湖南省永州市2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 課時16 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡學(xué)案.docx

化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡【明確考綱】1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。2.了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率及化學(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?！菊n前真題】1下列說法正確的是()A(2016浙江高考)探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響時，若先將兩種溶液混合并計時，再用水浴加熱至設(shè)定溫度，則測得的反應(yīng)速率偏低B(2015天津高考)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同C(2014天津高考)增大反應(yīng)物濃度可加快反應(yīng)速率，因此用濃硫酸與鐵反應(yīng)能增大生成H2的速率D(2014安徽高考)因為反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，所以常溫下，相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完【解析】：選A先將兩種溶液混合并計時，再用水浴加熱至設(shè)定溫度，導(dǎo)致反應(yīng)時間加長，測得反應(yīng)速率偏低，A項正確。2【2014北京高考】一定溫度下，10 mL 0.40 molL1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如表所示。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A06 min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1B610 min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)<3.3102molL1min1C反應(yīng)至6 min時，c(H2O2)0.30 molL1D反應(yīng)至6 min時，H2O2分解了50%【解析】：選C根據(jù)題目信息可知，06 min，生成22.4 mL O2(標準狀況)，消耗0.002 mol H2O2，則v(H2O2)3.3102 molL1min1，A項正確；隨反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸降低，B項正確；反應(yīng)至6 min時，剩余0.002 mol H2O2，此時c(H2O2)0.20 molL1，C項錯誤；反應(yīng)至6 min時，消耗0.002 mol H2O2，轉(zhuǎn)化率為50%，D項正確。3. 雙選(2016江蘇卷，15T)一定溫度下，在三個體積約為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)容器編號溫度（）起始物質(zhì)的量（mol）平衡物質(zhì)的量（mol）CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)I3870.20.080.083870.42070.20.090.09下列說法正確的是A該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B達到平衡時，容器I中的CH3OH體積分數(shù)比容器中的小C容器I中反應(yīng)達到平衡所需時間比容器中的長D若起始時向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH30.15mol和H2O 0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行【解析】：選ADA、容器I與容器相比甲醇的起始物質(zhì)的量相等，但溫度不同，溫度較低時生成物的物質(zhì)的量多，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，A正確；B、反應(yīng)前后體積不變，因此容器與容器I相比平衡等效，因此達到平衡時，容器I中的CH3OH體積分數(shù)和容器中的相等， B不正確；C、容器I中溫度高，反應(yīng)速率快，因此容器I中反應(yīng)達到平衡所需時間比容器中的少，C不正確；D、根據(jù)容器I表中數(shù)據(jù)可知，平衡時生成物的濃度均是0.080mol/L，則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知消耗甲醇的濃度是0.16mol/L，所以平衡時甲醇的濃度是0.04mol/L，所以該溫度下的平衡常數(shù)K4。若起始時向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH30.15mol和H2O 0.10mol，則此時1.54，所以反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行，D正確，。4.【2018全國卷27節(jié)選】 CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對溫室氣體的減排具有重要意義。（1）CH4-CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)；H>0有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_（填標號）：A高溫低壓 B低溫高壓 C高溫高壓 D低溫低壓（2）反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：積碳反應(yīng)CH4(g)= C(s)+2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化劑X3391催化劑Y4372由上表判斷，催化劑X_Y（填“優(yōu)于”或“劣于”），理由是_。在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）和速率（v）的敘述正確的是_（填標號）。AK積、K消均增加Bv積減小，v消增加CK積減小，K消增加Dv消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程式v=kp(CH4)p(CO2)-0.5 （k為速率常數(shù)）。在p(CH4)一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為。【答案】 (1)A (2) 劣于 相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【解析】分析：（1）根據(jù)反應(yīng)特點結(jié)合溫度和壓強對平衡狀態(tài)的影響解答；（2）根據(jù)活化能對反應(yīng)的影響分析；根據(jù)反應(yīng)熱結(jié)合溫度對平衡狀態(tài)的影響以及圖像曲線變化趨勢解答；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大，所以催化劑X劣于Y。A正反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行，因此K積、K消均增加，A正確；B升高溫度反應(yīng)速率均增大，B錯誤；C根據(jù)A中分析可知選項C錯誤；D積碳量達到最大值以后再升高溫度積碳量降低，這說明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大，D正確。答案選AD。根據(jù)反應(yīng)速率方程式分析影響其因素結(jié)合圖像解答:根據(jù)反應(yīng)速率方程式可知在p(CH4)一定時，生成速率隨p(CO2)的升高而降低，所以根據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。課堂精講【考點分類】一、化學(xué)反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率的2種比較方法(1)同一物質(zhì)、同一單位比較法。換算成同一物質(zhì)表示的速率，再比較數(shù)值的大小。(2)歸一法。當化學(xué)反應(yīng)速率單位一致時，可用各物質(zhì)的速率除以該物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)，即全部“歸一”，然后比較，數(shù)值大的反應(yīng)速率最大。特別提醒 .反應(yīng)速率通常是平均速率而不是瞬時速率，且無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。2影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的綜合分析(1)最主要的因素：反應(yīng)物的性質(zhì)。(2)升高溫度，不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率都加快。(3)壓強及“惰性氣體”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響改變壓強，實質(zhì)是通過改變濃度來實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率改變的。若壓強改變導(dǎo)致了反應(yīng)物濃度增大或減小，則化學(xué)反應(yīng)速率會增大或減小。根據(jù)上述第條原則，充入“惰性氣體”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響可分為以下兩種情況：恒溫恒容充入“惰性氣體”總壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變(活化分子濃度不變)，反應(yīng)速率不變恒溫恒壓充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小(活化分子濃度減小)反應(yīng)速率減慢對于沒有氣體參加的反應(yīng)，改變體系壓強，反應(yīng)物的濃度不變，則化學(xué)反應(yīng)速率不變。(4)固體反應(yīng)物量的增減，不能改變化學(xué)反應(yīng)速率，固體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。(1)催化劑能夠同等程度地改變正、逆化學(xué)反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)進行的程度，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用催化劑主要是為了提高生產(chǎn)效率。(2)綜合比較四種條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，影響程度由大到小依次為催化劑、溫度、濃度和壓強。3“三段法”解題模板突破化學(xué)反應(yīng)速率的計算對于反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，開始(t1)時A的濃度為 a molL1，B的濃度為b molL1，反應(yīng)進行到某一時刻(t2)時，A消耗了x molL1，則化學(xué)反應(yīng)速率可計算如下： mA(g)nB(g) pC(g) qD(g)起始(molL1)ab 0 0轉(zhuǎn)化(molL1)x某一時刻(molL1)axb則：v(A) molL1s1， v(B) molL1s1，v(C) molL1s1， v(D) molL1s1。 1.化學(xué)平衡的建立過程2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特點：逆、等、動、定、變3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷(1)判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)， “變并定”即看給定條件下能否推出“變量”達到“不變”即“正逆相等、變量不變”【典例剖析】如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2是當前科學(xué)家研究的重要課題。(1)科學(xué)家用H2和CO2生產(chǎn)甲醇燃料。為探究該反應(yīng)原理，進行如下實驗：某溫度下，在容積為2 L的密閉容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2，在一定條件下反應(yīng)，測得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量(n)隨時間的變化關(guān)系如圖所示。從反應(yīng)開始到3 min時，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)_。恒溫恒容下，下列措施中一定能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是_。A在原容器中再充入1 mol CO2B在原容器中充入1 mol HeC在原容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2D將水蒸氣從體系中分離出(2)科學(xué)家還利用氫氣在一定條件下與二氧化碳反應(yīng)生成乙醇燃料，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)Ha kJmol1，在一定壓強下，測得該反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)如表所示。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題。溫度(K)CO 2轉(zhuǎn)化率/ (%)n(H2)/n(CO2)5006007008001.545332012260432815383623722上述反應(yīng)的a_0(填“大于”或“小于”)。恒溫下，向反應(yīng)體系中加入固體催化劑，則反應(yīng)產(chǎn)生的熱量_(填“增大”、“減小”或“不變”)。增大的值，則生成乙醇的物質(zhì)的量_(填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”)?！敬鸢浮?1)0.25 molL1min1CD(2)小于不變不能確定【技巧點撥】轉(zhuǎn)化率問題：平衡轉(zhuǎn)化率（1）若反應(yīng)物只有一種：aA(g) bB(g) + cC(g)，在不改變其他條件時（恒溫恒容），增加A的量平衡向正反應(yīng)方向移動，但是A的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān)：(可用等效平衡的方法分析)。若a b + c ：A的轉(zhuǎn)化率不變；若a b + c ：A的轉(zhuǎn)化率增大；若a b + c：A的轉(zhuǎn)化率減小。（2）若反應(yīng)物不只一種：aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)，在不改變其他條件時，只增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是A的轉(zhuǎn)化率減小，而B的轉(zhuǎn)化率增大。若按原比例同倍數(shù)地增加A和B，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān)：若a+b = c + d，A、B的轉(zhuǎn)化率都不變；若a + bc + d，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大；若a + bc + d，A、B的轉(zhuǎn)化率都減小?！咀兪接?xùn)練】一定條件下，體積為1 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：SiF4(g)2H2O(g) SiO2(s)4HF(g)H148.9 kJmol1。(1)下列各項中能說明該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)的是_(填字母序號)。av消耗(SiF4)4v生成(HF) b容器內(nèi)氣體壓強不再變化c容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化 dHF的體積分數(shù)不再變化(2)反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)如下表(表中t2t1)所示。反應(yīng)時間/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通過a或b的值及化學(xué)平衡原理說明t1時反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)若只改變一個條件使上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)變大，該反應(yīng)_(填序號)。a一定向正反應(yīng)方向移動b一定向逆反應(yīng)方向移動c一定是減小壓強造成的d一定是升高溫度造成的eSiF4的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大【答案】： (1)bcd(2)a1.60(或b0.80)，說明在一定條件下，t1t2時各組分的濃度(或物質(zhì)的量)均已不再發(fā)生改變，則t1時反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)(3)ade【課后鞏固】1下列說法正確的是()AN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H<0，其他條件不變時升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率v(H2)和H2的轉(zhuǎn)化率均增大B對于反應(yīng)2H2O2=2H2OO2，加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率C常溫下鈉與足量O2反應(yīng)生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快D對于可逆反應(yīng)H2(g)I2(g) 2HI(g)，H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為21答案：B2NH3和O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)3O2(g) 2N2(g)6H2O(g)，現(xiàn)向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后反應(yīng)達到平衡，測得生成的H2O占混合氣體體積的40%，則下列表示此段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是()Av(N2)0.125 molL1min1 Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1 Dv(NH3)0.250 molL1min1答案：C3(2017鄭州模擬)一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2HI(g) H2(g)I2(g)。若c(HI)由0.1 molL1降到0.07 molL1時，需要15 s，那么c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1時，所需反應(yīng)的時間為()A等于5 s B等于10 s C大于10 s D小于10 s答案：C 4在恒溫、恒壓下，a mol A和b mol B在一個容積可變的容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)2B(g) 2C(g)，一段時間后達到平衡，生成n mol C。則下列說法中正確的是()A物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比為12B起始時刻和達到平衡后容器中的壓強之比為(ab)(ab0.5n)C當2v正(A)v逆(B)時，反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)D充入惰性氣體(如Ar)，平衡向正反應(yīng)方向移動答案：C 5在一絕熱密閉容器中存在反應(yīng)甲：A(g)2B(g) 3C(g) H0和反應(yīng)乙:2 E(g)2F(g) 3G(g) HO，當容器中兩反應(yīng)都達到平衡后，將容器的體積縮小，則： （ ）A. 反應(yīng)甲不移動，反應(yīng)乙向右移動 B. 反應(yīng)甲不移動，反應(yīng)乙向左移動C. 反應(yīng)甲向左移動，反應(yīng)乙向右移動 D. 反應(yīng)甲向右移動，反應(yīng)乙向右移動答案：D 6.某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化，他在100 mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實驗記錄如表所示(累計值，氫氣體積已折算成標準狀況下體積)：時間(min)12345氫氣體積(mL)50120232290310(1)哪一時間段(指01 min、12 min、23 min、34 min、45 min，下同)的反應(yīng)速率最大？_，原因是_。(2)哪一時間段的反應(yīng)速率最??？_，原因是_。(3)23 min內(nèi)以鹽酸的濃度變化來表示的反應(yīng)速率為_。(4)如果反應(yīng)太劇烈，為了減緩反應(yīng)速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量，在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液，你認為可行的是_(填編號)。A蒸餾水 BNaCl溶液CNa2CO3溶液 DCuSO4溶液答案：(1)23 min反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率增大(2)45 min45 min H濃度小 (3)0.1 molL1min1 (4)AB7.“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應(yīng)生成以CO和H2為主的合成氣,合成氣有廣泛應(yīng)用。試回答下列問題:(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H>0。已知在1 100 時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263。溫度升高,化學(xué)平衡移動后達到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”);1 100 時測得高爐中,c(CO2)=0.025 molL-1,c(CO)=0.1 molL-1,則在這種情況下,該反應(yīng)向_進行(填“左”或“右”),判斷依據(jù)是_。(2)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0 kJmol-1,現(xiàn)向體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_。反應(yīng)達到平衡后,下列措施能使c(CH3OH)c(CO2)增大的是_。A.升高溫度B.再充入H2C.再充入CO2D.將H2O(g)從體系中分離E.充入He(g)答案:(1)增大右因為c(CO2)c(CO)=0.25<0.263(2)0.225 molL-1min-1B、D