突破10 化学反应速率及化学平衡图像问题-【尖子生系列】2022-2023学年高一化学同步重难点专项突破（人教版2019必修第二册）

人教版必修第二册 重难点专题突破10 化学反应速率及化学平衡图像问题 第六章 化学反应与能量 知识点1“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 【归纳整合】 有关化学反应速率的计算往往数据比较多，关系复杂，往往可以通过“三段式”法，使各种数据直观、条理清晰、便于分析和计算。 1.“三段式”法的基本步骤 (1)写出化学反应方程式并配平。 (2)根据题意，依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量)、浓度(或物质的量)的变化量及一段时间后的浓度(或物质的量)，未知量可以设未知数表示。 (3)根据起始浓度(或物质的量)与一段时间后的浓度(或物质的量)的差等于浓度(或物质的量)的变化量，变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列出关系式计算。 2.具体实例 　　　　　　　　　　　2A(g)　+　B(g)　 　2C(g) 起始浓度(mol·L-1) 2 1 0 转化浓度(mol·L-1) 2x x 2x n s后浓度(mol·L-1) 2-2x 1-x 2x 有v(A)= mol·L-1·s-1，v(B)= mol·L-1·s-1，v(C)= mol·L-1·s-1，B的转化率为 ×100%。 3.运用“三段式”法解题时的注意事项 (1)起始量、变化量、一段时间后的量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。 (2)起始量、变化量、一段时间后的量中，只有不同物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系，不能列比例计算。 【典例示范】 【典例】在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)+ nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol，5 min末达到平衡，此时测得C的物质的 量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。 计算： (1)平衡时A的物质的量浓度为_______。  (2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_______。  (3)化学方程式中n值为_______。  (4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=6 mol·L-1·min-1 ③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ④v(D)=8 mol·L-1·min-1 其中反应速率最快的是_______(填编号)。  【解析】(1) 　　　　　　A(g) + 2B(g) 3C(g)+nD(g) 起始　 4 mol　 6 mol 转化　 1 mol　 2 mol　 3 mol 5 min末 3 mol　 4 mol 3 mol c(A)= mol·L-1=1.5 mol·L-1。 (2)v(B)= =0.2 mol·L-1·min-1。 (3)根据同一反应中、同一时间段内、各物质的反应速率之比等于计量数之比； 所以v(B)∶v(D)=0.2 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1·min-1=2∶n，n=2。 (4)把所有速率都换算成A的反应速率； ①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②由v(B)=6 mol·L-1·min-1知，v(A)=3 mol·L-1·min-1 ③由v(C)=4.5 mol·L-1·min-1知，v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 ④由v(D)=8 mol·L-1·min-1知，v(A)=4 mol·L-1·min-1 故选①。 答案：(1)1.5 mol·L-1　(2)0.2 mol·L-1·min-1　(3)2　(4)① 　【母题追问】(1)计算达到平衡时A的转化率是多少？ 提示：平衡时A的转化率= ×100%=25%。 (2)计算达到平衡时C的体积分数是多少？ 提示：同温同压下，气体的体积分数即是物质的量分数，C的体积分数= ×100%=25%。 (3)平衡时气体的压强是起始时压强的多少倍？ 提示：同温同压下，气体的压强之比等于物质的量之比，由题意知，平衡时气体的总的物质的量=(3 +4 +3 +2) mol=12 mol， n(平衡)∶n(起始)= =1.2。 【素养训练】 1.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+ B(g) xC(g)+2D(g)，经5 min后，测得D的物质的量浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min