备战高考 二轮复习 化学反应速率与化学平衡.docx
- 文档编号:11511856
- 上传时间:2023-03-02
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:335.85KB
备战高考 二轮复习 化学反应速率与化学平衡.docx
《备战高考 二轮复习 化学反应速率与化学平衡.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《备战高考 二轮复习 化学反应速率与化学平衡.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
备战高考二轮复习化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡
考点一化学反应速率
知识必备
1.速率计算公式:
v(B)=
=
,单位:
单位:
mol/(L·s)或mol/(L·min)
2.与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
3.掌握“三段式”法求反应速率的解题模式(难点突破)
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为amol·L-1,B的浓度为bmol·L-1,反应进行至t1时,A消耗了xmol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1)ab00
转化/(mol·L-1)x
t1/(mol·L-1)a-xb-
则:
v(A)=
mol·L-1·s-1,v(B)=
mol·L-1·s-1,v(C)=
mol·L-1·s-1,v(D)=
mol·L-1·s-1。
4.用“一看、二转、三比较”法比较化学反应速率的大小
“一看”:
看单位是否统一;
“二转”:
将不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率;
“三比较”:
比较数值确定大小。
题点
(一) 化学反应速率的计算
1、(2014·北京高考)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。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( C )
A.0~6min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2mol·(L·min)-1
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2mol·(L·min)-1
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol·L-1
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
2、(2014·全国卷Ⅱ节选)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)
2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为________mol·L-1·s-1。
题点
(二) 化学反应速率大小的比较
( B )(2017·长沙模拟)反应A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1。
下列有关反应速率的比较中正确的是
A.④>③=②>① B.①>④>②=③
C.①>②>③>④D.④>③>②>①
考点二、影响化学反应速率的因素
知识必备
1、掌握影响化学反应速率的两个因素
1.内因
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
难点突破:
1.气体反应体系中充入“惰性气体”(不参加反应)时对反应速率的影响结果
(1)恒温恒容:
充入“惰性气体”―→压强增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。
(2)恒温恒压:
充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减小。
2.外界条件对反应速率的影响结果
(1)温度
①正反应是放热反应:
升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的幅度更大。
②正反应是吸热反应:
升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的幅度更大。
(2)压强
①正反应是气体物质的量减小的反应:
增大压强,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的幅度更大。
②正反应是气体物质的量增大的反应:
增大压强,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的幅度更大。
③反应是反应前后气体物质的量不变的反应:
增大压强,v(正)、v(逆)同等程度增大。
(3)催化剂使用催化剂,v(正)、v(逆)同等程度增大。
题点
(一) 外界条件对化学反应速率的影响
(B)1、(2015上海卷)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分
析正确的是
A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
( D )2、(2017·成都模拟)下列有关反应速率的说法正确的是
A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以加快反应速率
B.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化反应是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率变慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率变慢
( D )3、(2017江苏卷)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
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
题点
(二) 利用“断点”突破化学反应速率图像(vt图)
( B )1.(2017·唐山模拟)合成氨反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图。
下列说法正确的是
A.t1时升高了温度B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强D.t4时降低了温度
规律方法:
(1)当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,都可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。
根据“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况作出判断。
如图,t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
(2)常见含“断点”的速率变化图像分析
图像
t1时刻所改变的条件
温度
升高
降低
升高
降低
适合正反应为放热的反应
适合正反应为吸热的反应
压强
增大
减小
增大
减小
适合正反应为气体物质的量增大的反应
适合正反应为气体物质的量减小的反应
[巩固练习]
( B )1、(2017·潍坊模拟)在密闭容器中进行的反应:
N2+O2
2NO,不能加快该反应的反应速率的是
A.缩小体积B.充入少量NO气体
C.体积增大到原来的2倍D.升高温度
( )2.向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小的顺序排列,正确的是
①在500℃,10molSO2与5molO2反应②在500℃,用V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2反应
③在450℃,8molSO2与5molO2反应④在500℃,8molSO2与5molO2反应
A.①②③④B.②①③④C.②①④③D.④③②①
( )
3、一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述正确的是
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol·L-1·s-1
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol·L-1
C.反应开始到10s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)
Z(g)
( A )4.(2014·高考全国卷Ⅰ,9,6分)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
H2O2+I-―→H2O+IO- 慢
H2O2+IO-―→H2O+O2+I- 快
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)
( B )5.(教材改编题)一定条件下进行反应2X(g)+Y(g)
Z(s)+3W(g) ΔH<0。
达到平衡后,t1时刻改变某一条件所得vt图像如图,则改变的条件为
A.增大压强B.升高温度
C.加催化剂D.增加生成物浓度
( A )6、等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到右图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是
组别
c(HCl)(mol·L-1)
温度(℃)
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
30
粉末状
A.4-3-2-1B.1-2-3-4C.2-4-3-1D.1-2-4-3
考点三、化学平衡状态
知识必备
(一)理清两个概念
1.可逆反应2.化学平衡状态
(二)掌握化学平衡状态的建立、特点和判定标准
难点突破:
1.化学平衡状态的判断标志
(1)速率标志
①同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。
②不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。
(2)物质的数量标志
①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。
②反应物消耗量达到最大值或生成物的量值达到最大值(常用于图像分析中)。
③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量(如物质的量、物质的量浓度、气体体积)的变化值之比等于化学计量数之比。
(3)特殊的标志
①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说,当体系的总物质的量、总压强(恒温恒容时)、平均相对分子质量不变。
②有色体系的颜色保持不变。
(4)依Q与K关系判断:
若Q=K,反应处于平衡状态。
题点
(一) 化学平衡状态的判定
( A)1、可逆反应:
2NO2(g)
2NO(g)+O2(g),在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.只有①④⑥⑦ B.只有②③⑤⑦
C.只有①③④⑤D.全部
( D)2、一定温度下,反应N2O4(g)
2NO2(g)的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
A.①②B.②④C.③④D.①④
特别提醒:
以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志:
①某一时刻,各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。
②恒温、恒容条件下气体体积不变的反应,混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化,如
2HI(g)
I2(g)+H2(g)。
③全部是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不随时间而变化,如2HI(g)
I2(g)+H2(g)。
④全部是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变
考点四、化学平衡移动
知识必备
1.化学平衡移动的过程
2.影响化学平衡的外界因素
3.勒夏特列原理(核心:
减弱)
题点训练
( C)1.(2017·郑州模拟)下列说法正确的是
A.改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大
B.浓度变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大
C.温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大
D.催化剂可使化学反应速率加快,使反应物的转化率增大
( A )2、将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生反应并达到平衡:
X(g)+3Y(g)
2Z(g) ΔH<0。
当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
升高温度
X的转化率变小
B
增大压强
X的浓度变小
C
充入一定量Y
Y的转化率增大
D
使用适当催化剂
X的体积分数变小
( C )3.(2017·黄冈模拟)在某一温度下,某一密闭容器中,M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示,若其他条件不变,当温度分别为T1和T2时,N的体积分数与时间关系如图b所示。
则下列结论正确的是
A.该反应的热化学方程式M(g)+3N(g)
2R(g) ΔH>0
B.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,平衡向逆反应方向移动
C.达到平衡后,若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,M的转化率减小
D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡一定向正反应方向移动
4、(2016·全国一卷)丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。
回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+
O2(g)===C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ·mol-1
②C3H6(g)+O2(g)===C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=-353kJ·mol-1
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_____________________________________;
提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_________________________________________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃。
低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是__________________________________;
高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)。
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大
C.副反应增多D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。
由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为________,理由是_____________________________________________。
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_____________________________________。
[答案]
(1)降低温度、降低压强 催化剂
(2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
考点六、化学平衡常数
知识必备
化学平衡常数的相关计算(难点突破)
“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。
解题时,要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量,按题目要求进行计算,同时还要注意单位的统一。
1.明确三个量——起始量、变化量、平衡量
N2 + 3H2
2NH3
起始量130
变化量a3a2a
平衡量1-a3-3a2a
(1)反应物的平衡量=起始量-变化量。
(2)生成物的平衡量=起始量+变化量。
(3)各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。
变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。
因此,抓变化浓度是解题的关键。
题点
(一) 化学平衡常数及其影响因素
( B )1.某温度下2L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示,下列说法正确的是
X
Y
W
n(起始状态)/mol
2
1
0
n(平衡状态)/mol
1
0.5
1.5
A.该温度下,此反应的平衡常数表达式是K=
B.其他条件不变,升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH<0
C.其他条件不变,使用催化剂,正、逆反应速率和平衡常数均增大,平衡不移动
D.其他条件不变,当密闭容器中混合气体密度不变时,表明反应已达到平衡
( A )2、(2017·大连模拟)某温度下,将3molA和2molB充入一密闭容器中,发生反应:
aA(g)+B(g)
C(g)+D(g),5min后达平衡,各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)=c(C)·c(D)。
若在温度不变的情况下将容器的容积扩大为原来的10倍,B的转化率不发生变化,则B的转化率为
A.60% B.40%
C.24%D.4%
3、(2017·海口模拟)已知可逆反应:
M(g)+N(g)
P(g)+Q(g) ΔH>0。
请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:
c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:
c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2
mol·L-1,a=________。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:
c(M)=c(N)=bmol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。
答案:
(1)25%
(2)增大 (3)6 (4)41%
4、(2015·全国卷Ⅱ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:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
HH
CO
HO
CH
E/kJ·mol-1
436
343
1076
465
413
回答下列问题:
反应①的化学平衡常数K表达式为____________;如图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______________________________________________。
答案:
K=
[或Kp=
]a 反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小
5、(2017全国卷三)298K时,将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:
AsO
(aq)+I2(aq)+2OH−(aq)
AsO
(aq)+2I−(aq)+H2O(l)。
溶液中c(AsO
)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化b.v(I−)=2v(AsO
)
c.c(AsO
)/c(AsO
)不再变化d.c(I−)=ymol·L−1
②tm时,v正_____v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③tm时v逆_____tn时v逆(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是_____________________________。
④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为___________________________。
答案:
a、c大于小于tm时生成物浓度较低
(mol·L-1)-1
6、(2016全国一卷)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________。
(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。
根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−,利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。
当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5mol·L−1)时,溶液中c(Ag+)为_______mol·L−1,此时溶液中c(CrO42−)等于__________mol·L−1。
(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72−还原成Cr3+,反应的离子方程式为______________。
【答案】
(1)蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶液写出绿色溶液;
(2)①2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O;②增大;1.0×1014;③小于;
(3)2.0×10-5;5×10-3;(4)Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
7.(2015·全国卷Ⅰ)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:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为________。
(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=_______
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 备战高考 二轮复习 化学反应速率与化学平衡 备战 高考 二轮 复习 化学反应 速率 化学平衡