专题9　化学反应速率　化学平衡.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎[高考关键词]　1.化学反应速率：计算、影响因素。2.化学平衡状态：判断、平衡常数、平衡移动、转化率。3.特点：方程式特点、容器特点。4.关系：速率与平衡的关系、Q与K的关系。5.结合：速率、平衡理论与生活、生产的结合，数形结合(几种平衡图像)。‎ ‎1．某温度时，在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。‎ ‎(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应开始至2 min，Z的平均反应速率为_______________________________。‎ ‎(3)反应开始至2 min，用X、Y表示的平均反应速率分别为________________、________________。‎ ‎(4)5 min后 Z的生成速率________(填“大于”、“小于”或“等于”)5 min末Z的分解速率。‎ 答案　(1)3X＋Y2Z ‎(2)0.05 mol·L－1·min－1　‎ ‎(3)0.075 mol·L－1·min－1　0.025 mol·L－1·min－1‎ ‎(4)等于 ‎2．一定条件下反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH>0，在体积不变的密闭容器中达到平衡，按要求回答下列问题：‎ ‎(1)平衡常数表达式是______________。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(2)若升高温度，反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数K________，平衡向______方向移动。‎ ‎(3)若再通入一定量的CO2气体，反应速率________，平衡常数K________，平衡向________方向移动，CO2的转化率________。‎ ‎(4)若再充入一定量的N2，反应速率________，平衡常数K________，平衡________移动。‎ 答案　(1)K＝　(2)增大　增大　正反应 ‎(3)增大　不变　正反应　减小　(4)不变　不变　不 ‎3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)在其他条件不变时，使用催化剂，正反应速率和逆反应速率同等倍数加快，平衡不移动(　　)‎ ‎(2)当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等(　　)‎ ‎(3)在一定条件下，向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应，达到平衡时N2、H2、NH3三者共存(　　)‎ ‎(4)当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0(　　)‎ ‎(5)在相同温度下，在相同容积的两个密闭容器中分别充入 1 mol N2和3 mol H2、2 mol NH3，当反应达到平衡时，两平衡状态中NH3的体积分数相同(　　)‎ ‎(6)化学平衡移动，化学平衡常数不一定改变(　　)‎ ‎(7)加入少量CH3COONa晶体可以减小Zn与稀硫酸反应的速率，但不影响产生H2的总量(　　)‎ ‎(8)化学平衡向右移动，一定是正反应速率增大或逆反应速率减小(　　)‎ ‎(9)任何可逆反应达到平衡后，改变温度，平衡一定发生移动(　　)‎ ‎(10)化学反应速率发生变化，化学平衡一定发生移动(　　)‎ ‎(11)对于反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，增加Zn的质量(不考虑表面积变化)，生成H2的速率加快(　　)‎ ‎(12)对于可逆反应2SO2＋O22SO3，改变条件使平衡向右移动，SO2的转化率可能增大，也可能减小(　　)‎ ‎(13)在温度不变的条件下，改变条件使2SO2＋O22SO3的平衡向右移动，平衡常数不变(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√‎ ‎(7)√　(8)×　(9)√　(10)×　(11)×　(12)√‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(13)√‎ 高考题型1　化学反应速率及影响因素 ‎1．(2016·北京理综，8)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　　)‎ A．抗氧化剂 B．调味剂 C．着色剂 D．增稠剂 答案　A 解析　A项，抗氧化剂属于还原剂，比食品更易与氧气反应，从而降低氧气浓度，减缓食品被氧化的反应速率，正确；B项，调味剂是为了增加食品的口感，与反应速率无关，错误；C项，着色剂是为了使食品色泽更能引起食欲，与反应速率无关，错误；D项，增稠剂是用于改善和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑适口的感觉，与反应速率无关，错误。‎ ‎2．(高考选项组合题)下列关于化学反应的速率的叙述错误的是(　　)‎ A．探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高(2016·浙江理综，8B)‎ B．上图表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化(2016·江苏，10B)‎ C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变不同(2015·天津理综，3C改编)‎ D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5%H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象(2015·江苏，13D)‎ 答案　A 解析 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎　A项，该实验要求开始时温度相同，然后改变温度，探究温度对反应速率的影响，应先分别水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸溶液到一定温度后再混合，若是先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热，导致反应时间加长，测得的反应速率偏低，错误；B项，酶在一定温度下催化效果最好，温度过高可能使酶(蛋白质)变性，失去催化活性，正确；C项，不同的催化剂对化学反应的催化作用不同，正确；D项，两试管做对比实验，如果第二支试管冒出气泡多于第一支，说明FeCl3是催化剂，加快反应速率，正确。‎ ‎3．(2014·北京理综，12)一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ V(O2)/mL ‎0.0‎ ‎9.9‎ ‎17.2‎ ‎22.4‎ ‎26.5‎ ‎29.9‎ 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)‎ A．0～6 min的平均反应速率：‎ v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1‎ B．6～10 min的平均反应速率：‎ v(H2O2)a，错误；C项，起始时n(H2O)＝3x mol，n(CH4)＝x mol，随平衡的建立，消耗的n(CH4)＝n(H2O)＝a mol，平衡时＝≠3，错误；D项，加压，平衡向逆反应移动，CH4体积分数增大，错误。‎ ‎2．[2016·全国卷Ⅱ，27(2)(3)]丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。‎ 以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－515 kJ·mol－1‎ ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ·mol－1‎ 回答下列问题：‎ ‎(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃，低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________；‎ 高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。‎ A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大 ‎(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为________，理由是_______________________________________________，‎ 进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。‎ 答案　(2)不是　 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低　AC ‎(3)1.0　该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低　1∶7.5∶1‎ 解析　(2)因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，主要向正反应方向进行，尚未达到平衡状态，460 ℃以前是建立平衡的过程，故低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 ℃时，丙烯腈产率降低，A项，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B项，平衡常数的大小不影响产率，错误；C项，根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D项，反应活化能的大小不影响平衡，错误。(3)根据图像知，当n(氨)/n(丙烯)约为1.0时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋ 3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1∶1.5∶1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为1∶7.5∶1。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎1．化学反应速率、化学平衡图像题的解题思路 ‎(1)看图像：一看轴(即纵坐标与横坐标的意义)，二看点(即起点、拐点、交点、终点)，三看线(即线的走向和变化趋势)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。‎ ‎(2)想规律：看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。‎ ‎(3)作判断：通过对比分析，作出正确判断。‎ ‎2．几种特殊图像 ‎(1)对于化学反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图甲、乙M点前，表示从反应物开始，v正＞v逆；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。‎ ‎(2)对于化学反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图丙L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正＞v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。‎ 考向1　化学反应速率和平衡的常见图像 ‎1．已知：2AB2(g)＋B2(g) 2AB3(g)　ΔH＜0且压强p1＜p2，下列图像中曲线变化错误的是(　　)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 答案　C 解析　该反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，AB2的平衡转化率降低，A项正确；温度不变时，增大压强，平衡正向移动，AB3的百分含量增大，B项正确；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，由于平衡逆向移动，故升温瞬间v逆＞v正，D项正确。‎ ‎2．如图表示恒容密闭器中，反应X(g) 4Y(g)＋Z(g)　ΔH＜0在某温度时X的浓度随时间的变化曲线：‎ 下列有关该反应的描述正确的是(　　)‎ A．8 min时，反应停止 B．X的平衡转化率为85%‎ C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%‎ D．若降低温度，v正和v逆将以同样程度减少 答案　B 解析　8 min时X的浓度不再变化，但反应并未停止，A项错误；从反应开始至达到平衡，X的浓度变化为1.0 mol·L－1－0.15 mol·L－1＝0.85 mol·L－1，转化率为×100%＝85%，B项正确；ΔH＜0，正反应放热，故升高温度，平衡将逆向移动，则X的转化率减小，C项错误；降低温度，正、逆反应速率同时减小，但是降低温度平衡正向移动，故v正＞v逆，即逆反应速率减小得快，D项错误。‎ 考向2　化学反应速率和平衡的陌生图像 ‎3．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1＜0‎ ‎②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2＜0‎ ‎③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＞0‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为____________________________；图甲中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是_______。‎ 图甲 ‎(2)合成气组成＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图乙所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 图乙中的压强由大到小为______________________________________________________，‎ 其判断理由是______________________________________________。‎ 图乙 答案　(1)K＝　a　反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小 ‎(2)减小　反应①为放热反应，升高温度时，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，升高温度时，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，CO的转化率降低　p3>p2>p1　相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，CO的转化率升高 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 解析　(1)根据化学平衡常数的书写要求可知，反应①的化学平衡常数为K＝。反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。‎ ‎(2)由图乙可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率升高，故压强p1、p2、p3的关系为p1