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Ⅱ 山东专用）

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．在体积为2 L的刚性密闭容器中加入一定量的CH4和CO，发生反应：CH4(g)＋CO(g)CH3CHO(g)。在不同温度下，测得容器中CO转化率随时间的变化关系如图所示，已知该反应的速率方程为v正＝k正·c(CH4)·c(CO)，v逆＝k逆·c(CH3CHO)，k是速率常数，受温度影响。下列说法正确的是(　 ) A．该反应的ΔH>0 B．T1时，测得平衡体系中n(CH4)＝0.50 mol，则＝ C．T2时，降低温度，k正增大，k逆减小 D．达到平衡状态后，增大压强，v逆先增大后减小 解析：选B　由图可知，温度为T2时，反应先达到平衡，则T2大于T1，T2时一氧化碳的转化率小于T1时说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应ΔH＜0，故A错误；T1反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，则k正c(CH4)c(CO)＝k逆c(CH3CHO)，＝＝K，设甲烷和一氧化碳的起始物质的量分别为a mol和b mol，由题意可建立如下三段式： 则反应的平衡常数K＝＝＝＝，故B正确；T2时，降低温度，正、逆反应速率均减小，则k正、k逆均减小，故C错误；该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，v正先增大后逐渐减小，v逆增大，反应达到新平衡时，反应速率保持不变，故D错误。 2．[双选]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。下列说法错误的是(　 ) 　 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②决定 解析：选AB　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的增加量，因此，v(X)＝ v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B说法错误；升高温度可以加快反应①的速率，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此还需控制反应时间，C说法正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D说法正确。 3．Bodensteins研究了下列反应： 2HI(g)H2(g)＋I2(g) 在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表： t/