（课标版）高考化学二轮复习第7讲化学反应速率与化学平衡课件.ppt

1、第7讲化学反应速率与化学平衡,-2-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,考点一化学平衡及其影响因素 1.(2017课标全国,28节选)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题: H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02,此时H2S的转化率为1。 (1)在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2

2、S的转化率21,该反应的H0(填“”“”或“=”)。 (2)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 (填标号)。 A.H2SB.CO2C.COSD.N2,答案,解析,-3-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,2.(2017课标全国,28节选)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:,-4-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,AC,-5-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,3.(2016海南高考改编,11)由反应物X转化为Y和Z的能量

3、变化如图所示。 下列说法正确的是() A.由XY反应的H=E5-E2 B.由XZ反应的H0 C.增大压强有利于提高Y的产率 D.升高温度有利于提高Z的产率,B,解析:由XY反应的H=E3-E2,A错误。依图知,由XZ反应中的反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,H0,B正确。根据反应:2X(g) 3Y(g),增大压强,平衡向左移动,不利于提高Y的产率,C错误。由B分析知,XZ的反应放热,升高温度,平衡向左移动,不利于提高Z的产率,D错误。,-6-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,4.(2016课标全国,27节选)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气

4、,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题: (1)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。,增加压强,NO的转化率(填“提高”“不变”或“降低”)。 由实验结果可知,脱硫反应速率脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是。,-7-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,(2)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。,由图分析可知,反应温度升

5、高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。,-8-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。 从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是。,答案:(1)提高 大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 (2)减小,(3)形成CaSO4沉淀,使平衡向产物方向移动,SO2转化率提高,-9-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,-10-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,-11-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演

6、练,考点三,方法指导解答化学平衡移动问题的步骤,-12-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,B,解析:焓变是一个状态函数,与反应发生的途径无关,A错误。温度升高,正逆反应速率均增大,因为该反应正向是吸热反应,故平衡正向移动,分解率增大,B正确。该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆向是放热反应,会使体系温度升高,C错误。体系中注入H2,体系将向H2浓度降低方向移动,但最终H2的浓度增大,D错误。,-13-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,答案,解析,-14-,考点一,考点二,真题示例,核心建模,对点演练,考点三,3.(2017山东淄博一模

7、)可逆反应L(s)+aG(g) bR(g)H达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示:x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数,压强p1p2。下列判断正确的是() A.1+ab D.增加L的物质的量,可提高G的转化率,C,解析:由图像曲线的变化特点可知,升高温度,G的体积分数减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则该反应的正方向为吸热反应;增大压强,G的体积分数减小,则平衡向减少G的方向移动,由于L为固体,说明ab,增加L的物质的量,平衡不移动,G的转化率不变。,-15-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,考点二化学平衡常数及其转化率 1.(2017课标全国,2

8、8节选)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题: H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 H2S的平衡转化率1=%,反应平衡常数K=。,答案,解析,-16-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-17-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-18-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考

9、点二,考点三,-19-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,答案:(1)增大1.01014(2)小于,-20-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-21-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-22-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-23-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-24-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-25-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-26-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,方法技巧1.化学平衡的计算解题思

10、维路径,-27-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,2.“三段式”模式进行化学平衡计算 根据反应进行(或平衡移动)的方向,设某反应物消耗的量,然后列式求解。 例:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 起始量:ab00 变化量:mxnxpxqx 平衡量:a-mxb-nxpxqx 注意:变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。 这里a、b可指:物质的量、物质的量浓度、气体体积等。 弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。 在利用平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态。,-28-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,D,解析:因不知反应

11、是吸热反应还是放热反应,所以升高温度平衡移动方向无法判断,故K值不能判断,A正确。由表达式可判断反应的化学方程式为2Z(g)+2W(g) X(g)+2Y(g),加压平衡向正反应方向移动,W的质量分数减小,B、C正确。X为产物,增大产物浓度则平衡向逆反应方向移动,D错误。,-29-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,B,-30-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,-31-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,该反应的正反应是气体体积增大的放热反应,因此根据平衡移动原理,欲提高平衡体系中Y的含量,可降低体系温度或减少Z的量,C错误。其他条件

12、不变,再充入0.1 mol气体X,由于压强增大的影响大于浓度增大的影响,增大压强,平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,X的转化率降低,D错误。,-32-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,-33-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总= mol,n(A)= mol。 下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a=。,分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律,得出的结论是 ,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为 molL-1。,-34-

13、,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,-35-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,-36-,考点一,考点二,考点三,真题示例,核心建模,对点演练,-37-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,考点三有关化学反应速率和化学平衡的图像分析 1.(2017课标全国,27节选)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题: (1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:,图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号)。

14、A.升高温度B.降低温度 C.增大压强D.降低压强,-38-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-39-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-40-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是。 (3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而

15、增大的原因可能是、 ;590 之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是。,-41-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,答案:(1)小于AD (2)原料中过量H2会使反应平衡逆向移动,所以丁烯转化率下降 (3)590 前升高温度,反应平衡正向移动升高温度时,反应速率加快,单位时间产生丁烯更多更高温度导致C4H10裂解生成更多的短碳链烃,故丁烯产率快速降低,-42-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,解析:(1)由图(a)可以看出,温度相同时,由0.1 MPa 变化到x MPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,由于反应是气体物质的量增大的反应,压强越小平衡转

16、化率越大,所以x的压强更小,x0.1。由于反应为吸热反应,所以温度升高时,平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,因此A正确,B错误。由于反应是气体物质的量增大的反应,加压时平衡逆向移动,丁烯的平衡产率减小,因此C错误,D正确。 (2)H2是反应的产物,增大 会促使平衡逆向移动,从而降低丁烯的产率。 (3)590 之前,随温度升高,反应速率增大,反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,生成的丁烯会更多。温度超过590 ,更多的丁烷裂解生成短链烃类,导致丁烯产率快速降低。,-43-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反

17、应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。,-44-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 。低于460 时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)。 A.催化剂活性降低B.平衡常数变大 C.副反应增多D.反应活化能增大,-45-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是 。进料气氨、空

18、气、丙烯的理论体积比约为。,答案:(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂 (2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC (3)1该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 17.51,-46-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,解析:(1)从反应的焓变可看出这两个反应都为放热反应,且“1 mol反应”放出的热量大,故两个反应在热力学上的趋势很大。由于生成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应,故要提高丙烯腈的产率可采取的措施为降温、降压。提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。 (2)图(a)中,低于460 时的曲线不表示丙烯腈

19、的产率,因为合成丙烯腈的反应为放热反应,温度降低时,丙烯腈的产率应增大,而非减小。高于460 时,丙烯腈产率降低的原因分析:催化剂活性降低,合成丙烯腈的反应速率减小,而副反应可能更多地发生,A项符合题意;平衡常数增大,丙烯腈的产率增大,B项不符合题意;副反应增多,可能导致丙烯腈产率降低,C项符合题意;反应活化能增大,并不影响平衡的移动,不会导致丙烯腈的产率变化,D项不符合题意。,-47-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(3)由图(b)可知,当n(氨)/n(丙烯)在1.0左右时丙烯腈的产率达最大值,而副产物丙烯醛的产率达最小值。由反应知,V(NH3) V(O2)V(C3H

20、6)=232,而V(O2)V(空气)15,则进料气的理论体积比约为V(NH3)V(空气)V(C3H6)=2152,即17.51。,-48-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-49-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(1)反应的化学平衡常数K表达式为;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为(填曲线标记字母),其判断理由是。,-50-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-51-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,a反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小 (2)减小升高温度时,反应为放热反应,平衡向左

21、移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低 p3p2p1相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高,-52-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,因反应为放热反应,所以平衡常数应随温度升高而变小,所以选a。 (2)升高温度,反应平衡向左移动,使体系中n(CO)增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生n(CO)增大;总结果是随温度升高,CO的转化率降低。 因为相同温度下,由于反

22、应为气体分子数减小的反应,加压有利于增大CO的转化率;反应为气体分子数不变的反应,压强改变对平衡不产生影响。所以压强增大,CO转化率升高,在图2中,同一温度下,CO转化率高的对应压强大,则p3p2p1。,-53-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-54-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,图2 (2)速率时间图:如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况,解释原因:AB段(v渐增),因反应为放热反应,随着反应的进行,温度渐高,导致反应速率增大;BC段(v渐小),则主要原因是随反应的进行,溶液中c(H+)逐渐减小,导致反应速率减小。

23、故分析时要抓住各阶段的主要矛盾,认真分析。,-55-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(3)含量时间温度(压强)图:常见形式有如下几种。(C%指生成物C的质量分数;B%指反应物B的质量分数),-56-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-57-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,-58-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,(4)恒压(温)线(如图3所示):该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型如下所示:,-59-,真题示例,核心建模,对点演练,考点一,考点二,考点三,2.特殊