2019届高中化学第二章专题提升二化学反应速率与平衡课件新人教版选修.pptx

专题提升二 化学反应速率与平衡,化学计量数法:利用化学反应速率之比=化学计量数之比,计算中注意以下量的关系: 对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻) 对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻),(2)化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。,看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。 换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。,(1)反应2 min内,v(A)= , v(B)= 。,(2)化学方程式中,x= 、y= 、p= 、q= 。,答案:(2)2 3 1 6,(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为 。,(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的H (填“”“”或“=”)0。,解析:(4)其他条件不变,升高温度,平衡时D的量减少,说明升高温度平衡向左移动,即正反应为放热反应。,答案:(4),(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较: 反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”),理由是 ; 平衡时反应物的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”),理由是 。,解析:(5)其他条件不变,缩小容积,浓度增大,所以反应速率增大;该反应是气体体积增大的反应,缩小容积,平衡将向体积减小的方向移动,即向左移动,所以反应物的转化率减小。,答案:(5)增大 容积减小,反应物的浓度增大,因而反应速率增大 减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数少的方向(即逆反应方向)移动,因而反应物转化率减小,其中反应速率最快的是( ) A. B. C. D.,D,2.“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素,典型例题2 (2017江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( ),A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,解析:由图甲可知,起始时H2O2的浓度越小,曲线下降越平缓,说明反应速率越慢,A项错误;OH-的浓度越大,pH越大,即0.1 molL-1 NaOH对应的pH最大,曲线下降最快,即H2O2分解最快,B项错误;由图丙可知,相同时间内,0.1 molL-1 NaOH条件下H2O2分解最快,0 molL-1 NaOH条件下H2O2分解最慢,而1.0 molL-1 NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间,C项错误;由图丙可知,三种浓度的NaOH溶液中0.1 molL-1 的反应速率最大,图丁可知,碱性条件下c(Mn2+) 越大,H2O2的分解速率越快,说明碱性条件下,Mn2+对H2O2分解速率影响较大,D项正确。 答案:D,跟踪训练2 在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( ),A.a=6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C.b318.2 D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同,D,解析:根据题中数据分析,温度不变时,反应的瞬时速率与浓度成正比,则可求出a=6.00,A项正确;温度为 b K、浓度为0.500 molL-1和温度为318.2 K、浓度为0.300 molL-1对应的瞬时速率相等,B项正确;浓度不变时,温度由318.2 K变为b K时,反应速率减小,则b318.2,C项正确;不同温度时,反应速率不同,蔗糖浓度减少一半所需的时间不同,D项错误。,3.化学平衡状态的判断 (1)“两审” 一审题干条件,是恒温恒容还是恒温恒压;二审反应特点:反应前后气体体积是否发生变化;反应是吸热反应还是放热反应。 (2)“两标志” 等:v正=v逆 分析v正、v逆的关系。主要分析在某一可逆反应中,正反应消耗掉某反应物的速率是否等于逆反应生成该反应物的速率。,定:达到平衡状态时,反应混合物中各组分的含量一定。 a.分析体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数是否保持不变。,混合气体的密度不再变化时 容器内气体的压强不再变化时 混合气体的总物质的量不再变化时 B的物质的量浓度不再变化时 混合气体的平均相对分子质量不再改变时 当v正(B)=2v逆(C) A. B. C. D.只有,解析:A为固态,反应正向进行时气体质量增大,逆向进行时气体质量减小,所以,密度不变时平衡,正确;该反应前后气体体积不变,所以压强不变时不一定平衡,错误;该反应前后气体物质的量相等,所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡,错误;B的浓度不变,说明反应达到平衡,正确;混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,说明气体的质量不变,正、逆反应速率相等,反应达到平衡,正确;v正(B)=2v逆(C)时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,正确。 答案:A,A,A.氯化氢的转化率不再改变 B.气体的质量不再改变 C.断开4 mol HCl键的同时生成4 mol HO键 D.n(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)=4122,解析:氯化氢的转化率不再改变,说明各物质的物质的量不变,反应达平衡状态,A正确;气体的质量一直不变,所以不一定达平衡状态,B错误;只要反应发生就存在断开4 mol HCl键的同时生成4 mol HO键,C错误;n(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)=4122,不能说明反应达到平衡状态,D错误。,4.外界条件对化学平衡影响实验中的数形结合思想 外界条件对化学平衡影响实验与图像相结合的题目是一种特殊题型,其特点是:图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图像,具有简明、直观、形象的特点。该类试题包含的信息量比较大,随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高,这种数形结合的试题将频频出现。,反应的H1为 kJmol-1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x 0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是 (填标号)。 A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强,解析:(1)反应=-,则H1=H2-H3=-119 kJmol-1- (-242 kJmol-1)=+123 kJmol-1。反应是分子数增大的反应,随压强的增大,平衡逆向移动,平衡转化率降低,所以x小于0.1。因正向反应是一个分子数增大的吸热反应,所以产率提高采取的措施是A、D。,答案:(1)123 小于 AD,(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是 。,解析:(2)因为反应中生成H2,所以随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大,丁烯的产率降低。,答案:(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大,(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是 、 ;,解析:(3)反应正向为吸热反应,所以590 前升高温度,平衡正向移动,而升高温度时,反应速率加快,单位时间内产生丁烯更多,590 以后,高温使丁烯裂解生成短碳链烃类,故丁烯产率降低。,答案:(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短碳链烃类,(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为 。,(2)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为 (以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正= min-1。,答案:(2)k正/K 1.9510-3,(3)由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为 (填字母)。,答案:(3)A、E,5.化学平衡图像分析与判断 (1)9字步骤:看图像,想规律,作判断,(2)8字技巧:先拐先平,定一议二。 先拐先平 在含量(转化率)时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 定一议二 当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。,A.p1p2,T1q,HT2,m+nq,H0 C.p1p2,T1T2,m+n0,答案:D,D,解析:升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量减小,且达到平衡时需要的时间短,故A正确,D错误;增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量减小,且达到平衡时需要的时间短,故B正确;有无催化剂只影响到达平衡所需的时间,不影响平衡移动的结果,故C正确。,6.与化学平衡有关的计算 (1)基本步骤,(3)计算公式 v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq(未达到平衡时,用于确定化学方程式中未知的化学计量数)。,答案:(1)25%,答案:(2)6,(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 molL-1,c(N)= a molL-1;达到平衡后,c(P)=2 molL-1,则a= 。,答案:(3)41.4%,(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b molL-1,达到平衡后,M的转化率为 。,解析:(1)消耗CO和消耗CH3OH的速率相等时,说明正、逆反应速率相等,所以反应一定达到平衡,选项A正确;升高温度一定是正、逆反应速率都加快,选项B错误;催化剂不改变平衡状态,也就一定不改变平衡转化率,选项C错误;化学反应平衡常数只与温度有关,所以增大压强,平衡常数不变,选项D正确。,答案:(1)B、C,(2)在某温度时,将1.0 mol CO与2.0 mol H2充入2 L的空钢瓶中,发生上述反应,在第5 min时达到化学平衡状态,此时甲醇的物质的量分数为10%。甲醇浓度的变化状况如图所示:,从反应开始到5 min时,生成甲醇的平均速率为 。,答案:(2)0.025 molL-1min-1,5 min时达到平衡,H2的平衡转化率= %。化学平衡常数K= 。,答案:25 0.59,1 min时的v正(CH3OH) (填“”“”或“=”)4 min时v逆(CH3OH)。,答案:,若将钢瓶换成同容积的绝热钢瓶,重复上述实验,平衡时甲醇的物质的量分数 (填“”“”或“=”)10%。,解析:若将钢瓶换成同容积的绝热钢瓶,重复上述实验,则反应放出的热量不能散发,会使体系温度上升,正反应放热,温度升高,平衡逆向移动,甲醇体积分数将减小,所以小于10%。,答案:,7.等效平衡思想的应用 (1)等效平衡判断“四步曲”,(2)解答方法 解答等效平衡问题时,先看条件(恒温恒容或恒温恒压),再看方程式反应前后气体分子数(相同或不同),按“一边倒”转换比较。 恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,要求一边倒成比例。 恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不同的可逆反应,要求一边倒相等。 恒温恒压条件下,不管反应前后气体分子数是否改变,都只要求一边倒成比例。,解析:本题考查化学平衡移动和恒温恒容条件下的等效平衡原理。根据化学平衡只与始、终态有关,与路径无关。甲、乙能达到同一平衡状态,HI浓度相等。升高温度HI浓度都减小,不能判断甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,A项错误;向甲中充入氦气,因为容积不变,各物质浓度不变,平衡不移动,甲、乙中HI的平衡浓度相等,B项错误;对甲降温,平衡向右移动,HI浓度增大,乙中HI浓度不变,C项正确;甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,甲、乙中HI浓度增大程度相等,使甲、乙中HI的平衡浓度相等,D项错误。 答案:C,(1)若维持容器容积和温度不变,按下列各种配比为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为n molL-1的是 (填字母,下同)。 A.4 mol A+2 mol B B.2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D C.3 mol A+1 mol B D.3 mol C+1 mol D E.1 mol