化学反应速率和化学平衡专题教师版.docx

1、化学反应速率和化学平衡专题教师版化学反应速率和化学平衡专题考纲要求：1了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学领域中的重要作用。3理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4了解化学反应的可逆性。5了解化学平衡建立的过程。6理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。7了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。8了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。历年高考真题：16年新课标卷27.（15分）元素铬（Cr）在溶液中主要以C

2、r3+（蓝紫色）、Cr(OH)4（绿色）、Cr2O72（橙红色）、CrO42（黄色）等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72）随c（H+）的变化如图所示。由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率_（填“增大“减小”或“不变”）。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。答案：27、增大； 15年新课标卷27（15年新课标I）（14分）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、

3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_（写出两条）。答案：减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度28（15年新课标I）（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g) + I2(g)在716K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

4、.7730.7800.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：_。上述反应中，正反应速率为v正= k正x2(HI)，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 = 0.0027min-1，在t=40min时，v正=_min-1。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）。答案：（4）；k逆= k正/K ；1.9510-3； A、E14年新课标卷28（15分） 乙酸是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。

5、回答下列问题： （2）已知： 甲醇脱水反应 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g) =23.9 KJmol-1 甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g) =29.1 KJmol-1乙醇异构化反应 C2H5OH(g) =CH3OCH3(g) =+50.7KJmol-1 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的=_KJmol-1。（3）下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数）。图

6、中压强（、）的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290，压强6.9MPa，=0.6:1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。【答案】（2）45.5；(3)0.07 Mpa-1P4P3P2P1；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高。增大n(H2O)n(C2H4)的比值，及时把生成的乙醇液化分离(3)A点乙烯的平衡转化率是20%。根据反应：CH2CH2H2O C2H5OH起始 1mol 1mol 0转化： 0.2mol 0.2mol 0.2mol平衡 0.8mol

7、0.8mol 0.2mol则平衡时乙烯的分压：P(C2H4)7.85Mpa0.8mol/1.8mol3.4889 Mpa水蒸气的分压：P(H2O)7.85Mpa0.8mol/1.8mol3.4889 Mpa乙醇的分压：P(C2H5OH)7.85Mpa0.2mol/1.8mol0.8722 Mpa则平衡常数KpP(C2H5OH)/ P(C2H4) P(H2O)0.8722 Mpa/3.4889 Mpa3.4889 Mpa0.07 Mpa-1通过反应可以看出压强越大，乙烯的转化率越高，通过在300时转化率可得出：P4P3P2P1。可以增大H2O的浓度，及时分离出生成的乙醇。13年新课标卷28、二甲

8、醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新能源。有合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：（i）CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) H1=-90.1kJmol-1（ii）CO2(g)+3H2（g）=CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0kmol-1水煤气变换反应:(iii) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H3=-41.1kJmol-1二甲醚合成反应：（iv）2CH3OH（g）=CH3OCH3（g） H4=-24.5kJmol-1回答下列问题： （2）分析二甲醚合成反应（iv）对于Co转化率

9、的影响_。（3）由H2和Co直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_。（4）有研究者在催化剂厂含（Cu一Zn一Al一O和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如右图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_。（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW hkg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量:该电池的理论输出电压为1.20 V,能址密度E=_（列式计算。能盘密度=电池输出电

10、能/燃料质盒，1kWh=3.6x106J）。答案：（15分）（2）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应()消耗部分CO（3）该反应分子数减小，压强升高平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加，压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率增大。 （4）反应放热，温度升高，平衡左移（4）CH3OCH33H2O=2CO212H12e 12(3.6106JkW1h1)8.39 kWhkg112年新课标卷27（15分）光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性碳催化下合成。（4）COCl2的分

11、解反应为COCl2(g)= Cl2(g)+ CO(g) H=+108 kJmol-1。反应体系平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：计算反应在地8min时的平衡常数K=_。比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低：T(2)_T(8)（填“”、“”或“=”）。若12min时反应与温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)= molL-1。比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示的大小_。比较反应

12、物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小：v(5-6)_ v(15-16)（填“”、“”或“=”），原因是_。答案：（15分）（4）0.234molL-1 0.031v(5-6)v(2-3)=v(12-13)；在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大考点梳理：考点一 化学反应速率及影响因素影响因素：考点二：化学平衡一、 化学平衡的定义：二、 达到化学平衡的标志判断三、 化学平衡的移动：四、 化学平衡常数：练习：1(2015上海化学，20，4分)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是(B)A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率

13、影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大2(2015重庆理综，7，6分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(C)A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%3(2015安徽理综，11，6分)汽车尾气中，NO产生的反应为：N

14、2(g)O2(g) 2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(A)A温度T下，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H04(2015福建理综，12，6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(D) A.a6.00B同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变Cb31

15、8.2D不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同5(2014上海化学，14，3分)只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是(D)AK值不变，平衡可能移动BK值变化，平衡一定移动C平衡移动，K值可能不变D平衡移动，K值一定变化6(2014北京理综，12，6分)一定温度下，10 mL 0.40 molL1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(C)A06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102mo

16、l(Lmin)1B610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102mol(Lmin)1C反应至6 min时，c(H2O2)0.30 molL1D反应至6 min时，H2O2分解了50%7.(2014重庆理综，7，6分)在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g) Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是(C)A该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量BT2下，在0t1时间内，v(Y)molL1min1CM点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆DM点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小8(2014江苏化学，15，4分)

17、一定温度下，在三个体积均为1.0 L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)下列说法正确的是(双选)(AD)A该反应的正反应为放热反应B达到平衡时，容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行9(2013北京理综，11，6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是(C)102015课标全国，27(2)(3)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

18、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)H199 kJ/molCO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H258 kJ/molCO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H341 kJ/mol回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数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 图2(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

19、断理由是_。答案(1)Ka反应为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数K应减小(2)减小由图2可知，压强恒定时，随着温度的升高，(CO)减小p3p2p1温度恒定时，反应为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，(CO)增大，而反应为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于(CO)增大11(2014课标全国，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060

20、 s时段，反应速率v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s后又达到平衡。aT_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。b列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_答案(1)大于0.001 00.36 molL1(2)a.大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高b平衡时，c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.16 molL1K21.3 molL1(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动