2022-2023年化学一轮复习课件:第七章化学反应速率和化学平衡_第1页
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1、第1讲化学反应速率第七章 化学反应速率和化学平衡复 习 目 标知 识 建 构1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。夯必备知识提关键能力微专题目录CONTENTS/成学科素养/练高考真题/1.表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。2.数学表达式及单位 (1)v,是一段时间内的平均速率,用不同物质表示时,其数值可能不同,但意义相同。(2)单位为_或_。一、化学

2、反应速率molL1s1molL1min1化学计量数mnpq(1)化学反应速率为0.5 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.5 molL1()(2)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率()(3)对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显()(4)对于反应4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l),v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)5v(O2)()(5)10 molL1s1的反应速率一定比1 molL1s1的反应速率大()答案 (1)(2)(3)(4)(5)【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。二

3、、影响化学反应速率的因素1.内因反应物本身的性质是主要因素。2.外因增大增大减小增大相同接触面积3.有效碰撞理论(1)活化分子和活化能活化分子:能够发生有效碰撞的分子。活化能:图中:E1为_的活化能,E2为_的活化能,E3为_时正反应的活化能,反应热为_。有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。正反应逆反应使用催化剂E1E2(2)有效碰撞、活化分子与反应速率(1)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大()(2)升高温度,可以增加活化分子百分数,使反应速率加快()(3)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分数,所以反应速率增大()(4)反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)在固定

4、容积的容器中进行,充入N2后,体系压强增大,反应速率加快()(5)对有气体参加的反应体系,缩小容器容积,能够增大活化分子的百分数,所以反应速率增大()答案 (1)(2)(3)(4)(5)【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。考点二化学反应速率影响因素的分析及应用考点一化学反应速率的计算与比较考点三变量控制法探究影响化学反应速率的因素考点一化学反应速率的计算与比较CA.0.5 molL1min1B.0.1 molL1min1C.0 molL1min1D.0.125 molL1min12.现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后

5、,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()A.v(N2)0.125 mol/(Lmin)B.v(H2O)0.375 mol/(Lmin)C.v(O2)0.225 mol/(Lmin)D.v(NH3)0.250 mol/(Lmin)CB4.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制备CO2,实验过程记录如图所示,下列有关说法正确的是()A.OE段表示的反应速率最快B.EF段表示的反应速率最快,收集的CO2最多C.FG段收集的CO2最多D.OG段表示随着时间的推移,反应速率逐渐增大B解析CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO32HCl=Ca

6、Cl2CO2H2O,图像的横坐标是时间,纵坐标是生成二氧化碳的体积,用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率,表现在图像上就是曲线的斜率,斜率越大,反应速率越大,单位时间内放出的CO2越多。由图可以看出,EF段反应速率最快,收集的CO2最多;整个反应过程中,反应速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段),而不是逐渐增大,只有B项正确。比较化学反应速率大小的常用方法归一法:将不同物质表示的速率换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值的大小。比值法:在速率单位相同时,把速率除以相应物质的化学计量数,数值大者反应速率大。现象法:通过气泡产生快慢、变色快慢或沉淀生成快慢等来定性比较化学反应速率

7、的大小。考点二化学反应速率影响因素的分析及应用CA.比较实验、得出:升高温度,化学反应速率加快B.比较实验、得出:升高温度,化学反应速率加快C.实验有可能使用了催化剂,催化剂加快正反应速率,对逆反应无影响D.在010 min之间,实验的平均速率v(Y)0.01 mol/(Lmin)A解析向恒容容器中充入氩气,各反应组分的浓度不变,反应速率不变,A项正确;W为固体,加入少量W,反应速率不变,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数,但活化分子百分数不变,D项错误。2.(2021湖北襄阳模拟)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响

8、因素,分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是()A.25 时,1030 min 内,R的分解平均速率为 0.030 molL1min1B.对比30 和10 曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大C.对比30 和25 曲线,在050 min 内,能说明R的分解平均速率随温度升高而增大D.对比30 和10 曲线,在 50 min 时,R的分解率相等BAA.1015 min内反应速率小于1520 min的反应速率,P为升高温度B.1020 min内反应速率小于2040 min的反应速率,P为减小SO3的浓度C.1015 min内反应速

9、率大于4050 min的反应速率,P为减小压强D.该反应中,随着反应物浓度的减小,反应速率一直减小解析在相同时间内,转化率变化值越大,表明反应中消耗的反应物越多,反应速率越大。由题图数据知,1015 min、1520 min内,反应物转化率变化值分别为3.7%、4.5%,故后一个时间段内反应速率较快,随着反应的进行,反应物浓度减小,又因容器容积不变.故改变的条件只能是升温,A项正确,C、D项错误;1020 min、2040 min内,反应物转化率变化值分别为8.2%、10.3%(时间间隔不同),故1020 min内反应速率大于2040 min内反应速率,B项错误。分析影响化学反应速率因素的注意

10、点固体或纯液体物质量的改变,不影响化学反应速率。稀有气体对有气体参与的反应速率的影响恒温恒压恒温恒容考点三变量控制法探究影响化学反应速率的因素【典例2】 已知:2KMnO45H2C2O43H2SO4=2MnSO4K2SO410CO28H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响,进行了如下实验(忽略溶液体积变化):编号0.01 molL1酸性KMnO4溶液体积mL 0.1 molL1 H2C2O4溶液体积/ mL 水的体积/ mL 反应温度/反应时间/min220202.1V121205.5V220500.5下列说法不正确的是()A.V1

11、1,V22B.设计实验、的目的是探究温度对反应速率的影响C.实验计时是从溶液混合开始,溶液呈紫红色时结束D.实验中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)0.01 molL1min1C变量控制法的解题策略题组一变量控制法探究影响反应速率的因素1.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法一定不正确的是()D组别对应曲线c(HCl)/molL1反应温度/铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5

12、 molL1C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 molL1D.第3组实验的反应温度低于30 解析由图像可知,1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验,反应所用时间最长,故反应速率最慢,A正确;第1组实验,反应所用时间最短,故反应速率最快,根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 molL1,B正确;第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 molL1,C正确;由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ,D错误。2.对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol

13、L1)随时间(min)变化的有关实验数据如表。下列说法不正确的是()A.在020 min内,中M的分解速率为0.015 molL1min1B.水样酸性越强,M的分解速率越快C.在025 min内,中M的分解百分率比大D.由于Cu2存在,中M的分解速率比快D题组二变量控制实验方案的分析3.(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示:序号纯锌粉/g2.0 molL1硫酸溶液/mL 温度/硫酸铜固体/g加入蒸馏水/mL 2.050.025002.040.025010.02.050.0250.202.050.0254.00本实验待测数据可以是_,实验和实验可以探究

14、_对锌与稀硫酸反应速率的影响。实验和实验的目的是_,写出有关反应的离子方程式_。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:实验序号体积V/ mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx_,理由是_。答案(1)反应结束所需要的时间(或产生等体积的氢气所需要的时间)硫酸浓度探究硫酸铜的质量对反应速率的影响ZnCu2=Zn2Cu,Zn2H=Zn2H2(2)2.0保证反应物K2S2O8浓度的改变,而其他物质浓度不变解析(1)实验和实验中,锌的质量和状态相同,硫酸的浓度不

15、同,实验和实验中加入硫酸铜,Cu2的氧化性强于H,首先发生反应ZnCu2=Zn2Cu,生成的铜附着在锌表面,在稀硫酸溶液中构成原电池,加快化学反应速率。但是加入的硫酸铜过多,生成的铜会覆盖在锌表面,阻止锌与稀硫酸进一步反应,产生氢气的速率又会减慢。本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“产生等体积的氢气所需要的时间”,实验和实验可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。实验和实验加入的硫酸铜的质量不同,可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响,故应保证每组实验中其他物质的浓度相等,即溶液的总体积相等(即为20.0 mL),从而

16、可知Vx2.0。微专题21速率方程与速率常数【知识进阶】1.速率常数含义(1)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)化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数,在恒温条件下,速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此,可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。2.速率方程【专题精练】1.有一化学反应mAnB=C,根据影响化学反应速率的因素可得v(c)kcm(A)cn(B)。其中k是与温度有关的常数,为测k、m、n的值,在298 K时,将A、B溶液按不同浓度混

17、合,得到下列实验数据:编号A的初始浓度/(molL1)B的初始浓度/(molL1)生成C的速率/(molL1s1)11.01.01.210222.01.02.410231.02.04.810242.02.0v4下列分析不正确的是()A.m1,n2B.k1.2102 L2mol2s1C.升高温度或增大压强,k变大D.v49.6102解析该反应的化学反应速率v(c)kcm(A)cn(B),将实验1和实验2的数据分别代入并对比,得出m1,同样将实验1和实验3的数据分别代入并对比,得出n2,则v(c)kc(A)c2(B),故A正确;选择实验1的数据代入上式,得出k1.2102 L2mol2s1,故B正

18、确;同样,将实验4的数据代入上式,得出v49.6102,D正确;因为k是与温度有关的常数,升高温度,反应速率增大,则k增大,但改变压强,k不受影响,故C错误。C2.反应2NOCl2=2NOCl在295 K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:c(NO)/ (molL1)c(Cl2)/ (molL1)v(Cl2)/ (molL1s1)0.1000.1008.01030.5000.1002.01010.1000.5004.0102D微专题22高考热点催化剂与反应机理【知识进阶】1.催化剂的概念及作用原理催化剂是一种改变反应速率但不改变反应平衡状态的物质。在有的反应中催化剂参与化学反应,其作用是

19、降低该反应发生所需要的活化能,可以把一个较难发生的反应变成几个较容易发生的化学反应。2.催化剂的特点和影响因素(1)催化剂具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用,加快化学反应速率,但对其他的化学反应就不一定有催化作用。(2)某些化学反应并非只有唯一的催化剂,例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等。 (3)绝大多数催化剂都有其活性温度范围,温度过高或过低,催化活性都会降低。 【专题精练】1.N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是()DD解析N2O2和N2O是中间产物而不

20、是催化剂,A错误;的反应最慢,说明活化能最大,B错误;反应速率之比等于化学计量数之比,因此v(NO)v(H2)2v(N2),C错误;正反应放热,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则逆反应的活化能比正反应的活化能大,D正确。3.(2021江西重点中学协作体第一次联考)研究表明CO与N2O在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分别为N2OFe=N2FeO(慢)、FeOCO=CO2Fe(快)。下列说法正确的是()AA.Fe使反应的活化能减小,FeO是中间产物B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应决定C.反应是氧化还原反应,N2是氧化产物D.若转移1 mo

21、l电子,则生成的CO2中含C=O键数目为2NA解析 根据题意Fe是催化剂,催化剂通过降低反应的活化能来增大化学反应速率。FeO反应开始前和反应结束后都没有,所以FeO是中间产物,A项符合题意;通过反应物和产物能量的相对高低知均为放热反应,总反应速率应当由慢反应即决定,B项不符合题意;该反应有化合价的变化,N元素由N2O中的1价降低到N2中的0价,发生还原反应,N2为还原产物,C项不符合题意;反应中碳元素由CO中的2价升高到CO2中的4价,转移2个电子,所以每转移1 mol电子,生成0.5 mol CO2,一个CO2中有两个碳氧双键,则0.5 mol CO2中碳氧双键数目为NA,D项不符合题意。

22、4.(2020安徽皖江名校联考)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。下列说法中正确的是()A.水煤气的变换反应是吸热反应B.该历程中逆向的最大能垒(活化能)E逆2.02 eVC.催化剂能够使物质的能量升高D.反应历程中,生成过渡态比过渡态容易解析从图中可知,生成物的能量低于反应物,该反应是放热反应,A错误;逆向最大能垒为1.41(0.83)eV2.24 eV,B错误;通过图像可知,催化剂吸附后能够降低反应物的能量,C错误;形成过渡态的能垒为1.91 eV,形成过渡态的能垒为2.02 eV,能垒越低,越容易

23、形成,故过渡态更容易生成,D正确。DC1.(2021辽宁卷)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是()BA.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大C.条件,反应速率为0.012 molL1min1D.条件,降冰片烯起始浓度为3.0 molL1时,半衰期为62.5 mint/s06001 2001 7102 2202 820 xc(N2O5) /(molL1)1.400.960.660 480.350.240.12下列说法正确的是()A.600

24、1 200 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 930DA3.(2021河北卷)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:MN=XY;MN=XZ。反应的速率可表示为v1k1c2(M),反应的速率可表示为v2k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是()A.030 min时间段内,Y的平均反应速率为6.67103 molL1min1B.反应开始后,体系中Y

25、和Z的浓度之比保持不变C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为ZD.反应的活化能比反应的活化能大答案(1)(1)(2)AD解析(1)反应初始时可认为cCH41 molL1,则根据初期阶段的速率方程可知kr1,当CH4的转化率为时,cCH4(1) molL1,则此时r2(1)r1。(2)由rkcCH4可知,CH4的浓度越大,反应速率r越大,A项正确;增加H2浓度,CH4的浓度减小或不变,则r减小或不变,B项错误;随着反应的进行,CH4的浓度逐渐减小,则反应速率逐渐减小,C项错误;降低温度,该反应进行非常缓慢甚至停止,即k也随着减小,D项正确。1.(2021河北石家庄模拟)一定条件下

26、,在2 L密闭容器中发生反应:2A(s)3B(g)=2C(g)4D(g),测得5 min内,A的物质的量减少了10 mol,则05 min内该反应的平均速率为()A.v(A)1.0 molL1min1B.v(B)1.5 molL1min1C.v(C)2.0 molL1min1D.v(D)0.5 molL1min1B 基础巩固练2.下列说法正确的是()BA.活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应B.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子C.反应物用量增加后,有效碰撞次数增多,反应速率增大D.催化剂能提高反应的活化能,从而加快反应速率解析活化分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应,A项错误;增加固体或纯液

27、体的量,反应速率不变,C项错误;催化剂能降低反应的活化能,使原来不是活化分子的分子变成活化分子,提高了活化分子的百分数,加快了化学反应速率,D项错误。C解析容积不变,增加H2O(g)的物质的量,反应物浓度增大,化学反应速率加快,A不符合题意;将容器的容积缩小一半,反应物的浓度增大,化学反应速率加快,B不符合题意;保持容积不变,充入Ar,Ar不参与反应,反应体系中各物质的浓度不变,化学反应速率不变,C符合题意;保持压强不变,充入Ar,容器的容积变大,反应物的浓度减小,化学反应速率减小,D不符合题意。C5.一定条件下,乙醛可发生分解:CH3CHO(l)CH4CO,已知该反应的活化能为190 kJ/

28、mol。在含有少量I2的溶液中,该反应的机理如下:反应:CH3CHOI2CH3IHICO(慢)反应:CH3IHICH4I2(快)下列有关该反应的叙述正确的是()A.反应速率与I2的浓度有关B.HI在反应中是氧化产物C.反应焓变的绝对值等于190 kJ/molD.乙醛的分解速率主要取决于反应A解析反应为慢反应,反应速率由慢反应决定,而I2为反应的反应物,影响化学反应速率,A正确;反应中碘元素化合价降低,HI为还原产物,B错误;焓变为反应物与生成物的活化能之差,C错误;反应较慢,决定着总反应的速率,D错误。CA.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 molL1s1B.12 s后,A的消耗速率

29、等于B的生成速率C.化学计量数之比bc12D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ7.(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:下列说法不正确的是()A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL (标准状况)B.2040 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D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I也可以催化H2O2分解t/min020406080c/(molL1)0.800

30、.400.200.100.050CB9.外界其他条件相同,不同pH条件下,用浓度传感器测得反应2AB=3D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是()CA.pH8.8时,升高温度,反应速率不变B.保持外界条件不变,反应一段时间后,pH越小,D的浓度越大C.为了实验取样,可采用调节pH的方法迅速停止反应D.减小外界压强,反应速率一定减小解析由图像可知,pH增大,c(D)减小,且斜率减小,说明pH越大,反应速率越小。A项,pH8.8时,升高温度,反应速率增大,错误;B项,保持外界条件不变,反应一段时间后,pH7.5和pH8.2时,有可能D的浓度相同,错误;C项,当pH8.8时,c

31、(D)基本不变,反应速率接近于0,说明反应停止,C正确;D项,对于没有气体参加的反应,减小压强对反应速率几乎没有影响,错误。10.已知Fe3和I在水溶液中的反应为2I2Fe3=I22Fe2。某温度下该反应的正反应速率和I、Fe3浓度的关系为vkcm(I)cn(Fe3)(k为常数)。c(I)/ (mol/L)c(Fe3)/ (mol/L)v/mol/(Ls)0.200.800.032k0.600.400.144k0.800.200.128k由此推知,有关Fe3、I的浓度对反应速率影响的判断正确的是()A.Fe3浓度对正反应速率的影响程度大于I浓度的影响程度B.Fe3浓度对正反应速率的影响程度小于

32、I浓度的影响程度C.Fe3浓度对正反应速率的影响程度等于I浓度的影响程度D.无法比较解析因vkcm(I)cn(Fe3),当mn时,I、Fe3浓度对反应速率的影响程度相同,当mn时,I浓度对反应速率的影响程度更大,当mn时,Fe3浓度对反应速率的影响程度更大。通过题给数据,进行简单计算。如取、两组数据进行计算:k0.20m0.80n0.032k,k0.80m0.20n0.128k,解得m2、n1。则I浓度对反应速率的影响较大。B11.某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析:(1)该反应的化学方程式为_。(2)从反应开始至2 min时,Z的反应速率为

33、_。(3)对于上述反应,在不同时间段内所测反应速率如下,则表示该化学反应进行快慢的顺序为_(用字母表示)。A.v(X)1.2 molL1min1B.v(Y)1.5 molL1min1C.v(Z)0.6 molL1min1D.v(Z)0.015 molL1s1(4)下列措施能加快反应速率的是_(填字母)。A.恒压时充入HeB.恒容时充入HeC.恒容时充入ZD.及时分离出XE.升高温度 F.选择高效催化剂(3)图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是_。(4)根据如图判断,10 min时改变的条件可能是_(填字母,下同);20 min时改变的反应条件可能是_。a.加入催化剂b.缩小容

34、器容积c.降低温度d.增加O2的物质的量答案(1)减小(2)减小1.33103molL1min1(3)1520 min,2530 min(4)abd13.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()D能力提升练A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2对H2O2分解速率的影响大解析A项,浓度对反应速率的影响是浓度越大,反应速率越快,错误;B项

35、,NaOH浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,错误;C项,由图可知,Mn2存在时,0.1 molL1 NaOH溶液中H2O2的分解速率比1.0 molL1的NaOH中的快,错误;D项,由图可知,碱性条件下,Mn2存在时,对H2O2分解速率影响大,正确。14.(2021河南名校联考)已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOO,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法中正确的是()AA.由图可知反应历程中有三个基元反应B.该历程中的最大能垒(活化能)E正16.87 kJ/molC.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热D.升高温度,有利于该反

36、应正向进行解析图中有三个过渡态TS1、TS2、TS3,反应历程中有三个基元反应,A正确;该历程中的最大能垒(活化能)E正16.87 kJ/mol(1.99 kJ/mol)18.86 kJ/mol,B错误;使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能,但催化剂不改变反应热,C错误;由图知,化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOO为放热反应,升高温度,不利于该反应正向进行,D错误。容器编号物质的起始浓度/(molL1)物质的平衡浓度/(molL1)c(NO)c(O2)c(NO2)c(O2)0.60.300.20.5x0.30.30.250.2Thanks!本讲内容结束 第2讲化学平衡状态

37、化学平衡移动复 习 目 标知 识 建 构1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解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。夯必备知识提关键能力微专题目录CONTENTS/成学科素养/练高考真题/方法篇/一、可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应2.化学平衡状态(1)概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率_,反应物的浓度和生成物的浓度_的状态。(2)平衡的建立 建立过程对于只加入反应物从正向建立的平衡:相等保持不变速率时间图

38、像:(3)化学平衡的特点【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 答案 (1)(2)(3)(4)(5)二、化学平衡的移动1.化学平衡的移动2.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v正v逆:平衡向_反应方向移动。(2)v正v逆:反应达到平衡状态,平衡_移动。(3)v正v逆:平衡向_反应方向移动。正不发生逆3.影响化学平衡的因素改变条件平衡移动的方向增大反应物浓度向_方向移动增大压强向气体分子总数_的方向移动升高温度向 反应方向移动使用催化剂平衡 移动正反应减小吸热不4.勒夏特列原理对于一个已经达到平衡的体系,如果改变影响化学平衡的一个条件 (如_、_、_),平衡将向着

39、能够_的方向移动。浓度温度压强减弱这种改变【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 答案 (1)(2)(3)(4)(5)考点二外界条件对化学平衡影响的判断考点一可逆反应特点和化学平衡状态的判断考点一可逆反应特点和化学平衡状态的判断A静态标志:“变量”不变在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量或浓度、百分含量、压强、密度或颜色等),如果不再发生变化,即达到平衡状态。AD解析平衡浓度之比为13,转化浓度之比亦为13,故c1c213,X、Y的转化率相同,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v

40、生成(Z)应为32,B不正确;由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1。A答案解析达到平衡时,v正应保持不变。由于是放热反应,又是绝热容器,体系温度升高,平衡左移,K减小,当K不变时,温度不变,达到平衡状态。图中达到平衡时,CO、CO2的改变量不是11。w(NO)逐渐减小,达到平衡时保持不变。因正反应放热,容器绝热,故反应开始后体系温度升高,达到平衡状态时,体系温度不再发生变化。H是一个定值,不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。考点二外界条件对化学平衡影响的判断B解析A是固体,增加A的量,平衡不移动,故错误;升高温度, v(逆)、v(正)均增大,故错误;压强增大一倍,平衡不移动,v(正

41、)、v(逆)均增大,故错误;增大B的浓度, 平衡正向移动,v(正)v(逆),故正确;加入催化剂,平衡不移动,B的转化率不变,故错误;正确的只有,故选B。外界条件影响化学平衡的思维模型B解析A项,2H2SSO2=3S2H2O,通入SO2气体使反应正向移动;B项,增减固体的物质的量不影响平衡;C项,NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s),充入HCl气体使反应正向移动;D项保持压强不变,充入氮气,平衡向正反应方向移动。C解析增大C2H5OH浓度,平衡正向移动,有利于生成C2H5Br,A正确;当投料比与化学计量系数之比相等时,各物质的转化率相等,原投料比11等于化学计量系数之比,则C2H5OH和H

42、Br的转化率之比等于11,将反应物均增大至3 mol,投料比不变,转化率之比不变,B正确;温度升高至50 ,C2H5Br汽化,平衡正向移动,反应趋于完全,不再存在平衡,C错误;加入NaOH,与HBr反应,平衡逆向移动,乙醇的物质的量增大,D正确。B解析该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。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。选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定减小B升高温度N2的转化率减小C充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率增大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大

43、B解析A项,正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确;B项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率减小,正确;C项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率减小,不正确;D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。分析化学平衡移动问题的注意事项不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v正v逆时,才使平衡向正反应方向移动。同等程度地改变气体反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。对于缩小体积增大压强,不管是否移动,各成分的浓度均增大,但增大的倍数可能不同也可能相

44、同。微专题23化学反应原理在物质制备中的调控作用【知识进阶】1.控制反应条件的目的(1)通过控制反应条件,可以加快化学反应速率,提高反应物的转化率,从而促进向有利的化学反应方向进行。(2)通过控制反应条件,可以减缓化学反应速率,减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生,从而抑制向有害的化学反应方向继续进行。2.控制反应条件的基本措施(1)控制化学反应速率的措施通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。(2)提高转化率的措施通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度,从而提高转化率。【专题精练

45、】1.氢能是一种公认的高热值清洁能源,目前世界各国正致力于将高污染高排放的碳能源过渡成清洁高效低排放的氢能源。(1)我国氢气的主要来源是焦炉气制氢,所制得的氢气含有较多的CO和H2S,中温干法脱硫是用氧化铁将硫元素转化为硫化铁。干法脱硫反应的化学方程式为_。(2)我国科研人员用木屑水蒸气气化制取氢燃料,在一定条件下,反应器中存在如下反应:.CO2(g) C(s)=2CO (g)H1.C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2.C(s)2H2(g)=CH4(g)H3.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H4.CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H5H5_(用含H1、

46、H2、H3或H4的式子表示)。研究中 CaO 的添加量按照CaO 中所含的Ca 和松木屑所含碳的物质的量比确定,在750 ,控制水蒸气流量为 0.1 g/(ming)下,探究催化剂加入量对产气组分和气化性能的影响,结果如表所示:n(Ca)/ n(C)气体体积分数碳转化率/%H2COCO2CH4045.5822.7022.377.5461.220.552.9521.7419.115.1456.591.058.6222.3712.605.3161.42温度/气体体积分数碳转化率/%H2COCO270051.7820.7519.8954.3775058.6222.3712.6061.4280055.

47、6326.0512.7173.4385054.1626.9413.8283.34从产氢率的角度考虑,最佳操作温度是_。随着反应的进行,发现CaO的吸收能力逐渐降低,原因是_。答案(1)Fe2O33H2S=Fe2S33H2O(2)2H2H1H3(或2H4H3H1或H2H4H3)1.0CaO作为CO2的吸收剂,使产气中CO2分压降低,从而使水煤气变换反应平衡向生成H2 的方向移动750 CaO吸收CO2产生的CaCO3附着在CaO的表面,阻止了CaO对CO2的进一步吸收2.碳、氮能形成多种氧化物、氢化物。在图2坐标系中画出使用催化剂(其他条件相同)时,25 s时容器内反应的脱氮率(NO转化率)与温

48、度的关系图。化学反应存在可逆性的实验方案设计【考题再现】2021浙江1月选考,T25(B)选项目的方案设计现象和结论正误判断B探究KI与FeCl3反应的限度取5 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15%的KSCN溶液若溶液变血红色,则KI与FeCl3溶液的反应有一定限度正确实验设计认识化学反应存在限度向2 mL 0.01 molL1KI溶液中加入1 mL 0.01 molL1FeCl3溶液,再滴加几滴0.1 molL1KSCN溶液,你认为能观察到什么现象?预测实验现象实际观察到的实验现象结论加入KSCN溶液后无血红色

49、加入KSCN溶液后,出现血红色Fe3没有完全反应【迁移应用】反应开始时,乙中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为_。电流计读数为0时,反应达到平衡状态。此时在甲中加入FeCl2固体,发现电流计又发生偏转,则甲中的石墨作_(填“正”或“负”)极,该电极的电极反应式为_。答案(1)该反应中KI过量,故不能直接检验是否存在I取少量反应液,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则证明还有Fe3未完全反应(2)取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2(3)氧化2I2e=I2负Fe2e=Fe3解析(1)实验中n(KI)0.1 mol/L0.005 L0.000 5 mol,n

50、(FeCl3)0.1 mol/L0.002 L0.000 2 mol,该反应中KI过量,不能直接检验是否含I判断反应的可逆性,实验不合理。在不改变反应物用量的前提下,要证明反应有一定的限度,应检验反应后的溶液中是否含Fe3,改进的方法是:取少量反应液,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则证明还有Fe3未完全反应,证明反应具有可逆性。(2)检验I2可用淀粉溶液,方法是:取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2。(3)反应开始时,甲中石墨电极上Fe3发生还原反应生成Fe2,乙中石墨电极上I发生氧化反应生成I2,电极反应式为2I2e=I2。在甲中加入FeCl2固体,Fe2浓度增大,平衡向

51、逆反应方向移动,甲中Fe2发生氧化反应生成Fe3,甲中的石墨作负极,该电极的电极反应式为:Fe2e=Fe3。D解析测定NO2的相对分子质量时,N2O4越少越好,即使平衡逆向移动。正反应是气体分子数减小的放热反应,要使平衡逆向移动,需减小压强、升高温度,则选D项。A2.(2018全国卷节选改编)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1,有利于提高CH4平衡转化率的条件是()A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压解析根据平衡移动的影响因素,该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应,所以高温低压有利于平衡正向移动。BC解析升高温

52、度,若c(Z)增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应,该反应的H0,A项正确;加入一定量Z,平衡逆向移动,达到新平衡后m(Y)减小,B项正确;该反应的平衡常数Kc(Z),加入等物质的量的Y和Z,温度不变,平衡常数不变,则达新平衡后c(Z)不变,C项错误;加入一定量氩气,各物质浓度不变,平衡不移动,D项正确。AA.达到平衡状态时,正、逆反应速率相等B.达到平衡状态时,SO2和O2的浓度都为0C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2,则达平衡时放出的热量为196.6 kJD.若反应经过10 min达到平衡状态后,2 min时生成a mol SO3,则4 min时生成2a mol S

53、O3 基础巩固练解析该反应为可逆反应,达到平衡状态时,反应物不能完全转化为生成物,所以SO2和O2的浓度不等于0,B错误;反应为可逆反应,所以放出的热量小于196.6 kJ,C错误;随着反应的进行,反应物的浓度不断减小,反应速率减小,则4 min生成SO3的物质的量小于2a mol,D错误。C解析各物质的浓度不再变化,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故A不选;该体系中只有I2具有颜色,该反应在恒容容器中进行,当混合气体的颜色不再变化,说明I2浓度不再变化,能说明反应已达到平衡状态,故B不选;HI、H2、I2的物质的量浓度之比为211时,无法确定各组分的浓度是否继续变化,则无法判断平衡

54、状态,故C选;HI的质量不再变化,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故D不选。D解析X减少0.1 mol,消耗Y 0.3 mol,生成Z 0.2 mol,当达到平衡时X、Z的物质的量相同,但反应是可逆反应不能进行彻底,图像不符合反应达到平衡状态,故A不符合;反应速率之比等于化学计量数之比,2v正(X)v逆(Z),此时反应达到平衡状态,v正(X)v逆(Z)不能说明反应达到平衡状态,故B不符合;Y消耗0.1 mol,生成Z物质的量约为0.07 mol,图像中反应的定量关系不符合反应比,故C不符合;反应是气体体积减小的反应,随反应进行X的物质的量也减小,X的体积分数可能不变,图像符合,故D符

55、合。4.(2022广东惠州一调)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是()BA.高压比常压有利于合成NH3B.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深C.将装有NO2气体并密封的圆底烧瓶放入热水中,气体颜色变深D.常温时,AgCl在饱和氯化钠溶液中的溶解度小于在水中的溶解度A解析恒温恒容,充入H2,H2浓度增大,v(正)增大,平衡右移,故A正确;恒温恒容,充入He,各物质浓度都不变,v(正)不变,平衡不移动,故B错误;加压,容积缩小,各物质浓度均增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡不移动,故C错误;升温,v(正)增大,v(逆)增大,由于正反应放热,所以平衡左移,故D错误

56、。A解析移出部分CO2,平衡正向移动,故A正确;此反应为放热反应,提高反应温度,平衡逆向移动,故B错误;加入合适的催化剂,对平衡没有影响,故C错误;反应前后气体体积不变的反应,减小容器的容积,平衡不移动,故D错误。D解析可逆反应,不能完全转化,则c(SO3)1.5 molL1,故A错误;某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 molL1、1.0 molL1、0.5 molL1,SO3的浓度增大0.25 molL1变为0.75 molL1,此时转化的氧气为0.125 molL1,此时c(O2)1.0 molL10.125 molL10.875 molL1,故B错误;可逆反应,不能完全

57、转化,c(O2)1.25 molL1,故C错误;由S原子守恒可知,c(SO2)c(SO3)1.5 molL1,故D正确。D解析H是恒量,不能作为判断平衡状态的标志;该反应是充入1 mol N2O4,正反应速率应是逐渐减小直至不变,曲线趋势不正确。C解析反应达到平衡状态时正反应速率与逆反应速率相等,未指明v(NH3)、v(CO2)表示的是正反应速率还是逆反应速率,且二者之比不等于化学计量数之比,A项错误;该反应的Kc2(NH3)c(CO2),恒定温度下K不变,故两次平衡时CO2的浓度相同,B项错误;由B项分析知,重新达到平衡,密闭容器中氨气的体积分数不变,C项正确;该反应是可逆反应,开始时向容器

58、中加入2 mol NH3和1 mol CO2,不能完全反应,故达到平衡时放出热量小于a kJ,D项错误。BA.图甲,t1时增大了压强,平衡正向移动B.由图乙可判断正反应为放热反应C.图丙能说明当气体的平均摩尔质量不再变化时反应达到平衡状态D.图丁中纵坐标表示X的浓度,则03 s内,反应速率v(X)0.2 molL1(5)在密闭容器中进行反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)H0。该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示,若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是_(填字母)。a.在t1t2时,可依据定容容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态b.在t2时,采取的措施可

59、以是升高温度c.在t3t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态d.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值答案(1)11(2)不(3)向左(4)乙高(5)a12.对于以下三个反应,只加入反应物建立平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。答案(1)正反应减小增大(2)正反应不变不变(3)正反应增大减小13.在某一温度下,某一密闭容器中,M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示,若其他条件不变,当温度分别为T1和T2时,N的体积分数与时间关系如图b所示。则下列结论正确的是()C能力提升练A解析根据图像,随着温度的升高,H2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动

60、,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,H”或“”)0。(3)500 时测得反应在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(molL1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正_(填“”“”或“”)v逆。答案(1)K1K2(2)(3)化学平衡常数的应用判断反应进行的程度判断反应的热效应D解析固态物质浓度为“常数”,视为“1”,不需写入平衡常数表达式,A项错误;增大压强,平衡逆向移动,B项错误;升温,该反应正向进行,K增大,C项错误;恒压条件下,通入氦气,平衡向气体体积增大的方向移动,即平衡正向移动,K只与温度有关,温度不变,K不发生变化,D项正确。下列叙述正

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