高中化学二轮复习 专题八 化学反应速率 化学平衡课件.ppt

专题八化学反应速率化学平衡 考点一化学反应速率及其影响因素 考点三全面突破化学平衡常数及转化率 考点二全面突破化学平衡 考点四看图识图借图破解 化学反应速率及其影响因素 考点一 1 深度剖析速率的计算方法 用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质 不适用于固体和纯液体 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率 而不是瞬时速率 且计算时取正值 对于可逆反应 通常计算的是正 逆反应抵消后的总反应速率 当达到平衡时 总反应速率为零 注 总反应速率也可理解为净速率 2 比值法 同一化学反应 各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比 对于反应 ma g nb g pc g qd g 来说 则有 2 正确理解速率影响因素 2 纯液体 固体对化学反应速率的影响在化学反应中 纯液体和固态物质的浓度为常数 故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率 但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一 如煤粉由于表面积大 燃烧就比煤块快得多 3 外界条件对可逆反应的正 逆反应速率的影响方向是一致的 但影响程度不一定相同 当增大反应物浓度时 v正增大 v逆瞬间不变 随后也增大 增大压强 v正和v逆都增大 气体分子数减小方向的反应速率变化程度大 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 升高温度 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 使用催化剂 能同等程度地改变正 逆反应速率 题组一化学反应速率的全方位考查 1 一定温度下 在2l的密闭容器中 x y z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示 1 2 3 1 从反应开始到10s时 用z表示的反应速率为 0 079mol l 1 s 1 答案 解析 1 2 3 2 该反应的化学方程式为 答案 解析 1 2 3 已知 反应aa g bb g cc g 某温度下 在2l的密闭容器中投入一定量的a b 两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示 1 经测定前4s内v c 0 05mol l 1 s 1 则该反应的化学方程式为 答案 解析 1 2 3 解析前4s内 c a 0 8mol l 1 0 5mol l 1 0 3mol l 1 v a 0 075mol l 1 s 1 v a v c a c 0 075mol l 1 s 1 0 05mol l 1 s 1 3 2 由图像知 在12s时 c a c b 0 6mol l 1 0 2mol l 1 3 1 a b 则a b c三者之比为3 1 2 所以该反应的化学方程式为3a g b g 2c g 1 2 3 2 请在图中将生成物c的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来 答案 答案 解析 1 2 3 3 若上述反应分别在甲 乙 丙三个相同的密闭容器中进行 经同一段时间后 测得三个容器中的反应速率分别为甲 v a 0 3mol l 1 s 1 乙 v b 0 12mol l 1 s 1 丙 v c 9 6mol l 1 min 1 则甲 乙 丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 乙 甲 丙 答案 解析 1 2 3 1 2 3 密闭容器中发生如下反应 a g 3b g 2c g h 0 根据下面速率 时间图像 回答下列问题 1 下列时刻所改变的外界条件 t1 t3 t4 升高温度 加入催化剂 减小压强 答案 解析 1 2 3 解析t1时 v逆增大程度比v正增大程度大 说明改变的条件是升高温度 t3时 v正 v逆同等程度地增大 说明加入了催化剂 t4时 v正 v逆都减小且v正减小的程度大 平衡向逆反应方向移动 说明改变的条件是减小压强 1 2 3 2 反应速率最快的时间段是 t3 t4段 解析由于在t3时刻加入的是催化剂 所以t3 t4段反应速率最快 答案 解析 1 2 3 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化 在100ml稀盐酸中加入足量的锌粉 用排水集气法收集反应放出的氢气 气体体积已折合成标准状况 实验记录如表 累计值 1 2 3 1 哪一时间段反应速率最大 填0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6min 下同 原因是 3 4min 因该反应是放热反应 此时温度高 温度对反应速率的影响占主导作用 解析从表中数据看出3 4min收集的氢气比其他时间段多 虽然反应中c h 下降 但主要原因是zn置换h2的反应是放热反应 温度升高 故答案为3 4min 因该反应是放热反应 此时温度高 温度对反应速率的影响占主导作用 答案 解析 1 2 3 2 哪一时间段的反应速率最小 原因是 5 6min 此时h 浓度小 浓度对反应的速率影响占主导作用 解析5 6min收集的氢气最少是因为虽然反应过程中放热 但主要原因是c h 下降 反应物浓度变低 反应速率变小 故答案为5 6min 此时h 浓度小 浓度对反应速率的影响占主导作用 答案 解析 1 2 3 3 第3 4min时间段以盐酸的浓度表示的该反应速率 设溶液体积不变 是 v hcl 0 15mol l 1 min 1 答案 解析 1 2 3 4 如果反应太激烈 为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量 他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液 你认为可行的是 填字母 a 蒸馏水b nano3溶液c kcl溶液d na2co3溶液 答案 解析 1 2 3 解析a项 加入蒸馏水 溶液的浓度减小 反应速率减小 h 的物质的量不变 氢气的量也不变 正确 b项 加入nano3溶液 盐酸的浓度减小 但此时溶液中含有硝酸 与金属反应得不到氢气 错误 c项 加入kcl溶液 相当于加入水 溶液的浓度减小 反应速率减小 h 的物质的量不变 氢气的量也不变 正确 d项 加入na2co3溶液 na2co3能与盐酸反应 盐酸的浓度减小 反应速率减小 h 的物质的量减小 氢气的量也减小 错误 故选ac 1 2 3 cocl2的分解反应为cocl2 g cl2 g co g h 108kj mol 1 反应体系达到平衡后 各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示 第10min到14min的cocl2浓度变化曲线未示出 1 2 3 1 比较第2min反应温度t 2 与第8min反应温度t 8 的高低 t 2 填 或 t 8 解析从三种物质的浓度变化趋势可知 从第4min开始 平衡正向移动 由于该反应是吸热反应 所以改变的条件是升高温度 因此有 t 2 t 8 答案 解析 1 2 3 2 若12min时反应在温度t 8 下重新达到平衡 则此时c cocl2 mol l 1 0 031 答案 解析 1 2 3 3 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 v 5 6 v 2 3 v 12 13 解析根据化学反应速率的定义 可知反应在2 3min和12 13min处于平衡状态 平均反应速率为0 故v 5 6 v 2 3 v 12 13 答案 解析 1 2 3 4 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 填 或 v 15 16 原因是 在相同温度时 该反应的反应物浓度越高 反应速率越大 解析在5 6min和15 16min时反应温度相同 但15 16min时各组分的浓度都小 因此反应速率小 答案 解析 易误警示 1 2 3 1 化学反应速率计算的常见错误 1 不注意容器的容积 2 漏写单位或单位写错 3 忽略有效数字 2 比较化学反应速率大小的注意事项 1 看单位是否统一 若不统一 换算成相同单位 2 比较不同时间段内的化学反应速率大小时 可先换算成同一物质表示的反应速率 再比较数值大小 易误警示 1 2 3 3 在分析影响化学反应速率的因素时 要理清主次关系 1 2 3 题组二命题考向跟踪 2 2015 海南 8改编 10ml浓度为1mol l 1的盐酸与过量的锌粉反应 若加入适量的下列溶液 能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是a k2so4b ch3coonac cuso4d na2co3 答案 解析 1 2 3 解析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 错误 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 错误 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 但h 物质的量不变 正确 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 1 2 3 3 2017 江苏 10 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 答案 解析 1 2 3 解析a项 浓度对反应速率的影响是浓度越大 反应速率越快 错误 b项 naoh浓度越大 即ph越大 h2o2分解速率越快 错误 c项 由图可知 mn2 存在时 0 1mol l 1naoh溶液中h2o2的分解速率比1mol l 1的naoh中的快 错误 d项 由图可知 碱性条件下 mn2 存在时 对h2o2分解速率影响大 正确 1 2 3 全面突破化学平衡 考点二 1 讲练结合 突破化学平衡状态的判断标志 1 化学平衡标志的判断要注意 三关注 一要关注反应条件 是恒温恒容 恒温恒压还是绝热容器 二要关注反应特点 是等体积反应 还是非等体积反应 三要关注特殊情况 是否有固体参加或生成 或固体的分解反应 如在一定温度下的定容容器中 当下列物理量不再发生变化时 a 混合气体的压强 b 混合气体的密度 c 混合气体的总物质的量 d 混合气体的平均相对分子质量 e 混合气体的颜色 f 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比 g 某种气体的百分含量 能说明2so2 g o2 g 2so3 g 达到平衡状态的是 填字母 下同 能说明i2 g h2 g 2hi g 达到平衡状态的是 能说明2no2 g n2o4 g 达到平衡状态的是 能说明c s co2 g 2co g 达到平衡状态的是 能说明a s 2b g c g d g 达到平衡状态的是 能说明nh2coonh4 s 2nh3 g co2 g 达到平衡状态的是 能说明5co g i2o5 s 5co2 g i2 s 达到平衡状态的是 acdg eg acdeg abcdg bdg abc bdg 2 化学平衡标志的判断还要注意 一个角度 即从微观角度会分析判断 如反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 下列各项能说明该反应达到平衡状态的是 断裂1moln n键的同时生成1moln n键 断裂1moln n键的同时生成3molh h键 断裂1moln n键的同时断裂6moln h键 生成1moln n键的同时生成6moln h键 2 化学平衡移动的判断方法 1 依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正 逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向 若外界条件改变 引起v正 v逆 此时正反应占优势 则化学平衡向正反应方向 或向右 移动 若外界条件改变 引起v正 v逆 此时逆反应占优势 则化学平衡向逆反应方向 或向左 移动 若外界条件改变 虽能引起v正和v逆变化 但变化后新的v正 和v逆 仍保持相等 则化学平衡没有发生移动 2 依据浓度商 q 规则判断通过比较浓度商 q 与平衡常数 k 的大小来判断平衡移动的方向 若q k 平衡逆向移动 若q k 平衡不移动 若q k 平衡正向移动 3 不能用勒夏特列原理解释的问题 1 若外界条件改变后 无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化 则平衡不移动 如对于h2 g br2 g 2hbr g 由于反应前后气体的分子总数不变 外界压强增大或减小时 平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变 所以对于该反应 压强改变 平衡不发生移动 2 催化剂能同等程度地改变正 逆反应速率 所以催化剂不会影响化学平衡 1 汽车尾气净化的主要原理为2no g 2co g 2co2 g n2 g h 0 若该反应在绝热 恒容的密闭体系中进行 下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 填编号 题组一利用图像 q与k的关系判断化学平衡状态 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析 达到平衡时 v正应保持不变 由于是放热反应 又是绝热容器 体系温度升高 平衡左移 k减小 图中达到平衡时 co co2的改变量不是1 1 w no 逐渐减小 达到平衡时保持不变 因正反应放热 容器绝热 故反应开始后体系温度升高 达到平衡状态时 体系温度不再发生变化 h是一个定值 不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态 1 2 3 4 5 6 7 8 2 一定温度下 将2molno 1molco充入1l固定容积的密闭容器中发生反应 2no g 2co g n2 g 2co2 g h 0 反应过程中部分物质浓度变化如图所示 若15min时再向容器中充入co n2各0 6mol 该反应是否处于平衡状态 答案该反应处于平衡状态 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析由图像知 10min时反应达到平衡状态 所以该反应仍处于平衡状态 1 2 3 4 5 6 7 8 题组二 建模 解模 分析法在平衡移动结果判定中的应用3 在一定条件下 可逆反应2no2 g n2o4 g h 0达到平衡 当分别改变下列条件时 请回答下列问题 1 保持容器容积不变 通入一定量no2 则达到平衡时no2的百分含量 填 增大 减小 或 不变 下同 保持容器容积不变 通入一定量n2o4 则达到平衡时no2的百分含量 减小 减小 解析保持容器容积不变 通入一定量no2 则增加了no2的浓度 所以平衡正向移动 且no2转化率比原来大 no2的百分含量减小 保持容器容积不变 通入一定量n2o4 则增加了n2o4的浓度 所以平衡逆向移动 但其进行的程度比原来的n2o4的转化率要小 所以no2的百分含量减小 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 2 保持压强不变 通入一定量no2 则达到平衡时no2的百分含量 保持压强不变 通入一定量n2o4 则达到平衡时no2的百分含量 不变 不变 解析保持压强不变 通入一定量no2或n2o4 不影响平衡 所以no2的百分含量不变 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 3 保持容器容积不变 通入一定量氖气 则达到平衡时no2的转化率 保持压强不变 通入氖气使体系的容积增大一倍 则达到平衡时no2的转化率 不变 减小 解析保持容器容积不变 通入一定量氖气 此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变 所以平衡不移动 no2的转化率不变 保持压强不变 通入氖气使体系的容积增大一倍 则相当于减小压强 所以平衡向生成no2的方向移动 所以no2的转化率会减小 答案 解析 反思归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 1 对于反应物或生成物只有一种的可逆反应而言 在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应遵循或应用下列方法进行分析 1 建模法分析化学平衡当容器 中的投料量是容器 中的n倍时 可通过建模思想来进行考虑 一般解题步骤 以pcl5 g pcl3 g cl2 g 为例 建模 构建容器 的模型 反思归纳 p 始 p 平 1 2 3 4 5 6 7 8 解模 将容器 进行拆分 构建新的模型 用实线箭号表示状态变化的方向 用虚线箭号表示虚拟的过程 1 2 3 4 5 6 7 8 最后将虚拟出的两个平衡状态进行加压 把体积较大的平衡状态转化为体积较小的平衡状态 即容器 的反应相当于在虚拟容器的基础上增大压强 平衡逆向移动 容器 相对于容器 pcl5的体积分数增大 2 在温度 压强不变的体系中加入某种气体反应物 或生成物 的平衡移动问题 对于aa g bb g cc g 或bb g cc g aa g 当t p不变时 加入a气体 平衡移动的最终结果与原平衡等效 相当于平衡不移动 而加入b或c 则平衡的移动由浓度决定 1 2 3 4 5 6 7 8 2 转化率的变化分析在一恒容密闭容器中通入amola bmolb发生反应aa g bb g cc g 达到平衡后 改变下列条件 分析转化率的变化情况 1 再通入bmolb a 增大 b 减小 2 再通入amola bmolb 若a b c a 增大 b 增大 若a b c a 不变 b 不变 若a b c a 减小 b 减小 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 极限转化法 在等效平衡中的应用4 在温度 容积相同的3个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达到平衡时的有关数据如下 已知n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 a 2c1 c3b a b 92 4c 2p2 p3d 1 3 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析甲投入1moln2 3molh2 乙容器投入2molnh3 恒温恒容条件下 甲容器与乙容器是等效平衡 各组分的物质的量 含量 转化率等完全相等 而甲容器投入1moln2 3molh2 丙容器加入4molnh3 采用极限转化法 丙相当于加入2moln2 6molh2 丙中加入量是甲中的二倍 如果恒温且丙容器容积是甲容器二倍 则甲容器与丙容器为等效平衡 所以丙所到达的平衡可以看作在恒温且容积是甲容器二倍条件下到达平衡后 再压缩体积至与甲容器体积相等所达到的平衡 由于该反应是体积减小的反应 缩小容器体积 增大了压强 平衡正向移动 所以丙中氮气 氢气转化率大于甲和乙的 1 2 3 4 5 6 7 8 a项 丙容器反应物投入4molnh3 采用极限转化法转化为反应物为2moln2 6molh2 是甲中的二倍 若平衡不移动 c3 2c1 丙相当于增大压强 平衡正向移动 所以丙中氨气的浓度大于甲中氨气浓度的二倍 即c3 2c1 错误 b项 甲投入1moln2 3molh2 乙中投入2molnh3 则甲与乙是完全等效的 根据盖斯定律可知 甲与乙的反应的能量变化之和为92 4kj 故a b 92 4 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 c项 丙容器反应物投入4molnh3 是乙的二倍 若平衡不移动 丙中压强为乙的二倍 由于丙中相当于增大压强 平衡正向移动 所以丙中压强减小 小于乙的2倍 即2p2 p3 错误 d项 丙容器反应物投入4molnh3 是乙的二倍 若平衡不移动 转化率 1 3 1 由于丙中相当于增大压强 平衡向着正向移动 氨气的转化率减小 所以转化率 1 3 1 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 5 2016 河北市二联 t 时 在容积为2l的3个恒容密闭容器中发生反应 3a g b g xc g 按不同方式投入反应物 测得反应达到平衡时的有关数据如下 1 2 3 4 5 6 7 8 下列说法正确的是a 若x 4 则2c1 c2b 若x 4 则w1 w3c 无论x的值是多少 均有2 1 2d 甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短 反思归纳 解析 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 解析若x 4 则正反应为气体分子数减小的反应 乙容器对于甲容器而言 相当于加压 平衡正向移动 所以2c1 c2 a项错误 若x 4 则反应前后气体分子数相等 由于起始时甲容器中a b的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等 故w3不可能等于w1 b项错误 起始时乙容器中a b的投入量是甲容器的2倍 两容器的容积相等 故恒有2 1 2 c项正确 起始时乙容器中a b的浓度是甲容器中的2倍 故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短 d项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 三种等效平衡模型 反思归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 题组四高考真题跟踪再现6 2017 江苏 15改编 温度为t1时 在三个容积均为1l的恒容密闭容器中仅发生反应 2no2 g 2no g o2 g 正反应吸热 实验测得v正 v no2 消耗 k正c2 no2 v逆 v no 消耗 2v o2 消耗 k逆c2 no c o2 k正 k逆为速率常数 受温度影响 下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 解析 a 达平衡时 容器 与容器 中的总压强之比为4 5b 达平衡时 容器 中比容器 中的大c 达平衡时 容器 中no的体积分数小于50 d 当温度改变为t2时 若k正 k逆 则t2 t1 1 2 3 4 5 6 7 8 解析由 中数据可计算温度t1时反应的平衡常数 2no2 g 2no g o2 g 起始 mol l 10 600转化 mol l 10 40 40 2平衡 mol l 10 20 40 2平衡后气体总物质的量 n 气体 0 2mol l 1 0 4mol l 1 0 2mol l 1 1l 0 8mol 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 d项 由题中关系式v正 v no2 消耗 k正c2 no2 v逆 v no 消耗 1 2 3 4 5 6 7 8 7 2017 海南 11改编 已知反应co g h2o g co2 g h2 g h 0 在一定温度和压强下于密闭容器中 反应达到平衡 下列叙述正确的是a 升高温度 k增大b 减小压强 n co2 增加c 更换高效催化剂 co 增大d 充入一定量的氮气 n h2 不变 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析a项 此反应的正反应是放热反应 升高温度平衡向逆反应方向进行 化学平衡常数只受温度的影响 即升高温度 k值减小 错误 b项 反应前后气体计量数之和相等 因此减小压强 平衡不移动 即n co2 不变 错误 c项 催化剂对化学平衡移动无影响 因此co的转化率不变 错误 d项 恒压下 充入n2 容器的体积增大 组分浓度降低 但化学反应前后气体计量数之和不变 因此化学平衡不移动 n h2 不变 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 8 2017 天津理综 6 常压下羰基化法精炼镍的原理 ni s 4co g ni co 4 g 230 时 该反应的平衡常数k 2 10 5 已知 ni co 4的沸点为42 2 固体杂质不参与反应 第一阶段 将粗镍与co反应转化成气态ni co 4 第二阶段 将第一阶段反应后的气体分离出来 加热至230 制得高纯镍 下列判断正确的是a 增加c co 平衡向正向移动 反应的平衡常数增大b 第一阶段 在30 和50 两者之间选择反应温度 选50 c 第二阶段 ni co 4分解率较低d 该反应达到平衡时 v生成 ni co 4 4v生成 co 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析a项 增加c co 平衡向正向移动 因平衡常数大小只与温度有关 与浓度无关 所以反应的平衡常数不变 错误 b项 第一阶段 50 时 ni co 4为气态 易于分离 有利于ni co 4的生成 正确 c项 第二阶段 230 制得高纯镍的反应方程式为ni co 4 g ni s 4co g 平衡常数k1 5 104 所以ni co 4分解率较高 错误 d项 因反应达到平衡时 正 逆反应速率相等 再根据该反应的化学计量数可知 该反应达到平衡时 4v生成 ni co 4 v生成 co 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 全面突破化学平衡常数及转化率 考点三 1 化学平衡常数 1 意义 化学平衡常数k表示反应进行的程度 k越大 反应进行的程度越大 k 105时 可以认为该反应已经进行完全 k的大小只与温度有关 3 依据化学方程式计算平衡常数 同一可逆反应中 k正 k逆 1 同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍 则新平衡常数k 与原平衡常数k间的关系是k kn或k 几个可逆反应方程式相加 得总方程式 则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积 2 转化率 产率及分压的计算 分压 总压 物质的量分数 3 常用的气体定律同温同体积 p 前 p 后 n 前 n 后 1 1 2017 维坊市高三下学期第一次模拟 活性炭还原no2的反应为2no2 g 2c s n2 g 2co2 g 在恒温条件下 1molno2和足量活性炭发生该反应 测得平衡时no2和co2的物质的量浓度与平衡总压的关系如下图所示 1 2 a b c三点中no2的转化率最高的是 填 a b 或 c 点 a 解析增大压强 平衡左移 no2的转化率减小 所以a点no2的转化率最高 答案 解析 1 2 计算c点时该反应的压强平衡常数kp kp是用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 4 答案 解析 1 2 解析设c点时no2的浓度为cmol l 1 则co2的浓度也为cmol l 12no2 g 2c s n2 g 2co2 g 1 2 1 2 2 2017 日照市高三下学期第一次模拟 以co作还原剂与磷石膏反应 不同反应温度下可得到不同的产物 向盛有caso4的真空恒容密闭容器中充入co 反应体系起始总压强为0 1ampa 不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示 1 2 答案 解析 在低于800 时主要反应的化学方程式为 1150 下 反应caso4 co cao co2 so2达到平衡时 c平衡 so2 8 0 10 5mol l 1 co的转化率为80 则c初始 co mol l 1 该反应的压强平衡常数kp 用含a的代数式表示 用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 忽略副反应 caso4 4co cas 4co2 1 0 10 4 0 32a 1 2 解析在低于800 时 固体产物为cas 所以此时反应方程式为caso4 4co cas 4co2 caso4 co cao co2 so2平衡 mol l 1 2 0 10 58 0 10 58 0 10 5 1 2 1 2 2 2017 全国卷 28 3 h2s与co2在高温下发生反应 h2s g co2 g cos g h2o g 在610k时 将0 10molco2与0 40molh2s充入2 5l的空钢瓶中 反应平衡后水的物质的量分数为0 02 h2s的平衡转化率 1 反应平衡常数k 2 5 2 8 10 3 答案 解析 1 2 解析设平衡时h2s转化的物质的量为xmol h2s g co2 g cos g h2o g 初始 mol0 400 1000转化 molxxxx平衡 mol0 40 x0 10 xxx 解得 x 0 01 1 2 1 2 在620k重复实验 平衡后水的物质的量分数为0 03 h2s的转化率 2 1 该反应的 h 0 填 或 解析温度升高 水的平衡物质的量分数增大 平衡右移 则h2s的转化率增大 故 2 1 温度升高 平衡向吸热反应方向移动 故 h 0 答案 解析 1 2 向反应器中再分别充入下列气体 能使h2s转化率增大的是 填标号 a h2sb co2c cosd n2 答案 解析 解析a项 充入h2s h2s的转化率反而减小 b项 充入co2 增大了一种反应物的浓度 能够提高另一种反应物的转化率 故h2s的转化率增大 c项 充入cos 平衡左移 h2s的转化率减小 d项 充入n2 对平衡无影响 不改变h2s的转化率 1 2 看图识图借图破解 考点四 一 基本图像的类型与分析1 速率变化图像反应ma g nb g pc g qd g h 0 反应速率 时间 v t 图像中 在平衡后的某时刻t1改变某一条件后 v正与v逆的变化有两种情况 1 v正 v逆同时突变 2 v正 v逆之一渐变 2 平衡移动图像反应ma g nb g pc g qd g m n p q 且 h 0 1 速率 时间图 t1时增大反应物的浓度 正反应速率瞬间增大 然后逐渐减小 而逆反应速率逐渐增大 t2时升高温度 对任何反应 正反应和逆反应速率均增大 吸热反应的正反应速率增大较快 t3时减小压强 容器容积增大 浓度变小 正反应速率和逆反应速率均减小 t4时使用催化剂 正反应速率和逆反应速率均瞬间增大 2 转化率 或含量 时间图 图甲表示压强对反应物转化率的影响 对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应 压强越大 反应物的转化率越大 图乙表示温度对反应物转化率的影响 对于吸热反应 温度越高 反应物的转化率越大 图丙表示催化剂对反应物转化率的影响 催化剂只能改变化学反应速率 不能改变反应物的转化率 3 恒压 温 线 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线 即为等压线或等温线 然后分析另一条件变化对该反应的影响 二 特殊图像的类型与分析1 对于化学反应ma g nb g pc g qd g m点前 表示从反应物开始 v正 v逆 m点为刚达到平衡点 如下图 m点后为平衡受温度的影响情况 即升温 a的百分含量增加或c的百分含量减少 平衡左移 故正反应 h 0 2 对于化学反应ma g nb g pc g qd g l线上所有的点都是平衡点 如下图 l线的左上方 e点 a的百分含量大于此压强时平衡体系的a的百分含量 所以 e点v正 v逆 则l线的右下方 f点 v正 v逆 题组一图像的识别与运用1 2017 辽宁省六校高三上学期期末联考 反应am g bn g cp g dq g 达到平衡时 m的体积分数y m 与反应条件的关系如图 其中z表示反应开始时n的物质的量与m的物质的量之比 1 2 3 4 5 6 7 下列说法正确的是a a b c db 同温同压时 增大z 平衡时q的体积分数增加c 同压同z时 升高温度 气体平均摩尔质量增加d 同温同z时 增加压强 平衡时q的物质的量浓度减小 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析a项 同温同z时 增加压强 m的体积分数增大 说明a b c d 正确 b项 由图像可知 z值越大 m的体积分数越小 有利于m的转化率的提高 但q的体积分数不一定增大 如加入n的物质的量较多 虽然有利于平衡右移 但q的体积分数依然较小 错误 c项 对比 1 2 两个图像 温度升高 m的体积分数减小 说明正反应为吸热反应 同压同z时 升高温度 平衡向正反应方向移动 气体的物质的量增大 而质量不变 则气体平均摩尔质量减小 错误 d项 同温同z时 增加压强 所有物质的浓度均增大 因此q的物质的量浓度增大 错误 1 2 3 4 5 6 7 2 据报道 一定条件下fe2o3可被甲烷还原为 纳米级 的金属铁 其反应 fe2o3 s 3ch4 g 2fe s 3co g 6h2 g h在容积均为vl的 三个相同密闭容器中加入足量 纳米级 的金属铁 然后分别充入amolco和2amolh2 三个容器的反应温度分别为t1 t2 t3且恒定不变 在其他条件相同的情况下 实验测得反应均进行到tmin时co的体积分数如图所示 此时 三个容器中一定处于化学平衡状态的是 上述反应的 h 填 大于 或 小于 0 大于 答案 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析a项 随反应进行 溶液的ph不断降低 当ph不再变化时 说明反应达到了平衡 b项 速率之比等于化学计量数之比 该结论在任何时刻都成立 故无法判断是否达到平衡 d项 由图像并结合方程式可知 平衡时c i 2ymol l 1 故当c i ymol l 1时 反应未达到平衡 1 2 3 4 5 6 7 tm时 v正 v逆 填 大于 小于 或 等于 大于 答案 解析 解析由图像可知tm时刻后仍在不断增加 说明反应还在向正向进行 故此时v正大于v逆 1 2 3 4 5 6 7 tm时v逆 tn时v逆 填 大于 小于 或 等于 理由是 小于 tm时生成物浓度较低 答案 解析 解析tm到tn时刻 反应一直正向进行 生成物的浓度逐渐增大 所以逆反应速率不断增大 故tm时v逆小于tn时v逆 1 2 3 4 5 6 7 若平衡时溶液的ph 14 则该反应的平衡常数k为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 同理 c i2 xmol l 1 反应情况如下 解析反应前 三种溶液混合后 1 2 3 4 5 6 7 起始浓度 mol l 1xx00平衡浓度 mol l 1x yx yy2y 4 2017 全国卷 27 丁烯是一种重要的化工原料 可由丁烷催化脱氢制备 回答下列问题 1 正丁烷 c4h10 脱氢制1 丁烯 c4h8 的热化学方程式如下 c4h10 g c4h8 g h2 g h1 1 2 3 4 5 6 7 反应 的 h1为 kj mol 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 123 小于 ad 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析根据盖斯定律 用 式 式可得 式 因此 h1 h2 h3 119kj mol 1 242 kj mol 1 123kj mol 1 由图 a 可以看出 温度相同时 由0 1mpa变化到xmpa 丁烷的转化率增大 即平衡正向移动 所以x 0 1 由于反应 为吸热反应 所以温度升高时 平衡正向移动 丁烯的平衡产率增大 因此a正确 b错误 反应 正向进行时体积增大 加压时平衡逆向移动 丁烯的平衡产率减小 因此c错误 d正确 1 2 3 4 5 6 7 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 氢气是产物之一 随着n 氢气 n 丁烷 增大 逆反应速率增大 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析反应初期 h2可以活化催化剂 进料气中n 氢气 n 丁烷 较小 丁烷浓度大 反应向正反应方向进行的程度大 丁烯转化率升高 随着进料气中n 氢气 n 丁烷 增大 原料中过量的h2会使反应 平衡逆向移动 所以丁烯转化率下降 1 2 3 4 5 6 7 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 590 之后 丁烯产率快速降低的主要原因可能是 升高温度有利于反应向吸热方向进行 升高温度时 反应速率加快 丁烯高温裂解生成短 碳链烃类 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析590 之前 温度升高时反应速率加快 生成的丁烯会更多 同时由于反应 是吸热反应 升高温度平衡正向移动 平衡体系中会含有更多的丁烯 而温度超过590 时 丁烯高温会裂解生成短碳链烃类 使产率降低 1 2 3 4 5 6 7 题组二高考真题跟踪再现 1 2 3 4 5 6 7 用离子方程式表示na2cro4溶液中的转化反应 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 由图可知 溶液酸性增大 的平衡转化率 填 增大 减小 或 不变 根据a点数据 计算出该转化反应的平衡常数为 增大 1 0 1014 答案 1 2 3 4 5 6 7 升高温度 溶液中的平衡转化率减小 则该反应的 h 填 大于 小于 或 等于 0 小于 答案 1 2 3 4 5 6 7 6 2016 全国卷 27 丙烯腈 ch2 chcn 是一种重要的化工原料 工业上可用 丙烯氨氧化法 生产 主要副产物有丙烯醛 ch2 chcho 和乙腈 ch3cn 等 回答下列问题 1 以丙烯 氨 氧气为原料 在催化剂存在下生成丙烯腈 c3h3n 和副产物丙烯醛 c3h4o 的热化学方程式如下 c3h6 g nh3 g o2 g c3h3n g 3h2o g h 515kj mol 1 c3h6 g o2 g c3h4o g h2o g h 353kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 两个反应在热力学上趋势均很大 其原因是 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 两个反应均为放热量大的 反应 降低温度 减小压强 催化剂 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析因为生成丙烯腈和丙烯醛的两个反应均为放热量大的反应 所以它们均可自发进行且热力学趋势大 生成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应 所以降低温度 减小压强有利于提高丙烯腈的平衡产率 由生成丙烯腈的反应条件可知 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催