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文檔簡介

專項八化學反應速率

化學平衡第1頁1.理解化學反應速率概念、反應速率定量表達辦法。2.理解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中主要作用。3.理解化學反應可逆性。4.理解化學平衡建立過程;理解化學平衡常數(shù)含義,能夠利用化學平衡常數(shù)進行有關計算。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影響,結識并能用有關理論解釋其一般規(guī)律。6.理解化學反應速率和化學平衡調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中主要作用。考綱要求第2頁考點一化學反應速率及其影響原因欄目索引考點二全面突破化學平衡考點三全面突破化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率考點四看圖識圖借圖破解第3頁知識精講考點一化學反應速率及其影響原因用上式進行某物質(zhì)反應速率計算時需注意下列幾點:(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中溶質(zhì),不適用于固體和純液體。(2)化學反應速率是某段時間內(nèi)平均反應速率,而不是即時速率,且計算時取正值。第4頁(3)同一反應用不一樣物質(zhì)表達反應速率時,數(shù)值也許不一樣,但意義相同。不一樣物質(zhì)表達反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比。(4)計算反應速率時,若給出是物質(zhì)量變化值,要轉(zhuǎn)化為物質(zhì)量濃度變化值(計算時一定要除以體積),再進行計算。(5)對于可逆反應,一般計算是正、逆反應抵消后總反應速率,當達成平衡時,總反應速率為零。(注:總反應速率也可理解為凈速率)第5頁2.正確理解速率影響原因第6頁(2)純液體、固體對化學反應速率影響在化學反應中,純液體和固態(tài)物質(zhì)濃度為常數(shù),故不能用固態(tài)物質(zhì)濃度變化來表達反應速率,不過固態(tài)反應物顆粒大小是影響反應速率條件之一,如煤粉由于表面積大,燃燒就比煤塊快得多。第7頁(3)外界條件對可逆反應正、逆反應速率影響方向是一致,但影響程度不一定相同。①當增大反應物濃度時,v正增大,v逆瞬間不變,隨后也增大;②增大壓強,氣體分子數(shù)減小方向反應速率變化程度大;③對于反應前后氣體分子數(shù)不變反應,變化壓強能夠同等程度地變化正、逆反應速率;④升高溫度,v正和v逆都增大,但吸熱反應方向反應速率增大程度大;⑤使用催化劑,能同等程度地變化正、逆反應速率。第8頁3.“明辨是非”精確判斷正誤判斷,正確打“√”,錯誤打“×”。(1)伴隨反應進行,化學反應速率一定逐漸減小(

)(2)增大壓強,化學反應速率一定加快(

)(3)反應現(xiàn)象不顯著,證明化學反應速率很慢(

)×××第9頁(4)反應H2+Cl2===2HCl(ΔH<0)機理包括①Cl2―→

2Cl(慢),②H2+Cl―→HCl+H(快),③Cl2+H―→

HCl+Cl(快),則反應①活化能大于反應②活化能(

)(5)在具有少許I-溶液中,H2O2分解機理為H2O2+I-―→H2O+IO-(慢),H2O2+IO-―→H2O+O2+I-(快),則I-、IO-均為H2O2分解反應催化劑(

)√×第10頁題組集訓題組一化學反應速率全方位考查1.Ⅰ.一定溫度下,在2L密閉容器中,X、Y、Z三種氣體物質(zhì)量隨時間變化曲線如圖所示:第11頁(1)從反應開始到10s時,用Z表達反應速率為__________________。0.079mol·L-1·s-1第12頁(2)該反應化學方程式為___________________。解析由各物質(zhì)轉(zhuǎn)化量:X為0.79mol,Y為0.79mol,Z為1.58mol,可知方程式中各物質(zhì)化學計量數(shù)之比為1∶1∶2,則化學方程式為X(g)+Y(g)

2Z(g)。第13頁Ⅱ.已知:反應aA(g)+bB(g)

cC(g),某溫度下,在2L密閉容器中投入一定量A、B,兩種氣體物質(zhì)量濃度隨時間變化曲線如圖所示。第14頁(1)經(jīng)測定前4s內(nèi)v(C)=0.05mol·L-1·s-1,則該反應化學方程式為_____________________。解析

前4s內(nèi),Δc(A)=0.8mol·L-1-0.5mol·L-1=0.3mol·L-1,v(A)=0.3mol·L-1÷4s=0.075mol·L-1·s-1;v(A)∶v(C)=a∶c=(0.075mol·L-1·s-1)∶(0.05mol·L-1·s-1)=3∶2,由圖像知,在12s時Δc(A)∶Δc(B)=(0.6mol·L-1)∶(0.2mol·L-1)=3∶1=a∶b,則a、b、c三者百分比為3∶1∶2,因此該反應化學方程式為3A(g)+B(g)

2C(g)。第15頁(2)請在圖中將生成物C物質(zhì)量濃度隨時間變化曲線繪制出來。解析

生成物C濃度從0開始增加,到12s時達成最大,Δc(A)∶Δc(C)=a∶c=3∶2,因此Δc(C)=2×0.6mol·L-1÷3=0.4mol·L-1。答案

第16頁(3)若上述反應分別在甲、乙、丙三個相同密閉容器中進行,經(jīng)同一段時間后,測得三個容器中反應速率分別為甲:v(A)=0.3mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12mol·L-1·s-1丙:v(C)=9.6mol·L-1·min-1;則甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢次序為__________________。第17頁答案

乙>甲>丙第18頁Ⅲ.密閉容器中發(fā)生如下反應:A(g)+3B(g)

2C(g)

ΔH<0。根據(jù)下面速率—時間圖像,回答下列問題。(1)下列時刻所變化外界條件:t1____________;t3____________;t4____________。第19頁解析

審題視角注意圖像特點,以及外界條件對速率影響圖像規(guī)律和濃度圖像無跳躍性等。t1時,v逆增大程度比v正增大程度大,說明變化條件是升高溫度。t3時,v正、v逆同等程度地增大,說明加入了催化劑。t4時,v正、v逆都減小且v正減小程度大,平衡向逆反應方向移動。答案

升高溫度加入催化劑減小壓強第20頁(2)反應速率最快時間段是________。解析由于在t3時刻加入是催化劑,因此t3~t4段反應速率最快。t3~t4段第21頁易誤警示1.化學反應速率計算常見錯誤(1)不注意容器容積。(2)漏寫單位或單位寫錯。(3)忽視有效數(shù)字。2.比較化學反應速率大小注意事項(1)看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同單位。第22頁(2)比較不一樣步間段內(nèi)化學反應速率大小時,可先換算成同一物質(zhì)表達反應速率,再比較數(shù)值大小。第23頁題組二“控制變量”思想在探究影響化學反應速率原因 中應用2.某同窗在用稀硫酸與鋅制取氫氣實驗中,發(fā)覺加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣生成速率。請回答下列問題:(1)上述實驗中發(fā)生反應化學方程式有______________________________________________________。解析分析實驗中包括物質(zhì):Zn、CuSO4、H2SO4,其中能發(fā)生化學反應有2個:Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑第24頁(2)硫酸銅溶液能夠加快氫氣生成速率原因是___________________________________________________________。解析由于Zn與CuSO4反應生成Cu附著在Zn片表面,組成銅鋅原電池,從而加快了H2產(chǎn)生速率。CuSO4與Zn反應產(chǎn)生Cu與Zn形成銅鋅原電池,加快了H2產(chǎn)生速率第25頁(3)試驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液,可與上述試驗中CuSO4溶液起相同作用是_________。解析

4種溶液中能與Zn發(fā)生置換反應只有Ag2SO4:Zn+Ag2SO4===ZnSO4+2Ag。Ag2SO4第26頁(4)要加快上述試驗中氣體產(chǎn)生速率,還可采取措施有___________________________________________________________________(答兩種)。解析根據(jù)影響化學反應速率外界原因,則加快反應速率辦法尚有:增大反應物濃度、升高溫度、使用催化劑、增大鋅粒表面積等。注意:H2SO4濃度不能過大,濃硫酸與Zn反應不生成H2。升高反應溫度,合適增加硫酸濃度,增大鋅粒表面積等(答兩種即可)第27頁(5)為了深入研究硫酸銅量對氫氣生成速率影響,該同窗設計了如下一系列試驗。將表中所給混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒反應瓶中,搜集產(chǎn)生氣體,統(tǒng)計取得相同體積氣體所需時間。試驗混合溶液ABCDEF4mol·L-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100第28頁①請完成此試驗設計,其中:V1=________,V6=________,V9=________。②反應一段時間后,試驗A中金屬呈________色,試驗E中金屬呈________色。③該同窗最后得出結論為當加入少許CuSO4溶液,生成氫氣速率會大大提升。但當加入CuSO4溶液超出一定量時,生成氫氣速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降主要原因:____________________________________________________________________________________。第29頁解析若研究CuSO4量對H2生成速率影響,則試驗中除CuSO4量不一樣之外,其他物質(zhì)量均相同,則V1=V2=V3=V4=V5=30mL,最后溶液總體積相同。由試驗F可知,溶液總體積均為50mL,則V6=10mL,V9=17.5mL。伴隨CuSO4量增大,附著在Zn片表面Cu會越來越多,被覆蓋Zn不能與H2SO4接觸,則H2生成速率會減慢,且Zn片表面Cu為暗紅色。答案

①30

10

17.5

②灰黑暗紅③當加入一定量CuSO4后,生成單質(zhì)Cu會沉積在Zn表面,減少了Zn與溶液接觸面積第30頁3.某課外愛好小組對H2O2分解速率做了如下試驗探究。(1)下表是該小組研究影響過氧化氫(H2O2)分解速率原因時采集一組數(shù)據(jù):用10mLH2O2制取150mLO2所需時間

濃度

時間(秒)反應條件30%H2O215%H2O210%H2O25%H2O2(Ⅰ)無催化劑、不加熱幾乎不反應幾乎不反應幾乎不反應幾乎不反應(Ⅱ)無催化劑、加熱360480540720(Ⅲ)MnO2催化劑、加熱102560120第31頁①該小組在設計方案時,考慮了濃度、a:___________、b:________等原因?qū)^氧化氫分解速率影響。②從上述影響H2O2分解速率原因a和b中任選一種,說明該原因?qū)υ摲磻俾视绊懀篲___________________________________________________________________________________________________。第32頁解析

從本題提供表格中數(shù)據(jù)和條件進行分析能夠得到在該小組設計方案時,考慮到了濃度、溫度和催化劑對化學反應速率影響。分析(Ⅰ)、(Ⅱ)組試驗能夠得到在其他條件不變時,升高反應溫度,H2O2分解速率加快;分析(Ⅱ)、(Ⅲ)組試驗能夠得到在其他條件不變時使用合適催化劑,H2O2分解速率加快。答案

①溫度催化劑②其他條件不變,升高反應溫度,H2O2分解速率加快(或其他條件不變,使用合適催化劑,H2O2分解速率加快等合理答案)第33頁(2)將質(zhì)量相同但顆粒大小不一樣MnO2分別加入到5mL5%雙氧水中,并用帶火星木條測試。測定成果如下:催化劑(MnO2)操作情況觀測成果反應完成所需時間粉末狀混合不振蕩劇烈反應,帶火星木條復燃3.5分鐘塊狀反應較慢,火星紅亮但木條未復燃30分鐘第34頁①寫出H2O2發(fā)生反應化學方程式:________________________。②試驗成果說明催化劑作用大小與____________________________________有關。解析

②在試驗中能夠看到在其他條件不變時,MnO2顆粒大小不一樣使帶火星木條看到現(xiàn)象不一樣,反應完成需要時間也不一樣,故可得答案。O2↑催化劑顆粒大小(或催化劑表面積)第35頁題組三2023高考試題匯編4.(2023·海南,8改編)10mL濃度為1mol·L-1鹽酸與過量鋅粉反應,若加入適量下列溶液,能加快反應速率但又不影響氫氣生成量是(

)A.K2SO4

B.CH3COONaC.CuSO4

D.Na2CO3解析鋅與稀鹽酸反應過程中,若加入物質(zhì)使反應速率增大,則溶液中氫離子濃度增大,但由于不影響氫氣生成量,故氫離子總物質(zhì)量不變。第36頁A項,硫酸鉀為強酸強堿鹽,不發(fā)生水解,若加入其溶液,則對鹽酸產(chǎn)生稀釋作用,氫離子濃度減小,但H+物質(zhì)量不變,錯誤;B項,加入醋酸鈉,則與鹽酸反應生成醋酸,使溶液中氫離子濃度減小,伴隨反應進行,CH3COOH最后又完全電離,故H+物質(zhì)量不變,錯誤;C項,加入硫酸銅溶液,Cu2+會與鋅反應生成銅,組成原電池,會加快反應速率,但H+物質(zhì)量不變,正確;第37頁D項,加入碳酸鈉溶液,會與鹽酸反應,使溶液中氫離子物質(zhì)量減少,造成反應速率減小,生成氫氣量減少,錯誤。答案

C第38頁5.(2023·上海,20)對于合成氨反應,達成平衡后,下列分析正確是(

)A.升高溫度,對正反應反應速率影響更大B.增大壓強,對正反應反應速率影響更大C.減小反應物濃度,對逆反應反應速率影響更大D.加入催化劑,對逆反應反應速率影響更大第39頁解析

A項,合成氨反應正反應是放熱反應,升高溫度,正反應、逆反應反應速率都增大,不過溫度對吸熱反應速率影響更大,因此對該反應來說,對逆反應速率影響更大,錯誤;B項,合成氨正反應是氣體體積減小反應,增大壓強,對正反應反應速率影響更大,正反應速率大于逆反應速率,因此平衡正向移動,正確;第40頁C項,減小反應物濃度,使正反應速率減小,由于生成物濃度沒有變化,因此逆反應速率不變,逆反應速率大于正反應速率,因此化學平衡逆向移動,錯誤;D項,加入催化劑,使正反應、逆反應速率變化倍數(shù)相同,正反應、逆反應速率相同,化學平衡不發(fā)生移動,錯誤。答案

B第41頁6.[2023·重慶理綜,11(3)]研究發(fā)覺,腐蝕嚴重青銅器表面大都存在CuCl。有關CuCl在青銅器腐蝕過程中催化作用,下列論述正確是________。A.減少了反應活化能

B.增大了反應速率C.減少了反應焓變

D.增大了反應平衡常數(shù)AB第42頁1.化學平衡狀態(tài)判斷標志(1)速率標志①同一物質(zhì)在同一時間內(nèi)生成速率與消耗速率相等。②不一樣物質(zhì)在相同步間內(nèi)代表反應方向相反時化學反應速率比等于化學計量數(shù)之比。知識精講考點二全面突破化學平衡第43頁(2)物質(zhì)數(shù)量標志①平衡體系中各物質(zhì)質(zhì)量、濃度、百分含量等保持不變。②反應物消耗量達成最大值或生成物量值達成最大值(常用于圖像分析中)。③不一樣物質(zhì)在相同步間內(nèi)代表反應方向相反量(如物質(zhì)量、物質(zhì)量濃度、氣體體積)變化值之比等于化學計量數(shù)之比。第44頁(3)特殊標志①對反應前后氣體分子數(shù)目不一樣可逆反應來說,當體系總物質(zhì)量、總壓強(恒溫恒容時)、平均相對分子質(zhì)量不變。②有色體系顏色保持不變。(4)依Q與K關系判斷:若Q=K,反應處于平衡狀態(tài)。第45頁尤其提醒

(1)若所有物質(zhì)均為氣體,則質(zhì)量不變不能作為化學平衡標志。(2)若是在恒容容器中進行,則氣體體積、密度保持不變不能作為化學平衡標志。第46頁2.化學平衡移動判斷辦法(1)根據(jù)勒夏特列原理判斷通過比較平衡破壞瞬時正、逆反應速率相對大小來判斷平衡移動方向。①若外界條件變化,引發(fā)v正>v逆,此時正反應占優(yōu)勢,則化學平衡向正反應方向(或向右)移動;②若外界條件變化,引發(fā)v正<v逆,此時逆反應占優(yōu)勢,則化學平衡向逆反應方向(或向左)移動;③若外界條件變化,雖能引發(fā)v正和v逆變化,但變化后新v正′和v逆′仍保持相等,則化學平衡沒有發(fā)生移動。第47頁(2)根據(jù)濃度商(Q)規(guī)則判斷通過比較濃度商(Q)與平衡常數(shù)(K)大小來判斷平衡移動方向。①若Q>K,平衡逆向移動;②若Q=K,平衡不移動;③若Q<K,平衡正向移動。第48頁3.不能用勒夏特列原理解釋問題(1)若外界條件變化后,無論平衡向正反應方向移動或向逆反應方向移動都無法削弱外界條件變化,則平衡不移動。如對于H2(g)+Br2(g)

2HBr(g),由于反應前后氣體分子總數(shù)不變,外界壓強增大或減小時,平衡無論正向或逆向移動都不能削弱壓強變化。因此對于該反應,壓強變化,平衡不發(fā)生移動。第49頁(2)催化劑能同等程度地變化正、逆反應速率,因此催化劑不會影響化學平衡。(3)當外界條件變化對平衡移動影響與生產(chǎn)要求不一致時,不能用勒夏特列原理解釋,如工業(yè)合成氨條件選擇。第50頁題組集訓題組一多角度、全方位突破化學平衡狀態(tài)標志判定1.在一定溫度下定容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時:①混合氣體壓強,②混合氣體密度,③混合氣體總物質(zhì)量,④混合氣體平均相對分子質(zhì)量,⑤混合氣體顏色,⑥各反應物或生成物濃度之比等于系數(shù)之比,⑦某種氣體百分含量(1)能說明2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)達成平衡狀態(tài)是__________。①③④⑦第51頁(2)能說明I2(g)+H2(g)

2HI(g)達成平衡狀態(tài)是________。(3)能說明2NO2(g)

N2O4(g)達成平衡狀態(tài)是__________。(4)能說明C(s)+CO2(g)

2CO(g)達成平衡狀態(tài)是__________。(5)能說明A(s)+2B(g)

C(g)+D(g)達成平衡狀態(tài)是________。(6)能說明NH2COONH4(s)

2NH3(g)+CO2(g)達成平衡狀態(tài)是________。(7)能說明5CO(g)+I2O5(s)

5CO2(g)+I2(s)達成平衡狀態(tài)是________。⑤⑦①③④⑤⑦①②③④⑦②④⑦①②③②④⑦第52頁2.若上述題目改成一定溫度下恒壓密閉容器,成果又如何?答案

(1)②③④⑦(2)⑤⑦(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦(5)②④⑦(6)②③(7)②④⑦第53頁3.汽車凈化主要原理為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

ΔH<0。若該反應在絕熱、恒容密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達成平衡狀態(tài)是________。第54頁答案

bd第55頁失誤防備化學平衡標志判斷“三關注”關注反應條件,是恒溫恒容,恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關注反應特點,是等體積反應,還是非等體積反應;關注特殊情況,是否有固體參與或生成,或固體分解反應。第56頁題組二化學平衡狀態(tài)移動方向及成果判定4.在一定條件下,可逆反應2NO2(g)

N2O4(g)

ΔH<0達成平衡,當分別變化下列條件時,請?zhí)羁眨?1)保持容器容積不變,通入一定量NO2,則達成平衡時NO2百分含量________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同);保持容器容積不變,通入一定量N2O4,則達成平衡時NO2百分含量________________。第57頁解析

保持容器容積不變,通入一定量NO2,則增加了NO2濃度,因此平衡正向移動,且NO2轉(zhuǎn)化率比本來大,NO2百分含量減小;保持容器容積不變,通入一定量N2O4,則增加了N2O4濃度,因此平衡逆向移動,但其進行程度比本來N2O4轉(zhuǎn)化率要小,因此NO2百分含量減小。答案

減小減小第58頁(2)保持壓強不變,通入一定量NO2,則達成平衡時NO2百分含量________;保持壓強不變,通入一定量N2O4,則達成平衡時NO2百分含量__________。解析保持壓強不變,通入一定量NO2或N2O4,不影響平衡,因此NO2百分含量不變。不變不變第59頁(3)保持容器容積不變,通入一定量氖氣,則達成平衡時NO2轉(zhuǎn)化率__________;保持壓強不變,通入氖氣使體系容積增大一倍,則達成平衡時NO2轉(zhuǎn)化率______。解析保持容器容積不變,通入一定量氖氣,此過程中各物質(zhì)物質(zhì)量濃度都沒有發(fā)生變化,因此平衡不移動,NO2轉(zhuǎn)化率不變;保持壓強不變,通入氖氣使體系容積增大一倍,則相稱于減小壓強,因此平衡向生成NO2方向移動,因此NO2轉(zhuǎn)化率會減小。不變減小第60頁5.(2023·江蘇,15改編)在體積均為1.0L兩恒容密閉容器中加入足量相同碳粉,再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不一樣溫度下反應CO2(g)+C(s)

2CO(g)達成平衡,平衡時CO2物質(zhì)量濃度c(CO2)隨溫度變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法正確是(

)第61頁A.反應CO2(g)+C(s)===2CO(g)ΔS>0、ΔH<0B.體系總壓強p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)C.體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)>2c(CO,狀態(tài)Ⅲ)D.逆反應速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ)解析

A項,C和CO2反應是吸熱反應,ΔH>0,故A錯誤;B項,狀態(tài)Ⅰ是通入0.1molCO2,狀態(tài)Ⅱ是通入0.2molCO2,狀態(tài)Ⅱ能夠看作先通0.1molCO2,此時壓強相等,再通入0.1molCO2,假如平衡不移動,此時壓強等于2第62頁倍p總(狀態(tài)Ⅰ),但要滿足CO2濃度相等,應對此體系加熱使反應向正反應方向移動,氣體物質(zhì)量增加,因此p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),故正確;C項,狀態(tài)Ⅱ能夠看作先通0.1molCO2,此時二者CO濃度相等,再通入0.1molCO2,假如平衡不移動,狀態(tài)ⅡCO濃度等于2倍狀態(tài)Ⅲ,但再充入CO2,相稱于增大壓強,平衡右移,消耗CO,因此c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),故錯誤;D項,溫度越高,反應速率越快,v逆(狀態(tài)Ⅰ)<v逆(狀態(tài)Ⅲ),故錯誤。答案

B第63頁6.(2023·天津理綜,6)某溫度下,在2L密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應:X(g)+mY(g)

3Z(g)平衡時,X、Y、Z體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達成平衡后,X、Y、Z體積分數(shù)不變。下列論述不正確是(

)A.m=2B.兩次平衡平衡常數(shù)相同C.X與Y平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1D.第二次平衡時,Z濃度為0.4mol·L-1第64頁解析

A項,由題意可知兩種條件下X、Y、Z初始物質(zhì)量不一樣,而最后平衡狀態(tài)相同,則兩種條件下建立平衡為溫度、容積不變時等效平衡,故滿足反應前后氣態(tài)物質(zhì)計量數(shù)之和相等,則1+m=3,m=2,正確;B項,溫度不變,平衡常數(shù)不變,正確;C項,X、Y初始物質(zhì)量之比為1∶2,根據(jù)方程式可知參與反應X、Y物質(zhì)量之比也為1∶2,故X與Y平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1,正確;第65頁D項,由方程式可知該反應中反應前后氣體物質(zhì)量不變,因此第二次平衡時氣體總物質(zhì)量為4mol,則Z物質(zhì)量為4mol×10%=0.4mol,Z濃度為0.4mol÷2L=0.2mol·L-1,錯誤。答案D第66頁辦法技巧對于反應物或生成物只有一種可逆反應而言,在變化物質(zhì)濃度而引發(fā)化學平衡移動時應遵循或應用下列辦法進行分析:(1)建模法分析化學平衡當容器Ⅱ中投料量是容器Ⅰ中n倍時,可通過建模思想來進行考慮。第67頁一般解題步驟[以PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g)為例]:①建模:構建容器Ⅰ模型:

pⅠ(始)

pⅠ(平)②解模:將容器Ⅱ進行拆分,構建新模型(用實線箭號表達狀態(tài)變化方向,用虛線箭號表達虛擬過程):第68頁Ⅱ第69頁最后將虛擬出兩個平衡狀態(tài)進行加壓,把體積較大平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化為體積較小平衡狀態(tài)。即容器Ⅱ反應相稱于在虛擬容器基礎上增大壓強,平衡逆向移動,容器Ⅱ相對于容器Ⅰ,PCl5體積分數(shù)增大。第70頁(2)在溫度、壓強不變體系中加入某種氣體反應物(或生成物)平衡移動問題:對于aA(g)bB(g)+cC(g)或bB(g)+cC(g)aA(g),當T、p不變時,加入A氣體,平衡移動最后成果與原平衡等效,相稱于平衡不移動;而加入B或C,則平衡移動由濃度決定。第71頁考點三全面突破化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率1.化學平衡常數(shù)全面突破(1)數(shù)學體現(xiàn)式:對于反應mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)來說,K=

。知識精講第72頁第73頁第74頁第75頁第76頁(2)平衡常數(shù)意義①平衡常數(shù)可表達反應進行程度。K越大,反應進行程度越大,K>105時,能夠以為該反應已經(jīng)進行完全。轉(zhuǎn)化率也能表達反應進行程度,轉(zhuǎn)化率不但與溫度有關,并且與起始條件有關。②K大小只與溫度有關,與反應物或生成物起始濃度大小無關。第77頁(3)濃度商:可逆反應進行到某時刻(包括化學平衡)時,生成物濃度化學計量數(shù)次冪之積與反應物濃度化學計量數(shù)次冪之積比值稱為濃度商(Q)。當Q=K時,該反應達成平衡狀態(tài);Q<K時,該反應向正反應方向進行;Q>K時,該反應向逆反應方向進行。第78頁第79頁①再通入bmolB,α(A)

,α(B)

。②再通入amolA、bmolB:若a+b>c,α(A)

、α(B)

;若a+b=c,α(A)

、α(B)

;若a+b<c,α(A)

、α(B)

。增大減小增大增大不變不變減小減小第80頁1.(2023·重慶理綜,7)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能避免某些昆蟲、線蟲和真菌危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達成下列平衡:CO(g)+H2S(g)

COS(g)+H2(g)

K=0.1反應前CO物質(zhì)量為10mol,平衡后CO物質(zhì)量為8mol。下列說法正確是(

)題組集訓第81頁A.升高溫度,H2S濃度增加,表白該反應是吸熱反應B.通入CO后,正反應速率逐漸增大C.反應前H2S物質(zhì)量為7molD.CO平衡轉(zhuǎn)化率為80%解析

A項,升高溫度,H2S濃度增大,說明平衡向逆反應方向移動,逆反應吸熱,正反應放熱,錯誤;B項,通入CO氣體瞬間正反應速率增大,達成最大值,向正反應方向建立新平衡,正反應速率開始減小,錯誤;第82頁C項,設反應前H2S物質(zhì)量為nmol,容器容積為1L,則 CO(g)+H2S(g)

COS(g)+H2(g)

K=0.1n(始)/mol 10

n

0

0n(變)/mol 2

2

2

2n(平)/mol 8

n-2 2

2第83頁由于該反應是反應前后氣體體積不變反應,因此有K=

=0.1,解得n=7,正確;D項,根據(jù)上述計算可知CO轉(zhuǎn)化率為20%,錯誤。答案

C第84頁2.將一定量NO2和N2O4混合氣體通入體積為1L恒溫密閉容器中,各物質(zhì)濃度隨時間變化關系如圖1所示。第85頁計算該反應平衡常數(shù)K=________。反應進行到20min時,再向容器內(nèi)充入一定量NO2,10min后達成新平衡,此時測得c(NO2)=0.9mol·L-1。(1)第一次平衡時混合氣體中NO2體積分數(shù)為w1,達成新平衡后混合氣體中NO2體積分數(shù)為w2,則w1________w2(填“>”、“=”或“<”)。(2)請在圖2中畫出20min后各物質(zhì)濃度隨時間變化曲線(曲線上必須標出“X”和“Y”)。第86頁第87頁第88頁答案0.9

(1)>(2)第89頁3.(2023·山東理綜,29)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子互相作用時,包括如下反應:2NO2(g)+NaCl(s)

NaNO3(s)+ClNO(g)

K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)

2ClNO(g)

K2

ΔH2<0(Ⅱ)(1)4NO2(g)+2NaCl(s)

2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)平衡常數(shù)K=________(用K1、K2表達)。第90頁解析觀測題給三個方程式可知,題目所求方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到,故該反應平衡常數(shù)K=。答案K/K2第91頁(2)為研究不一樣條件對反應(Ⅱ)影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時反應(Ⅱ)達成平衡。測得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則平衡后n(Cl2)=________mol,NO轉(zhuǎn)化率α1=________。其他條件保持不變,反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行,平衡時NO轉(zhuǎn)化率α2________α1(填“>”、“<”或“=”),平衡常數(shù)K2________(填“增大”、“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取措施是_______________________。第92頁解析由題給數(shù)據(jù)可知,n(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol。

2NO(g)+Cl2(g)

2ClNO(g)起始物質(zhì)量/mol 0.2

0.1

010min內(nèi)轉(zhuǎn)化物質(zhì)量/mol0.15

0.0750.15平衡物質(zhì)量/mol 0.05

0.0250.15故n(Cl2)=0.025mol;NO轉(zhuǎn)化率α1=

×100%=75%。第93頁其他條件保持不變,由恒容條件(2L)改為恒壓條件,因該反應是氣體分子數(shù)減小反應,平衡正向移動,NO轉(zhuǎn)化率增大,即α2>α1;平衡常數(shù)只是溫度函數(shù),故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數(shù)不變;要使平衡常數(shù)減小,平衡應逆向移動,由于反應(Ⅱ)是放熱反應,故應升高溫度。答案

2.5×10-2

75%

>不變升高溫度第94頁1.圖像類型知識精講考點四看圖識圖借圖破解第95頁(2)含量—時間—溫度(壓強)(C%指產(chǎn)物質(zhì)量分數(shù),B%指某反應物質(zhì)量分數(shù))第96頁第97頁第98頁(3)恒壓(或恒溫)線(c表達反應物平衡濃度,α表達反應物轉(zhuǎn)化率)圖①,若p1>p2>p3,則正反應為氣體體積

反應,ΔH

0;圖②,若T1>T2,則正反應為

反應。減小<放熱第99頁(4)幾個特殊圖像①對于化學反應mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),M點前,表達從反應物開始,v正>v逆;M點為剛達成平衡點(如下列圖);M點后為平衡受溫度影響情況,即升溫,A百分含量增加或C百分含量減少,平衡左移,故正反應ΔH<0。第100頁②對于化學反應mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),L線上所有點都是平衡點(如下列圖)。L線左上方(E點),A百分含量大于此壓強時平衡體系A百分含量,因此,E點v正>v逆;則L線右下方(F點),v正<v逆。第101頁2.分析辦法(1)認清坐標系,弄清縱、橫坐標所代表意義,并與有關原理相結合。(2)看清起點,分清反應物、生成物。濃度減小是反應物,濃度增大是生成物,一般生成物多數(shù)以原點為起點。(3)看清曲線變化趨勢,注意漸變和突變,分清正、逆反應,從而判斷反應特點。第102頁(4)注意終點。例如,在濃度—時間圖像上,一定要看清終點時反應物消耗量、生成物增加量,并結合有關原理進行推理判斷。(5)先拐先平。例如,在轉(zhuǎn)化率—時間圖像上,先出現(xiàn)拐點曲線先達成平衡,此時逆向推理可得該曲線對應溫度高、濃度大或壓強大。(6)定一議二。當圖像中有三個量時,先確定一種量不變再討論另外兩個量關系。第103頁3.繪圖要領一標:標原點,標橫、縱坐標物理量及單位。二比:比照原圖像,畫出新圖像,并標明。第104頁題組集訓題組一識別圖像、聯(lián)系規(guī)律、判斷正誤1.(2023·四川理綜,7)一定量CO2與足量碳在體積可變恒壓密閉容器中反應:C(s)+CO2(g)

2CO(g),平衡時,體系中氣體體積分數(shù)與溫度關系如下列圖所示:第105頁已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分數(shù)。下列說法正確是(

)A.550℃時,若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動B.650℃時,反應達平衡后CO2轉(zhuǎn)化率為25.0%C.T

℃時,若充入等體積CO2和CO,平衡向逆反應方向移動D.925℃時,用平衡分壓替代平衡濃度表達化學平衡常數(shù)Kp=24.0p總第106頁解析

A項,C(s)+CO2(g)

2CO(g)正反應是氣體物質(zhì)量增加反應,由于反應容器為體積可變恒壓密閉容器,充入惰性氣體容器體積擴大,對反應體系相稱于減小壓強,故v正、v逆均減小,平衡正向移動,錯誤;B項,由圖可知,650℃時若設起始時CO2體積為1L,平衡時CO2消耗體積為xL,則第107頁 C(s)+CO2(s)

2CO(g)V始

1 0V變

x

2xV平

1-x 2x×100%=40.0%,x=0.25,CO2轉(zhuǎn)化率為25%,正確;第108頁C項,由圖可知,T

℃時平衡體系中CO和CO2體積分數(shù)均為50%,故恒壓時充入等體積CO2和CO兩種氣體平衡不發(fā)生移動,錯誤;D項,925℃時,CO平衡分壓p(CO)=p總×96.0%,CO2平衡分壓p(CO2)=p總×4%,根據(jù)化學平衡常數(shù)定義可知答案

B第109頁2.(2023·安徽理綜,11)汽車尾氣中,NO產(chǎn)生反應為N2(g)+O2(g)

2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)量N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應,下列圖曲線a表達該反應在溫度T下N2濃度隨時間變化,曲線b表達該反應在某一起始條件變化時N2濃度隨時間變化。下列論述正確是(

)第110頁A.溫度T下,該反應平衡常數(shù)K=B.溫度T下,隨著反應進行,混合氣體密度減小C.曲線b對應條件改變可能是加入了催化劑D.若曲線b對應條件改變是溫度,可判斷該反應ΔH<0解析A項,在溫度T下,由曲線a可知,達到平衡后N2、O2、NO濃度分別為c1mol·L-1、c1mol·L-1、2(c0-c1)mol·L-1,因此該反應平衡常數(shù)K=,正確;第111頁B項,反應前后,混合氣體體積與質(zhì)量都沒有發(fā)生變化,因此混合氣體密度不變,錯誤;C項,加入催化劑只變化反應速率而不變化反應轉(zhuǎn)化率,若加入催化劑達成平衡后,c(N2)應與曲線a對應平衡濃度相同,錯誤;D項,若曲線b對應條件變化是溫度,由于曲線b相對于曲線a先達成了平衡,故應當為升溫,升高溫度,N2平衡濃度減小,說明平衡向正向移動,該反應為吸熱反應,ΔH>0,錯誤。答案

A第112頁題組二辨別圖表、提取信息、綜合應用3.[2023·全國卷Ⅰ,28(4)]Bodensteins研究了下列反應:2HI(g)

H2(g)+I2(g)在716K時,氣體混合物中碘化氫物質(zhì)量分數(shù)x(HI)與反應時間t關系如下表:t/min02040608

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