高二化學反應速率與平衡培優(yōu)學案(1)

1、化學反應速率與平衡導學學案編輯整理:周勤翀 2012年9月17日一、 高考大綱展示: 1、了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。 2、了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。 3、了解化學反應的可逆性。 4、了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。 5、理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。 6、了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。 二、高考考點指引:1、化學反應速率的計算。2、化學平衡常數(shù)應用與計算。3、化學平衡原理的應用。4、繪制化學反應速率和

2、化學平衡的各種曲線圖。三、知識網(wǎng)絡梳理：四、直通高考嘗試：1、(2011全國II卷8)在容積可變的密閉容器中，2mo1N2和8mo1H2在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時的氮氣的體積分數(shù)接近于A5%B10%C15%D20%2、（2011天津）向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，在一定條件下使反應SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是A.反應在c點達到平衡狀態(tài) B.反應物濃度：a點小于b點C.反應物的總能量低于生成物的總能量 D.t1t2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：ab段小于bc段3、（201

3、1重慶） 一定條件下，下列反應中水蒸氣含量隨反應時間的變化趨勢符合題圖10 的是ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)； H0BCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)； H0CCH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)H2O(g)； H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2 C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)； H04、（2011北京高考12）已知反應：2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分別在0和20下，測得其轉(zhuǎn)化分數(shù)隨時間變化的關系曲線（Yt）如下圖所示。下列說法正確的是A.b代表0下CH3

4、COCH3的Yt曲線B.反應進行到20min末，CH3COCH3的 C.升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率D.從Y=0到Y(jié)=0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的5、.(2011年浙江理綜27題)某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應平衡常數(shù)和水解反應速率的測定。（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中（假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4（s）2NH3(g)+CO2(g)實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度/15.020.025.030.035.0平衡總壓強/kPa5

5、.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/molL-12.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-39.4×10-3可以判斷該分解反應已經(jīng)達到平衡的是 。 A.2v(NH3)=v(CO2) B.密閉容器中總壓強不變 C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0時的分解平衡常數(shù)：取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25.0下達到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量是 (填“增加”，“減少”或“不變”）。氨基甲酸銨分解反應的焓變H

6、O(填“”、“=”或“”),熵變S O(填“”、“=”或“”)。（2） 已知：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O 該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應速率，得到c(NH2COO-）時間的變化趨勢如圖所示。 計算25.0°C時，0-6min 氨基甲酸銨水解反應的平均速率：_ _。根據(jù)圖中信息，如何說明該水解反應速率隨溫度升高而增大：_ _。6、（2011安徽高考28題） 地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。文獻報道某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3溶液反應，探究脫氮原理及相關因素對脫氮速率的影響。（1）實驗前

7、：先用0.1mol ·L-1H2SO4洗滌Fe粉，其目的是 ，然后用蒸餾水洗滌至中性；將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；為防止空氣中的O2對脫氮的影響，應向KNO3溶液中通入 （寫化學式）。（2）下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測出的溶液中相關離子濃度、pH隨時間的變化關系（部分副反應產(chǎn)物曲線略去）。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應的離子方程式 。t1時刻后，該反應仍在進行，溶液中NH4的濃度在增大，F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大，可能的原因是 。（3）該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設，請你完成假設二和假設三： 假設一：溶液的pH； 假設二： ；假設三： ；.（4）

8、請你設計實驗驗證上述假設一，寫出實驗步驟及結(jié)論。 （已知：溶液中的NO3濃度可用離子色譜儀測定）實驗步驟及結(jié)論：7、（2011廣東高考31，15分）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時，在不同催化劑（I、II、III）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖13所示。（1）在030小時內(nèi)，CH4的平均生成速率VI、VII和VIII從大到小的順序為 ；反應開始后的12小時內(nèi)，在第 種催化劑的作用下，收集的CH4最多。（2）將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，發(fā)生反應：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。該反應的H=+206 kJm

9、ol-1。在答題卡的坐標圖中，畫出反應過程中體系的能量變化圖（進行必要的標注）將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應達到平衡，平衡常數(shù)K=27，此時測得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）已知：CH4(g)2O2(g) =CO2(g)2H2O(g) H=802kJmol-1 寫出由CO2生成CO的熱化學方程式 。8、（2011山東高考28，14分）研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。（1）NO2可用水吸收，相應的化學反應方程式為 。利用反應6NO2 8NH37N212 H2O也可處理NO2

10、。當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗的NO2在標準狀況下是 L。（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） H=-196.6 kJ·mol-12NO（g）+O2（g）2NO2（g） H=-113.0 kJ·mol-1 則反應NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的H= kJ·mol-1。 一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 。a體系壓強保持不變b混合氣體顏色保持不變cSO3和NO的體積比保持不變d每消耗1 mol SO3的同時生成1 molNO2 測得上述反應平衡時NO2與SO2體

11、積比為1:6，則平衡常數(shù)K 。（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關系如下圖所示。該反應H 0（填“>”或“ <”）。實際生產(chǎn)條件控制在250、1.3×104kPa左右，選擇此壓強的理由是 。9、（2011新課標全國）科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol

12、-1。請回答下列問題：（1）用太陽能分解10mol水消耗的能量是_kJ；（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為_；（3）在溶積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變得情況下，考察溫度對反應的影響，實驗結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300）；下列說法正確的是_（填序號）溫度為T1時，從反應開始到平衡，生成甲醇的平均速率為：v(CH3OH)=mol·L-1·min-1該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小該反應為放熱反應處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時增大（4）在T1溫度時，將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容容器中

13、，充分反應達到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為_；（5）在直接以甲醇為燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負極的反應式為_、正極的反應式為_。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ,則該燃料電池的理論效率為_（燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比）10、(2011全國II卷28題)反應aA(g)+bB(g) cC(g)（H0）在等容條件下進行。改變其他反應條件，在、階段體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如下圖所示：0.01.02.03.04.05.06.05.010.015.020.00.05.010

14、.015.00.010.015.0濃度/(mol·L1)BAC3.002.001.001.860.760.621.501.000.50時間/minI回答問題：(1）反應的化學方程式中，a:b:c為_;(2）A的平均反應速率vI(A)、v(A)、v(A)從大到小排列次序為_；(3）B的平衡轉(zhuǎn)化率I(B)、(B)、(B)中最小的是_,其值是_;(4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向是_,采取的措施是_;(5）比較第階段反應溫度(T2)和第階段反應溫度(T3)的高低：T2 T3(填“>”“<”“=”），判斷的理由是_;(6）達到第三次平衡后，將容器的體積擴大一倍，假定1

15、0min后達到新的平衡，請在下圖中用曲線表示第IV階段體系中各物質(zhì)的濃度隨時間變化的趨勢（曲線上必須標出A、B、C）。0.05.010.00.05.010.01.02.0時間/min濃度/mol·L1BAC11、（2012廣東理綜31題）碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50mol·L-1KI、0.2淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。已知：（1） 向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的_耗盡后，溶液顏色將由無色變成

16、為藍色。為確保能觀察到藍色，S2O32-與S2O82初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為：_。（2） 為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：表中Vx=_mL，理由是_。（3） 已知某條件下，濃度反應時間t的變化曲線如圖13，若保持其他條件不變，請在答題卡坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時t的變化曲線示意圖（進行相應地標注）（4） 碘也可用作心臟起搏器電源鋰碘電池的材料。該電池反應為：2Li（s）+I2（s）=2LiI（s） H已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s） H14LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s） H2則電池反應的H=_；碘電極作

17、為該電池的_極。12、（2012江蘇卷14題） 溫度為T時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表：t / s 0 50 150250 350n(PCl3) / mol00. 16 0. 190. 20 0. 20下列說法正確的是 A 反應在前50 s 的平均速率v(PCl3)= 0. 0032 mol·L-1·s-1 B 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(PCl3)= 0. 11 mol·L-1，則反應的H<0 C 相同溫度下，起始時

18、向容器中充入1. 0 mol PCl5、0. 20 mol PCl3 和0. 20 mol Cl2，反應達到平衡前v(正)>v(逆) D 相同溫度下，起始時向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2，達到平衡時，PCl3 的轉(zhuǎn)化率小于80%13、（2012山東卷29題）偏二甲肼與N2O4 是常用的火箭推進劑，二者發(fā)生如下化學反應：(CH3)2NNH2 ()+2N2O4 ()=2CO2 (g)+3N2(g)+4H2O(g)（）(1) 反應（ ）中氧化劑是_.(2) 火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體，原因為：N2O4 (g) 2NO2 (g) （）(3) 一定溫度下，反應（

19、）的焓變?yōu)镠?，F(xiàn)將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_.若在相同溫度下，上述反應改在體積為1L的恒容密閉容器中進行，平衡常數(shù)_（填“增大”“不變”或“減小”），反應3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol，則03s內(nèi)的平均反應速率v（N2O4）=_mol·L-1·S-1。15、（2012上海18題）為探究鋅與稀硫酸的反應速率(以v(H2)表示)，向反應混合液中加入某些物質(zhì)，下列判斷正確的是 A加入NH4HSO4固體，v(H2)不變 B加入少量水，v(H2)減小 C加入CH3COONa固體，v(H2)減小 D滴加少量CuSO4溶

20、液，v(H2)減小16、（2012新課標27)光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與C12在活性炭催化下合成。 (1)實驗室中常用來制備氯氣的化學方程式為 ； (2)工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2 和CO的燃燒熱(H)分別為890.3kJmol1、285. 8 kJmol1和283.0 kJmol1，則生成1m3（標準狀況）CO所需熱量為 ： (3)實驗室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應制備光氣，其反應的化學方程式為 ； (4)COCl2的分解反應為COCl2(g)Cl2(g)CO(g) H=

21、108kJ·mol1 。反應體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出）：0246810121416180.000.020.040.060.080.100.120.14Cl2COCOCl2t/minc/mol·L1 計算反應在第8 min時的平衡常數(shù)K= ； 比較第2 min反應溫度T(2)與第8min反應溫度T(8)的高低：T(2) _ T(8)（填“<”、“>”或“=”）；若12min時反應于溫度T(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl2)= mol·L1； 比較產(chǎn)物CO在

22、23 min、56 min和1213 min時平均反應速率平均反應速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小 ； 比較反應物COCl2在56min和1516 min時平均反應速率的大小： v(56) v(1516)（填“<”、“>”或“=”），原因是 。17、（2010上海卷25）接觸法制硫酸工藝中，其主反應在450并有催化劑存在下進行： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)190kJ該反應所用的催化劑是 (填寫化合物名稱)，該反應450時的平衡常數(shù) 500時的平衡常數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。該熱化學反應方程式的意義是 下列描述中能說明上述反應已達化學

23、平衡的是： av(O2)正2v(SO3)逆 b容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化c容器中氣體的密度不隨時間而變化 d容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO30.18mol，則v(O2)= mol.L-1.min-1：若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2，則平衡 移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向” 或“不”)，再次達到平衡后， mol<n(SO3)< mol。18、（09浙江卷27）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研

24、究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學方程式如下：2NO2CO2CO2N2為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：時間/s012345mol·L11.00×1034.50×1042.50×1041.50×1041.00×1041.00×104c(CO)/ mol·L13.60×1033.05×1032.85×1032.75×1032.70×1032.70×103請回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：（1）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的H 0（填寫“>”、“<”、“=”。（2）前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=_。（3）在該溫度下，反應的平衡常數(shù)K= 。（4）假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是 。A.選用更有效的催化劑 B.升高反應體系的溫度C降低反應體系的溫度 D.縮小容器的體積（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，