2019-2020学年高中化学第2章化学反应速率和化学平衡本章整合课件新人教版选修.ppt

本章整合,考点1,考点2,探究如何根据化学平衡移动方向进行有关判断【典型例题】向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:,回答下列问题:(1)反应2min内,v(A)=,v(B)=;(2)化学方程式中,x=、y=、p=、q=;(3)反应平衡时,D为2amol,则B的转化率为;,考点1,考点2,(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5amol,则该反应的H0(填“”“n+p,A的转化率增大;若mv(逆)=v(逆),表明在改变条件的瞬间,v(正)变大,v(逆)不变,是增大了反应物的浓度;c.tt1时,v(正)v(逆),表明平衡向正反应方向移动,随后又达到新的平衡状态。B图:a.t=0时,反应由正反应开始;b.t=t1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同时增大;c.tt1时,平衡向逆反应方向移动,随后又达到新的平衡状态。C图:a.t=0时,反应由正反应开始;b.t=t1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同倍数增大;c.tt1时,平衡不移动。,考点1,考点2,规律总结v-t图像的分析和绘制a.在分析v-t图像时,要特别注意两个方面:一是反应速率的变化,即v(正)、v(逆)是都增大或都减小条件改变的瞬间v(正)、v(逆)的起点与原平衡点不重合,还是一个增大(或减小)而另一个不变条件改变的瞬间,v(正)、v(逆)中不变的那一个起点与原平衡点重合;二是平衡移动的方向,速率大的速率时间曲线就在上面,且平衡向该方向移动。b.画出v-t图像的“三段式”:第一步,画出原平衡建立的过程;第二步,依据条件改变时的速率变化,确定两个起点是都在上还是都在下,或一个在上(下)另一个不变;第三步,依据平衡移动方向确定哪条曲线v(正)或v(逆)在上(下)面,完成图像。,考点1,考点2,2.含量时间温度(压强)图像常见形式有如下几种。w(C)指某生成物的质量分数;w(B)指某反应物的质量分数,考点1,考点2,考点1,考点2,考点1,考点2,3.其他类型(1)恒压(温)线图像分析该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型如下所示:,考点1,考点2,(2)其他类型如图所示是其他条件不变时,某反应物的最大(平衡)转化率()与温度(T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点中,表示v(正)v(逆)的点是c,表示v(正)v(逆)的点是a,而b、d点表示v(正)=v(逆)。,考点1,考点2,二、解决速率平衡图像问题的一般方法,考点1,考点2,三、速率平衡图像题解题技巧(1)先拐先平:在含量(转化率)时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二:当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。(3)三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。,考点1,考点2,变式训练1.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)并达到平衡状态。若保持温度不变,在t0时刻改变外界条件,反应速率发生如图所示的变化。则下列关于反应容器及反应条件变化的说法中正确的是()A.容器为恒压容器时,充入适量HeB.容器为恒压容器时,充入适量HIC.容器为恒容容器时,充入适量HeD.容器为恒容容器时,充入适量HI,考点1,考点2,解析恒容充入He时,对反应气体的浓度没有影响,正逆反应速率不变,所以C项错误。恒容充入HI时,相当于增大压强,而对于该反应,增大压强平衡不会移动,与图像不符,D项错误。恒压充入He,相当于减小压强,而对于该反应,减小压强平衡不会移动,与图像不符,A项错误。恒压充入HI时,体系的体积增大,H2和I2的浓度都变小,正反应速率减小;而充入的是纯HI,故HI的浓度增大,逆反应速率增大,而且最终达到平衡时,与原平衡态各物质的浓度完全一样,所以只有B项正确。答案B,考点1,考点2,2.已知可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1025kJmol-1。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是(),考点1,考点2,解析升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,故A项正确,D项错误;B项增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,故正确;C项有无催化剂只影响到达平衡状态的时间,不影响平衡移动,故正确。答案D,考点1,考点2,3.汽车净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(),解析由于是绝热、恒容密闭体系,随着反应的进行,体系的温度升高,K不断减小,当K不变时,即温度保持不变,说明该反应达到平衡状态。答案B,考点1,考点2,4.(2018辽宁葫芦岛六校协作体考试)已知反应:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。起始以物质的量之比为11充入反应物,不同压强条件下,H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为)。下列有关说法正确的是(),A.上述反应的HK2,考点1,考点2,解析加入催化剂,活化能E减小,但反应热H不变,A项错误;图3中c点起始时加入的H2最多,N2的转化率最高,C项错误;因合成氨正反应是放热反应,升高温度,平衡左移,图3中当n(H2)相同时,T1温度下达到平衡时w(NH3)高于T2温度下达到平衡时w(NH3),所以T1v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高,解析(1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3中Ag、N元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,(3)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断A项正确;反应的中间产物有NO3及NO,B项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2没有参加反应,C项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D项错误。,1,2,3,4,5,答案(1)O2(2)30.06.010-2大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高13.4(3)AC,1,2,3,4,5,2.(2018全国,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式。(2)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323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。,1,2,3,4,5,343K时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343K=(保留2位小数)。在343K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、。,1,2,3,4,5,解析(1)SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O为非氧化还原反应,由原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。(2)由图根据“先拐先平速率大”可知a曲线温度较高(343K),平衡转化率为22%;设SiHCl3起始物质的量为1mol,则有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol100转化物质的量/mol0.220.110.11平衡物质的量/mol0.780.110.11,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,答案(1)2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl(2)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3,1,2,3,4,5,3.(2017全国,27)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:,反应的H1为kJmol-1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号)。A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590之前随温度升高而增大的原因可能是、;590之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是。,1,2,3,4,5,解析(1)根据盖斯定律,式-式可得式,因此H1=H2-H3=-119kJmol-1+242kJmol-1=+123kJmol-1。由图(a)可以看出,温度相同时,由0.1MPa变化到xMPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,由于反应是气体物质的量增大的反应,压强越小平衡转化率越大,所以x的压强更小,x0.1。由于反应为吸热反应,所以温度升高时,平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,因此A正确,B错误。由于反应是气体物质的量增大的反应,加压时平衡逆向移动,丁烯的平衡产率减小,因此C错误,D正确。(2)H2是反应的产物,增大会促使平衡逆向移动,从而降低丁烯的产率。(3)590之前,随温度升高,反应速率增大,反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,生成的丁烯会更多。温度超过590,更多的丁烷裂解生成短链烃类,导致丁烯产率快速降低。,1,2,3,4,5,答案(1)+123小于AD(2)原料中过量H2会使反应平衡逆向移动,所以丁烯转化率下降(3)590前升高温度,反应平衡正向移动升高温度时,反应速率加快,单位时间产生丁烯更多更高温度导致C4H10裂解生成更多的短碳链烃,故丁烯产率快速降低,1,2,3,4,5,4.在2L密闭容器内,800时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H0,n(NO)随时间的变化如下表:,(1)下图中表示NO2的变化的曲线是。用O2表示从02s内该反应的平均速率v=。,(2)能说明该反应已达到平衡状态的是。A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内密度保持不变,1,2,3,4,5,解析该反应达到平衡时,n(NO)=0.007mol,此时n(NO2)=0.013mol,其浓度变化量为0.0065molL-1,所以表示NO2的变化曲线是b;,(2)无论反应是否达到平衡状态,同一方向的反应都满足速率之比等于化学计量数之比;而D中容器的体积及气体的总质量都不变,故气体的密度也始终不变。答案(1)b1.510-3molL-1s-1(2)BC,1,2,3,4,5,5.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:,回答下列问题:(1)该反应的离子方程式为。(2)该实验的目的是。(3)实验试剂除了1molL-1KI溶液、0.1molL-1H2SO4溶液外,还需要的试剂是,实验现象为。,1,2,3,4,5,(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是(填字母)。A.温度B.试剂的浓度C.试剂的用量(体积)D.试剂添加的顺序(5)由上述实验记录可得出的结论是。(6)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是。,1,2,3,4,5,解析(1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒,可得题给反应的离子方程式为4H+4I-+O2=2I2+2H2O。(2)表中数据只有温度和显色时间,故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响。(3)为测定显色时间,产物中有碘单质生成,还需要的试剂是淀粉溶液,实验现象为无色溶液变蓝色。(4)设计实验必须保证其他条件不变,只改变一个条件,才能得到准确的