高考化學大二輪復習 第1部分 知識整合 專題2 基本理論 第8講 化學反應速率和化學平衡課件

第8講化學反應速率和化學平衡,1了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。 2了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。 3了解化學反應的可逆性。,考綱要求,4了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。 5理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。 6了解化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。,1(2014新課標卷)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I的溶液中，H2O2分解的機理為 H2O2IH2OIO慢 H2O2IOH2OO2I快 下列有關該反應的說法正確的是 A反應速率與I濃度有關 BIO也是該反應的催化劑 C反應活化能等于98 kJmol1 Dv(H2O2)=v(H2O)=v(O2),真題導航,解析H2O2的分解反應主要是由第一個反應決定的，I濃度越大，反應速率越快，A項正確；根據(jù)總反應可確定該反應的催化劑為I，而IO為中間產(chǎn)物，B項錯誤；根據(jù)所給信息無法確定反應活化能，C項錯誤；反應速率關系為v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)，D項錯誤。 答案A,答案A,根據(jù)上述實驗結果，該反應的平衡常數(shù)K的計算式為_。 上述反應中，正反應速率為v正=k正x2(HI)，逆反應速率為v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為_(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min1，在t=40 min時，v正=_min1。 由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關系可用下圖表示。當升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，相應的點分別為_(填字母)。,解析(1)設1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂吸收的能量為x，則2x436 kJ151 kJ=11 kJ，x=299 kJ。 (2)由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始，最終x(HI)均為0.784，說明此時已達到了平衡狀態(tài)。設HI的初始濃度為1 molL1，則：,考點一化學反應速率及影響因,突破必備,用上式進行某物質反應速率計算時需注意以下幾點： 濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質，不適用于固體和純液體。 化學反應速率是某段時間內的平均反應速率，而不是即時速率，且計算時取正值。,2外界條件對化學反應速率影響的深度剖析 (1)純液體和固體濃度視為常數(shù)，它們的量的改變不會影響化學反應速率。但固體顆粒的大小導致接觸面的大小發(fā)生變化，故影響反應速率。 (2)對于固體、液體物質，由于壓強改變時對它們的體積影響很小，因而壓強對它們濃度的影響可看作不變，壓強對無氣體參加的化學反應的速率無影響。 (3)升高溫度，不論吸熱還是放熱反應，也不論正反應速率還是逆反應速率都增大。,A1015 s內c(NH3)增加量等于0.25 molL1 B10 s內氨氣的平均反應速率為0.025 molL1s1 C達平衡后，分離出少量NH3，v(正)增大 D該反應的逆反應的活化能不小于92.2 kJmol1,典題沖關,解析1015 s內與010 s內的反應速率不同，故A項錯誤；010 s，c(H2)減小了0.75 molL1，根據(jù)反應的方程式可知，氨氣濃度增加了0.5 molL1,10 s內氨氣的反應速率是0.5 molL110 s=0.05 molL1s1，選項B不正確；降低生成物濃度，反應速率降低，選項C不正確；由于正反應的H=92.2 kJmol1，所以逆反應的活化能不小于92.2 kJmol1，選項D正確。 答案D,2(2015海南高考)10 mL濃度為1 molL1的鹽酸與過量的鋅粉反應，若加入適量的下列溶液，能減慢反應速率但又不影響氫氣生成的組合是 K2SO4CH3COONaCuSO4Na2CO3 AB C D,解析Zn與稀鹽酸發(fā)生反應：Zn2HCl=ZnCl2H2，若加入物質使反應速率降低，則c(H)減小，但是不影響產(chǎn)生氫氣的物質的量，說明最終電離產(chǎn)生的n(H)不變。K2SO4是強酸強堿鹽，不發(fā)生水解，溶液顯中性，溶液中的水對鹽酸起稀釋作用，使c(H)減小，但沒有消耗H，因此n(H)不變，符合題意，正確；CH3COONa與HCl發(fā)生反應：CH3COONaHCl=CH3COOHNaCl，使溶液中c(H)減小，反應速率降低，當反應進行到一定程度，會發(fā)生反應：,2CH3COOHZn=(CH3COO)2ZnH2，因此最終不會影響產(chǎn)生氫氣的物質的量，正確；加入CuSO4溶液會與Zn發(fā)生置換反應：CuSO4Zn=CuZnSO4，產(chǎn)生的Cu與Zn和鹽酸構成原電池。會加快反應速率，與題意不符合，錯誤；若加入Na2CO3溶液，會與鹽酸發(fā)生反應：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，使溶液中的c(H)減小，但由于逸出了CO2氣體，因此使n(H)也減小，產(chǎn)生氫氣的物質的量減小，不符合題意，錯誤。 答案A,1.判斷化學反應達到平衡狀態(tài)的兩方法逆向不變、變量相等 (1)“逆向相等”：反應速率必須一個是正反應的速率，一個是逆反應的速率，且經(jīng)過換算后同一種物質的減少速率和生成速率相等。 (2)“變量不變”：如果一個量是隨反應進行而改變的，當不變時為平衡狀態(tài)；一個隨反應的進行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。,考點二化學平衡狀態(tài)及其影響因素,突破必備,2外界條件對化學平衡移動的影響規(guī)律 (1)溫度的影響：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，化學平衡向放熱反應方向移動。 (2)濃度的影響：增大反應物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向正反應方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，化學平衡向逆反應方向移動。 (3)壓強的影響：增大壓強會使平衡向著氣體體積減小的方向移動；減小壓強會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。,(2)催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率，所以催化劑不會影響化學平衡。 (3)當外界條件的改變對平衡移動的影響與生產(chǎn)要求不一致時，不能用勒夏特列原理解釋，如工業(yè)合成氨條件的選擇。,典題沖關,題組一多角度突破化學平衡狀態(tài)的判斷,答案C,混合氣體的壓強混合氣體的密度B的物質的量濃度混合氣體的總物質的量混合氣體的平均相對分子質量v(C)與v(D)的比值混合氣體的總質量混合氣體的總體積C、D的分子數(shù)之比為11 AB C D,答案B,題組二考查化學平衡狀態(tài)的影響因素,解析能提高反應物轉化率的方法是在不改變該反應物起始量的條件下使化學平衡向正反應方向移動。升溫向吸熱方向即正反應方向移動；恒容通入惰性氣體，各組分濃度不變，平衡不移動；增加CO濃度使平衡逆向移動；減壓使平衡正向移動；催化劑不影響平衡；恒壓通入惰性氣體，參與反應的各組分分壓強減小，平衡正向移動，故符合題意。 答案B,解析焓變是一個狀態(tài)函數(shù)，與反應發(fā)生的途徑無關，A項錯誤；溫度升高，正逆反應速率均增大，因該反應是吸熱反應，故平衡正向移動，分解率增大，B項正確；該反應是氣體體積增大的反應，增大壓強平衡逆向移動，逆向反應是放熱反應，會使體系溫度升高，C項錯誤；體系中注入H2，體系將向H2濃度降低方向移動，但最終H2的濃度增大，D項錯誤。 答案B,方法規(guī)律 解答化學平衡題的一般思路,1化學平衡常數(shù)的影響因素 (1)平衡常數(shù)K只受溫度影響，既與任何一種反應物或生成物的濃度變化無關，也與壓強的改變無關；由于催化劑同等程度地改變正逆反應速率，故平衡常數(shù)不受催化劑影響。 (2)任何可逆反應，當溫度保持不變，改變影響化學平衡的其他條件時，無論平衡是否發(fā)生移動，K值不變。,考點三化學平衡常數(shù)及其應用,突破必備,2化學平衡常數(shù)的應用 (1)判斷反應進行的程度。 對于同類型的反應，K值越大，表示反應進行的程度越大；K值越小，表示反應進行的程度越小。 (2)判斷反應進行的方向。 若任意狀態(tài)下的生成物與反應物的濃度冪之積的比值為Qc，則QcK，反應向逆反應方向進行；Qc=K，反應處于平衡狀態(tài)；Qc<K，反應向正反應方向進行。,(3)判斷反應的熱效應。 若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應。 若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。 (4)利用化學平衡常數(shù)計算平衡濃度、轉化率、體積分數(shù)等。,3解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”“三段式” (1)步驟 寫出有關化學平衡的反應方程式。 確定各物質的起始濃度、轉化濃度、平衡濃度。 根據(jù)已知條件建立等式關系并做解答。,典題沖關,題組一化學平衡常數(shù)及其應用,A升高溫度，該反應平衡常數(shù)K的變化無法判斷 B增大壓強，W的質量分數(shù)減小 C該反應的化學方程式為2Z(g)2W(g)=X(g)2Y(g) D增大X氣體濃度平衡向正反應方向移動,解析A項，因不知反應是吸熱反應還是放熱反應，所以升高溫度平衡移動方向無法判斷，故K值不能判斷；B項，由表達式可判斷反應方程式為2Z(g)2W(g)=X(g)2Y(g)，加壓平衡向正反應方向移動，W的質量分數(shù)減??；D項，X為產(chǎn)物，增大產(chǎn)物濃度則平衡向逆反應方向移動。 答案D,答案B,題組二應用“三段式”考查化學平衡的相關計算,Am=2 B兩次平衡的平衡常數(shù)相同 CX與Y的平衡轉化率之比為11 D第二次平衡時，Z的濃度為0.4 molL1 解析在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，平衡后X、Y、Z的體積分數(shù)不變，可知該反應是一個反應前后氣體分子數(shù)相等的反應，因此m=2，A項正確；同一化學反應的平衡常數(shù)只與溫度有關，兩次平衡溫度不變，,故兩次平衡的平衡常數(shù)相同，B項正確；m=2，則起始量X與Y之比為12，則反應過程中由方程式可知反應的X與Y之比為12，故X與Y的平衡轉化率之比為11，C項正確；m=2，則該反應為反應前后氣體總量不變的反應，故第二次平衡時Z的物質的量為：410%=0.4 mol，故Z的濃度為0.4 mol2 L=0.2 molL1，故D項錯誤。 答案D,反應前CO的物質的量為10 mol，平衡后CO物質的量為8 mol，下列說法正確的是 A升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應是吸熱反應 B通入CO后，正反應速率逐漸增大 C反應前H2S物質的量為7 mol DCO的平衡轉化率為80%,解析升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，則該反應正反應為放熱反應，故不正確。通入CO后，正反應速率瞬間增大，之后化學平衡發(fā)生移動，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，當正反應速率和逆反應速率相等時，反應達到新的化學平衡狀態(tài)，故不正確。設反應前H2S的物質的量為a mol，容器的容積為1 L，列“三段式”進行解題：,答案C,考點四關于化學平衡的圖像、圖表題 分析,突破必備,(2)速率時間圖：如Zn與足量鹽酸的反應，反應速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況，解釋原因：AB段(v漸增)，因反應為放熱反應，隨著反應的進行，溫度漸高，導致反應速率增大；BC段(v漸小)，則主要原因是隨反應的進行，溶液中c(H)逐漸減小，導致反應速率減小。故分析時要抓住各階段的主要矛盾，認真分析。,(3)含量時間溫度(壓強)圖：常見形式有如下幾種。(C%指生成物的質量分數(shù)；B%指某反應物的質量分數(shù)),(4)恒壓(溫)線(如圖3所示)：該類圖的縱坐標為物質的平衡濃度(c)或反應物的轉化率()，橫坐標為溫度(T)或壓強(p)，常見類型如下所示：,2特殊圖像：如圖4所示曲線是其他條件不變時，某反應物的最大轉化率()與溫度(T)的關系曲線，圖中標出的1、2、3、4四個點，表示v正v逆的點是3，表示v正<v逆的點是1，而2、4點表示v正=v逆。,1下列四圖中，曲線變化情況與所給反應(a、b、c、d均大于0)相對應的是,典題沖關,題組一化學平衡圖像題分析,解析A選項，溫度高斜率大，SO3的含量低，錯誤；B選項，壓強增大，平衡正向移動，正反應速率增大的比逆反應速率快，錯誤；C選項，作一條垂線，可知壓強相同時，溫度越高N2O4的物質的量分數(shù)越小，符合升高溫度平衡右移；溫度相同時，壓強越大，N2O4的物質的量分數(shù)越大，符合增大壓強平衡左移，正確；D選項，恒壓時投入CO2，反應速率、轉化率均相同；恒容投入3 mol CO2時，壓強大，反應速率快，但平衡左移，轉化率降低，錯誤。 答案C,解題歸納 化學平衡圖像題的解題技巧 (1)緊扣特征，弄清可逆反應的正反應是吸熱還是放熱，體積增大、減小還是不變 ，有無固體、純液體物質參與反應等。 (2)先拐先平，在含量(轉化率)時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡，說明該曲線反應速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。,(3)定一議二，當圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。 (4)三步分析法，一看反應速率是增大還是減??；二看v正、v逆的相對大小；三看化學平衡移動的方向。,題組二化學平衡圖表題分析,下列說法中錯誤的是 A500 s時O2的濃度為0.075 molL1 B平衡后，升高溫度，正反應速率先增大后減小 C平衡后，要使平衡常數(shù)增大，改變的條件是升高溫度 D1 000 s時將容器的體積縮小一半，重新達到平衡時0.25 molL1<c(N2O5)<0.50 molL1,答案D,A.該反應的正反應放熱 B達到平衡時，容器中反應物轉化率比容器中的大 C達到平衡時，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍 D達到平衡時，容器中的反應速率比容器中的大,正反應為放熱反應，正確；B項中，容器相當于在容器的基礎上壓縮容器體積，壓強增大，平衡右移，容器中的轉化率比中大，錯誤；C項中，容器中，增大壓強，平衡向右移動，平衡時c(H2)要小于中c(H2)的2倍；和比較，平衡時中c(H2)中c(H2)的2倍，錯誤；D項中，中溫度為500 K，中溫度為400 K，溫度越高，反應速率越快，正確。 答案AD,解模：將容器進行拆分，構建新的模型(用實線箭號表示狀態(tài)變化的方向，用虛線箭號表示虛擬的過程)：,最后將虛擬出的兩個平衡狀態(tài)進行加壓，把體積較大的平衡狀態(tài)轉化為體積較小的平衡狀態(tài)。即容器的反應相當于在虛擬容器的基礎上增大壓強，平衡逆向移動，容器相對于容器，PCl5的體積分數(shù)增大。 (2)在溫度、壓強不變的體系中加入某種氣體反應物(或生成物)的平衡移動問題：,解答“變量控制”實驗探究題的方法思路 1確定變量：解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結果的因素有哪些。,考點五變量控制實驗題的突破方法,突破必備,2定多變一：在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。 3數(shù)據(jù)有效：解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。,1某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。,典題沖關,請完成此實驗設計，其中：V1=_，V6=_，V9=_。,解析因為要研究硫酸銅的量對反應速率的影響，故應保持硫酸的濃度在各組實驗中相同，則硫酸溶液的體積均取30 mL，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL，可以求得各組實驗中加入水的體積分別為V7=20 mL，V8=19.5 mL，V9=17.5 mL，V10=15 mL，實驗E中加入的硫酸銅的體積V6=10 mL。 答案301017.5,2(2015廣東高考)設計實驗，探究某一種因素對溶液中NH4Cl水解程度的影響。 限制試劑與儀器：固體NH4Cl、蒸餾水、100 mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計、溫度計、恒溫水浴槽(可控制溫度) (1)實驗目的：探究_對溶液中NH4Cl水解程度的影響。,(2)設計實驗方案，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案(列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關物理量及需擬定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的體積)。,解析通過所給試劑和儀器，可以探究溫度(或濃度)對溶液中氯化銨水解程度的影響。 如果是探究溫度對溶液中氯化銨水解程度的影響時，可以測定不同溫度下溶液的pH；如果是探究濃度對溶液中氯化銨水解程度的影響時，可以測定不同濃度下溶液的pH。因此實驗表格可以為,答案(1)溫度(或濃度) (2),或,