高考化學一輪復習 第一部分 第六專題 化學反應速率和化學平衡課件

第六專題 化學反應速率和化學平衡由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色， 初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為 _。(1)向KI、Na2S2O3 與 淀 粉 的 混 合 溶 液 中 加 入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的_耗盡后，溶液顏色將(2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設(shè)計的實驗方案如下表：實驗序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.02(3)已知某條件下，濃度 與反應時間t的變化曲線度和加入催化劑時 與t的變化曲線示意圖(進行相應的表中 Vx_ mL，理由是_。如下圖，若保持其他條件不變，請在圖中分別畫出降低反應溫標注)。2保證其他條件不變，只改變反應物K2S2O8濃度，從而到達對照實驗的目的 為能充分利用鉀資源，用飽和 Ca(OH)2 溶液浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：出K的原因：_(1)濾渣的主要成分有_和_以及未溶雜鹵石。(2)用化學平衡移動原理解釋 Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸_。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入_溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入_溶液調(diào)濾液 pH 至中性。(4)不同溫度下，K的浸出濃度與溶浸時間的關(guān)系見下圖，由圖可得，隨著溫度升高，_；_。Mg(OH)2CaSO4加入Ca(OH)2溶液，OH與Mg2結(jié)合成Mg(OH)2、 Ca2與 結(jié)合成CaSO4而析出，使平衡向右移動，雜鹵石溶解浸出K(留在濾液中)K2CO3H2SO4在同一時間內(nèi)，K的浸出濃度增大K的溶浸速率加快，達到溶浸平衡的時間變短3(2011 年廣東改編)利用光能和光催化劑，可將 CO2和H2O(g) 轉(zhuǎn)化為 CH4 和 O2 。紫外光照射時，在不同催化劑(、)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖所示。(1)在 030 小時內(nèi)，CH4 的平均生成速率 v、v和v從大到小的順序為_；反應開始后的 12 小時內(nèi)，在第_種催化劑作用下，收集的 CH4 最多。(2)將等物質(zhì)的量的 CH4和H2O(g)充入 1 L 恒容密閉反應器中，在一定條件下發(fā)生反應：CH4(g)H2O(g) CO(g) 3H2(g)。某溫度下該反應達到平衡，平衡常數(shù) K27，此時測得CO 的物質(zhì)的量為 0.10 mol，求 CH4 的平衡轉(zhuǎn)化率_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (2)設(shè)CH4和H2O的起始量均為 x mol，結(jié)合平衡時 n (CO)0.10 mol，有 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) 始/molL1 x x 0 0 轉(zhuǎn)/molL10.10 0.10 0.10 0.30 平/molL1 (x0.10) (x0.10) 0.10 0.30答案：(1)vvv (2)91%4(2010 年廣東)硼酸(H3BO3)在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應用廣泛。(1)請完成B2H6氣體與水反應的化學方程式：B2H66H2O=2H3BO3_。(2)在其他條件相同時，反應H3BO33CH3OH B(OCH3)3 3H2O中，H3BO3的轉(zhuǎn)化率()在不同溫度下隨反應時間( t )的 變化如下圖所示，由此圖可得出：溫度對該反應的反應速率和平衡移動的影響是_。該反應的H_0(填“”)。(3) H3BO3溶液中存在如下反應：molL1 H3BO3溶液中，上述反應于298 K達到平衡時，c平衡(H)2.0105molL1，c平衡(H3BO3)c起始(H3BO3)，水的電離可忽略不計，此溫度下該反應的平衡常數(shù) K_(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。H3BO3(aq)H2O(l) B(OH)4(aq)H(aq)已知0.70(3) 5.71010 molL1答案：(1) 6H2(2)升高溫度，反應速率加快，平衡正向移動 解析：(1)根據(jù)元素守恒，未知產(chǎn)物只能是H2。 (2)由圖像可知，溫度升高，H3BO3的轉(zhuǎn)化率增大，故升高溫度使平衡正向移動，正反應是吸熱反應，即H0?；瘜W反應速率與化學平衡是高考必考內(nèi)容，考查形式主要是圖表文字結(jié)合的填空題。化學反應速率著重考查不同條件下化學反應速率的計算與比較，化學平衡著重考查平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算、用平衡原理分析問題。預測 2013 年考查的內(nèi)容和形式與往年基本相同。1化學反應速率(1)定量表示方法：_。(2) 化 學 計 量 數(shù) 與 化 學 反 應 速 率 的關(guān)系 ： 反 應 mA(g) nB(g)=pC(g)qD(g) 有vA vB vC vD_。(3) 外界因素影響化學反應速率的規(guī)律： 反應物濃度_ 、 反 應 溫 度 _ 、 壓強 ( 有氣體參加的反應 )_ 、 固 體 表 面 積 _ 、 使 用 合 適 的_等，均能使反應速率增大；反之則能使反應速率_。m n p q增大升高增大增大催化劑減小2化學平衡(1)化學平衡狀態(tài)的主要判據(jù)：反應速率：v正_；物質(zhì)的濃度、質(zhì)量分數(shù)等_；有固體、液體參加的氣體反應和正、逆反應的氣體分子數(shù)不相等的反應，氣體的_一定。(2) 化學平衡常數(shù)(K) 與濃度商(Q) 關(guān)系：對于反應 aA v逆保持一定壓強或濃度等 依據(jù) K、Q 判斷可逆反應進行的限度與方向。注意：平衡常數(shù)(K)表達式中的濃度為平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量濃度。正向不逆向表達式。 濃度商(Q) 表達式中的濃度為任意時刻的物質(zhì)的量濃度。 K值越大，表示可逆反應向正反應方向進行的限度越大。 溫度升高，K值可能增大也可能減小。 (3)外界因素影響化學平衡的規(guī)律。增大反應物濃度和減小生成物濃度，化學平衡向_方向移動；反之，化學平衡向_方向移動。升高溫度，化學平衡向_方向移動；反之，化學平衡向_方向移動。正反應逆反應吸熱反應放熱反應增大壓強，化學平衡向氣體分子數(shù)_的方向移動；反之，化學平衡向氣體分子數(shù)_的方向移動；反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，改變壓強，平衡_。勒夏特列原理：改變影響化學平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。 減少增加不移動外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響例 1對于可逆反應 Ha kJmol1，下列敘述正確的是( )。A達到化學平衡狀態(tài)時，4v正(O2)5v逆(NO)B若單位時間內(nèi)生成 x mol NO的同時消耗x mol NH3，則反應達到化學平衡狀態(tài)C達到化學平衡狀態(tài)后，若增大容器容積，則正反應速率減小，逆反應速率增大D改變反應溫度，當 3v正(NH3)2v逆(H2O)時，一定是a0、平衡正向移動答案：A 解析：根據(jù)反應方程式，有4v正(O2)5v正(NO)，所以4v正(O2)5v逆(NO)表示v正(NO)v逆(NO)，A正確；生成NO和消耗NH3均為正反應的變化，未表述逆反應情況，B錯誤；由于反應物、生成物均為氣體，增大容器容積正、逆反應速率都減小，C錯誤；在反應達到平衡時，v正(NH3)v逆(H2O)23，即3v正(NH3)2v逆(H2O)，當3v正(NH3)2v逆(H2O)時，v正(NH3)v逆(NH3)，則平衡肯定正向移動，但不能確定是升溫還是降溫，故a的正負不確定，D錯誤。【觸類旁通】1(雙選) 700 時，向容積為2 L的密閉容器中充入一定量的 CO和H2O，發(fā)生反應：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表(表中 t2t1) ： 下列說法正確的是()。反應時間/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20答案：BC 解析：A錯誤，在t1 min內(nèi)的平均速率是t1 min內(nèi) H2 濃度變化與t1的比值；B正確，溫度不變，平衡常數(shù)不變，起始容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，與起始容器中充入0.60 mol H2O和1.20 mol CO效果相同，n(CO2)0.40 mol；C正確，溫度不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2O，與原平衡相比，平衡向右移動，達到新平衡時CO的轉(zhuǎn)化率增大，H2O的轉(zhuǎn)化率減小，但H2O的體積分數(shù)會增大；D錯誤，原平衡常數(shù)K1，溫度升至800 ，上述反應的平衡常數(shù)變?yōu)镵0.64，說明溫度升高，平衡是向左移動，那么正反應應為放熱反應中。1涉及外界條件對化學反應速率的影響時，影響最大的是催化劑；其次是溫度，溫度越高，速率越快；然后是濃度和壓強。若是可逆反應，外界條件對 v正和v逆的影響趨勢是一樣的。即若升高溫度或增大壓強(有氣體參與的反應)，v正、v逆均加快；若增大反應物濃度，v逆瞬時速率不變，但最終v正和v逆均加快。2不要把外界條件對化學反應速率的影響與化學平衡移動的方向及建立平衡的時間混為一談：使用催化劑時 v正、v逆同倍增大，平衡不移動，但可以縮短建立平衡的時間；降低溫度時 v正、v逆均減小，對于吸熱反應來說，正反應速率減小的幅度大于逆反應，化學平衡向逆反應方向移動，由于反應速率減小，建立平衡的時間延長；壓縮體積以增大壓強時，v正、v逆均增大，氣體體積減小的逆反應增大的幅度大于氣體體積增大的正反應，化學平衡向逆反應方向移動，同時縮短了建立平衡的時間?；瘜W平衡常數(shù)解析：A 錯，有氣體參加的反應，液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)不列入平衡常數(shù)表達式中；B 錯，非水溶液中進行的化學反應，c(H2O)要列入反應平衡常數(shù)的表達式：；C 錯，升高溫度，放熱反應的平衡常數(shù)減小，平衡逆移，K0；D 對，降低溫度、加大壓強、將氨液化分離均使平衡正移，QK。答案：D【觸類旁通】2對于 3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，反應的平衡常數(shù)表達式正確的是()。解析：反應中 Fe(s)和Fe3O4(s)不列入平衡常數(shù)表達式。D有關(guān)平衡常數(shù) K 應用中應該注意的問題。1K 是溫度函數(shù)，溫度變化，K 變化。濃度、壓強的變化、催化劑的使用，不改變 K。2溫度與H、K、轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。(1)升高溫度：H0的反應 K 增大，轉(zhuǎn)化率增大。(2)降低溫度：H0的反應 K 減小，轉(zhuǎn)化率減小。3固體、純液體、水溶液中的 c(H2O)不列入平衡常數(shù)表達式中，氣體反應中的 H2O(g)和在有機溶劑中反應的 c(H2O)要列入平衡常數(shù)表達式中。4同一個化學反應，反應方程式的書寫方式不同 ，K 不同，正、逆反應的 K 值互為倒數(shù)關(guān)系。例如：在相同條件下，+c+(I2)122(H )c122(I )cH108 kJmol1。反應體系達化學反應速率和化學平衡的圖像例 3(2012 年 全 國 節(jié) 選) 光 氣 (COCl2) 的 分 解 反 應 為到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第 10 min 到 14 min 的 COCl2 濃度變化曲線未示出)：(1)計算反應在第 8 min 時的平衡常數(shù) K_。(2)比較第 2 min 反應溫度 T(2)與第 8 min 反應溫度 T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”、“”或“”)。(3)若 12 min 時反應于溫度 T(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl2)_molL1。(4)比較產(chǎn)物 CO 在 23 min、56 min 和 1213 min 時平均反應速率平均反應速率分別以 v(23)、v(56)、v(1213)表示的大?。篲。(5)比較反應物 COCl2 在 56 min 和 1516 min 時平均反應速率的大?。簐(56)_v(1213) (填“”、“”或“”)，原因是_。 (2)計算T(2)時的K(0.095 molL1)(0.07 molL1)/0.055 molL10.121 molL1，明顯小于T(8)時的K值，說明是升高溫度平衡正向移動的原因。 (3)是T(8)溫度是不同條件下的平衡狀態(tài)，用第(1)問的K值計算c(COCl2)，c(COCl2)(0.12 molL1)(0.06 molL1)/0.234 molL10.031 molL1。 (4)因為56 min，CO濃度在改變，所以平均反應速率大于其他時間的。23 min 、1213 min時處于平衡狀態(tài)， v(23)、v(1213)的平均反應速率為0。 (5)因為56 min時濃度改變大于1213 min，所以56 min時COCl2平均反應速率大于1516 min。答案：(1)0.234 molL1(2)(3)0.031(4)v(56)v(23)v(1213)(5) 在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大【觸類旁通】3在一容積為 2 L 的密閉容器中，加入0.2 mol N2和0.6 mol H2，在一定條件下發(fā)生如下反應： 反應中NH3物質(zhì)的量濃度的變化情況如下圖所示，請回答下列問題。(1)根據(jù)上圖，計算從反應開始到平衡時，平衡反應速率v(NH3)為_。(2)該反應達到平衡時 H2的轉(zhuǎn)化率為_。(3)反應達到平衡后，第 5 分鐘末，保持其他條件不變，若改變反應溫度，則 NH3 的物質(zhì)的量濃度不可能為_(填序號)。a0.20 molL1 b0.12 molL1c0.10 molL1d0.08 molL1 (4)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其他條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡_移動(填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”)。 (5)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 molL1)，請在上圖中畫出第5分鐘末到此平衡時NH3濃度的變化曲線。 由于該反應是放熱反應，改變溫度，平衡必發(fā)生移動，NH3的物質(zhì)的量濃度不可能再是 0.1 molL1，同時可逆反應不可能進行徹底，NH3的濃度達不到 0.2 molL1。 (4)、(5)作圖時注意，體積縮小的瞬時，c(NH3)增大1倍，且反應正向移動，其濃度還將繼續(xù)增大直至平衡。 (5)答案：(1)0.025 molL1min1(2)50%(3)ac(4)向正反應方向