高考化学大二轮复习 第1部分 知识整合 专题2 基本理论 第8讲 化学反应速率和化学平衡课件.ppt

第8讲化学反应速率和化学平衡 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 考纲要求 4 了解化学平衡建立的过程 理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 2014 新课标 卷 已知分解1molh2o2放出热量98kj 在含少量i 的溶液中 h2o2分解的机理为h2o2 i h2o io 慢h2o2 io h2o o2 i 快下列有关该反应的说法正确的是a 反应速率与i 浓度有关b io 也是该反应的催化剂c 反应活化能等于98kj mol 1d v h2o2 v h2o v o2 真题导航 解析h2o2的分解反应主要是由第一个反应决定的 i 浓度越大 反应速率越快 a项正确 根据总反应可确定该反应的催化剂为i 而io 为中间产物 b项错误 根据所给信息无法确定反应活化能 c项错误 反应速率关系为v h2o2 v h2o 2v o2 d项错误 答案a 答案a 根据上述实验结果 该反应的平衡常数k的计算式为 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 0027min 1 在t 40min时 v正 min 1 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 解析 1 设1molhi g 分子中化学键断裂吸收的能量为x 则2x 436kj 151kj 11kj x 299kj 2 由表中数据可知 无论是从正反应方向开始 还是从逆反应方向开始 最终x hi 均为0 784 说明此时已达到了平衡状态 设hi的初始浓度为1mol l 1 则 考点一化学反应速率及影响因 突破必备 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 而不是即时速率 且计算时取正值 2 外界条件对化学反应速率影响的深度剖析 1 纯液体和固体浓度视为常数 它们的量的改变不会影响化学反应速率 但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化 故影响反应速率 2 对于固体 液体物质 由于压强改变时对它们的体积影响很小 因而压强对它们浓度的影响可看作不变 压强对无气体参加的化学反应的速率无影响 3 升高温度 不论吸热还是放热反应 也不论正反应速率还是逆反应速率都增大 a 10 15s内c nh3 增加量等于0 25mol l 1b 10s内氨气的平均反应速率为0 025mol l 1 s 1c 达平衡后 分离出少量nh3 v 正 增大d 该反应的逆反应的活化能不小于92 2kj mol 1 典题冲关 解析10 15s内与0 10s内的反应速率不同 故a项错误 0 10s c h2 减小了0 75mol l 1 根据反应的方程式可知 氨气浓度增加了0 5mol l 1 10s内氨气的反应速率是0 5mol l 1 10s 0 05mol l 1 s 1 选项b不正确 降低生成物浓度 反应速率降低 选项c不正确 由于正反应的 h 92 2kj mol 1 所以逆反应的活化能不小于92 2kj mol 1 选项d正确 答案d 2 2015 海南高考 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 能减慢反应速率但又不影响氢气生成的组合是 k2so4 ch3coona cuso4 na2co3a b c d 解析zn与稀盐酸发生反应 zn 2hcl zncl2 h2 若加入物质使反应速率降低 则c h 减小 但是不影响产生氢气的物质的量 说明最终电离产生的n h 不变 k2so4是强酸强碱盐 不发生水解 溶液显中性 溶液中的水对盐酸起稀释作用 使c h 减小 但没有消耗h 因此n h 不变 符合题意 正确 ch3coona与hcl发生反应 ch3coona hcl ch3cooh nacl 使溶液中c h 减小 反应速率降低 当反应进行到一定程度 会发生反应 2ch3cooh zn ch3coo 2zn h2 因此最终不会影响产生氢气的物质的量 正确 加入cuso4溶液会与zn发生置换反应 cuso4 zn cu znso4 产生的cu与zn和盐酸构成原电池 会加快反应速率 与题意不符合 错误 若加入na2co3溶液 会与盐酸发生反应 na2co3 2hcl 2nacl h2o co2 使溶液中的c h 减小 但由于逸出了co2气体 因此使n h 也减小 产生氢气的物质的量减小 不符合题意 错误 答案a 1 判断化学反应达到平衡状态的两方法 逆向不变 变量相等 1 逆向相等 反应速率必须一个是正反应的速率 一个是逆反应的速率 且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等 2 变量不变 如果一个量是随反应进行而改变的 当不变时为平衡状态 一个随反应的进行保持不变的量 不能作为是否是平衡状态的判断依据 考点二化学平衡状态及其影响因素 突破必备 2 外界条件对化学平衡移动的影响规律 1 温度的影响 升高温度 化学平衡向吸热反应方向移动 降低温度 化学平衡向放热反应方向移动 2 浓度的影响 增大反应物浓度或减小生成物浓度 化学平衡向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 化学平衡向逆反应方向移动 3 压强的影响 增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动 减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动 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 3 当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时 不能用勒夏特列原理解释 如工业合成氨条件的选择 典题冲关 题组一多角度突破化学平衡状态的判断 答案c 混合气体的压强 混合气体的密度 b的物质的量浓度 混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v c 与v d 的比值 混合气体的总质量 混合气体的总体积 c d的分子数之比为1 1a b c d 答案b 题组二考查化学平衡状态的影响因素 解析能提高反应物转化率的方法是在不改变该反应物起始量的条件下使化学平衡向正反应方向移动 升温向吸热方向即正反应方向移动 恒容通入惰性气体 各组分浓度不变 平衡不移动 增加co浓度使平衡逆向移动 减压使平衡正向移动 催化剂不影响平衡 恒压通入惰性气体 参与反应的各组分分压强减小 平衡正向移动 故 符合题意 答案b 解析焓变是一个状态函数 与反应发生的途径无关 a项错误 温度升高 正逆反应速率均增大 因该反应是吸热反应 故平衡正向移动 分解率增大 b项正确 该反应是气体体积增大的反应 增大压强平衡逆向移动 逆向反应是放热反应 会使体系温度升高 c项错误 体系中注入h2 体系将向h2浓度降低方向移动 但最终h2的浓度增大 d项错误 答案b 方法规律解答化学平衡题的一般思路 1 化学平衡常数的影响因素 1 平衡常数k只受温度影响 既与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关 也与压强的改变无关 由于催化剂同等程度地改变正逆反应速率 故平衡常数不受催化剂影响 2 任何可逆反应 当温度保持不变 改变影响化学平衡的其他条件时 无论平衡是否发生移动 k值不变 考点三化学平衡常数及其应用 突破必备 2 化学平衡常数的应用 1 判断反应进行的程度 对于同类型的反应 k值越大 表示反应进行的程度越大 k值越小 表示反应进行的程度越小 2 判断反应进行的方向 若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为qc 则qc k 反应向逆反应方向进行 qc k 反应处于平衡状态 qc k 反应向正反应方向进行 3 判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为放热反应 4 利用化学平衡常数计算平衡浓度 转化率 体积分数等 3 解答化学平衡计算题的 万能钥匙 三段式 1 步骤 写出有关化学平衡的反应方程式 确定各物质的起始浓度 转化浓度 平衡浓度 根据已知条件建立等式关系并做解答 典题冲关 题组一化学平衡常数及其应用 a 升高温度 该反应平衡常数k的变化无法判断b 增大压强 w的质量分数减小c 该反应的化学方程式为2z g 2w g x g 2y g d 增大x气体浓度平衡向正反应方向移动 解析a项 因不知反应是吸热反应还是放热反应 所以升高温度平衡移动方向无法判断 故k值不能判断 b项 由表达式可判断反应方程式为2z g 2w g x g 2y g 加压平衡向正反应方向移动 w的质量分数减小 d项 x为产物 增大产物浓度则平衡向逆反应方向移动 答案d 答案b 题组二应用 三段式 考查化学平衡的相关计算 a m 2b 两次平衡的平衡常数相同c x与y的平衡转化率之比为1 1d 第二次平衡时 z的浓度为0 4mol l 1解析在此平衡体系中加入1molz g 平衡后x y z的体积分数不变 可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应 因此m 2 a项正确 同一化学反应的平衡常数只与温度有关 两次平衡温度不变 故两次平衡的平衡常数相同 b项正确 m 2 则起始量x与y之比为1 2 则反应过程中由方程式可知反应的x与y之比为1 2 故x与y的平衡转化率之比为1 1 c项正确 m 2 则该反应为反应前后气体总量不变的反应 故第二次平衡时z的物质的量为 4 10 0 4mol 故z的浓度为0 4mol 2l 0 2mol l 1 故d项错误 答案d 反应前co的物质的量为10mol 平衡后co物质的量为8mol 下列说法正确的是a 升高温度 h2s浓度增加 表明该反应是吸热反应b 通入co后 正反应速率逐渐增大c 反应前h2s物质的量为7mold co的平衡转化率为80 解析升高温度 h2s浓度增大 说明平衡向逆反应方向移动 逆反应为吸热反应 则该反应正反应为放热反应 故不正确 通入co后 正反应速率瞬间增大 之后化学平衡发生移动 正反应速率逐渐减小 逆反应速率逐渐增大 当正反应速率和逆反应速率相等时 反应达到新的化学平衡状态 故不正确 设反应前h2s的物质的量为amol 容器的容积为1l 列 三段式 进行解题 答案c 考点四关于化学平衡的图像 图表题分析 突破必备 2 速率 时间图 如zn与足量盐酸的反应 反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况 解释原因 ab段 v渐增 因反应为放热反应 随着反应的进行 温度渐高 导致反应速率增大 bc段 v渐小 则主要原因是随反应的进行 溶液中c h 逐渐减小 导致反应速率减小 故分析时要抓住各阶段的主要矛盾 认真分析 3 含量 时间 温度 压强 图 常见形式有如下几种 c 指生成物的质量分数 b 指某反应物的质量分数 4 恒压 温 线 如图3所示 该类图的纵坐标为物质的平衡浓度 c 或反应物的转化率 横坐标为温度 t 或压强 p 常见类型如下所示 2 特殊图像 如图4所示曲线是其他条件不变时 某反应物的最大转化率 与温度 t 的关系曲线 图中标出的1 2 3 4四个点 表示v正 v逆的点是3 表示v正 v逆的点是1 而2 4点表示v正 v逆 1 下列四图中 曲线变化情况与所给反应 a b c d均大于0 相对应的是 典题冲关 题组一化学平衡图像题分析 解析a选项 温度高斜率大 so3的含量低 错误 b选项 压强增大 平衡正向移动 正反应速率增大的比逆反应速率快 错误 c选项 作一条垂线 可知压强相同时 温度越高n2o4的物质的量分数越小 符合升高温度平衡右移 温度相同时 压强越大 n2o4的物质的量分数越大 符合增大压强平衡左移 正确 d选项 恒压时投入co2 反应速率 转化率均相同 恒容投入3molco2时 压强大 反应速率快 但平衡左移 转化率降低 错误 答案c 解题归纳化学平衡图像题的解题技巧 1 紧扣特征 弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热 体积增大 减小还是不变 有无固体 纯液体物质参与反应等 2 先拐先平 在含量 转化率 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 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 3 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 4 三步分析法 一看反应速率是增大还是减小 二看v正 v逆的相对大小 三看化学平衡移动的方向 题组二化学平衡图表题分析 下列说法中错误的是a 500s时o2的浓度为0 075mol l 1b 平衡后 升高温度 正反应速率先增大后减小c 平衡后 要使平衡常数增大 改变的条件是升高温度d 1000s时将容器的体积缩小一半 重新达到平衡时0 25mol l 1 c n2o5 0 50mol l 1 答案d a 该反应的正反应放热b 达到平衡时 容器 中反应物转化率比容器 中的大c 达到平衡时 容器 中c h2 大于容器 中c h2 的两倍d 达到平衡时 容器 中的反应速率比容器 中的大 正反应为放热反应 正确 b项中 容器 相当于在容器 的基础上压缩容器体积 压强增大 平衡右移 容器 中的转化率比 中大 错误 c项中 容器 中 增大压强 平衡向右移动 平衡时c h2 要小于 中c h2 的2倍 和 比较 平衡时 中c h2 中c h2 的2倍 错误 d项中 中温度为500k 中温度为400k 温度越高 反应速率越快 正确 答案ad 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 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 解答 变量控制 实验探究题的方法思路1 确定变量 解答这类题目时首先要认真审题 理清影响实验探究结果的因素有哪些 考点五变量控制实验题的突破方法 突破必备 2 定多变一 在探究时 应该先确定其他的因素不变 只变化一种因素 看这种因素与探究的问题存在怎样的关系 这样确定一种以后 再确定另一种 通过分析每种因素与所探究问题之间的关系 得出所有影响因素与所探究问题之间的关系 3 数据有效 解答时注意选择数据 或设置实验 要有效 且变量统一 否则无法作出正确判断 1 某