2022年高三化学二轮复习-专题二化学反应速率与化学平衡-指导性教案 .pdf

学习必备欢迎下载化学反应速率与化学平衡班级：姓名：学习时间：【课前自主复习与思考】1阅读并思考世纪金榜（回扣主干知识）（突破核心要点）2整理出 15道各地高考题或高考模拟题化学反应速率和化学平衡解答题，总结解题思路，联系考纲思考出题者意图。【结合自主复习内容思考如下问题】1、在 2 L 密闭容器中， 800时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g) 体系中， n(NO)随时间的变化如表：（1）写出该反应的平衡常数表达式：K_。已知： K(300) K(350) ，该反应是_热反应。（2）右图中表示NO2的变化的曲线是_。用 O2表示从 02s 内该反应的平均速率v_。（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是_。 a、(NO2)=2 (O2) b、容器内压强保持不变c、 逆(NO)2 正(O2) d、容器内的密度保持不变（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。 a、及时分离出NO2气体 b、适当升高温度 c、增大 O2的浓度 d、选择高效的催化剂2、 （10 分）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：C(s) H2O(g) CO(g)H2(g) H=131.3 kJ ?mol-1， S=133.7J ?(K?mol) -1该反应能否自发进行与有关；一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是（填字母，下同） 。a容器中的压强不变 b1 mol H H键断裂的同时断裂2 molHO键cv正(CO) = v逆(H2O) dc(CO)=c(H2) （2）将不同量的CO(g)和 H2O(g) 分别通入到体积为2L 的恒容密闭容器中，进行反应 CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g) ，得到如下三组数据：实验组温度 / 起始量 /mol 平衡量 /mol 达到平衡所需时间 /min H2O CO H2CO 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2 900 1 2 0.4 1.6 3 3 900 a b c d t 实验 1 中以v(CO2) 表示的反应速率为。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页学习必备欢迎下载该反应的逆反应为（填“吸”或“放”）热反应若实验3 要达到与实验2 相同的平衡状态 （即各物质的质量分数分别相等）， 且 t3min ，则 a、b 应满足的关系是（用含 a、b 的数学式表示） 。（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g) H2O(g) ，右下图表示该反应进行过程中能量( 单位为kJ?mol-1) 的变化。在体积为1 L 的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和 3mol H2，下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 _。a升高温度b充入 He(g) ，使体系压强增大c将 H2O(g) 从体系中分离出来d再充入1mol CO2和 3mol H2【考纲点拨】了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。了解温度、浓度、压强和催化剂影响化学反应速率的一般规律（删除活化能）。认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【自主研究例题】1、2009 年江苏I2在 KI 溶液中存在下列平衡：I2(aq) I(aq) I3(aq) ， 某 I2、KI 混合溶液中，I3的物质的量浓度c(I3) 与温度 T 的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是：A反应 I2(aq) I(aq) I3(aq) 的 H0 B若温度为T1、 T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则 K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D状态 A与状态 B相比，状态A的 c(I2) 大教师点评：根据题中图示可知，c(I3) 是随着温度T 的升高而减小的，说明：I2(aq) I(aq) I3(aq) 是一个放热反应，即H0 ，所以 A错误；根据平衡移动规律，c(I3) 变小，则c(I2) 应变大，所以状态 B的 c(I2) 大，所以D错误；正确答案为B、C。2、2009 年高考安徽卷 27为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和 CO浓度如表：时间 (s) 0 1 2 3 4 5 c(NO)(mol/L) 1.001034.501042.501041.501041.001041.00104c(CO)(mol/L) 3.601033.051032.851032.751032.701032.70103精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页学习必备欢迎下载请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的H 0（填写“”、“”、“”）。（2）前 2s 内的平均反应速率(N2) 。（3）在该温度下，反应的平衡常数K。（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是。A 选用更有效的催化剂B升高反应体系的温度C 降低反应体系的温度D缩小容器的体积（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T()NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(m2/g) 280 1.201035.8010382 124 350 124 请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。c (NO)t214 分 （1）； （2）1.88104 11mol Ls；（3） 5000； （ 4）C、D；（5）280；1.20103；5.80103；1.2010 3；5.8010 3；如图：c(NO)t教师点评：该题综合考察反应速率、反应方向，化学平衡等知识，并考察了实验化学的设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页学习必备欢迎下载思路。体现了新课程变化。（1）该反应气体减少，S0 非自发，所以一定是放热才有可能自发；（2 ）(NO)44117.510mol/L3.7510mol Ls2s；(N2)12(NO)4111.87510mol Ls（3）利用三段式计算出c(CO2) 9104；c(N2) 4.50104。4244 232(910)(4.510)K=5000(1 10)(2.710)（4）加压、降温使该反应平衡正移。（5）、比表面积不同，应控制温度相同，验证催化剂比表面积对速率的影响；、比表面积不同，温度不同；验证反应温度对速率的影响；所有浓度应控制相同。、温度相同，平衡不移动，但的速率大；的温度高，速率最大且平衡逆移，c(NO)增大。我思我疑：【高考链接】【例 1】2009 年高考重庆卷理综 13各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是 D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页学习必备欢迎下载【例 2】 、2009 年高考山东卷 142SO2（g）+O2（g）V2O52SO3（g）是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 A 催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B 增大反应体系的压强、反应速度一定增大 C 该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D 在 t1、t2时刻， SO3（g）的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1t2内， SO3（g）生成的平均速率为2121ccutt【解析】催化剂可以同等程度的增大正逆反应的反应速率；如果是通入惰性气体增大了体系压强，反应物浓度未变，反应速率不变；降温，反应速率减慢，达到平衡的时间增大；D是反应速率的定义，正确。选D 【例 3】 (10 分 ) 联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与 N2O4能放出大量的热。（1）已知： 2NO2(g) N2O4(g) H 5720kJmol 1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡。其它条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是（填字母）。A减小 NO2的浓度 B降低温度C增加 NO2的浓度 D升高温度（2） 25时， 100gN2H4(l)与足量 N2O4(l) 完全反应生成N2(g) 和 H2O (l) ，放出 1914kJ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页学习必备欢迎下载的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O (l) 的 H kJmol1 （3）17、 101105Pa，密闭容器中N2O4和 NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2) 00300molL1、 c(N2O4) 00120molL1。计算反应2 NO2(g)N2O4(g) 的平衡常数K。（4）现用一定量的Cu 与足量的浓HNO3反应，制得100L 已达平衡的N2O4和 NO2 混合气体（ 17、 101105Pa） ，理论上至少需消耗Cu 多少克？【例 3 】解析： （1）由于该反应为气体体积减小的放热反应，要提高 NO2转化率， 则应该采取：降低温度，增加NO2的浓度增大压强等措施，所以B、C符合要求；（2）由 1 00gN2H4(l) 放出 19 14kJ，则 2mol( 即 64g)N2H4(l) 放热为 122496kJ，所以H122496kJmol 1（3） 、 （4）见答案。答案： （1） BC （2） 122496 （3）根据题意知平衡时： c(N2O4 ) 00120molL1 ，c(NO2) 0 0300molL1 K c(N2O4 )/c2(NO2) 0 0120/0 0300 00300 133 答：平衡常数为133。（4）由（ 3）可知，在17、 101105Pa 达到平衡时， 100L 混合气体中：n(N2O4 ) c(N2O4) V 00120molL11 00L00120mol ，n(NO2 ) c(NO2) V 00300molL1100L0 0300mol ，则 n 总(NO2 ) n(NO2 ) 2n(N2O4 ) 0 0540mol 由 Cu4HNO3Cu(NO3)22NO2 2H2O可得：m(Cu) 64gmol 100540mol /2 173g 答：理论上至少需消耗Cu 173g。【例 4】 （14 分）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。（1）合成氨反应N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g) ，若在恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则平衡移动（填“向左”“向右”或“不” ） ；使用催化剂反应的 H（填“增大”“减小”或“不改变” ） 。（2）已知： O2 (g)=O2+(g)+e- H1= 1175.7 kJmol-1 PtF6(g)+ e-PtF6-(g) H2= 771.1 kJ mol-1 O2+PtF6-(s)=O2+ (g)+ PtF6-(g) H3= 482.2 kJ mol-1 则反应 O2（g）+ PtF6(g)= O2+PtF6-(s) 的H=_ kJ mol-1。（3）在 25下，向浓度均为0.1 molL-1的 MgCl2和 CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀（填化学式） ，生成该沉淀的离子方程式为_。已知25时KspMg(OH)2=1.8 10-11,KsP Cu(OH)2=2.2 10-20。（4）在 25下，将a mol L-1的氨水与0.01 mol L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中 c(NH4*)=c(Cl-) 。则溶液显 _性（填“酸” “碱”或“中” ） ；用含 a 的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb=_。【解析】（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，平衡左移；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页学习必备欢迎下载使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，H不变；（2）利用盖斯定律，H1+H2+（-H3）= 78.2 kJ mol-1；（3）由于 ,KsPCu(OH)2=2.2 10-20 KspMg(OH)2=1.8 10-11，所以先生成沉淀；2NH3 H2O Cu2Cu(OH)2 2 NH4*；根据溶液的电中性原则，c(NH4*)=c(Cl-) ，则 H OH- ；溶液显中性； Kb= OH- NH4* NH3H2O，c(NH4*)=c(Cl-) 0.005 molL-1；HOH- 110-7molL-1（因为是 25下且为中性） ；NH3H2Oa2molL-10.005 mol L-1，则： Kb=10-9a0.01molL-1。【答案】（1）向左；不改变（2） 78.2 kJ mol-1（3） Cu(OH)2； 2NH3H2O Cu2Cu(OH)2 2 NH4*；（4）中；10-9a 0.01molL-1【归纳与思考】【自主检测】一、选择题（每题有1-2 的答案）1、2009 年高考宁夏卷理综 10硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是实验反应温度/ Na2S2O3溶液稀 H2SO4H2O V/mL c/（molL1） V/mL c/ （molL1）V/mL 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页学习必备欢迎下载A 25 5 01 10 01 5 B 25 5 02 5 02 10 C 35 5 01 10 01 5 D 35 5 02 5 02 10 2在一定温度下，反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g) 的平衡常数为10。若将 10mol 的HX(g) 通入体积为10L 的密闭容器中，在该温度时HX(g) 的最大分解率接近于A 5% B 17% C 25% D33% 3、2009 年高考北京卷理综9已知： H2(g)+I2(g)2HI(g) ；H 0某小组通过试验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表：组分HCOOCH3H2O HCOOH CH3OH 物质的量 /mol 100 199 001 052 甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t ）的变化如下图：（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：反应时间范围/min 05 1015 2025 3035 4045 5055 7580 平均反应速率/(103molmin1) 1 9 74 78 44 16 08 0 0 请计算1520min 范围内甲酸甲酯的减少量为 mol，甲酸甲酯的平均反应速率为molmin1( 不要求写出计算过程) 。（ 2） 依据以上数据， 写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因：。（ 3）上述反应的平衡常数表达式为：332()()()()c HCOOHc CHOHKc HCOOCHc HO，则该反应在温度T1下的K值为。（4）其他条件不变，仅改变温度为T2（T2大于T1） ，在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。12、 （ 10 分）（ 1）已知可逆反应：M(g) N(g)P(g) Q(g) ；H 0，请回答下列问题。 若要增大 M 的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为（填序号） 。 A加入一定量 M B降低反应温度 C升高反应温度 D缩小容器体积 E加入催化剂 F分离出一定量P 在某温度下起始反应物的浓度分别为：c(M)1 mol L1，c(N) 2.4mol L1，达到平衡后， M的转化率为60，此时N 的转化率为；若保持温度精选学习资料 - 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- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页学习必备欢迎下载（2）根据题意，可以利用“三步法”求解 aX + bYcZ 开始 1 00 100 0 转化 0 45 09 09 平衡 0 55 01 09 根据各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是： X+2Y2Z。（ 3）根据图像可知在3min 时 ，生成物 Z 的物质的量为0 5mol ，其 平均速率为0083mol/Lmin。（4） X 的转化率等于0 45。 （5）由题目所给图象可知，在1 中，平衡时Z 的物质的量小于原平衡的物质的量，说明平衡逆向移动，条件为升高温度。在2 中，平衡时Z 的物质的量与原平衡相同，且速率加快，条件为加入催化剂；在3 中，平衡正向移动，且速率加快，条件为加压。9、 【答案】（1）（2）8106molL1s 1 （3）因为 H2O2在高温下可发生分解反应。（4）降解反应停止。（5）迅速向溶液中加入NaOH 使 pH 10。10、 【解析】第 8 题是一道新型的实验探究题，根据题给信息能很容易解决这道题。第（ 1）题：由题中“控制p-CP的初始浓度相同恒定在实验温度在298K或 313K(其余实验条件见下表 ) ”这句话中的信息能解决表格的第二列“探究温度对降解反应速率的影响”，故表格这一行应该填写“313，3，6.0 ，0.30”，第三行对比可以发现其他温度浓度均没发生变化，就pH值由 3 变成 10，所以第三行空中应该填写的是“探究溶液的pH值对降解反应速率的影响”。第（ 2）题很简单，根据化学反应速率的定义，结合图像即可计算出结果，v(p-CP)=(1.2-0.8) 103/(150 50)=8106 molL1s1。第（3）题提示“请从Fenton 法所用试剂H2O2的角度解释”， 通过平时的学习知，H2O2温度高时不稳定，故虽然高温能加快化学反应速率，但温度过高就是导致H2O2分解，没了反应物，速率自然会减小。第（4）小题，可由图像观察得到，图像中随时间变化曲线表示在pH=10时，浓度不变，说明化学反应速率为0，化学反应停止。第（ 5）题，可以根据第四小题回答，使反应迅速停止，可以向溶液加碱，调节pH=10即可。11、解析：（1）15min 时，甲酸甲酯的转化率为6 7% ，所以 15min 时，甲酸甲酯的物质的量为 1100mol6 7%=0 933mol；20min 时，甲酸甲酯的转化率为112% 所以 20min 时，甲酸甲酯的物质的量为1100mol11 2%=0 888mol，所以 15 至 20min 甲酸甲酯的减少量为0 933mol0 888mol=0 045mol ，则甲酸甲酯的 平均速率=0045mol/5min=0 009molmin1。 （2）从题给数据不难看出，平均速率的变化随转化率313 3 6.0 0.30 探究温度对降解反应速率的影响精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页学习必备欢迎下载的增大先增大再减小，后保持不变。因为反应开始甲酸甲酯的浓度大，所以反应速率较大，后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小，反应速率减小，当达到平衡时，反应速率几乎不变。（3）由图象与表格可知，在75min 时达到平衡，甲酸甲酯的转化率为24% ，所以甲酸甲酯转化的物质的量为10024%=0 24mol，结合方程式可计算得平衡时，甲酸甲酯物质的量=076mol，水的物质的量175mol，甲酸的物质的量=025mol 甲醇的物质的量=076mol 所以 K=（ 0760 25）/ （1750 76）=1/7 （4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率减小，所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1。答案：（1） 1520min 范围内甲酸甲酯的减少量为0 045mol；甲酸甲酯的平均反应速率为0009molmin1（2）反应速率随着反应的进行，先逐渐增大再逐渐减小，后不变；原因 ：随着反应的不断进行，应开始甲酸甲酯的浓度大，所以反应速率较大，后随着反应进行，甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少，反应速率不断减慢，所以转化率增大的程度逐渐减小，当反应达到平衡后，转化率不变。（3） 1/7 （4）图略。 作图要点： 因为 T2T1，温度越高，平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率下降， T2达到平衡时的平台要低于T1；另外温度越高，越快达到平衡，所以T2达到平衡的时间要小于 T1。12. （ 10 分，每空2 分）（1） C F 25% 6 （2）CO(g) + FeO(s) Fe(s) + CO2(g) H 218.0 kJmol1（ 3）20 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页