2019届二轮复习8化学反应速率与化学平衡课件（59张）

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第 8 讲　化学反应速率与化学平衡 - 2 - - 3 - - 4 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 化学反应速率及其影响因素 1 . 判断正误 , 正确的划 “ √ ”, 错误的划 “×” 。 (1) 随着反应的进行 , 化学反应速率一定逐渐减小 ( × 　 ) (2) 增大压强 , 化学反应速率一定加快 ( × 　 ) (3) 反应现象不明显 , 证明化学反应速率很慢 ( × 　 ) (4) 同一化学反应 , 相同条件下用不同物质表示的反应速率 ( 单位一致 ), 其数值可能不同 , 但表示的意义相同 ( √ 　 ) (5) 对于固体或纯液体反应物 , 其浓度视为常数 , 故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率 ( √ 　 ) (6) 不论是放热反应还是吸热反应 , 升高温度化学反应速率都增大 ( √ 　 ) (7) 由化学反应速率的大小可推知化学反应的快慢 ( √ 　 ) - 5 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (8) 对于一个化学反应来说 , 其反应速率越大 , 反应现象就越明显 ( × 　 ) (9) 加入少量 CH 3 COONa 晶体可以减小 Zn 与稀硫酸反应的速率 , 但不影响产生 H 2 的总量 ( √ 　 ) - 6 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 . 按要求填空。 (1) 形状大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率 : 铁 小于 　 ( 填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ”) 铝。   (2) 对于反应 Fe+2HCl FeCl 2 +H 2 ↑, 改变下列条件对生成氢气的速率有何影响 ( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ”)? ① 升高温度 : 增大 　 ;   ② 增大盐酸浓度 : 增大 　 ;   ③ 增大铁的质量 : 不变 　 ;   ④ 增加盐酸体积 : 不变 　 ;   ⑤ 把铁片改成铁粉 : 增大 　 ;   ⑥ 滴入几滴 CuSO 4 溶液 : 增大 　 ;   ⑦ 加入 NaCl 固体 : 不变 　 。   - 7 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (3) 若把 (2) 中的稀盐酸改成 “ 稀硝酸 ” 或 “ 浓硫酸 ” 不能 　 ( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ”) 产生 H 2 , 原因是 稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性 , Fe 与稀硝酸反应产生 NO , 不会生成 H 2 ; 常温下 , 铁在浓硫酸中会发生 钝化 。   - 8 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (2017 江苏 ,10,3 分 )H 2 O 2 分解速率受多种因素影响。实验测得 70 ℃ 时不同条件下 H 2 O 2 浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 ( 　　 ) - 9 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 丙 丁 A. 图甲表明 , 其他条件相同时 ,H 2 O 2 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 ,H 2 O 2 分解速率越快 C. 图丙表明 , 少量 Mn 2+ 存在时 , 溶液碱性越强 ,H 2 O 2 分解速率越快 D. 图丙和图丁表明 , 碱性溶液中 ,Mn 2+ 对 H 2 O 2 分解速率的影响大 答案 解析 解析 关闭 A 项 , 从图甲看 , 其他条件相同时 , 起始时 H 2 O 2 的浓度越小 , 对应曲线的斜率越小 , 则反应速率越慢 , 错误 ;B 项 , 从图乙看 , 其他条件相同时 , 溶液中 OH - 的浓度越大 ,pH 越大 , 对应曲线的斜率越大 , 则 H 2 O 2 分解得越快 , 错误 ;C 项 , 从图丙看 , 相同时间内 ,0.1 mol · L -1 NaOH 溶液条件下 ,H 2 O 2 分解速率最快 ,0 mol · L -1 NaOH 溶液的条件下 ,H 2 O 2 分解速率最慢 , 而 1.0 mol · L -1 NaOH 溶液的条件下 ,H 2 O 2 分解速率处于二者之间 , 错误。 答案 解析 关闭 D - 10 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 名师揭密 化学反应速率一直是高考化学考查的热点内容 , 通常在反应原理综合题中结合图像或图表考查反应速率的计算及影响因素。近年来更加强调这部分知识在生产、生活和科学研究领域的重要作用。在复习中要注意对基础知识的理解 , 提高利用化学反应原理分析生产、生活和科学研究领域中具体问题的能力。 - 11 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 . 化学反应速率的 计算 ① 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质 , 不适用于固体和纯液体。 ② 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率 , 而不是瞬时速率 , 且计算时取正值。 ③ 同一反应用不同的物质表示反应速率时 , 数值可能不同 , 但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 - 12 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 . 气体反应体系中充入惰性气体 ( 或无关气体 ) 时 , 对反应速率的影响 - 13 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 . 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的 , 但影响程度不一定相同。 (1) 当增大反应物浓度时 , v ( 正 ) 瞬间增大 , 随后逐渐减小 ; v ( 逆 ) 瞬间不变 , 随后逐渐增大 ; 直至 v ( 正 ) 和 v ( 逆 ) 相等时达到平衡。 (2) 增大压强 , 气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。 (3) 对于反应前后气体分子数不变的反应 , 改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 (4) 升高温度 , v ( 正 ) 和 v ( 逆 ) 都增大 , 但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。 (5) 使用催化剂 , 能同等程度地改变正、逆反应速率。 - 14 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一 　 化学反应速率的影响因素 1 . 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 ( 　　 ) 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 解析 解析 关闭 根据表中的数据可知 ,328.2 K 时 , 蔗糖溶液的浓度越大 , 水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知 , 蔗糖的浓度每减小 0.100 mol · L -1 , 速率减小 1.50 mmol · L -1 · min -1 , 所以在浓度为 0.400 mol · L -1 时 , 蔗糖水解的速率为 6.00 mmol · L -1 · min -1 ,A 项正确 ; 根据表中的数据可知 , 温度升高 , 水解速率越大 , 浓度越高 , 水解速率也越快 , 因此同时改变反应物的浓度和反应的温度 , 若二者对反应速率的影响趋势相反 , 且能相互抵消 , 则反应速率也可能不变 ,B 项正确 ; 在物质的浓度不变时 , 温度升高 , 水解速率加快 , 温度降低 , 水解速率减慢。由于在物质的浓度为 0.600 mol · L -1 时 , 当 318.2 K 时水解速率是 3.60 mmol · L -1 · min -1 , b K 时该反应的速率为 2.16 mmol · L -1 · min -1 , 小于 3.60 mmol · L -1 · min -1 , 所以反应温度低于 318.2 K, 即 b <318.2,C 项正确 ; 由于温度不同时 , 在相同的浓度时的反应速率不同 , 所以不同温度下 , 蔗糖浓度减小一半所需的时间不同 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 D - 15 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二 　 化学反应速率的计算 2 .(2018 浙江杭州学军中学高三适应性练习 )X(g)+3Y(g ) 2Z(g ) 　 Δ H =- a kJ·mol -1 , 一定条件下 , 将 1 mol X 和 3 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中 , 反应 10 min 后 , 测得 Y 的物质的量为 2.4 mol 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.10 min 内 ,Y 的平均反应速率为 0.03 mol·L -1 ·s -1 B. 第 10 min 时 ,X 的反应速率为 0.01 mol·L -1 ·min -1 C.10 min 内 , 消耗 0.2 mol X, 生成 0.4 mol Z D.10 min 内 ,X 和 Y 反应放出的热量为 a kJ 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 16 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组三 　 化学反应速率的图像分析 3 .(2018 浙江暨阳高三联考 ) 用 Na 2 FeO 4 溶液氧化废水中的还原性污染物 M 使其发生降解。为研究降解效果 , 设计如下对比实验探究温度、浓度、 pH 、催化剂对降解速率和效果的影响 , 实验测得 M 的浓度与时间的关系如图所示 , 下列说法不正确的是 ( 　　 ) - 17 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 A. 实验 ① 在 15 min 内 M 的降解速率为 1.33×10 -5 mol·L -1 ·min -1 B. 若其他条件相同 , 实验 ①② 说明升高温度 ,M 降解速率增大 C. 若其他条件相同 , 实验 ①③ 证明 pH 越高 , 越不利于 M 的降解 D. 实验 ④ 说明 M 的浓度越小 , 降解的速率越快 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 18 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组四 　 “ 控制变量 ” 思想在探究影响化学反应速率因素中的应用 4 .(2018 湖南衡阳八中高三月考 ) 铬是广泛存在于环境中的金属元素 , 在水体中主要以三价和六价铬的化合物为主 , 其中六价铬对人有害。通常含六价铬的酸性工业废水的处理流程为 : 为进一步研究初始 pH 和草酸的浓度对第 ② 步反应速率的影响 , 某学习小组设计对比实验如下表 : - 19 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 - 20 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (1) 实验设计表中 z = 　　　　　 ;   (2) 实验甲中 O ~ t 1 时间段反应速率 v (Cr 3+ )= 　　　 mol·L -1 ·min -1 ( 用含字母的代数式表示 ) 。   (3) 常温下 , 第 ③ 步反应生成的 Cr(OH) 3 在溶液中存在以下平衡 :Cr(OH) 3 (s ) Cr 3 + (aq)+3OH - (aq), 其溶度积 K sp [Cr(OH) 3 ]=1×10 -32 , 要使反应后溶液中 c (Cr 3+ ) 不高于 10 -5 mol·L -1 , 溶液的 pH 应调至 　　　　　　　 。   答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 21 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 化学平衡及其影响因素 1 . 用平衡移动原理判断化学平衡移动的方向。如果改变影响平衡的一个条件 ( 如浓度、压强或温度等 ), 平衡就向着能够 减弱 　 这种改变的方向移动。   (1) 升高温度时 , 平衡向 吸热 　 反应方向移动。   (2) 增大 　 反应物浓度 , 平衡向反应物浓度减少的方向移动。   (3) 增加 　 压强时 , 平衡向气体体积缩小的方向移动。   (4) 平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变破坏了原平衡体系 , 使 v ( 正 )≠ v ( 逆 ) 。 ① 当 v ( 正 ) > 　 v ( 逆 ) 时 , 平衡向正反应方向移动。   ② 当 v ( 正 ) < 　 v ( 逆 ) 时 , 平衡向逆反应方向移动。   - 22 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 . 化学平衡常数的 4 大 “ 应用 ” 。 (1) 判断反应进行的程度 : K > 10 5 　 , 可以认为反应进行完全。   (2) 判断反应进行的方向。 Q c < 　 K , 反应向正反应方向进行。   (3) 判断反应的热效应。升高温度 , K 值增大 , 正反应为 吸热 　 反应。   (4) 根据平衡常数进行简单计算。 - 23 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 . 化学平衡状态的判断 ( 填表 ) 。 在恒容密闭容器中发生反应 :4NH 3 (g)+5O 2 (g ) 4NO(g )+6H 2 O(g) 　 Δ H = Q kJ·mol -1 - 24 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 .(2018 天津 ,5,6 分 ) 室温下 , 向圆底烧瓶中加入 1 mol C 2 H 5 OH 和含 1 mol HBr 的氢溴酸 , 溶液中发生反应 : C 2 H 5 OH+HBr C 2 H 5 Br+H 2 O , 充分反应后达到平衡。已知常压下 ,C 2 H 5 Br 和 C 2 H 5 OH 的沸点分别为 38.4 ℃ 和 78.5 ℃ 。下列有关叙述错误的是 ( 　　 ) A. 加入 NaOH, 可增大乙醇的物质的量 B. 增大 HBr 浓度 , 有利于生成 C 2 H 5 Br C. 若反应物均增大至 2 mol, 则两种反应物平衡转化率之比不变 D. 若起始温度提高至 60 ℃ , 可缩短反应达到平衡的时间 答案 解析 解析 关闭 加入 NaOH 能与 HBr 反应 , 平衡左移 , 可增大乙醇的物质的量 ,A 项正确 ; 增大反应物 HBr 的浓度 , 平衡右移 , 有利于生成 C 2 H 5 Br,B 项正确 ; 由于两种反应物的起始量相等 , 且反应中两种物质的化学计量数之比为 1 ∶ 1, 则两种反应物平衡转化率之比不变 ,C 项正确 ; 由于 C 2 H 5 Br 的沸点为 38.4 ℃ , 若起始温度提高至 60 ℃ , 则会造成 C 2 H 5 Br 的挥发 , 因此反应达到平衡的时间会延长 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 D - 25 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 .(2018 课标 Ⅰ ,28,15 分 ) 采用 N 2 O 5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术 , 在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题 : (1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银 , 得到 N 2 O 5 。该反应的氧化产物是一种气体 , 其分子式为 　　　　　　 。   (2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 ℃ 时 N 2 O 5 (g) 分解反应 : 其中 NO 2 二聚为 N 2 O 4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示 [ t =∞ 时 ,N 2 O 5 (g) 完全分解 ]: - 26 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 ② 研究表明 ,N 2 O 5 (g) 分解的反应速率 v =2×10 -3 × (kPa·min -1 ), ③ 若提高反应温度至 35 ℃ , 则 N 2 O 5 (g) 完全分解后体系压强 p ∞ (35 ℃ ) 　　　　 63.1 kPa( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ”), 原因是 　 。   ④ 25 ℃ 时 N 2 O 4 (g)2NO 2 (g) 反应的平衡常数 K p = 　　　　　 kPa( K p 为以分压表示的平衡常数 , 计算结果保留 1 位小数 ) 。   - 27 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (3) 对于反应 2N 2 O 5 (g ) 4NO 2 (g )+O 2 (g),R.A.Ogg 提出如下反应历程 : 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 　　　　 ( 填标号 ) 。   A. v ( 第一步的逆反应 )> v ( 第二步反应 ) B. 反应的中间产物只有 NO 3 C. 第二步中 NO 2 与 NO 3 的碰撞仅部分有效 D. 第三步反应活化能较高 - 28 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 答案 : (1)O 2 　 (2) ① 53.1 　 ② 30.0 　 6.0×10 -2 　 ③ 大于　温度提高 , 体积不变 , 总压强提高 ;NO 2 二聚为放热反应 , 温度提高 , 平衡左移 , 体系物质的量增加 , 总压强提高　 ④ 13.4 　 (3)AC 解析 : (1) 干燥的氯气与干燥的 AgNO 3 之间发生氧化还原反应时 , 氯气作氧化剂 , 而 AgNO 3 中 Ag 、 N 元素都处于最高价 , 所以被氧化的只能为氧元素 , 则得到的气体为氧气。 - 29 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 - 30 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 　　　 　 1 1 26.4 kPa 　 26.4 kPa 则平衡时 NO 2 的分压为 :63.1 kPa- p (O 2 )- p (N 2 O 4 )=18.8 kPa (3) 根据第一步能 “ 快速平衡 ” 及第二步 “ 慢反应 ” 可判断 A 项正确 ; 反应的中间产物有 NO 3 及 NO,B 项错误 ; 根据第二步反应 : NO 2 +NO 3 NO+NO 2 +O 2 可知 , 部分 NO 2 没有参加反应 ,C 项正确 ; 第三步为 “ 快反应 ”, 则该步反应的活化能较低 ,D 项错误。 - 31 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 名师揭密 化学平衡是高考中的必考知识点。化学平衡是包含一般的化学反应平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等在内的一个平衡理论体系 , 而化学平衡则是这一体系的核心 , 是分析其他平衡移动的基础。高考对于化学平衡理论的考查主要侧重于平衡状态的判断 , 外界条件对平衡移动的影响以及平衡移动对物质浓度、转化率的影响等。化学平衡常数的概念与计算、平衡转化率的计算与比较以及化学平衡的有关计算也是高考的命题热点。此类试题的综合性强、能力要求高 , 近几年高考化学试题中均涉及了有关平衡常数的计算和应用问题 , 预计在 2019 年高考中还会有这种题型。 - 32 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 . 化学平衡状态的判断 (1) 等 ——“ 正逆相等 ”( 三种表述 ) 。 ① 同一物质 ( 两种表述 ): v ( 正 )= v ( 逆 ) 、断键数 = 成键数。 (2) 定 ——“ 变量不变 ”: 如果一个量是随反应进行而改变的 ( 即变量 ), 当其 “ 不变 ” 时反应就达到平衡状态 , 即 “ 变量 ” 不变可说明达到平衡状态。 ① 平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。 ② 一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量不变等。 ③ 有色体系的颜色保持不变 。 - 33 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (3) 依 Q ( 浓度商 ) 与 K 关系判断 : 若 Q = K , 反应处于平衡状态。 2 . 分析化学平衡移动的一般思路 - 34 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 . 物质转化率的变化规律 ( 恒容容器中 ) ① 增加 A 的量 , 平衡正向移动 ,B 的转化率增大 ,A 的转化率减小。 ② 若按原比例同倍数地增加反应物 A 和 B 的量 , 则平衡向正反应方向移动 , 反应物的转化率与气体反应物的化学计量数有关 : 若 m + n = p + q ,A 、 B 的转化率都不变 ; 若 m + n > p + q ,A 、 B 的转化率都增大 ; 若 m + n < p + q ,A 、 B 的转化率都减小。 - 35 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 4 . 化学平衡计算的基本模式 ——“ 三段式 ” 根据反应进行 ( 或平衡移动 ) 的方向 , 设出某反应物消耗的量 , 然后列式求解。 起始量 : a b 0 0 变化量 : mx nx px qx 平衡量 : a - mx b - nx px qx 其中 : ① 各物质的变化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 ② 这里 a 、 b 可指 : 物质的量、浓度、气体体积等。 ③ 弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。 ④ 在计算平衡常数时 , 要注意反应物或生成物的状态。 注意 :(1) 反应起始时 , 反应物和生成物可能同时存在。 - 36 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (2) 由于起始浓度是人为控制的 , 故不同的物质起始浓度比不一定等于化学计量数之比。若反应物起始浓度之比等于化学计量数之比 , 则隐含着各反应物转化率相等 , 且平衡时各反应物的浓度之比等于化学计量数之比。 (3) 起始浓度、平衡浓度不一定等于化学计量数之比 , 但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的 , 故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比 , 这是计算的关键。 - 37 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一 　 化学平衡状态的判断 1 .(2018 辽宁丹东五校协作体联考 ) 在恒温下体积恒定的密闭容器中 , 有可逆反应 :2NO(g)+O 2 (g) 2NO 2 (g)( 正反应为放热反应 ), 不能说明该反应已达到平衡状态的是 ( 　　 ) A . 正反应生成 NO 2 的速率和逆反应生成 O 2 的速率相等 B. 反应器中压强不随时间变化而变化 C. 混合气体颜色保持不变 D. 混合气体平均相对分子质量保持不变 答案 解析 解析 关闭 NO 2 和 O 2 的化学计量数之比为 2 ∶ 1, 正反应生成 NO 2 的速率和逆反应生成 O 2 的速率相等 , 表示正逆反应速率并不相等 , 不能说明反应已达到平衡 ,A 项错误 ; 反应前后气体的化学计量数之和不相等 , 当反应达到平衡时 , 气体的总压强不变 ,B 项正确 ; 混合气体的颜色不再改变 , 说明 NO 2 气体的浓度不变 , 说明达到平衡状态 ,C 项正确 ; 反应前后气体的化学计量数之和不相等 , 当达到平衡时 , 气体的物质的量不变 , 则混合气体的平均摩尔质量不再改变 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 38 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二 　 外界条件对化学平衡的影响 2 .(2018 浙江嘉兴第一中学高三期末 ) 一定温度下 , 某容器中加入足量的碳酸钙 , 发生反应 CaCO 3 (s ) CaO(s )+CO 2 (g), 达到平衡 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 将容器体积缩小为原来的一半 , 当体系再次达到平衡时 ,CO 2 的浓度不变 B. 将体积增大为原来的 2 倍 , 再次达到平衡时 , 气体的密度变大 C. 因 CaCO 3 (s) 需加热才能分解生成 CaO(s) 和 CO 2 (g), 所以 Δ H <0 D. 保持容器压强不变 , 充入 He, 平衡向逆反应方向进行 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 39 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组三 　 化学平衡常数的计算与应用 3 .(2018 清华大学附属中学高三月考 ) 由 CO 和 H 2 S 反应可制得羰基硫 (COS) 。在恒容的密闭容器中发生反应并达到平衡 :CO(g)+H 2 S(g ) COS(g )+H 2 (g), 数据如下表所示 : - 40 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 上述反应是吸热反应 B. 实验 1 达平衡时 ,CO 的转化率为 70% C. 实验 2 达平衡时 , a <7.0 D. 实验 3 达平衡时 , 再充入 1.0 mol H 2 , 平衡逆向移动 , 平衡常数值增大 C - 41 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 : 相同温度时实验 3 中开始通入 20.0 mol CO 和 20.0 mol H 2 S 建立的平衡与实验 1 中开始通入 10.0 mol CO 和 10.0 mol H 2 S 建立的平衡互为等效平衡。若在 150 ℃ 时通入 20.0 mol CO 和 20.0 mol H 2 S 达到平衡 ,CO 物质的量应为 (20-20 × ) mol=14 mol, 实验 3 中温度为 400 ℃ , 平衡时 CO 的物质的量为 16 mol, 说明升高温度 , 平衡向逆反应方向移动 , 即正反应是放热反应 , 故 A 项错误 ; 实验 1 中消耗 CO 的物质的量为 (10.0-7.0) mol=3.0 mol, 即 CO 的转化率 为 × 100%=30%, 故 B 项错误 ; 根据 “ 三段式 ”: - 42 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 起始 / mol: 10 10 0 0 变化 / mol: 3 3 3 3 平衡 / mol: 7 7 3 3 说明开始时反应正向进行 , 则达到平衡时 CO 的物质的量小于 7 mol, 即 a <7.0, 故 C 项正确 ; 平衡常数只受温度的影响 , 因此再充入 1.0 mol H 2 , 平衡逆向移动 , 但化学平衡常数不变 , 故 D 项错误。 - 43 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 化学反应速率与化学平衡的有关图像 1 . 已知 : c 表示反应物的平衡浓度 , α 表示反应物的转化率。图 ① 中 , 若 p 1 > p 2 > p 3 , 则正反应为气体体积 减小 　 的反应 ,Δ H < 　 0; 图 ② 中 , 若 T 1 > T 2 , 则正反应为 放热 　 反应。   - 44 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 .(2018 课标 Ⅱ ,27,14 分 )CH 4 -CO 2 催化重整不仅可以得到合成气 (CO 和 H 2 ), 还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题 : (1)CH 4 -CO 2 催化重整反应为 : 该催化重整反应的 Δ H = 　　　　　 kJ·mol -1 , 有利于提高 CH 4 平衡转化率的条件是 　　　　　 ( 填标号 ) 。   A. 高温低压 B. 低温 高压 C . 高温高压 D. 低温 低压 - 45 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 某温度下 , 在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH 4 、 1 mol CO 2 以及催化剂进行重整反应 , 达到平衡时 CO 2 的转化率是 50%, 其平衡常数为 　　　　　 mol 2 ·L -2 。   (2) 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低 , 同时存在的消碳反应则使积碳量减少 , 相关数据如下表 : - 46 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 ① 由上表判断 , 催化剂 X 　　　　　 Y( 填 “ 优于 ” 或 “ 劣于 ”), 理由是 　　　　　　　　　　　 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下 , 某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示 , 升高温度时 , 下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数 ( K ) 和速率 ( v ) 的叙述正确的是 　　　　　 ( 填标号 ) 。   A. K 积 、 K 消 均 增加 B. v 积 减小、 v 消 增加 C. K 积 减小、 K 消 增加 D. v 消 增加的倍数比 v 积 增加的倍数大 - 47 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 ② 在一定温度下 , 测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 v=k · p (CH 4 )·[ p (CO 2 )] -0.5 ( k 为速率常数 ), 在 p (CH 4 ) 一定时 , 不同 p (CO 2 ) 下积碳量随时间的变化趋势如下图所示 , 则 p a (CO 2 ) 、 p b (CO 2 ) 、 p c (CO 2 ) 从大到小的顺序为 　　　　　　　　　 。   答案 : (1)247 　 A 　 (2) ① 劣于　相对于催化剂 X, 催化剂 Y 积碳反应的活化能大 , 积碳反应的速率小 ; 而消碳反应活化能相对较小 , 消碳反应速率大　 AD 　 ② p c (CO 2 ) 、 p b (CO 2 ) 、 p a (CO 2 ) - 48 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 : (1) 将已知热化学方程式依次编号为 ①②③ , 根据盖斯定律 , ③ ×2- ① - ② , 得到 CH 4 —CO 2 催化重整反应的 Δ H =+247 kJ · mol -1 。由于该反应是正反应气体体积增大的吸热反应 , 所以有利于提高 CH 4 平衡转化率的条件是高温低压 ,A 项正确。某温度下 , 在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH 4 ,1 mol CO 2 , 达到平衡时 CO 2 的转化率是 50%, 则平衡时各物质的物质的量浓度分别为 c (CH 4 )=0.75 mol · L -1 、 c (CO 2 )=0.25 mol · L -1 、 c (CO)=0.5 mol · L -1 、 c (H 2 )=0.5 mol · L -1 , 根据 - 49 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (2) ① 根据表格中活化能数据分析 , 催化剂 X 劣于催化剂 Y 。因为相对于催化剂 X, 催化剂 Y 积碳反应的活化能大 , 积碳反应的速率小 , 而消碳反应活化能相对较小 , 消碳反应速率大。由于积碳反应和消碳反应均为吸热反应 , 所以升高温度平衡正向移动 , K 积 、 K 消 均增加 ; 温度高于 600 ℃ 时 , 积碳量随温度的升高而下降 , 说明 v 消 增加的倍数比 v 积 增加的倍数大 ,A 、 D 两项正确。 ② 根据 v = k·p (CH 4 ) · [ p (CO 2 )] -0.5 , 当 p (CH 4 ) 一定时 , 积碳量随 p (CO 2 ) 的增大而减小 , 故 p c (CO 2 )> p b (CO 2 )> p a (CO 2 ) 。 - 50 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 .(2018 天津 ,10 节选 )CO 2 是一种廉价的碳资源 , 其综合利用具有重要意义。回答下列问题 : CO 2 与 CH 4 经催化重整 , 制得合成气 : 按一定体积比加入 CH 4 和 CO 2 , 在恒压下发生反应 , 温度对 CO 和 H 2 产率的影响如图所示。此反应优选温度为 900 ℃ 的原因是   　 。   - 51 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 答案 : 900 ℃ 时 , 合成气产率已经较高 , 再升高温度产率增幅不大 , 但能耗升高 , 经济效益降低 解析 : 根据题图可知 ,900 ℃ 时 , 合成气产率已经较高 , 再升高温度产率增幅不大 , 但能耗升高 , 经济效益降低。 名师揭密 以化学反应速率与化学平衡图像为载体考查化学平衡的相关知识是历年高考的重点题型 , 题目的难度一般较大 , 所占的分值大。本类题型主要以图像的形式告诉一定的条件 , 考查的角度灵活多样 , 主要考查化学反应速率的定量计算、外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响、化学平衡常数的计算及应用、转化率的计算等。 - 52 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 . 常见基本图像 [ 以反应 m A(g)+ n B(g ) p C(g )+ q D(g) 为例 , 已知该反应 Δ H >0, m + n > p + q ] (1) 速率曲线图 : - 53 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (2) 转化率曲线图 : - 54 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 . 几种特殊的图像 (1) 对于化学反应 m A(g)+ n B(g ) p C(g )+ q D(g), 如下图甲、乙 , M 点之前 , 表示从反应物开始 , v ( 正 )> v ( 逆 ); M 点为达到平衡 ; M 点之后为平衡受温度的影响情况 , 即升温时 A 的百分含量增加、 C 的百分含量减少 , 平衡左移 , 故正反应的 Δ H <0 。 (2) 对于化学反应 m A(g)+ n B(g ) p C(g )+ q D(g), 如上图丙 , l 曲线上所有的点都是平衡点。 l 曲线的左上方 ( 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 点时 v ( 正 )> v ( 逆 ); 则 l 曲线的右下方 ( F 点 ) v ( 正 )< v ( 逆 ) 。 - 55 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 . 速率、平衡图像题的分析方法 (1) 认清坐标系 , 弄清纵、横坐标所代表的意义 , 并与有关原理相结合。 (2) 看清起点 , 分清反应物、生成物 , 浓度减小的是反应物 , 浓度增大的是生成物 , 一般生成物多数以原点为起点。 (3) 看清曲线的变化趋势 , 注意渐变和突变 , 分清正、逆反应曲线 , 从而判断反应特点。 (4) 注意终点。例如 , 在浓度 — 时间图像上 , 一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量 , 并结合有关原理进行推理判断。 (5) 图像中先拐先平数值大。例如 , 在转化率 — 时间图像上 , 先出现拐点的曲线先达到平衡 , 此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大 。 - 56 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 (6) 定一议二原则。当图像中有三个量时 , 先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。 - 57 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一 　 以图像分析题考查反应速率、化学平衡知识的综合应用 1 .(2018 宁夏银川一中高三月考 ) 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中 , 发生反应 :NH 2 COONH 4 (s ) 2NH 3 (g )+CO 2 (g) 。该反应的平衡常数的负对数 (-lg K ) 值随温度 ( T ) 的变化曲线如图所示 , 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A . 该反应的 Δ H >0 B. A 点对应状态的平衡常数 K =10 -2.294 C.NH 3 的体积分数不变时 , 该反应 一定 达到 平衡状态 D.30 ℃ 时 , B 点对应状态的 v ( 正 )< v ( 逆 ) 答案 解析 解析 关闭 -lg K 越大 , 平衡常数 K 越小 , 由图可知 , 随着温度升高 , 平衡常数 K 增大 , 则升高温度平衡正向移动 , 正反应为吸热反应 ,Δ H >0, 故 A 项正确 ; A 点对应的 -lg K =2.294, 则 A 点的平衡常数 K =10 -2.294 , 故 B 项正确 ; 因反应物氨基甲酸铵为固体 , 则反应体系中气体只有 NH 3 和 CO 2 , 反应得到 NH 3 和 CO 2 的物质的量之比为 2 ∶ 1, 反应开始后 NH 3 的体积分数始终不变 , 所以 NH 3 的体积分数不变时不能说明反应达到了平衡状态 , 故 C 项错误 ;30 ℃时 , B 点的浓度商 Q 大于平衡常数 K , 反应向逆反应方向进行 , 则 B 点对应的状态 v ( 正 )< v ( 逆 ), 故 D 项正确。 答案 解析 关闭 C - 58 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二 　 以表格分析题考查反应速率、化学平衡知识的综合应用 2 .(2018 浙江嘉兴第一中学高三期末 ) 对利用甲烷消除 NO 2 污染进行研究 , 发生的反应为 CH 4 +2NO 2 N 2 +CO 2 +2H 2 O 。在 1 L 密闭容器中 , 控制不同温度 , 分别加入 0.50 mol CH 4 和 1.2 mol NO 2 , 测得 n (CH 4 ) 随时间变化的有关实验数据见下表。 - 59 - 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 实验 ① 中 ,0~20 min 内 ,NO 2 的反应速率为 0.012 5 mol·L -1 ·min -1 B. 由实验数据可知实验控制的温度 T 1 < T 2 C.40 min 时 , 表格中 T 2 对应的数据为 0.18 D.0~10 min 内 ,CH 4 的反应速率 ① > ② 答案 解析 解析 关闭 随着反应的进行 , 反应物的浓度降低 , 反应速率减小 , 故实验①中 ,0~20 min 内 ,CH 4 的平均反应速率为 0.012 5 mol · L -1 · min -1 , 则 NO 2 的平均反应速率为 0.025 mol · L -1 · min -1 ,A 项错误 ; 温度越高反应速率越大 , 由实验数据可知实验控制的温度 T 1 < T 2 ,B 项正确 ;40 min 时甲烷的物质的量应在 0.15~0.18 mol 之间 ,C 项错误 ;0~10 min 内 ,CH 4 的反应速率② > ① ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B