《2017高考化学二轮复习 2.1.3 化学反应速率与化学平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017高考化学二轮复习 2.1.3 化学反应速率与化学平衡（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 化学反应速率与化学平衡,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,1.(2014课标全国)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为: 下列有关该反应的说法正确的是( ) A.反应速率与I-浓度有关 B.IO-也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),答案,解析,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题
2、诠释,1,2,3,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,(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,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,(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、空气、丙烯的理论体积比约为 。,答案
3、(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,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,解题要领 (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的产率,因为合成丙烯腈的反应为放
4、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。,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,(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(C3H6)=232,而V(O2)V(空气)15,则
5、进料气的理论体积比约为V(NH3)V(空气)V(C3H6)=2152,即17.51。,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,专题知识脉络,能力目标解读,热点考题诠释,1,2,3,热点一,热点二,热点三,热点四,化学反应速率的计算及影响因素 有关化学反应速率解题的思维路径,热点一,热点二,热点三,热点四,问题探究 1.如何计算化学反应速率和进行化学反应速率大小比较? 化学反应速率是表示反应进行快慢的物理量,它用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。,用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点: (1)浓度变化只
6、适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。 (2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是即时速率,且计算时取正值。,热点一,热点二,热点三,热点四,(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。不同物质表示的反应速率,存在如下关系:v(A)v(B)v(C)v(D)=mncd。 (4)对于可逆反应,通常所计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率。(注:总反应速率也可理解为净速率) 2.外界条件怎样影响化学反应速率? (1)纯液体和固体的浓度视为常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化,故影响反应速率。 (2)对于固体、液体
7、物质,由于压强改变对它们的体积影响很小,因而压强对它们浓度的影响可看作不变,即压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。,热点一,热点二,热点三,热点四,(3)升高温度,不论吸热反应还是放热反应,也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。 (4)用催化剂催化的反应,由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大,反应速率才能达到最大,故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂活性最大时的温度范围。 (5)对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况:,热点一,热点二,热点三,热点四,热点一,热点二,热点三,热点四,例1在一定温度下,10 mL 0.40 molL-1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2
8、的体积(已折算为标准状况)如下表。,下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol(Lmin)-1 B.610 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol(Lmin)-1 C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反应至6 min时,H2O2分解了50%,热点一,热点二,热点三,热点四,分析推理 (1)根据选项知道6 min时是关键点,如何求算6 min时的H2O2的物质的量? 一般可以根据三段式来求解: 初始物质的量(mol) 0.004 0 变化的物质的量(mol) 0.002
9、 0.001 6 min时物质的量(mol) 0.002 0.001,热点一,热点二,热点三,热点四,(2)如何求解06 min内H2O2的平均反应速率及6 min时H2O2的浓度和分解率? 06 min内:n(H2O2)=0.002 mol,(3)根据表格中的O2的体积,可以得出哪些信息? 随着反应的进行,相同时间内产生氧气的量越来越少。同时也说明了浓度的减小导致过氧化氢的分解速率降低。,答案C,热点一,热点二,热点三,热点四,题后反思 由于反应速率的单位是mol(Lmin)-1或mol(Ls)-1,所以,用于表示化学反应速率的反应物或生成物必须有浓度的改变,固体、纯液体、敞开体系中产生的气
10、体不能用于表示化学反应速率。如本题中不能用v(O2)表示速率。,热点一,热点二,热点三,热点四,对点训练1(2015湖北天门模拟)在容积固定的容器中发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H0,各物质的浓度如下表:,热点一,热点二,热点三,热点四,下列说法不正确的是( ) A.24 min内用H2表示的平均反应速率为0.3 molL-1min-1 B.达到平衡时,CO的转化率为62.5% C.反应在第2 min时改变了条件,可能是加入了催化剂 D.反应在第2 min时改变了条件,可能是增加了H2的浓度,D,热点一,热点二,热点三,热点四,化学平衡状态的判断及平衡移动的影响因素 有关
11、化学平衡状态及平衡移动解题的思维路径,热点一,热点二,热点三,热点四,热点一,热点二,热点三,热点四,2.如何判定平衡移动的方向? (1)应用平衡移动原理。 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时,平衡向吸热反应方向移动;增加反应物浓度,平衡向反应物浓度减小的方向移动;增大压强时,平衡向气体体积缩小的方向移动。,热点一,热点二,热点三,热点四,化学平衡移动的根本原因是外界条件(如温度、压强、浓度等)的改变破坏了原平衡体系,使得正、逆反应速率不再相等。当v(正)v(逆)时,平衡向正反应方向移动。
12、当v(正)v(逆)时,平衡向逆反应方向移动,移动的结果是v(正)=v(逆)。若条件的改变不能引起正、逆反应速率的变化,或者正、逆反应速率的变化相同,则平衡不发生移动。 (2)应用浓度商Qc与平衡常数K的关系。,热点一,热点二,热点三,热点四,3.如何理解等效平衡? (1)等价转化思想。化学平衡状态的建立与反应途径无关,即无论可逆反应是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,或从中间状态开始,只要起始投入物质的物质的量相等,则可达到一样的平衡状态。 (2)放大缩小思想。该方法适用于起始投入物质的物质的量存在一定的倍数关系。它指的是将反应容器的体积扩大或缩小一定的倍数,让起始物质的浓度相同,则在一
13、定的条件下,可建立相同的平衡状态。然后在此基础上进行压缩或扩大,使其还原为原来的浓度。在压缩或扩大过程中,依据勒夏特列原理,分析平衡如何移动,相关量的变化情况。,热点一,热点二,热点三,热点四,例2(2015河南郑州模拟)CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。,热点一,热点二,热点三,热点四,(2)一定条件下,在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。,p1 p2(填“”“”或“=”),理由是 。 该甲醇合成反应在A点的
14、平衡常数的值K= (用a和V表示)。,热点一,热点二,热点三,热点四,该反应达到平衡时,反应物转化率的关系是:CO H2(填“”“”或“=”)。 下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是 。(填写相应字母) A.使用高效催化剂 B.降低反应温度 C.增大体系压强 D.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来 E.增加等物质的量的CO和H2,热点一,热点二,热点三,热点四,分析推理 (1)根据盖斯定律+2-,计算得到H=-90.1 kJmol-1,由此得出该反应为放热反应。 (2)根据“定一议二”的原则,在横坐标上选取一点,作一条等温线,与p1、p2压强下的曲线得到两个交点,p2时C
15、O的转化率大于p1,由于该反应的正反应是一个气体体积减小的反应,故p1p2。由于充入CO和H2的物质的量之比等于计量数之比,故平衡时CO的转化率等于H2的转化率。增大反应速率的方法主要包括增大反应物浓度、增大压强、升高温度、使用催化剂;由于该反应是放热反应,提高CO转化率的措施主要包括增大H2的浓度(或同时增大CO和H2的浓度,但二者的比例小于12)、增大体系的压强、分离出生成物、增大压强等。同时满足增大反应速率和增大CO的转化率的只有C选项。,热点一,热点二,热点三,热点四,答案(1)-90.1 (2) 甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应,相同温度下,增大压强CO的转化率提高,热点一,热点
16、二,热点三,热点四,题后反思 (1)注意影响反应速率和影响化学平衡的因素不完全相同,如使用催化剂只影响化学反应速率而不影响化学平衡。 (2)注意对多变量化学平衡移动的图像题,采取控制变量,“定一议二”的方法来解题。,热点一,热点二,热点三,热点四,对点训练2(2015北京东城模拟)某温度下,向体积为2 L的密闭容器中加入CH3OH,发生反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) H=-25 kJmol-1,反应过程中测定的部分数据见下表。已知该温度下反应的平衡常数K=400,下列说法正确的是( ),热点一,热点二,热点三,热点四,热点一,热点二,热点三,热点四,化学平衡常数及平衡转化率的计算 1.化学平衡的计算解题思维路径,热点一,热点二,热点三,热点四,问题探究 (1)如何运用“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
