2019版高考化学大二轮复习 专题二 化学基本理论 8 化学反应速率与化学平衡课件.ppt

第8讲化学反应速率与化学平衡 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 化学反应速率及其影响因素1 判断正误 正确的划 错误的划 1 随着反应的进行 化学反应速率一定逐渐减小 2 增大压强 化学反应速率一定加快 3 反应现象不明显 证明化学反应速率很慢 4 同一化学反应 相同条件下用不同物质表示的反应速率 单位一致 其数值可能不同 但表示的意义相同 5 对于固体或纯液体反应物 其浓度视为常数 故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率 6 不论是放热反应还是吸热反应 升高温度化学反应速率都增大 7 由化学反应速率的大小可推知化学反应的快慢 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 8 对于一个化学反应来说 其反应速率越大 反应现象就越明显 9 加入少量CH3COONa晶体可以减小Zn与稀硫酸反应的速率 但不影响产生H2的总量 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 按要求填空 1 形状大小相同的铁块 铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率 铁小于 填 大于 小于 或 等于 铝 2 对于反应Fe 2HClFeCl2 H2 改变下列条件对生成氢气的速率有何影响 填 增大 减小 或 不变 升高温度 增大 增大盐酸浓度 增大 增大铁的质量 不变 增加盐酸体积 不变 把铁片改成铁粉 增大 滴入几滴CuSO4溶液 增大 加入NaCl固体 不变 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 若把 2 中的稀盐酸改成 稀硝酸 或 浓硫酸 不能 填 能 或 不能 产生H2 原因是稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性 Fe与稀硝酸反应产生NO 不会生成H2 常温下 铁在浓硫酸中会发生钝化 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2017江苏 10 3分 H2O2分解速率受多种因素影响 实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示 下列说法正确的是 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 丙丁A 图甲表明 其他条件相同时 H2O2浓度越小 其分解速率越快B 图乙表明 其他条件相同时 溶液pH越小 H2O2分解速率越快C 图丙表明 少量Mn2 存在时 溶液碱性越强 H2O2分解速率越快D 图丙和图丁表明 碱性溶液中 Mn2 对H2O2分解速率的影响大 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 名师揭密化学反应速率一直是高考化学考查的热点内容 通常在反应原理综合题中结合图像或图表考查反应速率的计算及影响因素 近年来更加强调这部分知识在生产 生活和科学研究领域的重要作用 在复习中要注意对基础知识的理解 提高利用化学反应原理分析生产 生活和科学研究领域中具体问题的能力 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 化学反应速率的计算 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 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率 而不是瞬时速率 且计算时取正值 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 同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 气体反应体系中充入惰性气体 或无关气体 时 对反应速率的影响 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 外界条件对可逆反应的正 逆反应速率的影响方向是一致的 但影响程度不一定相同 1 当增大反应物浓度时 v 正 瞬间增大 随后逐渐减小 v 逆 瞬间不变 随后逐渐增大 直至v 正 和v 逆 相等时达到平衡 2 增大压强 气体分子数减小方向的反应速率变化程度大 3 对于反应前后气体分子数不变的反应 改变压强可以同等程度地改变正 逆反应速率 4 升高温度 v 正 和v 逆 都增大 但吸热反应方向的反应速率增大的程度大 5 使用催化剂 能同等程度地改变正 逆反应速率 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一化学反应速率的影响因素1 在不同浓度 c 温度 T 条件下 蔗糖水解的瞬时速率 v 如下表 下列判断不正确的是 A a 6 00B 同时改变反应温度和蔗糖的浓度 v可能不变C b 318 2D 不同温度时 蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二化学反应速率的计算2 2018浙江杭州学军中学高三适应性练习 X g 3Y g 2Z g H akJ mol 1 一定条件下 将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中 反应10min后 测得Y的物质的量为2 4mol 下列说法正确的是 A 10min内 Y的平均反应速率为0 03mol L 1 s 1B 第10min时 X的反应速率为0 01mol L 1 min 1C 10min内 消耗0 2molX 生成0 4molZD 10min内 X和Y反应放出的热量为akJ 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组三化学反应速率的图像分析3 2018浙江暨阳高三联考 用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M使其发生降解 为研究降解效果 设计如下对比实验探究温度 浓度 pH 催化剂对降解速率和效果的影响 实验测得M的浓度与时间的关系如图所示 下列说法不正确的是 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 A 实验 在15min内M的降解速率为1 33 10 5mol L 1 min 1B 若其他条件相同 实验 说明升高温度 M降解速率增大C 若其他条件相同 实验 证明pH越高 越不利于M的降解D 实验 说明M的浓度越小 降解的速率越快 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组四 控制变量 思想在探究影响化学反应速率因素中的应用4 2018湖南衡阳八中高三月考 铬是广泛存在于环境中的金属元素 在水体中主要以三价和六价铬的化合物为主 其中六价铬对人有害 通常含六价铬的酸性工业废水的处理流程为 为进一步研究初始pH和草酸的浓度对第 步反应速率的影响 某学习小组设计对比实验如下表 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 实验设计表中z 2 实验甲中O t1时间段反应速率v Cr3 mol L 1 min 1 用含字母的代数式表示 3 常温下 第 步反应生成的Cr OH 3在溶液中存在以下平衡 Cr OH 3 s Cr3 aq 3OH aq 其溶度积Ksp Cr OH 3 1 10 32 要使反应后溶液中c Cr3 不高于10 5mol L 1 溶液的pH应调至 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 化学平衡及其影响因素1 用平衡移动原理判断化学平衡移动的方向 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 1 升高温度时 平衡向吸热反应方向移动 2 增大反应物浓度 平衡向反应物浓度减少的方向移动 3 增加压强时 平衡向气体体积缩小的方向移动 4 平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变破坏了原平衡体系 使v 正 v 逆 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 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 化学平衡常数的4大 应用 1 判断反应进行的程度 K 105 可以认为反应进行完全 2 判断反应进行的方向 Qc K 反应向正反应方向进行 3 判断反应的热效应 升高温度 K值增大 正反应为吸热反应 4 根据平衡常数进行简单计算 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 化学平衡状态的判断 填表 在恒容密闭容器中发生反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g H QkJ mol 1 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 2018天津 5 6分 室温下 向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸 溶液中发生反应 C2H5OH HBrC2H5Br H2O 充分反应后达到平衡 已知常压下 C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38 4 和78 5 下列有关叙述错误的是 A 加入NaOH 可增大乙醇的物质的量B 增大HBr浓度 有利于生成C2H5BrC 若反应物均增大至2mol 则两种反应物平衡转化率之比不变D 若起始温度提高至60 可缩短反应达到平衡的时间 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 2018课标 28 15分 采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术 在含能材料 医药等工业中得到广泛应用 回答下列问题 1 1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银 得到N2O5 该反应的氧化产物是一种气体 其分子式为 2 F Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5 g 分解反应 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡 体系的总压强p随时间t的变化如下表所示 t 时 N2O5 g 完全分解 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 若提高反应温度至35 则N2O5 g 完全分解后体系压强p 35 63 1kPa 填 大于 等于 或 小于 原因是 25 时N2O4 g 2NO2 g 反应的平衡常数Kp kPa Kp为以分压表示的平衡常数 计算结果保留1位小数 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 对于反应2N2O5 g 4NO2 g O2 g R A Ogg提出如下反应历程 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡 下列表述正确的是 填标号 A v 第一步的逆反应 v 第二步反应 B 反应的中间产物只有NO3C 第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D 第三步反应活化能较高 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 答案 1 O2 2 53 1 30 06 0 10 2 大于温度提高 体积不变 总压强提高 NO2二聚为放热反应 温度提高 平衡左移 体系物质的量增加 总压强提高 13 4 3 AC解析 1 干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时 氯气作氧化剂 而AgNO3中Ag N元素都处于最高价 所以被氧化的只能为氧元素 则得到的气体为氧气 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 21126 4kPa26 4kPa则平衡时NO2的分压为 63 1kPa p O2 p N2O4 18 8kPa 3 根据第一步能 快速平衡 及第二步 慢反应 可判断A项正确 反应的中间产物有NO3及NO B项错误 根据第二步反应 NO2 NO3NO NO2 O2可知 部分NO2没有参加反应 C项正确 第三步为 快反应 则该步反应的活化能较低 D项错误 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 名师揭密化学平衡是高考中的必考知识点 化学平衡是包含一般的化学反应平衡 溶解平衡 电离平衡 水解平衡等在内的一个平衡理论体系 而化学平衡则是这一体系的核心 是分析其他平衡移动的基础 高考对于化学平衡理论的考查主要侧重于平衡状态的判断 外界条件对平衡移动的影响以及平衡移动对物质浓度 转化率的影响等 化学平衡常数的概念与计算 平衡转化率的计算与比较以及化学平衡的有关计算也是高考的命题热点 此类试题的综合性强 能力要求高 近几年高考化学试题中均涉及了有关平衡常数的计算和应用问题 预计在2019年高考中还会有这种题型 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 化学平衡状态的判断 1 等 正逆相等 三种表述 同一物质 两种表述 v 正 v 逆 断键数 成键数 2 定 变量不变 如果一个量是随反应进行而改变的 即变量 当其 不变 时反应就达到平衡状态 即 变量 不变可说明达到平衡状态 平衡体系中各物质的质量 物质的量 浓度及百分含量等保持不变 一定条件下的气体密度 总压强 气体的平均相对分子质量不变等 有色体系的颜色保持不变 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 依Q 浓度商 与K关系判断 若Q K 反应处于平衡状态 2 分析化学平衡移动的一般思路 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 物质转化率的变化规律 恒容容器中 增加A的量 平衡正向移动 B的转化率增大 A的转化率减小 若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量 则平衡向正反应方向移动 反应物的转化率与气体反应物的化学计量数有关 若m n p q A B的转化率都不变 若m n p q A B的转化率都增大 若m n p q A B的转化率都减小 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 4 化学平衡计算的基本模式 三段式 根据反应进行 或平衡移动 的方向 设出某反应物消耗的量 然后列式求解 起始量 ab00变化量 mxnxpxqx平衡量 a mxb nxpxqx其中 各物质的变化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 这里a b可指 物质的量 浓度 气体体积等 弄清起始量 平衡量 平衡转化率三者之间的互换关系 在计算平衡常数时 要注意反应物或生成物的状态 注意 1 反应起始时 反应物和生成物可能同时存在 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 由于起始浓度是人为控制的 故不同的物质起始浓度比不一定等于化学计量数之比 若反应物起始浓度之比等于化学计量数之比 则隐含着各反应物转化率相等 且平衡时各反应物的浓度之比等于化学计量数之比 3 起始浓度 平衡浓度不一定等于化学计量数之比 但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的 故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比 这是计算的关键 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一化学平衡状态的判断1 2018辽宁丹东五校协作体联考 在恒温下体积恒定的密闭容器中 有可逆反应 2NO g O2 g 2NO2 g 正反应为放热反应 不能说明该反应已达到平衡状态的是 A 正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B 反应器中压强不随时间变化而变化C 混合气体颜色保持不变D 混合气体平均相对分子质量保持不变 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二外界条件对化学平衡的影响2 2018浙江嘉兴第一中学高三期末 一定温度下 某容器中加入足量的碳酸钙 发生反应CaCO3 s CaO s CO2 g 达到平衡 下列说法正确的是 A 将容器体积缩小为原来的一半 当体系再次达到平衡时 CO2的浓度不变B 将体积增大为原来的2倍 再次达到平衡时 气体的密度变大C 因CaCO3 s 需加热才能分解生成CaO s 和CO2 g 所以 H 0D 保持容器压强不变 充入He 平衡向逆反应方向进行 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组三化学平衡常数的计算与应用3 2018清华大学附属中学高三月考 由CO和H2S反应可制得羰基硫 COS 在恒容的密闭容器中发生反应并达到平衡 CO g H2S g COS g H2 g 数据如下表所示 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 下列说法正确的是 A 上述反应是吸热反应B 实验1达平衡时 CO的转化率为70 C 实验2达平衡时 a 7 0D 实验3达平衡时 再充入1 0molH2 平衡逆向移动 平衡常数值增大 C 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 相同温度时实验3中开始通入20 0molCO和20 0molH2S建立的平衡与实验1中开始通入10 0molCO和10 0molH2S建立的平衡互为等效平衡 若在150 时通入20 0molCO和20 0molH2S达到平衡 CO物质的量应为 20 20 mol 14mol 实验3中温度为400 平衡时CO的物质的量为16mol 说明升高温度 平衡向逆反应方向移动 即正反应是放热反应 故A项错误 实验1中消耗CO的物质的量为 10 0 7 0 mol 3 0mol 即CO的转化率为 100 30 故B项错误 根据 三段式 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 起始 mol 101000变化 mol 3333平衡 mol 7733 说明开始时反应正向进行 则达到平衡时CO的物质的量小于7mol 即a 7 0 故C项正确 平衡常数只受温度的影响 因此再充入1 0molH2 平衡逆向移动 但化学平衡常数不变 故D项错误 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 化学反应速率与化学平衡的有关图像1 已知 c表示反应物的平衡浓度 表示反应物的转化率 图 中 若p1 p2 p3 则正反应为气体体积减小的反应 HT2 则正反应为放热反应 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 2018课标 27 14分 CH4 CO2催化重整不仅可以得到合成气 CO和H2 还对温室气体的减排具有重要意义 回答下列问题 1 CH4 CO2催化重整反应为 该催化重整反应的 H kJ mol 1 有利于提高CH4平衡转化率的条件是 填标号 A 高温低压B 低温高压C 高温高压D 低温低压 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 某温度下 在体积为2L的容器中加入2molCH4 1molCO2以及催化剂进行重整反应 达到平衡时CO2的转化率是50 其平衡常数为mol2 L 2 2 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低 同时存在的消碳反应则使积碳量减少 相关数据如下表 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 由上表判断 催化剂XY 填 优于 或 劣于 理由是 在反应进料气组成 压强及反应时间相同的情况下 某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示 升高温度时 下列关于积碳反应 消碳反应的平衡常数 K 和速率 v 的叙述正确的是 填标号 A K积 K消均增加B v积减小 v消增加C K积减小 K消增加D v消增加的倍数比v积增加的倍数大 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 在一定温度下 测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v k p CH4 p CO2 0 5 k为速率常数 在p CH4 一定时 不同p CO2 下积碳量随时间的变化趋势如下图所示 则pa CO2 pb CO2 pc CO2 从大到小的顺序为 答案 1 247A 2 劣于相对于催化剂X 催化剂Y积碳反应的活化能大 积碳反应的速率小 而消碳反应活化能相对较小 消碳反应速率大AD pc CO2 pb CO2 pa CO2 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 1 将已知热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 2 得到CH4 CO2催化重整反应的 H 247kJ mol 1 由于该反应是正反应气体体积增大的吸热反应 所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压 A项正确 某温度下 在体积为2L的容器中加入2molCH4 1molCO2 达到平衡时CO2的转化率是50 则平衡时各物质的物质的量浓度分别为c CH4 0 75mol L 1 c CO2 0 25mol L 1 c CO 0 5mol L 1 c H2 0 5mol L 1 根据 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 根据表格中活化能数据分析 催化剂X劣于催化剂Y 因为相对于催化剂X 催化剂Y积碳反应的活化能大 积碳反应的速率小 而消碳反应活化能相对较小 消碳反应速率大 由于积碳反应和消碳反应均为吸热反应 所以升高温度平衡正向移动 K积 K消均增加 温度高于600 时 积碳量随温度的升高而下降 说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大 A D两项正确 根据v k p CH4 p CO2 0 5 当p CH4 一定时 积碳量随p CO2 的增大而减小 故pc CO2 pb CO2 pa CO2 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 2018天津 10节选 CO2是一种廉价的碳资源 其综合利用具有重要意义 回答下列问题 CO2与CH4经催化重整 制得合成气 按一定体积比加入CH4和CO2 在恒压下发生反应 温度对CO和H2产率的影响如图所示 此反应优选温度为900 的原因是 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 答案 900 时 合成气产率已经较高 再升高温度产率增幅不大 但能耗升高 经济效益降低解析 根据题图可知 900 时 合成气产率已经较高 再升高温度产率增幅不大 但能耗升高 经济效益降低 名师揭密以化学反应速率与化学平衡图像为载体考查化学平衡的相关知识是历年高考的重点题型 题目的难度一般较大 所占的分值大 本类题型主要以图像的形式告诉一定的条件 考查的角度灵活多样 主要考查化学反应速率的定量计算 外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响 化学平衡常数的计算及应用 转化率的计算等 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 常见基本图像 以反应mA g nB g pC g qD g 为例 已知该反应 H 0 m n p q 1 速率曲线图 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 转化率曲线图 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 几种特殊的图像 1 对于化学反应mA g nB g pC g qD g 如下图甲 乙 M点之前 表示从反应物开始 v 正 v 逆 M点为达到平衡 M点之后为平衡受温度的影响情况 即升温时A的百分含量增加 C的百分含量减少 平衡左移 故正反应的 H 0 2 对于化学反应mA g nB g pC g qD g 如上图丙 l曲线上所有的点都是平衡点 l曲线的左上方 E点 A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量 所以E点时v 正 v 逆 则l曲线的右下方 F点 v 正 v 逆 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 速率 平衡图像题的分析方法 1 认清坐标系 弄清纵 横坐标所代表的意义 并与有关原理相结合 2 看清起点 分清反应物 生成物 浓度减小的是反应物 浓度增大的是生成物 一般生成物多数以原点为起点 3 看清曲线的变化趋势 注意渐变和突变 分清正 逆反应曲线 从而判断反应特点 4 注意终点 例如 在浓度 时间图像上 一定要看清终点时反应物的消耗量 生成物的增加量 并结合有关原理进行推理判断 5 图像中先拐先平数值大 例如 在转化率 时间图像上 先出现拐点的曲线先达到平衡 此时逆向推理可得该曲线对应的温度高 浓度大或压强大 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 6 定一议二原则 当图像中有三个量时 先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一以图像分析题考查反应速率 化学平衡知识的综合应用1 2018宁夏银川一中高三月考 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中 发生反应 NH2COONH4 s 2NH3 g CO2 g 该反应的平衡常数的负对数 lgK 值随温度 T 的变化曲线如图所示 下列说法不正确的是 A 该反应的 H 0B A点对应状态的平衡常数K 10 2 294C NH3的体积分数不变时 该反应一定达到平衡状态D 30 时 B点对应状态的v 正 v 逆 答案 解析 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二以表格分析题考查反应速率 化学平衡知识的综合应用2 2018浙江嘉兴第一中学高三期末 对利用甲烷消除NO2污染进行研究 发生的反应为CH4 2NO2N2 CO2 2H2O 在1L密闭容器中 控制不同温度 分别加入0 50molCH4和1 2molNO2 测得n CH4 随时间变化的有关实验数据见下表 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 下列说法正确的是 A 实验 中 0 20min内 NO2的反应速率为0 0125mol L 1 min 1B 由实验数据可知实验控制的温度T1 答案 解析