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
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1、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
2、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
3、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
4、 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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、: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
11、、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
12、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
13、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
14、(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)
15、 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 )
16、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” ) 。(
17、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 10-2
18、0。(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;
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