【优化方案】广东省高考化学二轮专题复习 专题二 基础理论 第2讲 化学反应速率与化学平衡课件.ppt

第2讲化学反应速率与化学平衡 高考点击 1 了解化学反应速率的概念和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 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 7 理解等效平衡原理 重点知识整合 一 化学平衡状态的判断方法 1 利用化学平衡状态的本质 即v 正 v 逆 判断 凡能直接或间接地反映出同一反应 同一时间内v 正 v 逆 的标志 都能说明反应已达平衡 2 利用化学平衡状态的特点 即 三定 反应物的转化率 混合体系中各物质的百分含量 混合体系中各物质的浓度均一定 判断 3 利用 变量 与 不变量 来判断 选定反应中 变量 即随反应进行而变化的量 当变量不再变化时 反应已达平衡 常见的变量有 气体的颜色 对于气体体积变化的反应来说 恒压反应时的体积 恒容反应时的压强 对于反应体系中全部为气体 且气体物质的量变化的反应来说 混合气体的平均相对分子质量 对于反应体系中不全部为气体的反应来说 恒容时混合气体的密度等等 总之要判断准确哪个是 变量 二 化学反应速率和化学平衡图象 1 速率 时间图象对于化学反应ma g nb g pc g qd g 2 物质的量浓度与时间图象由这类图象可以判断化学方程式 由如图可知 2c 2a 3b 3 百分含量与时间 压强 温度的图象对于化学反应ma g nb g pc g qd g 由 1 可知 t1温度先达到平衡 故t1 t2 升温c 增加 h 0 由 2 可知 p1先达到平衡 p1 p2 加压 c 增加 m n p q 由 3 可知 p1先到达平衡 p1 p2 而c 不变 说明m n p q 或条件为加入了催化剂 由 4 中 a b 两线可知 p1 p2 m n p q 由 c b 两线可知 t1 t2 h 0 三 化学平衡常数的应用1 影响因素化学平衡常数只与温度有关 升高或降低温度对平衡常数的影响取决于相应化学反应的热效应情况 反应物和生成物的浓度对平衡常数没有影响 2 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 四 等效平衡1 含义与分类 2 规律特点 命题热点演练 2011年高考江苏卷改编题 下列说法正确的是 a 一定温度下 反应mgcl2 l mg l cl2 g 的 h0b 水解反应nh h2onh3 h2o h 达到平衡后 升高温度平衡逆向移动 c 铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应d 对于反应2h2o2 2h2o o2 加入mno2或升高温度都能加快o2的生成速率 解析 a项 该反应为吸热反应 所以 h 0 b项 水解为吸热反应 升温平衡正向移动 c项发生的均是氧化反应 答案 d 变式训练1 2010年高考福建卷 化合物bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应 反应物浓度随反应时间变化如图所示 计算反应4 8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度 结果应是 a 2 5 mol l 1 min 1和2 0 mol l 1b 2 5 mol l 1 min 1和2 5 mol l 1c 3 0 mol l 1 min 1和3 0 mol l 1d 5 0 mol l 1 min 1和3 0 mol l 1 2011年高考天津卷 向绝热恒容密闭容器中通入so2和no2 一定条件下使反应so2 g no2 g so3 g no g 达到平衡 正反应速率随时间变化的示意图如图所示 由图可得出的正确结论是 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 只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时 可逆反应才达到平衡状态 图中曲线在c点处没有出现水平线 故a项错误 随着正反应的进行 未达到平衡状态时反应物的浓度应随时间的延长而减小 因此反应物浓度 a点大于b点 故b项错误 化学反应速率随反应物浓度的增大而增大 随温度的升高而增大 分析曲线a c 从浓度方面考虑v正应减小 而v正是增大的 说明该反应是放热的 且温度变化对v正的影响在a c段大于反应物浓度变化对v正 的影响 因此a c段反应混合物的温度是升高的 该反应的正反应为放热反应 反应物的总能量大于生成物的总能量 故c项错误 若 t1 t2 分析图中曲线可知 a b段的正反应速率的平均值小于b c段 所以b c段转化的so2的量比a b段转化的so2的量多 而a点浓度比b点大 所以so2的转化率 b c段大于a b段 故d项正确 答案 d 变式训练2 2011年高考重庆卷 一定条件下 下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是 a co2 g 2nh3 g co nh2 2 s h2o g h0c ch3ch2oh g ch2 ch2 g h2o g h 0d 2c6h5ch2ch3 g o2 g 2c6h5ch ch2 g 2h2o g h 0 解析 选a 四个选项中水蒸气均为生成物 依题图中左图可知t2 t1 升温 水蒸气含量减小 平衡左移 所以正反应为放热反应即 hp2 增压 水蒸气含量增加 即正反应为气体体积减小的反应 d错 2011年高考山东卷 研究no2 so2 co等大气污染气体的处理具有重要意义 1 no2可用水吸收 相应的化学反应方程式为 利用反应6no2 8nh37n2 12h2o也可处理no2 当转移1 2mol电子时 消耗的no2在标准状况下是 l 2 已知 2so2 g o2 g 2so3 g h 196 6kj mol 12no g o2 g 2no2 g h 113 0kj mol 1则反应no2 g so2 g so3 g no g 的 h kj mol 1 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测得上述反应平衡时no2与so2体积比为1 6 则平衡常数k 3 co可用于合成甲醇 反应方程式为co g 2h2 g ch3oh g co在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示 该反应 h 0 填 或 实际生产条件控制在250 1 3 104kpa左右 选择此压强的理由是 第2问 由于该反应为前后气体体积相等的反应 故体系的压强始终保持不变 故不能以压强不变作为判断标志 故a错误 so3与no的体积比始终保持1 1 故c错 根据 异方向 量相当 的原理可知d错 设no2和so2的起始加入量分别为1mol和2mol 容器体积为v 则有 设no的转化量为x 3 从图象来看 随着温度的升高 co的转化率变小 故 h 0 综合温度 压强对co转化率的影响来看 在题给压强下 co的转化率大 解析 选c 温度相同 反应物浓度越大 反应速率越大 d项正确 可利用三段式来求算甲达到平衡时氢气的转化率 设甲中反应达平衡时氢气浓度的减小量为x 增加一种反应物的浓度可以使另一种反应物的转化率增大 a项正确 由以上计算看出 甲达到平衡时co2的浓度为0 004mol l 1 该反应是气体体积不变的反应 压强对该反应的平衡没有影响 甲和丙中起始反应物之比一样 达到平衡时为等效平衡 各物质的百分组成相等 但丙中各物质的平衡浓度是甲的2倍 故其co2的平衡浓度为0 008mol l 1 c项错误 2011年高考江苏卷 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 c项 向平衡体系中充入h2o g 平衡正向移动 co的转化率增大 但由于h2o的总量增加 本身的转化率下降 所以h2o的体积分数增大 d项 700 时该反应的平衡常数k 1 温度升高到800 时k变为0 64 说明升高温度平衡向逆反应方向移动 则正反应为放热反应 答案 bc 变式训练4在相同温度和压强下 对反应co2 g h2 g co g h2o g 进行甲 乙 丙 丁四组实验 实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表 上述四种情况达到平衡后 n co 的大小顺序是 a