【课件】高考化学二轮复习速率与平衡计算课件（25张）

考向1速率与平衡计算(考查频次:5年8考)研磨真题·培养审题力【典例】(2020·山东等级考节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素①，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3=+40.9kJ·mol-1一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2②发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑmol，CO为bmol，此时H2O(g)的浓度为_______mol·L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为_______。

【审答流程—信息提炼】序号信息索引知识迁移①化学平衡的影响因素探究反应化学平衡的影响因素②恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2恒容的密闭容器已知反应物的物质的量【审答流程—破题过程】

a-x

3(a-x)

a-x

2x

x

b+x

b+x

b+x

(a+b)

(1-a-b)

(3-3a-b)

【命题陷阱】只看到生成物浓度的数据CH3OH(g)为ɑmol，CO为bmol，没有设未知数列三段式分析，导致不能求解平衡H2O(g)的浓度。答案:_______________

_______________

【典例解析】设反应Ⅱ中，CO反应了xmol，则Ⅱ生成的CH3OH为xmol，Ⅰ生成的CH3OH为(a-x)mol，Ⅲ生成CO为(b+x)mol，则：反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)n(转化/mol)：(a-x)

3(a-x)

(a-x)

(a-x)反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)n(转化/mol)： x 2x x反应Ⅲ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)n(转化/mol)：(b+x)(b+x)

(b+x)

(b+x)平衡时水的物质的量为(a-x)mol+(b+x)mol=(a+b)mol，浓度为mol·L-1；平衡时CO2的物质的量为1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol，H2的物质的量为3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol，CO的物质的量为bmol，水的物质的量为(a+b)mol，则反应Ⅲ的平衡常数为答案：

预测演练·提升解题力1.溴水与甲酸可以发生如下反应:Br2+HCOOH→2Br-+2H++CO2↑。生成二氧化碳的初始速率与反应物起始浓度关系如下:序号起始浓度/mol·L-1CO2(g)初始速率/mol·L-1·s-1c(Br2)c(HCOOH)10.010.022.0×10-620.020.048.0×10-630.030.026.0×10-6现将0.02mol·L-1的溴水和0.02mol·L-1的HCOOH溶液等体积混合，此时生成二氧化碳的初始速率应为_______mol·L-1·s-1。

【解析】由表中数据可知，生成CO2气体的初始速率与反应物的起始浓度成正比，且v(CO2)在数值上等于10-2×c(Br2)×c(HCOOH)，故当等浓度的两者等体积混合后，两者的浓度都变为0.01mol·L-1，根据总结的速率计算式可知速率是1.0×10-6mol·L-1·s-1。答案：1.0×10-62.在体积均为2L的密闭容器A(500℃，绝热)、B(500℃，恒温)两个容器中分别加入2molCH4、2molNO2和相同催化剂。A、B容器中CH4的转化率α(CH4)随时间变化如图所示。时间(s)0100200300400A中α(CH4)(%)020222222B中α(CH4)(%)010202525①A容器中前100s内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=_______mol·L-1·s-1。

②已知反应速率v正=k正·c(CH4)·c2(NO2)，v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)·c2(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，则B容器中平衡时=_______，200s时=_______。

【解析】

①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)n(起始/mol) 2 2 0 0 0n(转化/mol) 2×20% 0.8 0.40.40.8n(平衡/mol) 1.6 1.20.40.40.8A容器中前100s内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)==0.004mol·L-1·s-1。②B容器中平衡时，容器中正、逆反应速率相等，v正=k正·c(CH4)·c2(NO2)=v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)·c2(H2O)，

==K，图表中甲烷转化率25%，消耗甲烷物质的量是2mol×25%=0.5mol

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)n(起始/mol)22000n(转化/mol)0.510.50.51n(平衡/mol)1.510.50.51K=。根据200s时甲烷转化率20%，利用三段式：

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)n(起始/mol) 2 2000n(转化/mol) 2×20% 0.80.40.40.8n(平衡/mol) 1.6 1.20.40.40.8答案：①0.004②3.753.恒温恒容下，向容积为1.0L的密闭容器中充入1.8molNH3和2.4molNO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的倍，则化学平衡常数K=_________(保留两位有效数字)。若上述反应改在恒温恒压条件下进行，则反应达到平衡时NH3的体积分数_________(填“变大”“变小”或“不变”)。

【解析】恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应前混合气体总物质的量为1.8mol+2.4mol=4.2mol，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的倍，则平衡时混合气体的总物质的量为4.2mol×=4.4mol，设转化的NH3为4xmol，则有

4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)n(起始/mol)： 1.8 2.400n(转化/mol)： 4x 6x5x6xn(平衡/mol)： 1.8-4x 2.4-6x5x6x则有(1.8-4x)mol+(2.4-6x)mol+5xmol+6xmol=4.4mol，解得x=0.2，达到平衡时NH3(g)、NO(g)、N2(g)和H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为1.0、1.2、1.0、1.2，故化学平衡常数K==1.0。若改为恒温恒压条件下进行该反应，反应正向进行，气体的总物质的量增大，则容器的容积增大，相当于在恒温恒容达到平衡后，再扩大容器的容积，而扩大容器容积的过程中，平衡正向移动，NH3的体积分数变小。答案：1.0变小【通要点·会答题】1.化学反应速率公式:v=;单位:mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。2.解题必备浓度关系式:反应物Δc:c(开始)-c(转化)=c(末)生成物Δc:c(开始)+c(转化)=c(末)【明技巧·快解题】1.“三段式”突破浓度、化学反应速率的计算首先写出有关反应的化学方程式;然后找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;最后根据已知条件列方程式计算。2.反应的转化率(α)α=×100%3.两个推论:在密闭