度为a1,BC段也为匀加速度直线运动,加速度为a2,则a1、a2的大小关系为
A、a1>a2 B、a1<a2 C、a1=a2 D、条件不足,无法判定
分析:vC为AB中点的瞬时速度而它满足物体初速度为vA,末速度为vB的匀加速直线运动的时间中点的瞬时速度。如图2所示,速度图线与t轴所围的面积其数值等于物体运动的位移。位移中点的时刻必须从时间中点右移,因此物体运动的速度图象只能是图中实线所示的情况。所以a1<a2。答案B正确
例1、甲、乙、丙三辆汽车以相同速度经过某一路标,从此时开始甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一路标时速度又相同。则
A、甲车先通过下一路标 B、乙车先通过下一路标
C、丙车先通过下一路标 D、条件不足,无法判断
分析:甲、乙、丙三辆汽车通过的路程相同,其速度图线与t轴所围的面积相等。作三辆汽车的速度图象如图1所示,由速度图象直接得出正确答案为(B)。
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