高三年级化学 第8周集体备课 化学反应速率和化学平衡

安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 1 高三年级化学高三年级化学 第第 8 周周 内容 化学反应速率和化学平衡内容 化学反应速率和化学平衡 主讲人 周瑾主讲人 周瑾 备课时间 备课时间 2017 年年 3 月月 1 备课内容 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 二 课时安排 4 三 每节课导学案 一 考纲要求一 考纲要求 1 了解化学反应速率的概念 反应速率的表示方法 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应 速率的影响 2 了解化学反应的可逆性 理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系 3 理解勒夏特列原理的涵义 掌握浓度 温度 压强等条件对化学平衡移动的影响 二 考题规律二 考题规律 化学反应速率和化学平衡是中学化学重要的基本理论 是每年的必考内容 题型主要是选择和填空 考查 的方向主要涉及反应的方向 速率快慢 平衡移动的判断等内容 分析近几年的高考试题 有以下方面的特点 选择题一般从平衡状态和平衡移动 物质的转化率和浓度的变化和平衡的体系中密度和相对分子质量的变 化等方向考查 非选择题考查的重点放在有关反应速率 转化率的计算与影响化学平衡移动的因素上 三 考向预测三 考向预测 近几年的命题出现了通过化学反应速率测定的方法考查数据处理能力等趋势 考查考生对化学反应速率的 理解 对化学反应速率表示方法的认识 以及运用化学方程式中各物质的化学计量比的关系进行有关的简单计 算 同时也要关注外界条件对化学反应速率和化学平衡影响规律的定性判断 化学平衡常数表达式的书写与计 算 应用化学平衡常数进行化学平衡移动方向的判断这些知识点 一 化学反应速率一 化学反应速率 计算公式 单位 mol L min 或 mol L s t c v 计算方法 公式法 通过化学计量数换算 如化学反应A g B g C g D g 中 mnpq A B C D vvvvmnpq 原理 活 内因 反应物质的性质 决定因素 影响因素 外因 反应所处的条件 如浓度 温度 压强 催化剂 固体反应物的表面积 颗粒大小 光 不同溶剂 超声波等因素都可影响化学反应速率 化分子 有效碰撞 二 化学平衡二 化学平衡 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 2 前提 密闭容器中的可逆反应 化学 条件 一定的温度 浓度 压强 影响化学平衡的因素 平衡的 本质 0 正正 vv 达到化学平衡 建立 特征表现 反应混合物中各组分的百分含 状态的标志 量保持一个定值 不是相等 表达式及其意义 化学平衡常数 影响因素 平衡常数应用 原因 反应条件改变引起 正正 vv 结果 速率和各组分的百分含量与原平衡比较发生变化 化学平衡 正正 vv 向正反应方向移动 的移动 方向 正正 vv 平衡不移动 各组分的百分含量不变 正正 vv 向逆反应方向移动 浓度 增大反应物浓度或减少生成物浓度 平衡向正反应 方向移动 反之向逆反应方向移动 压强 增大压强 平衡向体积缩小的方向移动 减小压强 平衡向体积扩大的方向移动 温度 升吸降放 即升高温度 平衡向吸热反应方向移动 降低温度 平衡向放热反应方向移动 注意 催化剂同等倍数加快或减慢正逆反应的速率 故加入 催化剂不影响平衡 但可缩短达到平衡的时间 充入惰 性气体对化学平衡的影响 1 恒压下通惰性气体 平 衡移动方向相当于直接减压 也同稀释对溶液中反应的 影响 2 恒容下通惰性气体 平衡不移动 只要与 平衡混合物中的物质不反应的气体都可称 惰性 气体 影 响 因 素 勒夏特列原理 减弱而不抵消 浓度的计算 计算类型 转化率的计算 压强或体积之比的计算 例例 1 对于反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 一次只改变一个条件 能增大逆反应速率的措施是 A 通入大量 O2 B 增大容器体积 C 移去部分 SO2 D 降低体系温度 分析 分析 增大反应物浓度可使正反应速率增大 逆反应速率随之增大 A 项正确 增大容器容积 相当于减 小压强 正 逆反应速率均减小 B 项错误 移去部分 SO2 可使反应向逆反应方向移动 而正 逆反应速率 均减小 C 项错误 降低温度正 逆反应速率均减小 D 项错误 答案 答案 A 点评 点评 本题易将反应速率与化学平衡的移动混淆而错选 此处常见的误区有 反应向正反应方向移动 则 正反应速率一定增大 反应向逆反应方向移动 则逆反应速率一定增大 例例 2 对于化学反应 3W g 2X g 4Y g 3Z g 下列反应速率关系中 正确的是 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 3 A v W 3v Z B 2v X 3v Z C 2v X v Y D 3v W 2v X 分析 分析 将四个选项变成分数形式 看是否符合速率比等于化学计量数比关系 答案 答案 C 点评 点评 本题考查内容是化学反应速率与反应方程式中物质的计量数之间的相互关系 根据化学反应基本原 理知道 化学反应的快慢与多种因素相关 反应物的性质 反应类型 酸碱中和反应 氧化还原反应 有机化 学反应等 反应温度 压强 反应物的浓度 催化剂等 当一个化学反应确定后 反应物和外界条件 化学 反应的速率仅与反应物的浓度相关 因此 化学反应速率是以单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化表 示 当反应体系为气态或溶液时可使用参与反应的物质的浓度来表示 v ci t 例例 3 某温度下 反应 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g 的平衡常数为 400 此温度下 在容 积一定的密闭容器中加入 CH3OH 反应到某时刻测得各组分的浓度如下 物质CH3OHCH3OCH3H2O 浓度 mol L 1 0 440 60 6 下列说法正确的是 A CH3OH 的起始浓度为 1 04 mol L 1 B 此时逆反应速率大于正反应速率 C 平衡时 CH3OH 的浓度为 0 04 mol L 1 D 平衡时 CH3OH 的转化率小于 80 分析 分析 由上述三段式看出 A 项错误 1 8680 D 项错误 1 64 mol L 1 0 04 mol L 1 1 64 mol L 1 答案 答案 C 点评 点评 这道试题主要考查有关计算的问题 我们应该应用三段式来进行解题 同时要注意单位的对应 例例 4 已知 H2 g I2 g 2HI g H 0 有相同容积的定容密闭容器甲和乙 甲中加入 H2和 I2各 0 1 mol 乙中加入 HI 0 2mol 相同温度下分别达到平衡 欲使甲中 HI 的平衡浓度大于乙中 HI 的平衡浓 度 应采取的措施是 A 甲 乙提高相同温度 B 甲中加入 0 1 mol HI 乙不变 C 甲降低温度 乙不变 D 甲增加 0 1 mol H2 乙增加 0 1 mol I2 分析 分析 H2 g I2 g 2HI g Hv 逆 10 反应 4A s 3B g 2C g D g 经 2min B 的浓度减少 0 6mol L 对此反应速率的表示 正确的是 A 用 A 表示的反应速率是 0 4 mol L 1 min 1 B 分别用 B C D 表示反应速率 其比值是 3 2 1 C 在 2min 末的反应速率 用 B 表示是 0 3 mol L 1 min 1 D 在这 2min 内用 B 和 C 表示的反应速率的值都逐渐减小 11 完全相同的两个容器甲和乙 已知甲中装有 SO2 O2各 1 克 乙中装有 SO2 O2各 2 克 在同一温度下 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 9 反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 达平衡时 甲中 SO2的转化率为 a 乙中 SO2的转化率为 b 则 A a b B a b C a b D 无法判定 二 非选择题 12 某化学反应 2A B D 在四种不同条件下进行 B D 的起始浓度为 0 反应物 A 的浓度 mol L 1 随反 应时间 min 的变化情况如下表 根据上述数据 完成下列填空 实验 序号 0102030405060 1800 1 00 800 670 570 500 500 50 2800 C20 600 500 500 500 500 50 3800 C30 920 750 630 600 600 60 4820 1 00 400 250 200 200 200 20 1 实验 1 反应在 10 至 20 分钟时间内平均速率为 mol L min 1 2 实验 2 A 的初始浓度 c2 mol L 1 反应经 20 分钟就达到平衡 可推测实验 2 中还隐含 的条件是 3 设实验 3 的反应速率为 v3 实验 1 的反应速率为 v1 则 v3 v1 填 或 且 c3 1 0 mol L 1 填 或 4 比较实验 4 和实验 1 可推测该反应是 反应 填 吸热 或 放热 13 在一个 2L 的密闭容器中 发生反应 2SO3 g 2SO2 g O2 g H 0 其中 SO3的变化如下 图所示 1 写出该反应的平衡常数表达式 2 用 O2表示 0 8min 内该反应的平均速率 v 3 升高温度 该反应的反应速率将 填 增大 或 减小 K 值将 填 增大 或 减小 4 能说明该反应已达到平衡状态的是 A v SO3 2v O2 B 容器内压强保持不变 C v SO2 逆 2v O2 正D 容器内密度保持不变 5 在第 12min 时 容器压缩到 1L 则 SO3的变化曲线为 A aB bC cD d 14 美国 Bay 等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气 其生产流程如下图 1 此流程的第 II 步反应为 CO g H2O g H2 g CO2 g 该反应的化学平衡常数表达 式为 K 反应的平衡常数随温度的变化如下表 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 10 温度 4005008301000 平衡常数 K1091 从上表可以推断 此反应是 填 吸 或 放 热反应 在 830 下 若开始时向恒容密闭容器中充 入的 CO 与 H2O 均为 1mo1 则达到平衡后 CO 的转化率为 2 在 830 以下表的物质的量 单位为 mol 投入恒容反应器发生上述第 II 步反应 其中反应开始时 向正反应方向进行的有 填实验编号 实验编号n CO n H2O n H2 n CO2 A1523 B2211 C0 5211 3 在一个不传热的固定容积的容器中 判断此流程的第 II 步反应达到平衡的标志是 体系的压强不再发生变化 混合气体的密度不变 混合气体的平均相对分子质量不变 各组分的物质的量浓度不再改变 体系的温度不再发生变化 v CO2 正 v H2O 逆 4 下图表示此流程的第 II 步反应 在 t1时刻达到平衡 在 t2时刻因改变某个条件发生变化的情况 图中 t2时刻发生改变的条件是 写出两种 15 在一定条件下 xA yBzC 达到平衡 试填写下列空白 1 已知 C 是气体 且 x y z 加压时平衡如果发生移动 则平衡必向 方向移动 2 若 B C 是气体 其他条件不变时增加 A 的用量 平衡不移动 则 A 的状态为 已知 NO2和 N2O4可以相互转化 2NO2 g N2O4 g H 0 现将一定量的 NO2和 N2O4的混 合气体通入一定体积为 2L 的恒温密闭玻璃容器中 反应物浓度随时间变化的关系如下图 1 图中共有两条曲线 X 和 Y 其中曲线 表示 NO2浓度随时间的变化 a b c d 四个点中 表示 化学反应处于平衡状态的点是 下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 A 容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 B 容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 C 容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 11 D 容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变 2 前 10min 内用 NO2表示的化学反应速率 v NO2 mol L min 0 15min 反应 2NO2 g N2O4 g 的平衡常数 K b 3 反应 25min 时 若只改变了某一个条件 使曲线发生如上图所示的变化 该条件可能是 用文字表达 其平衡常数 K d K b 填 或 4 若要达到使 NO2 g 的百分含量与 d 点相同的化学平衡状态 在 25min 时还可以采取的措施是 A 加入催化剂 B 缩小容器体积 C 升高温度 D 加入一定量的 N2O4 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 12 1 C 解析 由题中所给数据可求出用水蒸气的浓度表示的反应速率为 0 0015 mol L s 然后根据速率之比 等于化学计量数之比求出相应各物质表示的反应速率 2 C 解析 对于有固体参加的反应来说 增加固体反应物的质量 因为不能改变其浓度 对平衡无影响 错 压强的改变对溶液中进行的反应的反应速率和平衡没有影响 错 任何反应都伴随着能量的变化 即 任何反应不是吸热反应 就是放热反应 改变反应温度 化学平衡一定会发生移动 对 催化剂只能改变反 应速率 不能改变反应的限度 错 化学平衡常数减小 一定是温度发生了改变 化学平衡一定发生了移动 对 3 B 解析 判断反应是否达到平衡其标志有直接标志和间接标志之分 A C 属间接标志 D 属直接标志 4 C 解析 根据可逆反应的特点可知正确答案是 C 项 5 A 解析 该可逆反应是反应前后气体的体积 物质的量 减小 A 项正确 反应容器内的压强不变时 说 明反应已达平衡状态 B 项错误 该反应为可逆反应 四者共存 不能说明它们的量 不变 C 项错误 因只 有 v 逆 没有给 v 正 二者是否相等 不清楚 D 项错误 因反应容器内的气体总物质的量始终变化 说 明可逆反应未达到平衡状态 6 B 解析 勒夏特列原理中改变某一外界条件 平衡只能向着减弱这种改变的方向移动 7 D 解析 H 是焓变 反应热 是一个定值 选项 A 正确 B 项 可算出 v X 0 2mol L min 所以 v Y 0 1mol L min B 项正确 C 项 用反应物 X Y 表示的同向速率比始终等于其化学计量系数比 2 1 C 项正确 该反应的正反应为放热反应 升高温度 平衡向逆反应方向移动 平衡常数减小 选项 D 错误 8 C 解析 A 项正确 X 的转化率 80 100 50 40 B 项 从表中数据可推出其反应比例为 0 4 0 5 0 4 0 6 4 5 4 6 正确 C 项 前句对 后句错 因方程式右边系数大 所以增大压强时平衡向左移动 选项 C 错 D 项正确 9 A 解析 A 选项 A g 3B g 2C g 设 x y n 起始 n n 0 反应 a 3a 2a 平衡 n a n 3a 2a A 50 100 23 aanan an 与 a 无关 与恒压还是恒容无关 所以反应过程中 A 始终不变 B 选项 投料比等于反应计量系数比则反应物的转化率相等 若 x y 1 3 反应达到平衡 A B 的转化率相等 在 M 中 x y 1 2 相当于增加了 A 的浓度 B 的转化率增大 A 的转化率减小 转化率 A10 因此平衡逆向移动 v 正 v 逆 10 B 解析 C 应是平均速率 而不是 2min 末的瞬时速率 D 中 C 表示生成物 速率应是不断增大 11 B 解析 建立这样的模型 把乙中的 SO2 O2平均分成 2 份 每份为 1 克 SO2和 O2 在与甲相同的容器 中建立两个完全相同的平衡状态 如 安顺市第一高级在中学集体备课资料 导学案与周末练习印发学生 上传邮箱 asyzkjk 13 然后把两个容器中的物质压缩到一个容器中去 而对于 2SO2 g O2 g 2SO3 g 压缩 平衡右移 故 SO2的转化率增大 12 1 0 013 2 1 0 催化剂 3 4 吸热 解析 1 vA 0 013 mol L min 1 min 10 Lmol 67 0Lmol 80 0 11 2 对比实验 1 与实验 2 可知 反应温度相同 达平衡时的 A 的浓度相同 说明是同一平衡状态 即 c2 1 0 mol L 1 又因实际反应的速率快 达平衡所需时间短 说明反应中使用了催化剂 3 对比实验 3 与实验 1 可知 从 10 min 到 20 min 实验 1 的 A 的浓度变化值为 0 13 mol L 1 而 实验 3 的 A 的浓度变化值为 0 17 mol L 1 这就说明了 v3 v1 又知从 0 min 到 10 min A 的浓度的变化值 应大于 0 17 mol L 1 即 c3 0 92 0 17 mol L 1 1 09 mol L 1 4 对比实验 4 与实验 1 可知 两实验的起始浓度相同 反应温度不同 达平衡时实验 4 的 A 的浓度小 说明了实验 4 A 进行的程度大 即温度越高 A 的转化率越大 说明正反应为吸热反应 13 1 K 3 2 22 2 SO OSO c cc 2 0 0125 mol L min 3 增大 增大 4 B C 5 C 解析 1 按照平衡常数的含义很容易写出表达式 K 3 2 22 2 SO OSO c cc 2 从图象知 0 8min 内 SO3减少 0 4mol v SO3 0 4mol 2L 8min 0 025mol L min v O2 v SO3 2 0 0125mol L min 3 升高温度可以加快反应速率 平衡向正反应方向移动 所以 K 值将增大 4 A 只有正反应速率 不能确认 是否平衡 B 项 因该反应前后气体数增大 若压强不变 说明宏观上已处于静止状态 说明已达平衡 C 项 有正速率和逆速率 且比例正确 说明已达平衡 D 项 体积不变 总密度始终不变 不能证明是否平衡 5 因将容器压缩为 1L 相当于加压 所以 SO3的浓度瞬间增大到 0 4mol L 1 由于平衡左移 c SO3 又增 大 所以其变化曲线为 a 这样思考 就跳进了知识陷阱 注意 纵坐标是 SO3的物质的量 压缩体积时 浓 度增大 但物质的量此时并不变 再根据平衡移动原理就可以确定为 C 14 1 OH CO CO H 2 22 cc cc 放 50 2 B 3 4 降低温度 或增加水蒸汽的量 或减少 氢气的量 解析 1 K OH CO CO H 2 22 cc cc 由表中数据知 升温 平衡常数减小 即平衡逆向移动 说明此反应的正方向 是放热反应 在 830 时 K 1 说明反应物与生成物的浓度相等 故 CO 的转化率为 50 2