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新高考版高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题突破 专题13 化学反应速率、化学平衡选择题突破课件PPT
展开1.用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响
2.外界条件对化学平衡影响的图示分析(1)浓度对化学平衡的影响
(2)压强对化学平衡的影响对于反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若m+n>p+q,则图像对应图1、图2;若m+n=p+q,则图像对应图3、图4。
说明:①改变压强,相当于改变体积,也就相当于改变浓度。②若反应前后气体体积无变化,改变压强,能同时改变正、逆反应速率,v正=v逆,平衡不移动。如H2(g)+I2(g) 2HI(g)。③压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压强变化。若平衡混合物的体积不变,而加入“惰性气体”,虽然总压强变化了,但平衡混合物的浓度仍不变,反应速率不变,平衡不移动;若保持总压强不变加入“惰性气体”,此时增大了体系体积,这就相当于降低了平衡体系的压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。注意:①升高温度,不管是吸热还是放热方向,反应速率均增大,但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数,使v(吸热)>v(放热),故平衡向吸热方向移动。
②只要是升高温度,新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值;反之则小。v-t图像[以N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0为例]
(4)催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡移动无影响。
1.(2022·辽宁,12)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 ml X发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
下列说法错误的是A.1 min时,Z的浓度 大于0.20 ml·L-1B.2 min时,加入 0.20 ml Z,此时 v正(Z)
4 min时生成的Z的物质的量为0.15 ml·L-1·min-1×4 min×1 L=0.6 ml,6 min时生成的Z的物质的量为0.10 ml·L-1·min-1×6 min×1 L=0.6 ml,故反应在4 min时已达到平衡,
设达到平衡时生成了a ml Y,列三段式: 2X(s) Y(g)+2Z(g)初始量/ml 2.0 0 0转化量/ml 2a a 2a平衡量/ml 2.0-2a a 0.6根据2a=0.6,得a=0.3,则Y的平衡浓度为0.3 ml·L-1,Z的平衡浓度为0.6 ml·L-1,平衡常数K=c2(Z)·c(Y)=0.108,2 min时Y的浓度为0.2 ml·L-1,Z的浓度为0.4 ml·L-1,加入0.2 ml Z后,
Z的浓度变为0.6 ml·L-1,Q=c2(Z)·c(Y)=0.072
2.(2022·湖北,13)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一,已知醛与H2O在酸催化下存在如下平衡:RCHO+H2O RCH(OH)2。据此推测,对羟基苯甲醛与10倍量的D218O在少量酸催化下反应,达到平衡后,下列化合物中含量最高的是
由已知信息知,苯环上的羟基不发生反应,醛基中的碳氧双键与D218O发生加成反应,在醛基碳原子上会连接两个羟基(分别为—OD,—18OD),两个羟基连接在同一个碳原子上不稳定,会脱水,得到醛基,有两种可能:—CHO和—CH18O,但18O的含量较多,故 的含量最高,故D正确。
3.(2022·广东,13)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g) BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是A.该反应的ΔH<0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,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;由A项分析知随着温度升高平衡正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的物质的
物质的量不随温度变化而变化,故B错误;容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C正确;BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的平衡转化率不变,故D错误。
4.(2022·广东,15)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则A.无催化剂时,反应不能进行B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 ml·L-1·min-1
由图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物的浓度也在增加,说明反应也在进行,故A错误;由图可知,催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,反应速率大,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,故B错误;
由图可知,使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min内Y的浓度变化了2.0 ml·L-1,而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 ml·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化,故C错误;
5.(2022·湖南,14改编)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 ml X和1 ml Y发生反应:2X(g)+Y(g) Z(g) ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A.ΔH>0B.气体的总物质的量:na>ncC.a点平衡常数:K>12D.反应速率:va正
根据A项分析可知,密闭容器中的反应为放热反应,因甲容器为绝热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体的总物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,图中a点和c点的压强相等,则说明甲容器中气体的总物质的量相比乙容器在减小,即气体的总物质的量:na<nc,故B错误;
a点为平衡点,此时容器的总压为p,假设在恒温恒容条件下进行,则气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的量浓度)之比,所以可设Y转化的物质的量浓度为x ml·L-1,则列出三段式如下:
2X(g)+Y(g) Z(g)c0 2 1 0Δc 2x x xc平 2-2x 1-x x
根据图像可知,甲容器达到平衡的时间短,温度高,所以达到平衡的速率相对乙容器的快,即va正>vb正,故D错误。
6.(2022·海南,8)某温度下,反应CH2==CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动D.恒容下,充入一定量的CH2==CH2(g),CH2==CH2(g)的平衡转化率增大
该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强可以加快化学反应速率,正反应速率增大的幅度大于逆反应,故v正>v逆,平衡向正反应方向移动,但是因为温度不变,故平衡常数不变,A不正确;催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度,B不正确;恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;恒容下,充入一定量的CH2==CH2(g),平衡向正反应方向移动,但是CH2==CH2(g)的平衡转化率减小,D不正确。
7.(2022·河北,13改编)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①X Y;②Y Z。反应①的速率v1=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的ln k~ 曲线。下列说法错误的是
A.随c(X)的减小,反应①、②的速率均降低B.体系中v(X)+v(Y)=v(Z)C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制 反应时间D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定
由图甲中的信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是
Y;由图乙中的信息可知,反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲中的信息可知,随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)增大,因此,反应①的速率随c(X)的减小而减小,而反应②的速率先增大后减小,A错误;
根据体系中发生的反应可知,在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量,因此,v(X)=v(Y)+v(Z),但是,在Y的浓
度达到最大值之后,单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量,故v(X)+v(Y)=v(Z),B正确;升高温度可以加快反应①的速率,但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的,且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大,因此,欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间,C正确;
由图乙信息可知,温度低于T1时,k1>k2,反应②为慢反应,因此,总反应速率由反应②决定,D正确。
1.工业上用氨催化氧化法制硝酸的反应之一是4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),该反应在任何温度下都能自发进行。下列说法正确的是A.该反应的ΔS>0、ΔH>0B.其他条件不变,加入催化剂,正反应速率增大,逆反应速率减小C.其他条件不变,改变温度,平衡常数和NH3的平衡转化率一定都会变化D.恒温恒容条件下,混合气体的密度不变时,反应达到平衡状态
该反应在任何温度下都能自发进行,ΔH-TΔS<0,所以该反应的ΔS>0、ΔH<0,故A错误;其他条件不变,加入催化剂,正、逆反应速率均增大,故B错误;其他条件不变,改变温度,平衡发生移动,平衡常数和NH3的平衡转化率一定都会变化,故C正确;恒温恒容条件下,气体总质量是恒量、容器体积不变,所以密度是恒量,混合气体的密度不变时,反应不一定达到平衡状态,故D错误。
2.(2022·深圳市光明区高级中学联考)T ℃时,向体积不等的恒容密闭容器中均加入一定量的PtSn-Mg(Zn)AlO催化剂和1 ml乙烷,发生乙烷脱氢反应:CH3CH3(g) CH2==CH2(g)+H2(g),反应相同时间,测得各容器中乙烷的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法错误的是A.a点、c点乙烯的浓度:a>cB.a点对应乙烷的平衡转化率大于40%C.V1∶V2=1∶12D.a点、b点容器内的压强之比为28∶3
相同浓度、相同催化剂、等量的反应物通入体积不等的容器内,容器体积越大,反应物的浓度越低,反应速率越慢,相同时间达到平衡的可能性越小,故曲线的前半部分上的点均为平衡点,a、b均为平衡点,曲线的后半部分上的点均不是平衡点,B错误;
3.(2022·长沙市第一中学一模)在一定条件下A2和B2可发生反应:A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)。图1表示在一定温度下反应过程中的能量变化,图2表示在固定容积为2 L的密闭容器中反应时A2的物质的量随时间变化的关系,图3表示在其他条件不变的情况下,改变反应物B2的起始物质的量对此反应平衡的影响。
下列说法正确的是A.该反应属于高温自发进行的反应B.10 min内该反应的平均反应速率 v(B2)=0.09 ml·L-1·min-1C.11 min时,其他条件不变,压缩 容器容积至1 L,n(A2)的变化趋 势如图2中曲线d所示D.图3中T1
10 min内该反应的平均反应速率v(A2)= =0.015 ml·L-1·min-1,根据化学方程式可知v(B2)=3v(A2)=0.045 ml·L-1·min-1,B错误;
11 min时,其他条件不变,压缩容器容积至1 L,由于物质的浓度增大,化学平衡正向移动,不断消耗A2,所以n(A2)的物质的量会进一步减少,n(A2)变化趋势如图2中曲线d所示,C正确;
在温度不变时,增大某种反应物的浓度,化学平衡正向移动,可以使其他反应物的转化率提高,故当T1
达到平衡时,v正=v逆,则k正·c(X)=k逆·c2(Y),平衡常数K==10,即k正=10k逆,故A正确;该反应的正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,所以k正增大的倍数大于k逆增大的倍数,故B正确;测定X的相对分子质量时应该使平衡尽可能逆向移动,该反应的正反应为气体分子数增多的吸热反应,所以条件为低温高压,故C正确;恒压条件下,向平衡体系中充入惰性气体He,体积增大,压强减小,平衡正向移动,X的转化率增大,故D错误。
5.(2022·辽宁省抚顺市第一中学模拟)我国科学家修饰催化剂使其高效地将CO2和H2转化为CH4,反应原理:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)。在恒容密闭容器中充入CO2和H2发生上述反应。下列说法错误的是A.达到平衡后,再充入少量H2,CO2的平衡转化率增大B.其他条件不变,加入催化剂,能同时增大正、逆反应速率C.其他条件不变,充入氩气,能使平衡向正反应方向移动D.其他条件不变,降低温度,能降低正、逆反应速率
达到平衡后,再充入少量氢气,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的平衡转化率增大,故A正确;其他条件不变,加入催化剂,能降低反应的活化能,正、逆反应速率均增大,故B正确;其他条件不变,在恒容密闭容器中充入氩气,反应体系中各物质浓度均没有变化,化学反应速率不变,平衡不移动,故C错误;其他条件不变,降低温度,活化分子的数目和百分数均减小,有效碰撞次数减小,正、逆反应速率均降低,故D正确。
1.丙烷脱氢是工业制丙烯的重要途径之一,反应原理为2C3H8(g)+O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH<0。下列说法正确的是A.该反应的ΔS<0B.选用合适的催化剂,能提高丙烯的生产效率C.恒温恒容下,增大氧气的浓度,丙烯的体积分数一定增大D.恒温下,减小压强,平衡正向移动,平衡常数增大
该反应是气体分子数增大的反应,ΔS>0,故A错误;选用合适的催化剂,能降低反应的活化能,提高反应速率,能提高丙烯的生产效率,故B正确;恒温恒容下,增大氧气的浓度,丙烯的体积分数不一定增大,如氧气增加得特别多,此时生成的丙烯很有限,丙烯的体积分数就会降低,故C错误;恒温下,减小压强,平衡正向移动,但平衡常数只与温度有关,平衡常数不变,故D错误。
2.(2022·长沙长郡中学模拟)一定条件下:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是A.温度0 ℃、压强50 kPaB.温度130 ℃、压强300 kPaC.温度25 ℃、压强100 kPaD.温度130 ℃、压强50 kPa
3.向某密闭容器中充入NO2,发生反应:2NO2(g) N2O4(g)(已知:N2O4为无色气体)。其他条件相同时,不同温度下平衡体系中各物质的物质的量分数如右表:
下列说法正确的是A.平衡时,v(NO2消耗)= 2v(N2O4消耗)B.27 ℃时,该平衡体系中NO2的转化率为80%C.升高温度,该反应的化学平衡常数增大D.温度不变,缩小容器体积,达到平衡时气体颜色变浅
由表中数据可知升高温度,NO2物质的量分数增大,N2O4物质的量分数减小,则平衡逆向移动,正反应为放热反应。由2NO2(g)N2O4(g)可知,反应速率之比等于化学计量数之比,平衡时,v(NO2消耗)=2v(N2O4消耗),故A正确;
27 ℃时,该平衡体系中NO2的物质的量分数为20%,N2O4的物质的量分数为80%,设物质的量分别为0.2 ml、0.8 ml,由化学方程式可知,转化的NO2的物质的量为1.6 ml,则该平衡体系中NO2的转化率为 ×100%≈88.89%,故B错误;
由表中数据可知升高温度,NO2物质的量分数增大,N2O4物质的量分数减小,则平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数减小,故C错误;温度不变,缩小容器体积,浓度因体积缩小而增大,气体颜色加深,平衡正向移动,又使气体颜色在此基础上变浅,但达到平衡时气体颜色比原来的要深,故D错误。
4.(2022·大连一模)向恒容的密闭容器中充入a ml CO和b ml H2S,发生反应:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g),H2S的平衡转化率如图所示,下列说法正确的是
A.150 ℃时,若该反应的平衡常数K= , 则a∶b=6∶5B.该反应为吸热反应C.若一段时间后, 保持不变,则该反应达到平衡状态D.平衡后,向容器中再通入a ml CO,v正逐渐增大
由题干信息可知,150 ℃时,H2S的平衡转化率为40%,列三段式:
由题干图示信息可知,随着温度的升高,H2S的平衡转化率减小,即升高温度平衡逆向移动,则该反应为放热反应,B错误;
平衡后,向容器中再通入a ml CO,反应物浓度突然增大,故v正突然增大而后逐渐减小,v逆逐渐增大,D错误。
5.(2022·广东省六校联考)已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数K与温度的关系如表所示。830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.20 ml A和0.20 ml B,10 s末达到平衡。下列说法不正确的是
A.达到平衡后,B的转化率为50%B.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向 移动C.反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A)=0.005 ml·L-1·s-1D.容器体积减小为原来的一半,平衡不移动,正、逆反应速率均增大
设平衡时参加反应的B的物质的量为x ml,列三段式: A(g) + B(g) C(g)+D(g)开始/ml 0.20 0.20 0 0变化/ml x x x x平衡/ml 0.20-x 0.20-x x x
由题干表中数据可知,升高温度,平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,该反应为放热反应,B错误;
该反应前后气体的物质的量之和不变,故容器体积减小为原来的一半,平衡不移动,反应物、生成物的浓度增大,即正、逆反应速率均增大,D正确。
6.(2022·辽宁省辽南协作体二模)含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比 =1发生反应:2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664.1 kJ·ml-1,不同催化剂条件下,反应相同时间测得NO转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应v=kcm(H2)c2(NO),其中k为速率常数。
下列说法错误的是A.当使用催化剂乙时,温度高于350 ℃, NO转化率下降是由于反应放热,达 到平衡后,升高温度使平衡逆向移动B.使用催化剂甲比使用催化剂乙正反 应的活化能更低C.对于反应:2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g),其他条件不变,加 压使平衡正向移动D.T1 ℃的初始速率为v0,当H2转化率为60%时,反应速率为0.064v0,由 此可知m=1
7.碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.20 ml·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 ml·L-1(NH4)2S2O8、0.10 ml·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
结合表中数据判断下列说法错误的是
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