高考化学总复习专题十化学反应速率和化学平衡完美课件PPT

这是一份高考化学总复习专题十化学反应速率和化学平衡完美课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了考点35，考点36，考点37，考点38，试做真题，高手必备，萃取高招，对点精练，化学反应速率，透析真题等内容，欢迎下载使用。
这一专题是化学动力学与化学热力学的核心内容,其重要性不言而喻。
根据我的复习体验,复习时应注意:(1)注重对原理的理解,特别是浓度、压强对化学反应速率及化学平衡的影响,要理解规律的实质,总结反常情况;(2)要理清概念,理清速率的变化与化学平衡移动的关系、理清转化率的变化与化学平衡移动的关系;(3)解答问题时,首先要把握化学反应的特点,利用化学反应速率的相关理论、平衡移动原理、化学平衡常数、等效平衡规律、图像分析技巧等,通过细致的分析,作出正确的判断;(4)注意相关题型的演练,特别是化学平衡常数、化学平衡图像的题型,要尽可能多地练习各种题型,熟悉常见考查方式,对各种题型的解决方法,做到心中有数;(5)注重方法的总结,例如利用三段式解题模板解决化学平衡的有关计算,根据“先拐先平速率大”的原理分析解决化学平衡图像的问题等。
化学反应速率及其影响因素1.(2017江苏,10)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(　　)
甲 乙
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】 D　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 ml·L-1 NaOH条件下,H2O2分解速率最快,0 ml·L-1 NaOH的条件下,H2O2分解速率最慢,而1.0 ml·L-1 NaOH的条件下,H2O2分解速率处于二者之间,错误。
2.(2015福建,12)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.b②=③C.①>②>③>④D.④>③>②>①
0.225 ml·L-1·s-1,故①>④>②=③,B项正确。
2.(2017湖南衡阳统考)一定条件下,在容积为2 L的密闭容器中,3 ml X和3 ml Y发生反应:3X(g)+Y(g) 2Z(g)　ΔH>0,经60 s反应达到平衡,生成0.4 ml Z。下列说法正确的是(　　)A.60 s内反应速率为v(X)=0.05 ml·(L·s)-1B.其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小C.其他条件不变,若初始投入2 ml X和2 ml Y,则物质Y的转化率减小D.其他条件不变,将容器容积变为4 L,Z的平衡浓度变为原来的
【答案】 C　反应经60 s达到平衡,生成0.4 ml Z,则
误;其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,B错误;其他条件不变,若初始投入2 ml X和2 ml Y,对比初始投入3 ml X和3 ml Y,相当于降低了体系的压强,故平衡左移,Y的转化率减小,C正确;其他条件不变,将容器容积变为4 L,由于压强减小,平衡左移,导致Z的浓度在容积加倍的基础上继续降低,故Z的浓度将小于原来的 ,D错误。
化学平衡状态及其影响因素1.(2017课标全国Ⅱ,27)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:
反应①的ΔH1为　　　 kJ·ml-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x　　　　0.1(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)。 A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强
(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　　　　　　　。【答案】 (1)+123 kJ·ml-1　小于　AD(2)原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动,所以丁烯转化率下降(3)590 ℃前升高温度,反应①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
【解析】 (1)根据盖斯定律,②式-③式可得①式,因此ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJ·ml-1+242 kJ·ml-1=+123 kJ·ml-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①是气体物质的量增大的反应,压强越小平衡转化率越大,所以x的压强更小,xv逆。③生成物浓度越大,逆反应速率越大,tn时生成物浓度大,则tn时的v逆大。④三种溶液混合
3.(2016课标全国Ⅲ,27)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨,污染大气,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)NaClO2的化学名称为　　　　　　。 (2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 ml·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式　。 增加压强,NO的转化率　　　　(填“提高”“不变”或“降低”)。 ②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 ③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　 　。 
(3)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。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是　。 ②已知下列反应:
【答案】 (1)亚氯酸钠
③大于　NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(3)①减小
(4)①形成CaSO4沉淀,使平衡向产物方向移动,SO2转化率提高②ΔH1+ΔH2-ΔH3
可能的原因有SO2、NO在烟气中的初始浓度不同;SO2、NO在水中溶解度不同;NO、SO2还原性强弱不同;反应的活化能越大,反应速率越慢,故还可能是脱硝反应活化能较高等。
(3)①由图示可知,温度升高,SO2和NO的平衡分压增大,说明升温,平衡逆向移动,因此,升高温度,反应的平衡常数减小。
小,平衡正向移动,SO2转化率提高。②按题中反应方程式先后顺序,编序号为①②③,根据盖斯定律,将反应①+②-③即可得目标反应,故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
(2014课标全国Ⅱ,26)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:(1)反应的ΔH　　　　0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60 s时段,反应速率v(N2O4)为　　　　 ml·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为　　　　。 (2)100 ℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 ml·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。①T　　　　100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是  　。 ②列式计算温度T时反应的平衡常数K2 　。 (3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减小一半。平衡向　　　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是　。 
【解析】 (1)温度升高,混合气体的颜色加深,说明平衡向生成NO2的方向移动,即正反应是吸热反应;0~60 s时段,N2O4的物质的量浓
(2)①改变反应温度为T后,c(N2O4)降低,平衡正向移动,而正反应是吸热反应,故为升高温度,即T大于100 ℃;②根据题意可知,再次达到平衡后N2O4的浓度减小,Δc=v·Δt=0.002 0 ml·L-1·s-1×10 s=0.020 ml·L-1,则NO2的浓度增加0.040 ml·L-1,即达到新平衡时N2O4的
(3)温度为T时,反应达到平衡,将反应容器的容积减小一半,即增大压强,当其他条件不变时,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡向逆反应方向移动。【答案】 (1)大于　0.001 0　0.36(2)①大于　c(N2O4)降低说明平衡向正反应方向移动,而正反应为吸热反应,故温度升高②平衡时,c(NO2)=0.120 ml·L-1+0.002 0 ml·L-1·s-1×10 s×2=0.160 ml·L-1c(N2O4)=0.040 ml·L-1-0.002 0 ml·L-1·s-1×10 s=0.020 ml·L-1
(3)逆反应　对气体分子数增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动
1.化学平衡的建立在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:反应开始时—反应物浓度最大,v(正)最大,生成物浓度为0,v(逆)为零
达到平衡时—v(正)=v(逆),反应混合物中各组分的浓度保持不变同理,若在相同的条件下,把同一可逆反应的生成物加入(即反应从逆向开始),也可以建立相同的平衡状态。以上过程可用下图表示:
从正反应开始建立平衡　　从逆反应开始建立平衡(1)定义:一定条件下的可逆反应中,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定,达到一种表面静止的状态。
2.外界条件对化学平衡的影响(1)化学平衡移动的过程
(2)影响化学平衡的外界因素(只改变一个条件)
(3)勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
典例导引(2017江西新余一模)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),不能说明该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)A.v(NH3)正=2v(CO2)逆B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中氨气的体积分数不变D.密闭容器中混合气体的密度不变
【解析】 A项,根据反应可得出v(NH3)正=2v(CO2)正,故当v(NH3)正=2v(CO2)逆时反应达到平衡状态;B项,随着反应的进行,体系压强逐渐增大,容器内压强保持不变说明反应已达平衡状态;C项,氨气与二氧化碳的物质的量之比为2∶1,该比值不会随反应方向变化而变化,与平衡无关,故C项不能说明该分解反应已经达到化学平衡;D项,当体系达到平衡状态时,混合气体的总质量不变,而容器的容积不变,故密闭容器中混合气体的密度不变,D项可以说明反应已达到平衡状态。故选C。【答案】 C
高招1判断反应达到化学平衡状态的两方法和反应已达平衡状态的两标志1.两方法——正逆相等、变量不变(1)“正逆相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后为同一种物质的减小速率和生成速率相等。(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当该量不变时反应达到平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否反应达到平衡状态的判断依据。2.两标志——本质标志、等价标志(1)本质标志:v(正)=v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
典例导引(2017广东湛江大考)对可逆反应A(s)+3B(g) C(g)+2D(g)　ΔHv(逆)⑤加入催化剂,B的转化率提高A.①②B.④C.③D.④⑤
【解析】 ①A是固体,增大A的量对平衡无影响,故①错误;②升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动,故②错误;③压强增大平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大,故③错误;④增大B的浓度,直接导致正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆),故④正确;⑤催化剂同等程度增大正、逆反应速率,化学平衡不发生移动,B的转化率不变,故⑤错误。选B。【答案】 B
高招2解答化学平衡移动类试题的一般思路
1.(2017湖南浏阳两校联考)下列说法中,可以说明恒容密闭容器中的反应P(g)+Q(g) R(g)+S(g)在恒温下已达平衡状态的是(　　)A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.容器内P、Q、R、S的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1D.容器内总物质的量不随时间而变化【答案】 B　该反应是气体物质的量不变的反应,容器中的压强始终不变,A错误;P和S在热化学方程式中的化学计量数相同,且一个为反应物,一个为生成物,当二者生成速率相等时说明正、逆反应速率相等,B正确;容器内P、Q、R、S的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1时各物质浓度不一定不变,所以不一定达到化学平衡,C错误;反应是气体物质的量不变的反应,容器内总物质的量一直不随时间而变化,D错误。
2.(经典考题)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是(　　)A.增加压强B.降低温度C.增大CO的浓度D.更换催化剂【答案】 B　A项,该反应为反应前后气体分子数不变的反应,压强对CO的转化率无影响;B项,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡正向移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度可以提高H2O(g)的转化率,但会降低CO的转化率;D项,更换催化剂不能使化
化学平衡常数与化学反应进行的方向1.(2017课标全国Ⅰ,28)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:(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是　　　　(填标号)。 A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 ml·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为　、　, 制得等量H2所需能量较少的是　。 
(3)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 ml CO2与0.40 ml 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。①H2S的平衡转化率α1=　　　　%,反应平衡常数K=　　　　。 ②在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2　　α1,该反应的ΔH　　　　0(填“>”“　>　③B
【解析】 (1)酸性强弱与酸的电离程度有关。A项利用强酸制弱酸反应原理,可知H2SO3的酸性强于H2CO3,而H2CO3的酸性强于H2S,A项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;由B项可知同浓度的H2SO3的电离程度大于H2S的,B项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;由C项可知同浓度的亚硫酸和氢硫酸中,前者的c(H+)大于后者的c(H+),C项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;而酸性强弱与酸的还原性无关,故D项不可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱。(2)热化学方程式的书写应注意标明各物质的聚集状态和ΔH的单位。将题中热化学方程式依次编号为①②③④,依据盖斯定律,①+②+③可得:
由两个热化学方程式比较可知,制得等量H2系统(Ⅱ)所需热量较少。
(3)①考查转化率和平衡常数,依据“三段式”解决。设H2S转化了x ml
起始/ml0.40.1转化/ml x x x x平衡/ml (0.4-x)(0.1-x) x x由题意可知,平衡后水的物质的量分数为0.02,
②升高温度,平衡后水的物质的量分数增大,即平衡正向移动,则H2S的转化率增大。升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则正反应为吸热反应,ΔH>0。③增大反应物中一种物质的百分含量,其自身的转化率降低,而另外一种反应物的转化率增大,因此选B。加入COS时,平衡逆向移动,H2S的转化率减小;加入N2,平衡不移动,H2S的转化率不变。
2.[2015课标全国Ⅰ,28(4)]Bdensteins研究了下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)　ΔH=+11 kJ·ml-1,在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)上述反应中,正反应速率为v(正)=k正x2(HI),逆反应速率为v(逆)=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为　　　　　(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v(正)=　　　　　　　　 min-1。 
(3)由上述实验数据计算得到v(正)~x(HI)和v(逆)~x(H2)的关系可用如图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为　　　　　　　(填字母)。 
【解析】 (1)设HI的起始物质的量浓度为1 ml·L-1,120 min分解反应达到平衡状态,平衡时HI的物质的量浓度为0.784 ml·L-1,具体分析如下:
c0/(ml·L-1)1 0 0Δc/(ml·L-1)0.216 0.108 0.108c平/(ml·L-1)0.784 0.108 0.108
1×0.852=1.95×10-3 min-1。(3)该反应是吸热反应,升高温度,正、逆反应速率均增大且平衡正向移动,HI的物质的量分数降低,H2的物质的量分数升高,故平衡时v(正)和v(逆)分别对应A点、E点。
3.(2014课标全国Ⅰ,28节选)乙烯气相直接水合反应原理为C2H4(g)+H2O (g)C2H5OH(g)　ΔH