湖北省黄冈市高考化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡教案练习Word下载.docx
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(3)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。
学生练习
一.化学反应速率的计算
1.在N2+3H2
2NH3的反应中,在5s内NH3的浓度变化了8mol·
L-1,则NH3的平均反应速率( )
A.2.4mol·
s-1 B.0.8mol·
s-1
C.1.6mol·
s-1D.0.08mol·
2.在298K时,实验测得溶液中的反应:
H2O2+2HI===2H2O+I2,在不同浓度时的化学反应速率见表,由此可推知当c(HI)=0.500mol·
L-1,c(H2O2)=0.400mol·
L-1时的反应速率为( )
实验编号
1
2
3
4
5
c(HI)/mol·
L-1
0.100
0.200
0.300
c(H2O2)/mol·
v/mol·
0.00760
0.0153
0.0227
0.0151
0.0228
A.0.0380mol·
s-1B.0.152mol·
C.0.608mol·
s-1D.0.760mol·
3.反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min后,B的浓度减少了0.6mol·
L-1。
对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.8mol·
B.分别用B、C、D表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在2min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3mol·
min-1
D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
教师纠错,归纳总结
[规律方法] 反应速率计算的三种常用方法
(1)定义式法
=
。
(2)比例关系法
化学反应速率之比等于化学计量数之比,如mA(g)+nB(g)===pC(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。
(3)三段式法
列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。
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:
mol·
s-1,v(B)=
s-1,
s-1,v(D)=
二.化学反应速率的比较
4.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应:
N2+3H22NH3。
根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是( )
A.v(H2)=0.01mol·
B.v(N2)=0.3mol·
C.v(NH3)=0.15mol·
D.v(H2)=0.3mol·
5.(2018·
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·
s-1 ②v(B)=0.6mol·
s-1 ③v(C)=0.4mol·
s-1 ④v(D)=0.45mol·
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>
①
[规律方法] 化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
(2)比值法
将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。
如反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),若
>
,则反应速率A>
B。
考点二 影响化学反应速率的因素(2课时)
学生讨论影响化学反应速率有哪些因素
1.内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
如相同条件下,Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是Na>
Mg>
Al。
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
3.理论解释——有效碰撞理论(宏观辨识与微观探究)
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:
能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:
如图
[注意] E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,且ΔH=E1-E2,E3为使用催化剂时的活化能。
③有效碰撞:
活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
教师归纳总结
(1)升高温度,不论是放热反应还是吸热反应,化学反应速率均加快。
(2)催化剂能同等程度的改变正、逆化学反应速率,但不能改变反应进行的程度。
(3)压强及惰性气体对化学反应速率的影响
①改变压强,实质是通过改变物质的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。
②根据上述第①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(活化分子浓度不变),反应速率不变
恒温恒压
体积增大
各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)
反应速率减慢
③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)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。
学生对应练习
一. 影响化学反应速率的因素
1.下列说法正确的是________。
A.100mL2mol·
L-1稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,生成氢气的速率加快
B.相同条件下,等量的锌粒分别与100mL2mol·
L-1稀硫酸、100mL2mol·
L-1稀盐酸反应,反应速率相同
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸反应可以加快产生氢气的速率
D.对于A(s)+B(g)C(g)+D(g)的反应,加入A,反应速率加快
E.工业生产中常将矿石粉碎,可以增大接触面积,使反应速率加快
F.2NO2N2O4(正反应放热),升高温度,v(正)增大,v(逆)减小
G.某恒容密闭容器中,发生反应A(g)===B(g)+C(g),通入He,压强增大,反应速率加快
H.某恒压密闭容器中,发生反应A(g)===B(g)+C(g),通入He,压强不变,反应速率不变
2.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓缓地反应生成N2和CO2,化学方程式为2NO+2CO
N2+2CO2,对此反应,下列叙述错误的是( )
A.使用正催化剂能加大反应速率
B.改变反应物的压强对反应速率产生影响
C.冬天气温低,反应速率减慢,对人体危害更大
D.无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
题点
(二) “控制变量法”探究影响化学反应速率的因素
3.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)/(mol·
L-1)
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
粉末
35
1.0
125
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1和2表明,__________________对反应速率有影响,而且________,则反应速率越快。
(2)表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验是______(填实验序号)。
(3)实验中影响反应速率的其他因素还有________,其实验序号是________(填实验序号)。
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[规律方法] “控制变量法”的解题策略
三. 利用“断点”突破化学反应速率图像(
t图)
4.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<
0已达平衡,如果其他条件不变时,分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生影响,下列条件与图像不相符的是(O~t1:
v正=v逆;
t1时改变条件,t2时重新建立平衡)( )
5.密闭容器中发生反应:
A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<
0,根据下列vt图像,回答下列问题:
(1)下列时刻所改变的外界条件是t1_______________________________________;
t3____________________;
t4__________________________________________。
(2)反应速率最快的时间段是________。
(3)下列措施能增大正反应速率的是________。
A.通入A(g) B.分离出C(g)
C.降温D.增大容积
教师归纳总结
[规律方法]
(1)速率—时间图像“断点”分析
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
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
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
化学平衡
考点一 化学平衡状态(1课时)
学生探讨平衡状态是如何建立的?
平衡状态的特点?
有哪些判断依据?
建立变化观念和平衡的思想。
1.可逆反应
2.化学平衡的建立
(1)化学平衡的建立过程
(2)化学平衡状态的概念
一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
3.化学平衡状态的特点
4.化学平衡状态的判断
化学反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率之间的关系
①在单位时间内消耗了mmolA,同时也生成了mmolA
②在单位时间内消耗了nmolB,同时也消耗了pmolC
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
④在单位时间内生成了nmolB,同时也消耗了qmolD
①其他条件一定、总压强一定,且m+n≠p+q
②其他条件一定、总压强一定,且m+n=p+q
混合气体的平均相对分子质量
①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q
②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
气体的密度
密度一定
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
[典例] (2017·
全国卷Ⅲ节选)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。
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·
判断化学平衡状态的方法——“正逆相等,变量不变”
考点二 化学平衡移动(2课时)
学生探讨平衡移动的原因,影响平衡移动的因素。
1.化学平衡的移动
平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。
一定条件下的平衡体系,条件改变后,平衡可能发生移动,如下所示:
2.外界因素对化学平衡移动的影响
(1)影响化学平衡的因素
条件的改变(其他条件不变)
化学平衡的移动
浓度
增大反应物浓度或
减小生成物浓度
向
反应方向移动
减小反应物浓度或
增大生成物浓度
压强(对有气体存在的反应)
反应前后气体分子数改变
增大压强
向气体体积减小的方向移动
减小压强
向气体体积增大的方向移动
反应前后气体分子数不变
改变压强
移动
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
使用催化剂
(2)通过图像分析影响化学平衡移动的因素
某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<
0的正、逆反应速率的影响如图所示:
①加催化剂对反应速率影响的图像是___(填字母,下同),平衡____移动。
②升高温度对反应速率影响的图像是___,平衡向逆反应方向移动。
③增大反应容器体积对反应速率影响的图像是___,平衡向____方向移动。
④增大O2的浓度对反应速率影响的图像是___,平衡向____方向移动。
(3)几种特殊情况说明
①改变固体或纯液体的量,对化学平衡无影响。
②“惰性气体”对化学平衡的影响。
恒温
恒容
条件
原平衡体系
体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动
恒压
③同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
3.勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
[注意] 外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱”条件的改变,但不能“消除”条件的改变。
[典例] (2016·
全国卷Ⅱ)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·
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___________________________________。
化工生产适宜条件选择的一般原则
原则
从化学反应速率分析
既不能过快,又不能太慢
从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析
注意催化剂的活性对温度的限制
考点三等效平衡(1课时)
化学平衡图像专项训练(2课时)
1.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.溴水中有平衡:
Br2+H2OHBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
B.合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施
C.氯气在水中的溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度
D.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深
2.反应2A(g)2B(g)+E(g) ΔH=QkJ·
mol-1(Q>
0),达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是( )
A.缩小体积加压 B.扩大体积减压
C.增加E的浓度D.降温
3.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·
mol-1。
恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.气体的质量不再改变
B.氯化氢的转化率不再改变
C.断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键
D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2
4.一定温度下,某容器中加入足量碳酸钙,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)达到平衡,下列说法正确的是( )
A.将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍
B.增加CaCO3(s)的量,平衡正向移动,CO2的浓度增大
C.将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体密度不变
D.保持容器体积不变,充入He,平衡向逆反应方向进行
5.
(2018·
亳州第二次联考)在t℃时,向aL密闭容器中加入1.6molHI(g),发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>
0,H2的物质的量随时间的变化如图所示,下列有关说法中正确的是( )
A.平衡时,I2蒸气的体积分数为25%
B.若在1.5min时降低温度,则反应将向左进行
C.平衡后若升高温度,v正增大,v逆减小
D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移动,H2的体积分数减小
6.在容积均为1L的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1molCO,控制在不同温度下发生反应:
Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g),当反应进行到5min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法一定正确的是( )
A.反应进行到5min时,b容器中v(正)=v(逆)
B.正反应为吸热反应,平衡常数:
K(T1)>
K(T2)
C.b中v(正)大于a中v(逆)
D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>
c>
a
7.(2018·
淮北一模)已知反应:
2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<
0。
将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深,透光率越小)。
下列说法不正确的是( )
A.b点达到平衡状态
B.b点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小
C.d点:
v(正)<
v(逆)
D.若在c点将温度降低,其透光率将增大
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