《全国通用版2019版高考化学大一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡学案六化学速率平衡图表分析与数据处理课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用版2019版高考化学大一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡学案六化学速率平衡图表分析与数据处理课件.ppt（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案六化学速率平衡图表分析与数据处理学案六化学速率平衡图表分析与数据处理【教学目标】【教学目标】1.理解化学平衡图像的意义，掌握化学平衡图像题的解法。理解化学平衡图像的意义，掌握化学平衡图像题的解法。2.借助速率和平衡的图像，了解平衡在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。借助速率和平衡的图像，了解平衡在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3.通通过过对对“化化学学反反应应速速率率和和化化学学平平衡衡”的的图图表表以以及及“化化学学反反应应的的过过程程图图像像”的的分分析析，提提高学生对图表信息进行综合处理和加工的能力。高学生对图表信息进行综合处理和加工的能力。4.通过同学之间对图像题的解题
2、方法的讨论分析，体会同伴间互助学习的必要性。通过同学之间对图像题的解题方法的讨论分析，体会同伴间互助学习的必要性。【教学重点】【教学重点】阅读表格数据、图像，对化学平衡的综合分析，解决实际问题。阅读表格数据、图像，对化学平衡的综合分析，解决实际问题。【教学难点】【教学难点】平衡平衡图像解像解题思路、方法与技巧。思路、方法与技巧。【考考情情分分析析】从从近近几几年年看看，化化学学反反应速速率率和和化化学学平平衡衡的的考考查，试题的的创新新性性、探探究究性性逐逐年年提提升升，如如：考考查问题多多样化化的的平平衡衡图像像问题，通通过设计新新颖的的速速率率、平平衡衡计算算以以及及通通过图像像、表表格格
3、获取取信信息息、数数据据等等试题在在情情境境上上、取取材材上上都都有有所所创新新，而而且且化化学学反反应速速率率与与化化学学平平衡衡还与与元元素素化化合合物物知知识相相互互联系系，综合合考考查，并并且且两两者者的的结合合也也日日趋紧密密。如如2015全全国国卷卷28，2016全全国国卷卷27，2017全全国国卷卷28等。等。1.常见速率、平衡图像常见速率、平衡图像(1)物物质的量的量(或或浓度度)时间图像像例例如如，某某温温度度时，在在定定容容(V L)容容器器中中，X、Y、Z三三种种物物质的的物物质的的量量随随时间的的变化化曲曲线如如图所示。所示。(2)含量含量时间温度温度(压强强)常常见形
4、式有如下几种。形式有如下几种。(C%指生成物的指生成物的质量分数；量分数；B%指某反指某反应物的物的质量分数量分数)(3)恒恒压(温温)的的图像分析像分析该类图像像的的纵坐坐标为物物质的的平平衡衡浓度度(c)或或反反应物物的的转化化率率()，横横坐坐标为温温度度(T)或或压强强(p)，常，常见类型如下所示：型如下所示：如如图2所所示示曲曲线是是其其他他条条件件不不变时，某某反反应物物的的最最大大转化化率率()与与温温度度(T)的的关关系系曲曲线，图中中标出出的的1、2、3、4四四个个点点，表表示示v正正v逆逆的的点点是是3，表表示示v正正v逆逆的的点点是是1，而而2、4点表示点表示v正正v逆逆
5、。2.解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤(1)二个原二个原则先先拐拐先先平平。例例如如，在在转化化率率时间图上上，先先出出现拐拐点点的的曲曲线先先达达到到平平衡衡，此此时推推理可得理可得该变化的温度高、化的温度高、浓度大、度大、压强强高。高。定一定一论二。当二。当图像中有三个量像中有三个量时，先确定一个量不，先确定一个量不变再再讨论另外两个量的关系。另外两个量的关系。(1)三个步三个步骤看看懂懂图像像：看看图像像要要五五看看。一一看看面面，即即看看清清横横坐坐标和和纵坐坐标；二二看看线，即即看看线的的走走向向、变化化趋势；三三看看点点，即即看看曲曲线的的起
6、起点点、终点点、交交点点、拐拐点点、原原点点、极极值点点等等；四四看看要要不不要要作作辅助助线、如如等等温温线、等等压线；五五看看定定量量图像像中中有有关关量量的的多多少少。联想想规律律：联想想外外界界条条件件对化化学学反反应速速率率和和化化学学平平衡衡的的影影响响规律律。推推理理判判断断：结合合题中中给定的化学反定的化学反应和和图像中的相关信息，根据有关知像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。律分析作出判断。考点指考点指导1化学平衡中的表格数据化学平衡中的表格数据处理理(3)该温温度度下下，此此反反应的的平平衡衡常常数数K_；若若在在2 L恒恒容容绝热(与与外外界界没没有有热量量交交
7、换)密密闭容器中容器中进行行该反反应，则该反反应K将将_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不不变”)。(4)保保持持其其他他条条件件不不变，起起始始时向向容容器器中中充充入入1.2 mol COCl2、0.60 mol Cl2和和0.60 mol CO，反，反应达到平衡前的速率：达到平衡前的速率：v(正正)_(填填“”、“”或或“”)v(逆逆)。(5)若若起起始始时向向该容容器器中中充充入入2.0 mol COCl2(g)，经过一一段段时间后后达达到到平平衡衡，n(Cl2)_(填填“”、“”或或“”)0.8 mol。(6)保保持持其其他他条条件件不不变，起起始始向向容容器器中中充充入入1.
8、0 mol Cl2和和1.2 mol CO，达达到到平平衡衡时，Cl2的的转化率化率_(填填“”、“”或或“”)60%。(7)若若该反反应是是在在恒恒温温恒恒压下下进行行，则达达到到平平衡衡时反反应物物的的转化化率率将将_(填填“”、“”或或“”)40%。答案答案(1)0.075 molL1s1(2)(3)0.133 molL1减小减小(4)(5)(6)(7)k【课堂对点训练】【课堂对点训练】1.某同学学某同学学习了化学反了化学反应速率后，速率后，联想到曾用想到曾用H2O2制制备氧气，于是氧气，于是设计了下面的了下面的实验方案并方案并进行行实验探究。探究。实验编号实验编号反应物反应物催化剂催化
9、剂甲甲试管中加入管中加入3 mL 2% H2O2溶液和溶液和3滴蒸滴蒸馏水水无无乙乙试管中加入管中加入3 mL 5% H2O2溶液和溶液和3滴蒸滴蒸馏水水无无丙丙试管中加入管中加入3 mL 5% H2O2溶液和溶液和3滴蒸滴蒸馏水水1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液溶液丁丁试管中加入管中加入3 mL 5% H2O2溶液和溶液和3滴稀滴稀盐酸溶液酸溶液1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液溶液戊戊试管中加入管中加入3 mL 5% H2O2溶液和溶液和3滴滴NaOH溶液溶液1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液溶液(1)上述上述实验发生反生反应的化学方程式的化学方程式为_。(
10、2)实验甲和甲和实验乙的乙的实验目的是目的是_；实验丙、丙、实验丁和丁和实验戊的戊的实验目的是目的是_。(3)分析分析H2O2的性的性质，解，解释实验甲和甲和实验乙能否达到乙能否达到实验目的：目的：_。(4)实验过程中程中该同学同学对实验丙、丁、戊中丙、丁、戊中产生的气体生的气体进行收集，并在行收集，并在2 min内内6个个时间点点对注射器内气体注射器内气体进行行读数，数，记录数据如表。数据如表。时间时间/s20406080100120气体体气体体积积/mL实验丙丙9.519.529.036.546.054.5实验丁丁8.016.023.531.539.046.5实验戊戊15.530.044.
11、558.571.583.0对实验戊戊，020 s的的反反应速速率率v1_ mLs1，100120 s的的反反应速速率率v2_ mLs1。不考。不考虑实验测量量误差，二者速率存在差异的主要原因是差，二者速率存在差异的主要原因是_。如如图是是根根据据实验收收集集到到最最大大体体积的的气气体体时所所用用时间绘制制的的图像像。曲曲线c表表示示的的是是实验_(填填“丙丙”、“丁丁”或或“戊戊”)。解解析析(1)过过氧氧化化氢氢在在催催化化剂剂作作用用下下分分解解生生成成氧氧气气和和水水。(2)对对比比实实验验甲甲和和乙乙，可可知知不不同同的的是是过过氧氧化化氢氢的的浓浓度度；对对比比实实验验丙丙、丁丁、
12、戊戊，可可知知不不同同的的是是H2O2溶溶液液的的酸酸碱碱性性。(3)过过氧氧化化氢氢在在不不加加热热且且没没有有催催化化剂剂作作用用的的条条件件下下性性质质比比较较稳稳定定，故故实实验验甲甲和和乙乙尽尽管管H2O2浓浓度度不不同同，但但H2O2均均不不会会分分解解生生成成氧氧气气。(4)由由于于实实验验戊戊产产生生氧氧气气的的速速率率最最快快，实实验验丁丁产产生氧气的速率最慢，可推知图像中曲线生氧气的速率最慢，可推知图像中曲线a、b、c对应的分别为实验戊、丙、丁。对应的分别为实验戊、丙、丁。考点指考点指导2速率、平衡速率、平衡图像分析像分析温度温度/K反应反应反应反应已知：已知：K2K1K2
13、K1298K1K2398K1K2(1)推推测反反应是是_反反应(填填“吸吸热”或或“放放热”)(2)相相同同条条件件下下，反反应在在2 L密密闭容容器器内内，选用用不不同同的的催催化化剂，反反应产生生N2的的量量随随时间变化如化如图所示。所示。计算算04分分钟在在A催化催化剂作用下，反作用下，反应速率速率v(NO)_。下列下列说法正确的是法正确的是_。A.该反反应的活化能大小的活化能大小顺序是：序是：Ea(A)Ea(B)Ea(C)B.增大增大压强强能使反能使反应速率加快，是因速率加快，是因为增加了活化分子百分数增加了活化分子百分数C.单位位时间内内HO键与与NH键断裂的数目相等断裂的数目相等时
14、，说明反明反应已已经达到平衡达到平衡D.若在恒容若在恒容绝热的密的密闭容器中容器中发生反生反应，当，当K值不不变时，说明反明反应已达到平衡已达到平衡(3)一一定定条条件件下下，反反应达达到到平平衡衡时体体系系中中n(NO)n(O2)n(NO2)212。在在其其他他条条件件不不变时，再再充充入入NO2气气体体，分分析析NO2体体积分分数数(NO2)的的变化化情情况况：恒恒温温恒恒压容容器器，(NO2)_；恒恒温温恒恒容容容容器器，(NO2)_(填填“变大大”、“变小小”或或“不不变”)。(4)一一定定温温度度下下，反反应在在容容积可可变的的密密闭容容器器中中达达到到平平衡衡，此此时容容积为3 L
15、，c(N2)与与反反应时间t变化化曲曲线X如如图所所示示，若若在在t1时刻刻改改变一一个个条条件件，曲曲线X变为曲曲线Y或或曲曲线Z。则：变为曲曲线Y改改变的条件是的条件是_。变为曲曲线Z改改变的条件是的条件是_。若若t2时降低温度，降低温度，t3时达到平衡，达到平衡，请在在图中画出曲中画出曲线X在在t2t4内内c(N2)的的变化曲化曲线。(3)恒恒温温恒恒压压容容器器中中的的平平衡衡是是等等效效平平衡衡，(NO2)不不变变；恒恒温温恒恒容容容容器器，再再充充入入NO2气气体体，等等效效于于增增大大压压强强，平平衡衡正正向向移移动动，(NO2)变变大大。(4)曲曲线线Y比比曲曲线线X先先达达到
16、到平平衡衡，但但平平衡衡状状态态相相同同，改改变变的的条条件件是是加加入入催催化化剂剂；曲曲线线Z条条件件下下，N2的的浓浓度度由由2 molL1瞬瞬间间增增大大到到3 molL1，容容器器体体积积应应由由3 L减减小小到到2 L，改改变变的的条条件件是是：将将容容器器的的体体积积快快速速压压缩缩至至2 L。该该反反应应是是吸吸热热反反应应，降降低低温温度度时时，平平衡衡逆逆向向移移动动，c(N2)在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。答案答案(1)吸热吸热(2)0.375 molL1min1CD(3)不变变大不变变大(4)加入催化剂将容器的体积快速压
17、缩至加入催化剂将容器的体积快速压缩至2 L图像如图图像如图(2)600 时，在在1 L的的密密闭容容器器中中，将将二二氧氧化化硫硫和和氧氧气气混混合合，反反应过程程中中SO2、O2、SO3物物质的量的量变化如化如图所示。据所示。据图判断：判断：010 min，v(O2)_。10 min到到15 min内曲内曲线变化的原因可能是化的原因可能是_(填写填写编号号)。a.使用了催化使用了催化剂b.缩小容器体小容器体积c.降低温度降低温度d.增加增加SO3的物的物质的量的量答案答案(1)1 600 Lmol1减小减小(2)0.000 5 molL1min1ab考点指考点指导3平衡平衡图表表题综合合应用
18、用回答下列回答下列问题：(1)物物质的的标准准生生成成热是是常常用用的的化化学学热力力学学数数据据，可可以以用用来来计算算化化学学反反应热。即即化化学学反反应热：H生成物生成物标准生成准生成热总和反和反应物物标准生成准生成热总和。和。已知四种物已知四种物质的的标准生成准生成热如下表：如下表：物质物质COCO2H2CH3OH(g)标准生成标准生成热热(kJ/ mol )110.52393.510201.25A.计算算H1_kJ/ molB.H3_0(填填“”“”)下列下列说法正确的是法正确的是_。A.该反反应的正反的正反应为放放热反反应B.达到平衡达到平衡时，容器，容器a中的中的CH3OH体体积
19、分数比容器分数比容器b中的小中的小C.容器容器a中反中反应到达平衡所需到达平衡所需时间比容器比容器c中的中的长D.若若起起始始时向向容容器器a中中充充入入CH3OH 0.15 mol 、CH3OCH3 0.15 mol 和和H2O 0.10 mol，则反反应将向正反将向正反应方向方向进行行(3)合合成成气气的的组成成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体体系系中中的的CO平平衡衡转化化率率()与与温温度度和和压强强的关系如的关系如图所示。所示。(CO)值 随随 温温 度度 升升 高高 而而 _(填填 “增增 大大 ”或或 “减减 小小 ”)， 其其 原原 因因 是是_。图中中p1、p2、p
20、3的大小关系的大小关系为_，其判断理由是，其判断理由是_。(4)甲甲醇醇可可以以制制成成燃燃料料电池池，与与合合成成气气制制成成燃燃料料电池池相相比比优点点是是_；若若以以硫硫酸酸作作为电解解质其其负极反极反应为_。解解析析(1)利利用用标标准准生生成成热热可可计计算算反反应应的的焓焓变变H1(-201.25)(-110.52)20kJ/ mol90.73 kJ/ mol ；利利用用盖盖斯斯定定律律即即可可得得到到，所所以以H3H2H1 58 kJ/ mol(90.73 kJ/ mol)32.73 kJ/ mol 0。(2)容容器器a、c中中CH3OH的的物物质质的的量量相相同同，而而容容器器
21、a的的温温度度比比容容器器c高高，平平衡衡时时CH3OCH3的的物物质质的的量量：ac, 所所以以升升高高温温度度，平平衡衡逆逆向向移移动动，正正反反应应为为放放热热反反应应，A项项正正确确；比比较较容容器器a、b中中数数据据，温温度度不不变变，初初始始量量成成倍倍数数，而而该该反反应应是是气气体体体体积积不不变变的的反反应应，初初始始量量加加倍倍相相当当于于加加压压，平平衡衡不不移移动动，故故达达到到平平衡衡时时，容容器器a中中的的CH3OH体体积积分分数数与与容容器器b中中的的相相等等；容容器器a比比容容器器c温温度度高高，反反应应快快，达达到到平平衡衡所所需需时时间间短短，C项项错错误误
22、；利利用用容容器器a中中的的数数据据可可求求得得该该温温度度下下的的化化学学平平衡衡常常数数K4，然然后后通通过过比比较较选选项项D中中数数据据计计算算出出的的浓浓度度熵熵Qc0.67K，所以反应将向正反应方向进行，所以反应将向正反应方向进行，D项正确。项正确。(3)由由图图像像可可知知(CO)值值随随温温度度升升高高而而减减小小，可可通通过过温温度度升升高高对对反反应应和和反反应应的的影影响响进进行行分分析析，升升高高温温度度时时，反反应应为为放放热热反反应应，平平衡衡向向左左移移动动，使使得得体体系系中中CO的的量量增增大大；反反应应为为吸吸热热反反应应，平平衡衡向向右右移移动动，CO产产
23、生生的的量量也也增增大大；总总结结果果，随随温温度度升升高高，使使CO的的转转化化率率降降低低。相相同同温温度度下下，反反应应前前后后气气体体分分子子数数不不变变，压压强强改改变变不不影影响响其其平平衡衡移移动动，反反应应正正反反应应为为气气体体分分子子数数减减小小的的反反应应，增增大大压压强强，有有利利于于平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动，从从而而引引起起CO的的转转化化率率增增大大，所所以以增增大大压压强强有有利利于于CO的的转转化化率率升升高高，故故压压强强：p1p2p3。(4)甲甲醇醇可可以以制制成成燃燃料料电电池池，与与合合成成气气制制成成燃燃料料电电池池相相比比优优点点是是
24、装装置置简简单单，减减小小了了电电池池的的体体积积。若若以以硫硫酸酸作作为为电电解解质质其其负负极极区区CH3OH失失去去电电子生成子生成CO2，电极反应式为，电极反应式为CH3OH6eH2O=CO26H。答案答案(1)90.73 (2)AD(3) 减减小小升升高高温温度度时时，反反应应为为放放热热反反应应，平平衡衡向向左左移移动动，使使得得体体系系中中CO的的量量增增大大；反反应应为为吸吸热热反反应应，平平衡衡向向右右移移动动，CO产产生生的的量量也也增增大大；总总结结果果，随随温温度度升升高，使高，使CO的转化率降低的转化率降低 p3p2p1 相相同同温温度度下下，由由于于反反应应为为气气
25、体体分分子子数数减减小小的的反反应应，加加压压有有利利于于提提升升CO的的转转化化率率；而而反反应应为为气气体体分分子子数数不不变变的的反反应应，产产生生CO的的量量不不受受压压强强影影响响；故故增大压强，增大压强，CO的转化率升高的转化率升高(4)装置简单，减小了电池的体积装置简单，减小了电池的体积CH3OH6eH2O=CO26H某某科科研研小小组用用Fe2O3作作催催化化剂。在在380 时，分分别研研究究了了n(CO)n(SO2)为11、31时SO2转化化率率的的变化化情情况况(图2)。则图2中中表表示示n(CO)n(SO2)31的的变化化曲曲线为_。(2)目目前前，科科学学家家正正在在研研究究一一种种以以乙乙烯作作为还原原剂的的脱脱硝硝(NO)原原理理，其其脱脱硝硝机机理理示示意意图如下如下图1，脱硝率与温度、，脱硝率与温度、负载率率(分子分子筛中催化中催化剂的的质量分数量分数)的关系如的关系如图2所示。所示。写出写出该脱硝原理脱硝原理总反反应的化学方程式：的化学方程式：_。为达到最佳脱硝效果，达到最佳脱硝效果，应采取的条件是采取的条件是_。【课堂总结】【课堂总结】“断平衡图像断平衡图像”认知模型构建认知模型构建
