高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率学案及答案

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率学案及答案，共13页。学案主要包含了微训练一，微训练二，微训练三等内容，欢迎下载使用。
由于外界条件改变，引起化学平衡移动，根据平衡移动的方向可以判断某反应物的平衡转化率的变化。其规律如下：
(1)温度、压强对平衡转化率的影响
在其他条件不变的情况下，改变温度或改变气体反应的压强(改变容器体积)，若化学平衡向正反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定增大；若平衡向逆反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定减小。
(2)浓度对平衡转化率的影响
①若反应物只有一种，如aA(g)⇌bB(g)＋cC(g)，其他条件不变时，增加A的量(相当于增大压强)，A的转化率的变化与气态物质的化学计量数有关：
a．若a＝b＋c，得到的平衡与原平衡等效，A的转化率不变；
b．若a＞b＋c，得到的平衡相当于原平衡正向移动所达到的平衡，A的转化率增大；
c．若a＜b＋c，得到的平衡相当于原平衡逆向移动所达到的平衡，A的转化率减小。
②若反应物不止一种，如aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)，其他条件不变时，若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大。若只减少A的量，平衡向逆反应方向移动，则B的转化率减小。若反应物A、B的物质的量同倍数地增加，此种情况等效于增大压强，反应物转化率的变化与气态物质的化学计量数有关：
a．若a＋b＝c＋d，得到的平衡与原平衡等效，A、B的转化率都不变；
b．若a＋b＞c＋d，得到的平衡相当于原平衡正向移动所达到的平衡，A、B的转化率都增大；
c．若a＋b＜c＋d，得到的平衡相当于原平衡逆向移动所达到的平衡，A、B的转化率都减小。
【微训练一】
1．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列叙述错误的是( )
A．使用Cu ­ Zn ­ Fe催化剂可大大提高生产效率
B．由反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
2．在水溶液中，Cr呈黄色，Cr2呈橙红色，重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡：Cr2+ H2O ⇌2 Cr＋2H＋，下列说法正确的是( )
A．向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，溶液呈橙红色
B．该反应是氧化还原反应
C．向该溶液中滴加适量的浓硫酸，平衡向逆反应方向移动，再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大
D．向体系中加入少量水，平衡逆向移动
3．对于可逆反应A(g)＋2B(g)⇌2C(g) ΔH＜0，达到平衡时，要使正反应速率增大，且使A的转化率增大，以下采取的措施可行的是( )
A．升高温度 B．增大A的浓度
C．减小C的浓度 D．增大压强
4．甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 ml CH4和2.0 ml H2O(g)通入容积为10 L的反应室，在一定条件下发生反应Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：
①已知100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示的平均反应速率为________。
②在其他条件不变的情况下升高温度，化学平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中的p1________(填“＞”“＜”或“＝”)p2，100 ℃时平衡常数为________。
④保持反应体系为100 ℃，5 min后再向容器中充入H2O(g)、H2各0.5 ml，化学平衡将________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
(2)在常温、压强为0.1 MPa条件下，a ml CO与3a ml H2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应Ⅱ：
CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)
①该反应的ΔH______(填“＞”“＜”或“＝”，下同)0，ΔS________0。
②若容器容积不变，下列措施可以提高CO转化率的是________。
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离出来
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1 ml CO和3 ml H2
微专题二 化学反应速率、化学平衡的计算
1．计算步骤
2．计算模式(三段式)
mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)
起始量/ml a b 0 0
转化量/ml mxnxpxqx
平衡量/ml a－mxb－nxpxqx
【微训练二】
1. 对于反应2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时，SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。
(2)在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是______________________
________________________________________________________________________；
要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________________________、________________________。
2．煤化工中常需研究反应在不同温度下的平衡常数，C、CO与水蒸气之间的相互反应是煤化工中的重要反应。
(1)已知在一定温度下：
C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g) K
C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) K1
CO(g)＋H2O(g)⇌H2(g)＋CO2(g) K2
在K、K1、K2之间存在的关系是______________________________________。
(2)已知反应CO(g)＋H2O(g)⇌H2(g)＋CO2(g)在500 ℃时的平衡常数为9。在500 ℃时，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 ml·L－1，则在该条件下，CO的最大转化率为________________。
(3)向V L的密闭容器中通入10 ml CO和10 ml水蒸气，在T℃下达到平衡时，急速除去水蒸气(除水蒸气时其他物质的物质的量不变)，将混合气体点燃，测得放出的热量为2 842 kJ(已知该条件下1 ml CO完全燃烧放出283 kJ热量，1 ml H2完全燃烧放出286 kJ热量)，则T℃时该反应的平衡常数K＝________。
3．在恒容密闭容器中，可逆反应CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)达到平衡时，K＝，K只与温度有关，与浓度无关。
(1)830 K条件下，若起始时c(CO)＝2 ml·L－1、c(H2O)＝(3 ml·L^(-1))，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为________。
(2)830 K条件下，若只将起始时c(H2O)改为6 ml·L－1，则水蒸气的转化率为________。
(3)830 K条件下，起始时c(CO)＝a ml·L－1、c(H2O)＝b ml·L－1，H2的平衡浓度c(H2)＝c ml·L－1。
①a、b、c之间的关系式是________________(用含a、b的代数式表示c)；
②当a＝b时，a＝________c。
4．氮的氧化物既是空气的重要污染物，同时也是重要的化工原料。
(1)在373 K时，向容积为2 L的恒容真空容器中通入0.40 ml NO2，发生反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)
ΔH＝－57.0 kJ·ml－1。测得NO2的物质的量分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表：
①0～20 min内，v(N2O4)＝________ ml·L－1·min－1。
②上述反应中，v正(NO2)＝k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)＝k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，则373 K时，k1、k2的关系式为________。改变温度至T1时k1＝k2，则T1________(填“＞”“＜”或“＝”)373 K。
(2)NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气脱硝技术。已知：6NO2(g)＋8NH3(g)⇌7N2(g)＋12H2O(l) ΔH，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入NO2和NH3的混合气体0.14 ml充分反应。不同投料比时，NO2的平衡转化率与温度的关系如图中曲线所示[投料比＝]。
①ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。
②x________。
③400 K时，反应的平衡常数为________(填计算式即可)。
④投料比为时，Q点对应的v逆(NH3)________(填“＞”“＜”或“＝”)P点对应的v逆(NH3)。
微专题三 化学平衡图像分析
1．常见图像类型
(1)第Ⅰ类图像：以反应混合体系中某个量[某物质浓度c(A)、某成分的百分含量A%、某反应物的转化率αA]作纵坐标与反应时间t作横坐标的关系图像。
①用斜率绝对值大小判断温度高低或压强大小，即斜率绝对值越大，表示反应速率越快，所以对应的温度越高或压强越大(图甲和乙中p1