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

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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)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?！敬鸢浮?(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?。欢挤磻?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(dāng)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(dāng)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)H0。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)=0.250.263(2)0.225 molL-1min-1B、D