2020高考總復(fù)習(xí)課件_化學(xué)（蘇教版）_化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡_化學(xué)速率平衡圖表分析與數(shù)據(jù)處理

1、專題六化學(xué)速率平衡圖表分析與數(shù)據(jù)處理【考情分析】從近幾年看，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的考查，試題的創(chuàng)新性、探究性逐年提升，如：考查問題多樣化的平衡圖像問題，通過設(shè)計新穎的速率、平衡計算以及通過圖像、表格獲取信息、數(shù)據(jù)等試題在情境上、取材上都有所創(chuàng)新，而且化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡還與元素化合物知識相互聯(lián)系，綜合考查，并且兩者的結(jié)合也日趨緊密。如2015全國卷28，2016全國卷27，2017全國卷28，2018全國卷28，2018全國卷27等。1.常見速率、平衡圖像(1)物質(zhì)的量(或濃度)時間圖像例如，某溫度時，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。(2)含量

2、時間溫度(壓強)常見形式有如下幾種。(C%指生成物的質(zhì)量分數(shù)；B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分數(shù))(3)恒壓(溫)的圖像分析該類圖像的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()，橫坐標為溫度(T)或壓強(p)，常見類型如下所示：如圖2所示曲線是其他條件不變時，某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系曲線，圖中標出的1、2、3、4四個點，表示v正v逆的點是3，表示v正v逆的點是1，而2、4點表示v正v逆。2.解答化學(xué)平衡圖像題兩個原則和三個步驟(1)兩個原則先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率時間圖上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。定一論二。當圖像中有三個量時，先確定

3、一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。(2)三個步驟看懂圖像：看圖像要五看。一看面，即看清橫坐標和縱坐標；二看線，即看線的走向、變化趨勢；三看點，即看曲線的起點、終點、交點、拐點、原點、極值點等；四看要不要作輔助線、如等溫線、等壓線；五看定量圖像中有關(guān)量的多少。聯(lián)想規(guī)律：聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。推理判斷：結(jié)合題中給定的化學(xué)反應(yīng)和圖像中的相關(guān)信息，根據(jù)有關(guān)知識規(guī)律分析作出判斷。考點指導(dǎo)1化學(xué)平衡中的表格數(shù)據(jù)處理【典例1】(海南高考)硝基苯甲酸乙酯在OH存在下發(fā)生水解反應(yīng)：O2NC6H4COOC2H5OHO2NC6H4COOC2H5OH兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.050 mol

4、L1，15 時測得O2NC6H4COOC2H5的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的數(shù)據(jù)如表所示，回答下列問題：t/s0120180240330530600700800/%033.041.848.858.069.070.471.071.0(1)列式計算該反應(yīng)在120180 s與180240 s區(qū)間的平均反應(yīng)速率_、_；比較兩者大小可得出的結(jié)論是_。(2)列式計算15 時該反應(yīng)的平衡常數(shù)_。(3)為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉(zhuǎn)化率，除可適當控制反應(yīng)溫度外，還可采取的措施有_(要求寫出兩條)。【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)表格數(shù)據(jù)的處理。(2)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡移動的影響因素。(3)化

5、學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用。解析(1)120 s轉(zhuǎn)化率為33.0%，180 s轉(zhuǎn)化率為41.8%，240 s轉(zhuǎn)化率為48.8%，則120180 s反應(yīng)速率v0.050 molL1(41.8%33.0%)/(180 s120 s)7.3105molL1s1，則180240 s反應(yīng)速率v0.050 molL1(48.8%41.8%)/(240 s180 s)5.8105molL1s1，相同時間段內(nèi)平均速率減小，主要原因是隨著反應(yīng)進行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減小；(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化率為71.0%就不再發(fā)生變化，即達到化學(xué)平衡狀態(tài)，則化學(xué)平衡常數(shù)K(0.050 molL171.0%)2/0.05

6、0 molL1(171.0%)2(71/29)26.0；(3)提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，除了控制溫度外，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)特點(溶液間進行的反應(yīng))，壓強不能改變平衡，因此可以增大另一種反應(yīng)物的濃度提高轉(zhuǎn)化率，還可以減少生成物濃度(即移走生成物)增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。答案(1)v7.3105molL1s1v5.8105molL1s1隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢(2)K6.0或K6.0(3)增大OH的濃度、移去生成物對點訓(xùn)練1.(廣東高考)H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。 (1)某小組擬在同濃度Fe3的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反應(yīng)

7、速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL1 Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器。寫出本實驗H2O2分解反應(yīng)方程式并標明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_。設(shè)計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定_(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。 設(shè)計實驗裝置，完成如圖所示的裝置示意圖。參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示)。 物理量實驗序號V0.1 molL1 Fe2(SO4)3/mL1a2a(2)利用圖(a)和圖(b)中的信息，按下圖(c)裝置(連通

8、的A、B瓶中已充有NO2氣體)進行實驗?？捎^察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的_(填“深”或“淺”)，其原因是_。解析(1)過氧化氫在Fe3催化下分解成水和O2，根據(jù)O元素的化合價變化，可得：2H2O22H2O得到2eO失去2e2；在不同H2O2濃度下，需測定相同時間內(nèi)，產(chǎn)生氧氣的體積的多少，或生成相同體積氧氣所需時間的多少。可用如圖所示裝置測定。根據(jù)“控制變量法”的要求，兩個對比實驗應(yīng)使反應(yīng)混合物中Fe2(SO4)3的濃度相同，H2O2的濃度不同。(2)由圖(a)知，過氧化氫的分解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由圖(b)知NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故圖(c)中，右側(cè)燒杯溫度高于左側(cè)燒杯溫度，即B瓶中

9、的溫度高于A瓶。溫度升高，平衡2NO2(g)N2O4(g)，向逆反應(yīng)方向進行，B瓶中的二氧化氮濃度增大，顏色比A瓶顏色深。答案(1)2H2O22H2O得到2eO失去2e2生成相同體積的氧氣所需的時間(或相同時間內(nèi)，生成氧氣的體積)V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2) mLt/s1b2bed22bbef或V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2) mL1b2bed22bbef(2)深因為過氧化氫分解是放熱反應(yīng)，2NO2(g)N2O4(g)也是放熱反應(yīng)，所以B瓶溫度高于A瓶，溫度升高，平衡逆向移動，二氧化氮濃度增大，顏色加深考點指導(dǎo)2速率、平衡圖像分析【典例2】(浙江高考)

10、煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H1218.4 kJmol1(反應(yīng))CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H2175.6 kJmol1(反應(yīng))請回答下列問題：(1)反應(yīng)能自發(fā)進行的反應(yīng)條件是_。 (2)對于氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)，則反應(yīng)的Kp_

11、(用表達式表示)。 (3)假設(shè)某溫度下，反應(yīng)的速率(v1)大于反應(yīng)的速率(v2)，則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是_。(4)通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化可判斷反應(yīng)和是否同時發(fā)生，理由是_。(5)圖1為實驗測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分數(shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有_。 A.向該反應(yīng)體系中投入石灰石 B.在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度 C.提高CO的初始體積百分數(shù) D.提高反應(yīng)體系的溫度 (6)恒溫恒容條件下，假設(shè)反應(yīng)和同時發(fā)生，且v1v2，請在圖2中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。解析(1)若反應(yīng)能自發(fā)進行，則有HTS0，H0，故要使HTSp3p2p1。依據(jù)反應(yīng)特點及平衡移動原理，提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C