新教材2023版高中化學專題6化學反應(yīng)與能量變化專題共享學案蘇教版必修第二冊

專題6專題共享微專題一化學反應(yīng)速率和化學平衡狀態(tài)的簡單計算(一)“三段式”解題模式“三段式”指的是在方程式下方三行分別寫上該物質(zhì)的起始濃度，變化濃度和反應(yīng)后該物質(zhì)的濃度。其中起始濃度＝變化濃度＋反應(yīng)后濃度。1．計算原理：化學反應(yīng)速率之比＝濃度變化之比＝物質(zhì)的量變化之比＝化學計量數(shù)之比。2．計算模式：設(shè)A、B兩物質(zhì)的起始濃度分別為amol·L－1、bmol·L－1，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度為mxmol·L－1，B的轉(zhuǎn)化濃度為nxmol·L－1，則：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始濃度/(mol·L－1)ab00變化濃度/(mol·L－1)mxnxpxqx終態(tài)濃度/(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx3．運用“三段式”法解題時的注意事項：(1)起始量、變化量、一段時間后的量三者物理量及單位要統(tǒng)一，都是物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度，否則無法計算。(2)起始量、變化量、一段時間后的量中，只有不同物質(zhì)的變化量之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，不同物質(zhì)的起始量或一段時間后的量之間沒有必然的關(guān)系，不能列比例計算。(二)有關(guān)化學平衡狀態(tài)的簡單計算1．反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的計算公式A的轉(zhuǎn)化率＝A的轉(zhuǎn)化量A的起始量×100%(計算式中2．某組分的體積分數(shù)的計算公式A的體積分數(shù)＝體系中A的物質(zhì)的量[例]在容積為2L的密閉容器中進行如下反應(yīng)：A(g)＋2B(g)?3C(g)＋nD(g)，開始時A為4mol，B為6mol，5min末達到平衡，此時測得C的物質(zhì)的量為3mol，用D表示的化學反應(yīng)速率v(D)為0.2mol·L－1·min－1。計算：(1)平衡時A的物質(zhì)的量濃度為________。(2)前5min內(nèi)用B表示的化學反應(yīng)速率v(B)為________。(3)化學方程式中n值為________。(4)此反應(yīng)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)＝5mol·L－1·min－1②v(B)＝6mol·L－1·min－1③v(C)＝4.5mol·L－1·min－1④v(D)＝8mol·L－1·min－1其中反應(yīng)速率最快的是________(填編號)。[微訓練一]1．已知：轉(zhuǎn)化率＝某一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量÷該反應(yīng)物的初始量×100%。在一密閉容器中加入A、B、C三種氣體，保持溫度一定，在t1～t4時刻測得各物質(zhì)的濃度如下表。據(jù)此判斷下列結(jié)論不正確的是()測定時刻/st1t2t3t4c(A)/(mol·L－1)6322c(B)/(mol·L－1)53.533c(C)/(mol·L－1)12.533A.在t4時刻，該反應(yīng)處于化學平衡狀態(tài)B．t3時，A的轉(zhuǎn)化率比B的轉(zhuǎn)化率高C．t1至t2時刻，該反應(yīng)的速率為3mol·L－1·s－1D.該反應(yīng)的化學方程式是2A(g)＋B(g)?C(g)2．一定溫度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A．0～6min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1B．6～10min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)＜3.3×10－2mol·L－1·min－1C．反應(yīng)至6min時，c(H2O2)＝0.30mol·L－1D．反應(yīng)至6min時，H2O2分解了50%3．X、Y、Z為三種氣體，把amolX和bmolY充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X＋2Y?2Z。達到平衡時，若它們的物質(zhì)的量滿足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)化率為()A．a(chǎn)+b5×100% B．2a+bC．2a+b5×100% D．a(chǎn)+b4．在一定溫度下，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)。起始時，充入的N2和H2的物質(zhì)的量分別是3.0mol和6.0mol，平衡時生成NH3的物質(zhì)的量是2.4mol。已知容器的容積為5.0L，試求：(1)H2的轉(zhuǎn)化率是________。(2)平衡時混合氣體中N2的體積分數(shù)是________。5．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)?xC(g)＋2D(g)，經(jīng)5min后，測得D的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol·L－1·min－1。求：(1)此時A的物質(zhì)的量濃度c(A)＝__________mol·L－1，反應(yīng)開始前容器中A、B的物質(zhì)的量：n(A)＝n(B)＝________mol。(2)B的平均反應(yīng)速率：v(B)＝________mol·L－1·min－1。(3)x的值為________。6．某溫度下，真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO2?2NO＋O2，經(jīng)4min后，測得混合氣中NO2濃度為0.12mol·L－1，O2的濃度為0.24mol·L－1，且各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化。求：(1)NO2的起始濃度是________。(2)4min時NO2的轉(zhuǎn)化率是________。(3)4min內(nèi)生成NO的化學反應(yīng)速率是________。(4)4min時NO的體積分數(shù)是________。(5)4min時容器的壓強是開始時的________倍。微專題二化學反應(yīng)速率與化學平衡圖像一、作題模式1．看圖像(1)看面，弄清楚橫、縱坐標所表示的含義；(2)看線，弄清楚線的走向和變化趨勢；(3)看點，弄清楚曲線上點的含義，特別是曲線上的起點、折點、交點、最高點、最低點等特殊點；(4)看輔助線，作橫軸或縱軸的垂直線(如等溫線、等壓線、平衡線等)；(5)看量的變化，弄清楚是物質(zhì)的量的變化、濃度的變化，還是轉(zhuǎn)化率的變化。2．想規(guī)律如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學計量數(shù)之比的關(guān)系，各物質(zhì)的化學反應(yīng)速率之比與化學計量數(shù)之比的關(guān)系，外界條件的改變對化學反應(yīng)速率的影響規(guī)律以及反應(yīng)達到平衡時，外界條件的改變對正、逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律等。3．做判斷利用有關(guān)規(guī)律，結(jié)合圖像，通過對比分析，做出正確判斷。二、定量型圖像分析化學反應(yīng)速率圖像是化學反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映?；瘜W反應(yīng)速率的定量型圖像主要反映物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率)與反應(yīng)時間t的定量關(guān)系。該類圖像所呈現(xiàn)的信息可用于：1．反應(yīng)物、生成物的確定；2．反應(yīng)起始時進行方向的確定；3．可逆或不可逆反應(yīng)的確定；4．反應(yīng)的化學方程式的確定；5．某時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率的確定；6．化學反應(yīng)達到平衡的時刻及各量關(guān)系的確定。三、定性型圖像分析定性型圖像問題的主要分析方法是關(guān)注曲線的起點、折點、變化趨勢(逐漸加快或逐漸減慢、先增后減或先減后增等)，結(jié)合外界條件影響反應(yīng)速率的相關(guān)規(guī)律分析作答。比如，對于“先快后慢”型曲線，應(yīng)分別分析“快”和“慢”的原因。“快”可能是因為反應(yīng)放熱，溫度升高使速率加快；“慢”可能是因為濃度減小，使反應(yīng)變慢至停止。若反應(yīng)過程中反應(yīng)速率突然明顯加快，則可能是加入了催化劑或生成物對反應(yīng)有催化作用。對有多個因素影響反應(yīng)速率的圖像題，在比較某個因素的影響時一定要保證其他因素相同。[微訓練二]1．在一密閉容器中加入A和B，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)的變化如圖所示。下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)的化學方程式為5A＋4B?4CB．2min前，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大C．用B的濃度變化表示2min內(nèi)的速率為2mol·L－1·min－1D．2min時，該反應(yīng)達到平衡，此時A、B、C的濃度比為5∶4∶42．等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應(yīng)，測定在不同時間t產(chǎn)生的氫氣的體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到如圖所示的圖像，則曲線a、b、c、d所對應(yīng)的實驗組別可能是()組別c(HCl)/(mol·L－1)溫度/℃狀態(tài)12.025塊狀22.530塊狀32.550塊狀42.530粉末狀①4、3、2、1②1、2、3、4③3、4、2、1④1、2、4、3A．① B．①③C．②③ D．③④3．氯酸鉀和亞硫酸氫鉀溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：ClO3-+3HSO3-=3SO42-＋Cl－＋3HA．反應(yīng)開始時速率增大一定是溫度升高所致B．縱坐標為v(Cl－)的v-t曲線與圖中曲線不重合C．圖中陰影部分的面積表示t1～t2時間內(nèi)c(Cl－)的減小D．后期反應(yīng)速率下降的主要原因是反應(yīng)物濃度減小4．某溫度時，在2L容器中A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中A、B物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析得：(1)該反應(yīng)的化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)反應(yīng)開始時至4min時，A的平均反應(yīng)速率為________。(3)4min時，反應(yīng)是否達平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，8min時v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。專題6專題共享微專題一例解析：(1)A(g)＋2B(g)?3C(g)＋nD(g)起始4mol6mol00轉(zhuǎn)化1mol2mol3molnmol5min末3mol4mol3molnmolc(A)＝nV＝32mol·L－1＝1.5mol·L－(2)v(B)＝ΔnVΔt＝2mol2L×5min＝(3)根據(jù)同一反應(yīng)中、同一時間段內(nèi)、各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比；所以v(B)∶v(D)＝0.2mol·L－1·min－1∶0.2mol·L－1·min－1＝2∶n，n＝2。(4)把所有速率都換算成A的反應(yīng)速率；①v(A)＝5mol·L－1·min－1②由v(B)＝6mol·L－1·min－1知，v(A)＝3mol·L－1·min－1③由v(C)＝4.5mol·L－1·min－1知，v(A)＝1.5mol·L－1·min－1④由v(D)＝8mol·L－1·min－1知，v(A)＝4mol·L－1·min－1故選①。答案：(1)1.5mol·L－1(2)0.2mol·L－1·min－1(3)2(4)①微訓練一1．解析：A對，由表中數(shù)據(jù)可知，從t3時刻開始，該反應(yīng)中各組分的濃度保持不變，說明該反應(yīng)處于化學平衡狀態(tài)。B對，t3時，A的轉(zhuǎn)化率(6-26×100%＝66.7%)比B的轉(zhuǎn)化率(5-3C錯，化學反應(yīng)速率必須指明以哪種反應(yīng)物來表示。D對，達到平衡時A、B、C的物質(zhì)的量濃度改變的量之比為4∶2∶2＝2∶1∶1，根據(jù)化學反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，故該反應(yīng)的化學方程式是2A(g)＋B(g)?C(g)。答案：C2．解析：10mL0.40mol·L－1H2O2溶液含H2O2的物質(zhì)的量是0.004mol，6min時，生成氧氣的物質(zhì)的量為22.4×10-32H2O2催化劑=2H2O＋O初始物質(zhì)的量/mol0.0040轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol0.0020.0016min時物質(zhì)的量/mol0.0020.001A對，0～6min，H2O2的物質(zhì)的量變化了0.002mol，則v(H2O2)＝0.002mol0.01L×6min≈3.3×10－2mol·L－1·minB對，隨著反應(yīng)的不斷進行，H2O2的濃度越來越小，反應(yīng)速率越來越慢，所以6～10min的平均反應(yīng)速率要小于0～6min的平均反應(yīng)速率，即v(H2O2)＜3.3×10－2mol·L－1·min－1。C錯，反應(yīng)至6min時，剩余的H2O2的物質(zhì)的量是0.002mol，則此時H2O2的物質(zhì)的量濃度c(H2O2)＝0.002mol0.01L＝0.20mol·L－1D對，反應(yīng)至6min時，參加反應(yīng)的H2O2的物質(zhì)的量是0.002mol，所以H2O2分解了50%。答案：C3．解析：設(shè)反應(yīng)達到平衡時消耗Y物質(zhì)的量為x。則：X＋2Y?2Z起始量/molab0轉(zhuǎn)變量/molx2平衡量/mola－x2b－依題意可得：a-x2＋(b－xx＝2a+bY的轉(zhuǎn)化率為2a+b5b×100%＝2a+b5b答案：B4．解析：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)起始物質(zhì)的量3.0mol6.0mol0mol轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量1.2mol3.6mol2.4mol平衡物質(zhì)的量1.8mol2.4mol2.4mol(1)H2的轉(zhuǎn)化率＝3.6mol6.0mol×100%＝60%(2)N2的體積分數(shù)＝1.8mol1.8+2.4+2.4mol×100%≈答案：(1)60%(2)27.3%5．解析：(1)3A(g)＋B(g)?xC(g)＋2D(g)起始molaa變化(mol)1.50.50.1×2×50.5×25minmola－1.5a－0.50.1×2×50.5×根據(jù)c(A)∶c(B)＝3∶5，可得a-1.5a解得a＝3即起始時n(A)＝n(B)＝3mol，5min時c(A)＝3-1.5mol2L＝(2)v(B)＝0.5mol2L×5min＝0.05mol·L－1·min(3)由化學計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量的變化量之比，則x2＝0.1×2×5答案：(1)0.753(2)0.05(3)26．解析：2NO2?2NO＋O2c(起始)/mol·L－1a00c(轉(zhuǎn)化)/mol·L－12c2ccc(4min)/mol·L－1a－2c2cc由題意得：a－2c＝0.12mol·L－1，c＝0.24mol·L－1。(1)NO2的起始濃度為a＝0.12mol·L－1＋2×0.24mol·L－1＝0.6mol·L－1。(2)4min時NO2的轉(zhuǎn)化率為2ca×100%＝2×0.24mol·L(3)v(NO)＝2c4min＝2×0.24mol·L-14min(4)設(shè)容器體積為VL，則NO的體積分數(shù)＝nNOn＝0.48V0.12V+0.48V+0.24V×100%≈57.1%(5)設(shè)容器體積為VL，p4minp開始＝0.12V+0.48V+0.24V答案：(1)0.6mol·L－1(2)80%(3)0.12mol·L－1·min－1(4)57.1%(5)1.4微專題二微訓練二1．解析：A對，由圖可得，當(6－1)mol·L－1A反應(yīng)，同時有(7－3)mol·L－1B反應(yīng)，生成4mol·L－1C，故該反應(yīng)的化學方程式為5A＋4B?4C。B對，2min前，反應(yīng)物A和B減少，生成物C增多，所以正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大。C對，用B的濃度變化表示2min