高考化学二轮复习 专题能力训练3 化学反应速率与化学平衡（含15年高考题）课件.ppt

专题能力训练3化学反应速率与化学平衡 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 1 2014课标全国 已知分解1molH2O2放出热量98kJ 在含少量I 的溶液中 H2O2分解的机理为 下列有关该反应的说法正确的是 A 反应速率与I 浓度有关B IO 也是该反应的催化剂C 反应活化能等于98kJ mol 1D v H2O2 v H2O v O2 答案 解析 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 2 2015全国课标 节选 碘及其化合物在合成杀菌剂 药物等方面具有广泛用途 回答下列问题 Bodensteins研究了下列反应 2HI g H2 g I2 g 在716K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 1 根据上述实验结果 该反应的平衡常数K的计算式为 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 2 上述反应中 正反应速率为v正 k正x2 HI 逆反应速率为v逆 k逆x H2 x I2 其中k正 k逆为速率常数 则k逆为 以K和k正表示 若k正 0 0027min 1 在t 40min时 v正 min 1 3 由上述实验数据计算得到v正 x HI 和v逆 x H2 的关系可用下图表示 当升高到某一温度时 反应重新达到平衡 相应的点分别为 填字母 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 3 2015全国课标 节选 甲醇既是重要的化工原料 又可作为燃料 利用合成气 主要成分为CO CO2和H2 在催化剂作用下合成甲醇 发生的主要反应如下 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 回答下列问题 1 反应 的化学平衡常数K表达式为 图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 填曲线标记字母 其判断理由是 图1 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 图2 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 3 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 化学反应速率的计算及影响因素有关化学反应速率解题的思维路径 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究1 如何计算化学反应速率和进行化学反应速率大小比较 化学反应速率是表示反应进行快慢的物理量 它用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 对于反应mA g nB g cC g dD g 计算公式如下 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点 1 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质 不适用于固体和纯液体 2 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率 而不是即时速率 且计算时取正值 3 同一反应用不同的物质表示反应速率时 数值可能不同 但意义相同 不同物质表示的反应速率 存在如下关系 v A v B v C v D m n c d 4 对于可逆反应 通常所计算的是正 逆反应抵消后的总反应速率 注 总反应速率也可理解为净速率 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2 外界条件怎样影响化学反应速率 1 纯液体和固体的浓度视为常数 它们的量的改变不会影响化学反应速率 但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化 故影响反应速率 2 对于固体 液体物质 由于压强改变对它们的体积影响很小 因而压强对它们浓度的影响可看作不变 即压强对无气体参加的化学反应的速率无影响 3 升高温度 不论吸热反应还是放热反应 也不论正反应速率还是逆反应速率都增大 4 用催化剂催化的反应 由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大 反应速率才能达到最大 故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂活性最大时的温度范围 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例1在一定温度下 10mL0 40mol L 1H2O2溶液发生催化分解 不同时刻测得生成O2的体积 已折算为标准状况 如下表 下列叙述不正确的是 溶液体积变化忽略不计 A 0 6min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min 1B 6 10min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min 1C 反应至6min时 c H2O2 0 30mol L 1D 反应至6min时 H2O2分解了50 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理 1 根据选项知道6min时是关键点 如何求算6min时的H2O2的物质的量 一般可以根据三段式来求解 2H2O22H2O O2 初始物质的量 mol 0 0040变化的物质的量 mol 0 0020 0016min时物质的量 mol 0 0020 001 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 题后反思由于反应速率的单位是mol L 1 min 1或mol L 1 s 1 所以 用于表示化学反应速率的反应物或生成物必须有浓度的改变 固体 纯液体 敞开体系中产生的气体不能用于表示化学反应速率 如本题中不能用v O2 表示速率 3 根据表格中的O2的体积 可以得出哪些信息 随着反应的进行 相同时间内产生氧气的量越来越少 同时也说明了浓度的减小导致过氧化氢的分解速率降低 答案 C 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练1 2015湖北天门模拟 在容积固定的容器中发生反应CO g 2H2 g CH3OH g H 0 各物质的浓度如下表 下列说法不正确的是 A 2 4min内用H2表示的平均反应速率为0 3mol L 1 min 1B 达到平衡时 CO的转化率为62 5 C 反应在第2min时改变了条件 可能是加入了催化剂D 反应在第2min时改变了条件 可能是增加了H2的浓度 答案 解析 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 化学平衡状态的判断及平衡移动的影响因素有关化学平衡状态及平衡移动解题的思维路径 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2 如何判定平衡移动的方向 1 应用平衡移动原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强或温度等 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 原理中 减弱这种改变 的正确理解应当是升高温度时 平衡向吸热反应方向移动 增加反应物浓度 平衡向反应物浓度减小的方向移动 增大压强时 平衡向气体体积缩小的方向移动 化学平衡移动的根本原因是外界条件 如温度 压强 浓度等 的改变破坏了原平衡体系 使得正 逆反应速率不再相等 当v 正 v 逆 时 平衡向正反应方向移动 当v 正 v 逆 时 平衡向逆反应方向移动 移动的结果是v 正 v 逆 若条件的改变不能引起正 逆反应速率的变化 或者正 逆反应速率的变化相同 则平衡不发生移动 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 3 如何理解等效平衡 1 等价转化思想 化学平衡状态的建立与反应途径无关 即无论可逆反应是从正反应方向开始 还是从逆反应方向开始 或从中间状态开始 只要起始投入物质的物质的量相等 则可达到一样的平衡状态 2 放大缩小思想 该方法适用于起始投入物质的物质的量存在一定的倍数关系 它指的是将反应容器的体积扩大或缩小一定的倍数 让起始物质的浓度相同 则在一定的条件下 可建立相同的平衡状态 然后在此基础上进行压缩或扩大 使其还原为原来的浓度 在压缩或扩大过程中 依据勒夏特列原理 分析平衡如何移动 相关量的变化情况 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例2 2015河南郑州模拟 CO SO2是主要的大气污染气体 利用化学反应原理是治理污染的重要方法 甲醇可以补充和部分替代石油燃料 缓解能源紧张 利用CO可以合成甲醇 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2 一定条件下 在容积为VL的密闭容器中充入amolCO与2amolH2合成甲醇 平衡转化率与温度 压强的关系如下图所示 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 p1p2 填 或 下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是 填写相应字母 A 使用高效催化剂B 降低反应温度C 增大体系压强D 不断将CH3OH从反应混合物中分离出来E 增加等物质的量的CO和H2 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理 1 根据盖斯定律 2 计算得到 H 90 1kJ mol 1 由此得出该反应为放热反应 2 根据 定一议二 的原则 在横坐标上选取一点 作一条等温线 与p1 p2压强下的曲线得到两个交点 p2时CO的转化率大于p1 由于该反应的正反应是一个气体体积减小的反应 故p1 p2 由于充入CO和H2的物质的量之比等于计量数之比 故平衡时CO的转化率等于H2的转化率 增大反应速率的方法主要包括增大反应物浓度 增大压强 升高温度 使用催化剂 由于该反应是放热反应 提高CO转化率的措施主要包括增大H2的浓度 或同时增大CO和H2的浓度 但二者的比例小于1 2 增大体系的压强 分离出生成物 增大压强等 同时满足增大反应速率和增大CO的转化率的只有C选项 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 答案 1 90 1 2 甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应 相同温度下 增大压强CO的转化率提高题后反思 1 注意影响反应速率和影响化学平衡的因素不完全相同 如使用催化剂只影响化学反应速率而不影响化学平衡 2 注意对多变量化学平衡移动的图像题 采取控制变量 定一议二 的方法来解题 对点训练2 2015北京东城模拟 某温度下 向体积为2L的密闭容器中加入CH3OH 发生反应2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 25kJ mol 1 反应过程中测定的部分数据见下表 已知该温度下反应的平衡常数K 400 下列说法正确的是 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 答案 解析 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 化学平衡常数及平衡转化率的计算1 化学平衡的计算解题思维路径 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究 1 如何运用 三段式 模式进行化学平衡计算 根据反应进行 或平衡移动 的方向 设某反应物消耗的量 然后列式求解 例 mA nBpC qD起始量 ab00变化量 mxnxpxqx平衡量 a mxb nxpxqx注意 变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例 这里a b可指 物质的量 浓度 体积等 弄清起始量 平衡量 平衡转化率三者之间的互换关系 在使用平衡常数时 要注意反应物或生成物的状态 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2 化学平衡常数解题思维路径 问题探究化学平衡常数的意义是什么 使用化学平衡常数应注意哪些问题 1 化学平衡常数的意义 化学平衡常数可表示反应进行的程度 K越大 反应进行的程度越大 K 105时 可以认为该反应已经进行完全 虽然转化率也能表示反应进行的程度 但转化率不仅与温度有关 而且与起始条件有关 K的大小只与温度有关 与反应物或生成物的起始浓度无关 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2 在使用化学平衡常数时应注意 不要把反应体系中纯固体 纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中 但非水溶液中 若有水参加或生成 则此时水的浓度不可视为常数 应写进平衡常数表达式中 同一化学反应 化学反应方程式写法不同 其平衡常数表达式及数值亦不同 因此书写平衡常数表达式及数值时 要与化学反应方程式相对应 否则就没有意义 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例3 2014四川理综 在10L恒容密闭容器中充入X g 和Y g 发生反应X g Y g M g N g 所得实验数据如下表 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 下列说法正确的是 A 实验 中 若5min时测得n M 0 050mol 则0至5min时间内 用N表示的平均反应速率v N 1 0 10 2mol L min 1B 实验 中 该反应的平衡常数K 2 0C 实验 中 达到平衡时 X的转化率为60 D 实验 中 达到平衡时 b 0 060 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 题后反思 1 对于同类型的反应 K值越大 反应物转化率越大 表示反应进行的程度越大 K值越小 反应物转化率越小 表示反应进行的程度越小 2 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 3 反应物或生成物中若有固体或纯液体 由于其浓度可以看作为 1 而不代入平衡常数表达式 4 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 若化学方程式中的化学计量数变化 相应地化学平衡常数也要发生变化 当化学反应逆向进行时 平衡常数为原平衡常数的倒数 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练3 2015湖南长沙模拟 已知 CO g H2O g CO2 g H2 g H Q 其平衡常数随温度变化如下表 请回答下列问题 1 上述反应的化学平衡常数表达式为 该反应的Q0 填 或 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2 850 时在体积为10L反应器中 通入一定量的CO和H2O g 发生上述反应 CO和H2O g 浓度变化如图所示 则0 4min时平均反应速率v CO 3 若反应在500 时进行 且CO H2O g 的起始浓度均为0 020mol L 1 该条件下 CO的最大转化率为 4 若反应在850 时进行 设起始时CO和H2O g 共为1mol 其中水蒸气的体积分数为x 平衡时CO的转化率为y 试推导y随x变化的函数关系式为 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 化学反应速率及化学平衡图像 图表的分析 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究解答化学平衡图像题应注意哪些问题 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例4 2014安徽理综 臭氧是理想的烟气脱硝试剂 其脱硝反应为 2NO2 g O3 g N2O5 g O2 g 若反应在恒容密闭容器中进行 下列由该反应相关图像作出的判断正确的是 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理 1 如何判断温度与平衡常数的关系 根据能量图像中反应物与生成物能量高低 得出该反应是放热反应 则温度升高 K值减小 2 反应速率计算时要注意规范书写 尤其是单位 该题B项中单位应是什么 根据横坐标 速率单位是mol L s 1 3 根据图像 NO2转化率随x增加而增大 思考能使NO2转化率增大的因素有哪些 增加O3的含量或加压均可以 但是增加O2的量会使平衡逆向移动 不能增大NO2的转化率 答案 A 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练4关于下列各图的叙述中正确的是 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 A N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1现将1molN2 g 3molH2 g 充入一容积为2L的密闭容器中 反应过程中 混合气体平均相对分子质量为M 混合气体密度为 混合气体压强为p 三者关系如图 B 在常温下 X2 g 和H2反应生成HX的平衡常数如表 所示 仅依据K的变化 就可以说明在相同条件下 平衡时X2 从F2到I2 的转化率逐渐降低 且X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱C 图 表示锌粒与过量稀盐酸反应时 生成氢气的速率v H2 随时间的变化图D 图 中曲线表示反应2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 正 逆反应的平衡常数K随温度的变化 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 1 2 3 4 1 工业废水中有机污染物X在一定条件下可以降解 反应初始时c X 2 0 10 3mol L 1 反应10min进行测定 得图1和图2 下列说法不正确的是 A 50 pH在3 6 X降解率随pH增大而减小B pH 2 温度在40 80 X降解率随温度升高而增大C 无需再进行后续实验 就可以判断最佳反应条件是pH 3 温度为80 D pH 2 温度为50 10min内v X 1 44 10 4mol L 1 min 1 答案 解析 1 2 3 4 2 t 时 在体积不变的密闭容器中发生反应 X g 3Y g 2Z g 各组分在不同时刻的浓度如下表 下列说法正确的是 A 平衡时 X的转化率为20 B t 时 该反应的平衡常数为40C 增大平衡后的体系压强 v 正 增大 v 逆 减小 平衡向正反应方向移动D 前2min内 用Y的变化量表示的平均反应速率v Y 0 03mol L min 1 答案 解析 1 2 3 4 3 在密闭容器中进行反应 X g 3Y g 2Z g 下列说法正确的是 A 左上图说明正反应为吸热反应B 反应达平衡后 增大压强气体密度将减小C 右上图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动D 右上图可表示使用催化剂后引发的反应速率变化 答案 解析 1 2 3 4 4 在一定条件下 发生反应 aA g bB g cC g H QkJ mol 1 其化学平衡常数K和温度的关系如下表所示 依据图中数据判断该反应 H 填 或 0 若其他条件保持一定 降低温度 该反应物A的转化率 填 增大 减小 或 不变 下同 化学反应速率将 在恒定温度t 2L恒容密闭容器中发生反应aA g bB g cC g 容器中A B C物质的量变化如下图所示 回答下列问题 1 2 3 4 在恒定温度t 2L恒容密闭容器中发生反应aA g bB g cC g 容器中A B C物质的量变化如下图所示 回答下列问题 1 该化学方程式中a b c为 t 时该反应的化学平衡常数K的值为 保留2位小数 2 0 15min内 B的平均反应速率为 反应达平衡时 A的转化率为 1 2 3 4 3 据图判断 反应进行至20min时 曲线发生变化的原因是 用文字表达 反应重新达平衡时 A的体积分数将 填 增大 减小 或 不变 4 10min到15min的曲线变化的原因可能是 1 2 3 4 答案 增大减小 1 2 1 20 31 2 0 0033mol L min 120 3 增大了B的浓度减小 4 使用了催化剂 答案合理即可 1 2 3 4 1 2 3 4