通用版届高三化学二轮复习 第1部分 专题2 化学基本理论 突破点8 化学反应速率与化学平衡.docx

1、通用版届高三化学二轮复习 第1部分 专题2 化学基本理论 突破点8 化学反应速率与化学平衡突破点8化学反应速率与化学平衡提炼1判断化学平衡状态的标志1.绝对标志2相对标志3一个角度从微观的角度分析，如反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：(1)断裂1 mol NN键的同时生成1 mol NN键；(2)断裂1 mol NN键的同时生成3 mol HH键；(3)断裂1 mol NN键的同时断裂6 mol NH键；(4)生成1 mol NN键的同时生成6 mol NH键。4定量依据：若QcK，反应处于平衡状态。提炼2影响化学反应速率和化学平衡的因素1.影响

2、化学反应速率的“4大因素”(外因)2浓度、温度、压强改变对平衡的影响对平衡状态的影响备注其他条件不变升高温度化学平衡向吸热方向移动v正、v逆均增大(程度不同)增大压强化学平衡向气体分子数目减少的方向移动压强变化是通过容器容积的变化实现的浓度增大反应物浓度或降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动固体、纯液体的浓度视为常数恒容时加入“惰性”气体对平衡状态无影响(对反应速率也无影响)原来体系中各物质的浓度没有发生变化恒压时加入“惰性”气体相当于减小压强(对反应速率的影响也相当于减小压强)加入的气体会分担一部分压强总的来说：外界条件改变反应速率化学平衡，可归纳为：提炼3化学平衡常数的应用1.化学平衡常数

3、表达式对反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)K四个注意：(1)固体或纯液体的浓度是常数，表达式中不能出现固体或纯液体。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大。(4)平衡常数表达式与方程式的书写形式有关，对于同一个反应，当方程式的化学计量数发生变化时，平衡常数的数值及单位均发生变化，当方程式逆写时，此时平衡常数为原平衡常数的倒数。2“三段式法”计算化学平衡常数(1)明确三个量：起始量、变化量、平衡量如mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a

4、molL1、b molL1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx molL1。mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)起始/molL1a b00变化/molL1 mx nx px qx平衡/molL1 amx bnx px qxK说明：对于反应物：c(平)c(始)c(变)；对于生成物：c(平)c(始)c(变)。各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。3化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大，说明正向反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。(2)判断反应进行的方向对于可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，在一定温

5、度下的任意时刻，浓度商(Qc)表达式为：Qc。若Qcv(逆)，向正反应方向进行。若QcK，v(正)v(逆)，反应处于平衡状态。若QcK，v(正)v(逆)，向逆反应方向进行。(3)判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(4)用于计算反应物的转化率4掌握三个“百分数”(1)转化率100%100%。(2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率100%。(3)混合物中某组分的百分含量100%。回访1(2016全国甲卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧

6、化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题： 【导学号：14942036】(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g) H353 kJmol1两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 。

7、低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低 B. 平衡常数变大C副反应增多 D. 反应活化能增大图(a) 图(b)(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解析(1)由热化学方程式可知，反应气体分子数增加，是一个熵增的放热反应，反应气体分子数不变，是一个熵变化不大的放热量较大的反应，在热力学上都属于自发进行的反应。由于反应是一个气体分子数增加的放热反应，

8、降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。有机反应中要提高某反应的选择性，关键是选择合适的催化剂。(2)由于反应是放热反应，温度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡产率应增大，因此图(a)中460 以下的产率不是对应温度下的平衡产率。反应的平衡常数随温度的升高而变小，反应的活化能不受温度的影响，故当温度高于460 时，丙烯腈的产率降低的可能原因是催化剂活性降低和副反应增多。(3)由图(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)1时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n(氨)/n(丙烯)再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n(氨)/n(丙烯)约为1。空气中O2的体积分数约为，结合反应方程式及最佳n(氨

9、)/n(丙烯)约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1117.51。答案(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.51回访2(2015全国卷节选)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数

10、K表达式为_；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。图1(2)合成气组成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。图2解析(1)根据化学平衡常数的书写要求可知，反应的化学平衡常数为Kc(CH3OH)/c(CO)c2(H2)。反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。(2)由图2可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应为放热反应，温度升

11、高，平衡逆向移动，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。反应的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1p2p3。答案(1)K或Kpa反应为放热反应，平衡常数数值随温度升高变小(2)减小升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低p3p2p1相同温

12、度下，由于反应为气体总分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高回访3(2015全国卷节选)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g) H2(g)I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_。(2)上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)

13、，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min时，v正_min1。(3)由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_(填字母)。解析(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(HI)均为0.784，说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1 molL1，则：2HI(g) H2(g)I2(g)初始浓度/molL1 1 0 0转化浓度/molL1 0.216 0.108 0.108平衡浓度/molL1 0.784 0.108 0.108K。(2)建立平衡时，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，k逆k正。由于该反应前后气体分子数不变，故k逆k正k正。在40 min时，x(HI)0.85，则v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。(3)因2HI(g) H2(g)I2(g)H0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的