2021年高考化学一轮复习-《化学反应速率和平衡的综合应用及图像》精品讲练析-新人教版2.doc
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1、2021年高考化学一轮精品讲练析化学反响速率和平衡的综合应用及图象考点解读1、描述化学平衡建立的过程。知道平衡常数浓度平衡常数的含义及其表达式。能利用化学平衡常数计算反响物的转化率。2、理解外界条件浓度,压强、温度、催化剂等对反响速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。3、了解化学反响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。知识体系一、化学平衡常数浓度平衡常数及转化率的应用1、化学平衡常数 1化学平衡常数的数学表达式2化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反响进行的程度大小,K值越大,反响进行越完全,反响物转化率越高,反之那么越低。2、有关化学平衡的根本计算 (
2、1)物质浓度的变化关系 反响物:平衡浓度起始浓度-转化浓度 生成物:平衡浓度起始浓度+转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。(2)反响的转化率():100(3)在密闭容器中有气体参加的可逆反响,在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论: 恒温、恒容时: ;恒温、恒压时:n1/n2=V1/V2(4)计算模式浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n O O 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx(A)=ax/m100 (C)100(3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的根本概念及它们相互之间的关
3、系。化学平衡的计算步骤,通常是先写出有关的化学方程式,列出反响起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量,然后再通过相关的转换,分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为:建立解题模式、确立平衡状态方程。说明:反响起始时,反响物和生成物可能同时存在;由于起始浓度是人为控制的,故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比,假设反响物起始浓度呈现计量数比,那么隐含反响物转化率相等,且平衡时反响物的浓度成计量数比的条件。起始浓度,平衡浓度不一定呈现计量数比,但物质之间是按计量数反响和生成的,故各物质的浓度变化一定成计量数比,这是计算的关键。二、学习化学平衡应注意的三个问题1、等效平衡:在两种不同的初始
4、状态下,同一个可逆反响在一定条件(定温、定容或定温、定压)下分别到达平衡时,各组成成分的物质的量(或体积)分数相等的状态。在恒温恒容条件下,建立等效平衡的一般条件是:反响物投料量相当;在恒温恒压条件下,建立等效平衡的条件是:相同反响物的投料比相等。2、平衡移动的思维基点:(1)“先同后变,进行判断时,可设置相同的平衡状态(参照标准),再根据题设条件观察变化的趋势;(2)“不为零原那么,对于可逆反响而言,无论使用任何外部条件,都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零。 3、在实际生产中,需要综合考虑反响速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等各方面情况,以确定最正确生产条件。合成氨选择的适宜条
5、件通常是:20MPa50MPa、500左右、铁触媒;及时补充N2和H2,及时将生成氨别离出来。根底过关速率平衡图象常见类型解题策略:(1)首先要看清楚横轴和纵轴意义(特别是纵轴。表示转化率和表示反响物的百分含量情况就完全相反)以及曲线本身属等温线还是等压线。(当有多余曲线及两个以上条件时,要注意“定一议二)(2)找出曲线上的特殊点,并理解其含义。(如“先拐先平)(3)根据纵轴随横轴的变化情况,判定曲线正确走势,以淘汰错误的选项。1、速率时间图此类图象定性地揭示了v正、v逆随时间含条件改变对速率的影响而变化的规律,表达了平衡的“动、等、定、变的根本特征,以及平衡移动的方向例1、对到达平衡状态的可
6、逆反响X+YZ+W,在其他条件不变的情况下,增大压强,反响速率变化图象如图1所示,那么图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为 AZ、W均为气体,X、Y中有一种是气体BZ、W中有一种是气体,X、Y皆非气体CX、Y、Z、W皆非气体DX、Y均为气体,Z、W中有一种为气体解析:经常有一些同学错选B,认为增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动其实,图象告诉我们的是:增大压强,加快了正、逆反响,但逆反响速率增大的幅度大于正反响速率增大的幅度,由此而导致平衡向左移动而压强的改变,只影响气体反响的速率,选项B所言的X、Y皆非气体即其正反响速率不受影响,故正确答案为A2、浓度时间图此类图象能说明各平衡体系
7、组分或某一成分在反响过程中的变化情况解题时要注意各物质曲线的折点达平衡时刻,各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况例2、图2表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况,t1是到达平衡状态的时间试答复:1该反响的反响物是_;2反响物的转化率是_;3该反响的化学方程式为_解析:起始时A的浓度为2.0molL,B、C的浓度为0,随着时间的推移,A的浓度降低为1.2molL,C的浓度升高为1.2molL,B的浓度升高为0.4mol/Lt1时刻后各物质浓度不再变化,说明反响已达平衡,得出A为反响物,B、C为产物,它们浓度变化的差值之比为化学方程式中各物质的化学计
8、量数之比故正确答案为1A;240;32ABC3、含量时间温度压强图这类图象反映了反响物或生成物的量在不同温度压强下对时间的关系,解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时,应是化学反响到达平衡的特征例3、同压、不同温度下的反响:AgBgCg;HA的含量和温度的关系如图3所示,以下结论正确的选项是 AT1T2,H0 BT1T2,H0 CT1T2,H0 DT1T2,H0解析:在其他条件不变的情况下,升高温度加快反响速率,缩短反响到达平衡的时间由图象可知,T1温度下,反响先达平衡,所以T1T2在其他条件不变的情况下,升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度平衡向放热方向移动因为T1T2,达平衡时T1温度下
9、A的含量较大,即A的转化率降低,所以升温时平衡向逆反响方向移动因此该反响的正方向为放热反响,即H0,故正确答案选C例4、 现有可逆反响Ag2BgnCg;H0,在相同温度、不同压强时,A的转化率跟反响时间t的关系如图4,其中结论正确的选项是Ap1p2,n3 Bp1p2,n3 Cp1p2,n3 Dp1p2,n=3解析:当其他条件不变时,对于有气体参加的可逆反响,压强越大,到达平衡的时间越短图象中曲线和横轴平行,说明反响已达平衡由图象知道,当压强为p2时,该反响到达平衡的时间较短,故p1p2在其他条件不变的情况下,增大压强会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动因p1p2,且当压强为p1时,A的转化率
10、较大,所以正反响为气体体积增加的反响,即1+2n,故正确答案选B4、恒压温线该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反响物的转化率,横坐标为温度或压强例5 、对于反响2AgBg2Cg;H0,以下图象正确的选项是 解析:首先要知道该反响是气体体积缩小的放热反响此反响的平衡体系受压强的影响是:增大压强平衡向正反响方向移动,A的转化率增大,B的含量减小,C的含量增大升高温度,平衡向逆反响方向移动,A的转化率减小,B的含量增大,C的含量减小A图象虽表示B的含量随温度升高而增加,但假设平衡是从C物质开始反响而建立的,那么符合此反响另外,从反响开始到建立平衡,温度越高,到达平衡的时间越短由于该反响是放热反响,建
11、立平衡后,温度越高,B的含量就应越大因此A、D图象正确,符合上述平衡体系,B、C图象不符合题意5速率温度压强图例6、 对于可逆反响:A2g3B2g2AB3g;H0,以下图象中正确的选项是 解析:该反响的正反响是气体体积缩小且放热的反响图象A正确,因为温度升高,正逆反响都加快,在二曲线相交处可逆反响到达平衡,交点后逆反响速率的增加更为明显,与正反响是放热反响相符针对该反响特点,只升温而使平衡向逆反响方向移动,A的含量增加;只加压而使平衡向正反响方向移动,A的含量减少,B也正确对可逆反响,温度越高,到达平衡的时间越短,C不合题意图象D表示的意义是:增大压强逆反响速率的加快比正反响明显,与本反响是气
12、体体积减小的特点相悖,故正确答案为A,B典型例题【例1】2021重庆卷,10 当反响到达平衡时,以下措施:升温 恒容通入惰性气体 增加CO的浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是A B C D答案B【解析】此题考查化学平衡的移动。该反响为体积增大的吸热反响,所以升温和减压均可以促使反响正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。【方法提炼】对于恒容容器,通入稀有气体,由于容器的体积不变,各组分的浓度保持不变,故反响速率保持不变,平衡也即不移动。假设为恒压容器,通入稀有气体,容器的体积膨胀,对于
13、反响那么相当于减压。【例2】2021四川理综卷,13反响aM (g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)到达平衡时。M的体积分数y(M)与反响条件的关系如下图。其中:Z表示反响开始时N的物质的量与M的物质的量之比。以下说法正确的选项是A.同温同压Z时,参加催化剂,平衡时Q的体积分数增加B.同压同Z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加C.同温同Z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加D.同温同压时,增加Z,平衡时Q的体积分数增加。答案:B解析:此题考查了平衡移动原理的应用。A项参加催化剂只能改变反响速率,不会使平衡移动。B项由图像1知随着温度的升高M的体积分数降低,说明正反响吸热,所以温度升高平衡
14、正向移动,Q的体积分数增加。C项比照12可以看出相同温度条件,压强增大M的体积分数增大,所以正反响是体积缩小的反响,增大压强Q的体积分数减小。D项由C项可以判断D也不对。【例3】2021全国卷1,2715分在溶液中,反响A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为、及。反响物A的浓度随时间的变化如以下图所示。请答复以下问题:1与比拟,和分别仅改变一种反响条件。所改变的条件和判断的理由是:_;_;2实验平衡时B的转化率为_;实验平衡时C的浓度为_;3该反响的_0,判断其理由是_;4该反响进行到4.0min时的平均反响速度率:实验:=_;实验:=_。【解析】1使用了正催化剂;理由:因
15、为从图像可看出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而比所需要的时间短,显然反响速率加快了,故由影响反响速率和影响平衡的因素可知是参加正催化剂;升高温度;理由:因为该反响是在溶液中进行的反响,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同,故不可能是改变浓度影响反响速率,再由于和相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反响速率的2不妨令溶液为1L,那么中达平衡时A转化了0.04mol,由反响计量数可知B转化了0.08mol,所以B转化率为;同样在中A转化了0.06mol,那么生成C为0.06mol,体积不变,即平衡时C(c)=0
16、.06mol/L(3) 0;理由:由和进行比照可知升高温度后A的平衡浓度减小,即A的转化率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反响是吸热反响,04从图上读数,进行到4.0min时,实验的A的浓度为:0.072mol/L,那么C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L,,=2=0.014mol(Lmin)-1;进行到4.0mi实验的A的浓度为:0.064mol/L:C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L,,=0.0089mol(Lmin)-1【答案】1加催化剂;到达平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变温度升高;到达平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小2
17、40%或0.4;0.06mol/L;3;升高温度向正方向移动,故该反响是吸热反响40.014mol(Lmin)-1;0.008mol(Lmin)-1【命题意图】考查根本理论中的化学反响速率化学平衡局部,一些具体考点是:易通过图像分析比拟得出影响化学反响速率和化学平衡的具体因素如:浓度,压强,温度,催化剂等、反响速率的计算、平衡转化率的计算,平衡浓度的计算,的判断;以及计算能力,分析能力,观察能力和文字表述能力等的全方位考查。【点评】此题所涉及的化学知识非常根底,但是能力要求非常高,观察和分析不到位,就不能准确的表述和计算,要想此题得总分值必须非常优秀才行!此题与2021年全国卷II理综第27题
18、,及安微卷理综第28题都极为相似,有异曲同工之妙,所以对考生不陌生!【例4】2021山东卷,2814分硫一碘循环分解水制氢主要涉及以下反响: SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI 2HIH2+I2 2H2SO42=2SO2+O2+2H2O1分析上述反响,以下判断正确的选项是 。 a反响易在常温下进行b反响中氧化性比HI强c循环过程中需补充H2Od循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H22一定温度下,向1L密闭容器中参加1mol HIg,发生反响,H2物质的量随时间的变化如下图。 02 min内的平均放映速率vHI= 。该温度下,H2g+I2g2HIg的平衡常数K= 。相同温度
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