[一道化学平衡创新题]化学平衡题

时间：2019-02-07 03:22:04　来源：雅意学习网本文已影响人

　　文章编号：1005－6629(2009)01－0080－01中图分类号：G633.8文献标识码：B 　　　　［问题］：在一恒温恒容体积为1L的容器中存在如下可逆反应： 2NO2(g) N2O4(g)，已知：NO2，N2O4的消耗速率与本身浓度存在下列关系：
　　v(NO2)=k1・c(NO2)2，v(N2O4)=k2・c(N2O4)
　　其中k1、k2是与反应及温度有关的常数，可以根据上述关系式建立一个速率－浓度的图像如下：
　　
　　试回答下列问题：
　　(1)图中的交点A对应该可逆反应的状态是否达到化学平衡状态？__________（填“是”或“否”）作此判断的理由是__________。
　　(2)若k1＝k2，则在开始时向该容器中充入1mol NO2，则达到平衡时NO2的浓度为__________，N2O4的浓度为__________。
　　(3)若k1≠k2，则在开始时向该容器中充入1mol NO2，设达到平衡时NO2的浓度为c1，N2O4的浓度为c2，则c1与c2的关系为_______，c1、c2、k1、k2存在的关系为______________。
　　［命题意图］
　　本题属于原创，是2008年利川一中高三化学一轮月考试题。意在考察学生对于化学平衡状态的理解。化学平衡是中学化学的重要理论之一。作为中学化学的主干知识，化学平衡的特征及化学平衡状态的判断也一直是高考考查的重点。而判断化学平衡的最基本特征就是正反应速率与逆反应速率相等。考虑到让学生充分的理解化学平衡，特命制本题。
　　［解题思路］
　　判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态的最根本依据是v正=v逆，在2NO2N2O4这个可逆反应中，消耗速率只要满足v(NO2)=2v(N2O4)即可以认为该可逆反应达到化学平衡状态。
　　在(1)问中交点A的状态只是满足c(NO2)=c(N2O4)和v(NO2)=v(N2O4)这两个条件，故该可逆反应并没有达到化学平衡状态。
　　如果k1＝k2，则将v(NO2)=k1・c(NO2)2， v(N2O4)=k2・c(N2O4)代入该可逆反应达到平衡时的状态： v(NO2)=2v(N2O4)，最终得到如下方程组：
　　k1・c(NO2)2=2k2・c(N2O4)c(NO2)+2c(N2O4)=1mol・L-1(氮守恒)k1=k2
　　
　　如果k1≠k2，则根据氮守恒可得：c1+2c2=1mol・L-1，根据v(正)=v(逆)可得：k1・c12=2k2・c2
　　［参考答案］
　　(1)否；交点A的状态只是满足v(NO2)=v(N2O4)，而达到平衡时两者的消耗速率则应为v(NO2)=2v(N2O4)。
　　
　　(3)c1+2c2=1mol・L-1 ；k1・c12=2k2・c2
　　［试题点评］
　　1.考察了主干知识。对于主干知识的考察一直是近几年高考的主要方向，化学平衡的有关图象也一直是高考的重中之重。
　　2.图像新颖。在常见的有关化学平衡的试题中，众多的是速率―时间图像或浓度―时间图像，几乎没有速率―浓度的图像。
　　3.抓住了本质特征。如何准确的判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态呢？最根本的标准是化学反应速率，该题目可以很好地体现这个观点。
　　
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