高三化学二轮复习 专题2第3讲 化学反应速率和化学平衡课件.ppt

专题二化学基本理论 第三讲化学反应速率和化学平衡 考纲展示 1 了解化学反应速率的概念及反应速率的定量表示方法 2 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学反应速率的影响 掌握其一般规律 3 了解可逆反应的概念及化学平衡的建立 4 理解外界条件 浓度 温度 压强等 对化学平衡的影响和规律 5 了解焓变和熵变是与反应方向有关的两种因素 6 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行有关计算 真题热身 1 2011 全国卷 8 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 依据三段法 平衡时n2 h2 nh3的物质的量分别为4 3 6 4 3 n2的物质的量分数约等于15 故氮气的体积分数接近于15 故答案选c 答案 c 答案 a 解析 b曲线的起始斜率明显大于a曲线 说明b对应的反应速率较大 温度较高 a b错 温度升高 平衡转化率降低 c错 等量的ch3coch3 转化率相同时 产物ch3coch2coh ch3 2的物质的量相同 d正确 选d 答案 d 一定条件下 将no2与so2以体积比1 2置于密闭容器中发生上述反应 下列能说明反应达到平衡状态的是 a 体系压强保持不变b 混合气体颜色保持不变c so3和no的体积比保持不变d 每消耗1molso3的同时生成1molno2 3 由图可知 温度升高 co的转化率降低 平衡向逆反应方向移动 故逆反应是吸热反应 正反应是放热反应 h 0 压强大 有利于加快反应速率 有利于使平衡正向移动 但压强过大 需要的动力大 对设备的要求也高 故选择1 3 104kpa 因为在250 时 压强为1 3 104kpa时 co的转化率已较大 再增大压强 co的转化率变化不大 没有必要再增大压强 答案 1 3no2 h2o 2hno3 no6 72 2 41 8b2 67或8 3 3 在250 时 压强为1 3 104kpa下 co转化率已较高 再增大压强co转化率提高不大 而生产成本增加 得不偿失 命题规律 化学反应速率和化学平衡是高考的必考内容 其主要命题内容有 化学反应速率影响因素及计算 化学平衡状态的判断及影响因素 应用平衡原理判断反应进行的方向 化学反应速率和化学平衡的图象分析 转化率 平衡常数的含义及简单计算 将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产 生活实际相结合的题目是最近几年的高考命题的热点 特别是化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的内容 应引起同学们的关注 考点突破 考点1化学反应速率的影响因素及定量计算对于反应aa g bb s cc g 条件的变化 其他条件不发生变化 引起的化学反应速率变化见下表 例1 下列说法不正确的是 0 1mol l 1盐酸和0 1mol l 1醋酸分别与0 2mol l 1氢氧化钠溶液反应的速率相同 0 1mol l 1盐酸和0 1mol l 1硝酸分别与大小相同的大理石反应的速率不同 铝和铁分别与0 1mol l 1硫酸的反应速率相同 大理石块与大理石粉末分别与0 1mol l 1盐酸反应的速率不同 a 除 外b 除 外c 除 外d 除 外 解析 中醋酸是弱电解质 溶液中氢离子的浓度小 所以速率小 中盐酸和硝酸与大理石反应的速率相同 中铝的金属性强于铁 反应速率更大 不论反应是放热反应还是吸热反应 温度降低 正逆反应速率均减小 对于放热反应 由于正反应速率减小的程度小于逆反应速率减小的程度 因此平衡正向移动 合成氨中及时分离出氨气会导致浓度减小 因此反应速率会减小 平衡移动的原因同样是由于正反应速率减小的程度小于逆反应速率减小的程度 因此平衡正向移动 加入催化剂缩短了达到平衡的时间 同时加大了化学反应速率 从图中看出两种条件下达到化学平衡状态时速率是相等的 因此也不符合实际情况 由于合成氨反应是放热反应 因此温度越高 nh3的产率越低 这一点图二是符合的 但考虑到温度越高 化学反应速率越快 体现在图像上即在t2时达到平衡前曲线的斜率大 因此图二也不符合 答案 d 归纳提升 关于化学反应速率的两个问题 1 灵活应用 反应速率之比 化学计量数之比 物质的量浓度变化量之比 物质的量变化量之比 这一公式求算化学反应速率 确定物质的化学计量数 书写化学方程式 2 准确理解外界条件对化学反应速率的影响 固体 纯液体的浓度视为定值 不因其量的增减而影响反应速率 但因表面积 接触面 的变化而改变反应速率 如将煤粉碎 将液体以雾状喷出 均是为了增大接触面 加快反应速率 升高温度 不论正反应还是逆反应 不论放热反应还是吸热反应 反应速率一般都要加快 只是增大的程度不同 改变压强 对化学反应速率产生影响的根本原因是引起反应体系浓度的改变 在讨论压强对反应速率的影响时 应区分引起压强改变的原因 这种改变对反应体系的浓度产生何种影响 答案 0 050 06251 5 a b c d 解析 由于反应为等体反应 改变条件后 v 正与v 逆同等程度地增大 故改变的条件可能为加入催化剂或加压 答案 a 考点2化学平衡 解析 该反应的 h 0 为吸热反应 升温平衡向正反应方向移动 cocl2转化率变大 恒容通入惰性气体 各物质浓度不变 平衡不移动 增加co浓度 平衡向逆反应方向移动 减压 平衡向正反应方向移动 加催化剂 平衡不移动 恒压通入惰性气体 相当于减小压强 平衡向正反应方向移动 cocl2转化率提高 答案 b 名师评题 本题考查了温度 压强 浓度 催化剂等外界条件对化学平衡的影响 催化剂只会改变反应达到平衡的时间 不会使平衡发生移动 解答时 应注意不同条件下 惰性气体对平衡的影响 v正 hi v逆 hi hi g 不再分解 混合气体中hi的百分含量不再变化 容器内颜色不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再变化 恒温 恒压时 混合气体的密度不再变化 c hi 不再改变 条件一定时 hi的分解率达到最大解析 本题要特别注意反应为等体反应 答案 a 反应在c点达到平衡状态b 反应物浓度 a点小于b点c 反应物的总能量低于生成物的总能量d t1 t2时 so2的转化率 a b段小于b c段 解析 化学平衡状态的标志是各种物质的浓度不再改变 其实质是正反应速率等于逆反应速率 c点对应的正反应速率显然还在改变 故一定未达平衡 a错误 由于b点的反应速率大于a点的反应速率 单位时间内转化的反应物增多 故反应物的浓度 a点大于b点 b错误 从a到c正反应速率增大 之后正反应速率减小 说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响 说明该反应为放热反应 即反应物的总能量高于生成物的总能量 c错误 随着反应的进行 so2的转化率将逐渐增大 d项正确 答案 d 考点3化学反应速率和化学平衡图像 1 从反应开始到10s 用z表示的反应速率为 x的物质的量浓度减少了 y的转化率为 2 该反应的化学方程式为 3 10s后的某一时刻 t1 改变了外界条件 其速率随时间的变化图象如图所示 则下列说法符合该图象的是 a t1时刻 增大了x的浓度b t1时刻 升高了体系温度c t1时刻 缩小了容器体积d t1时刻 使用了催化剂 方法技巧 1 解决此类题目要注意 三看 1 看两轴 认清两轴所表示的含义 2 看起点 从图象纵轴上的起点 一般可判断谁为反应物 谁为生成物以及平衡前反应进行的方向 3 看拐点 一般图象拐点后平行于横轴则表示反应达平衡 如横轴为时间 由拐点可判断反应速率 2 图象分析中 对于温度 浓度 压强三因素影响 一般采用 定一议二 的方式分析 a 图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强b 图一t2时改变的条件是增大了反应物的浓度c 图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强d 若图二t1时改变的条件是增大压强 则混合气体的平均相对分子质量将减小 解析 由图一可知 t2瞬间 曲线是断开的 因此条件的改变不可能是由某一物质的浓度引起的 t2瞬间 正 逆反应速率均加快 且v 正 v 逆 可知化学平衡正向移动 因此外界条件的改变可能是升高了温度也可能是增大了压强 所以选项a正确 b错误 由图二可知 t1瞬间 曲线是断开的 因此外界条件的改变不可能是浓度的变化 由于此刻no2和n2o4的浓度均增大 显然改变的条件是给体系增压 同时压强增大 平衡向正反应方向移动 n2o4的体积分数增大 因此混合气体的平均相对分子质量应增大 选项c和d均错 答案 a 下列叙述正确的是 a 达到平衡后 若使用催化剂 c的体积分数将增大b 当平衡后 若温度升高 化学平衡向逆反应方向移动c 化学方程式中n e fd 达到平衡后 增大a的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 解析 从 1 图应先判断出t1和t2的大小关系 在其他条件不变时 温度升高 反应速率变大 达到平衡的时间越短 由此可知t2 t1 从图 1 分析可知温度较高时c的体积分数较小 说明升高温度时 平衡向逆反应方向移动 正反应是放热反应 b项正确 从图 2 可判断出p1与p2的大小关系 在其他条件不变时 压强越大 达到平衡的时间就越短 由此可知p2 p1 从图 2 可知 压强增大时c的体积分数变小 说明增大压强平衡向逆反应方向移动 逆反应方向是气体体积减小的方向 即n e f c项错误 使用催化剂并不影响化学平衡的移动 a项错误 在化学平衡中 增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动 d项错误 答案 b 考点4化学平衡常数及转化率的应用 3 利用k可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 答案 c 归纳总结 1 代入化学平衡常数表达式的各物质的浓度为平衡浓度而不是初始浓度 2 k值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 它的正反应进行的程度越大 即反应进行得越完全 反应物转化率越大 反之 就越不完全 转化率越小 3 化学平衡常数k只与温度有关 与浓度 压强无关 若反应的 h0 升温 化学平衡正移 k值增大 4 k应用于判断平衡移动的方向 若用任意状态的浓度幂之积的比值 称为浓度商 即qc表示 与k比较 当 解析 升温后平衡右移 平衡常数变大 故正反应吸热 a d两项均正确 在t2时 若反应处于状态d 则平衡会左移 故b项正确 平衡状态a与c相比 c进行的程度大 故平衡状态c的c co 小 c项错误 答案