2016届高考化学专题知识脉络复习课件

第7讲 化学反应速率和化学平衡 1.了解化学反应应速率的概念及其定量表示方法；结结合具体实实例 ，理解外界条件(浓浓度、温度、压压强、催化剂剂等)对对反应应速率的 影响。2.了解化学反应应的可逆性；了解化学平衡建立的过过程； 了解化学平衡常数的含义义，能够够利用化学平衡常数进进行简单简单 的 计计算。3.结结合具体实实例，理解外界条件(浓浓度、温度、压压强、催 化剂剂等)对对化学平衡的影响。4.了解化学反应应速率和化学平衡的 调调控在生活、生产产和科学研究领领域中的重要作用。 最新考纲 常考点一 化学反应速率及其影响因素 1.通过判断回顾化学反应速率的概念及意义 化学反应应速率是指某一时时刻某种反应应物的瞬时时反应应速率( ) 化学反应应速率为为0.8 molL1s1是指反应应1 s时时某物质质的浓浓 度为为0.8 molL1( ) 根据化学反应应速率的大小可推知化学反应应的快慢( ) 对对于一个化学反应应来说说，其反应应速率越大，反应现应现 象就越 明显显( ) 加入少量CH3COONa晶体可以减小Zn与稀硫酸反应应的速率 ，但不影响产产生H2的总总量( ) 知识特训 2.通过填空掌握化学反应速率的图像及计算 某温度时时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质质随时间时间 的变变化 关系曲线线如图图所示。 (1)由图图中的数据分析，该该反应应的化学方程式为为_ 。 (2)反应应开始至2 min，Z的平均反应应速率为为_ 。 (3)反应应开始至2 min，用X、Y表示平均反应应速率分别为别为 _、_。 (4)5 min后Z的生成速率与5 min后Z的分解速率_(填“变变大 ”、“变变小”、“相等”或“无法判断”)。 3XY2Z 0.05 molL1min1 0.075 molL1min10.025 molL1min1 相等 外界条件对化学反应速率影响的深度剖析 (1)纯纯液体和固体浓浓度可视为视为 常数，它们们的量的改变变不会影响 化学反应应速率。但固体颗颗粒的大小导导致接触面积积的大小发发生 变变化，故影响化学反应应速率。 (2)对对于固体、液体物质质，由于压压强改变时对变时对 它们们的体积积影响 很小，因而压压强对对它们浓们浓 度的影响可看作不变变，故压压强对对无 气体参加的化学反应应速率无影响。 (3)对对使用催化剂剂的反应应，由于催化剂剂只有在适宜的温度下活 性最大，反应应速率才能达到最大，故在许许多工业业生产产中温度的 选择还选择还 需考虑虑催化剂剂的活性温度范围围。 精华聚焦 (5)外界条件对对可逆反应应的正、逆反应应速率的影响方向是一致的 ，但影响程度不一定相同。 当增大反应应物浓浓度时时，v正增大，v逆瞬间间不变变，随后也增大 ； 改变压变压 强，气体分子数减小方向的反应应速率变变化程度大； 对对于反应应前后气体分子数不变变的反应应，改变压变压 强正、逆反 应应速率改变变程度相同； 升高温度，v正和v逆都增大，但吸热热反应应方向的反应应速率增 大的程度大；降低温度、v正和v逆都减小，但吸热热反应应方向的 反应应速率减小的程度大； 使用催化剂剂，能同等程度地改变变正、逆反应应速率。 1.(2015海南化学，8)10 mL浓浓度为为1 molL1的盐盐酸与过过量的 锌锌粉反应应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应应速率但又不 影响氢氢气生成量的是(双选)( ) A.K2SO4 B.CH3COONa C.CuSO4 D.Na2CO3 重温真题 解析 锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率降低，则 溶液中的氢离子浓度减小，但由于不影响氢气的生成量，故氢离 子的总物质的量不变。A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解 ，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但 H物质的量不变，正确；B项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成 醋酸，使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH 最终又完全电离，故H物质的量不变，正确；C项，加入硫酸铜 溶液，Cu2会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率， 错误；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离 子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错 误。 答案 AB 2.(2015福建理综，12)在不同浓浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解 的瞬时时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( ) A.a6.00 B.同时时改变变反应应温度和蔗糖的浓浓度，v可能不变变 C.b318.2 D.不同温度时时，蔗糖浓浓度减少一半所需的时间时间 相同 解析 A项，根据表中的数据可知：328.2 K时，蔗糖溶液的浓 度越大，水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知， 蔗糖的浓度每减小0.100 molL1，速率减小1.50 mmolL 1min1，所以在浓度为0.400 molL1时，蔗糖水解的速率a 6.00 mmolL1min1，正确； B项，根据表中的数据可知：温度升高，水解速率越快，浓度 越高，水解速率也越快，同时改变反应物的浓度和反应的温度 ，若二者对反应速率的影响趋势相反，并能相互抵消，反应速 率也可能不变，正确；C项，在物质的浓度不变时，温度升高 ，水解速率加快，温度降低，水解速率减慢。由于在物质的浓 度为0.600 molL1时，当318.2 K时水解速率是3.60 mmolL 1min1，现在该反应的速率为2.16 mmolL1min1小于3.60 mmolL1min1，所以反应温度低于318.2 K，即b318.2，正 确；D项，由于温度不同时，在相同的浓度时的反应速率不同 ，所以不同温度下，蔗糖浓度减小一半所需的时间不同，错误 。 答案 D 3.2015课标全国，28(4)碘及其化合物在合成杀杀菌剂剂、药药 物等方面具有广泛用途。回答下列问题问题 ： Bodensteins研究了下列反应应：2HI(g) H2(g)I2(g) H 11 kJmol1在716 K时时，气体混合物中碘化氢氢的物质质的 量分数x(HI)与反应时间应时间 t的关系如下表： (1)根据上述实验结实验结 果，该该反应应的平衡常数K的计计算式为为 _。 t/min020406080120 x(HI)10.910.850.8150.7950.784 x(HI)00.600.730.7730.7800.784 (2)上述反应应中，正反应应速率为为v正k正x2(HI)，逆反应应速率为为v逆 k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为为速率常数，则则k逆为为 _(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t 40 min时时，v正_min1。 (3)由上述实验实验 数据计计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用 下图图表示。当升高到某一温度时时，反应应重新达到平衡，相应应的 点分别为别为 _(填字母)。 感悟高考 1.题型：选择题 填空题 2.考向：历年高考前有所涉及，属于高频考点，主要有以下考 查角度：化学反应速率的定量计算；化学反应速率的大 小比较；外界条件对化学反应速率的影响及其图像、数据 表格分析。 3.注意点：比较化学反应速率大小时，一定要注意单位是否 一样；注意外界条件对化学反应速率和平衡影响的差别性 。 题组1 化学反应速率的定量分析 1.NH3和O2在一定条件下发发生反应应：4NH3(g)3O2(g) 2N2(g) 6H2O(g)，现现向一容积积不变变的2 L密闭闭容器中充入4 mol NH3 和3 mol O2，4 min后，测测得生成的H2O(g)占混合气体体积积的 40%，则则下列表示此段时间时间 内该该反应应的平均速率不正确的是( ) A.v(N2)0.125 molL1min1 B.v(H2O)0.375 molL1min1 C.v(O2)0.225 molL1min1 D.v(NH3)0.250 molL1min1 最新模拟 答案 C 2.(2015四川彭州三诊)向体积为积为 10 L的恒容密闭闭容器中通入3 mol X，在一定温度下发发生如下反应应：2X(g) Y(g)aZ(g) ，经经5 min后反应应达到反应应限度(即达到平衡状态态)。 (1)平衡时时，测测得容器内的压压强为为起始时时的1.2倍，此时时X的物 质质的量浓浓度为为0.24 molL1，则则化学方程式中a_；用 Y表示的反应应速率为为_molL1min1。 (2)若上述反应应在甲、乙、丙、丁四个同样样的密闭闭容器中进进行 ，在同一时间时间 内测测得容器内的反应应速率如下表所示： 若四个容器中仅仅反应应温度不同，则则反应应温度最低的是 _(填序号，下同)；若四个容器中仅仅有一个加入了催化 剂剂，则该则该 容器是_。 容器反应速率 v(X)3.5 molL1min1 v(Y)2 molL1min1 v(Z)4.5 molL1min1 v(X)0.075 molL1s1 解析 (1)根据阿伏加德罗定律可知平衡后气体的总物质的量为 3.6 mol，X的物质的量为2.4 mol，则5 min内反应消耗0.6 mol X ，生成Y、Z的物质的量分别为0.3 mol、0.3a mol，故有2.4 0.30.3a3.6，解得a3。用Y表示的反应速率为0.3 mol10 L5 min0.006 mol/(Lmin)。 (2)都换算成用Z表示的反应速率为 容器 反应速率v(Z)/molL 1min1 5.2564.56.75 显然反应速率由快到慢的顺序为，温度越高(低)反 应速率越快(慢)，所以温度最低；催化剂能加快化学反应速 率，所以中加入了催化剂。 答案 (1)3 0.006 (2) 题组2 影响化学反应速率的因素 3.已知分解1 mol H2O2放出热热量98 kJ，在含少量I的溶液中， H2O2分解的机理为为： H2O2IH2OIO慢 H2O2IOH2OO2I快 下列有关该该反应应的说说法正确的是( ) A.反应应速率与I的浓浓度有关 B.IO也是该该反应应的催化剂剂 C.反应应活化能等于98 kJmol1 D.v(H2O2)v(H2O)v(O2) 解析 A项，H2O2的分解速率取决于第一步的慢反应，该反应 中I为反应物，故反应速率与I的浓度有关。正确；B项，该 反应的催化剂为I，IO只是该反应的中间物质，错误；C项 ，98 kJmol1是1 mol H2O2分解的反应热，反应热与活化能无 关，错误；D项，将题给两个反应合并可得总反应为 2H2O2=2H2OO2，由化学反应速率与其对应物质的化学 计量数的关系可知，该反应的反应速率关系应为v(H2O2) v(H2O)2v(O2)，错误。 答案 A 4. (2015四川万源三诊)向某密闭闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，在一定条件下发发生反应应，各物 质质的物质质的量浓浓度随时间变时间变 化的情况如图图1所示。图图2为为t2 时时刻后改变变反应应条件，平衡体系中化学反应应速率随时间变时间变 化的情况，四个阶阶段都各改变变一种条件，且所改变变的条件均 不相同。已知t3t4阶阶段为为使用催化剂剂。 答案 C 常考点二 正确理解化学平衡状态及其影响因素 1.通过以下判断，掌握化学平衡移动的影响因素 减小反应应物的用量，化学反应应速率一定减小，平衡一定向逆 反应应方向移动动。( ) 降低温度，正反应应速率的变变化要根据反应应的热热效应应来判断 。( ) 化学平衡逆向移动动，一定是逆反应应速率增大或正反应应速率减 小。( ) 知识特训 化学平衡向正反应应方向移动动，反应应物的转转化率一定增大。 ( ) 任何化学反应应都伴随着能量的变变化，因此当其他条件一定 时时，改变变温度后化学平衡一定发发生移动动。( ) H的数值值与化学平衡移动动有关。( ) 精华聚焦 重温真题 则总则总 反应应的H_0(填“”、“”或“”)；A、B 两点的平衡常数K(A)与K(B)中较较大的是_。 在上述实验实验 中若压缩压缩 体积积使压压强增大，画出相应应HClT曲 线线的示意图图，并简简要说说明理由 _。 下列措施中，有利于提高HCl的有_。 A.增大n(HCl) B.增大n(O2) C.使用更好的催化剂剂 D.移去H2O 答案 (1) K(A) 见见下图图 增大压压强，平衡右移，HCl增大，相同温度下，HCl的平衡转转 化率比之前的大 BD 2.2015北京理综，26(3)反应应： 2H2SO4(l)=2SO2(g)O22H2O(g) H550 kJmol1 它由两步反应组应组 成： .H2SO4(l)=SO3(g)H2O(g) H177 kJmol1 .SO3(g)分解。 L(L1、L2)、X可分别别代表压压强或温度，下图图表示L一定时时， 中SO3(g)的平衡转转化率随X的变变化关系。 (1)X代表的物理量是_。 (2)判断L1、L2的大小关系，并简简述理由：_ _。 解析 首先根据反应和反应确定反应为2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) H196 kJmol1。(1)根据反应的特点 ：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强SO3(g)的 转化率减小，故X代表压强。(2)在等压条件下，升高温度，反 应的平衡向正向移动，SO3(g)的转化率增大，故L2所代表高 温曲线，即L1L2。 答案 (1)压压强 (2)L1L2 SO3(g)分解的热热化学方程式为为 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) H196 kJmol1，当压压强 一定时时，温度升高，平衡转转化率增大 感悟高考 1.题型：选择题 填空题 2.考向：常见的考查角度有：化学平衡状态的判断；外界 条件对化学平衡的影响规律；化学平衡图像的分析；有 关影响化学平衡因素的实验探究。 3.注意点：注意平衡状态判据中的压强、密度、平均相对分子 质量等判据的不确定性。 最新模拟 解析 甲容器中，碳为固态，该可逆反应属于气体体积不相等 的反应；乙容器中，该可逆反应属于气体体积相等的反应，气 体相对分子质量、密度、压强都始终不变，错误；各气 体组分浓度相等，不能判断反应是否都达到了平衡状态，错 误；断裂氢氧键速率等于断裂氢氢键速率的2倍，经转化得，氢 氧键的断裂速率等于氢氧键的生成速率，正确；消耗水蒸气 与生成氢气是同一反应方向，错误；消耗水蒸气是正向反应 ，消耗氢气是逆向反应，v正v逆，正确。 答案 D 2.在一个2 L的密闭闭容器中，投入反应应物， 发发生反应应2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) H0，其中SO3的变变化如图图所示： (1)用O2表示0到8 min内该该反应应的平均速率v _。 (2)能说说明该该反应应已达到平衡状态态的是_。 A.v(SO3)2v(O2) B.容器内压压强保持不变变 C.v(SO2)逆2v(O2)正 D.容器内密度保持不变变 (3)在第12 min时时，容器压缩压缩 到1 L，则则SO3的变变化曲线为线为 _。 A.a B.b C.c D.d 答案 (1)0.012 5 mol/(Lmin) (2)BC (3)C 解析 缩小容器体积，相当于加压，加压平衡正向移动，但由 于体积缩小，则相应浓度增大，故平衡移动的结果不能抵消条 件的改变，CO的浓度还是增大的，B项错误；工业生产的温度 应考虑反应速率、催化剂的活性温度等，温度过低，反应速率 太慢，不经济不划算，C项错误；从平衡体系中分离出水蒸气 ，平衡正向移动但反应速率减慢，D项错误。 答案 A 4.在体积积恒定的密闭闭容器中，一定量的SO2与1.100 mol O2在催 化剂剂作用下加热热到600 发发生反应应：2SO2O2 2SO3；Hv正 C.该该温度下此反应应的平衡常数K1.44 D.其他条件不变变，再充入0.2 mol Z，平衡时时X的体积积分数增大 答案 C (2)2014福建理综，24(3)已知t 时时，反应应FeO(s) CO(g) Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。 t 时时，反应应达到平衡时时n(CO)n(CO2)_。 若在1 L密闭闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO， t 时时反应应达到平衡。此时时FeO(s)转转化率为为50%，则则x _。 感悟高考 1.题型：选择题(主) 填空题(次) 2.考向：该部分内容通常是在化学反应原理综合题目中，通过 与平衡浓度、转化率的计算，图像的分析等相结合，同时联 系生产生活实际考查学生知识运用能力。 3.注意点：化学平衡常数是个温度常数；通过“三段式” 解题培养解答计算题的条理性。 最新模拟 答案 A 2.在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积积 为为2 L的密闭闭容器中，发发生如下反应应：3A(g)B(g) xC(g) 2D(g)。2 min末该该反应应达到平衡，生成0.8 mol D，并测测得C 的浓浓度为为0.2 molL1，下列判断正确的是( ) A.平衡常数约为约为 0.3 B.B的转转化率为为60% C.从反应应开始至平衡，A的平均反应应速率为为0.3 molL1min 1 D.若混合气体的密度不变则变则 表明该该反应应达到平衡状态态 答案 C 其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，因该反应 是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，NO的转化率增大， 即21；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条 件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因 为反应()是放热反应，故应升高温度。 回答下列问题问题 ： (1)反应应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时时，体 系中各物质浓质浓 度随时间变时间变 化如上图图所示。在060 s时时段，反应应 速率v(N2O4)为为_molL1s1；反应应的平衡常数K1为为 _。 (2)100 时时达平衡后，改变变反应应温度为为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经经10 s后又达到平衡。 a.T_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是 _。 b.列式计计算温度T时时反应应的平衡常数K2_。 (3)温度T时时反应应达平衡后，将反应应容器的容积积减少一半，平衡向 _(填“正反应应”或“逆反应应”)方向移动动，判断理由是 _。 (2014广东理综，33节选)某小组拟组拟 在同浓浓度Fe3的催化下， 探究H2O2浓浓度对对H2O2分解反应应速率的影响。限选试剂选试剂 与仪仪器 ：30% H2O2、0.1 molL1Fe2(SO4)3、蒸馏馏水、锥锥形瓶、双孔 塞、水槽、胶管、玻璃导导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射 器。 设计实验设计实验 方案：在不同H2O2浓浓度下，测测定 _ _ (所测测得数据能直接体现现反应应速率大小)。 教材实验 化学反应速率的测定与影响因素 高考真题 设计实验设计实验 装置，完成如下装置示意图图。 答案 收集相同体积积的氧气所需时间时间 (或相同时间时间 内所收集 氧气的体积积) 考向：化学反应速率的测定及对外界条件对反应速率影响的实 验探究 反应应物浓浓度对对化学反应应速率的影响的实验实验 ：实验实验 中发发生了如 下反应应： 2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO2 8H2O 教材寻源 加入试 剂 0.1 molL1H2C2O4 溶液 0.2 molL 1H2C2O4溶液 实验现 象 褪色时 间 结论 知识：浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响 一、考查反应速率的测定方法 对对于有气体生成的反应应，可测测定相同时间时间 内收集气体的多 少或测测定收集等量气体所耗时间时间 的多少。 对对于有固体参与的反应应，可测测定相同时间时间 内消耗固体质质量 的多少。 对对于有颜颜色变变化或有沉淀生成的反应应，可测测定溶液变变色或 变浑浊变浑浊 所耗时间时间 的多少。 考查角度 二、考查外界条件对反应速率的影响因素 分析浓浓度对对化学反应应速率的影响时时，要注意改变变固体或纯纯 液体的用量对对化学反应应速率没有影响。 分析压压强对对化学反应应速率的影响时时，关键键看气体浓浓度是否 发发生变变化。 温度对对反应应速率影响的规规律适用于所有化学反应应，注意区 别别温度对对速率和平衡影响的差别别。 催化剂对剂对 正、逆反应应速率的影响程度是相同的。 1.把镁镁条直接投入到盛有盐盐酸的敞口容器中， 产产生H2的速率如右图图所示，在下列因素中， 影响反应应速率的因素是( ) 盐盐酸的浓浓度 镁镁条的表面积积 溶液的温度 Cl的 浓浓度 A. B. C. D. 我来预测 解析 Mg2H=H2Mg2，实质是镁与H间的反应， 与Cl无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸 中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触的面积不断增大 ，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应 放出热量，使温度升高，则反应速率会逐渐加快。 答案 C 2. (2015四川峨眉山三诊)为为了探究温度、硫酸铜对锌铜对锌 与稀硫 酸反应应速率的影响规规律，某同学设计设计 如下方案： 编号 纯锌 粉 质量 0.2 molL 1硫酸体 积 温度 硫酸铜 固体质 量 2.0 g10.0 mL25 0 2.0 g10.0 mLt 0 2.0 g10.0 mL35 0.2 g 2.0 g10.0 mL35 4.0 g 下列推断合理的是( ) A.为为了选择选择 和实验实验 探究硫酸铜对铜对 反应应速率的影响，必须须 控制t25 B.待测测物理量是收集等体积积(相同条件)气体所需要的时间时间 ，时时 间间越长长，反应应越快 C.根据该该方案，还还可以探究硫酸浓浓度对对反应应速率的影响 D.根据该实验该实验 方案得出反应应速率大小可能是 解析 A项，根据控制变量法原理，和实验探究温度对反 应速率的影响，而和实验探究硫酸铜对反应速率的影响， 应控制实验的温度为35 ，A项错误；B项，时间越长，反 应越慢，B项错误；C项，上述方案只能探究温度、硫酸铜对锌 与稀硫酸反应速率的影响，C项错误；D项，同条件下，温度高 ，反应快，得出的速率比的速率大；少量硫酸铜与锌发生 置换反应，铜附在锌表面构成原电池，加快反应速率，但是硫 酸铜的量过多，会导致大量铜覆盖锌，阻止反应进一步进行， D项正确。 答案 D 3.某探究性学习习小组组用相同质质量的锌锌和相