30 第四板块 层级Ⅱ 微专题(一) 化学反应速率与平衡的相关计算（Word教参）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材Ⅰ）

微专题(一)　化学反应速率与平衡的相关计算 速率与平衡的相关计算不仅是高中化学的重难点，而且是高考的热点，每年必考。尤其对多重反应中的相关计算的考查更是创新不断。总之，此部分内容具有知识联系广、灵活度大、隐含条件多、思维层次深的特点，考生失分率较高，复习时应重视培养学生的逻辑思维和创新思维能力。 命题点(一)　化学反应速率常数 1．速率常数与速率方程 速率常数 含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率 意义 在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的速率 速率方程 含义 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比 表达式 反应 aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g) 表达式 v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数) 反应 2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) 表达式 v正＝k正·c2(NO2), v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2) 2．速率常数与化学平衡常数之间的关系 推导 一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H) 关系 ＝＝K [提能集训] 1．(2023·辽宁省部分重点中学协作体三模)在同温同容且恒温恒容的两个密闭容器Ⅰ、Ⅱ中分别发生：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH>0，此反应的v(正)＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v(逆)＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO2)c(O2)，k正、k逆为速率常数，测得数据如下表，下列说法正确的是(　 ) 容器 起始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 A.若容器Ⅰ两分钟达到平衡，则0～2分钟反应平均速率v(NO)＝0.1 mol·L－1·min－1 B．向平衡后的容器中再加入NO2，重新达平衡后，NO2的体积分数减小 C．容器Ⅱ中起始时速率v(逆)>v(正) D．该反应k正、k逆随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变 解析：选D　由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2 mol·L－1，则由方程式可知，0～2分钟内一氧化氮的平均速率为＝0.2 mol·L－1·min－1，故A错误；向平衡后的容器中再加入二氧化氮相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的体积分数增大，故B错误；由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2 mol·L－1，则由方程式可知，平衡时二氧化氮、一氧化氮的浓度分别为0.6 mol·L－1－0.2 mol·L－1×2＝0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1×2＝0.4 mol·L－1，反应的平衡常数K＝＝0.8，温度不变，平衡常数不变，则容器Ⅱ中起始浓度熵Q＝＜0.8，说明平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故C错误；使用催化剂时，反应物和生成物的浓度不变，正逆反应速率均增大说明正逆反应的速率常数均增大，速率常数是温度函数，温度不变，速率常数不变，则该反应k正、k逆随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变，故D正确。 2．恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k～曲线。下列说法正确的是(　 ) 　 A．随c(X)的减小，反应①②的速率均降低 B．体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z) C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D．温度低于T1时，总反应速率由反应①决定 解析：选C　由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表Z，浓度随时间变化先增大后减小的曲线代表Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A说法错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的