2019年高考化学二轮复习专题09化学反应速率与化学平衡(讲)(含解析).doc
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1、1专题 09 化学反应速率与化学平衡考向一 化学反应速率(1) 考纲要求1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,认识其一般规律。4.了解化学反应速率在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。(2) 命题规律任何化学反应都涉及到快慢的问题,特别是化工生产中和实验室制备物质时,都要认真考虑反应进行的快慢及改变的方法如何,所以每年的高考都会出现本部分的题目。对于化学反应速率,其考查点通常有三个方面:依据化学反应速率的定义进行有关计算,其模式是灵活运用“ct” ;是同一化学反
2、应的速率以不同物质的浓度变化表示时,各速率值之间的关系及化学方程式的确定;是考查外界条件对反应速率的影响,其模式是依据浓度、温度、压强、催化剂、接触面积以及形成原电池等因素对化学反应速率的影响进行分析判断。【例 1】 【2018 新课标 3 卷】三氯氢硅(SiHCl 3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(3)对于反应 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在 323 K 和 343 K 时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K 时反应的平衡转化率 =_%。平衡常数 K343 K=_(保留 2 位小数)
3、。在 343 K 下:要提高 SiHCl3转化率,可采取的措施是_;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有_、_。比较 a、b 处反应速率大小: a_ b(填“大于” “小于”或“等于” ) 。反应速率 = 正 逆 = ,k 正 、k 逆 分别为正、逆向反应速率常数,x 为物质的量分数,2计算 a 处 =_(保留 1 位小数) 。 【 答案】 2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl 114 22 0.02 及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) 大于 1.3【解析】分析:本题考查的是化学反应原理的综合应用,主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的VaV b。根据题目
4、表述得到 , ,当反应达平衡时, ,所以 ,实际就是平衡常数 K 值,所以 0.02。a 点时,转化率为 20%,所以计算出:2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4起始: 1 0 0反应: 0.2 0.1 0.1 (转化率为 20%)3平衡: 0.8 0.1 0.1所以 =0.8; = =0.1;所以【例 2】 【2018 北京卷】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:(4)探究 i、ii 反应速率与 SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将 18 mL SO2饱和溶液加入到 2 mL 下列试剂中,密闭放置观察现象。 (已知:I 2易溶解在 KI
5、 溶液中)序号 A B C D试剂组成 0.4 molL1 KIa molL1 KI0.2 molL1 H2SO40.2 molL1 H2SO40.2 molL1 KI0.0002 mol I2实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较 A 快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较 A 快B 是 A 的对比实验,则 a=_。比较 A、B、C,可得出的结论是_。实验表明,SO 2的歧化反应速率 DA,结合 i、ii 反应速率解释原因:_。【答案】0.4 I是 SO2歧化反应的催化剂,H +单独存在时不具有催化作用,但 H+可以加快歧化反应速率 反应 ii 比 i 快;
6、D 中由反应 ii 产生的 H+使反应 i 加快【解析】 (4)B 是 A 的对比实验,采用控制变量法,B 比 A 多加了 0.2mol/LH2SO4,A 与 B 中 KI 浓度应41对化学反应速率计算公式的剖析v(B) c( B) t n( B)V t(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,而不是瞬时速率,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。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。(4)对于可逆反应,反应进行的净速率是正、逆反应速率之差,当达到平衡时,
7、净速率为零(注:总反应速率也可理解为净速率)。 2分析有气体参与的化学反应的反应速率(1)恒温时,压缩体积 压强增大 气体反应物浓度增大 反应速率增大。 引 起 引 起 (2)恒温恒容时充入气体反应物 气体反应物浓度增大(压强也增大) 反应速率增大。 引 起 引 起 充入“惰性”气体 总压强增大 气体反应物浓度未改变 反应速率不变。 引 起 引 起 (3)恒温恒压时,充入“惰性”气体 体积增大 气体反应物浓度减小 反应速率减小。 引 起 引 起 引 起 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
8、(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。5(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。【例 1】 【宜宾四中 2019 届 12 月月考】化学反应 4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经 2min,B 的浓度减少0.6mol/L.对此反应速率的表示正确的是 ( )A用 A 表示的反应速率是 0.4mol(Lmin)-1B分别用
9、B、C、D 表示的反应速率其比值是 3:2:1C2min 末的反应速率用 B 表示是 0.3mol(Lmin)-1D2min 内,v 正(B)和 v 逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的【答案】B【趁热打铁】 【长春实验中学 2019 届高三上学期开学考试】已知分解 1mol H2O2放出热量 98kJ。在含有少量 I 的溶液中,H 2O2分解机理为:H 2O2 + I H2O + IO 慢H 2O2 + IO H2O + O2 + I 快下列说法不正确的是 ( )A(H 2O2) =(H 2O) =(O 2) B反应的速率与 I 浓度有关CI 是该反应的催化剂 D反应活化能大于反应的活化
10、能【答案】A【解析】A因为反应是在含少量 I-的溶液中进行的,溶液中水的浓度是常数,不能用其浓度变化表示反应速率,选项 A 不正确;B已知:H 2O2+I-H 2O+IO-,H 2O2+IO-H 2O+O2+I-,I -是反应的催化剂,且为的反应物之一,其浓度大小对反应有影响,选项 B 正确;C将反应+可得总反应方程式,反应的催化剂是 I-,IO -只是中间产物,选项 C 正确;D.98kJ/mol 为反应热,等于反应物与生成物活化能之差,故反应活化能大于反应的活化能,选项 D 正确。答案选 A。6【例 2】 【长春田家炳实验中学 2019 届高三上学期 12 月月考】一定量的锌粒与足量稀硫酸
11、反应,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是 ( )A加入少量水,产生 H2速率减小,H 2体积减小B加入 NH4HSO4固体,产生 H2速率不变,H 2体积不变C加入 CH3COONa 固体,产生 H2速率减小,H 2体积不变D滴加少量 CuSO4溶液,产生 H2速率变大,H 2体积不变【答案】C【解析】A.加入少量水,减小了 H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则 v(H 2)减小,生成 H2体积不变,故【趁热打铁】 【河北省安平中学 2019 届高三上学期第五次月考】0.1mol/LNa 2S2O3溶液和 0.1mol/LH2SO4溶液各 5mL,与 10mL 水混合,反应速率为 v1
12、mol/(Ls);0.2mol/LNa 2S2O3溶液和 0.2mol/LH2SO4溶液各5mL,与 20mL 水混合,反应速率为 v2mol/(Ls)。则 v1和 v2的关系是 ( )A v1v2 C v1 v2 D不能肯定【答案】A【解析】0.1mol/LNa 2S2O3溶液和 0.1mol/L H2SO4溶液各 5mL 与 10mL 水混合,混合后 c(Na 2S2O3)=c(H 2SO4)=0.10.005/0.020 =0.025mol/L;0.2mol/L Na 2S2O3溶液和 0.2mol/L H2SO4溶液各 5mL,与 20mL 水混合,混合后 c(Na 2S2O3)=c(
13、H 2SO4)=0.2mol/L0.005L/0.03L=0.033mol/L,溶液浓度越大,反应速率越快,v 1v2不符合题意;C. v1 v2不符合题意;D.不能肯定不符合题意;答案:A。 1. 解释化学反应速率快慢的链条思维:活化能活化分子有效碰撞化学反应速率。72.对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。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。抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时, v(吸) v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连
14、续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。注意终点。例如在浓度-时间图上,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。【例】 【福建东山县二中 2019 届高三上学期第三次月考】在一定温度时,将 1 mol A 和 2 mol B 放入容积为 5 L 的某密闭容器中发生如下反应:A(s) + 2B(g) C(g) + 2D(g),经 5 min 后,测得容器内 B的浓度减少了 0.2 molL-1。下列叙述不正确的是 ( )A5 min 时容器内气体总的物质的量为 3 mo
15、lB5 min 时,容器内 D的浓度为 0.2 molL-1C该可逆反应随反应的进行,容器内压强逐渐增大D在 5 min 内该反应用 C 的浓度变化表示的反应速率为 0.02 molL-1min-1【答案】A【解析】经 5 min 后,测得容器内 B 的浓度减少了 0.2 molL-1,消耗的 B 的物质的量为 5 L0.2 molL-1=1mol,8A(s) + 2B(g) C(g) + 2D(g)起始(mol) 1 2 0 0误区警示:1化学反应速率计算的常见错误(1)不注意容器的容积。(2)漏写单位或单位写错。(3)忽略有效数字。2比较化学反应速率大小的注意事项(1)看单位是否统一,若不
16、统一,换算成相同单位。(2)比较不同时间段内的化学反应速率 大小时,可先换算成同一物质表示的反应速率,再比较数值大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应 aA(g) bB(g) cC(g)dD(g),比较不同时间段内 与 的大小,若 ,则用 A 表示的反应速率比用 B 表示v Aa v Bb v Aa v Bb的大。考向二 化学平衡(1)考纲要求1.了 解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。2.理解化学平衡和化学平衡常数的含义,能用化学平衡常数进行简单计算。3.理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。4.认识化学平衡的调控在生活
17、、生产和科学研究领域中的重要作用。(2)命题规律化学平衡知识一直是高考化学中考查的热点内容,化学平衡问题也比较容易设计出综合性强、难度大的试题。在复习中一是要注意对基础知识的理解,特别是要理解好化学平衡的含义;二是要注意9在做题时总结解题的基本规律,同时也要提高利用这些原理分析生产、生活和科学研究领域中具体问题的能力。复习时要在掌握各个知识点的基础上,学会运用平衡的观点理解知识点之间的联系,建立知识网络体系,提高运用知识解决问题的能力。需要特别关注的是:新情境下平衡状态的判定;卷图表类平衡影响因素的分析。【例 1】 【2018 天津卷】室温下,向圆底烧瓶中加入 1 molC2H5OH 和含 1
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