一轮复习化学反应平衡及影响因素vt图第110课时教学案印刷版文档格式.docx
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4NO+6H2O
D.Ag+(aq)+Cl-(aq)
AgCl(s)
可逆反应是指_________________________________________________________________________。
3.化学反应限度v-t图
3.1阅读《必修2·
化学》P51《选修5·
化学》P25-P26
化学平衡状态_____________________________________________________,简称____________。
化学反应进行的限度___________________________________________________________________。
化学反应的最大转化率____________________,一定条件下化学反应的最大转化率即是平衡转化率。
3.2计算公式:
3.2.1化学反应(平均)速率:
v=
;
△c表示_______________、单位__________________________、
v单位_______________________________。
化学反应速率计算方法除浓度外还可用________、_________、_________、___________、_______、
___________、____________[《选修5·
化学》P18]等。
3.2.2对可逆反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),当反应达到化学平衡状态时,A的平衡转化率为:
α(A)=
×
100%。
物质(A)的转化率除用浓度计算外还可用:
质量、气体体积、物质的量、体积分数、气体压强、平均相对分子质量、
二、化学平衡状态
1.1.化学平衡建立
1.2化学平衡状态的判据
①直接判据:
v正=v逆(无法测量)②Qc________Kc(填:
、=、<
)(可测量和计算)
③间接判据:
反应开始时物理量变化(例:
浓度、压强、物质的量、气体体积分数、A质量分数、A物质的量分数、转化率、密度、盐酸、溶液导电性、溶液pH值等体系中能用仪器测量的物理量)。
1.3.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应
(甲)2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)(乙)H2(g)+I2(g)
2HI(g)现有下列状态:
①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比
②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
③速率之比等于系数之比的状态④浓度之比等于系数之比的状态
⑤百分含量之比等于系数之比的状态⑥混合气体的颜色不再改变的状态
⑦混合气体的密度不再改变的状态⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑨体系温度不再改变的状态⑩压强不再改变的状态
⑪反应物的浓度不再改变的状态⑫反应物或生成物的百分含量不再改变的状态
其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是__________;
能表明(乙)达到化学平衡状态的是____________;
能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是__________。
1.4(2013天津新华中学测试)在恒温下的密闭容器中,有可逆反应:
2NO2
N2O4,下列不能说明反应达到了平衡状态的是( )
A.N2O4生成速率与N2O4分解速率相等时B.混合气体平均相对分子质量保持不变时
C.NO2的分子数与N2O4分子数比为2∶1时D.体系颜色不再发生改变时
1.4.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)2X(g)
Y(g)+Z(s)
(乙)A(s)+2B(g)
C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时
①混合气体的密度②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量⑥混合气体的总物质的量
其中能表明(甲)达到化学平衡状态是___________________;
能表明(乙)达到化学平衡状态是________。
三、化学平衡状态
(一)、v-t图
1.[2014·
湖北孝感期末]在某一体积可变的恒温密闭容器中发生如下反应:
A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<
0。
t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图K221所示。
下列说法正确的是( )
图K221
A.0~t2时,v正>
v逆B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,A的体积分数Ⅰ>
Ⅱ
C.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加CD.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数Ⅰ<
2.(2013广东茂名质检)一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图
所示:
(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为 ,X的物质的量浓度减少了 ,Y的转化率为 。
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示:
则下列说法符合该图像的是 。
A.t1时刻,增大了X的浓度B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,缩小了容器体积D.t1时刻,使用了催化剂
3.(2012深圳测试)一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应。
(Ⅰ)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:
K=
(1)写出该反应的化学方程式:
;
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化B.v正(H2O)=v逆(H2)
C.容器中气体的密度不随时间而变化D.容器中总质量不随时间而变化
E.消耗nmolH2的同时消耗nmolCO
(Ⅱ)若该密闭容器中加入的是2molFe(s)与1molH2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20mol,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35mol。
(1)t1~t2这段时间内的化学反应速率v(H2)= 。
(2)若继续加入2molFe(s),则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),继续通入1molH2O(g),再次达到平衡后,H2物质的量为 mol。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。
t1时改变了某种条件,改变的条件可能是 、 (填写2项)。
化学反应平衡及影响因素第3.4课时
(二)、v-t图变式之一c-t图
1.T℃时在2L的密闭容器中X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。
反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示;
若保持其他条件不变,反应温度分别为T1和T2时,Y的体积分数与时间的关系如图2所示。
则下列结论正确的是
A.反应进行的前3min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3mol·
(L·
min)-1
B.容器中发生的反应可表示为3X(g)+Y(g)
2Z(g)
C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小
D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强
2.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:
A(g)+xB(g)
2C(g)。
各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下图和下表表示。
下列说法正确的是
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
1.0L
温度/℃
T1
T2
反应物
起始量
1.5molA
0.5molB
6.0molA
2.0molB
A.10min内甲容器中反应的平均速率:
v(A)=0.05mol·
min)-1
B.由图可知T1>T2,且该反应为吸热反应
C.x=1,若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动
D.T2℃,丙容器比乙容器反应快的原因可能是使用了催化剂
3.(2014课标全国Ⅱ,26)(13分)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。
回答下列问题:
(1)反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”);
100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。
在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为 mol·
L-1·
s-1;
反应的平衡常数K1为 。
(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·
s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。
a:
T 100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是 。
b:
列式计算温度T时反应的平衡常数K2 。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。
平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是 。
4.(2012全国I.27.(15分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制各CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为__________;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为________________;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ/mol。
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浓度变化曲线来示出):
①计算反应在第8min时的平衡常数K=__________
②比较第2min反应温度T
(2)与第8min反应温度(T8)的高低:
T
(2)____T(8)(填“<
”、“>
”或“=”);
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=______mol/L;
④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
(2—3)、
(5—6)、
(l2-13)表示]的大小____________;
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:
(5-6)
(15-16)(填“<
”或“=”),原因是_______________。
5.(2011年大纲全国理综,28,15分)反应aA(g)+bB(g)
cC(g)(ΔH<
0)在等容条件下进行。
改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
回答问题:
(1)反应的化学方程式中,a∶b∶c为 ;
(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为 ;
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是 ,其值是 ;
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 ,采取的措施是 ;
(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:
T2 T3(填“>
”、“<
”或“=”),判断的理由是
(6)达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,假定10min后达到新的平衡,请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。
6.(2010全国I卷)在溶液中,反应A+2B⇌C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为
c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L.反应物A的浓度随时间的变化如图所示.
请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件.所改变的条件和判断的理由是:
② ;
_______________- .
③ ;
.
(2)实验②平衡时B的转化率为 ;
实验③平衡时C的浓度为 ;
(3)该反应的△H 0,其判断理由是________________________________________。
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速率:
实验②:
vB=________________ 实验③:
vc= .
7.(2014浙江理综,27)(14分)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。
采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。
但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。
相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=218.4kJ·
mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)
CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6kJ·
mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp= (用表达式表示)。
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。
图1
(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是____________________
_____________________________________________________________________________________。
(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。
则降低该反应体系中SO2生成量的措施有 _______________________。
A.向该反应体系中投入石灰石B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.提高CO的初始体积百分数D.提高反应体系的温度
(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>
v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。
图2
化学反应平衡及影响因素第5.6课时
8.(2011年浙江理综,27,14分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,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)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/mol·
L-1
2.4×
10-3
3.4×
4.8×
6.8×
9.4×
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是 。
A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变
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
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。
若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH 0(填“>
”“=”或“<
”)。
熵变ΔS 0(填“>
(2)已知:
NH2COONH4+2H2O
NH4HCO3+NH3·
H2O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间的变化趋势如图所示。
⑤计算25.0℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率:
。
⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增__________________________________。
9.(2013年浙江理综,27,14分)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
2NH4HCO3(aq) ΔH3
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:
ΔH3= 。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。
然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。
则:
①ΔH3 0(填“>
”、“=”或“<
②在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是
。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。
当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。
请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有______
(写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。
A.NH4ClB.Na2CO3C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2
10.[2014·
福建卷]在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:
反应时间/min
10
20
30
40
50
c(N2O)(mol·
L-1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
60
70
80
90
100
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注:
图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1<
c2)
(三)、v-t图变式之二n-t图
1.(2009全国II卷)某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示.
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
14
(1)根据左表中数据,在图1中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:
(2)体系中发生反应的化学方程式是 ;
(3)列式计算该反应在0﹣3min时间内产物Z的平均反应速率:
;
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于 ;
(5)如果该反应是放热反应.改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如图2所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是:
①
②_________ ③ .
化学反应平衡及影响因素第7.8课时
(四)、v-t图变式之三P-t图
1..(2014大纲全国,28)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。
(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.
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