化学反应速率与化学平衡VIP免费

化学反应速率与化学平衡复习【例题1】煤制成天然气是煤气化的一种重要方法。其工艺核心是合成过程中的甲烷化，涉及的主要反应：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H＜0①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H＜0②现在300℃，容积为2L的密闭容器中进行有关合成天然气的实验，相关数据记录如下：CO/molCO2/molH2/molCH4/molH2O/mol0min43400030min22a3—70min1bcd6下列有关说法错误的是A.a=30，b=1.5B.c=25，d=4.5C.前30min内，反应①的平均反应速率v(CH4)=0.05mol/(L·min)D.后40min内，反应②的平均反应速率v(H2)=0.025mol/(L·min)【解析】根据表中数据，在前30min内，反应①消耗了2molCO，同时消耗H2的物质的量是消耗CO的3倍，即6mol，而反应②消耗了1molCO2，同时消耗H2的物质的量是消耗CO2的2倍，即4mol，共消耗H210mol，则a=30；到70min时，H2O为6mol，反应①消耗的CO为3mol，由反应①生成的H2O为3mol，则由应②生成的H2O也为3mol，同时消耗的CO2为1.5mol，则不难得出b=1.5，c=25，d=4.5。前30min内由反应①生成的CH4为2mol,浓度该变量为1mol/L，对应的反应速率v(CH4)约为0.033mol/(L·min)；后40min内由反应②消耗的H2为2mol，浓度改变量为1mol/L，对应的反应速率v(H2)为0.025mol/(L·min)。答案：C【点拨】化学反应速率是表示反应进行快慢的物理量，它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，单位有mol/(L·h)、mol/(L·min)、mol/(L·s)等。计算公式如下：式中B是物质的化学式，△c(B)表示物质B浓度的变化，△n(B)表示物质B的物质的量的变化，V表示容器或溶液的体积，△t表示反应进行的时间。用上式进行进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：（1）浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。（2）化学反应速率是某段时间内的平均速率，而不是即时速率，且计算时取正值。（3）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比。【例题2】在某温度时，将2molA和1molB两种气体通入容积为2L的密闭容器中，发生反应：2A(g)+B(g)xC(g)，2min时反应达到平衡状态，经测定B的物质的量为0.4mol，C的反应速率为0.45mol/(L·min)。下列各项能表示该反应达到平衡的是A．vA正:vB逆＝1:2B．混合气体的密度不再变化C．混合气体的压强不再变化D．A的转化率不再变化【解析】解答本题的关键是首先根据题给A、B起始的物质的量、平衡B的物质的量以及C的反应速率求得x＝3。2A(g)+B(g)xC(g)起始（mol）210转化（mol）2aaax平衡（mol）2－2a1－aax1mol－a＝0.4mol，a＝0.6mol，ax＝2min×2L×0.45mol/(L·min)，x＝3，2A(g)+B(g)3C(g)，是等气体分子数反应。再判断反应是否达到平衡。化学平衡状态的根本标志是v正＝v逆（同一物质），因此需要把A项中原来的vA正和vB逆换算成同一物质表示形式，根据反应式vA正:vB逆＝1中化学计量系数知，若vB逆＝2，则vA逆＝4，由vA正:vB逆＝1:2，可知，vA正＝1，故vA正≠vA逆，A错；因为该反应中各物质都是气体，其质量不变，该容器又是恒容容器，所以混合气体的密度始终不变，B错；该反应是等气体分子数的反应，故气体压强不变；即压强和密度不能作为本反应平衡判断的标志，C也错；当转化率不变时，表明该反应达到平衡状态。答案：D【点拨】关于平衡状态的判断，可以将各种情况转化成同一物质正、逆反应速率是否相等，或平衡体系中个物质百分含量保持不变（或浓度不变）。判断是否达到平衡状态的标志有：（1）直接标志：①v正＝v逆，即用速率关系表示化学平衡状态，式中既要有正反应速率，又要有逆反应速率，且两者之比等于该反应中的化学计量数之比。②各组分的质量、物质的量不变，③各组分的浓度（或百分含量）不变；（2）间接标志：对于有气体存在且反应前后气体的总体积发生改变（△n(g)≠0）的反应，如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，①通过总量：n总（或恒温恒压下的V总、恒温恒容下的p总）不变，②通过复合量：（平均摩尔质量、密度）不变，则说明该反应已达平衡状态。③对于有气体存在且反应前后气体的总体积不发生改变（△n(g)=0）的反应，如H2(g)+I2(g)2HI(g)，反应过程...