2023届高考化学二轮复习专题五反应变化与规律选择题突破八化学反应速率与平衡课件

这是一份2023届高考化学二轮复习专题五反应变化与规律选择题突破八化学反应速率与平衡课件，共43页。PPT课件主要包含了反应历程机理分析，化学反应历程与能垒图，催化剂的催化反应机理等内容，欢迎下载使用。

1.(2022·山东卷,10)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是(　 　)A.含N分子参与的反应一定有电子转移B.由NO生成HONO的反应历程有2种C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
2.(双选)(2022·湖南卷,12)反应物(S)转化为产物(P或 P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　 　)A.进程Ⅰ是放热反应B.平衡时P的产率:Ⅱ>ⅠC.生成P的速率:Ⅲ>ⅡD.进程 Ⅳ中,Z没有催化作用
化学反应速率与平衡图像综合分析
解析:从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减小,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A错误;温度升高 n(H2O)增大,而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,故B错误;容器容积固定,向容器中充入惰性气体,不改变各物质的浓度,平衡不移动,故C正确;BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不改变其浓度,平衡不移动,氢气的平衡转化率不变,故D错误。
化学反应历程和速率平衡图像是化学反应原理知识板块的代表题型,试题把化学反应过程中的物质变化、能量变化或者浓度变化通过图像表达出来。反应历程类试题的选项基本集中在转化过程中物质的变化、物质化学键的变化、转化过程的焓变以及转化过程的化学表达、转化过程中涉及到的氧化还原知识(化合价变化、电子的转移)。山东卷在这类题型上则体现出自己的特色:考查化学反应速率的影响因素与速率的控制。速率、平衡图像类试题选项设置上有两种趋势,一种偏重于化学平衡(平衡状态判断、平衡混合物组成计算、平衡常数的计算),另一种偏重于化学反应速率(影响因素、速率的比较与计算、图像曲线的化学意义)的考查。整体而言这两类题型都是以图像的形式呈现试题信息,对考生的识图、读图以及综合分析、提取有用信息的能力要求较高。试题从形式上、考查意图上都体现出对考生“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“科学探究与创新意识”学科素养的考查。
常见反应历程图示类型(1)微观型(N2、H2合成氨),把分子断键、成键的微观过程呈现出来。着重于化学键的变化和中间产物的形成。
(2)循环型[Fe(CO)5作催化剂在某反应机理中的变化],这种反应机理图要着重分析箭头的方向,哪些箭头是输入的(反应物),哪些箭头是输出的(生成物),哪些是先输入后输出的(催化剂)。这类反应机理图示重点考查催化剂的认识、总反应的理解、过程中物质的转化认知。
(3)物质能垒图(1 ml X2和3 ml Y2反应生成2 ml XY3的反应历程)。这种反应历程图重点考查,一般来说都是教材基础知识的延伸,试题也是教材上能垒图的组合。主要设问点和考查点如下:
①决定总反应速率的步骤——慢反应(活化能高)决定总反应的快慢。②反应焓变的计算——遵循盖斯定律。③产物稳定性的判定——物质能量状态越低越稳定。④温度对反应速率和平衡的影响——在确定出总反应ΔH基础上的延伸考查。
1.催化剂在反应机理中体现的特点(1)催化剂先参与化学反应,最终又生成,在化学反应前后,催化剂的化学性质基本不变。(2)一个化学反应可以有多种催化剂。(3)催化剂有正催化剂与负催化剂,正催化剂加快化学反应速率,负催化剂减慢化学反应速率。催化剂可以改变化学反应速率,但其自身在化学反应前后的组成、质量和化学性质不变。2.催化反应一般过程(1)反应物扩散到催化剂表面。(2)反应物被吸附在催化剂表面。(3)被吸附的反应物发生化学反应生成产物。(4)产物解吸、分离得到最终生成物和催化剂。
3.催化机理图的分析(1)反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质,先确定反应物。(2)产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质。(3)催化剂是开始就参与反应并经过一个完整循环之后又会生成的物质。
化学反应速率及其影响因素
1.化学反应速率的计算
(2)注意事项。①同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。②注意结合容器的容积把物质的量转化为浓度再计算化学反应速率,且必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物表示的。③化学反应速率是指平均反应速率,而不是瞬时速率。④固体和纯液体的浓度可视为常数,因此不用固体和纯液体表示化学反应速率。
2.影响化学反应速率的因素(1)内因:反应物本身的性质。(2)外因:
注意:气体反应体系中充入惰性气体(不参加反应)时对反应速率的影响:①恒温恒容:充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。②恒温恒压:充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。3.比较化学反应速率大小的注意事项(1)换算成相同单位再进行化学反应速率的比较。(2)比较不同时间段内化学反应速率大小时,可先换算成同一物质表示的化学反应速率,再比较数值大小。
(4)分清外界因素对化学反应速率的影响和对化学平衡的影响。如升温,正、逆反应速率均增大,具体向哪个方向移动要看正、逆反应速率增大的程度。
(2)k的物理意义:在一定的条件下(温度、催化剂),反应物浓度为1 ml·L-1时的化学反应速率。(3)k的影响因素。速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂、固体表面性质等有关,与浓度无关。
化学平衡状态与化学平衡常数
1.化学平衡状态的判定(1)v正=v逆。①v正=v逆是化学平衡状态的本质。②当用同一种物质来表示反应速率时,其生成速率与消耗速率相等。③用不同的物质表达反应速率时,一方面要求表示的是两个不同的方向(一个表示正反应,一个表示逆反应);另一方面当根据化学方程式的化学计量数转化为同一物质表达时两者相等。(2)变量不变原则。如果一个量是随反应进行而改变的,当该量“不变”时反应就达到平衡状态。①平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。
②一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。③有色体系的颜色保持不变。④绝热容器中反应体系的温度不变。2.化学平衡常数的应用(1)化学平衡常数K的大小,可推断反应进行的程度。(2)化学平衡常数K的大小只与温度有关,温度不变,K不变。(3)根据K随温度的变化情况可确定化学反应的热效应。
(4)利用K判断反应进行的方向。若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q,则Q>K,反应向逆反应方向进行;Q=K,反应处于平衡状态;Q化学反应速率与平衡图像
1.熟悉基本的速率—时间图像的特征(1)浓度对化学反应速率影响的特点——渐变,从平衡时速率逐渐增大、减小。
(2)温度、压强对化学反应速率影响的特点——跳变,从平衡时速率突然增大、减小。
(3)催化剂(反应前后气体体积不变的反应增大压强)对化学反应速率影响的特点——平变,从平衡时速率平跳,平衡不移动。2.分析浓度(物质的量)—时间图像,获取有用数据示例:某温度时,在定容(V L)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图像直接得出信息:X、Y是反应物,Z是生成物;t3时反应达平衡。
(1)“先拐先平,数值大”:分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
(2)利用初步得出结论,深度提炼反应信息。图甲,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡左移,正反应为放热反应;图乙,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡右移,则正反应为气体体积缩小的反应;若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为气体体积增大的反应。4.化学平衡图像的解题思路
2.(2022·广东深圳二模)一种在恒温、恒定气流流速下,催化氧化HCl生产Cl2的工艺的主要反应机理如图所示。下列说法不正确的是(　 　)