化学反应速率和化学平衡专题教师版.docx
- 文档编号:30746082
- 上传时间:2023-08-20
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:504.24KB
化学反应速率和化学平衡专题教师版.docx
《化学反应速率和化学平衡专题教师版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学反应速率和化学平衡专题教师版.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化学反应速率和化学平衡专题教师版
化学反应速率和化学平衡专题
考纲要求:
1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学领域中的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。
4.了解化学反应的可逆性。
5.了解化学平衡建立的过程。
6.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。
7.了解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。
8.了解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。
历年高考真题:
16年新课标Ⅰ卷
27.(15分)
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:
(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。
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__________。
答案:
27、②增大;
;
15年新课标Ⅰ卷
27.(15年新课标I)(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
答案:
减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度
28.(15年新课标I)(15分)
碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
回答下列问题:
(4)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
根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:
___________。
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。
由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。
当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)。
答案:
(4)①
;②k逆=k正/K
;1.95×10-3;③A、E
14年新课标Ⅰ卷
28.(15分)
乙酸是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。
回答下列问题:
(2)已知:
甲醇脱水反应2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)
=
23.9KJ﹒mol-1
甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)==C2H4(g)+2H2O(g)
=
29.1KJ﹒mol-1
乙醇异构化反应C2H5OH(g)==CH3OCH3(g)
=+50.7KJ﹒mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)==C2H5OH(g)的
=______KJ﹒mol-1。
(3)下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中
=1:
1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②图中压强(
、
、
、
)的大小顺序为_________,理由是_________。
③气相直接水合法常采用的工艺条件为:
磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,
=0.6:
1,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有_________、_________。
【答案】
(2)—45.5;
(3)①0.07Mpa-1
②P4>P3>P2>P1;反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率升高。
③增大n(H2O)︰n(C2H4)的比值,及时把生成的乙醇液化分离
(3)①A点乙烯的平衡转化率是20%。
根据反应:
CH2=CH2+H2O
C2H5OH
起始1mol1mol0
转化:
0.2mol0.2mol0.2mol
平衡0.8mol0.8mol0.2mol
则平衡时乙烯的分压:
P(C2H4)=7.85Mpa×0.8mol/1.8mol=3.4889Mpa
水蒸气的分压:
P(H2O)=7.85Mpa×0.8mol/1.8mol=3.4889Mpa
乙醇的分压:
P(C2H5OH)=7.85Mpa×0.2mol/1.8mol=0.8722Mpa
则平衡常数Kp=P(C2H5OH)/P(C2H4)×P(H2O)=0.8722Mpa/3.4889Mpa×3.4889Mpa=0.07Mpa-1
②通过反应可以看出压强越大,乙烯的转化率越高,通过在300℃时转化率可得出:
P4>P3>P2>P1。
③可以增大H2O的浓度,及时分离出生成的乙醇。
13年新课标Ⅰ卷
28、二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新能源。
有合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ·mol-1
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0k·mol-1
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)△H4=-24.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(2)分析二甲醚合成反应(iv)对于Co转化率的影响____________________________。
(3)由H2和Co直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_____________________。
(4)有研究者在催化剂厂含(Cu一Zn一Al一O和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如右图所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW·h·kg-1)。
若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_____________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生___________个电子的电量:
该电池的理论输出电压为1.20V,能址密度E=_____________________________
(列式计算。
能盘密度=电池输出电能/燃料质盒,1kW·h=3.6x106J)。
答案:
(15分)
(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO
(3)该反应分子数减小,压强升高平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加,压强升高使CO和H2的浓度增加,反应速率增大。
(4)反应放热,温度升高,平衡左移
(4)CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-12
÷(3.6×106J·kW-1·h-1)=8.39kW·h·kg-1
12年新课标Ⅰ卷
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在活性碳催化下合成。
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ·mol-1。
反应体系平衡后,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计算反应在地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T(8)的高低:
T
(2)___T(8)(填“<”、“>”或“=”)。
③若12min时反应与温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=mol·L-1。
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v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)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:
v(5-6)___v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是_______。
答案:
(15分)
(4)①0.234mol·L-1②<③0.031
④v(5-6)>v(2-3)=v(12-13)
⑤>;在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大
考点梳理:
考点一化学反应速率及影响因素
影响因素:
考点二:
化学平衡
一、化学平衡的定义:
二、达到化学平衡的标志判断
三、化学平衡的移动:
四、化学平衡常数:
练习:
1.(2015·上海化学,20,4分)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( B )
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
2.(2015·重庆理综,7,6分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。
在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
CO(g)+H2S(g)
COS(g)+H2(g) K=0.1
反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。
下列说法正确的是( C )
A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S物质的量为7mol
D.CO的平衡转化率为80%
3.(2015·安徽理综,11,6分)汽车尾气中,NO产生的反应为:
N2(g)+O2(g)
2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是( A )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
4.(2015·福建理综,12,6分)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( D )
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
5.(2014·上海化学,14,3分)只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( D )
A.K值不变,平衡可能移动
B.K值变化,平衡一定移动
C.平衡移动,K值可能不变
D.平衡移动,K值一定变化
6.(2014·北京理综,12,6分)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%
7.(2014·重庆理综,7,6分)在恒容密闭容器中通入X并发生反应:
2X(g)
Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( C )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=
mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
8.(2014·江苏化学,15,4分)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:
2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)
下列说法正确的是(双选)( AD )
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,则反应将向正反应方向进行
9.(2013·北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( C )
10.[2015·课标全国Ⅱ,27
(2)(3)]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=-99kJ/mol
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-58kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH3=+41kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K表达式为_____________________________________;
图1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_________________________________________
_____________________________________________________________________。
图1图2
(2)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。
α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”),其原因是______________________________________________________________;
图2中的压强由大到小为________,其判断理由是___________________________
_____________________________________________________________________。
答案
(1)K=
a 反应①为放热反应,升高温度使其平衡向逆反应方向移动,平衡常数K应减小
(2)减小 由图2可知,压强恒定时,随着温度的升高,α(CO)减小
p3>p2>p1 温度恒定时,反应①为气体分子数减小的反应,加压使平衡向正反应方向移动,α(CO)增大,而反应③为气体分子数不变的反应,加压对其平衡无影响,故增大压强时,有利于α(CO)增大
11.(2014·课标全国Ⅱ,26)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·L-1·s-1的平均速率降低,经10s后又达到平衡。
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_______________________________
_________________________________________________________________
答案
(1)大于 0.0010 0.36mol·L-1
(2)a.大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高
b.平衡时,c(N2O4)=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1
c(NO2)=0.120mol·L-1+0.0020mol·L-1·s-1×10s×2=0.16mol·L-1
K2=
=
≈1.3mol·L-1
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动
- 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:
- 化学反应 速率 化学平衡 专题 教师版