2019届新课标高考化学二轮复习精编课件（专题6）化学反应速率和化学平衡（57页）.ppt

专题六化学反应速率和化学平衡 最新考纲 1 了解化学反应速率的概念 反应速率的定量表示方法 2 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 3 了解化学反应的可逆性 4 了解化学平衡建立的过程 了解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 5 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率和化学平衡的影响 认识其一般规律 6 了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活 生产和科学研究领域中的重要作用 1 化学反应速率的简单计算 1 根据概念计算 自查 单位 或 等 2 根据化学计量数求算在同一条件下的同一化学反应中 各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的 之比 mol L 1 s 1 mol L 1 min 1 化学计量数 2 反应速率的大小比较 1 同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值 但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小 而要通过转化换算成 的反应速率 单位要统一 再比较 的大小 n m p q 单位 可能不同 同一物质 数值 3 根据外界条件对化学反应速率的影响规律进行比较 3 外界条件对化学反应速率 化学平衡的影响一定条件下反应C s H2O g CO g H2 g H 0 在某密闭容器 体积可变 中达到平衡 1 升高温度 反应速率 平衡向 方向移动 2 减小容器的容积 反应速率 平衡向 方向移动 3 继续充入水蒸气 反应速率 平衡向 方向移动 4 加入催化剂 反应速率 平衡 5 加入C s 反应速率 平衡 6 保持恒温 恒压 充入N2 反应速率 平衡向 方向移动 7 保持恒温 恒容 充入N2 反应速率 平衡 增大 正反应 增大 逆反应 增大 正反应 增大 不移动 不移动 不变 减小 正反应 不变 不移动 4 利用K判断平衡移动方向如 对于可逆反应 mA g nB g pC g qD g 在一定温度的任何时刻 反应物与生成物的浓度有如下关系 正反应 逆反应 平衡状态 5 利用K判断反应的热效应若升高温度 K值增大 则正反应为 反应 若升高温度 K值减小 则正反应为 反应 吸热 放热 1 升高温度 吸热反应速率加快 放热反应减慢 是否正确 升高温度 正反应速率的变化是否要根据反应的热效应来判断 提示错误 升高温度 正反应速率和逆反应速率一定增大 与反应的热效应无关 2 化学平衡向右移动时 正反应速率和逆反应速率如何变化 提示化学平衡向右移动的原因是条件的改变导致了正反应速率比逆反应速率大 正反应速率和逆反应速率可能都增大 也可能都减小 还可能前者不变后者减小或者前者增大后者不变等 总之 要判断平衡移动的方向 只要比较正逆反应速率的相对大小即可 自悟 3 对于达到平衡状态的可逆反应 各物质的化学反应速率一定相等吗 提示对于同一反应在同一反应时间内 各种物质的消耗速率或生成速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比 并不一定相等 4 对于达到平衡状态的可逆反应外界条件改变时 化学反应速率发生变化 化学平衡是否一定发生移动 提示不一定 如外界条件改变时 正逆反应速率改变程度相同 则平衡不发生移动 如正逆反应速率改变程度不同 则平衡发生移动 如加入催化剂 化学反应速率增大 但平衡不移动 自建 外界条件对化学反应速率的影响 实际是通过影响单位体积内活化分子的数量 改变有效碰撞次数来实现的 影响化学反应速率的外界条件主要有温度 浓度 压强和催化剂 我们可以将其进行归纳 必考点一化学反应速率的定性分析与定量计算 突破核心考点 1 浓度 压强 温度 催化剂影响化学反应速率的实质 改变了单位体积内活化分子的数目 单位体积内的活化分子数目增加 反应速率加快 反之减慢 2 压强对反应速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的 3 温度改变对任何反应的速率都有影响 2012 福建理综 12 一定条件下 溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示 下列判断正确的是 真题1 A 在0 50min之间 pH 2和pH 7时R的降解百分率相等B 溶液酸性越强 R的降解速率越小C R的起始浓度越小 降解速率越大D 在20 25min之间 pH 10时R的平均降解速率为0 04mol L 1 min 1 科学审题 三看 看面 弄清纵 横坐标的含义 看线 弄清线的走向 变化趋势及线的斜率 看点 弄清曲线上点的含义 特别是一些特殊点 如与坐标轴的交点 曲线的交点 折点 最高点与最低点等 解析在0 50min之间 pH 2和pH 7时反应物R都能完全反应 降解率都是100 故A正确 pH分别为2 7 10时 通过曲线的倾斜程度可看出溶液的酸性越强 R的降解速率越大 故B错误 图中无法比较同一pH条件下 R的起始浓度与降解速率的关系 故C错误 20 25min之间 pH 10时R的平均降解速率为0 2 10 4mol L 1 5min 4 10 6mol L 1 min 1 故D错误 答案A 1 反应2SO2 g O2 g 2SO3 g 经一段时间后 SO2的浓度减少了0 4mol L 1 在这段时间内用O2表示的反应速率为0 04mol L 1 s 1 则这段时间为 A 0 1sB 2 5sC 5sD 10s 题组 答案C 2 已知某化学实验的结果如下表 下列结论正确的是 A v1 v2 v3B v3 v2 v1C v1 v3 v2D v2 v3 v1解析影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质 由于镁的活动性比铁强 所以与相同浓度的盐酸反应时 镁条的反应速率大 反应物浓度越大 反应速率越大 故v1 v2 v3 答案A 3 2013 宁德调研 向某密闭容器中加入0 3molA 0 1molC和一定量的B三种气体 一定条件下发生反应 各物质的浓度随时间变化如甲图所示 t0 t1阶段的c B 变化未画出 乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中正 逆反应速率随时间变化的情况 且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同 t3 t4阶段为使用催化剂 下列说法中正确的是 A 若t1 15s 则用A的浓度变化表示的t0 t1阶段的平均反应速率为0 004mol L 1 s 1B t4 t5阶段改变的条件一定为减小压强C 该容器的容积为2L B的起始物质的量为0 02molD t5 t6阶段 容器内A的物质的量减少了0 06mol 而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ 该反应的热化学方程式 3A g B g 2C g H 50akJ mol 1 解析对于含图像的反应速率题目 首先要仔细读图 分析反应速率在特定时间段里的变化趋势 然后对改变的条件进行判断 C的浓度变化为0 11mol L 1 0 05mol L 1 0 06mol L 1 t3 t4与t4 t5 条件改变时 平衡不发生移动 只可能是两种情况 一是加入了催化剂 二是反应是一个反应前后气体分子数相等的反应 改变了体系的压强 t3 t4阶段使用了催化剂 则t4 t5阶段改变的条件一定为减小压强 A项 前15s中A的浓度变化为0 15mol L 1 0 06mol L 1 0 09mol L 1 速率为0 006mol L 1 s 1 A项错 C项 A与C的化学计量数之比为3 2 且该反应为反应前后气体分子数相等的反应 故B只能为生成物 且B与C的化学计量数之比为1 2 则B的浓度改变为0 03mol L 1 其起始浓度为0 02mol L 1 物质的量为0 04mol C项错 t5 t6的条件改变为升高温度 这时反应正向进行 所以正反应为吸热反应 D项错 答案B 1 外界条件对可逆反应的正 逆反应速率的影响趋势和程度 1 当增大反应物 或生成物 浓度时 v 正 或v 逆 增大 v 逆 或v 正 瞬间不变 随后也增大 2 增大压强 气体分子数减小方向的反应速率变化程度大 3 对于反应前后气体分子数不变的反应 改变压强可以同等程度地改变正 逆反应速率 4 升高温度 不论放热反应还是吸热反应 v 正 和v 逆 都增大 但吸热反应方向的反应速率增大的程度大 5 使用催化剂 能同等程度地改变正 逆反应速率 掌握方法技能 2 惰性气体对反应速率的影响我们把与化学反应体系中各反应成分均不起反应的气体统称为 惰性气体 1 恒温恒容时 分析化学平衡移动的一般思路 必考点二化学平衡状态和移动方向的判断 突破核心考点 2013 山东理综 12 对于反应CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 在其他条件不变的情况下 A 加入催化剂 改变了反应的途径 反应的 H也随之改变B 改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量不变C 升高温度 反应速率加快 反应放出的热量不变D 若在原电池中进行 反应放出的热量不变 思维提示 反应的特征 H与反应物和生成物量的关系 外界条件对化学平衡及反应速率的影响 真题2 解析A项 加入催化剂 改变反应途径 但不能使化学平衡移动 所以 H不变 错误 B项 由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应 所以改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量也不变 正确 C项 该反应为放热反应 升温 化学反应速率加快 平衡逆向移动 反应放出的热量应减少 错误 D项 若把该反应设计成原电池 化学能除转化成热能外 还转化成电能 所以放出的热量应减少 错误 答案B A 反应达到平衡时 若两种反应物的转化率相等 则起始投入的n NH3 n O2 4 5B 反应达到平衡后 对体系一直进行加压 平衡总是逆向移动C 反应达到平衡时 若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体 平衡不移动D 当v正 NH3 v正 NO 1 1时 说明该化学反应已经达到平衡 题组 解析反应过程中 反应物和生成物的转化量之比等于其化学计量数之比 平衡时 两种反应物的转化率相等 则它们的起始投入量之比应该等于其化学计量数之比 故A正确 当加压到一定压强时 气态水变为非气态 平衡会正向移动 故B错 充入稀有气体而压强不变 相当于增大容器容积 平衡向气体体积增大的方向移动 C错 NH3 NO的正反应速率相等 与反应是否达到平衡无关 故D错 答案A 2 2013 南通调研 向某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B 一定温度下发生反应A g xB g 2C g 达到平衡后 只改变反应的一个条件 测得容器中各物质的浓度 反应速率随时间变化的关系如图所示 下列说法正确的是 A 30min时改变的条件是降低温度 40min时改变的条件是升高温度B 8min前A的平均反应速率为0 08mol L min C 反应的化学方程式中的x 1 且正反应为吸热反应D 20min后该反应的平衡常数均为4解析由图1可知该反应在20min时达到平衡 A和B减小的浓度相同 可知x 1 由图2可知30min时正 逆反应速率同时减小且相等 可知改变的条件是减小压强 40min时正 逆反应速率均增大且不相等 可知改变的条件是升高温度 A选项错误 根据前8minA的转化量可以求出其平均反应速率为0 08mol L 1 min 1 B选项正确 由40min时升高温度平衡逆向移动 可判断正反应放热 C选项错误 20 40min内 可计算得出反应的平衡常数为4 40min时升高温度 平衡常数减小 D选项错误 答案B 3 已知 反应 Fe s CO2 g FeO s CO g 的平衡常数为K1 反应 Fe s H2O g FeO s H2 g 的平衡常数为K2 不同温度下 K1 K2的值如表中所示 1 从表中数据可以推断 反应 是 填 吸 或 放 热反应 2 现有反应CO2 g H2 g CO g H2O g 写出该反应的平衡常数K3的数学表达式 3 根据反应 与 可推导出K1 K2与K3之间的关系式 据此关系式及表中数据 也能推断出反应 是吸热反应还是放热反应 欲使反应 在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动 可采用的措施有 填序号 A 缩小反应容器容积B 扩大反应容器容积C 降低温度D 升高温度E 使用合适的催化剂F 设法减少CO的量 解析通读本题可知K3的表达式一定和K1 K2有关系 紧抓住这个思路 结合三个化学反应的特征进行联系是解答这道题的思路之一 1 反应 的平衡常数随温度的升高而增大 说明温度升高 平衡正向移动 反应 的正反应为吸热反应 1 可逆反应达到平衡状态的标志 掌握方法技能 2 平衡移动方向的判定 1 应用平衡移动原理如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强或温度等 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 原理中 减弱这种改变 的正确理解应当是升高温度时 平衡向吸热反应方向移动 增加反应物浓度 平衡向反应物浓度减少的方向移动 增大压强时 平衡向气体体积缩小的方向移动 化学平衡移动的根本原因是外界条件 如温度 压强 浓度等 的改变破坏了原平衡体系 使得正 逆反应速率不再相等 当v正 v逆时 平衡向正反应方向移动 当v正 v逆时 平衡向逆反应方向移动 移动的结果是v正 v逆 若条件的改变不能引起正 逆反应速率的变化 或者正 逆反应速率的变化相同 则平衡不发生移动 2 应用浓度商Qc与平衡常数K的关系 3 化学平衡分析中两种重要思想的应用 1 等价转化思想 化学平衡状态的建立与反应途径无关 即无论可逆反应是从正反应方向开始 还是从逆反应方向开始 或从中间状态开始 只要起始投入物质的物质的量相等 则可达到一样的平衡状态 2 放大缩小思想 该方法适用于起始投入物质的物质的量存在一定的倍数关系 它指的是将反应容器的体积扩大或缩小一定的倍数 让起始物质的浓度相同 则在一定的条件下 可建立相同的平衡状态 然后在此基础上进行压缩或扩大 使其还原为原来的浓度 分析在压缩或扩大过程中 平衡如何移动 再依据勒夏特列原理 分析相关量的变化情况 高考中对化学反应速率和化学平衡的有关计算往往以化学平衡常数为中心 以转化率为主要考点进行考查 因此对化学平衡常数的理解尤为重要 1 对于同类型的反应 K值越大 反应物转化率越大 表示反应进行的程度越大 K值越小 反应物转化率越小 表示反应进行的程度越小 2 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 必考点三有关化学平衡常数及转化率的简单计算 突破核心考点 3 反应物或生成物中若有固体或纯液体 由于其浓度可以看做为 1 而不代入平衡常数表达式 4 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 若化学方程式中的化学计量数变化 相应地化学平衡常数也要发生变化 当化学方程式逆写时 平衡常数为原平衡常数的倒数 2013 重庆理综 7 将E和F加入密闭容器中 在一定条件下发生反应 E g F s 2G g 忽略固体体积 平衡时G的体积分数 随温度和压强的变化如下表所示 真题3 b f 915 2 0MPa时E的转化率为60 该反应的 S 0 K 1000 K 810 上述 中正确的有 A 4个B 3个C 2个D 1个 思维提示 温度不变增大压强平衡左移 压强一定升高 温度平衡右移 正反应为吸热反应 正确运用 三段式 法解题 解析该反应为气体体积增大的反应 温度一定时 加压 平衡左移 G的体积分数减小 所以a 54 0 75 0 当压强为2 0MPa时 温度越高 G的体积分数越大 说明升温 平衡右移 正反应为吸热反应 b a f 正确 假设起始时加入的E的物质的量为nE g F s 2G g 起始n0平衡n x2x x 0 6n此时 E的转化率为60 正确 该反应为熵增加的反应 S 0 正确 由于该反应为吸热反应 升温 平衡右移 K增大 正确 答案A 1 在容积可变的密闭容器中 2molN2和8molH2在一定条件下发生反应 达到平衡时 H2的转化率为25 则平衡时氮气的体积分数接近于 A 5 B 10 C 15 D 20 解析N2 3H22NH3 题组 答案C A a 1 b 1B a 2 b 1C a 2 b 2D a 3 b 3 答案A 3 工业上 可用CO和H2合成CH3OH 此反应的化学方程式为CO g 2H2 g CH3OH g 该反应不同温度下的平衡常数如表所示 下列叙述中正确的是 A 该反应的正反应是吸热反应B 100 时 向体积为V1L的恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2 达到平衡时 CO的转化率为40 则V1 12C 250 时 向体积为V2L的恒容密闭容器中充入3molCO和3molH2 达到平衡时 混合气体中CO的体积分数为50 D 250 时 向体积为V2L的恒容密闭容器中充入3molCO和3molH2 达到平衡时 混合气体中CH3OH g 的体积分数为62 5 解析A项 表中的数据表明升高温度 化学平衡常数减小 则该反应的正反应为放热反应 A项错误 B项 利用 起始 转化 平衡 三段式进行如下计算 答案C 1 化学平衡计算的基本模式 平衡 三步曲 根据反应进行 或平衡移动 的方向 设某反应物消耗的量 然后列式求解 例 mA nBpC qD起始量 ab00变化量 mxnxpxqx平衡量 a mxb nxpxqx注意 变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例 这里a b可指 物质的量 浓度 体积等 弄清起始量 平衡量 平衡转化率三者之间的