高考化学一轮复习 第一部分 第六专题 化学反应速率和化学平衡课件.ppt

第六专题化学反应速率和化学平衡 由无色变为蓝色 为确保能观察到蓝色 初始的 物质的量需满足的关系为 1 向ki na2s2o3与淀粉的混合溶液中加入一定量的k2s2o8溶液 当溶液中的 耗尽后 溶液颜色将 2 为探究反应物浓度对化学反应速率的影响 设计的实验 方案如下表 2 3 已知某条件下 浓度与反应时间t的变化曲线 度和加入催化剂时与t的变化曲线示意图 进行相应的 表中vx ml 理由是 如下图 若保持其他条件不变 请在图中分别画出降低反应温 标注 2 保证其他条件不变 只改变 反应物k2s2o8浓度 从而到达对照实验的目的 为能充分利用钾资源 用饱和ca oh 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾 工艺流程如下 出k 的原因 1 滤渣的主要成分有 和 以及未溶杂卤石 2 用化学平衡移动原理解释ca oh 2溶液能溶解杂卤石浸 3 除杂 环节中 先加入 溶液 经搅拌等操作后 过滤 再加入 溶液调滤液ph至中性 4 不同温度下 k 的浸出浓度与溶浸时间的关系见下图 由图可得 随着温度升高 mg oh 2 caso4 加入ca oh 2溶液 oh 与mg2 结合成mg oh 2 ca2 与结合成caso4而析出 使平衡向右移动 杂卤石 溶解浸出k 留在滤液中 k2co3 h2so4 在同一时间内 k 的浸出浓度增大 k 的溶浸速率加快 达到溶浸平衡的时间变短 3 2011年广东改编 利用光能和光催化剂 可将co2和h2o g 转化为ch4和o2 紫外光照射时 在不同催化剂 作用下 ch4产量随光照时间的变化如下图所示 1 在0 30小时内 ch4的平均生成速率v v 和v 从大到小的顺序为 反应开始后的12小时内 在第 种催化剂作用下 收集的ch4最多 2 将等物质的量的ch4和h2o g 充入1l恒容密闭反应器中 在一定条件下发生反应 ch4 g h2o g co g 3h2 g 某温度下该反应达到平衡 平衡常数k 27 此时测得co的物质的量为0 10mol 求ch4的平衡转化率 结果保留两位有效数字 2 设ch4和h2o的起始量均为xmol 结合平衡时n co 0 10mol 有ch4 g h2o g co g 3h2 g 始 mol l 1xx00转 mol l 10 100 100 100 30平 mol l 1 x 0 10 x 0 10 0 100 30 答案 1 v v v 2 91 4 2010年广东 硼酸 h3bo3 在食品 医药领域应用广泛 1 请完成b2h6气体与水反应的化学方程式 b2h6 6h2o 2h3bo3 2 在其他条件相同时 反应h3bo3 3ch3ohb och3 3 3h2o中 h3bo3的转化率 在不同温度下随反应时间 t 的 变化如下图所示 由此图可得出 温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 该反应的 h 0 填 3 h3bo3溶液中存在如下反应 mol l 1h3bo3溶液中 上述反应于298k达到平衡时 c平衡 h 2 0 10 5mol l 1 c平衡 h3bo3 c起始 h3bo3 水的电离可 忽略不计 此温度下该反应的平衡常数k 计算结果保留两位有效数字 h3bo3 aq h2o l b oh 4 aq h aq 已知0 70 3 5 7 10 10mol l 1 答案 1 6h2 2 升高温度 反应速率加快 平衡正向移动 解析 1 根据元素守恒 未知产物只能是h2 2 由图像可知 温度升高 h3bo3的转化率增大 故升高温度使平衡正向移动 正反应是吸热反应 即 h 0 化学反应速率与化学平衡是高考必考内容 考查形式主要是图表文字结合的填空题 化学反应速率着重考查不同条件下化学反应速率的计算与比较 化学平衡着重考查平衡常数和转化率的计算 用平衡原理分析问题 预测2013年考查的内容和形式与往年基本相同 1 化学反应速率 1 定量表示方法 2 化学计量数与化学反应速率的关系 反应ma g nb g pc g qd g 有va vb vc vd 3 外界因素影响化学反应速率的规律 反应物浓度 反应温度 压强 有气体参加的反应 固体表面积 使用合适的 等 均能使反应速率增大 反之则能使反应速率 m n p q 增大 升高 增大 增大 催化剂 减小 2 化学平衡 1 化学平衡状态的主要判据 反应速率 v正 物质的浓度 质量分数等 有固体 液体参加的气体反应和正 逆反应的气体分子数不相等的反应 气体的 一定 2 化学平衡常数 k 与浓度商 q 关系 对于反应aa v逆 保持一定 压强或浓度等 依据k q判断可逆反应进行的限度与方向 注意 平衡常数 k 表达式中的浓度为平衡状态时的物质 的量浓度 正向 不 逆向 表达式 浓度商 q 表达式中的浓度为任意时刻的物质的量浓度 k值越大 表示可逆反应向正反应方向进行的限度越大 温度升高 k值可能增大也可能减小 3 外界因素影响化学平衡的规律 增大反应物浓度和减小生成物浓度 化学平衡向 方向移动 反之 化学平衡向 方向移动 升高温度 化学平衡向 方向移动 反 之 化学平衡向 方向移动 正反应 逆反应 吸热反应 放热反应 增大压强 化学平衡向气体分子数 的方向移动 反之 化学平衡向气体分子数 的方向移动 反应前后气体分子数不变的可逆反应 改变压强 平衡 勒夏特列原理 改变影响化学平衡的一个因素 平衡将向能够减弱这种改变的方向移动 减少 增加 不移动 外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响 例1 对于可逆反应 h akj mol 1 下列叙述正确的是 a 达到化学平衡状态时 4v正 o2 5v逆 no b 若单位时间内生成xmolno的同时消耗xmolnh3 则反应达到化学平衡状态c 达到化学平衡状态后 若增大容器容积 则正反应速率减小 逆反应速率增大d 改变反应温度 当3v正 nh3 2v逆 h2o 时 一定是a 0 平衡正向移动 答案 a 解析 根据反应方程式 有4v正 o2 5v正 no 所以4v正 o2 5v逆 no 表示v正 no v逆 no a正确 生成no和消耗nh3均为正反应的变化 未表述逆反应情况 b错误 由于反应物 生成物均为气体 增大容器容积正 逆反应速率都减小 c错误 在反应达到平衡时 v正 nh3 v逆 h2o 2 3 即3v正 nh3 2v逆 h2o 当3v正 nh3 2v逆 h2o 时 v正 nh3 v逆 nh3 则平衡肯定正向移动 但不能确定是升温还是降温 故a的正负不确定 d错误 触类旁通 1 双选 700 时 向容积为2l的密闭容器中充入一定 量的co和h2o 发生反应 co g h2o g co2 g h2 g 反应过程中测定的部分数据见下表 表中t2 t1 下列说法正确的是 答案 bc 解析 a错误 在t1min内的平均速率是t1min内h2浓度变化与t1的比值 b正确 温度不变 平衡常数不变 起始容器中充入0 60molco和1 20molh2o 与起始容器中充入0 60molh2o和1 20molco效果相同 n co2 0 40mol c正确 温度不变 向平衡体系中再通入0 20molh2o 与原平衡相比 平衡向右移动 达到新平衡时co的转化率增大 h2o的转化率减小 但h2o的体积分数会增大 d错误 原平衡常数k 1 温度升至800 上述反应的平衡常数变为k 0 64 说明温度升高 平衡是向左移动 那么正反应应为放热反应中 1 涉及外界条件对化学反应速率的影响时 影响最大的是催化剂 其次是温度 温度越高 速率越快 然后是浓度和压 强 若是可逆反应 外界条件对v正和v逆的影响趋势是一样的 即若升高温度或增大压强 有气体参与的反应 v正 v逆均加快 若增大反应物浓度 v逆瞬时速率不变 但最终v正和v逆均加快 2 不要把外界条件对化学反应速率的影响与化学平衡移动的方向及建立平衡的时间混为一谈 使用催化剂时v正 v逆 同倍增大 平衡不移动 但可以缩短建立平衡的时间 降低 温度时v正 v逆均减小 对于吸热反应来说 正反应速率减小 的幅度大于逆反应 化学平衡向逆反应方向移动 由于反应速 率减小 建立平衡的时间延长 压缩体积以增大压强时 v正 v逆均增大 气体体积减小的逆反应增大的幅度大于气体体积增 大的正反应 化学平衡向逆反应方向移动 同时缩短了建立平衡的时间 化学平衡常数 解析 a错 有气体参加的反应 液态和固态物质不列入平衡常数表达式中 b错 非水溶液中进行的化学反应 c h2o 要列入反应平衡常数的表达式 c错 升高温度 放热反应的 平衡常数减小 平衡逆移 k 0 d对 降低温度 加大压强 将氨液化分离均使平衡正移 q k 答案 d 触类旁通 2 对于3fe s 4h2o g fe3o4 s 4h2 g 反应的平 衡常数表达式正确的是 解析 反应中fe s 和fe3o4 s 不列入平衡常数表达式 d 有关平衡常数k应用中应该注意的问题 1 k是温度函数 温度变化 k变化 浓度 压强的变化 催化剂的使用 不改变k 2 温度与 h k 转化率的变化关系 1 升高温度 h0 的反应k增大 转化率增大 2 降低温度 h0 的反应k减小 转化率减小 3 固体 纯液体 水溶液中的c h2o 不列入平衡常数表达式中 气体反应中的h2o g 和在有机溶剂中反应的c h2o 要列入平衡常数表达式中 4 同一个化学反应 反应方程式的书写方式不同 k不同 正 逆反应的k值互为倒数关系 例如 在相同条件下 c i2 h 108kj mol 1 反应体系达 化学反应速率和化学平衡的图像 例3 2012年全国节选 光气 cocl2 的分解反应为 到平衡后 各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示 第10min到14min的cocl2浓度变化曲线未示出 1 计算反应在第8min时的平衡常数k 2 比较第2min反应温度t 2 与第8min反应温度t 8 的 高低 t 2 t 8 填 或 3 若12min时反应于温度t 8 下重新达到平衡 则此时 c cocl2 mol l 1 4 比较产物co在2 3min 5 6min和12 13min时平均反应速率 平均反应速率分别以v 2 3 v 5 6 v 12 13 表示 的大小 5 比较反应物cocl2在5 6min和15 16min时平均反应速率的大小 v 5 6 v 12 13 填 或 原因是 2 计算t 2 时的k 0 095mol l 1 0 07mol l 1 0 055mol l 1 0 121mol l 1 明显小于t 8 时的k值 说明是升高温度平衡正向移动的原因 3 是t 8 温度是不同条件下的平衡状态 用第 1 问的k值计算c cocl2 c cocl2 0 12mol l 1 0 06mol l 1 0 234mol l 1 0 031mol l 1 4 因为5 6min co浓度在改变 所以平均反应速率大于其他时间的 2 3min 12 13min时处于平衡状态 v 2 3 v 12 13 的平均反应速率为0 5 因为5 6min时浓度改变大于12 13min 所以5 6min时cocl2平均反应速率大于15 16min 答案 1 0 234mol l 1 2 3 0 031 4 v 5 6 v 2 3 v 12 13 5 在相同温度时 该反应的反应物浓度越高 反应速率越大 触类旁通 3 在一容积为2l的密闭容器中 加入0 2moln2和0 6molh2 在一定条件下发生如下反应 反应中nh3物质的量浓度的变化情况如下图所示 请回答下列问题 1 根据上图 计算从反应开始到平衡时 平衡反应速率v nh3 为 2 该反应达到平衡时h2的转化率为 3 反应达到平衡后 第5分钟末 保持其他条件不变 若改变反应温度 则nh3的物质的量浓度不可能为 填序号 a 0 20mol l 1b 0 12mol l 1c 0 10mol l 1d 0 08mol l 1 4 反应达到平衡后 第5分钟末 保持其他条件不变 若只把容器的体积缩小一半 平衡 移动 填 向逆反应方向 向正反应方向 或 不