- 2021-04-28 发布 |
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文档介绍
2019届一轮复习人教版化学反应速率以及化学平衡学案
2019年全国卷高考化学总复习《化学反应速率以及化学平衡》专题突破 [题型分析]从2018年考试大纲和各地考试说明及近几年各省市高考试题来看，化学反应速率和化学平衡属于必考内容。任何化学反应都涉及到快慢的问题，特别是化工生产中和实验室制备物质时，都要认真考虑反应进行的快慢及改变的方法如何，所以每年的高考都会出现本部分的题目。在命题中出现的题型主要是选择题，同一个问题可能从不同角度来考查；另外，除直接考查基本知识外，还增加了考查学生分析问题能力和应用知识能力的题目。考查的主要知识点有：①利用化学反应速率的数学表达式进行的有关计算；②反应中各物质反应速率之间的关系；③根据浓度、温度、压强、催化剂、颗粒大小、光等外界条件的改变，定性判断化学反应速率的变化。预测2018年高考，通过化学反应速率测定的方法考查数学处理能力，重点考查考生对化学反应速率的理解，对化学反应速率表示方法的认识，以及运用化学方程式中各物质的化学计量比的关系进行有关的简单计算。 化学反应速率与化学平衡类试题时高考的必考点，大多数省份卷以选择题形式考查，少数也与大题形式。通常考查化学反应反应速率及计算，影响化学反应速率的因素，化学平衡的建立及移动，化学平衡常数，化学平衡相关计算，化学反应速率与化学平衡图像问题等。近几年的考查中均出现新的情境，结合等效平衡思想进行分析，相对难度较大。 【例题演练】 ☆★考点一：化学反应速率及相关计算 1、反应速率 化学反应速率单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，ν(B)= ，单位为mol/(L·s)或mol/(L·min) （1）化学反应速率并不是均匀进行的，采用这样的方法计算出来的反应速率，是在给定时间范围内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。 （2）反应速率均取正值。 （3）对于同一化学反应，选用不同的物质作标准计算，有不同的速率数值，但却表示的是同一化学反应的速率。所以必须在速率v的右下角注明参照物的名称。否则这个速率的数值没有确定的含义。 （4）以不同参照物计算出来的反应速率数值比，等于化学方程式中各物质的系数比。 2、影响化学反应速率的因素 （1）不同的化学反应具有不同的反应速率，影响反应速率的主要因素是内因，即参加反应物质的性质。 化学反应过程的实质： ①反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。 ②能发生反应的碰撞叫有效碰撞。 ③能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。 ④只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。 （2）在同一反应中，影响反应速率的因素是外因，即外界条件，主要有温度、浓度、压强、催化剂等。（还有像反应颗粒（固体）的大小、光、波等对化学反应速率也有影响）浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关系。 条件变化 反应体系内变化 注意点 浓度增大 单位体积内分子总数增加，反应速率增大。 活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多，引起单位体积内活化分子总数增多。 压强增大 单位体积内气体分子总数增加，反应速率增大。 无气体物质参加或生成的反应，压强变化不影响反应速率。可逆反应中，增大压强正、逆反应速率都加快，且气体体积减小的反应方向反应速率加快的幅度更大；减小压强正、逆反应速率都减慢，且气体体积减小的反应方向反应速率减慢的幅度更大。 温度升高 分子的平均能量升高，使反应速率增大。 温度每升高10℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍。可逆反应中，升高温度正、逆反应速率都增大，且吸热反应方向的反应速率加快的幅度更大；降低温度正、逆反应速率都减小，且吸热反应方向的反应速率减小的幅度更大。 使用正催化剂 改变了反应历程，反应易于发生，使反应速率增大。 催化剂降低了活化能，使一部分原先的非活化分子变为活化分子，提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大，是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大，且正逆反应速率以相同的幅度增大。 【例1】【2017江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ） A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大 【答案】D ☆★考点二：化学平衡状态的判断及化学平衡移动 1、化学平衡状态 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 可逆反应达到平衡的依据： 1、根据化学平衡状态的本质特征——正反应速率与逆反应速率相等； 2、根据化学平衡状态的宏观表现——各组分的浓度保持不变。 2、化学平衡移动 影响化学平衡的因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 增大压强 向气体体积减小的方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 使用催化剂 平衡不移动 【例2】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ） A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 【答案】B ☆★考点三：化学平衡相关计算 化学平衡的计算一般采用“三段式”，具体的方法如下： 1、解题步骤 （1）写出涉及到的可逆反应方程式。 （2）找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按三段式列出。 （3）根据问题建立相应的关系式进行计算。 2．具体方法 可按下列模式进行计算： 如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 起始（mol/L） a b 0 0 变化（mol/L） mx nx px qx 平衡（mol/L） a-mx b-nx px qx （1）求平衡常数 （2）求转化率 （3）说明 ①反应物：c(平)=c(始)-c(变) 生成物：c(平)=c(始)+c(变) ②各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计量数之比。 【例3】【2017江苏卷】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是（ ） A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5 B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大 C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50% D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则 T2> T1 【答案】CD ☆★考点四：化学平衡图像问题 化学反应速率与化学平衡图像问题是高考中的重点和难点，这类问题分析要注重方法和分析过程。 1、图象题的解题思路 （1）一看点：即看线段的起点是否通过原点，两条线的交点或者线段的拐点等。 （2）二看线：看线段的走向和变化趋势。 （3）三看面：看清楚横坐标和纵坐标表示的物理量。 （4）四看要不要作辅助线：看是否需要作等温线或等压线。 2、常见的平衡图象 以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n＞p+q且△H＞0为例 （1）v—t图象 （2）c——t图象 （3）c——p(T)图象 【例4】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该反应的焓变△H>0 B．图中Z的大小为a>3>b C．图中X点对应的平衡混合物中=3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小 【答案】A 【真题回访】 1．常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。 下列判断正确的是（ ） A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO) 【答案】B 2．一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是（ ） A．该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 【答案】AD 3．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应：X（g）+m Y（g）3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是（ ） A．m=2 B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1: 1 D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1 【答案】D 4．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 5．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1 反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是（ ） A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7mol D．CO的平衡转化率为80% 【答案】C 6．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）×体积分数。下列说法正确的是（ ） A．550℃时，若充入惰性气体，ʋ正，ʋ逆 均减小，平衡不移动 B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总 【答案】B 7．在不同浓度（c)、温度（T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。下列判断不正确的是（ ） c/mol/L v/mmol/(L · min) T/K 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 A．a=6.00 B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变 C．b＜318.2 D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 【答案】D 8．在体积均为1．0L的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋c(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（ ） A．反应CO2(g)＋c(s)2CO(g) △S>0、△H<0 B．体系的总压强P总：P总(状态Ⅱ)>2P总（状态Ⅰ） C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ) D．逆反应速率V逆：V逆（状态Ⅰ）>V逆（状态Ⅲ) 【答案】BC 9．顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题： （1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K1=_____；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则________0(填“小于”“等于”或“大于”)。 （2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号)，平衡常数值K2=_____；温度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。 【答案】（1）3 小于 （2）B 7/3 大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动 10．在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g) + B(g)2D(g) △H=Q kJ·mol–1。相关条件和数据见下表： 实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 700 700 750 达平衡时间/min 40 5 30 n(D)平衡/ mol 1.5 1.5 1 化学平衡常数 K1 K 2 K 3 下列说法正确的是（ ） A．K 3＞K 2＝K 1 B．实验Ⅱ可能使用了催化剂 C．实验Ⅲ达平衡后容器内的压强是实验Ⅰ的倍 D．实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡不移动 【答案】BD 11．CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg与温度(t)的关系曲线如右图。下列说法正确的是（ ） A．通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中CO的含量 B．CO不适宜用于工业冶炼金属Cr C．CO还原PbO2的反应ΔH＞0 D．工业冶炼金属Cu时，高温有利于提高CO的转化率 【答案】B 12．α-氯乙基苯是一种重要的有机合成中间体，其一种制备反应原理为： 在T℃时，向2.0 L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯(g)和0.40mol Cl2(g)进行反应，反应过程中测定的部分数据见下表： t/min 0 1 2 5 10 n(HCl)/mol 0 0.12 0.20 0.32 0.32 下列有关说法正确的是（ ） A．反应在0～2 min内的平均速率v(α-氯乙基苯)＝0.10mol·L－1·min－1 B．10 min后，若保持其他条件不变，升高温度，达到新平衡时测得c(α-氯乙基苯)＝0.18mol·L－1，则反应的ΔH＞0 C．在T℃时，起始时若向容器中充入1.0 mol乙苯(g)、0.50 mol Cl2(g)和0.50 mol α-氯乙基苯(g)、0.50 mol HCl(g)，则反应将向正反应方向进行 D．在T℃时，起始时若向容器中充入2.0molα-氯乙基苯(g)和2.2mol HCl(g)，达到平衡时，α-氯乙基苯(g)的转化率小于20% 【答案】BC 13．一定条件下，CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol；向2L 恒容恒温密闭容器中充入1mol CO2和2.8molH2反应，图中过程I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是（ ） A．m点:v(正)>v(逆) B．活化能：过程Ⅱ>过程I C．n点时该反应的平衡常数K＝50 D．过程I，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度 【答案】C 14．在甲、乙、丙三个不同密闭容器中，按不同方式投料，起始浓度和起始容积相同，一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H 下列说法正确的是（ ） A．V甲>V乙 B．K丙>K乙 C．V甲=V丙 D．c乙>c甲 【答案】D 15．下图所示与对应叙述相符的是（ ） 图1 图2 图3 图4 A．用硝酸银溶液滴定等浓度的A－、B－、C－的混合溶液（均可以与Ag+反应生成沉淀），由图1可确定首先沉淀的是C－ B．图2表示反应中某反应物的正、逆反应速率随温度变化情况，由图可知该反应的正反应是吸热反应 C．一定条件下，X和Y反应生成Z，由图1推出该反应的方程式可表示为：X + 3YZ D．图4表示溶液中反应：I2 + I－I3－ 平衡c(I3－)随温度变化，反应速度V(正)M＜V(逆)N 【答案】D 16．在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中，如图充料发生反应：CO2 (g) +3H2 (g)CH30H(g)十H2 O (g)△H= -25kJ／mol。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0．55倍；乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是（ ） A．刚开始反应时速率：甲>乙 B．平衡后反应放热；甲>乙 C．500℃下该反应平衡常数：K =3×102 D．若a≠0，则0.9查看更多