2022届新高考化学人教版二轮复习学案-专题十 化学反应速率 化学平衡.docx
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1、变化观念与平衡思想证据推理与模型认知以生产生活实际联系紧密的创新题材为背景,考查化学反应速率、平衡状态、平衡移动、平衡常数等,特别关注速率常数、Kp及竞争反应的K计算。结合图象判断最值及反应条件计算考向一化学反应速率及其影响因素1影响化学反应速率的因素(1)宏观上物质的化学性质,性质越活泼,反应速率越快。(2)微观上碰撞理论、活化能活化能越小活化分子数、百分数越大有效碰撞越多反应速率越快(3)同一反应定性讨论反应速率的快慢方法利用反应物浓度、温度、压强、接触面积、催化剂讨论反应速率快慢建立平衡过程中:v正减慢,v逆增大,达平衡时v正v逆若正向建立平衡:v正v逆若逆向建立平衡:v正v逆,如加压平
2、衡正移v正、v逆均增大,但增大倍数不同,平衡正移,v正v逆。定量判断化学反应速率的快慢a利用v,计算平均反应速率比较大小b比值法比较大小aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)、,比值越大,反应速率越快。2高考新宠,化学反应速率常数及应用(1)含义速率方程:一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。速率常数(k):是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 molL1时的反应速率。在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。(2)表达式对于反应:aAbB=gGhH则vkca(A)cb(B)(其中k为速率常数)。如:SO2Cl2SO2Cl2vk1c(SO2C
3、l2)2NO22NOO2vk2c2(NO2)2H22NON22H2Ovk3c2(H2)c2(NO)1(2021广东省学业水平选择性考试)反应X=2Z经历两步:XY;Y2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(D)Aa为c(X)随t的变化曲线Bt1时,c(X)c(Y)c(Z)Ct2时,Y的消耗速率大于生成速率Dt3后,c(Z)2c0c(Y)解析:X是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知,a为c(X)随t的变化曲线,A正确;由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于 t1时刻,因此,t1时c(X)c(Y)c(Z),B正确;由图中信息可
4、知,t2时刻以后,Y的浓度仍在不断减小,说明t2时刻反应两步仍在向正反应方向发生,而且反应生成Y的速率小于反应消耗Y的速率,即t2时Y的消耗速率大于生成速率,C正确;由图可知,t3时刻反应完成,X完全转化为Y,若无反应发生,则c(Y)c0,由于反应Y2Z的发生,t3时刻Y浓度的变化量为c0c(Y),变化量之比等于化学计量数之比,所以Z的浓度的变化量为2c0c(Y),这种关系在t3后仍成立, D错误,故选D。2(2021浙江1月选考)取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I存在下分解:2H2O2=2H2OO2。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:t/min02040608
5、0c/(molL1)0.800.400.200.100.050下列说法不正确的是(C)A反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况)B2040 min,消耗H2O2的平均速率为0.010 molL1min1C第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率DH2O2分解酶或Fe2O3代替I也可以催化H2O2分解解析:反应20 min时,过氧化氢的浓度变为0.4 mol/L,说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)(0.800.40) mol/L0.05 L0.02 mol,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)0.01 mol,标准状况下的体积VnVm0.01 mo
6、l22.4 L/mol0.224 L224 mL,A正确;2040 min,消耗过氧化氢的浓度为(0.400.20) mol/L0.20 mol/L,则这段时间内的平均速率v0.010 mol/(Lmin),B正确;随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率,C错误;I在反应中起到催化的作用,故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替,D正确,故选C。3(2021浙江6月选考)一定温度下:在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O54NO2O2。在不同时刻测量放出的O2体积,
7、换算成N2O5浓度如下表:t/s06001 2001 7102 2202 820xc(N2O5)/(molL1)1.400.960.660.480.350.240.12下列说法正确的是(D)A6001 200 s,生成NO2的平均速率为5.0104 molL1s1B反应2 220 s时,放出的O2体积为11.8 L(标准状况)C反应达到平衡时,v正(N2O5)2v逆(NO2)D推测上表中的x为3 930解析:6001 200 s,N2O5的变化量为(0.960.66) molL10.3 molL1,在此时间段内NO2的变化量为其2倍,即0.6 molL1,因此,生成NO2的平均速率为1.010
8、3 molL1s1,A错误;由表中数据可知,反应2 220 s时,N2O5的变化量为(1.400.35) molL11.05 molL1,其物质的量的变化量为1.05 molL10.1 L0.105 mol,O2的变化量是其,即0.052 5 mol,因此,放出的O2在标准状况下的体积为0.052 5 mol22.4 L/mol1.176 L,B错误;反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,2v正(N2O5)v逆(NO2),C错误;分析表中数据可知,该反应经过1 110 s(6001 710,1 7102 820)后N2O5的浓度会
9、变为原来的,因此,N2O5的浓度由0.24 molL1变为0.12 molL1时,可以推测上表中的x为(2 8201 110)3 930,D正确。4(2019全国卷节选)(双选)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是(CD)AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1解析:A项,观察不同温度下曲线的变化趋势,不难发现T2时反应更快,则T2T1,故错误;B项,a点对应温度低于c点对应温度,但a点环戊二烯浓度大于c点环戊二烯的浓度,故v
10、(a)与v(c)大小无法确定,故错误;C项,v(a,正)v(a,逆),v(b,正)v(b,逆),又v(a,正)v(b,正),则v(a,正)必然大于v(b,逆),故正确;D项,由图象可知b点环戊二烯的浓度为0.6 molL1,环戊二烯转化的浓度1.5 molL10.6 molL10.9 molL1,则生成的二聚体的浓度0.9 molL10.45 molL1,故正确。5(2021惠州一模)反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(C)增加C的量将容器的体积缩小一半保持体积不变,充入N2使体系压强增大保持压强不变,充入N2使容
11、器体积变大A BC D解析:反应物C为固体,增加固体的量不能改变反应速率;容器的体积缩小一半,H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度加倍,反应速率加快;体积不变时充入N2,H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度不变,反应速率不变;压强不变时充入N2,容器体积增大,H2O(g) 、CO(g)、H2(g)的浓度减小,反应速率变小,故选C。6(2021重庆预测)把下列四种Na2S2O3溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L硫酸的锥形瓶中,均加水稀释到50 mL,其中反应最快的是(C)A10 ,20 mL、3 mol/L的Na2S2O3溶液B20 ,10 mL、4 mol/L的Na2S
12、2O3溶液C20 ,30 mL、2 mol/L的Na2S2O3溶液D10 ,10 mL、2 mol/L的Na2S2O3溶液解析:由于将Na2S2O3溶液与硫酸混合后均加水稀释到50 mL,所以温度越高、Na2S2O3物质的量越大,反应速率越快,B、C项的温度大于A、D项,B项中所加Na2S2O3物质的量小于C项,故反应最快的是C项。7(2021丹东五校联考)以反应5H2C2O42MnO6H=10CO22Mn28H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是(A
13、)A实验和实验是探究温度对化学反应速率的影响,实验和实验是探究浓度对化学反应速率的影响B实验所加的H2C2O4溶液均要过量C若实验测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)1.7104 mol/(Ls)D实验和实验起初反应均很慢,过一会儿反应速率突然增大,可能是生成的Mn2对反应起催化作用解析:探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是和;探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是和,A错误;实验均需要通过高锰酸钾溶液褪色的时间来判断,需要保证高锰酸钾完全反应,因此所加的
14、H2C2O4溶液均要过量,B正确;实验中草酸的物质的量为0.10 molL10.002 L0.000 2 mol,高锰酸钾的物质的量为0.010 molL10.004 L0.000 04 mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.000 2 mol0.000 04 mol51,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为0.010 mol/L,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)1.7104 mol/(Ls),C正确;实验和起初反应均很慢,过了一会儿,Mn2对反应起催化作用,因此速率突然增大,D正确,故选A。8(2021A10联盟联考)已知2NO(g)O2(g)2NO2(g)
15、H0,反应历程分两步:快反应:2NO(g)N2O2(g)H10,v1正k1正c2(NO),v1逆k1逆c(N2O2)慢反应:N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H20,v2正k2正c(N2O2)c(O2),v2逆k2逆c2(NO2)下列说法正确的是(C)AN2O2是该反应的催化剂B温度升高,k1正、k2正均减小,k1逆、k2逆均增大C反应中N2O2与O2的碰撞仅部分有效D反应正反应的活化能大于逆反应的活化能 解析:由两步反应及总反应可知,N2O2是中间产物,不是催化剂,A错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,则k1正、k2正均增大,k1逆、k2逆均增大,B错误;反应为慢反应,反应物中不全是活
16、化分子,则反应中N2O2与O2的碰撞仅部分有效,C正确;反应为放热反应,H10,焓变等于正、逆反应的活化能之差,则反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,D错误。考向二化学平衡状态、平衡移动一、化学平衡状态的判断1等“逆向相等”(1)同一物质(两种表述)v正v逆、断键数成键数。(2)不同物质:2定“变量不变”如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态。(1)有气体参加的反应,气体的总压强、总体积、总物质的量不变时,当是等体积反应时,不一定达到平衡;当是不等体积反应时,达到平衡。(2)气体的密度、气体的平均相对分子质量不变时,要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况
17、,判断是否平衡。(3)如果平衡体系中的物质有颜色,则平衡体系的颜色不变时,达到平衡。(4)依Q与K关系判断:若QK,反应处于平衡状态。二、化学平衡移动的判断方法和规律1判断方法通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。(1)若外界条件改变,引起v正v逆,则化学平衡向正反应方向(或向右)移动;(2)若外界条件改变,引起v正K,逆向移动,v正v逆;Qv逆;QK,不移动。1(2019浙江4月选考)下列说法正确的是(B)AH2(g)I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变BC(s)H2O(g)H2(g)CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平
18、衡C若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)B(g)2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体D1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;在相同温度和压强下,当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,Q2不等于Q1解析:A项,该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化,当缩小反应容器体积,相当于加压,正逆反应速率同等程度增加,错误;B项,在建立平衡前,碳的质量不断改变,达到平衡时,质量不变,因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡,正确;C项,若压强不再改变说明反应达到平衡,表明反应前后气体的化学计量数不等,故A、C可
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