2022年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題九 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 指導(dǎo)性教案
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1、2022年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題九 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 指導(dǎo)性教案 班級: 姓名: 學(xué)習(xí)時間: 【課前自主復(fù)習(xí)與思考】 1.閱讀并思考《創(chuàng)新設(shè)計》相關(guān)內(nèi)容。 2.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計算及其方法(三段式)。 3.外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響及有關(guān)圖像問題。 【結(jié)合自主復(fù)習(xí)內(nèi)容思考如下問題】 1.NO、CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì),直接排放易造成大氣污染。為了消除污染,保護環(huán)境,科學(xué)家們正試圖在汽車尾氣排放管里填裝特殊催化劑,使其發(fā)生反應(yīng):2 CO(g)+2
2、NO(g) 2 CO2(g)+N2(g) ΔH<0,下列有關(guān)說法不正確的是 A.使用催化劑可以加快反應(yīng)速率 B.改變壓強對反應(yīng)速率無影響 C.增大壓強可以加快反應(yīng)速率 D.升高溫度反應(yīng)速率加快 2.(xx·安徽理綜)汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下:NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.4 kJ·mol-1 平衡常數(shù)K O A 溫度 CO轉(zhuǎn)化率 O B 溫度 平衡常數(shù)K O C NO的物質(zhì)的量 NO轉(zhuǎn)化率 O D N2的物質(zhì)的量 在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一條件,下列示意圖
3、正確的是 【考綱點撥】 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和平均反應(yīng)速率的定量表示方法。 2.了解溫度、濃度、壓強和催化劑等影響化學(xué)反應(yīng)速率的一般規(guī)律。 3.認(rèn)識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 4.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。能用焓變和熵變說明簡單化學(xué)反應(yīng)的方向。 5.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 【自主研究例題】 1.一定溫度下,在恒容容器中發(fā)生可逆反應(yīng):X(g)+3 Y(g)2 Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、0.04 mol·L-1(c1、c2均不為零),反應(yīng)經(jīng)4 min達(dá)到平衡,
4、平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,則下列判斷不正確的是( ) A.c1∶c2=1∶3 B.從反應(yīng)開始至平衡時間內(nèi),Z的平均生成速率v(Z)=0.01 mol·L-1·min-1 C.從反應(yīng)開始至平衡時間內(nèi),Y的平均消耗速率v(Y)=0.015 mol·L-1·min-1 D.達(dá)到平衡時,X、Y的轉(zhuǎn)化率之比為1∶3 氣體體 積/L 2.在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應(yīng)m X(g)n Y(g) ΔH=Q kJ/mol。反應(yīng)達(dá)到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如表所示
5、: 溫度/℃ c(Y)/mol·L-1 1 2 3 100 1.00 .075 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列說法正確的是 A.m>n B.Q<0 C.溫度不變,壓強增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少 D.體積不變,溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動 我思我疑: 【高考鏈接】 【例1】(xx上海卷。17)據(jù)報道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列敘述錯誤的是 A.使用Cu-Zn-Fe
6、催化劑可大大提高生產(chǎn)效率 B.反應(yīng)需在300℃進行可推測該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) C.充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率 D.從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率 【例2】(xx天津卷。6)下列各表述與示意圖一致的是 A.圖①表示25℃時,用0.1 mol·L-1鹽酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH隨加入酸體積的變化 B.圖②中曲線表示反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH<0 正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化 C.圖③表示10 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4酸性溶液與過量的0.
7、1 mol·L-1 H2C2O4溶液混合時,n(Mn2+)隨時間的變化 D.圖④中a、b曲線分別表示反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2(g)→CH3CH3(g);ΔH<0使用和未使用催化劑時,反應(yīng)過程中的能量變化 【例3】(xx天津卷.10)二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。 請回答下列問題: ⑴ 煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:___________________________。 ⑵ 煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:_______
8、_________________________________。 ⑶ 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下: ① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ·mol-1 ② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1 ③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1 總反應(yīng):3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ___________; 一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高C
9、O的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是__________(填字母代號)。 a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度 d.增加CO的濃度 e.分離出二甲醚 ⑷ 已知反應(yīng)②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400 。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH ,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下: 物質(zhì) CH3OH CH3OCH3 H2O 濃度/(mol·L-1) 0.44 0.6 0.6 ① 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大?。簐正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。 ② 若加入CH
10、3OH后,經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡,此時c(CH3OH) = _________;該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) = __________。 【例4】(xx上海卷.25)接觸法制硫酸工藝中,其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進行: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+190kJ ⑴該反應(yīng)所用的催化劑是 (填寫化合物名稱),該反應(yīng)450℃時的平衡常數(shù) 500℃時的平衡常數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ⑵該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是 。 ⑶下列描述中通
11、通說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是 a.v(O2)正=2v(SO3)逆 b.容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化 c.容器中氣體的密度不隨時間而變化 d.容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化 ⑷在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2,半分鐘后達(dá)到平衡,測得容器中含SO30.18mol,則v(O2)= mol·L-1·min-1:若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2,則平衡 移動(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向” 或“不”),再次達(dá)到平衡后,
12、 mol<n(SO3)< mol。 【歸納與思考】 【自主檢測】 1.(xx福建卷.12)化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)物嘗試隨反應(yīng)時間變化如右圖所示,計算反應(yīng)4~8 min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16 min 反應(yīng)物的濃度,結(jié)果應(yīng)是 A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1 B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1 C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1 D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
13、 2.(xx四川理綜卷.13)反應(yīng)aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時。M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中:Z表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是 A.同溫同壓Z時,加入催化劑,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 B.同壓同Z時,升高溫度,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 C.同溫同Z時,增加壓強,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 D.同溫同壓時,增加Z,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加。 3.(xx江蘇卷.14)在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下(已知N2(g)+3H2(g)===2 N
14、H3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1) 容器 甲 乙 丙 反應(yīng)物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 4mol NH3 NH3的濃度(mol·L-1) c1 c2 c3 反應(yīng)的能量變化 放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ 體系壓強(Pa) p1 p2 p3 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α1 α2 α3 下列說法正確的是 A.2c1>c3 B.a(chǎn)+b=92.4 C.2p2<p3 D.α1+α3<1 4.對于固定體積的密閉容器中進行的氣體反應(yīng)A(g)+B(g)C(s)+2 D(
15、g),可以說明在恒溫下已達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ①反應(yīng)容器中壓強不隨時間的變化而變化 ②A氣體和B氣體的生成速率相等 ③混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不隨時間的變化而變化 ④反應(yīng)混合氣體的密度不隨時間變化而變化 A.③④ B.②③ C.①③ D.①④ 5.(09寧夏卷.13)在一定溫度下,反應(yīng)1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常數(shù) 為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中,在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于 ( )
16、 A.5% B.17% C.25% D.33% 6.已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=,在不同的溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如表所示 t ℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有關(guān)敘述不正確的是( ) A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) B.上述反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng) C.如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ℃,如果此時
17、測得CO2為0.4 mol,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) D.某溫度下,如果平衡常數(shù)符合下列關(guān)系式:=,由此時的溫度為1000℃ 7.(xx全國卷1)27.(15分)在溶液中,反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實驗條件下進行,它們的起始濃度均為c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。 請回答下列問題: ⑴與①比較,②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是: ②_______________; ③_______________; ⑵實驗②平衡時B的轉(zhuǎn)
18、化率為_________;實驗③平衡時C的濃度為____________; ⑶該反應(yīng)的△H _________0,判斷其理由是__________________________________; ⑷該反應(yīng)進行到4.0min時的平均反應(yīng)速度率: 實驗②:vB=__________________________________; 實驗③:vC=__________________________________。 8.(xx廣東理綜卷.31)硼酸(H3BO3)在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 ⑴請完成B2H6氣體與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +_____
19、___。 ⑵在其他條件相同時,反應(yīng)H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中,H3BO 3的轉(zhuǎn)化率(α)在不同溫度下隨反應(yīng)時間(t)的變化見圖12,由此圖可得出: ①溫度對應(yīng)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動的影響是____ 。 ②該反應(yīng)的_____0(填“<”、“=”或“>”)。 ⑶H3BO 3溶液中存在如下反應(yīng): H3BO 3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]-(aq)+H+(aq)已知0.70 mol·L-1 H3BO 3溶液中,上述反應(yīng)于298K達(dá)到平衡時,c平衡(H+)=2. 0 × 10-5mol·L-1,c
20、平衡(H3BO 3)≈c起始(H3BO 3),水的電離可忽略不計,求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(H2O的平衡濃度不列入K的表達(dá)式中,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 9.(xx山東卷.28)硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng): Ⅰ SO2+2H2O+I(xiàn)2===H2SO4+2HI Ⅱ 2HIH2+I(xiàn)2 Ⅲ 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O ⑴分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是 。 a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進行 b.反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強 c.循環(huán)過程中需補充
21、H2O d.循環(huán)過程中產(chǎn)生1mol O2的同時產(chǎn)生1mol H2 ⑵一定溫度下,向1L密閉容器中加入1mol HI(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。 0~2 min內(nèi)的平均放映速率v(HI)= 。該溫度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K= 。 相同溫度下,若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來2倍,則 是原來的2倍。 a.平衡常數(shù) b.HI的平衡濃度 c.達(dá)到平衡的時間 d.平衡時H2的體積分?jǐn)?shù) ⑶實驗室用Zn和稀硫酸制H2,反應(yīng)時溶液中水的電離平衡 移動
22、(填“向左”、“向右”或者“不”);若加入少量下列試劑中的 ,產(chǎn)生H2的速率將增大。 a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3 ⑷以H2為燃料可制成氫氧燃料電池。 已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H=-572KJ·mol-1 某氫氧燃料電池釋放228.8 kJ電能時,生成1mol液態(tài)水,該電池的能量轉(zhuǎn)化率為 。 10.氮是球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請回答下列問題: ⑴用CH4催化還原NOx可以消除氮
23、氧化物的污染。例如: CH4(g)+4 NO2(g)===4 NO(g)+CO2(g)+2 H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1 CH4(g)+4 NO(g)===2 N2(g)+CO2(g)+2 H2O(g) ΔH2 若1 molCH4把NO2還原成N2,整個過程中放出的熱量為867 kJ,則ΔH2= 。 ⑵工業(yè)合成氨氣需要的條件非常高但產(chǎn)量低,一些科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實現(xiàn)氨的電化學(xué)合成,從而大大提高了氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率。電化學(xué)合成氨過程的總反應(yīng)式為: N2+3 H22 NH3,則在電化學(xué)合成氨的過程中,陰極反應(yīng)式為
24、 。 c(NH3) T/K T1 T2 A B ⑶在一定條件下,將1 mol N2與3 mol H2混合于一個10 L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時,A點混合氣體中氨占25%,試回答: ①N2的轉(zhuǎn)化率為 ; ②圖中在狀態(tài)A時,平衡常數(shù)KA (填寫代 入數(shù)值的表達(dá)式);當(dāng)溫度由T1變化到T2時,KA KB(填 “>”、“<”或“=”)。 ③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),各物質(zhì)的濃度如表所示: 時間/ min 濃度/ mol·L-1 c(N2) c(H2) c(NH3) 0 0.6 1.8 0 3 0.52 x 0.16 6 0.36 1.08 0.48 9 0.36 1.08 0.48 反應(yīng)從0 min到3 min之間,H2的反應(yīng)速率為 ;反應(yīng)在3 min時,條件發(fā)生了改變,改變物條件可能是 (填序號)。 a.使用催化劑 b.降低溫度 c.增加H2的濃度
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