15专题十化学反应速率化学平衡配套精品教学案.docx
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15专题十化学反应速率化学平衡配套精品教学案
专题十化学反应速率化学平衡
[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了解化学反应的可逆性及化学平衡建立的过程。
③理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,正确认识勒夏特列原理。
④理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
[考点点拔]
化学反应速率和化学平衡是化学基本理论中的重点内容,也是高考的热点和难点。
考点主要集中在同一反应用不同物质表示的速率关系,外界条件对反应速率的影响等。
化学平衡的考查主要集中在:
化学平衡的标志和建立途径,外界条件对化学平衡的影响。
运用平衡移动原理判断平衡移动方向,及各物质的物理量的变化与物态的关系,等效平衡等。
[知识梳理]
一、化学反应速率:
1.表示方法:
单位是一段时间内的平均速率
2.反应中各物质的量的变化值之比=各物质的浓度的变化值之比=各物质表示的某一时间内反应速率之比=化学方程式中各物质的之比。
3.影响化学反应速率的内因是。
对同一反应,压强只对有参加的反应有影响;浓度只对气体或溶液中的反应有影响;催化剂只对需要使用催化剂的反应有影响;温度对所有反应均有影响。
4.写出速率演示实验中有关的化学方程式及实验现象:
⑴过氧化氢分解:
现象
⑵硫代硫酸钠与稀硫酸反应:
现象
⑶酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液
现象
【思考】实验2-1怎样检查气密性?
气体体积误差的主要来源有哪些?
【例题1】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是()
A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2mol/L的X溶液
C.20℃10mL4mol/L的X溶液D.10℃10mL2mol/L的X溶液(答案:
B)
二、化学平衡
1.可逆反应:
在条件下既能向正反应方向同时又能向逆反应方向进行的反应。
2.化学平衡状态
化学平衡状态是指在里,相等,反应混合物中各组分的浓度的状态。
可逆反应是否达到平衡状态的实质是__________,即单位时间内任一物质生成多少的同时就消耗多少。
外在特征是各组分的物质的量不变,所以,一般情况下平衡体系的压强、气体密度、各组分的浓度及气体的体积分数等多种宏观性质保持,这些宏观特征有时也可作为判断达到化学平衡状态的标志。
化学平衡状态的特征:
逆、动、等、定、变
化学平衡状态的标志:
同一物质的v正=v逆≠0或反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
【例题2】下列方法中可以证明2HI
H2+I2(g)已达平衡状态的。
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;
③百分组成w(HI)=w(I2);④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)/2时;
⑤c(HI)]:
c(H2):
c(I2)=2:
1:
1时;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,混合气体的颜色不再变化;
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化。
(答案:
②⑥⑨)
3.化学反应的限度:
化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是给定条件下所能达到或完成的最大程度,化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大的转化率。
改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度,也就是改变反应的化学平衡状态。
4.勒夏特列原理:
(1)如果改变影响平衡的一个条件(如),平衡就向能这种改变的方向移动。
⑵平衡移动方向的判断:
移动跟着大者行。
v正>v逆,向移动;v正<v逆,向移动;v正=v逆,移动。
⑶等效平衡
Ⅰ.恒温恒容条件下的可逆反应,①若新平衡与原平衡投料相等即原子守恒,则新平衡与原平衡等效;②若该可逆反应反应前后气体体积不变,则投料比相等,平衡亦等效。
Ⅱ.恒温恒压条件下的可逆反应,投料比相等,平衡等效。
注意:
采用极端分析法(极限转化法)判断投料或投料比是否相等。
【例题3】在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1gN2和1gH2,乙容器中充入2gN2和2gH2。
下列叙述中的错误的是()
A.化学反应速率:
乙>甲B.平衡混合气中H2的体积分数:
乙>甲
C.H2的转化率:
乙>甲D.平衡后N2的浓度:
乙>甲
【点拨】因为乙的原料投入量正好是甲的两倍,假设开始时乙容
器的体积也是甲的两倍(如图所示),则此时甲与乙是等效平衡。
再将乙容器体积压缩至与甲相等(如图丙),在此过程中平衡:
N2+3H2
2NH3要正向移动,即N2、H2的转化率增大,在
体系中的体积分数减小。
但此时,丙中N2、H2、NH3的浓度都比甲中大,但丙中N2、H2的浓度要小于甲中的两倍,而丙中NH3的浓度的浓度要大于甲中的两倍。
答案:
B。
【例题4】在一个体积固定的密闭容器中加入2molA和1molB,发生反应:
2A(g)+B(g)
3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为amol·L-1。
若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为amol·L-1的是()
A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD(答案:
D)
5.研究平衡移动时的演示实验中有关的离子方程式(或化学方程式)和现象
⑴重铬酸钾溶液中
现象
⑵Fe3+与SCN一
现象
⑶NO2气体:
现象
6.化学平衡常数
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)数学表达式:
⑴温度不变时,K为常数;由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。
平衡常数K值的大小,可推断反应进行的程度。
⑵常数K与反应的起始浓度大小无关;
⑶常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。
⑷在某温度下,某时刻反应是否达平衡,可用该时刻产物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。
注意:
①反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,其浓度看作“1”而不代入公式。
稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中。
非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中。
②将化学计量数扩大或缩小,K值会相应改变。
③可逆反应的K(正)与K(逆)互为倒数。
【例题5】已知可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2,达到平衡时,K=,K是常数,只与温度有关,与浓度无关。
⑴830K时,若起始时:
c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为;K值为。
(答案:
40%;1)
⑵830K,若只将起始时c(H2O)改为6mol/L,则水蒸气的转化率为。
(答案:
25%)
⑶若830K时,起始浓度c(CO)=amol/L,c(H2O)=bmol/L,H2的平衡浓度c(H2)=cmol/L,
①a、b、c之间的关系式是;②当a=b时,a=c。
6.解图象题思路(答案:
c2/(a-c)(b-c)=1;2)
⑴看清图象:
一看纵横坐标意义;二看曲线变化趋势;三看起点、折点、终点、接点、最高点或最低点;四看相关量的关系。
⑵联想规律,准确推断。
通过联想外界条件对化学反应速率,化学平衡的影响规律,挖掘图象中蕴含的化学意义。
仔细分析,得出正确结论。
三、化学反应进行的方向:
焓判据
熵判据
【智能训练】
1.已知:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用
(NH3)、
(O2)、
(NO)、
(H2O)[mol/(L·min)]表示,则下列关系正确的是()
2.
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。
下列叙述正确的是()
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则在时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=(c2-c1)/(t2-t1)
3.在一定温度下的固定容积的密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应:
A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达平衡的是()
A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量
4.[2012·江苏化学卷14]温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是()
A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol·L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
5.如图所示,反应X(g)+3Y(g)
2Z(g)(正反应为放热反应),在不同温度、不同压强(p1>p2)下,达到平衡时,混合气体中Z的体积分数
(Z)随温度变化的曲线应为()
6.在一密闭容器中,aA(g)
bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则()
A.平衡向正反应方向移动了B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增大了D.a>b
7.已知NO2和N2O4可以相互转化:
2NO2(g)
N2O4(g);△H<0,现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如右图所示。
根据右图,回答下列问题:
⑴图中共有两条曲线X和Y,其中曲线表
示N2O4浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表
示化学反应处于平衡状态的是,并计算该点时
反应的平衡常数为。
⑵反应进行到25min时,曲线发生变化的原因是
。
若要达到最后相
同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施
是(填字母代号)。
A.升高温度B.缩小容器体积C.加入催化剂D.加入一定量的N2O4
《专题十化学反应速率化学平衡》参考答案
【知识梳理】
一、1.v(B)=
mol/(L·s)或mol/(L·min)2.化学计量数3.反应物本身的性质;气体
4.⑴2H2O2
2H2O+O2↑现象:
滴入FeCl3溶液比滴入CuSO4溶液产生气泡更快。
⑵Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O现象:
放入热水中的一组先出现浑浊。
⑶2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
现象:
加入较浓H2C2O4溶液的试管,溶液褪色更快些。
【思考】气密性检查:
关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向里推,移开手后,注射器活塞
又恢复到原位置。
误差的主要①读数误差②由分液漏斗加入液体带来的体积误差。
二、1.同一2.可逆反应;正、逆反应速率;不变;v(正)=v(逆);不变
4.⑴温度、压强及参加反应的化学物质的浓度;减弱⑵正;逆;不
5.⑴Cr2O7—+H2O
2CrO42—+2H+;现象:
滴入酸后溶液呈橙色,滴入碱后溶液变为黄色。
⑵Fe3++3SCN—=Fe(SCN)3现象:
滴加浓的FeCl3或KSCN溶液时,溶液颜色都变深。
向溶液
中滴加NaOH溶液时,红色变浅。
⑶2NO2
N2O4现象:
浸泡在冰水中的NO2球的红棕色明显变浅,浸泡在热水中的NO2
球的红棕色明显变深。
三、焓判据:
△H<0反应有自发进行的可能性熵判据:
△S>0反应有自发进行的可能性
【智能训练】
1.D2.D3.BC4.C5.C6.AC7.⑴Y;b;10/9⑵增大NO2浓度;BD
4题解析:
本题素材似乎来源于《选修四》课本第32页习题的第8题,属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。
A.反应在前50s内的平均速率应该是前50s内PCl3浓度变化与时间的比值,而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。
B.升温后,PCl3的浓度由
=0.10mol/L到新平衡的c(PCl3)=0.11mol/L,浓度增大,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,ΔH>0,故B项错误.
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025,再求浓度商(Qc)为0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动。
D.从等效平衡的角度,先建立原容器两倍关系的模型,即与原平衡完全等效,再把容器两倍关系压缩成原容器,则平衡向逆反应方向移动,PCl3的转化率应大于80%
《专题十化学反应速率化学平衡》参考答案
【知识梳理】
一、1.v(B)=
mol/(L·s)或mol/(L·min)2.化学计量数3.反应物本身的性质;气体
4.⑴2H2O2
2H2O+O2↑现象:
滴入FeCl3溶液比滴入CuSO4溶液产生气泡更快。
⑵Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O现象:
放入热水中的一组先出现浑浊。
⑶2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
现象:
加入较浓H2C2O4溶液的试管,溶液褪色更快些。
【思考】气密性检查:
关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向里推,移开手后,注射器活塞
又恢复到原位置。
误差的主要①读数误差②由分液漏斗加入液体带来的体积误差。
二、1.同一2.可逆反应;正、逆反应速率;不变;v(正)=v(逆);不变
4.⑴温度、压强及参加反应的化学物质的浓度;减弱⑵正;逆;不
5.⑴Cr2O7—+H2O
2CrO42—+2H+;现象:
滴入酸后溶液呈橙色,滴入碱后溶液变为黄色。
⑵Fe3++3SCN—=Fe(SCN)3现象:
滴加浓的FeCl3或KSCN溶液时,溶液颜色都变深。
向溶液中滴加NaOH溶液时,红色变浅。
⑶2NO2
N2O4现象:
浸泡在冰水中的NO2球的红棕色明显变浅,浸泡在热水中的NO2
球的红棕色明显变深。
三、焓判据:
△H<0反应有自发进行的可能性熵判据:
△S>0反应有自发进行的可能性
【智能训练】
1.D2.D3.BC4.C5.C6.AC7.⑴Y;b;10/9⑵增大NO2浓度;BD
4题解析:
本题素材似乎来源于《选修四》课本第32页习题的第8题,属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。
A.反应在前50s内的平均速率应该是前50s内PCl3浓度变化与时间的比值,而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。
B.升温后,PCl3的浓度由
=0.10mol/L到新平衡的c(PCl3)=0.11mol/L,浓度增大,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,ΔH>0,故B项错误.
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025,再求浓度商(Qc)为0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动。
D.从等效平衡的角度,先建立原容器两倍关系的模型,即与原平衡完全等效,再把容器两倍关系压缩成原容器,则平衡向逆反应方向移动,PCl3的转化率应大于80%
模块二基本概念测试题
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法不正确的是()
A.钢铁生锈与氧气、水蒸气有关
B.氢氧化钠固体潮解、变质与水蒸气、二氧化碳有关
C.铜器表面生成铜绿与氧气、二氧化碳、水蒸气有关
D.淀粉胶体中的食盐用鸡蛋壳膜和蒸馏水无法除去
2.下列变化肯定不可逆的组是()
①晶体的溶解; ②盐溶液的电解;③盐的水解; ④电解质的电离;
⑤乙酸乙酯的生成; ⑥Fe(OH)3溶液与硅酸溶胶混合;
⑦蛋白质溶液中加入饱和的硫酸铵溶液;⑧蛋白质溶液中加入福尔马林;⑨合成氨.
A.①②③④⑦⑨ B.②⑤⑥⑧ C.⑤⑥⑦⑧ D.②⑥⑧
3.下表各组变化中,后者一定包括前者的是()
A
化学变化
物理变化
B
氧化还原反应
分解反应
C
氧化还原反应
化合反应
D
中和反应
复分解反应
4.下列叙述正确的是()
A.
O2和
O2互为同位素,性质相似
B.水是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
C.分子间一定存在分子间作用力,但分子中可以没有共价键
D.将标准状况下22.4L氨气溶于1L水配成溶液,可得1mol·L-1的氨水
5.化学科学需要借助化学专用语言描述,下列有关化学用语正确的是()
A.CO2的电子式
B.Cl-的结构示意图
C.氢有三种同位素:
H、
H、
H,故可形成三种分子
D.氧气和臭氧、红磷和白磷、普通水和重水互称为同素异形体
6.设NA为阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是()
A.1molNaHSO4晶体中离子总数为3NA
B.标准状况下,11.2LNO与11.2LO2混合后所含分子数为NA
C.S2和S8的混合物共6.4g,其中所含硫原子数一定为0.2NA
D.5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA
7.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH+4,其c(H+)=10-2mol·L-1,在该溶液中可以大量存在的阴离子是()
A.SO42- B.NO3- C.SCN- D.CO32-
8.[2012·山东理综化学卷7]下列与化学概念有关的说法正确的是
A.化合反应均为氧化还原反应B.金属氧化物均为碱性氧化物
C.催化剂能改变可逆反应达到平衡的时间D.石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物
9.下列是某学生自己总结的一些规律,其中正确的是()
A.一种元素可能有多种氧化物,但是同种化合价只对应一种氧化物
B.阳离子只能得到电子被还原,只能做氧化剂
C.含有最高价元素的化合物不一定有强的氧化性
D.氧化物不可能是还原产物,只可能是氧化产物
10.已知单位体积的稀溶液中,非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点就越高。
则下列溶液沸点最高的是()
A.0.01mol·
的蔗糖溶液B.0.01mol·
的
溶液
C.0.02mol·
的
溶液D.0.02mol·
的
溶液
11.[2012·四川理综化学卷7]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.标准状态下,33.6L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA
B.常温常压下,7.0g乙烯与丙烯的混合物红含有氢原子的数目为NA
C.50mL18.4mol·L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA。
D.某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为0.6NA
12.离子M2O7X-与S2-能在酸性溶液中发生如下反应:
M2O7X-+3S2-+14H+==2M3++3S+7H2O,则M2O7X-中M的化合价为 ()
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
13.下列物质:
①Cl2②Na③Na2O2④F2分别与水反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
1的是()
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④
14.根据下列反应判断有关的物质还原性由强到弱的顺序是()
H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4 2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO B.I->Fe2+>H2SO3>NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
15. 已知:
①向KMnO4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。
下列判断正确的是()
A.上述实验证明氧化性:
MnO4->Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.实验①生成的气体具有漂白性
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
16.能正确表示下列反应的离子方程式是()
A.醋酸钠的水解反应 CH3COO—+H3O+=CH3COOH+H2O
B.碳酸氢钙与过量的NaOH溶液反应 Ca2++2HCO3—+2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32—
C.苯酚钠溶液与二氧化碳反应 C6H5O—+CO2+H2O=C6H5OH+CO32—
D.稀硝酸与过量的铁屑反应 3Fe+8H++2NO3—=3Fe3++2NO↑+4H2O
17.下列反应的离子方程式书写正确的是()
A.浓烧减溶液中加入铝片:
Al+2OH-=AlO2-+H2↑
B.以石墨作电极电解氯化铝溶液:
2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑
C.硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
D.硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合:
2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
18.下列叙述正确的是()
A.
O2和
O2互为同位素,性质相似
B.常温下,PH=1的水溶液中Na+、NO3-、HCO3-、Fe2+可以大量共存
C.明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒,两者的作用原理相同
D.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,所以石墨比金刚石稳定
19.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法不正确的是()
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
20.常
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