高二化学暑假知识点整理2

《化学反应速率和化学平衡》全章复习与巩固 【学习目标】 1、 了解化学反应速率及其影响因素； 2、 掌握化学平衡的建立及其影响因素，能用化学平衡常数进行定量分析; 3、 初步了解化学反应方向的判断依据。 【知识网络】 【要点梳理】 要点一、化学反应速率 1. 化学反应速率的概念及表示方法 （1）概念：通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示. V（A） = （2） 表达式： 应 （3） 单位:mol-L !-min〔或 mol L ' 等. （4） 注意点： 1 化学反应速率均取正值. 2 化学反应速率一般不用固体物质表示. 3 同一反应，选用不同物质的浓度变化表示反应速率，数 ff［可能不同，但意义相同，各物质表示的速率之 比等于该反 应方程式中的化学计量数之比. 4 注意区别平均速率和即时速率. 2. 影响化学反应速率的因素 （1） 内因：反应物的结构、性质. （2） 外因：①浓度：增大反应物的浓度，反应速率增大. 2 温度：升高温度，反应速率增大. 3 压强：对于有气体参加的反应，增大压强，气体物质的浓度增大，反应速率增大. 化学反应速率 （反应快慢） 化 学 反 应 速 率 和 化 学 平 衡 化学平衡 表示方法单位:mol/（L • s）或 mol/（ L • min）］ 「公式法 L 化学计应数之比法 「内因:反应物结构、性质（活化分子） 浓度 M 增大』增大 压强:对于有气体参加的反应 P 增大』增大 温度汀升高』增大 '催化剂:一般加快反应速率 （槪念:可逆反应、条件一定』（正）逆），各组分浓度不变 特征:逆、等、动淀、变 .原因：外界条件（浓度、压强、温度）改变』（正）P（逆）T（正）和（逆） 结果:再次乂正）=乂逆），各组分的含凰又不变 方向：依据勒夏特列原理判断，若"（正）>丿（逆），平衡向正反应方向移动； 若 Q（正）b>c>d.由外界条件对反应速率的影响知，温度高、浓度大、固体表 面积大，反应速率 就快，则 1 组最慢，2 组稍快，由于 3 组温度高但固体表面积小，4 组温度低但固体表面积 大，因此无法确定 3 组与 4 组的反应 速率的快慢，但均比 2 组快，故 A、C 两项均正确，B、D 两项均错误。 【总结升华】盐酸浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越大；铁的颗粒越小，表面积越大，反 应速率越大。 举一反三： 【变式 1］反应 2A(g) b^2B(g)+C(gMH>0,达平衡后，要使 v 正降低、c(A)增大，应采取的措施是() A. 加压 B.加催化剂 C.升温 D.降温 【答案】D 【解析】A 项，若通过压缩容器体积增大压强，则 v 正升高、c(A)增大；若通入惰性气体增大压强，则 v 正 不变、c(A) 不变。B 项，加入催化剂，只能使 v 正升高、c(A)不变。C 项，升温，v 正升高，因平衡正向移动而使 c(A)减小。D 项,降温,v 正降低、c(A)增大,故选 D。 类型三、化学平衡状态的判断 9 例 3 某温度下，H2 (g)+CO2 (g)^^H2O (g)+CO (g)的平衡常数 K=-。该温度下在甲、乙、丙三个恒容 4 密闭容器中，投入出他)和 CO2(g),其起始浓度如下表所示。 起始浓度 甲 乙 丙 c (H?) / mol / L 0.010 0.020 0.020 c (CO2) / mol / L 0.010 0.010 0.020 下列判断不正确的是() A. 平衡时，乙中 CO?的转化率大于 60% B. 平衡时，甲屮和丙屮出的转化率均是 60% C. 平衡时，丙中 eg)是甲中的 2 倍,是 0.012 mol/L D. 反应开始吋，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢 【思路点拨】物质的转化率考查实质仍然是平衡进行的程度；物质浓度越大反应速率越快。 【答案】C 9 【解析】A 选项假设 CO?的转化率为 60%,则不能满足平衡常数为一，只有平衡正向移动才能满足，因 4 9 此二氧化碳的转化率大于 60%； B 选项利用代入法，当出的转化率为 60%时，满足平衡常数为二，因为该反 4 应为气体体积不变的反应，故丙也满足；C 选项经过计算，CO?的浓度应为 0.008 moL/L； D 选项丙中反应物的 浓度最大，甲 屮反应物的浓度最小，因此丙屮的反应速率最快，甲屮的反应速率最慢。 组别 c (HCl)(mol / L) 温度(°C) 状态 1 2.0 25 块状 2 2.5 30 块状 3 2.5 50 块状 4 2.5 30 粉末状 A. 4—3—2—1 B. 1—2—3—4 C. 3—4—2—1 D. 1—2—4—3 根据数据绘制得到氢气体积随时间变化曲线如图所示，则曲线 b. c、d 所对应的实验组别对能是() 【总结升华】判断化学平衡状态时要抓住％(正)二叽逆)”和“各物质的百分含量不变”这两个核心判据。 举一反三： 【变式 1］⑴下列方法中可以证明 2 HI (g)^^H2(g)+I2(g)ti 达平衡状态的是_____________________(填序号) 1 单位时间内牛.成 n mol H2 的同时生成 n mol HI 2 一个 H—H 键断裂的同吋有两个 H—I 键断裂 3 Q(HI)=Q(【2)时 4 反应速率 V(H2) = V(I2) =巴巴时 5 c (HI) : c (H2) : c (I2)=2 ： 1 ： 1 时 6 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化时 7 温度和体积一定时，容器内压强不再变化时 8 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时 9 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化时 10 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化时 (2)在上述⑥〜⑩的说法屮能说明 2NO2 (g)^^N2O4 (g)达到平衡状态的是____________________ o 【答案】(1)②⑥⑨ (2)⑥⑦⑧⑨⑩ 【解析】由第(1)题反应的特征可知：此反应在反应前后气体的体积不发生变化，即在反应的任何一个阶段, 容器内压强不 发生改变。气体的总质量不变、总物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不 发生改变。 由第(2)题反应的特征可知：反应前后气体体积发生改变，因此若平衡发生移动则混合气体的平均相对分子 质量、混合气体 密度都发生改变，当反应处于平衡状态时，这些都不再改变，此时 c (NO2)恒定，混合气体的颜 色不再变化。 类型四、根据化学平衡移动方向进行有关判断 例 4 可逆反应：3A(g)b^3B⑺+C⑺ AH>0,随看温度升高，气体平均相对分子质量有变小的趋势, 则下列判断正确的是() A. B 和 C 可能都是固体 B. B 和 C 一定都是气体 C.若 C 为固体，则 B—定是气体 D. B 和 C 可能都是气体 【思路点拨】题目给岀的化学方程式，止向为吸热反应，温度升高平衡止向移动。 【答案】CD 【解析】升温平衡正向移动，气体平均相对分子质量减小，有两种可能：①气体质量不变，气体物质的量 增加，此时 B 与 C 均为气体。②气体质量减小，气体物质的量不变，此时 B 为气体，C 为固体(或液体)。 【总结升华】气体平均相对分子质量为总质量与总物质的量的比值。其数值的减小，可能由两种情况引起: 一是气体总质 量减小，一是气体总物质的量减小。分析本题时，这两种情况都应该考虑。 举一反三： 【变式 1】在一定温度下，反应十出(g)+1X2 (g)b^HX (g)的平衡常数为 10o 若将 1.0 mol 的 HX (g) 通入体积为 1.0 L 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% D. 33% 【答案】B 【解析】 1H： (g)-1X： (g> 'HX (g) 0 0 1.0 x x 2x x x 1.0—2x 7 r O x n 0QQQ 所以诃 X)Fxl00%=r-m。％"%。 起始浓度/ 转化浓度/ mol-L-1 平衡浓度/ mo 卜 L— K = 10 = 1.0-2x Tv?1 ,解得 x=0.0833 【变式 2］硫一碘循环分解水制盘主要涉及下列反应： I SO2+2H2O+I2==H2SO4+2HI II 2HI^^H2+I2 III 2H2SO4==2SO2+O2+2H2O (1)分析上述反应，下列判断正确的是_____________ O a.反应 III 易在常温下进行 b.反应 I 中 SO?氧化性比 HI 强 c.循环过程屮需补充 H20 d.循环过程产生 1 mol 02 的同时产生 1 mol H2 (2)—定温度下，向 1L 密闭容器中加入 1 molHI(g),发生反应 II,比物质的量随时间的变化如图所示。 0〜2 min 内的平均反应速率 v (HI)=__________ 。该温度下，H2 (g)+I2 (g)b^2HI (g)的平衡常数 K=____________ 相同温度下，若开始加入 HI (g)的物质的量是原来的 2 倍，则________________ 是原来的 2 倍。 a.平衡常数 b. HI 的平衡浓度 c.达到平衡的时 I'可 d.平衡时比的体积分数 (3)___________________________________________________________ 实验室用 Zn 和稀硫酸制収出，反应时溶 液屮水的电离平衡___________________________________________________________ 移动(填“向左”“向右"或“不 J；若加 入少量下列试剂中的___________ ，产生出的速率将增大。 a. NaNO3 b. CuSO4 c. Na2SC)4 d ・ NaHSC)3 (4)_____________________________________________________________以出为燃料可制作氢氧燃料电池。已知 2H2 (g)+O2 (g)==2H2O(l) AH=-572 kJ-moP1 某氢氧燃料电 池释放 228.8 kJ 电能时，生成 1 mol 液态水，该电池的能量转化 率为__________________________________________________________________________。 【答案】(l)c (2)0.1 mol-L-^min"1 64 b (3)向右 b (4)80% 【解析】本题主要考查了化学反应速率、化学平衡、水的电离平衡和化学计算。 (1) a 项,反应 III 在常温下不能进行;b 项，SO?的还原性比 HI 强;C 项，根据盖斯定律 1x2+11x2+111 得总 反应： 2H2O==2H2+O2,循环过程中消耗 T H2O； d 项,根据总反应知产生 1 mol 02 的同时产生 2 mol H2o (2) 由题干数据分析该反应： b — ■ —2 田 0 0 1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.2 mol 平衡： 0.1 mol 0.1 mol O.S mol 0〜2 min 内平均反应速率 v(HI) = ，二()」mol • U1 • min'1 lLx2min 第三问，若开始加入 HI 的物质的量是原来的 2 倍，相当于先将 III 加入到 2 L 的容器(达到的平衡状态与原 平衡一致，即 H1 的浓度、比的体枳分数与原平衡相同)，再将体积压缩至 1L,因为该反应为体枳不变的反应, 加压平衡不移动，所以 HI 浓度 为原来的 2 倍，出的体积分数不变；温度不变，平衡常数不变；加入 HI 的物质 的量增大，反应物浓度增大，反应速率加快，达 到平衡的时间缩短。 ⑶Zn 与稀 H2SO4 反应，c (『)减小，水的电离平衡向右移动；若向原溶液加入 NaNO3, Zn 与 Hl NO3" 反应不生成 出； 若加 CUSOA Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu, Zn 与 Cu 构成原电池，加快反应速率；若加 Na2SO4 对 反应速率没有影响；若加 NaHSCh，HSO3 一消耗 H+生成 H2O 和 SO?,减缓反应速率。 (4) 生成 1 mol 液态水，理论上放 热竺卫> = 286kJ，则该电池的能量转化率为：228,8kJ x 100% = 80%。 2 286 kJ 【变式 3】已知可逆反应：M(g)+N(g)b^P(g)+Q(g), AH>0,请回答下列问题： (1) 在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=l mol-L"1, c(N)=2.4 mol-L_1；达到平衡后，M 的转化 率为 60%,此时 N 的转化率为______________； (2) 若反应温度升高，M 的转化率___________ (填“增大”“减小”或'不变")； 平衡常数 3°.鳥狀(2：心= 64。 (3) 若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=4 mol-L_1, c (N)二 a mol ・ L」达到平衡后，c (P)=2 mol-L"1, a-_________ ； (4) 若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c (N)=/? mobL-1,达到平衡后，M 的转化率为___________________ 。 【答案】(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41% 【解析】本题主要考查了化学平衡移动、转化率、平衡常数等基本概念和基本计算，具有较强的综合性。 在解题中应注意 平衡常数与转化率的巧妙应用，这也是解答本题的关键所在。 (1)N 的转化率为 lm01，L x6(^% x 100% = 25%。 2.4 mol 心 (2)因为反应 AH>0,是吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，M 的转化率增大。 根据温度不变，平衡常数不变的特点 K=2 mol-L"lx2 mol-L_,/[2 mol-L-^^-?) mol L_1]=0.6 mol L_,x0.6 mol-L_1/[0.4 mol L_1xl,8 mol-L_1] 得 a=6。 (4)同理: \I (g) + N(g) -------------- P(g)- Q(g) 起始浓度：b mol-L-1 b mol-L~: 0 0 转化浓度：x mol-L-1 xmol-L~: xmoi-L"l x mol-L"1 平衡浓度：(方一 x) (t—x) mo?L_I xmol-L_1 x mol-L"1 根据温度不变，平衡常数不变的特点， K=^/(b-x)2=0.6 mol-L~,x0.6 mol-L",/[0.4 mol-L"1 xl.8 mol-L" !J,得 x=0 ・ 41b a (M)=(0.41 b/b)x 100 % =41 %。 类型五、化学平衡图像分析 例 5 在某密闭容器中，可逆反应：A(g)+B (g)^^xC (g) AH 符合图中(I)所示关系。由此判断，对图 像(II)说法不正确的是() A. 〃3>內，Y 轴表示 A 的转化率 B. P3>P4, Y 轴表示 B 的质量分数 C. ”3>“4，Y 轴表示混合气体的密度 D. P3>P4, Y 轴表示混合气体的平均相对分子质量 【思路点拨】当题目屮涉及多变量时，应先固定其屮的一个变量，分析另一个变量。另外, 要注意其纵、横坐标的意义。 【答案】B 【解析】据图像(I)知，在压强不变时，曲线方的斜率比 C 的大，故 T\>T“降温⑺一>7y 时，0(C)增大, 即平衡正向移动， 说明正反应为放热反应。当温度不变时，曲线 b 的斜率比 G 的大，故 P2>P\,增大压强(0TP2) 时，0(C)增大，即平衡正向移动， 故 x