高三化学二轮复习专题二化学反应速率与化学平衡指导性教案.doc

化学反应速率与化学平衡班级： 姓名： 学习时间： 【课前自主复习与思考】1阅读并思考世纪金榜（回扣主干知识）（突破核心要点）2整理出15道各地高考题或高考模拟题化学反应速率和化学平衡解答题，总结解题思路，联系考纲思考出题者意图。【结合自主复习内容思考如下问题】1、在2 L密闭容器中，800时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：（1）写出该反应的平衡常数表达式：K_。 已知：K(300)K(350)，该反应是_热反应。（2）右图中表示NO2的变化的曲线是_。 用O2表示从02s内该反应的平均速率v_。（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是_。 a、(NO2)=2(O2) b、容器内压强保持不变 c、逆(NO)2正(O2) d、容器内的密度保持不变（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。 a、及时分离出NO2气体 b、适当升高温度 c、增大O2的浓度 d、选择高效的催化剂2、（10分）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) H=131.3 kJmol-1，S=133.7J(Kmol) -1 该反应能否自发进行与 有关；一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 （填字母，下同）。 a容器中的压强不变 b1 mol HH键断裂的同时断裂2 molHO键cv正(CO) = v逆(H2O) dc(CO)=c(H2)（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应 CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，得到如下三组数据： 实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOH2CO1650241.62.452900120.41.633900abcdt实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为 。该反应的逆反应为 （填“吸”或“放”）热反应若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t3min，则a、b应满足的关系是 （用含a、b的数学式表示）。（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) ，右下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJmol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列措施中能使c (CH3OH)增大的是_。a升高温度 b充入He(g)，使体系压强增大c将H2O(g)从体系中分离出来 d再充入1mol CO2和3mol H2【考纲点拨】 了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 了解温度、浓度、压强和催化剂影响化学反应速率的一般规律（删除活化能）。 认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。 理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。 理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。 认识化学反应速率和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。【自主研究例题】1、2009年江苏I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)I3(aq) ， 某 I2、KI混合溶液中，I3的物质的量浓度c(I3)与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是：A反应I2(aq)I(aq)I3(aq)的H0B若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大教师点评：根据题中图示可知，c(I3)是随着温度T 的升高而减小的，说明：I2(aq)I(aq)I3(aq) 是一个放热反应，即H0 ，所以A错误；根据平衡移动规律，c(I3)变小，则c(I2)应变大，所以 状态B的c(I2)大，所以D错误；正确答案为B、C。2、2009年高考安徽卷 27为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：时间(s)012345c(NO)(mol/L)1.001034.501042.501041.501041.001041.00104c(CO)(mol/L)3.601033.051032.851032.751032.701032.70103请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的H 0（填写“”、“”、“”）。（2）前2s内的平均反应速率(N2) 。（3）在该温度下，反应的平衡常数K 。（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。A选用更有效的催化剂B升高反应体系的温度C降低反应体系的温度D缩小容器的体积（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T()NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)2801.201035.8010382124350124请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。214分（1）；（2）1.88104 ；（3）5000；（4）C、D；（5）280；1.20103；5.80103；1.20103；5.80103；如图：教师点评：该题综合考察反应速率、反应方向，化学平衡等知识，并考察了实验化学的设计思路。体现了新课程变化。（1）该反应气体减少，S0非自发，所以一定是放热才有可能自发；（2）(NO)；(N2)(NO)（3）利用三段式计算出c(CO2)9104；c(N2)4.50104。（4）加压、降温使该反应平衡正移。（5）、比表面积不同，应控制温度相同，验证催化剂比表面积对速率的影响；、比表面积不同，温度不同；验证反应温度对速率的影响；所有浓度应控制相同。、温度相同，平衡不移动，但的速率大；的温度高，速率最大且平衡逆移，c(NO)增大。我思我疑：【高考链接】【例1】2009年高考重庆卷理综 13各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是 D【例2】、2009年高考山东卷 142SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 A催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B增大反应体系的压强、反应速度一定增大 C该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D在t1、t2时刻，SO3（g）的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1t2内，SO3（g）生成的平均速率为【解析】催化剂可以同等程度的增大正逆反应的反应速率；如果是通入惰性气体增大了体系压强，反应物浓度未变，反应速率不变；降温，反应速率减慢，达到平衡的时间增大；D是反应速率的定义，正确。选D【例3】 (10分)联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4能放出大量的热。（1）已知：2NO2(g)N2O4(g) H5720kJmol1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g) 达到平衡。其它条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是 （填字母）。A减小NO2的浓度 B降低温度C增加NO2的浓度 D升高温度（2）25时，100gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O (l) ，放出1914kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O (l)的H kJmol1（3）17、101105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)00300molL1、c(N2O4)00120molL1。计算反应2 NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。（4）现用一定量的Cu 与足量的浓HNO3 反应，制得100L已达平衡的N2O4和NO2混合气体（17、101105Pa），理论上至少需消耗Cu 多少克？【例3 】解析：（1）由于该反应为气体体积减小的放热反应，要提高NO2转化率，则应该采取：降低温度，增加NO2的浓度增大压强等措施，所以B、C符合要求；（2）由100gN2H4(l)放出1914kJ，则2mol(即64g)N2H4(l)放热为122496kJ，所以 H122496kJmol1（3）、（4）见答案。答案：（1）BC （2）122496（3）根据题意知平衡时： c(N2O4 )00120molL1 ，c(NO2)00300molL1K c(N2O4 )/c2(NO2) 00120/0030000300 133答：平衡常数为133。（4）由（3）可知，在17、101105Pa达到平衡时，100L混合气体中：n(N2O4 )c(N2O4)V00120molL1100L00120mol ，n(NO2 )c(NO2)V00300molL1100L00300mol ，则n总(NO2 )n(NO2 )2n(N2O4 )00540mol由Cu4HNO3Cu(NO3)22NO22H2O可得：m(Cu) 64gmol100540mol /2 173g答：理论上至少需消耗Cu 173g。【例4】（14分）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。（1）合成氨反应N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则平衡 移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂 反应的H（填“增大” “减小” 或“不改变”）。（2）已知：O2 (g)=O2+(g)+e- H1= 1175.7 kJmol-1PtF6(g)+ e-PtF6-(g) H2= 771.1 kJmol-1O2+PtF6- (s)=O2+ (g)+ PtF6-(g) H3= 482.2 kJmol-1则反应O2（g）+ PtF6(g)= O2+PtF6- (s) 的H=_ kJmol-1。（3）在25下，向浓度均为0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为_。已知25时KspMg(OH)2=1.810-11,KsP Cu(OH)2=2.210-20。（4）在25下，将a molL-1的氨水与0.01 molL-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显_性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb=_。【解析】（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，平衡左移；使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，H不变；（2）利用盖斯定律，H1+H2+（-H3）= 78.2 kJmol-1；（3）由于,KsP Cu(OH)2=2.210-20KspMg(OH)2=1.810-11，所以先生成沉淀；2NH3H2OCu2Cu(OH)22 NH4*；根据溶液的电中性原则，c(NH4*)=c(Cl-)，则HOH-；溶液显中性；Kb= ，c(NH4*)=c(Cl-)0.005 molL-1；HOH-110-7 molL-1（因为是25下且为中性）；NH3H2OmolL-10.005 molL-1，则：Kb=molL-1。【答案】（1）向左；不改变 （2）78.2 kJmol-1（3）Cu(OH)2；2NH3H2OCu2Cu(OH)22 NH4*；（4）中；molL-1【归纳与思考】【自主检测】一、选择题（每题有1-2的答案）1、2009年高考宁夏卷理综 10硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是 实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/（molL1）V/mLc/（molL1）V/mLA2550110015B2550250210C3550110015D35502502102在一定温度下，反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将10mol的HX(g)通入体积为10L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于A 5% B 17% C 25% D33%3、2009年高考北京卷理综9已知：H2(g)+I2(g)2HI(g)；H 0某小组通过试验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表：组分HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH物质的量/mol100199001052甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：反应时间范围/min05101520253035404550557580平均反应速率/(103molmin1)19747844160800请计算1520min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol，甲酸甲酯的平均反应速率为 molmin1(不要求写出计算过程)。 （2）依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因： 。 （3）上述反应的平衡常数表达式为：，则该反应在温度T1下的K值为 。（4）其他条件不变，仅改变温度为T2（T2大于T1），在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。12、（10分）（1）已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)；H0，请回答下列问题。 若要增大M的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为 （填序号）。 A加入一定量M B降低反应温度 C升高反应温度 D缩小容器体积 E加入催化剂 F分离出一定量P 在某温度下起始反应物的浓度分别为：c(M)1 molL1，c(N)2.4molL1，达到平衡后，M的转化率为60，此时N的转化率为 ；若保持温度不变，起始反应物的浓度改为：c(M)4molL1，c(N)a molL1，达到平衡后，c(P)2 molL1，则a molL1。（2）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。试根据下列3个热化学反应方程式： Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) H24.8 kJmol1 3Fe2O3(s)+ CO(g) 2Fe3O4(s)+ CO2(g) H47.2 kJmol1 Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) H+640.5 kJmol1 写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式： 。（3）一定温度下，向Na2CO3溶液中加入BaCl2和K2SO4，当两种沉淀共存时，c(CO32)c(SO42) 。 已知Ksp(Ba SO4) 1.31010，Ksp(BaCO3) 2.6109【归纳与思考】【自主检测】答案：1、【答案】D【解析】影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和和温度两个因素考查，非常忠实于新教材必修2,只要抓住浓度越大，温度越高反应速率越大，便可以选出正确答案D。【点评】本题主要考查影响化学反应速率的因素，题目来源于课本，考生很有亲切感。2、【答案】B【解析】1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数K1为10,那么HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常数K2为1/10, 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 的平衡常数K3为(1/10)2=001设HX(g)分解xmol/L,有, 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 1 0 0 x x x 1x x xK3= xx/(1x) 2= 001 ,得到x=017,所以, 该温度时HX(g)的最大分解率接近于B 17%【点评】本题考查化学平衡常数的相关计算，题目难度不大，但要求考生平时要掌握方程式的变化对于化学平衡常数表达式的影响和数值的改变。3、C4、【解析】C第11题是一道化学平衡题，题中涉及到新教材中新引人的化学平衡常数转化率等概念，本题考查内容较多，分别为化学平衡常数的概念及影响因素，外界条件对化学平衡的影响。由题给信息知，该反应为放热反应。A项：根据平衡移动原理，温度升高，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，A错。B项：根据平衡移动原理，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率减小，B错C项：化学平衡常数只和温度有关，与其他条件无关。C正确D项：根据平衡移动原理，增大N2 的物质的量，平衡逆向移动，NO转化率降低，D错。5、C6、BD解析：在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的NO2，反应相同时间。那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左则为未平衡状态，右则为平衡状态，D正确。7、C解析：高温区TaS2反应生成TaI4气体至低温区，从而在低温区重新生成TaS2，一段时间后，杂质留在高温区，TaS2在低温区，从而达到分离效果。不同温度下反应的方向不同，TaI4的量与温度高低有关并非保持不变，A错误；因为是在同一密闭系统中有质量守恒定律可知I2的量不可能不断减少，而是充当一个“搬运工”的角色，将TaS2从高温区转移到低温区，B错误，C正确。平衡常数与TaI4和S2的浓度乘积成正比，D错误。8、A9、【答案】【解析】本题考查化学反应速率和化学平衡的综合运用，注意图像和有关计算。（1）根据题目中表格给出的数据，在坐标系中找出相应的点，然后用光滑的曲线描点即可。（2）根据题意，可以利用“三步法”求解 aX + bYcZ 开始 100 100 0转化 045 09 09平衡 055 01 09根据各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是： X+2Y2Z。（3）根据图像可知在3min时，生成物Z的物质的量为05mol， 其平均速率为0083mol/Lmin。（4）X的转化率等于045。（5）由题目所给图象可知，在1中，平衡时Z的物质的量小于原平衡的物质的量，说明平衡逆向移动，条件为升高温度。在2中，平衡时Z的物质的量与原平衡相同，且速率加快，条件为加入催化剂；在3中，平衡正向移动，且速率加快，条件为加压。9、【答案】（1）31336.00.30探究温度对降解反应速率的影响（2）8106molL1s1（3）因为H2O2 在高温下可发生分解反应。（4）降解反应停止。（5）迅速向溶液中加入NaOH 使pH10。10、【解析】第8题是一道新型的实验探究题，根据题给信息能很容易解决这道题。第（1）题：由题中“控制p-CP的初始浓度相同恒定在实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表)”这句话中的信息能解决表格的第二列“探究温度对降解反应速率的影响”，故表格这一行应该填写“313，3，6.0，0.30”，第三行对比可以发现其他温度浓度均没发生变化，就pH值由3变成10，所以第三行空中应该填写的是“探究溶液的pH值对降解反应速率的影响”。第（2）题很简单，根据化学反应速率的定义，结合图像即可计算出结果，v(p-CP)=(1.2-0.8)103/(15050)=8106 molL1s1。第（3）题提示“请从Fenton法所用试剂H2O2 的角度解释”，通过平时的学习知，H2O2 温度高时不稳定，故虽然高温能加快化学反应速率，但温度过高就是导致H2O2 分解，没了反应物，速率自然会减小。第（4）小题，可由图像观察得到，图像中随时间变化曲线表示在pH=10时，浓度不变，说明化学反应速率为0，化学反应停止。第（5）题，可以根据第四小题回答，使反应迅速停止，可以向溶液加碱，调节pH=10即可。11、解析：（1）15min时，甲酸甲酯的转化率为67%，所以15min时，甲酸甲酯的物质的量为1100mol67%=0933mol；20min时，甲酸甲酯的转化率为112%所以20min时，甲酸甲酯的物质的量为1100mol112%=0888mol，所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0933mol0888mol=0045mol，则甲酸甲酯的平均速率=0045mol/5min=0009molmin1。（2）从题给数据不难看出，平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小，后保持不变。因为反应开始甲酸甲酯的浓度大，所以反应速率较大，后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小，反应速率减小，当达到平衡时，反应速率几乎不变。（3）由图象与表格可知，在75min时达到平衡，甲酸甲酯的转化率为24%，所以甲酸甲酯转化的物质的量为10024%=024mol，结合方程式可计算得平衡时，甲酸甲酯物质的量=076mol，水的物质的量175mol，甲酸的物质的量=025mol 甲醇的物质的量=076mol所以K=（076025）/（175076）=1/7（4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率减小，所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1。答案：（1）1520min范围内甲酸甲酯的减少量为0045mol；甲酸甲酯的平均反应速率为0009molmin1（2）反应速率随着反应的进行，先逐渐增大再逐渐减小，后不变；原因：随着反应的不断进行，应开始甲酸甲酯的浓度大，所以反应速率较大，后随着反应进行，甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少，反应速率不断减慢，所以转化率增大的程度逐渐减小，当反应达到平衡后，转化率不变。（3）1/7（4）图略。作图要点：因为T2T1，温度越高，平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率下降，T2达到平衡时的平台要低于T1；另外温度越高，越快达到平衡，所以T2达到平衡的时间要小于T1。12.（10分，每空2分）（1） C F 25% 6 （2）CO(g) + FeO(s) Fe(s) + CO2(g) H218.0 kJmol1 （3）20