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1、第8讲化学反应速率与化学平衡23精要排查真题示例知能提升对点演练化学反应速率及其影响因素1.判断正误,正确的划“”,错误的划“”。(1)随着反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小()(2)增大压强,化学反应速率一定加快()(3)反应现象不明显,证明化学反应速率很慢()(4)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率(单位一致),其数值可能不同,但表示的意义相同()(5)对于固体或纯液体反应物,其浓度视为常数,故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率()(6)不论是放热反应还是吸热反应,升高温度化学反应速率都增大()(7)由化学反应速率的大小可推知化学反应的快慢()4精要排查真题示例知能提升
2、对点演练(8)对于一个化学反应来说,其反应速率越大,反应现象就越明显()(9)加入少量CH3COONa晶体可以减小Zn与稀硫酸反应的速率,但不影响产生H2的总量()5精要排查真题示例知能提升对点演练2.按要求填空。(1)形状大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率:铁小于(填“大于”“小于”或“等于”)铝。(2)对于反应Fe+2HClFeCl2+H2,改变下列条件对生成氢气的速率有何影响(填“增大”“减小”或“不变”)?升高温度: 增大;增大盐酸浓度: 增大;增大铁的质量: 不变;增加盐酸体积: 不变;把铁片改成铁粉: 增大;滴入几滴CuSO4溶液: 增大;加入NaCl固体:
3、不变。6精要排查真题示例知能提升对点演练(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸” 不能(填“能”或“不能”)产生H2,原因是稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性,Fe与稀硝酸反应产生NO,不会生成H2;常温下,铁在浓硫酸中会发生钝化。7精要排查真题示例知能提升对点演练(2017江苏,10,3分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()8精要排查真题示例知能提升对点演练丙丁A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存
4、在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大 答案解析解析关闭A项,从图甲看,其他条件相同时,起始时H2O2的浓度越小,对应曲线的斜率越小,则反应速率越慢,错误;B项,从图乙看,其他条件相同时,溶液中OH-的浓度越大,pH越大,对应曲线的斜率越大,则H2O2分解得越快,错误;C项,从图丙看,相同时间内,0.1 molL-1 NaOH溶液条件下,H2O2分解速率最快,0 molL-1 NaOH溶液的条件下,H2O2分解速率最慢,而1.0 molL-1 NaOH溶液的条件下,H2O2分解速率处于二者之间,错误。 答案解析关闭D9精要排查
5、真题示例知能提升对点演练名师揭密化学反应速率一直是高考化学考查的热点内容,通常在反应原理综合题中结合图像或图表考查反应速率的计算及影响因素。近年来更加强调这部分知识在生产、生活和科学研究领域的重要作用。在复习中要注意对基础知识的理解,提高利用化学反应原理分析生产、生活和科学研究领域中具体问题的能力。10精要排查真题示例知能提升对点演练1.化学反应速率的计算 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率,且计算时取正值。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。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其
6、化学计量数之比。11精要排查真题示例知能提升对点演练2.气体反应体系中充入惰性气体(或无关气体)时,对反应速率的影响12精要排查真题示例知能提升对点演练3.外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同。(1)当增大反应物浓度时,v(正)瞬间增大,随后逐渐减小;v(逆)瞬间不变,随后逐渐增大;直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。(2)增大压强,气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。(3)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。(4)升高温度,v(正)和v(逆)都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。(5)使用催化剂,能同
7、等程度地改变正、逆反应速率。13精要排查真题示例知能提升对点演练题组一化学反应速率的影响因素1.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b318.2D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 答案解析解析关闭根据表中的数据可知,328.2 K时,蔗糖溶液的浓度越大,水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知,蔗糖的浓度每减小0.100 molL-1,速率减小1.50 mmolL-1min-1,所以在浓度为0.400 molL-1时,蔗糖水解的速率为6.00 mmolL-1mi
8、n-1,A项正确;根据表中的数据可知,温度升高,水解速率越大,浓度越高,水解速率也越快,因此同时改变反应物的浓度和反应的温度,若二者对反应速率的影响趋势相反,且能相互抵消,则反应速率也可能不变,B项正确;在物质的浓度不变时,温度升高,水解速率加快,温度降低,水解速率减慢。由于在物质的浓度为0.600 molL-1时,当318.2 K时水解速率是3.60 mmolL-1min-1,b K时该反应的速率为2.16 mmolL-1min-1,小于3.60 mmolL-1min-1,所以反应温度低于318.2 K,即bv(逆)时,平衡向正反应方向移动。当v(正) 105,可以认为反应进行完全。(2)判
9、断反应进行的方向。Qc v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高27精要排查真题示例知能提升对点演练答案:(1)O2(2)53.130.06.010-2大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高13.4(3)AC解析:(1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3中Ag、N元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。28精要排查真题示例知能提升对点演练29精要排查真题示例知能提升对点演练21126.4kP
10、a26.4kPa则平衡时NO2的分压为:63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa(3)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断A项正确;反应的中间产物有NO3及NO,B项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2没有参加反应,C项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D项错误。30精要排查真题示例知能提升对点演练名师揭密化学平衡是高考中的必考知识点。化学平衡是包含一般的化学反应平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等在内的一个平衡理论体系,而化学平衡则是这一体系的核心,是分析其他平衡移动的基础。高考对于化学平衡理论的考查主要侧重于平
11、衡状态的判断,外界条件对平衡移动的影响以及平衡移动对物质浓度、转化率的影响等。化学平衡常数的概念与计算、平衡转化率的计算与比较以及化学平衡的有关计算也是高考的命题热点。此类试题的综合性强、能力要求高,近几年高考化学试题中均涉及了有关平衡常数的计算和应用问题,预计在2019年高考中还会有这种题型。31精要排查真题示例知能提升对点演练1.化学平衡状态的判断(1)等“正逆相等”(三种表述)。同一物质(两种表述):v(正)=v(逆)、断键数=成键数。(2)定“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态,即“变量”不变可说明达到平衡状态。平衡体系中各物质的质量
12、、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量不变等。有色体系的颜色保持不变。32精要排查真题示例知能提升对点演练(3)依Q(浓度商)与K关系判断:若Q=K,反应处于平衡状态。2.分析化学平衡移动的一般思路33精要排查真题示例知能提升对点演练3.物质转化率的变化规律(恒容容器中)增加A的量,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量,则平衡向正反应方向移动,反应物的转化率与气体反应物的化学计量数有关:若m+n=p+q,A、B的转化率都不变;若m+np+q,A、B的转化率都增大;若m+np+q,A、B的转化率都
13、减小。34精要排查真题示例知能提升对点演练4.化学平衡计算的基本模式“三段式”根据反应进行(或平衡移动)的方向,设出某反应物消耗的量,然后列式求解。起始量:ab00变化量:mxnxpxqx平衡量:a-mx b-nx pxqx其中:各物质的变化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。这里a、b可指: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。在计算平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态。注意:(1)反应起始时,反应物和生成物可能同时存在。35精要排查真题示例知能提升对点演练(2)由于起始浓度是人为控制的,故不同的物质起始浓度比不一定等于化学计量数之比。若反
14、应物起始浓度之比等于化学计量数之比,则隐含着各反应物转化率相等,且平衡时各反应物的浓度之比等于化学计量数之比。(3)起始浓度、平衡浓度不一定等于化学计量数之比,但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的,故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比,这是计算的关键。36精要排查真题示例知能提升对点演练题组一化学平衡状态的判断1.(2018辽宁丹东五校协作体联考)在恒温下体积恒定的密闭容器中,有可逆反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(正反应为放热反应),不能说明该反应已达到平衡状态的是()A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B.反应器中压强不随时间变化而变化C.混合气体颜
15、色保持不变D.混合气体平均相对分子质量保持不变 答案解析解析关闭NO2和O2的化学计量数之比为21,正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等,表示正逆反应速率并不相等,不能说明反应已达到平衡,A项错误;反应前后气体的化学计量数之和不相等,当反应达到平衡时,气体的总压强不变,B项正确;混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,说明达到平衡状态,C项正确;反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量不再改变,D项正确。 答案解析关闭A37精要排查真题示例知能提升对点演练题组二外界条件对化学平衡的影响2.(2018浙江嘉兴第一中学高三
16、期末)一定温度下,某容器中加入足量的碳酸钙,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),达到平衡,下列说法正确的是()A.将容器体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度不变B.将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体的密度变大C.因CaCO3(s)需加热才能分解生成CaO(s)和CO2(g),所以H0D.保持容器压强不变,充入He,平衡向逆反应方向进行 答案解析解析关闭 答案解析关闭38精要排查真题示例知能提升对点演练题组三化学平衡常数的计算与应用3.(2018清华大学附属中学高三月考)由CO和H2S反应可制得羰基硫(COS)。在恒容的密闭容器中发生反应并达到平衡:
17、CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),数据如下表所示:39精要排查真题示例知能提升对点演练下列说法正确的是()A.上述反应是吸热反应B.实验1达平衡时,CO的转化率为70%C.实验2达平衡时,a7.0D.实验3达平衡时,再充入1.0molH2,平衡逆向移动,平衡常数值增大C40精要排查真题示例知能提升对点演练解析:相同温度时实验3中开始通入20.0molCO和20.0molH2S建立的平衡与实验1中开始通入10.0molCO和10.0molH2S建立的平衡互为等效平衡。若在150时通入20.0molCO和20.0molH2S达到平衡,CO物质的量应为(20-20)mol=14mol
18、,实验3中温度为400,平衡时CO的物质的量为16mol,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应,故A项错误;实验1中消耗CO的物质的量为(10.0-7.0)mol=3.0mol,即CO的转化率为100%=30%,故B项错误;根据“三段式”:41精要排查真题示例知能提升对点演练起始/mol:101000变化/mol:3333平衡/mol:7733说明开始时反应正向进行,则达到平衡时CO的物质的量小于7mol,即ap2p3,则正反应为气体体积减小的反应,H T2,则正反应为放热反应。43精要排查真题示例知能提升对点演练1.(2018课标,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可
19、以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:(1)CH4-CO2催化重整反应为:该催化重整反应的H=kJmol-1,有利于提高CH4平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压D.低温低压44精要排查真题示例知能提升对点演练某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为mol2L-2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少,相关数据如下表:45精要排查真题示例知能提升对点演练由上表判断,催化剂XY(填“优于”或“劣于
20、”),理由是。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示,升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)。A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大46精要排查真题示例知能提升对点演练在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常数),在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为。答案:(1)247A
21、(2)劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对较小,消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)47精要排查真题示例知能提升对点演练解析:(1)将已知热化学方程式依次编号为,根据盖斯定律,2-,得到CH4CO2催化重整反应的H=+247kJmol-1。由于该反应是正反应气体体积增大的吸热反应,所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压,A项正确。某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4,1molCO2,达到平衡时CO2的转化率是50%,则平衡时各物质的物质的量浓度分别为c(CH4)=0.75molL-1、c(CO2)
22、=0.25molL-1、c(CO)=0.5molL-1、c(H2)=0.5molL-1,根据48精要排查真题示例知能提升对点演练(2)根据表格中活化能数据分析,催化剂X劣于催化剂Y。因为相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对较小,消碳反应速率大。由于积碳反应和消碳反应均为吸热反应,所以升高温度平衡正向移动,K积、K消均增加;温度高于600时,积碳量随温度的升高而下降,说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大,A、D两项正确。根据v=kp(CH4)p(CO2)-0.5,当p(CH4)一定时,积碳量随p(CO2)的增大而减小,故pc(CO2)pb(CO2)p
23、a(CO2)。49精要排查真题示例知能提升对点演练2.(2018天津,10节选)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:CO2与CH4经催化重整,制得合成气:按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900的原因是。50精要排查真题示例知能提升对点演练答案:900时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低解析:根据题图可知,900时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低。名师揭密以化学反应速率与化学平衡图像为载体考查化学平衡的相关知识是历年高考的重点
24、题型,题目的难度一般较大,所占的分值大。本类题型主要以图像的形式告诉一定的条件,考查的角度灵活多样,主要考查化学反应速率的定量计算、外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响、化学平衡常数的计算及应用、转化率的计算等。51精要排查真题示例知能提升对点演练1.常见基本图像以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例,已知该反应H0,m+np+q(1)速率曲线图:52精要排查真题示例知能提升对点演练(2)转化率曲线图:53精要排查真题示例知能提升对点演练2.几种特殊的图像(1)对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如下图甲、乙,M点之前,表示从反应物开始,v(正)v(逆)
25、;M点为达到平衡;M点之后为平衡受温度的影响情况,即升温时A的百分含量增加、C的百分含量减少,平衡左移,故正反应的Hv(逆);则l曲线的右下方(F点)v(正)0B.A点对应状态的平衡常数K=10-2.294C.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态D.30时,B点对应状态的v(正)0,故A项正确;A点对应的-lgK=2.294,则A点的平衡常数K=10-2.294,故B项正确;因反应物氨基甲酸铵为固体,则反应体系中气体只有NH3和CO2,反应得到NH3和CO2的物质的量之比为21,反应开始后NH3的体积分数始终不变,所以NH3的体积分数不变时不能说明反应达到了平衡状态,故C项错误;30
26、 时,B点的浓度商Q大于平衡常数K,反应向逆反应方向进行,则B点对应的状态v(正)v(逆),故D项正确。 答案解析关闭C57精要排查真题示例知能提升对点演练题组二以表格分析题考查反应速率、化学平衡知识的综合应用2.(2018浙江嘉兴第一中学高三期末)对利用甲烷消除NO2污染进行研究,发生的反应为CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。58精要排查真题示例知能提升对点演练下列说法正确的是()A.实验中,020min内,NO2的反应速率为0.0125molL-1min-1B.由实验数据可知实验控制的温度T1 答案解析解析关闭随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减小,故实验中,020 min内,CH4的平均反应速率为0.012 5 molL-1min-1,则NO2的平均反应速率为0.025 molL-1min-1,A项错误;温度越高反应速率越大,由实验数据可知实验控制的温度T1,D项错误。 答案解析关闭B59
