高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 第1部分 知識(shí)整合 專題2 基本理論 第8講 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡課件
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1、第8講化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,1了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。 2了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 3了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。,考綱要求,4了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程。理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義,能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 5理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響,認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。 6了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。,1(2014新課標(biāo)卷)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為 H2O2IH2OIO慢 H2O2IOH2OO2I快 下列有關(guān)該
2、反應(yīng)的說(shuō)法正確的是 A反應(yīng)速率與I濃度有關(guān) BIO也是該反應(yīng)的催化劑 C反應(yīng)活化能等于98 kJmol1 Dv(H2O2)=v(H2O)=v(O2),真題導(dǎo)航,解析H2O2的分解反應(yīng)主要是由第一個(gè)反應(yīng)決定的,I濃度越大,反應(yīng)速率越快,A項(xiàng)正確;根據(jù)總反應(yīng)可確定該反應(yīng)的催化劑為I,而IO為中間產(chǎn)物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)所給信息無(wú)法確定反應(yīng)活化能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)速率關(guān)系為v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案A,答案A,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為_(kāi)_______。 上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k
3、正、k逆為速率常數(shù),則k逆為_(kāi)_______(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min1,在t=40 min時(shí),v正=________min1。 由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點(diǎn)分別為_(kāi)_______(填字母)。,解析(1)設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為x,則2x436 kJ151 kJ=11 kJ,x=299 kJ。 (2)由表中數(shù)據(jù)可知,無(wú)論是從正反應(yīng)方向開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始,最終x(HI)均為0.784,說(shuō)明此時(shí)已達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1 molL1,則:
4、,考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率及影響因,突破必備,用上式進(jìn)行某物質(zhì)反應(yīng)速率計(jì)算時(shí)需注意以下幾點(diǎn): 濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì),不適用于固體和純液體。 化學(xué)反應(yīng)速率是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是即時(shí)速率,且計(jì)算時(shí)取正值。,2外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的深度剖析 (1)純液體和固體濃度視為常數(shù),它們的量的改變不會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。但固體顆粒的大小導(dǎo)致接觸面的大小發(fā)生變化,故影響反應(yīng)速率。 (2)對(duì)于固體、液體物質(zhì),由于壓強(qiáng)改變時(shí)對(duì)它們的體積影響很小,因而壓強(qiáng)對(duì)它們濃度的影響可看作不變,壓強(qiáng)對(duì)無(wú)氣體參加的化學(xué)反應(yīng)的速率無(wú)影響。 (3)升高溫度,不論吸熱還是放熱反應(yīng),也不論正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率都
5、增大。,A1015 s內(nèi)c(NH3)增加量等于0.25 molL1 B10 s內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.025 molL1s1 C達(dá)平衡后,分離出少量NH3,v(正)增大 D該反應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能不小于92.2 kJmol1,典題沖關(guān),解析1015 s內(nèi)與010 s內(nèi)的反應(yīng)速率不同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;010 s,c(H2)減小了0.75 molL1,根據(jù)反應(yīng)的方程式可知,氨氣濃度增加了0.5 molL1,10 s內(nèi)氨氣的反應(yīng)速率是0.5 molL110 s=0.05 molL1s1,選項(xiàng)B不正確;降低生成物濃度,反應(yīng)速率降低,選項(xiàng)C不正確;由于正反應(yīng)的H=92.2 kJmol1,所以逆反應(yīng)的活化能不
6、小于92.2 kJmol1,選項(xiàng)D正確。 答案D,2(2015海南高考)10 mL濃度為1 molL1的鹽酸與過(guò)量的鋅粉反應(yīng),若加入適量的下列溶液,能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成的組合是 K2SO4CH3COONaCuSO4Na2CO3 AB C D,解析Zn與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng):Zn2HCl===ZnCl2H2,若加入物質(zhì)使反應(yīng)速率降低,則c(H)減小,但是不影響產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量,說(shuō)明最終電離產(chǎn)生的n(H)不變。K2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,不發(fā)生水解,溶液顯中性,溶液中的水對(duì)鹽酸起稀釋作用,使c(H)減小,但沒(méi)有消耗H,因此n(H)不變,符合題意,正確;CH3COONa與HCl發(fā)生反應(yīng):CH3C
7、OONaHCl===CH3COOHNaCl,使溶液中c(H)減小,反應(yīng)速率降低,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度,會(huì)發(fā)生反應(yīng):,2CH3COOHZn===(CH3COO)2ZnH2,因此最終不會(huì)影響產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量,正確;加入CuSO4溶液會(huì)與Zn發(fā)生置換反應(yīng):CuSO4Zn===CuZnSO4,產(chǎn)生的Cu與Zn和鹽酸構(gòu)成原電池。會(huì)加快反應(yīng)速率,與題意不符合,錯(cuò)誤;若加入Na2CO3溶液,會(huì)與鹽酸發(fā)生反應(yīng):Na2CO32HCl===2NaClH2OCO2,使溶液中的c(H)減小,但由于逸出了CO2氣體,因此使n(H)也減小,產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量減小,不符合題意,錯(cuò)誤。 答案A,1.判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
8、的兩方法逆向不變、變量相等 (1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率,一個(gè)是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過(guò)換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。 (2)“變量不變”:如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的,當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài);一個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。,考點(diǎn)二化學(xué)平衡狀態(tài)及其影響因素,突破必備,2外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律 (1)溫度的影響:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)濃度的影響:增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 (
9、3)壓強(qiáng)的影響:增大壓強(qiáng)會(huì)使平衡向著氣體體積減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)會(huì)使平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。,(2)催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,所以催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡。 (3)當(dāng)外界條件的改變對(duì)平衡移動(dòng)的影響與生產(chǎn)要求不一致時(shí),不能用勒夏特列原理解釋,如工業(yè)合成氨條件的選擇。,典題沖關(guān),題組一多角度突破化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,答案C,混合氣體的壓強(qiáng)混合氣體的密度B的物質(zhì)的量濃度混合氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量v(C)與v(D)的比值混合氣體的總質(zhì)量混合氣體的總體積C、D的分子數(shù)之比為11 AB C D,答案B,題組二考查化學(xué)平衡狀態(tài)的影響因素,解析能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方法是
10、在不改變?cè)摲磻?yīng)物起始量的條件下使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。升溫向吸熱方向即正反應(yīng)方向移動(dòng);恒容通入惰性氣體,各組分濃度不變,平衡不移動(dòng);增加CO濃度使平衡逆向移動(dòng);減壓使平衡正向移動(dòng);催化劑不影響平衡;恒壓通入惰性氣體,參與反應(yīng)的各組分分壓強(qiáng)減小,平衡正向移動(dòng),故符合題意。 答案B,解析焓變是一個(gè)狀態(tài)函數(shù),與反應(yīng)發(fā)生的途徑無(wú)關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高,正逆反應(yīng)速率均增大,因該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故平衡正向移動(dòng),分解率增大,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),逆向反應(yīng)是放熱反應(yīng),會(huì)使體系溫度升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;體系中注入H2,體系將向H2濃度降低方向移動(dòng),但最終H2的濃度增大,D項(xiàng)錯(cuò)
11、誤。 答案B,方法規(guī)律 解答化學(xué)平衡題的一般思路,1化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素 (1)平衡常數(shù)K只受溫度影響,既與任何一種反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān),也與壓強(qiáng)的改變無(wú)關(guān);由于催化劑同等程度地改變正逆反應(yīng)速率,故平衡常數(shù)不受催化劑影響。 (2)任何可逆反應(yīng),當(dāng)溫度保持不變,改變影響化學(xué)平衡的其他條件時(shí),無(wú)論平衡是否發(fā)生移動(dòng),K值不變。,考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用,突破必備,2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 (1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。 對(duì)于同類型的反應(yīng),K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大;K值越小,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小。 (2)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 若任意狀態(tài)下的生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值為Qc,則QcK
12、,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行;Qc=K,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);Qc 13、(g) D增大X氣體濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),解析A項(xiàng),因不知反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡移動(dòng)方向無(wú)法判斷,故K值不能判斷;B項(xiàng),由表達(dá)式可判斷反應(yīng)方程式為2Z(g)2W(g)===X(g)2Y(g),加壓平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減??;D項(xiàng),X為產(chǎn)物,增大產(chǎn)物濃度則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 答案D,答案B,題組二應(yīng)用“三段式”考查化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算,Am=2 B兩次平衡的平衡常數(shù)相同 CX與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11 D第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.4 molL1 解析在此平衡體系中加入1 mol Z(g),平衡后X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,可知該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù) 14、相等的反應(yīng),因此m=2,A項(xiàng)正確;同一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),兩次平衡溫度不變,,故兩次平衡的平衡常數(shù)相同,B項(xiàng)正確;m=2,則起始量X與Y之比為12,則反應(yīng)過(guò)程中由方程式可知反應(yīng)的X與Y之比為12,故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11,C項(xiàng)正確;m=2,則該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量不變的反應(yīng),故第二次平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為:410%=0.4 mol,故Z的濃度為0.4 mol2 L=0.2 molL1,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案D,反應(yīng)前CO的物質(zhì)的量為10 mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol,下列說(shuō)法正確的是 A升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大 C 15、反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol DCO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,解析升高溫度,H2S濃度增大,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不正確。通入CO后,正反應(yīng)速率瞬間增大,之后化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),正反應(yīng)速率逐漸減小,逆反應(yīng)速率逐漸增大,當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到新的化學(xué)平衡狀態(tài),故不正確。設(shè)反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為a mol,容器的容積為1 L,列“三段式”進(jìn)行解題:,答案C,考點(diǎn)四關(guān)于化學(xué)平衡的圖像、圖表題 分析,突破必備,(2)速率時(shí)間圖:如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況,解釋原因:AB段(v漸增),因反應(yīng)為放 16、熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溫度漸高,導(dǎo)致反應(yīng)速率增大;BC段(v漸小),則主要原因是隨反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H)逐漸減小,導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。故分析時(shí)要抓住各階段的主要矛盾,認(rèn)真分析。,(3)含量時(shí)間溫度(壓強(qiáng))圖:常見(jiàn)形式有如下幾種。(C%指生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù);B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),(4)恒壓(溫)線(如圖3所示):該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(),橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p),常見(jiàn)類型如下所示:,2特殊圖像:如圖4所示曲線是其他條件不變時(shí),某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn),表示v正v逆的點(diǎn)是3,表示v正 17、而2、4點(diǎn)表示v正=v逆。,1下列四圖中,曲線變化情況與所給反應(yīng)(a、b、c、d均大于0)相對(duì)應(yīng)的是,典題沖關(guān),題組一化學(xué)平衡圖像題分析,解析A選項(xiàng),溫度高斜率大,SO3的含量低,錯(cuò)誤;B選項(xiàng),壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)速率增大的比逆反應(yīng)速率快,錯(cuò)誤;C選項(xiàng),作一條垂線,可知壓強(qiáng)相同時(shí),溫度越高N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越小,符合升高溫度平衡右移;溫度相同時(shí),壓強(qiáng)越大,N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大,符合增大壓強(qiáng)平衡左移,正確;D選項(xiàng),恒壓時(shí)投入CO2,反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率均相同;恒容投入3 mol CO2時(shí),壓強(qiáng)大,反應(yīng)速率快,但平衡左移,轉(zhuǎn)化率降低,錯(cuò)誤。 答案C,解題歸納 化學(xué)平衡圖像題的解題技 18、巧 (1)緊扣特征,弄清可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱還是放熱,體積增大、減小還是不變 ,有無(wú)固體、純液體物質(zhì)參與反應(yīng)等。 (2)先拐先平,在含量(轉(zhuǎn)化率)時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡,說(shuō)明該曲線反應(yīng)速率快,表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。,(3)定一議二,當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí),先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系,有時(shí)還需要作輔助線。 (4)三步分析法,一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看v正、v逆的相對(duì)大小;三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。,題組二化學(xué)平衡圖表題分析,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A500 s時(shí)O2的濃度為0.075 molL1 B平衡后,升高溫度,正反應(yīng)速率先增大后減小 C平衡后,要使平 19、衡常數(shù)增大,改變的條件是升高溫度 D1 000 s時(shí)將容器的體積縮小一半,重新達(dá)到平衡時(shí)0.25 molL1 20、0 K,中溫度為400 K,溫度越高,反應(yīng)速率越快,正確。 答案AD,解模:將容器進(jìn)行拆分,構(gòu)建新的模型(用實(shí)線箭號(hào)表示狀態(tài)變化的方向,用虛線箭號(hào)表示虛擬的過(guò)程):,最后將虛擬出的兩個(gè)平衡狀態(tài)進(jìn)行加壓,把體積較大的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化為體積較小的平衡狀態(tài)。即容器的反應(yīng)相當(dāng)于在虛擬容器的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),容器相對(duì)于容器,PCl5的體積分?jǐn)?shù)增大。 (2)在溫度、壓強(qiáng)不變的體系中加入某種氣體反應(yīng)物(或生成物)的平衡移動(dòng)問(wèn)題:,解答“變量控制”實(shí)驗(yàn)探究題的方法思路 1確定變量:解答這類題目時(shí)首先要認(rèn)真審題,理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。,考點(diǎn)五變量控制實(shí)驗(yàn)題的突破方法,突破必備,2定多變一:在 21、探究時(shí),應(yīng)該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系,得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。 3數(shù)據(jù)有效:解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效,且變量統(tǒng)一,否則無(wú)法作出正確判斷。,1某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需的時(shí)間。,典題沖關(guān),請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1= 22、__________,V6=________,V9=________。,解析因?yàn)橐芯苛蛩徙~的量對(duì)反應(yīng)速率的影響,故應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實(shí)驗(yàn)中相同,則硫酸溶液的體積均取30 mL,根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL,可以求得各組實(shí)驗(yàn)中加入水的體積分別為V7=20 mL,V8=19.5 mL,V9=17.5 mL,V10=15 mL,實(shí)驗(yàn)E中加入的硫酸銅的體積V6=10 mL。 答案301017.5,2(2015廣東高考)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究某一種因素對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。 限制試劑與儀器:固體NH4Cl、蒸餾水、100 mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計(jì)、溫度計(jì)、恒溫水浴槽(可控制溫度) (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縚_______對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。,(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,擬定實(shí)驗(yàn)表格,完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)物理量及需擬定的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)用字母表示;表中V(溶液)表示所配制溶液的體積)。,解析通過(guò)所給試劑和儀器,可以探究溫度(或濃度)對(duì)溶液中氯化銨水解程度的影響。 如果是探究溫度對(duì)溶液中氯化銨水解程度的影響時(shí),可以測(cè)定不同溫度下溶液的pH;如果是探究濃度對(duì)溶液中氯化銨水解程度的影響時(shí),可以測(cè)定不同濃度下溶液的pH。因此實(shí)驗(yàn)表格可以為,答案(1)溫度(或濃度) (2),或,
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