2022-2023学年新教材高中化学第2章化学反应的方向限度与速率章末整合课件鲁科版选择性必修1

1、章末整合第2章内容索引0102知识网络重难突破知识网络答案温度正向逆向右左 重难突破突破1化学平衡移动与转化率利用勒夏特列原理解释平衡移动方向和转化率高低是高考的重点内容。 【典例1】(2021河北化学,13)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:M+N=X+Y;M+N=X+Z。反应的速率可表示为v1=k1c2(M),反应的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是()A.030 min时间段内,Y的平均反应速率为6.6710-3 molL-1min-1B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之

2、比保持不变C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为ZD.反应的活化能比反应的活化能大答案 A 解析 考查化学反应速率的计算、转化率的计算、化学反应速率与活化能的关系等。反应和为竞争反应,由速率方程式可知,两个反应差异在速率常数的大小。图中显示,030 min内c(Z)=0.125 molL-1,c(M)=0.5 molL-1-0.3 molL-1=0.2 molL-1,c2(M)=c(Z)=0.125 molL-1,c(Y)=c1(M)=0.2 molL-1-0.125 molL-1=0.075 molL-1,v(Y)=0.075 molL-130 min=0.002 5 mol

3、L-1min-1,A项错误;由速率方程可知, ,说明反应的活化能较小,且浓度比保持不变,若反应进行到底,反应结束时,M转化为Z的比例为 100%=62.5%,B、C、D项正确。规律方法 1.化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断。通过比较改变条件瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。若外界条件改变,引起v(正)v(逆),则化学平衡向正反应方向(或向右)移动;若外界条件改变,引起v(正)v(逆),则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动;若外界条件改变,虽能引起v(正)和v(逆)变化,但变化后新的v(正)和v(逆)仍保持相等,则化学平衡不发生移动。(2)依据浓度商(Q)规则判

4、断。 Qv(逆)Q=K反应处于化学平衡状态,v(正)=v(逆)QK反应向逆反应方向进行,v(正)p+q反应物A和B的转化率均增大m+nn+p反应物A的转化率增大mv(逆)答案 D 变式训练2-2(1)活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图1所示,C点时该反应的平衡常数Kp=MPa (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。图1 (2)以CO作为还原剂与磷石膏(主要成分为CaSO42H2O)反应,不同反应温度下可得到不同的产物。

5、向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO,反应体系起始总压强为0.1a MPa,不同温度下反应后所得固态物质的物质的量如图2所示。在低于800 时主要反应的化学方程式为;1 150 下,反应CaSO4+CO CaO+CO2+SO2达到平衡时,c平(SO2)=8.010-5 molL-1,CO的转化率为80%,则c始(CO)= molL-1,该反应的压强平衡常数Kp= Mpa(用含a的代数式表示;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数;忽略副反应)。图2 答案(1)4(2)CaSO4+4CO CaS+4CO21.010-40.32a 解析(1)Kp的表达式为Kp= ,先计算平衡时

6、,混合气体中各组分的物质的量分数,设平衡时NO2的变化量为x mol,则 2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)起始/mol1 0 0变化/molx 0.5xx平衡/mol1-x 0.5xx平衡时物质的量分数由于C点时c(NO2)=c(CO2),即1-x=x,解得x=0.5。把x=0.5代入上述物质的量分数算式中,得到NO2、N2、CO2的物质的量分数分别为0.4、0.2、0.4,由于NO2与CO2的物质的量分数相等,故p(CO2)=p(NO2),(2)在低于800 时,固体产物为CaS,所以此时反应的化学方程式为CaSO4+4CO CaS+4CO2;根据1 150 时反应的化

7、学方程式CaSO4+CO CaO+CO2+SO2及平衡时c平(SO2)=8.010-5 molL-1可知,突破3常见的化学反应速率、化学平衡图像分析1.速率时间图像反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+np+q,且H0(1)t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速率逐渐增大;(2)t2时升高温度,正反应和逆反应速率均增大,吸热反应的反应速率增大得快;(3)t3时减小压强,容器容积增大,浓度变小,正反应速率和逆反应速率均减小,正反应的反应速率减小得多;(4)t4时使用催化剂,正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。2.转化率(或含量)时间图像反应m

8、A(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+np+q,且H0(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响,对于气体反应物系数之和大于气体反应产物系数之和的反应,压强越大,反应物的转化率越大;(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大;(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。3.恒压(温)线反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+np+q,且H0分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。4.特殊类型图像(1)对于化学反应mA(g)+nB

9、(g) pC(g)+qD(g),如下图所示,M点前,表示从反应物开始,v(正)v(逆);M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应Hv(逆);则L线的右下方(F点),v(正)p2p3T1时以反应为主,反应前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响(4)A解析本题利用科研文献中图像、曲线及数据设题,要求考生在陌生情景中进行热力学分析,有一定难度。(1)根据盖斯定律可得-=,则H3=+40.9 kJmol-1。(2)反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)转化/molx3xxx反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)转化/mola-x2a-2xa-x反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)转化/molyyyyn(CO)=y mol-a mol+x mol=b mol,则x+y=a+b。(3)从图乙中看到在T1时,p不同时三条曲线交于一点,说明压强的改变对平衡无影响。而反应前后