2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題10化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡學(xué)案魯科版.doc
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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題10化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡學(xué)案魯科版 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及定量表示方法。 2、理解外界條件對(duì)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響規(guī)律。 3、掌握化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、化學(xué)平衡常數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算。 4、掌握化學(xué)平衡圖像的分析。 學(xué)習(xí)重難點(diǎn)： 1、外界條件對(duì)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響規(guī)律。 2、化學(xué)平衡圖像的分析。 自主學(xué)習(xí)： 考點(diǎn)一：化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素 【知識(shí)精講】 1．對(duì)v(B)＝＝的剖析 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)： (1)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。 (2)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。 (3)同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí)，數(shù)值可能不同，但意義相同。不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 (4)計(jì)算反應(yīng)速率時(shí)，若給出的是物質(zhì)的量的變化值，要轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值(計(jì)算時(shí)一定要除以體積)，再進(jìn)行計(jì)算。 (5)對(duì)于可逆反應(yīng)，通常計(jì)算的是正、逆反應(yīng)抵消后的總反應(yīng)速率，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，總反應(yīng)速率為零。(注：總反應(yīng)速率也可理解為凈速率)。 2．“四大影響因素”的深度剖析 濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑是影響化學(xué)反應(yīng)速率的四大外界因素，此外反應(yīng)物顆粒大小對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有一定的影響。 (1)濃度：對(duì)有氣體參加的反應(yīng)或在溶液中發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)生影響，在其他條件不變時(shí)都符合“濃快稀慢”的原理。 (2)壓強(qiáng)： →→→ 注意?、賶簭?qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物的濃度來實(shí)現(xiàn)的。 ②壓強(qiáng)只對(duì)有氣體參加的反應(yīng)產(chǎn)生影響。 ③向氣體反應(yīng)體系中充入不參與反應(yīng)的氣體時(shí)，對(duì)反應(yīng)速率的影響。 恒容：充入稀有氣體(或非反應(yīng)氣體)→總壓增大→物質(zhì)的濃度不變(活化分子的濃度不變)→反應(yīng)速率不變；恒壓：充入稀有氣體(或非反應(yīng)氣體)→體積增大→物質(zhì)的濃度減小(活化分子的濃度減小)→反應(yīng)速率減小。 (3)溫度：溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大。升高溫度，無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率都增大。 (4)催化劑：①催化劑能改變(增大或減小)化學(xué)反應(yīng)速率，但不能使本來不會(huì)發(fā)生的反應(yīng)變成可以發(fā)生的。 ②對(duì)可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)的催化劑同時(shí)也是逆反應(yīng)的催化劑，催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無影響，生產(chǎn)過程中使用催化劑主要是為了提高生產(chǎn)效率。 對(duì)于反應(yīng)物顆粒大?。汗腆w物質(zhì)顆粒越小，總表面積越大，反應(yīng)速率越快；反之越慢。 【題組集訓(xùn)】 題組一 對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的綜合考查 1．一定溫度下，10 mL 0.40 molL－1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 A．0～6 min的平均反應(yīng)速率： v(H2O2)≈3.310－2 molL－1min－1 B．6～10 min的平均反應(yīng)速率： v(H2O2)<3.310－2 molL－1min－1 C．反應(yīng)到6 min時(shí)，c(H2O2)＝0.30 molL－1 D．反應(yīng)到6 min時(shí)，H2O2分解了50% 【答案】C 【解析】2H2O22H2O＋O2↑ A項(xiàng)，6 min時(shí)，生成O2的物質(zhì)的量n(O2)＝＝110－3 mol，依據(jù)反應(yīng)方程式，消耗n(H2O2)＝210－3 mol，所以0～6 min時(shí)，v(H2O2)＝≈3.310－2 molL－1min－1，正確；B項(xiàng)，6～10 min時(shí)，生成O2的物質(zhì)的量n(O2)＝≈0.33510－3 mol，依據(jù)反應(yīng)方程式，消耗n(H2O2)＝0.33510－3 mol2＝0.6710－3 mol,6～10 min時(shí)，v(H2O2)＝≈1.6810－2 molL－1min－1<3.310－2 molL－1min－1，正確；C項(xiàng)，反應(yīng)至6 min時(shí)，消耗n(H2O2)＝210－3 mol，剩余n(H2O2)＝0.40 molL－10.01 L－210－3 mol＝210－3 mol，c(H2O2)＝＝0.20 molL－1，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)至6 min時(shí)，消耗n(H2O2)＝210－3 mol，n(H2O2)總＝410－3 mol，所以H2O2分解了50%，正確。 2．Ⅰ.一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示： (1)從反應(yīng)開始到10 s時(shí)，用Z表示的反應(yīng)速率為__________________________________。 (2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。 (3)10 s后的某一時(shí)刻(t1)改變了外界條件，其速率隨時(shí)間變化的情況如圖所示。則下列說法正確的是________(填序號(hào))。 A．t1時(shí)刻，增大了X的濃度 B．t1時(shí)刻，升高了體系溫度 C．t1時(shí)刻，縮小了容器體積 D．t1時(shí)刻，使用了催化劑 Ⅱ.已知：反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)，某溫度下，在 2 L 的密閉容器中投入一定量的A、B，兩種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。 (1)經(jīng)測(cè)定前4 s內(nèi)v(C)＝0.05 molL－1s－1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________ ________________________________________________________________________。 (2)請(qǐng)?jiān)趫D中將生成物C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化曲線繪制出來。 (3)若上述反應(yīng)分別在甲、乙、丙三個(gè)相同的密閉容器中進(jìn)行，經(jīng)同一段時(shí)間后，測(cè)得三個(gè)容器中的反應(yīng)速率分別為甲：v(A)＝0.3 molL－1s－1； 乙：v(B)＝0.12 molL－1s－1 丙：v(C)＝9.6 molL－1min－1； 則甲、乙、丙三個(gè)容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)開_________________。 【答案】Ⅰ.(1)0.079 molL－1s－1 (2)X(g)＋Y(g)===2Z(g) (3)CD Ⅱ.(1)3A(g)＋B(g)2C(g) (2) (3)乙＞甲＞丙 【解析】Ⅰ . (1)分析圖像知Δc(Z)＝＝0.79 molL－1，v(Z)＝＝0.079 molL－1s－1。(2)由各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量：X為0.79 mol，Y為0.79 mol，Z為1.58 mol，可知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶1∶2，則化學(xué)方程式為X(g)＋Y(g) 2Z(g)。(3)由圖像可知，外界條件同等程度地增大了該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。增大X的濃度、升高體系溫度均不會(huì)同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，A、B錯(cuò)誤；由(2)中的反應(yīng)方程式可知，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，縮小容器體積或增大壓強(qiáng)，均可同等程度地增大正、逆反應(yīng)速率，C正確；使用催化劑可同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，D正確。 Ⅱ.(1)前4 s內(nèi)，Δc(A)＝0.8 molL－1－0.5 molL－1＝0.3 molL－1，v(A)＝0.3 molL－14 s＝0.075 molL－1s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝(0.075 molL－1s－1)∶(0.05 molL－1s－1)＝3∶2，由圖像知，在12 s時(shí)Δc(A)∶Δc(B)＝(0.6 molL－1)∶(0.2 molL－1)＝3∶1＝a∶b，則a、b、c三者的比例為3∶1∶2，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)＋B(g)2C(g)。 (2)生成物C的濃度從0開始增加，到12 s時(shí)達(dá)到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝20.6 molL－13＝0.4 molL－1。 (3)丙容器中v(C)＝9.6 molL－1min－1＝0.16 molL－1s－1，則甲容器中＝＝＝0.1 molL－1s－1，乙容器中＝＝＝0.12 molL－1s－1，丙容器中＝＝＝0.08 molL－1s－1，故甲、乙、丙三個(gè)容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)橐遥炯祝颈? 【易誤警示】 1．化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的常見錯(cuò)誤 (1)不注意容器的容積。 (2)漏寫單位或單位寫錯(cuò)。 (3)忽略有效數(shù)字。 2．比較化學(xué)反應(yīng)速率大小的注意事項(xiàng) (1)看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同單位。 (2)比較不同時(shí)間段內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí)，可先換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，再比較數(shù)值大小。 (3)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。例如，對(duì)于一般反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，比較不同時(shí)間段內(nèi)與的大小，若＞，則用A表示的反應(yīng)速率比用B表示的大。 題組二 “控制變量”思想在探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素中的應(yīng)用 3．某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)424H2O]即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下： (1)在25 ℃下，控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 初始 pH 廢水樣品 體積/mL 草酸溶液 體積/mL 蒸餾水 體積/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。 (2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為________(填化學(xué)式)。 (3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明________；實(shí)驗(yàn)①中0～t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3＋)＝________molL－1min－1(用代數(shù)式表示)。 (4)該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe(SO4)424H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三： 假設(shè)一：Fe2＋起催化作用； 假設(shè)二：________； 假設(shè)三：________； …… (5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。 [除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外，可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測(cè)定] 實(shí)驗(yàn)方案 (不要求寫具體操作過程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 【答案】答案 (1) 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 初始 pH 廢水樣品 體積/mL 草酸溶液 體積/mL 蒸餾水 體積/mL ③ 20 20 (2)CO2 (3)溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響 (4)Al3＋起催化作用 SO起催化作用 (5) 實(shí)驗(yàn)方案 (不要求寫具體操作過程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 用等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬，控制其他條件與實(shí)驗(yàn)①相同，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn) 反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后，若溶液中c(Cr2O)大于實(shí)驗(yàn)①中的c(Cr2O)，則假設(shè)一成立，若兩溶液中的c(Cr2O)相同，則假設(shè)一不成立 (本題屬于開放性試題，合理答案均可) 【解析】首先看清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定條件改變的唯一變量，再根據(jù)圖給信息進(jìn)行綜合分析；對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)也主要考慮變量的控制。 (1)要保證其他量不變，草酸用量為唯一變量，必須保證溶液的體積為100 mL，所以加入草酸和水的體積之和應(yīng)為 40 mL，兩者的具體體積沒有要求，只需與②中數(shù)據(jù)不同即可。(2)此反應(yīng)中鉻的化合價(jià)由＋6價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，化合價(jià)降低，所以碳的化合價(jià)應(yīng)升高，草酸中碳的化合價(jià)為＋3價(jià)，反應(yīng)后只能變?yōu)椋?價(jià)，即生成CO2。(3)通過圖像可以明顯看到，實(shí)驗(yàn)①的反應(yīng)速率比實(shí)驗(yàn)②的快，故pH越小，反應(yīng)速率越快，說明溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響；在0～t1時(shí)間段，Cr2O的濃度改變了(c0－c1) molL－1，其反應(yīng)速率為(c0－c1)/t1 molL－1min－1，所以v(Cr3＋)＝2(c0－c1)/t1 molL－1min－1。(4)鐵明礬中除結(jié)晶水外，共有三種離子，均可能起催化作用，除Fe2＋外，還有Al3＋和SO。(5)要想驗(yàn)證假設(shè)一正確，必須確定Al3＋和SO不起催化作用，所以可選擇K2SO4Al2(SO4)324H2O，為了確保Al3＋和SO 的濃度與原來的相同，所以取和鐵明礬相同物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O。 4．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。 (1)向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，當(dāng)溶液中的KMnO4耗盡后，溶液紫色將褪去。為確保能觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)∶n(KMnO4)________。 (2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，該小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 反應(yīng)溫度/℃ H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 H2O V/mL c/molL－1 V/mL c/molL－1 V/mL ① 25 8.0 0.20 5.0 0.010 0 ② 25 6.0 0.20 5.0 0.010 x 表中x＝________ mL，理由是_____________________________________________。 (3)已知50 ℃時(shí)，濃度c(H2C2O4)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如下圖示，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中畫出25 ℃時(shí)c(H2C2O4)隨t的變化曲線示意圖。 【答案】(1)≥2.5 (2)2.0 保證其他條件不變，只改變反應(yīng)物H2C2O4的濃度，從而才能達(dá)到對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (3)如下圖 【解析】(1)2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，根據(jù)上述方程式判斷，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需滿足n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥2.5。 (2)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可知，應(yīng)控制，KMnO4的濃度不變，調(diào)節(jié)H2C2O4的濃度，所以x＝2.0(即總體積保持13.0 mL不變)。 (3)溫度低，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，所用時(shí)間較長。 【思想歸納】 控制變量思想是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的思想方法，對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行控制，以達(dá)到明確各因素在實(shí)驗(yàn)中的作用和目的。尤其是在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素時(shí)，由于外界影響因素較多，故要弄清某個(gè)因素的影響需控制其他因素相同或不變時(shí)再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，控制變量思想在這部分體現(xiàn)的較為充分，在近幾年高考題中也考查較多，且多以探究性實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)。 考點(diǎn)二：全面突破化學(xué)平衡 【知識(shí)精講】 1．化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“兩類標(biāo)志”及“一角度” 判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，關(guān)鍵是看給定條件下能否推出“變量”達(dá)到“不變”。常用到的判斷標(biāo)志有： (1)絕對(duì)標(biāo)志 (2)相對(duì)標(biāo)志 ①有氣體參加的反應(yīng)，氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不變時(shí)，當(dāng)是等體積反應(yīng)時(shí)，不一定達(dá)到平衡；當(dāng)是不等體積反應(yīng)時(shí)，達(dá)到平衡。 ②氣體的密度()、氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量()不變時(shí)，要具體分析各表達(dá)式中的分子或分母變化情況，判斷是否平衡。 ③如果平衡體系中的物質(zhì)有顏色，則平衡體系的顏色不變時(shí)，達(dá)到平衡。 (3)一角度 從微觀的角度分析，如反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各項(xiàng)均可說明該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)： ①斷裂1 mol N≡N鍵的同時(shí)生成1 mol N≡N鍵； ②斷裂1 mol N≡N鍵的同時(shí)生成3 mol H—H鍵； ③斷裂1 mol N≡N鍵的同時(shí)斷裂6 mol N—H鍵； ④生成1 mol N≡N鍵的同時(shí)生成6 mol N—H鍵。 2．化學(xué)平衡狀態(tài)移動(dòng)判斷的方法和規(guī)律 (1)化學(xué)平衡移動(dòng) (2)兩類方法 ①通過比較平衡破壞瞬時(shí)的正逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小來判斷平衡移動(dòng)的方向。 a．若外界條件改變，引起v正>v逆，此時(shí)正反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動(dòng)； b．若外界條件改變，引起v正下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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- 2019 2020 年高 化學(xué) 二輪 復(fù)習(xí) 專題 10 化學(xué)反應(yīng) 速率 化學(xué)平衡 學(xué)案魯科版
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