湖南省永州市2019年高考化学二轮复习课时16化学反应速率化学平衡学案.docx

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1、1化学反应速率 化学平衡【明确考纲】1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率及化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率及化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【课前真题】1下列说法正确的是( )A(2016浙江高考)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏低B(2015天津高考)FeCl 3和 MnO2均可加快 H2O2分解，同等条件下二者对 H2O2分解速率的改变相同C(201

2、4天津高考)增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成 H2的速率D(2014安徽高考)因为反应物浓度越大，反应速率越快，所以常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完【解析】：选 A 先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，导致反应时间加长，测得反应速率偏低，A 项正确。2【2014北京高考】一定温度下，10 mL 0.40 molL 1 H2O2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)如表所示。t/min 0 2 4 6 8 10V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9下列叙述不正确

3、的是(溶液体积变化忽略不计)( )A06 min 的平均反应速率： v(H2O2)3.310 2 molL1 min1B610 min 的平均反应速率： v(H2O2)0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（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：积碳反应CH4(g)= C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+ C(s)= 2CO(g) H/(kJmol1) 75 172催化剂 X 33 91活化能/(kJmol1) 催化剂 Y 43 72由上表判断，催化剂 X_Y（填“优于”或“

4、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3C K 积 减小， K 消 增加 D v 消 增加的倍数比 v 积 增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程式 v=kp(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图所示，则 pa(CO2)、 pb(CO2)、 pc(CO2)从

5、大到小的顺序为。【答案】 (1)A (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小，消碳反应速率大 AD pc(CO2)、 pb(CO2)、 pa(CO2)【解析】分析：（1）根据反应特点结合温度和压强对平衡状态的影响解答；（2）根据活化能对反应的影响分析；根据反应热结合温度对平衡状态的影响以及图像曲线变化趋势解答；根据表中数据可知相对于催化剂 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小，消碳反应速率大，所以催化剂 X劣于 Y。A正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此 K 积 、 K 消 均

6、增加，A 正确；B升高温度反应速率均增大，B 错误；C根据 A中分析可知选项 C错误；D积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明 v 消 增加的倍数比 v 积 增加的倍数大，D 正确。答案选 AD。根据反应速率方程式分析影响其因素结合图像解答:根据反应速率方程式可知在 p(CH4)一定时，生成速率随 p(CO2)的升高而降低，所以根据图像可知 pa(CO2)、 pb(CO2)、 pc(CO2)从大到小的顺序为 pc(CO2)、 pb(CO2)、 pa(CO2)。课堂精讲【考点分类】一、化学反应速率1.化学反应速率的 2种比较方法(1)同一物质、同一单位比较法。换算成同一物质表示的速率，

7、再比较数值的大小。(2)归一法。当化学反应速率单位一致时，可用各物质的速率除以该物质前面的化学计量数，即全部“归一”，然后比较，数值大的反应速率最大。特别提醒 .反应速率通常是平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。2影响化学反应速率因素的综合分析(1)最主要的因素：反应物的性质。(2)升高温度，不论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率都加快。(3)压强及“惰性气体”对化学反应速率的影响改变压强，实质是通过改变浓度来实现化学反应速率改变的。若压强改变导致了反应物浓度增大或减小，则化学反应速率会增大或减小。根据上述第条原则，充入“惰性气体”对化学反应速率的影响可分为以下两

8、种情况：恒温恒容 充入“惰性气体” 总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不 引 起 变)，反应速率不变恒温恒压 充入“惰性气体” 体积增大 各反应物浓度减小(活化分子浓度减 引 起 引 起 小) 反应速率减慢 引 起 对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，则化学反应速率不变。4(4)固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。 拓 展 归 纳 (1)催化剂能够同等程度地改变正、逆化学反应速率，但不能改变反应进行的程度，工农业生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。(2)综合比较四种条件对化学反应速率的影响，影响程度由大到小依次为

9、催化剂、温度、浓度和压强。3“三段法”解题模板突破化学反应速率的计算对于反应 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)，开始( t1)时 A的浓度为 a molL1 ，B的浓度为 b molL1 ，反应进行到某一时刻( t2)时，A 消耗了 x molL1 ，则化学反应速率可计算如下：mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)起始(molL 1 )ab 0 0转化(molL 1 )xnxmpxmqxm某一时刻(molL 1 )a xbnxmpxmqxm则： v(A) molL1 s1 ， v(B) molL1 s1 ，xt2 t1 nxmt2 t1v(C) molL1 s1 ， v(

10、D) molL1 s1 。pxmt2 t1 qxmt2 t1二 、 化 学 平 衡 状 态1.化学平衡的建立过程2.化学平衡状态的特点：逆、等、动、定、变3.化学平衡状态的判断(1)判断化学反应是否达到化学平衡状态， “变并定”即看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”即“正逆相等、变量不变”【典例剖析】5如何降低大气中 CO2的含量及有效地开发利用 CO2是当前科学家研究的重要课题。(1)科学家用 H2和 CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为 2 L的密闭容器中充入 1 mol CO2和 3.25 mol H2，在一定条件下反应，测得 CO2、CH 3OH(

11、g)和 H2O(g)的物质的量( n)随时间的变化关系如图所示。从反应开始到 3 min时，氢气的平均反应速率 v(H2)_。恒温恒容下，下列措施中一定能使 CO2的转化率增大的是_。A在原容器中再充入 1 mol CO2B在原容器中充入 1 mol HeC在原容器中充入 1 mol CO2和 3.25 mol H2D将水蒸气从体系中分离出(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为 2CO2(g)6H 2(g) CH3CH2OH(g)3H 2O(g) H a kJmol1 ，在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。温度(K

12、)CO 2转化率/ (%)n(H2)/n(CO2)500 600 700 8001.5 45 33 20 122 60 43 28 153 83 62 37 22上述反应的 a_0(填“大于”或“小于”)。恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量_(填“增大”、“减小”或“不变”)。增大 的值，则生成乙醇的物质的量_(填“增大”、“减小”、“不变”n(H2)n(CO2)或“不能确定”)。【答案】 (1)0.25 molL 1 min1 CD (2)小于 不变 不能确定【技巧点拨】转化率问题：平衡转化率 %10)(或 物 质 的 量 的 浓 度量该 反 应 物 的 起 始 物 质 的

13、 或 物 质 的 量 浓 度量某 反 应 物 转 化 的 物 质 的（1）若反应物只有一种：aA(g) bB(g) + cC(g)，在不改变其他条件时（恒温恒容），增加 A的量平衡向正反应方向移动，但是 A的转化率与气体物质的计量数有关：(可用等效平衡的方法分析)。若 a b + c ：A 的转化率不变；若 a b + c ：A 的转化率增大；若 a b + c：A 的转化率减小。（2）若反应物不只一种：aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)，6在不改变其他条件时，只增加 A的量，平衡向正反应方向移动，但是 A的转化率减小，而 B的转化率增大。若按原比例同倍数地增加 A和 B，

14、平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：若 a+b = c + d，A、B 的转化率都不变；若 a + bc + d，A、B 的转化率都增大；若 a + bc + d，A、B 的转化率都减小。【变式训练】一定条件下，体积为 1 L的密闭容器中发生如下反应：SiF 4(g)2H 2O(g) SiO2(s)4HF(g) H148.9 kJmol 1 。(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是_(填字母序号)。a v 消耗 (SiF4)4 v 生成 (HF) b容器内气体压强不再变化c容器内气体的总质量不再变化 dHF 的体积分数不再变化(2)反应过程中测定的部分数据

15、如下表(表中 t2 t1)所示。反应时间/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol0 1.20 2.40t1 0.80 at2 b 1.60通过 a或 b的值及化学平衡原理说明 t1时反应是否达到化学平衡状态。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应_(填序号)。a一定向正反应方向移动 b一定向逆反应方向移动c一定是减小压强造成的 d一定是升高温度造成的eSiF 4的平衡转化率一定增大【答案】： (1)bcd(2)a1.60(或 b0.80)，说明在一定条件下， t1 t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变，则 t1时反应已经达到化学平衡状态(3)ade

16、【课后巩固】1下列说法正确的是( )AN 2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H0。已知在 1 100 时,该反应的化学平衡常数 K=0.263。温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数 K值_(填“增大”“减小”或“不变”); 81 100 时测得高炉中, c(CO2)=0.025 molL-1,c(CO)=0.1 molL-1,则在这种情况下,该反应向_进行(填“左”或“右”),判断依据是_ _。 (2)目前工业上也可用 CO2来生产燃料甲醇,有关反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0 kJmol-1,现向体积为 1 L的密闭容器中,充入 1 mol CO2和 3 mol H2,反应过程中测得 CO2和 CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率 v(H2)=_。 反应达到平衡后,下列措施能使 增大的是_ 。 c(CH3OH)c(CO2)A.升高温度 B.再充入 H2 C.再充入 CO2D.将 H2O(g)从体系中分离 E.充入 He(g)答案:(1)增大 右 因为 =0.250.263c(CO2)c(CO)(2)0.225 molL -1min-1 B、D