高考化學二輪復習 專題能力訓練3 化學反應速率與化學平衡（含15年高考題）課件.ppt

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專題能力訓練3化學反應速率與化學平衡 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 1 2014課標全國 已知分解1molH2O2放出熱量98kJ 在含少量I 的溶液中 H2O2分解的機理為 下列有關該反應的說法正確的是 A 反應速率與I 濃度有關B IO 也是該反應的催化劑C 反應活化能等于98kJ mol 1D v H2O2 v H2O v O2 答案 解析 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 2 2015全國課標 節(jié)選 碘及其化合物在合成殺菌劑 藥物等方面具有廣泛用途 回答下列問題 Bodensteins研究了下列反應 2HI g H2 g I2 g 在716K時 氣體混合物中碘化氫的物質的量分數(shù)x HI 與反應時間t的關系如下表 1 根據(jù)上述實驗結果 該反應的平衡常數(shù)K的計算式為 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 2 上述反應中 正反應速率為v正 k正x2 HI 逆反應速率為v逆 k逆x H2 x I2 其中k正 k逆為速率常數(shù) 則k逆為 以K和k正表示 若k正 0 0027min 1 在t 40min時 v正 min 1 3 由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正 x HI 和v逆 x H2 的關系可用下圖表示 當升高到某一溫度時 反應重新達到平衡 相應的點分別為 填字母 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 3 2015全國課標 節(jié)選 甲醇既是重要的化工原料 又可作為燃料 利用合成氣 主要成分為CO CO2和H2 在催化劑作用下合成甲醇 發(fā)生的主要反應如下 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 回答下列問題 1 反應 的化學平衡常數(shù)K表達式為 圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系的曲線為 填曲線標記字母 其判斷理由是 圖1 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 圖2 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 1 2 3 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 化學反應速率的計算及影響因素有關化學反應速率解題的思維路徑 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 問題探究1 如何計算化學反應速率和進行化學反應速率大小比較 化學反應速率是表示反應進行快慢的物理量 它用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示 對于反應mA g nB g cC g dD g 計算公式如下 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 用上式進行某物質反應速率計算時需注意以下幾點 1 濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質 不適用于固體和純液體 2 化學反應速率是某段時間內的平均反應速率 而不是即時速率 且計算時取正值 3 同一反應用不同的物質表示反應速率時 數(shù)值可能不同 但意義相同 不同物質表示的反應速率 存在如下關系 v A v B v C v D m n c d 4 對于可逆反應 通常所計算的是正 逆反應抵消后的總反應速率 注 總反應速率也可理解為凈速率 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 2 外界條件怎樣影響化學反應速率 1 純液體和固體的濃度視為常數(shù) 它們的量的改變不會影響化學反應速率 但固體顆粒的大小導致接觸面的大小發(fā)生變化 故影響反應速率 2 對于固體 液體物質 由于壓強改變對它們的體積影響很小 因而壓強對它們濃度的影響可看作不變 即壓強對無氣體參加的化學反應的速率無影響 3 升高溫度 不論吸熱反應還是放熱反應 也不論正反應速率還是逆反應速率都增大 4 用催化劑催化的反應 由于催化劑只有在適宜的溫度下活性最大 反應速率才能達到最大 故在許多工業(yè)生產中溫度的選擇還需考慮催化劑活性最大時的溫度范圍 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 例1在一定溫度下 10mL0 40mol L 1H2O2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 如下表 下列敘述不正確的是 溶液體積變化忽略不計 A 0 6min的平均反應速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min 1B 6 10min的平均反應速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min 1C 反應至6min時 c H2O2 0 30mol L 1D 反應至6min時 H2O2分解了50 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 分析推理 1 根據(jù)選項知道6min時是關鍵點 如何求算6min時的H2O2的物質的量 一般可以根據(jù)三段式來求解 2H2O22H2O O2 初始物質的量 mol 0 0040變化的物質的量 mol 0 0020 0016min時物質的量 mol 0 0020 001 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 題后反思由于反應速率的單位是mol L 1 min 1或mol L 1 s 1 所以 用于表示化學反應速率的反應物或生成物必須有濃度的改變 固體 純液體 敞開體系中產生的氣體不能用于表示化學反應速率 如本題中不能用v O2 表示速率 3 根據(jù)表格中的O2的體積 可以得出哪些信息 隨著反應的進行 相同時間內產生氧氣的量越來越少 同時也說明了濃度的減小導致過氧化氫的分解速率降低 答案 C 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 對點訓練1 2015湖北天門模擬 在容積固定的容器中發(fā)生反應CO g 2H2 g CH3OH g H 0 各物質的濃度如下表 下列說法不正確的是 A 2 4min內用H2表示的平均反應速率為0 3mol L 1 min 1B 達到平衡時 CO的轉化率為62 5 C 反應在第2min時改變了條件 可能是加入了催化劑D 反應在第2min時改變了條件 可能是增加了H2的濃度 答案 解析 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 化學平衡狀態(tài)的判斷及平衡移動的影響因素有關化學平衡狀態(tài)及平衡移動解題的思維路徑 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 2 如何判定平衡移動的方向 1 應用平衡移動原理 如果改變影響平衡的一個條件 如濃度 壓強或溫度等 平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動 原理中 減弱這種改變 的正確理解應當是升高溫度時 平衡向吸熱反應方向移動 增加反應物濃度 平衡向反應物濃度減小的方向移動 增大壓強時 平衡向氣體體積縮小的方向移動 化學平衡移動的根本原因是外界條件 如溫度 壓強 濃度等 的改變破壞了原平衡體系 使得正 逆反應速率不再相等 當v 正 v 逆 時 平衡向正反應方向移動 當v 正 v 逆 時 平衡向逆反應方向移動 移動的結果是v 正 v 逆 若條件的改變不能引起正 逆反應速率的變化 或者正 逆反應速率的變化相同 則平衡不發(fā)生移動 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 3 如何理解等效平衡 1 等價轉化思想 化學平衡狀態(tài)的建立與反應途徑無關 即無論可逆反應是從正反應方向開始 還是從逆反應方向開始 或從中間狀態(tài)開始 只要起始投入物質的物質的量相等 則可達到一樣的平衡狀態(tài) 2 放大縮小思想 該方法適用于起始投入物質的物質的量存在一定的倍數(shù)關系 它指的是將反應容器的體積擴大或縮小一定的倍數(shù) 讓起始物質的濃度相同 則在一定的條件下 可建立相同的平衡狀態(tài) 然后在此基礎上進行壓縮或擴大 使其還原為原來的濃度 在壓縮或擴大過程中 依據(jù)勒夏特列原理 分析平衡如何移動 相關量的變化情況 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 例2 2015河南鄭州模擬 CO SO2是主要的大氣污染氣體 利用化學反應原理是治理污染的重要方法 甲醇可以補充和部分替代石油燃料 緩解能源緊張 利用CO可以合成甲醇 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 2 一定條件下 在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇 平衡轉化率與溫度 壓強的關系如下圖所示 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 p1p2 填 或 下列措施中能夠同時滿足增大反應速率和提高CO轉化率的是 填寫相應字母 A 使用高效催化劑B 降低反應溫度C 增大體系壓強D 不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來E 增加等物質的量的CO和H2 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 分析推理 1 根據(jù)蓋斯定律 2 計算得到 H 90 1kJ mol 1 由此得出該反應為放熱反應 2 根據(jù) 定一議二 的原則 在橫坐標上選取一點 作一條等溫線 與p1 p2壓強下的曲線得到兩個交點 p2時CO的轉化率大于p1 由于該反應的正反應是一個氣體體積減小的反應 故p1 p2 由于充入CO和H2的物質的量之比等于計量數(shù)之比 故平衡時CO的轉化率等于H2的轉化率 增大反應速率的方法主要包括增大反應物濃度 增大壓強 升高溫度 使用催化劑 由于該反應是放熱反應 提高CO轉化率的措施主要包括增大H2的濃度 或同時增大CO和H2的濃度 但二者的比例小于1 2 增大體系的壓強 分離出生成物 增大壓強等 同時滿足增大反應速率和增大CO的轉化率的只有C選項 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 答案 1 90 1 2 甲醇的合成反應是氣體分子數(shù)減少的反應 相同溫度下 增大壓強CO的轉化率提高題后反思 1 注意影響反應速率和影響化學平衡的因素不完全相同 如使用催化劑只影響化學反應速率而不影響化學平衡 2 注意對多變量化學平衡移動的圖像題 采取控制變量 定一議二 的方法來解題 對點訓練2 2015北京東城模擬 某溫度下 向體積為2L的密閉容器中加入CH3OH 發(fā)生反應2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 25kJ mol 1 反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表 已知該溫度下反應的平衡常數(shù)K 400 下列說法正確的是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 答案 解析 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 化學平衡常數(shù)及平衡轉化率的計算1 化學平衡的計算解題思維路徑 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 問題探究 1 如何運用 三段式 模式進行化學平衡計算 根據(jù)反應進行 或平衡移動 的方向 設某反應物消耗的量 然后列式求解 例 mA nBpC qD起始量 ab00變化量 mxnxpxqx平衡量 a mxb nxpxqx注意 變化量與化學方程式中各物質的化學計量數(shù)成比例 這里a b可指 物質的量 濃度 體積等 弄清起始量 平衡量 平衡轉化率三者之間的互換關系 在使用平衡常數(shù)時 要注意反應物或生成物的狀態(tài) 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 2 化學平衡常數(shù)解題思維路徑 問題探究化學平衡常數(shù)的意義是什么 使用化學平衡常數(shù)應注意哪些問題 1 化學平衡常數(shù)的意義 化學平衡常數(shù)可表示反應進行的程度 K越大 反應進行的程度越大 K 105時 可以認為該反應已經(jīng)進行完全 雖然轉化率也能表示反應進行的程度 但轉化率不僅與溫度有關 而且與起始條件有關 K的大小只與溫度有關 與反應物或生成物的起始濃度無關 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 2 在使用化學平衡常數(shù)時應注意 不要把反應體系中純固體 純液體以及稀溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)表達式中 但非水溶液中 若有水參加或生成 則此時水的濃度不可視為常數(shù) 應寫進平衡常數(shù)表達式中 同一化學反應 化學反應方程式寫法不同 其平衡常數(shù)表達式及數(shù)值亦不同 因此書寫平衡常數(shù)表達式及數(shù)值時 要與化學反應方程式相對應 否則就沒有意義 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 例3 2014四川理綜 在10L恒容密閉容器中充入X g 和Y g 發(fā)生反應X g Y g M g N g 所得實驗數(shù)據(jù)如下表 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 下列說法正確的是 A 實驗 中 若5min時測得n M 0 050mol 則0至5min時間內 用N表示的平均反應速率v N 1 0 10 2mol L min 1B 實驗 中 該反應的平衡常數(shù)K 2 0C 實驗 中 達到平衡時 X的轉化率為60 D 實驗 中 達到平衡時 b 0 060 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 題后反思 1 對于同類型的反應 K值越大 反應物轉化率越大 表示反應進行的程度越大 K值越小 反應物轉化率越小 表示反應進行的程度越小 2 化學平衡常數(shù)只與溫度有關 與反應物或生成物的濃度無關 3 反應物或生成物中若有固體或純液體 由于其濃度可以看作為 1 而不代入平衡常數(shù)表達式 4 化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù) 若化學方程式中的化學計量數(shù)變化 相應地化學平衡常數(shù)也要發(fā)生變化 當化學反應逆向進行時 平衡常數(shù)為原平衡常數(shù)的倒數(shù) 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 對點訓練3 2015湖南長沙模擬 已知 CO g H2O g CO2 g H2 g H Q 其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表 請回答下列問題 1 上述反應的化學平衡常數(shù)表達式為 該反應的Q0 填 或 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 2 850 時在體積為10L反應器中 通入一定量的CO和H2O g 發(fā)生上述反應 CO和H2O g 濃度變化如圖所示 則0 4min時平均反應速率v CO 3 若反應在500 時進行 且CO H2O g 的起始濃度均為0 020mol L 1 該條件下 CO的最大轉化率為 4 若反應在850 時進行 設起始時CO和H2O g 共為1mol 其中水蒸氣的體積分數(shù)為x 平衡時CO的轉化率為y 試推導y隨x變化的函數(shù)關系式為 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 化學反應速率及化學平衡圖像 圖表的分析 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 問題探究解答化學平衡圖像題應注意哪些問題 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 例4 2014安徽理綜 臭氧是理想的煙氣脫硝試劑 其脫硝反應為 2NO2 g O3 g N2O5 g O2 g 若反應在恒容密閉容器中進行 下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 分析推理 1 如何判斷溫度與平衡常數(shù)的關系 根據(jù)能量圖像中反應物與生成物能量高低 得出該反應是放熱反應 則溫度升高 K值減小 2 反應速率計算時要注意規(guī)范書寫 尤其是單位 該題B項中單位應是什么 根據(jù)橫坐標 速率單位是mol L s 1 3 根據(jù)圖像 NO2轉化率隨x增加而增大 思考能使NO2轉化率增大的因素有哪些 增加O3的含量或加壓均可以 但是增加O2的量會使平衡逆向移動 不能增大NO2的轉化率 答案 A 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 對點訓練4關于下列各圖的敘述中正確的是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 A N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1現(xiàn)將1molN2 g 3molH2 g 充入一容積為2L的密閉容器中 反應過程中 混合氣體平均相對分子質量為M 混合氣體密度為 混合氣體壓強為p 三者關系如圖 B 在常溫下 X2 g 和H2反應生成HX的平衡常數(shù)如表 所示 僅依據(jù)K的變化 就可以說明在相同條件下 平衡時X2 從F2到I2 的轉化率逐漸降低 且X2與H2反應的劇烈程度逐漸減弱C 圖 表示鋅粒與過量稀鹽酸反應時 生成氫氣的速率v H2 隨時間的變化圖D 圖 中曲線表示反應2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 正 逆反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點四 1 2 3 4 1 工業(yè)廢水中有機污染物X在一定條件下可以降解 反應初始時c X 2 0 10 3mol L 1 反應10min進行測定 得圖1和圖2 下列說法不正確的是 A 50 pH在3 6 X降解率隨pH增大而減小B pH 2 溫度在40 80 X降解率隨溫度升高而增大C 無需再進行后續(xù)實驗 就可以判斷最佳反應條件是pH 3 溫度為80 D pH 2 溫度為50 10min內v X 1 44 10 4mol L 1 min 1 答案 解析 1 2 3 4 2 t 時 在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應 X g 3Y g 2Z g 各組分在不同時刻的濃度如下表 下列說法正確的是 A 平衡時 X的轉化率為20 B t 時 該反應的平衡常數(shù)為40C 增大平衡后的體系壓強 v 正 增大 v 逆 減小 平衡向正反應方向移動D 前2min內 用Y的變化量表示的平均反應速率v Y 0 03mol L min 1 答案 解析 1 2 3 4 3 在密閉容器中進行反應 X g 3Y g 2Z g 下列說法正確的是 A 左上圖說明正反應為吸熱反應B 反應達平衡后 增大壓強氣體密度將減小C 右上圖可表示升高溫度使平衡向逆反應方向移動D 右上圖可表示使用催化劑后引發(fā)的反應速率變化 答案 解析 1 2 3 4 4 在一定條件下 發(fā)生反應 aA g bB g cC g H QkJ mol 1 其化學平衡常數(shù)K和溫度的關系如下表所示 依據(jù)圖中數(shù)據(jù)判斷該反應 H 填 或 0 若其他條件保持一定 降低溫度 該反應物A的轉化率 填 增大 減小 或 不變 下同 化學反應速率將 在恒定溫度t 2L恒容密閉容器中發(fā)生反應aA g bB g cC g 容器中A B C物質的量變化如下圖所示 回答下列問題 1 2 3 4 在恒定溫度t 2L恒容密閉容器中發(fā)生反應aA g bB g cC g 容器中A B C物質的量變化如下圖所示 回答下列問題 1 該化學方程式中a b c為 t 時該反應的化學平衡常數(shù)K的值為 保留2位小數(shù) 2 0 15min內 B的平均反應速率為 反應達平衡時 A的轉化率為 1 2 3 4 3 據(jù)圖判斷 反應進行至20min時 曲線發(fā)生變化的原因是 用文字表達 反應重新達平衡時 A的體積分數(shù)將 填 增大 減小 或 不變 4 10min到15min的曲線變化的原因可能是 1 2 3 4 答案 增大減小 1 2 1 20 31 2 0 0033mol L min 120 3 增大了B的濃度減小 4 使用了催化劑 答案合理即可 1 2 3 4 1 2 3 4