贵州省贵阳戴氏教育管理有限公司2020年高中化学 化学反应速率与化学平衡学案（无答案）新人教版必修2

化学反应速率与化学平衡学案（无答案）新人教版必修2教学内容 学习过程 化学反应速率与化学平衡一、化学反应的速率1、化学反应的速率（1）概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 计算公式：v(B)单位：mol/(Ls)或mol/(Lmin)B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。重要规律：（i）速率比方程式系数比 （ii）变化量比方程式系数比2、影响化学反应速率的因素：内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。外因：温度：升高温度，增大速率 催化剂：一般加快反应速率（正催化剂）浓度：增加C反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言）压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应）其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、原电池等也会改变化学反应速率。3、化学反应的限度化学平衡（1）化学平衡的定义：在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质（反应物和生成物）的物质的量都不可能为0。（2）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正v逆0。定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。（3）判断化学平衡状态的标志： VA（正方向）VA（逆方向）或nA（消耗）nA（生成）（不同方向同一物质比较）各组分浓度保持不变或百分含量不变借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（前提：反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xAyBzC，xyz ）（4） 化学反应进行的方向（5）平衡常数（K） 课堂练习1下列图中能正确表示 X+3Y2Z(放热反应)过程的能量变化的是（ ） 2化学反应A2+B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（） A.该反应是吸热反应 B.断裂1 mol AA键和1 mol BB键能放出x kJ能量 C.断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量 D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 3 在一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)2C(g) Hv逆Bt2时刻改变的条件可能是加催化剂C、两过程达到反应限度时，A的体积分数=D、两过程达到反应限度时，平衡常数IT1)、其他条件相同时，下列图像正确的是_(填序号)； （2）汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H”、“=”或“”，下同)；丙 甲。 8在一定条件下，向体积为2 L的容器中加入2 mol O2和3 mol SO2使之反应生成SO3气体：2SO2+ O22SO3 ，2 min时，测得O2的物质的量为1.6 mol，则：（1）2min内，平均反应速率v（SO3） （2）2min时，SO2的浓度为 课后练习1、 选则题1、对可逆反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g），H=-924 kJmol1下列叙述正确的是A达到化学平衡时，若升高温度，则正反应速率减小，逆反应速率增大B若单位时间内消耗x mol N2，同时生成2x mol NH3，则反应达到平衡状态C若达到平衡时，共放出462kJ热量，则有l mo1NH3（g）生成D达到平衡后，将容器体积减小为原来的一半，重新达到平衡后，c（NH3）变为原平衡时的2倍2反应2Z（g）=X（g）+ Y(g) ，H0.达到平衡时，下列说法正确的是 （ ）A.加入催化剂，X的产率增大B.升高温度，Y的转化率增大C.当容器活塞可活动时，充入稀有气体，平衡不移动D.充入Z气体时，Z的转化率增大3体积相同的密闭容器中均充入1 mol X和1mol Y，分别于300和500开始发生反应： X(g)+Y(g) 3Z(g)，Z的含量（Z%）随时间t的变化如下图所示。已知在t3时刻改变曲线b某一实验条件,下列判断正确的是A曲线a是500时的图像 B从0到t1时刻，反应物X(g)的Ct2时刻生成物Z的量 Dt3时刻改变的条件可能是降温4在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g) 2Z(g) H (正)C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44D. 其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大5某恒温密闭容器中，可逆反应A(s) B+C(g)-Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是A.产物B的状态只能为固态或液态B.平衡时，单位时间内n(A)消耗n(C)消耗=11C.保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动D.若开始时向容器中加入1molB和1molC，达到平衡时放出热量Q6在密闭容器中进行N23H22NH3反应，起始时N2和H2分别为10 mol 和30 mol，当达到平衡时，N2的转化率为30%。若以NH3作为起始反应物，反应条件与上述反应相同时，要使其反应达到平衡时各组成成分的物质的量分数与前者相同，则NH3的起始物质的量和它的转化率正确的是()A40 mol 35%B20 mol 30%C20 mol 70% D10 mol 50%7一定温度下，可逆反应2NO2(g) 2NO(g)O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 ()单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221混合气体的压强不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变A B C D以上全部8将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示。在相同的条件下，将b g(ab)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是()9对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是（ ）A通入大量O2 B增大容器容积C移去部分SO3D降低体系温度10一定温度下，在2 L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的所示下列描述正确的是()A从反应开始到10 s末，用Z表示的反应速率为0.158 mol/(Ls)B从反应开始到10 s末，用X表示的反应速率为0.79 mol/(Ls)C从反应开始到10 s末，Y的转化率为79.0%D该反应的化学方程式为X(g)Y(g)=Z(g)11在一定条件下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，不能表明反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是（ ）A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度 D.混合气体的平均相对分子质量12如图是可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 在反应过程中的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列叙述正确的是（ ）At1时，只有正方向反应 Bt2时，反应到达限度Ct2-t3，反应不再发生 Dt2-t3，各物质的浓度相等且不再发生变化D在工业合成SO3时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题二、填空题15利用I2O5可消除CO污染或定量测定CO，反应为：5CO（g）I2O5（s） 5CO2（g）I2（s）；H 1（1）已知：2CO（g）O2（g） 2CO2（g）；H 22I2（s）5O2（g） 2I2O5（s）；H 3则H 1 （用含H 2和H 3的代数式表示）。（2）不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO，测得CO2的体积分数（CO2）随时间t变化曲线如图。请回答：从反应开始至a点时的反应速率为v(CO) ，b点时化学平衡常数Kb 。d点时，温度不变，若将容器体积压缩至原来的一半，请在图中补充画出CO2体积分数的变化曲线。下列说法正确的是 。（填字母序号） A容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态B两种温度下，c点时体系中混合气体的平均相对分子质量相等C增加I2O5的投料量有利于提高CO的转化率Db点和d点的化学平衡常数：KbKd162020年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：（1）下列方程中H2O2所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是 。ABaO2+2HCl冰=H2O2+BaCl2BAg2O+H2O2 =2Ag+O2+H2O C2H2O22H2O+O2DH2O2+NaCrO2+NaOH=Na2CrO4 +H2O（2）火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料，液态H2O2为助燃剂。已知：N2H4（1）+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H= - 534 kJmol1 H2O2（1）=H2O（1）+1/2O2(g) H= - 98.64 kJmol1H2O（1）=H2O(g) H=+44kJmoll则反应N2H4（1）+2H2O2（1）=N2(g)+4H2O(g)的H= ，该反应的S= 0(填“”或“”)。（3）H2O2是一种不稳定易分解的物质。如图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图实验证实，往Na2CO3溶液中加入H2O2也会有气泡产生。已知常温时H2CO3的电离常数分别为Kal=4.3l07，Ka2 = 5.0 l011 。Na2CO3溶液中CO32第一步水解常数表达式Khl= ，常温时Khl的值为 。若在Na2CO3溶液中同时加入少量Na2CO3固体与适当升高溶液温度，则Khl的值 (填变大、变小、不变或不确定)。18某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：MnO2触摸试管情况观察结果反应完成所需的时间粉末状很烫剧烈反应，带火星的木条复燃3.5min块状微热反应较慢，火星红亮但木条未复燃30min（1）写出大试管中发生反应的化学方程式： ，该反应是 反应（填放热或吸热）。（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与 有关。某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行， 在从03分钟各物质的量的变化情况如图所示（A,B,C均为气体）。543210123/分钟CAB物质的量/mol（3）该反应的的化学方程式为 ；（4）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为 。（5）能说明该反应已达到平衡状态的是 。av(A)= 2v(B) b容器内压强保持不变cv逆(A)= v正(C) d容器内混合气体的密度保持不变（6）由图求得A的平衡时的转化率为 。19在温度为373K时，将0.100mol无色的N2O4气体放入1L抽空的密闭容器中，立刻出现红棕色，直至建立N2O42NO2的平衡。下图是隔一定时间测定到的N2O4的浓度（纵坐标为N2O4的浓度，横坐标为时间）（1）计算在20至40秒时间内，NO2的平均生成速率为 molL-1S -1。（2）该反应的化学平衡常数表达式为 。求该温度下平衡常数的值。（写出计算过程，下同）（3）求达到平衡状态时N2O4的转化率。（4）求平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为多少?(最简整数比)。20利用太阳能分解水产生H2，在催化剂作用下H2与CO2反应合成CH3OH，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJmol1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) H=726.5 kJmol1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) H=283.0 kJmol1。请回答下列问题： 用太阳能分解18g水，需要消耗的能量为 kJ。 液态CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学方程式为 。 CO2合成燃料CH3OH是碳减排的新方向。在容积为2 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，由CO2和H2合成甲醇，反应式：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 )：下列说法正确的是 A温度为T2时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为: v(CH3OH)nB/tB mol(Lmin)1BT2T1，T2平衡时，甲醇产量变少，所以该反应为放热反应C该反应在T2时的平