（江蘇專(zhuān)版）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題五 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 課時(shí)23 專(zhuān)題提升.doc

課時(shí)23 專(zhuān)題提升(本課時(shí)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第101104頁(yè))【微專(zhuān)題】 微小專(zhuān)題1平衡圖像分析平衡圖像一般有兩種：一、 折線圖。折線圖一般是轉(zhuǎn)折點(diǎn)往后才達(dá)到平衡狀態(tài)，注意轉(zhuǎn)折點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示達(dá)到平衡所需的時(shí)間，時(shí)間越短，反應(yīng)速率越快，溫度或壓強(qiáng)越高?？v坐標(biāo)表示達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率或百分含量，抓住量的變化，找出平衡移動(dòng)的方向，利用勒夏特列原理解題。二、 曲線圖。在曲線上的點(diǎn)表示平衡點(diǎn)，關(guān)注曲線圖的走勢(shì)，有多個(gè)變量時(shí)，注意控制變量。示例反應(yīng)：ma(g)+nb(g)hc(g)+qd(g)h1. 轉(zhuǎn)化率-時(shí)間-溫度(壓強(qiáng))圖 p一定時(shí)，hh+q t一定時(shí)，m+n0 p一定時(shí)，h0 t一定時(shí)，m+nh+qt一定時(shí)，m+nh+q3. 轉(zhuǎn)化率-溫度-壓強(qiáng)圖 m+nh+q，h0m+nh+q，hh+q，h0m+n0 m+nh+q，hh+q，h0三、 其他圖像 甲 乙 丙 丁 戊圖像甲：t1點(diǎn)時(shí)，c的百分含量的增加量為狀態(tài)大于狀態(tài)；條件改變時(shí)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。所以，條件有兩種可能：使用催化劑；增大壓強(qiáng)，且滿足m+n=h+q。圖像乙：t1為平衡點(diǎn)。t1點(diǎn)以前，v(正)v(逆)，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；t1點(diǎn)以后，隨著溫度的升高，c的百分含量減小，表示化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，hv(逆)，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；p1點(diǎn)以后，隨著壓強(qiáng)的增大，c的百分含量減小，表示化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，m+nv(正)，平衡逆向移動(dòng)。圖像戊：交點(diǎn)處正、逆反應(yīng)速率相等，是平衡點(diǎn)，交點(diǎn)往后，溫度升高，使v(正)、v(逆)同時(shí)增大，且v(逆)v(正)，平衡逆向移動(dòng)。 微小專(zhuān)題2等效平衡及其運(yùn)用一、 等效平衡1. 定義：對(duì)于同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)，該反應(yīng)無(wú)論從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，或是從中間狀態(tài)(既有反應(yīng)物又有生成物的狀態(tài))開(kāi)始，只要達(dá)到平衡時(shí)條件保持不變，加入的物質(zhì)的量相當(dāng)，均可達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)為等效平衡。2. 常見(jiàn)的等效平衡條件類(lèi)型恒溫、恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同恒溫、恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同恒溫、恒壓改變起始加入的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同3. 等效平衡的計(jì)算方法(1) 恒溫、恒容條件下體積改變的反應(yīng)判斷方法：極值等量即等效。例如：2so2(g)+o2(g)2so3(g)2mol1mol 01 0 02mol2 0.5mol 0.25mol 1.5mol3 amol bmol cmol上述三種配比，按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則so2均為2mol，o2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。中a、b、c三者的關(guān)系滿足：c+a=2，+b=1，即與上述平衡等效。(2) 恒溫、恒壓條件下體積改變的反應(yīng)判斷方法：極值等比即等效。例如：2so2(g)+o2(g)2so3(g) 2mol3mol 01 1mol3.5mol 2mol2 amolbmol cmol按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則中=，故互為等效平衡。中a、b、c三者關(guān)系滿足：=，即與平衡等效。(3) 恒溫條件下體積不變的反應(yīng)判斷方法：無(wú)論是恒溫、恒容，還是恒溫、恒壓，只要極值等比即等效，因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類(lèi)反應(yīng)的化學(xué)平衡無(wú)影響。例如：h2(g)+i2(g)2hi(g)1mol1mol02mol2mol1molamolbmolcmol兩種情況下，n(h2)n(i2)=11，故互為等效平衡。中a、b、c三者關(guān)系滿足=11或ab=11、c0，即與平衡等效。二、 等效平衡的應(yīng)用(等效思想)1. 充入反應(yīng)物或生成物按照等效模式，轉(zhuǎn)化為同種物質(zhì)再進(jìn)行比較。2. 恒溫恒容，將反應(yīng)物的用量成倍數(shù)關(guān)系變化一般先建立等效平衡(將體積成倍數(shù)關(guān)系變化)確定此時(shí)的各個(gè)量關(guān)系將變化的體積復(fù)原(相當(dāng)于增大或減小壓強(qiáng))確定平衡移動(dòng)的方向分析平衡移動(dòng)引起的量的變化。如2a(g)b(g)+2c(g)：1mola v2v2mola vab c3. 恒溫恒容與恒溫恒壓比較一般先建立等效平衡(將恒容容器先變?yōu)楹銐喝萜?確定反應(yīng)過(guò)程中體積的變化將體積復(fù)原(活塞上移或下移)確定平衡移動(dòng)的方向分析平衡移動(dòng)引起的量的變化。 舉題說(shuō)法例題1(1) 可逆反應(yīng)：aa(g)+bb(g)cc(g)+dd(g)h=q。根據(jù)下圖回答： p1p2；a+bc+d； t1t2；h0。(2) 可逆反應(yīng)：2a(g)+b(g)2c(g)h=q，平衡時(shí)c的百分含量、b的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系滿足下圖，根據(jù)圖像回答： p1p2；h0。圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)表示v(正)v(逆)的點(diǎn)是。(3) 某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：x(g)+3y(g)2z(g)h”、“”或“=”)v(逆)。此反應(yīng)的正反應(yīng)為(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。(5) 在一容積為2 l的恒容密閉容器內(nèi)加入0.4 mol a和0.6 mol b，一定條件下發(fā)生反應(yīng)2a(g)+b(g)2c(g)，反應(yīng)中c的物質(zhì)的量濃度變化情況如下圖。在第5 min時(shí)，將容器的體積縮小一半后，若在第8 min達(dá)到新的平衡時(shí)a的總轉(zhuǎn)化率為75%，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫(huà)出第5 min到新平衡時(shí)c的物質(zhì)的量濃度的變化曲線?！敬鸢浮?1) (2) 3(3) 使用催化劑減小壓強(qiáng)升高溫度 t6(4) = 放(5) 【解析】(1) p2先達(dá)到平衡，p2壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快。由p1到p2，增大壓強(qiáng)，a的轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，a+bc+d。t1先達(dá)到平衡，t1溫度高。t2到t1，升高溫度，a的含量減小，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)吸熱。(2) 根據(jù)反應(yīng)可知，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，c的百分含量增大，所以p1p2。根據(jù)圖像，溫度升高，c的百分含量減小，平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，hv(正)，3與之相反。(3) t2時(shí)刻，v(正)與v(逆)同等倍數(shù)的增大，平衡不移動(dòng)，因而改變的條件應(yīng)該是使用了催化劑；t3時(shí)刻，v(正)與v(逆)同時(shí)減小，且v(逆)v(正)，平衡逆向移動(dòng)，結(jié)合反應(yīng)可知改變的條件是減小壓強(qiáng)；t5時(shí)刻，v(正)與v(逆)同時(shí)增大，且v(逆)v(正)，平衡逆向移動(dòng)，結(jié)合反應(yīng)可知改變的條件是升高溫度。根據(jù)平衡移動(dòng)的方向可知，z的百分含量最低的時(shí)間段應(yīng)該是t6。(4) t0點(diǎn)應(yīng)該剛達(dá)到平衡，此時(shí)v(正)=v(逆)。從t0往后，升高溫度，c%減小，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(5) 第5 min時(shí)，將容器的體積縮小一半后，c(c)立即變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即變?yōu)?.2 moll-1，然后因?yàn)閴簭?qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，c(c)繼續(xù)增大。由圖可知，5 min達(dá)平衡時(shí)，a轉(zhuǎn)化了0.2 mol，a總共轉(zhuǎn)化0.4 mol75%=0.3 mol，故58 min a轉(zhuǎn)化了0.1 mol，2a(g)+b(g)2c(g)起始/moll-1：0.2 0.50.2轉(zhuǎn)化/moll-1：0.10.050.1平衡/moll-1：0.10.450.3第8 min達(dá)到新的平衡時(shí)，c(c)=0.3 moll-1?！绢}組訓(xùn)練】1. 化學(xué)中常用圖像直觀地描述化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程或結(jié)果，下列圖像描述正確的是()a. 圖可以表示恒溫恒壓的平衡體系充入c氣體對(duì)可逆反應(yīng)2a(g)+b(g)2c(g)的影響b. 圖表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2a(g)+2b(g)3c(g)+d(g)的影響，且甲的壓強(qiáng)大c. 圖表示溫度對(duì)工業(yè)合成氨反應(yīng)的影響d. 圖表示在2 l的密閉容器中發(fā)生合成氨反應(yīng)時(shí)n2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線，010 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(h2)=0.045 moll-1min-1，從11 min起其他條件不變，壓縮容器的體積為1 l，則n(n2)的變化曲線為d【答案】d【解析】恒溫恒壓，充入c氣體，生成物濃度增大，v(逆)瞬時(shí)增大，逐漸減小，v(正)瞬時(shí)不變，逐漸增大，a錯(cuò)誤；2a(g)+2b(g)3c(g)+d(g)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，但乙的反應(yīng)速率快，因此乙的壓強(qiáng)大，b錯(cuò)誤；合成氨為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，n2的轉(zhuǎn)化率降低，c錯(cuò)誤；010 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(n2)= =0.015 moll-1min-1，所以v(h2)=3v(n2)=0.045 moll-1min-1，從11 min起其他條件不變，壓縮容器的體積為1 l，在這一瞬間，n2的物質(zhì)的量不變，由于增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以n(n2)會(huì)逐漸減小，直至建立新的平衡，故變化曲線為d，d正確。2. 在體積一定的密閉容器中給定物質(zhì)a、b、c的量，在一定條件下，發(fā)生反應(yīng)：aa(g)+bb(g)xc(g)，符合下圖所示的關(guān)系(c%表示平衡混合氣體中產(chǎn)物c的百分含量，t表示溫度，p表示壓強(qiáng))。在圖中，y軸是指() a. 反應(yīng)物a的百分含量b. 平衡混合氣體中物質(zhì)b的百分含量c. 平衡混合氣體的密度d. 平衡混合氣體的平均摩爾質(zhì)量【答案】d【解析】根據(jù)第一個(gè)圖，可以確定：t1t2，溫度升高，c%減小，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱；p1x。可以分析出反應(yīng)中，壓強(qiáng)增大，a%、b%均減小，混合氣體的密度不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，d項(xiàng)正確。3. 向一體積不變的密閉容器中充入2mola、0.6molc和一定量的b三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2a(g)+b(g)3c(g)，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示，其中t0t1階段c(b)未畫(huà)出。圖2為反應(yīng)體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且t2、t3、t4各改變一種不同的條件。(1) 若t1=15min，則t0t1階段以c的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(c)=。 圖1 圖2(2) t3時(shí)改變的條件為，b的起始物質(zhì)的量為。(3) t4t5階段，若a的物質(zhì)的量減少了0.01mol，而此階段中反應(yīng)體系吸收能量為akj，寫(xiě)出此條件下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 。(4) 請(qǐng)?jiān)谙聢D中定性畫(huà)出工業(yè)合成nh3中h2的逆反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間(t)變化關(guān)系的圖像。(其相應(yīng)的變化特點(diǎn)：t1達(dá)到平衡，t2降溫，t3又達(dá)到平衡，t4增大壓強(qiáng)，t5再次達(dá)到平衡)【答案】(1) 0.02moll-1min-1(2) 減小壓強(qiáng)(或取出部分平衡混合氣體)1.0mol(3) 2a(g)+b(g)3c(g)h=+200akjmol-1(4) 【解析】(1) 15min內(nèi)，以c濃度變化表示的反應(yīng)速率為v(c)=0.02moll-1min-1。(2) t2t3和t3t4這兩段平衡不移動(dòng)，則只能是壓強(qiáng)和催化劑影響，t2t3的平衡比原平衡的速率要快，而t3t4的速率又變慢，因?yàn)楦淖儾煌瑮l件，則t2t3應(yīng)是加催化劑，t3t4段為減壓或取出部分平衡混合氣體；a的變化量為0.2 moll-1，c的變化量為0.3moll-1，則b的變化量為0.1moll-1，起始2mola所對(duì)應(yīng)的濃度為1moll-1，則體積為2l，故b的起始物質(zhì)的量n(b)=(0.1moll-1+0.4moll-1)2l=1.0mol。(3) 0.01 mol a完全反應(yīng)吸收a kj熱量，則2 mol a完全反應(yīng)吸收200a kj熱量，所以熱化學(xué)方程式為2a(g)+b(g)3c(g)h=+200akjmol-1。(4) t1達(dá)到平衡，則h2的逆反應(yīng)速率不變；t2降溫，則h2的逆反應(yīng)速率降低，平衡正向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率又慢慢增大；t3又達(dá)到平衡，h2的逆反應(yīng)速率不變；t4增大壓強(qiáng)，h2的逆反應(yīng)速率增大，平衡正向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率又慢慢增大；t5再次達(dá)到平衡，h2的逆反應(yīng)速率不變。據(jù)此畫(huà)出圖像。例題2(1) 在某溫度下容積均為2l的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫恒容，使之發(fā)生反應(yīng)：2a(g)+b(g)2c(g)h=-qkjmol-1(q0)。初始投料與各容器達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)甲乙丙初始投料2mola、1molb2molc4mola、2molb平衡時(shí)n(c)0.5moln2n3反應(yīng)的能量變化放出q1kj吸收q2kj放出q3kj體系的壓強(qiáng)p1p2p3反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率123三個(gè)容器中的反應(yīng)分別達(dá)平衡時(shí)下列各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是(填字母)。a. 1+2=1b. q1+q2=q c. 31d. p32p1=2p2 e. n2n3”、“1，p32p1，n21.0mol2q1。綜上只有a、b、d項(xiàng)正確。(2) 若將甲假設(shè)為恒壓容器，隨反應(yīng)進(jìn)行，活塞向內(nèi)移動(dòng)，此時(shí)甲和乙完全等同，將甲中的活塞向外拉，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，v減小，達(dá)到平衡所需的時(shí)間變長(zhǎng)；平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率減小?！绢}組訓(xùn)練】4. (2014南通一模)一定條件下存在反應(yīng)：2so2(g)+o2(g)2so3(g)，其正反應(yīng)放熱。現(xiàn)有三個(gè)體積相同的密閉容器、，按下圖所示投料，并在400條件下開(kāi)始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a. 容器、中平衡常數(shù)相同b. 容器、中正反應(yīng)速率相同c. 容器、中的反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)so3的體積分?jǐn)?shù)：d. 容