高三化学单元高中同步测控优化设计第二章本章整合

高中同步测控优化设计GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI本章整合第二章2022内容索引0102知识网络系统构建专题归纳素养整合知识网络系统构建专题归纳素养整合专题1化学反应速率和化学平衡的相关计算——三段式法(证据推理与模型认知)1.基本模式

2.几个公式

【例题1】

一定温度下,在一容积可变的密闭容器中充入2molSO2和1.5molO2,保持恒温恒压,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH<0。反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时混合气体的总物质的量为2.6mol。回答下列问题。(1)平衡时,SO2的转化率为

。

(2)若平衡后,向容器中再充入一定量的氩气,SO2的物质的量将

(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)若平衡后,升高温度,重新达到平衡状态,新平衡体系中气体的总物质的量比2.6mol

(填“大”“小”或“相等”),简述原因:

。答案:(1)90%(2)增大(3)大正反应放热,升高温度,平衡逆向移动解析:(1)设达到平衡时参加反应的O2的物质的量为x

mol。

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol

2

1.5

0变化/mol

2x

x

2x平衡/mol

2-2x

1.5-x

2x2-2x+1.5-x+2x=2.6,解得:x=0.9

(2)平衡后充入氩气,由于保持恒温恒压,气体体积增大,相当于恒容减压,平衡逆向移动,n(SO2)增大。(3)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,新平衡体系中气体总物质的量大于2.6

mol。专题2化学平衡状态的判断(变化观念与平衡思想)对于给定的某可逆反应,判断其是否已达到平衡状态,关键是抓住“v(正)=v(逆)”与“体系中各组分的质量或浓度保持不变”这两个核心因素来判断。其他描述需视具体反应具体分析。【例题2】

根据所给的描述,分析下面两个可逆反应:(1)能够表明反应2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡状态的是

(填序号)。①单位时间内生成amolH2的同时生成amolHI②a个H—H断裂的同时有2a个H—I断裂③容器内压强不再变化时④c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1时⑤温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化时(2)能够表明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是

(填序号)。

①反应速率v(NO2)=2v(N2O4)②N2O4的体积分数不再变化时③温度和体积一定时,容器内压强不再变化时④混合气体的平均相对分子质量不再变化时⑤温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化时答案:(1)②⑤

(2)②③④⑤

解析:(1)①所述v(正)>v(逆),表明反应没有达到平衡;②所述v(正)=v(逆),表明反应已达到平衡;由于反应前后气体体积不发生变化,在任意时刻,容器内压强都不发生改变,③所述反应不一定达到平衡;平衡时各组分的浓度保持不变而不是相等或成比例,④所述反应不一定达到平衡;颜色不再变化时说明c(I2)保持不变,⑤所述表明反应已达到平衡。(2)①不论反应是否平衡都有v(NO2)=2v(N2O4),故反应不一定达到平衡;②所述N2O4的浓度不变,表明反应已达到平衡;由于反应前后气体体积发生改变,温度和体积一定时,只有平衡时气体的总物质的量不变、气体的总压强不变,③④都表明反应已达到平衡;温度和压强一定时,反应过程中气体的总体积发生改变,气体的密度发生改变,当气体的密度不再变化时,表明反应已达到平衡。专题3外界条件对反应物转化率的影响(变化观念与平衡思想)若改变条件,使化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大;反之亦然。需要具体分析移动结果。1.温度的影响若正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,反应物转化率增大;降低温度,反应物的转化率减小。若正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率减小;降低温度,反应物的转化率增大。2.浓度的影响(1)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g):若加入A,则A的转化率减小,B的转化率增大。若A、B按物质的量之比为m∶n的比例加入,此时相当于增大压强。(2)对于反应mA(g)pB(g)+qC(g),加入A:①若m>p+q,A的转化率增大。②若m<p+q,A的转化率减小。③若m=p+q,A的转化率不变。3.压强的影响对于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(1)若m+n=p+q,改变压强后,平衡不移动,A、B的转化率不变。(2)若m+n<p+q,压强增大,平衡逆向移动,A、B的转化率减小;压强减小,平衡正向移动,A、B的转化率增大。(3)若m+n>p+q,压强增大,平衡正向移动,A、B的转化率增大;压强减小,平衡逆向移动,A、B的转化率减小。(4)加入He等稀有气体(或其他与反应体系无关的气体)。如果容器的容积不变(此时,气体的总压强增大),A、B的转化率不变;如果容器内气体的压强不变(此时,容器的容积增大),则相当于容器的容积不变时减小压强。【例题3】

某温度下,将2molH2和1molI2的气态混合物充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)

ΔH<0;5min后反应达到平衡状态,测得c(H2)=0.8mol·L-1。下列结论中,一定成立的是(

)。A.平衡时H2、I2的转化率相等B.从反应开始至平衡的过程中,HI的平均反应速率为0.16mol·L-1·min-1C.其他条件不变,向容器中再充入1molI2,H2的转化率增大D.若将容器温度升高,其平衡常数K一定增大答案:C解析:A项,H2、I2化学计量数相同,但加入的物质的量不同,达到平衡后两种物质的转化率不相等;B项,由反应的热化学方程式可知c(HI)=0.4

mol·L-1,

v(HI)=

=0.08

mol·L-1·min-1;C项,再充入1

mol

I2,平衡向正反应方向移动,H2的转化率增大;D项,该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数K减小。专题4化学平衡常见图像分析(变化观念与平衡思想)1.解答平衡图像题可采用如下模式(1)先分析题中反应的特点:正反应是放热反应还是吸热反应;正反应是气体体积增大的反应还是气体体积缩小的反应;反应中有无非气体物质;等等。(2)再分析图像所表达的各个量之间的关系:两个坐标轴各表示什么物理量;曲线的变化趋势如何;是单一曲线还是多条曲线;曲线上的关键点,如起点、拐点、交点、终点的含义是什么;等等。(3)要采用单一变量法分析。图像中,当条件改变,瞬间所引起的浓度、压强、速率等的变化,再针对条件改变所引起的变化的特征进行对照分析。2.各类图像分类分析(1)物质的量浓度与时间图像。由这类图像可书写化学方程式,可计算化学反应速率等。根据图1可知:该反应的化学方程式为2C2A+3B。(2)体积分数与时间、压强、温度的图像。以化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例分析:由图2可知,T1时反应先达到平衡,故T1

>T2;升高温度,φ(C)增大,故正向反应ΔH>0。由图3可知,T2时反应先达到平衡,故T1<T2;升高温度,φ(C)减小,故正向反应ΔH<0。由图4可知,p1时反应先达平衡,故p1

>p2;增大压强,φ(C)增大,故m+n>p+q。由图5可知,p2时反应先达平衡,故p1

<p2;增大压强,φ(C)减小,故m+n<p+q。另外,还有:由图6可知,p2>p1,且m+n=p+q。由图7中(a)(b)两线可知,p1<p2且m+n<p+q;由(b)(c)两线可知,T1<T2且正向反应ΔH<0。在上述体积分数-时间图像曲线中,先出现拐点的则该条件下反应先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大。(3)体积分数与p或T图像。对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s):由图8可知,升高温度,φ(C)增大,故正向反应ΔH>0;增大压强,φ(C)减小,故m+n<p。由图9可知,增大压强,φ(C)增大,故m+n>p;升高温度,φ(C)减小,故正向反应ΔH<0。【例题4】

对于可逆反应:2A(g)+B(g)