高中化学奥林匹克竞赛专题练习专题七化学反应速率与化学平衡
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第7讲化学反应速率与化学平衡【竞赛要求】反应速率基本概念。
反应级数。
用实验数据推求反应级数。
一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳-14法推断年代等等)。
阿累尼乌斯方程及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。
活化能与反应热的关系。
反应机理一般概念。
推求速率方程。
催化剂对反应影响的本质。
标准自由能与标准平衡常数。
平衡常数与温度的关系。
平衡常数与转化率。
利用平衡常数的计算。
热力学分解温度(标态与非标态)。
克拉贝龙方程及其应用(不要求微积分)。
【知识梳理】一、化学平衡(一)化学平衡的条件根据吉布斯自由能判据,在等温等压、W f = 0的条件下,△G T,P <0,则化学反应自发地由反应物变成产物,这时反应物的浓度(分压)逐渐减少,产物的浓度(分压)逐渐增加,反应物和产物布斯自由能之差逐渐趋于零,直到△G T,P= 0时达到化学平衡。
这时从宏观上看反应似乎停止了,其实从微观上正反应和逆反应仍在继续进行,只不过两者的反应速率正好相等而已,所以化学平衡是一个动态平衡。
即:等温等压,W f = 0的条件下:△G T,P<0 正反应自发进行;△G T,P= 0 达化学平衡——化学平衡的条件;△G T,P>0 正反应不自发(逆反应自发)。
化学反应达平衡时:①从热力学角度:等温等压,W f = 0:应△G T,P = 0②从动力学角度:r+ = r-③反应物和生成物的浓度不变,即存在一个平衡常数。
(二)实验平衡常数大量实验事实证明,在一定条件下进行的可逆反应,其反应物和产物的平衡浓度(处于平衡状态时物质的浓度)间存在某种定量关系。
例如反应:N2O4(g )2NO2(g)若将一定量的N2O4或(和)NO2置于1L的密闭烧瓶内,然后将烧瓶置于373K的恒温槽内,让其充分反应,达到平衡后,取样分析N2O4的平衡浓度,再求算出NO2的平衡浓度。
三次实验的数据列于表-2。
表-2 N2O4–NO2体系的平衡浓度(373K)实验序号起始浓度/mol·dm–3浓度变化/mol·dm–3平衡浓度/mol·dm–3][][4222ONNO①N2O4NO20.1000.000– 0.060+ 0.1200.0400.1200.36②N2O4NO20.0000.100+ 0.014– 0.0280.0140.0720.37③N2O4NO20.1000.100– 0.030+ 0.0600.0700.1600.36由表-2数据可见,恒温条件下,尽管起始状态不同,浓度的变化(即转化率)不同,平衡浓度也不同,但产物NO2的平衡浓度的平方值[NO2]2与反应物N2O4的平衡浓度[N2O4]的比值却是相同的,可用下式表示:][][4222O N NO =c K式中c K 称为该反应在373K 时的平衡常数。
高中化学反应速率和反应平衡的练习1.对处于化学平衡的体系,从化学平衡与化学反应速率的关系分析下列说法正确的是A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大D.只有催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况解析:选B。
化学平衡移动的过程就是由v正=v逆变为v正≠v逆,再转化为v′正=v′逆的过程,故B正确。
使用催化剂时,反应速率改变,平衡并不移动,故A错误;对于类似H2g+I2g 2HIg的反应,其他条件不变,改变压强时,反应速率变化,平衡不移动,D错。
反应进行的程度大,正反应速率不一定大,C错。
2.2021年高考广东卷已知汽车尾气无害化处理反应为2NOg+2COg N2g+2CO2g。
下列说法不正确的是A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡解析:选A。
升高温度、v正、v逆都增大,只是增大的程度不同,A错。
使用催化剂可以同等程度地增大v正和v逆,B对。
反应达到平衡状态时,v正=v逆≠0,C、D正确。
3.2021年高考宁夏卷硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是实验反应温度/℃ Na2S2O3溶液稀硫酸 H2OV/mL c/mol•L-1 V/mL c/mol•L-1 V/mLA 25 5 0.1 10 0.1 5B 25 5 0.2 5 0.2 10C 35 5 0.1 10 0.1 5D 35 5 0.2 5 0.2 10解析:选D。
本题主要考查影响化学反应速率的因素。
影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和温度两个因素考查,根据浓度越大,温度越高,反应速率越快,可以推知D组实验中最先出现浑浊。
化学反应速率和化学平衡【专题目标】1.了解化学反应速率的概念及表示方法,掌握同一反应中不同物质的化学反应速率与化学方程式中各物质的化学计量数的关系。
(1)概念:通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
(2)表达式:t c v ∆∆=(A)(A);单位:mol/(L ·min)或mol/(L ·s)。
(3)在同一反应中,用不同的物质表示反应速率的数值之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。
2.了解化学反应的可逆性,理解化学平衡的特征,了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。
(1)概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态,简称化学平衡。
(2)化学平衡状态的特征:①“动” :化学平衡是动态平衡,即:v 正=v 逆≠0②“等” :达到化学平衡时v 正=v 逆,即同一物质的消耗速率等于生成速率③“定” :外界条件不变时,处于化学平衡状态的各物质的浓度、质量分数或体积分数保持不变④“变” :可逆反应的平衡状态是相对的,暂时的,当影响平衡的条件改变时,化学平衡即被破坏,并在新的条件下建立新的平衡状态3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响,理解平衡移动原理的涵义。
理解勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。
4.学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。
【经典题型】一、化学反应速率题型一:根据化学计量数之比,计算反应速率【例1】反应4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)在10L 密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol ,则此反应的平均速率)(X v (反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( C )A .)mol/(L 0.010)(NH 3s v ⋅=B .)mol/(L 0.001)(O 2s v ⋅= C .)mol/(L 0.001(NO)s v ⋅= D .)mol/(L 0.045O)(H 2s v ⋅=【方法点拨】 速率之比 化学计量数之比题型二:以图象形式给出条件,计算反应速率【例2】某温度时,在2L 容器中,X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第7讲 化学反应速率与化学平衡【竞赛要求】反应速率基本概念。
反应级数。
用实验数据推求反应级数。
一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳-14法推断年代等等)。
阿累尼乌斯方程及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。
活化能与反应热的关系。
反应机理一般概念。
推求速率方程。
催化剂对反应影响的本质。
标准自由能与标准平衡常数。
平衡常数与温度的关系。
平衡常数与转化率。
利用平衡常数的计算。
热力学分解温度(标态与非标态)。
克拉贝龙方程及其应用(不要求微积分)。
【知识梳理】 一、化学反应速率(一)反应速率及其表示方法在化学反应中,某物质的浓度(物质的量浓度)随时间的变化率称反应速率。
反应速率只能为正值,且并非矢量。
1、平均速率用单位时间内,反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
υ= tc∆∆±(7-1) 当△c 为反应物浓度的变化时,取负号;△c 为生成物浓度的变化时,取正号。
如:2 N 2O 5 → 4 NO 2 + O 2反应前浓度/ mol ·dm-3 2.10 0 0100s 后浓度/ mol ·dm-31.95 0.30 0.075浓度变化(△c)/ mol ·dm-3– 0.15 0.30 0.075变化所需时间 (△t)/s 100υ52O N = –t c O N ∆∆52= –10015.0-= 1.5×10-3 mol ·dm -3·s -1υ2NO =tc NO ∆∆2=10030.0= 3.0×10-3 mol ·dm -3·s -1υ2O =tc O ∆∆2=100075.0= 7.5×10-4mol ·dm -3·s -1显然,以上计算所得的反应速率是在时间间隔为△t 时的平均速率,他们只能描述在一定时间间隔内反应速率的大致情况。
专题七 化学反应速率与化学平衡 学号 姓名 得分1、高炉炼铁的基本反应之一如下:FeO (s )+ CO (g ) Fe (s )+ CO 2(g ) △H >0(1)则该反应中平衡常数K = 。
(2)已知1100℃时,K = 0.263,温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO 2和CO 的体积比值 ,平衡常数K 值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)1100℃时,测得高炉中[CO 2]= 0.025mol ·L -1,[CO]= 0.1mol ·L -1,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态 (填“是”、“否”),此时,化学反应速率是正υ 逆υ(填“>”、“=”、“<”),其原因是 。
2、温度对反应速率的影响可用阿伦尼乌斯公式的一种形式表示:()211212303.2lg T RT T T E k k -=式中k 1、k 2分别为温度T 1、T 2时某反应的速率常数;E 为反应的活化能(单位:kJ ·mol -1)(假定活化能在温度变化范围不大时是常数)。
又对同一反应,在不同温度下反应速率常数与反应时间的关系如下:1221t t k k =(1)现知在300K ,鲜牛奶5小时后即变酸,但在275K 的冰箱里可保存50小时,牛奶变酸反应的活化能是多少? (2)若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸,则此时温度为多少?3、在水溶液中,反应Hg +22+ Tl 3+= 2Hg 2++ Tl +的速度表达式为υ= k [Hg +22][Tl 3+]/[Hg 2+],试推测其反应历程。
4、一定温度下,按下式发生分解反应:N 2O 5(g ) 2NO 2(g )+1/2O 2(g )实验测得的数据如下表:时间 / s500 1000 1500 2000 2500 3000(1)求各时间间隔内N 2O 5分解的平均反应速率。
(2)求1000s 时,生成NO 2的瞬时反应速率。
高考专题 化学反应速率和化学平衡练习1. 关于图-7中四个图像的说法正确的是( )注:图-7中,E 表示能量, p 表示压强,t 表示时间,V 表示体积,B%表示B 的体积百分含量。
A.①表示化学反应H 2(g) +Cl 2(g) =2HCl(g)的能量变化,则该反应的反应热H =183kJ/molB.②表示其它条件不变时,反应 4A(g) +3B(g) 2C(g)+6D 在不同压强下 B% 随时间的变化,则D 一定是气体C.③表示体积和pH 均相同的HCl 和CH 3COOH 两种溶液中,分别加入足量的锌,产生H 2的体积随时间的变化,则a 表示CH 3COOH 溶液D.④表示10 mL 0.1mol/L Na 2CO 3和NaHCO 3两种溶液中,分别滴加0.1mol/L HCl ,产生CO 2的体积随盐酸体积的变化,则b 表示Na 2CO 3溶液2. 相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应: N 2(g) + 3H 2(g)2NH 3(g) △H =-92.4 kJ/mol 。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:容器编号 起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化N 2 H 2 NH 3 ① 1 3 0 放出热量a kJ ② 2 3 0 放出热量b kJ ③26放出热量c kJ下列叙述正确的是( )V (H 2)taO① ② ③ ④增加∆E =679 kJ1mol H 2(g)+1mol Cl 2(g)∆E =862kJ2mol H(g)+2mol Cl(g)2mol HCl(g)OV (CO 2 bOtp 2p 1B%图-7T(℃) 700 800 830 1000 1200 K0.60.91.01.72.6A .放出热量关系:a < b < 92.4B .三个容器内反应的平衡常数:③ > ① > ②C .达平衡时氨气的体积分数:① > ③D .N 2的转化率:② > ① > ③ 3.已知:,某温度下的平衡常数为400。
高中化学化学反应速率、化学平衡练习题(附答案)一、单选题1.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下,其中反应速率最大的是( ) A.v (C)=0.04mol·(L·s)-1 B.v (B)=0.06mol·(L·min)-1 C.v (A)=0.15mol·(L·min)-1D.v (D)=0.01mol·(L·s)-12.在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应:N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g),下列说法中,表明这一反应已经达到化学平衡状态的是( ) A.N 2、H 2、NH 3在密闭容器中共存 B.N 2、H 2、NH 3的浓度相等C.N 2、H 2、NH 3的浓度不再变化D.反应停止,正、逆反应速率都等于零3.把0.6mol X(g)和0.6mol Y(g)混合于2L 的密闭容器中,发生如下反应:3X(g)+Y(g)nI(g)+2W(g),5min 末生成0.2mol W(g),用I(g)表示的平均反应速率为0.01mol·L -1·min -1,则化学反应方程式中的n 为( )A.4B.3C.2D.14.5.6 g 铁粉投入到盛有100 mL 2 mol/L 稀硫酸的烧杯中,2 min 时铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计),下列表示这个反应的速率正确的是( ) A.v(Fe)=0.5 mol/(L·min) B.v(H 2SO 4)=1 mol/(L·min) C.v(H 2SO 4)=0.5 mol/(L·min) D.v(FeSO 4)=1 mol/(L·min)5.在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A (g )B (g )+C (g ),若反应物的浓度由2mol ·L﹣1降到0.8mol ·L ﹣1需要20s ,那么反应物浓度再由0.8mol ·L ﹣1降到0.2mol ·L ﹣1所需要的时间为( ) A .10sB .大于10sC .小于10sD .无法判断6.反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)经过一段时间后,NH 3的浓度增加了0.6 mol·L -1,在此段时间内用H 2表示的平均反应速率为0.45 mol·L -1·s -1,则此段时间是( ) A.1 sB.2 sC.44 sD.1.33 s7.合成氨反应:()()()-1223N g +3H g 2NH g 92.4kJ mol H ∆=-⋅,在反应过程中,正反应速率的变化如图.下列说法正确的是( )A.1t 时升高了温度B.2t 时使用了催化剂C.3t 时增大了压强D.4t 时降低了温度8.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是( )① 增大反应物的浓度 ② 升高温度 ③ 增大压强 ④ 移去生成物 ⑤ 加入催化剂 A.①③⑤B.②③⑤C.②⑤D.①③④9.化学反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min ,B 的浓度减少0.6mol/L 。
化学反应速率和化学平衡测试题一、选择题。
1 .反应A(g)+3B(g) —- 2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是( )A. u (D)=0.4 mol / L s B . u (C)=0.5 mol / L sC. u (B)=0.6 mol / L s D . u (A)=0.15 mol / L s2. 某化学反应其△ H== —122 kJ/mol, ?S== 231 J/(mol - K),则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )A •在任何温度下都能自发进行B.在任何温度下都不能自发进行C.仅在高温下自发进行D.仅在低温下自发进行3 .可逆反应N2+3H2 2NH3的正逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )A. u 正(N2)= u 逆(NH3) B . 3u 正(N2)= u 正(H2)C. 2 u 正(H2)=3 u 逆(NH3) D . u 正(N2)=3 u 逆(H2)4 .下列说法正确的是( )A .增大压强,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大B. 升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率可能增大C. 加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大D. —般使用催化剂可降低反应的活化能,增大活化分子百分数,增大化学反应速率5.在2L密闭容器中加入4molA和6molB,发生以下反应:4A(g)+6B(g) — 4C(g) +5D(g)。
若经5s后,剩下的A是2.5mol,贝U B的反应速率是( )A. 0.45 mol / (L s) B . 0.15 mol / (L s) C. 0.225 mol / (L •) D . 0.9 mol / (L s)6 .有一处于平衡状态的反应:X(s) + 3Y(g) ^^2Z(g) , △ H v 0。
为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是( )①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥分离出ZA .①③⑤B . 2;:网C .②③⑥D.②④⑥7 .同质量的锌与盐酸反应,欲使反应速率增大,选用的反应条件正确的组合是( )反应条件:①锌粒②锌片③锌粉④5%盐酸⑤10%盐酸⑥15%盐酸⑦加热⑧用冷水冷却⑨不断振荡⑩迅速混合后静置A .③⑥⑦⑨B .③⑤⑦⑨C .①④⑧⑩D .②⑥⑦⑩8.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g) •一2C(g)达到平衡时,各物质的物质的量之比为n(A) :n(B) : n(C)=2 : 2 :1。
专题7 化学反应速率和化学平衡考点1 化学反应速率的简单计算(1)数学表达式:υ=△c△t。
(2)对某一具体的化学反应来说,用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时,数值往往不同,其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比,(3)对于比较复杂的化学反应速率的计算题一般按以下步骤(即三段式):【例1】(2015届仙桃天门潜江期末)某温度下,向2 L 恒容密闭容器中充入1.0 mol A 和1.0 mol B ,反应A(g)+B(g) C(g),经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是t/s 0 5 15 25 35 m (A)/mol1.00.850.810.800.80A .反应在前5 s 的平均速率v(A)=0.17mol ∙L -1∙s -1B .保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol ∙L -1,则反应的ΔH>0 C .相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol C 达到平衡时,C 的转化率大于80%D .相同温度下,起始时向容器中充入0.20 mol A 、0.20 mol B 和1.0 mol C ,反应达到平衡前V(正)<V(逆) 【答案】D 【解析】考点:考查化学反应速率的计算与判断、物质的平衡转化率及反应热的判断的知识。
【小结】化学反应速率大小的比较方法(1)同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小,而要通过转化换算成同一物质表示,再比较数值的大小。
(2)比较化学反应速率与化学方程式中化学计量数的比值,即比较v A a 与v B b ,若v A a >v Bb,则A 表示的反应速率比B 大。
(3)注意反应速率单位的一致性。
(4)注意外界条件对化学反应速率的影响规律。
考点2 外界条件对化学反应速率的影响【例2】(2015届龙岩市非一级达标学校期末)下表为某学生进行的两组实验:反应物 Na 2S 2O 3溶液 H 2SO 4溶液水甲 0.1 mol•L -110 mL 0.1 mol•L -110 mL 5 mL 乙0.2 mol•L -15 mL0.2 mol•L -15 mL20 mL若其他条件均相同,上述两组实验中,对应反应的反应速率关系为 A .甲>乙 B .甲<乙 C .甲=乙 D .无法判断 【答案】A考点:考查反应速率的比较 【小结】控制变量法探究影响化学反应速率的因素:影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。
化学反应速率和化学平衡( )1.(2015·安徽高考·11)汽车尾气中NO 产生的反应为N 2(g)+O 2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N 2(g)和O 2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a 表示该反应在温度T 下N 2的浓度随时间的变化,曲线b 表示该反应在某一起始反应条件改变时N 2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是A .温度T 下,该反应的平衡常数K=B .温度T 下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C .曲线b 对应的条件改变可能是加入了催化剂D .若曲线b 对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0( )2.(2015·福建高考·12)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C .b<318.2D .不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同( )3.(2015·四川高考·7)一定量的CO 2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO 2(g)2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压(p 分)=气体总压(p 总)×体积分数。
下列说法正确的是A .550℃时,若充入惰性气体,v 正、v 逆均减小,平衡不移动B .650℃时,反应达平衡后CO 2的转化率为25.0%C .T ℃时,若充入等体积的CO 2和CO,平衡向逆反应方向移动D .925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p =24.0p 总 ( )4.(2015·天津高考·3)下列说法不正确的是A .Na 与H 2O 的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行B .饱和Na 2SO 4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同C .FeCl 3和MnO 2均可加快H 2O 2分解,同等条件下二者对H 2O 2分解速率的改变相同D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液( )5.(2015·天津高考·6)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。
化学反应速率和化学平衡综合练习一、选择题(包括15个小题,每小题4分,共60分。
每小题有只一个选项符合题意。
)1. 设反应C+ CO2 2C0(正反应吸热)反应速率为V i, N2+ 3出2NH3(正反应放热),反应速率为V2。
对于上述反应,当温度升高时,V i、V2的变化情况为A. 同时增大B.同时减小C. v i增大,V2减小D. V i减小,V2增大2. 在一密闭容器内发生氨分解反应:2NH3 N2 + 3H2。
已知NH3起始浓度是mol • L一1, 4s末为mol • L^1,若用NH3的浓度变化来表示此反应的速率,则v (NH3)应为A. 0.04 mol • L 1• s 1B. mol • L 1• s 1C. mol • L 1• s 1D. mol • L 1• s 13. 在温度不变的条件下,密闭容器中发生如下反应:2SO2 + O2——2SO3,下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是A. 容器中SO2、。
2、SO3共存B. SO2与SO3的浓度相等C. 容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2 :1 :2D. 反应容器中压强不随时间变化4. 反应2A(g) —・2B(g)+E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是A. 加压B.减压C.减少E的浓度D.降温5. 一定温度下,浓度均为1mol • L"的A2和B2两种气体,在密闭容器内反应生成气体C,反应达平衡后,测得:C(A2)= mol •!_ ,侣2)= mol -L 一1, C(C)= mol - L一1,则该反应的正确表达式为A. 2A2 + B2—2A2BB. A2+ B2一2ABC. A2+ B 2—A2B2D. A2+ 2B2—2AB 26. 一定条件下的反应:PCl s(g) PCb(g) + Cl2(g)(正反应吸热)达到平衡后,下列情况使PCl5分解率降低的是A. 温度、体积不变,充入氩气B.体积不变,对体系加热C.温度、体积不变,充入氯气D.温度不变,增大容器体积7. 在一定温度下,把2. 0体积的N2和6. 0体积的H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生如下反应:N2+ 3H2 2NH3。
专题七化学反应速率与化学平衡学号 姓名 得分1、高炉炼铁的基本反应之一如下:FeO (s )+ CO (g ) Fe (s )+ CO 2(g ) △H >0(1)则该反应中平衡常数K = 。
(2)已知1100℃时,K = 0.263,温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO 2和CO 的体积比值 ,平衡常数K 值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)1100℃时,测得高炉中[CO 2]= 0.025mol ·L -1,[CO]= 0.1mol ·L -1,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态 (填“是”、“否”),此时,化学反应速率是正υ 逆υ(填“>”、“=”、“<”),其原因是 。
2、温度对反应速率的影响可用阿伦尼乌斯公式的一种形式表示:()211212303.2lg T RT T T E k k -=式中k 1、k 2分别为温度T 1、T 2时某反应的速率常数;E 为反应的活化能(单位:kJ ·mol-1)(假定活化能在温度变化范围不大时是常数)。
又对同一反应,在不同温度下反应速率常数与反应时间的关系如下:1221t t k k =(1)现知在300K ,鲜牛奶5小时后即变酸,但在275K 的冰箱里可保存50小时,牛奶变酸反应的活化能是多少? (2)若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸,则此时温度为多少?3、在水溶液中,反应Hg +22+ Tl 3+= 2Hg 2++ Tl +的速度表达式为υ= k [Hg +22][Tl 3+]/[Hg 2+],试推测其反应历程。
4、一定温度下,按下式发生分解反应:N 2O 5(g )2NO 2(g )+1/2O 2(g )实验测得的数据如下表:(1)求各时间间隔内N 2O 5分解的平均反应速率。
(2)求1000s 时,生成NO 2的瞬时反应速率。
逆υ=k的关系6、某抗生素在人体血液中呈现简单级数的反应,若给病人在上午8时注射一针抗生素,然后在不同时刻t 测定抗生素在血液中的浓度c (以mg/100cm 3表示),得到如下数据:(1)确定反应级数。
(2)求反应的速率常数k 和半衰期t 1/2。
(3)若抗生素在血液中浓度不低于0.37 mg /100 cm 3才有效,问大约何时该注射第二针?7、400℃下,1L 容器内N 2、H 2、NH 3三种气体的平衡浓度分别是:[N 2]=1.0 mol ·L-1、[H 2]= 0.50 mol ·L -1、[NH 3]= 0.50 mol ·L -1。
如果保持温度不变,而要使N 2的平均浓度增加到1.1 mol ·L -1需要从容器中取走多少摩尔的氢气才能使体系重新达到平衡?8、平衡常数K C 的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志。
在25℃时,下列反应的平衡常数如下: N 2(g) + O 2(g) 2NO(g) K 1 = 1×10-30 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(g) K 2 = 2×10 812CO 2 (g)2CO(g)+O 2(g) K 3 = 4×10-92(1)常温下,NO 分解产生O 2反应的平衡常数的表达式为K = 。
(2)常温下,水分解产生O 2,此时平衡常数值约为K = 。
(3)常温下,NO ,H 2O ,CO 2 三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为 。
(4)北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装,以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放,而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂,你根据以上有关数据分析,仅使用催化剂除污染气体的可能性。
9、在900℃、101.325 kPa 下使CO(g)和H 2(g)的混合气体通过催化剂来研究下列平衡:CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g),把反应达到平衡后的气体进行分析,得到各气体的分压分别为:2CO p = 21704 Pa, 2H p = 25825 Pa, O H p 2=CO p = 26892 Pa ,问各气体分压均为2×101.325 kPa 时反应能否自发进行?10、在630K 时,反应()()()g O g Hg s HgO 222+= 的标准自由能变化为44.3kJ ·mol -1。
试求此反应的K p 及630K 时HgO(s)的分解压。
如果此反应开始前容器中已有101325 Pa 的O 2,求在630 K 达平衡时与HgO (s) 共存的气相中Hg(g)的分压。
11、1273K 时H 2O(g) 通过红热的铁生产H 2,发生如下反应:Fe(s) + H 2O(g) FeO(s)+H 2(g),反应的平衡常数K P = 1.49(K p 是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常数)。
(1)计算每生产1.00 mol 氢气需通入水蒸气的物质的量为多少?(2)1273K 时,若反应体系中只有0.30 mol 的铁并通入1.00 mol 水蒸气与其反应,试计算反应后各组分的物质的量。
反应后体系是否处于平衡状态,为什么?(3)1273K ,当1.00 mol 水蒸气与0.80 mol 铁接触时,最后各组分的物质的量是多少?12、在298K 下,下列反应的?H 0m 依次为:C 8H 18(g) + 25/2O 2(g) → 8CO 2(g) + 9H 2O(l) ?1H 0m = – 5512.4 kJ ·mol -1C(石墨) + O 2(g) → CO 2(g) ?2H 0m = – 393.5 kJ ·mol -1H 2(g) + 1/2O 2(g) → H 2O(l) ?3H 0m= – 285.8 kJ ·mol -1 正辛烷、氢气和石墨的标准熵分别为:463.7,130.6,5.694J ·K -1·mol -1。
设正辛烷和氢气为理想气体,问:(1)298K 下,由单质生成1mol 正辛烷的反应的平衡常数0p K ,给出计算过程。
(2)增加压力对提高正辛烷的产率是否有利?为什么? (3)升高温度对提高产率是否有利?为什么?(4)若在298 K 及101.325 kPa 下进行,平衡混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到0.1?(5)若希望正辛烷在平衡混合物中的摩尔分数达到0.5,则在298K 时,需要多大的压力才行?给出计算过程。
专题七参考答案:1、(1)[CO 2]/[CO] (2)增大 增大 (3)否 > [CO 2]/[CO]<0.263,碳元素守恒,故[CO 2]增大,[CO]减小,即正υ将大于逆υ。
2、(1)63.19 kJ ·mol -1(2)308.5 K3、Hg +22Hg + Hg 2+(快) Hg + Tl 3+ Hg 2+ + Tl +(慢)4、(1)2.96×10-3,2.24×10-3,1.30×10-3,1.04×10-3,0.72×10-3,0.52×10-3(单位:mol ·L -1·s -1) (2)3.52×10-3mol ·L -1·s -1(3)c 2(NO 2)·c 1/2(O 2) / c (N 2O 5) = k / k ’5(1)A υ= 1/2D υ (2)D (3)1υ∆>2υ∆6、(1)以ln c 对t 作图得一直线,说明该反应是一级反应。
(2)k = 0.09629 h -1 t 1/2 = ln2/k = 7.198 h (3)6.7 h7、0.46 mol8、(1)K =222NOO N c c c (2)5×10-82 (3)NO >H 2O >CO 2(4)NO 、CO 与O 2反应进行的程度很大,使用合适的催化剂加快反应速率,在水蒸气存在下生成HNO 3和CO 2,则基本上可以除去污染气体。
或由第1,3个反应及平衡常数可知2CO + 2NO=2CO 2 + N 2的K = 1/K 1K 2 = 2.5×10121,使用合适的催化剂加快反应速率,基本上可以除去污染气体。
9、(1)根据平衡常数定义,可利用900℃时各气体的平衡分压计算平衡常数P K 。
P K =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0000222p p p p p p p p H CO O H CO =⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛1013252582510132521704101325268922=1.29 (2)根据化学反应恒温方程式判断过程能否自发进行。
Δr= –P K RT ln +P Q RT ln = – 8.314×1173 ln1.29+8.314×1173 ln⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯1013251013252101325101325210132510132521013251013252 = – 8.314×1173 ln1.29+8.314×1173 ln1 = – 2483(J.mol -1)或 P Q = 1<P K = 1.29 表明反应能自发向右进行。
P a m K RT K RT rG ln ln -=-=∆==m P 3⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-p p P P 反应达平衡时的分压为1,则 K p = p (H 2)/ p (H 2O) =1.49因为p (H 2) = n (H 2)RT / V p (H 2O) = n (H 2O)RT / V 所以K p = p (H 2)/ p (H 2O) = n (H 2) / n (H 2O) = 1.49当气相中n (H 2) = 1mol 时,气相中还应有1/1.49即0.67 mol 的H 2O(g)存在以维持平衡,故需通入1.67 mol 的H 2O(g) 才能产生1mol H 2(g)。
(2)当1.00 mol H 2O(g) 与0.30 mol Fe 反应时,将生成0.30 mol H 2(g),用于平衡的n (H 2O) = 0.30/1.49 = 0.20 mol所以当0.30 mol Fe 完全反应时共需0.30 + 0.20 = 0.5 mol H 2O (g ),现有1.00 mol H 2O (g ),故Fe 可完全反应。
此时体系组成为:H 2(g):0.30 mol ;H 2O(g):0.70 mol ;FeO(s)︰0.30 mol ;Fe :已不存在。