8步步高版高考化学全国通用专题3 学案8 化学反应速率 化学平衡.docx
- 文档编号:17183846
- 上传时间:2023-04-24
- 格式:DOCX
- 页数:53
- 大小:1.89MB
8步步高版高考化学全国通用专题3 学案8 化学反应速率 化学平衡.docx
《8步步高版高考化学全国通用专题3 学案8 化学反应速率 化学平衡.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《8步步高版高考化学全国通用专题3 学案8 化学反应速率 化学平衡.docx(53页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
8步步高版高考化学全国通用专题3学案8化学反应速率化学平衡
学案8 化学反应速率 化学平衡
[高考关键词] 1.化学反应速率:
计算、影响因素。
2.化学平衡状态:
判断、平衡常数、平衡移动、转化率。
3.特点:
方程式特点、容器特点。
4.关系:
速率与平衡的关系、Q与K的关系。
5.结合:
速率、平衡理论与生活、生产的结合,数形结合(几种平衡图像)。
核心考点回扣
1.某温度时,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)反应开始至2min,Z的平均反应速率为________________________________________。
(3)反应开始至2min,用X、Y表示的平均反应速率分别为________________、________________。
(4)5min后Z的生成速率________(填“大于”、“小于”或“等于”)5min末Z的分解速率。
2.一定条件下反应C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0,在体积不变的密闭容器中达到平衡,按要求回答下列问题:
(1)平衡常数表达式是______________。
(2)若升高温度,反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数K________,平衡向________方向移动。
(3)若再通入一定量的CO2气体,反应速率________,平衡常数K________,平衡向________方向移动,CO2的转化率________。
(4)若再充入一定量的N2,反应速率________,平衡常数K________,平衡________移动。
3.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)在其他条件不变时,使用催化剂,正反应速率和逆反应速率同等倍数加快,平衡不移动( )
(2)当某反应达到限度时,反应物和生成物的浓度一定相等( )
(3)在一定条件下,向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应,达到平衡时N2、H2、NH3三者共存( )
(4)当一个可逆反应达到平衡状态时,正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0( )
(5)在相同温度下,在相同容积的两个密闭容器中分别充入1molN2和3molH2、2molNH3,当反应达到平衡时,两平衡状态中NH3的体积分数相同( )
(6)化学平衡移动,化学平衡常数不一定改变( )
(7)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( )
(8)化学平衡向右移动,一定是正反应速率增大或逆反应速率减小( )
(9)任何可逆反应达到平衡后,改变温度,平衡一定发生移动( )
(10)化学反应速率发生变化,化学平衡一定发生移动( )
(11)对于反应Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,增加Zn的质量(不考虑表面积变化),生成H2的速率加快( )
(12)对于可逆反应2SO2+O22SO3,改变条件使平衡向右移动,SO2的转化率可能增大,也可能减小( )
(13)在温度不变的条件下,改变条件使2SO2+O22SO3的平衡向右移动,平衡常数不变( )
高考题型1 化学反应速率及影响因素
1.(2015·海南,8改编)10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A.K2SO4B.CH3COOH
C.CuSO4D.Na2CO3
2.(2015·福建理综,12)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( )
c/mol·L-1
v/mmol·L-1·
min-1
T/K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A.a=6.00
B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<318.2
D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
3.(2014·北京理综,12)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)( )
A.0~6min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2mol·L-1·min-1
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2mol·L-1·min-1
C.反应到6min时,c(H2O2)=0.30mol·L-1
D.反应到6min时,H2O2分解了50%
1.化学反应速率的简单计算
对于反应mA(g)+nB(g)===cC(g)+dD(g)
(1)计算公式:
v(B)=
=
。
(2)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。
(3)注意事项
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。
2.外界条件对化学反应速率的影响
(1)温度:
因为任何反应均伴随着热效应,所以只要温度改变,反应速率一定改变。
如升温,v正和v逆均增大,但v吸增大程度大。
(2)催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率,缩短达到化学平衡的时间。
(3)增大反应物(或生成物)浓度,正反应(或逆反应)速率立即增大,逆反应(或正反应)速率瞬时不变,随后增大。
(4)改变压强可以改变有气体参加或生成的化学反应的速率,但压强对化学反应速率的影响是通过改变物质浓度产生的。
无气体的反应,压强变化对反应速率无影响。
(5)纯液体和固体浓度视为常数,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。
3.稀有气体对反应速率的影响
(1)恒容:
充入“惰性气体”引起,总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。
(2)恒压:
充入“惰性气体”引起,体积增大引起,物质浓度减小(活化分子浓度减小)引起,反应速率减小。
考向1 反应速率计算及影响因素
1.一定条件下,向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2,发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
2min时测得剩余N2为1mol,此时表示的化学反应速率正确的是( )
A.v(N2)=0.25mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.5mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=1mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.25mol·L-1·min-1
2.某温度下,对可逆反应:
2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0的下列叙述正确的是( )
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率也增大
C.压强不变,充入与反应体系不反应的N2,反应速率减小;体积不变,充入N2,反应速率增大
D.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小
3.在恒温、恒容的密闭容器中进行反应2H2O2
2H2O+O2↑。
若H2O2溶液的浓度由2.0mol·L-1降到1.0mol·L-1需10s,那么H2O2浓度由1.0mol·L-1降到0.5mol·L-1所需的反应时间为( )
A.5sB.大于5s
C.小于5sD.无法判断
4.已知COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108kJ·mol-1。
反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
(1)比较产物CO在2~3min、5~6min和12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小:
__________________________________________;
(2)比较反应物COCl2在5~6min和15~16min时平均反应速率的大小:
v(5~6)________v(15~16)(填“<”、“>”或“=”),改变的条件可能是____________________。
易错警示
(1)不注意容器的容积,如第1题错选C。
(2)误认为压强增大,化学反应速率一定增大,如第2题错选C。
(3)平均速率是根据一段时间的浓度改变量计算而得,与瞬时速率不同,如第4题
(1)问忽视2~3min、12~13min浓度的改变量为0,而不会判断速率的大小。
(4)忽视压强、温度对v正、v逆影响的一致性。
如第2题(B、D项)升高温度、增大压强,v正、v逆都增大,只是增大的程度不同。
考向2 影响反应速率因素的实验探究
5.已知:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液,当溶液中的KMnO4耗尽后,溶液紫色将褪去。
某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。
(1)探究反应物浓度对化学反应速率的影响,该小组设计了如下实验方案:
实验序号
反应温度/℃
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
①
25
8.0
0.20
5.0
0.010
0
②
25
6.0
0.20
5.0
0.010
x
表中x=________mL,理由是__________________________________。
(2)实验过程中发现如下异常现象:
在开始一段时间内反应速率较小,溶液褪色不明显,但反应一段时间后,溶液突然褪色,反应速率明显增大。
探究异常现象的原因:
①某同学认为该反应放热,导致溶液的温度升高,从而使反应速率增大。
从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是________________的影响。
②若要用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还可以在反应开始时加入________(填字母)。
A.硫酸钾B.硫酸锰
C.氯化锰D.水
易错警示
“控制变量”——即其他条件不变,只改变一种条件。
在研究影响化学反应速率的因素时,由于外界影响因素较多,一定要弄清变量和定量,特别是要注意在改变某一变量时,是否会影响到某一定量。
如第5题
(1)问在设计实验时,为确保每次实验时KMnO4浓度不变,要用适量的蒸馏水调整,保证每次反应体系的总体积相同。
高考题型2 化学平衡状态及移动方向的判断
1.(高考选项组合题)下列说法正确的是( )
A.对CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)达到平衡后,升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应(2015·重庆理综,7A)
B.对CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)达到平衡后,通入CO后,正反应速率逐渐增大(2015·重庆理综,7B)
C.一定条件下反应N2+3H22NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3)(2015·江苏,11D)
D.对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,只改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变(2013·山东理综,12B)
2.(2012·上海,33)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH=-Q(Q>0)
一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a.3v逆(N2)=v正(H2)
b.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变
d.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
3.(2014·海南,12改编)将BaO2放入密闭的真空容器中,反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡。
保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡。
下列说法正确的是( )
A.平衡常数减小B.BaO量不变
C.氧气压强增大D.BaO2量增加
4.(2013·江苏,15改编)一定条件下存在反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1
1.化学平衡状态的判断方法
指导思想:
选定反应中的“变量”,即随反应进行而变化的量,当“变量”不再变化时,反应已达平衡。
(1)直接判断依据
(2)间接判断依据
①对于有有色气体存在的反应体系,如2NO2(g)N2O4(g)等,若体系的颜色不再发生改变,则反应已达平衡状态。
②对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应,如N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),若反应体系的压强不再发生变化或平均相对分子质量不再发生变化,则说明反应已达平衡状态。
注意:
对于有气体存在且反应前后气体的物质的量不发生改变的反应,如:
2HI(g)H2(g)+I2(g),反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的物质的量、平均相对分子质量都不变,故体系压强、气体的物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。
2.分析化学平衡移动的一般思路
考向1 平衡状态的建立
1.下列说法可以证明H2(g)+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是( )
①单位时间内生成nmolH2的同时,生成nmolHI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 ③百分含量w(HI)=w(I2) ④反应速率v(H2)=v(I2)=
v(HI) ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化 ⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
A.①②③④B.②⑥⑨
C.②⑥⑨⑩D.③⑤⑥⑦⑧
2.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
考向2 平衡移动方向或结果的判定
3.在某恒温、恒容的密闭容器内发生反应:
2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0,开始时充入2molNO2并达到平衡。
下列说法正确的是( )
A.再充入2molNO2,平衡正向移动,O2的体积分数增大
B.升高温度,O2的体积分数减小
C.增大压强,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数增大
D.再充入1molO2,NO2的体积分数增大
4.下列说法正确的是( )
A.工业生产硫酸中采用高温可提高二氧化硫的转化率
B.合成氨工业中,适当高的温度既可以提高反应速率,又可以使催化剂的活性最大
C.用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体,升高温度可使吸收速率加快
D.酯化反应是一个可逆的吸热反应,故温度越高越有利于生成酯
5.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,一定条件下,发生如下反应并达到平衡:
X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。
改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
选项
改变的条件
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
高考题型3 化学平衡常数和转化率的计算
1.[2015·全国卷Ⅰ,28(4)①②]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=________min-1。
2.[2014·福建理综,24(3)]已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=______。
②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。
此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。
3.[2014·山东理综,29
(1)
(2)]研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0(Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。
测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=______mol,NO的转化率α1=______。
其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2____α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。
若要使K2减小,可采取的措施是______________________________。
1.化学平衡计算中常用公式
对于可逆反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一定温度下达到化学平衡时,其计算的表达式为
(1)化学平衡常数K=
(式中的浓度是指平衡状态的浓度)
Q=
(式中的浓度是任意时刻的浓度)
(2)转化率计算公式
转化率α=
×100%
2.化学方程式变化计算平衡常数
(1)化学方程式中各计量数扩大一倍,则平衡常数为原来的平方。
例如:
N2O42NO2的平衡常数为K1,
N2O4NO2的平衡常数为K2,则K1=K
。
(2)正反应的平衡常数与逆反应的平衡常数互为倒数。
(3)几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。
如[真题调研]第3题
(1)问。
3.平衡常数的应用
(1)根据平衡常数判断可逆反应进行的程度
平衡常数越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越高,平衡后生成物的浓度越大,反应物的浓度越小。
(2)利用K与Q的关系判断反应所处状态
Q=K,反应达到平衡状态;
Q Q>K,反应向逆反应方向移动。 (3)根据K随温度的变化关系确定正反应是吸热反应还是放热反应。 (4)利用化学平衡常数计算反应物或生成物的浓度及反应物的转化率。 4.化学平衡计算解题模板 (1)化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲” 根据反应进行(或移动)的方向,设定某反应物消耗的量,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: ①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例; ②这里a、b可指: 物质的量、浓度、体积等; ③弄清起始浓度、平衡浓度、平衡转化率三者之间的互换关系; ④在使用平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态。 (2)极限思维模式——“一边倒”思想 极限思维有如下口诀: 始转平、平转始,欲求范围找极值。 例: mA + nB pC 起始: abc 转化极限: a a a 平衡极限: 0b- ac+ a 考向1 平衡常数及转化率的理解 1.对于可逆反应,下列说法正确的是( ) A.化学平衡常数只与温度有关 B.升高温度,化学平衡常数一定增大 C.正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等 D.增大反应物浓度,化学平衡常数可能增大 2.已知可逆反应: 2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH>0。 下列有关说法正确的是( ) A.加压有利于化学平衡向正反应方向移动 B.该反应的化学平衡常数表达式为 K= C.升高温度可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率 D.使用催化剂可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率 3.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO: MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( ) 选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数K D MgSO4的质量(忽略体积) CO的转化率 考向2 平衡常数及转化率的简单计算 4.相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发
- 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:
- 8步步高版高考化学全国通用专题3 学案8 化学反应速率 化学平衡 步步高 高考 化学 全国 通用 专题 化学反应 速率
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)