2020高考总复习课件_化学（苏教版）_化学反应速率和化学平衡_化学速率平衡图表分析与数据处理

1、专题六化学速率平衡图表分析与数据处理【考情分析】从近几年看，化学反应速率和化学平衡的考查，试题的创新性、探究性逐年提升，如：考查问题多样化的平衡图像问题，通过设计新颖的速率、平衡计算以及通过图像、表格获取信息、数据等试题在情境上、取材上都有所创新，而且化学反应速率与化学平衡还与元素化合物知识相互联系，综合考查，并且两者的结合也日趋紧密。如2015全国卷28，2016全国卷27，2017全国卷28，2018全国卷28，2018全国卷27等。1.常见速率、平衡图像(1)物质的量(或浓度)时间图像例如，某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(2)含量

2、时间温度(压强)常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)(3)恒压(温)的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：如图2所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正v逆。2.解答化学平衡图像题两个原则和三个步骤(1)两个原则先拐先平。例如，在转化率时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。定一论二。当图像中有三个量时，先确定

3、一个量不变再讨论另外两个量的关系。(2)三个步骤看懂图像：看图像要五看。一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等；四看要不要作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。推理判断：结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。考点指导1化学平衡中的表格数据处理【典例1】(海南高考)硝基苯甲酸乙酯在OH存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5OHO2NC6H4COOC2H5OH两种反应物的初始浓度均为0.050 mol

4、L1，15 时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率随时间变化的数据如表所示，回答下列问题：t/s0120180240330530600700800/%033.041.848.858.069.070.471.071.0(1)列式计算该反应在120180 s与180240 s区间的平均反应速率_、_；比较两者大小可得出的结论是_。(2)列式计算15 时该反应的平衡常数_。(3)为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率，除可适当控制反应温度外，还可采取的措施有_(要求写出两条)。【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)表格数据的处理。(2)化学反应速率及化学平衡移动的影响因素。(3)化

5、学平衡常数的应用。解析(1)120 s转化率为33.0%，180 s转化率为41.8%，240 s转化率为48.8%，则120180 s反应速率v0.050 molL1(41.8%33.0%)/(180 s120 s)7.3105molL1s1，则180240 s反应速率v0.050 molL1(48.8%41.8%)/(240 s180 s)5.8105molL1s1，相同时间段内平均速率减小，主要原因是随着反应进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小；(2)根据表格数据，转化率为71.0%就不再发生变化，即达到化学平衡状态，则化学平衡常数K(0.050 molL171.0%)2/0.05

6、0 molL1(171.0%)2(71/29)26.0；(3)提高反应物的转化率，是使化学平衡向正反应方向移动，除了控制温度外，根据化学反应特点(溶液间进行的反应)，压强不能改变平衡，因此可以增大另一种反应物的浓度提高转化率，还可以减少生成物浓度(即移走生成物)增大反应物的转化率。答案(1)v7.3105molL1s1v5.8105molL1s1随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢(2)K6.0或K6.0(3)增大OH的浓度、移去生成物对点训练1.(广东高考)H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。 (1)某小组拟在同浓度Fe3的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应

7、速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1molL1 Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_。设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定_(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。 设计实验装置，完成如图所示的装置示意图。参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。 物理量实验序号V0.1 molL1 Fe2(SO4)3/mL1a2a(2)利用图(a)和图(b)中的信息，按下图(c)装置(连通

8、的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_(填“深”或“浅”)，其原因是_。解析(1)过氧化氢在Fe3催化下分解成水和O2，根据O元素的化合价变化，可得：2H2O22H2O得到2eO失去2e2；在不同H2O2浓度下，需测定相同时间内，产生氧气的体积的多少，或生成相同体积氧气所需时间的多少。可用如图所示装置测定。根据“控制变量法”的要求，两个对比实验应使反应混合物中Fe2(SO4)3的浓度相同，H2O2的浓度不同。(2)由图(a)知，过氧化氢的分解反应为放热反应，由图(b)知NO2转化为N2O4的反应为放热反应，故图(c)中，右侧烧杯温度高于左侧烧杯温度，即B瓶中

9、的温度高于A瓶。温度升高，平衡2NO2(g)N2O4(g)，向逆反应方向进行，B瓶中的二氧化氮浓度增大，颜色比A瓶颜色深。答案(1)2H2O22H2O得到2eO失去2e2生成相同体积的氧气所需的时间(或相同时间内，生成氧气的体积)V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2) mLt/s1b2bed22bbef或V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2) mL1b2bed22bbef(2)深因为过氧化氢分解是放热反应，2NO2(g)N2O4(g)也是放热反应，所以B瓶温度高于A瓶，温度升高，平衡逆向移动，二氧化氮浓度增大，颜色加深考点指导2速率、平衡图像分析【典例2】(浙江高考)

10、煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下： CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H1218.4 kJmol1(反应)CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H2175.6 kJmol1(反应)请回答下列问题：(1)反应能自发进行的反应条件是_。 (2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应的Kp_

11、(用表达式表示)。 (3)假设某温度下，反应的速率(v1)大于反应的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是_。(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应和是否同时发生，理由是_。(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有_。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C.提高CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下，假设反应和同时发生，且v1v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。解析(1)若反应能自发进行，则有HTS0，H0，故要使HTSp3p2p1。依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C