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2019-2020年高三化學二輪復習 專題九 化學反應速率和化學平衡 指導性教案 班級： 姓名： 學習時間： 【課前自主復習與思考】 1．閱讀并思考《創(chuàng)新設計》相關內容。 2．有關化學反應速率、化學平衡常數(shù)的計算及其方法（三段式）。 3．外界條件對化學反應速率、化學平衡的影響及有關圖像問題。 【結合自主復習內容思考如下問題】 1．NO、CO都是汽車尾氣中的有害物質，直接排放易造成大氣污染。為了消除污染，保護環(huán)境，科學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：2 CO(g)＋2 NO(g) 2 CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0，下列有關說法不正確的是 A．使用催化劑可以加快反應速率 B．改變壓強對反應速率無影響 C．增大壓強可以加快反應速率 D．升高溫度反應速率加快 2．（xx安徽理綜）汽車尾氣凈化中的一個反應如下：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJmol－1 平衡常數(shù)K O A 溫度 CO轉化率 O B 溫度 平衡常數(shù)K O C NO的物質的量 NO轉化率 O D N2的物質的量 在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是 【考綱點撥】 1．了解化學反應速率的概念和平均反應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反應速率的一般規(guī)律。 3．認識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。 4．了解化學反應的可逆性。能用焓變和熵變說明簡單化學反應的方向。 5．認識化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。 【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：X(g)＋3 Y(g)2 Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、0.04 molL－1（c1、c2均不為零），反應經(jīng)4 min達到平衡，平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL－1、0.3 molL－1、0.08 molL－1，則下列判斷不正確的是（ ） A．c1∶c2＝1∶3 B．從反應開始至平衡時間內，Z的平均生成速率v(Z)＝0.01 molL－1min－1 C．從反應開始至平衡時間內，Y的平均消耗速率v(Y)＝0.015 molL－1min－1 D．達到平衡時，X、Y的轉化率之比為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m X(g)n Y(g) ΔH＝Q kJ/mol。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如表所示： 溫度/℃ c(Y)/molL－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的質量分數(shù)減少 D．體積不變，溫度升高平衡向逆反應方向移動 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催化劑可大大提高生產(chǎn)效率 B．反應需在300℃進行可推測該反應是吸熱反應 C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉化率 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 molL－1鹽酸滴定20 mL 0.1 molL－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2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH＜0 正、逆反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化 C．圖③表示10 mL 0.01 molL－1 KMnO4酸性溶液與過量的0.1 molL－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CH2＝CH2(g)＋H2(g)→CH3CH3(g)；ΔH＜0使用和未使用催化劑時，反應過程中的能量變化 【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反應方程式為：___________________________。 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，該反應的化學方程式為：________________________________________。 ⑶ 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下： ① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90.8 kJmol－1 ② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJmol－1 ③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41.3 kJmol－1 總反應：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________； 一定條件下的密閉容器中，該總反應達到平衡，要提高CO的轉化率，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 ，反應到某時刻測得各組分的濃度如下： 物質 CH3OH CH3OCH3 H2O 濃度/（molL－1） 0.44 0.6 0.6 ① 比較此時正、逆反應速率的大?。簐正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。 ② 若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應達到平衡，此時c(CH3OH) ＝ _________；該時間內反應速率v(CH3OH) ＝ __________。 【例4】（xx上海卷.25）接觸法制硫酸工藝中，其主反應在450℃并有催化劑存在下進行： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)＋190kJ ⑴該反應所用的催化劑是 （填寫化合物名稱），該反應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該熱化學反應方程式的意義是 。 ⑶下列描述中通通說明上述反應已達平衡的是 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，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO30.18mol，則v(O2)= molL－1min－1：若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2，則平衡 移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向” 或“不”），再次達到平衡后， 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，反應物嘗試隨反應時間變化如右圖所示，計算反應4~8 min間的平均反應速率和推測反應16 min 反應物的濃度，結果應是 A．2.5 μmolL－1min－1和2.0 μmolL－1 B．2.5 μmolL－1min－1和2.0 μmolL－1 C．3.0 μmolL－1min－1和3.0 μmolL－1 D．5.0 μmolL－1min－1和3.0 μmolL－1 2．（xx四川理綜卷.13）反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時。M的體積分數(shù)y(M)與反應條件的關系如圖所示。其中：Z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是 A．同溫同壓Z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數(shù)增加 B．同壓同Z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數(shù)增加 C．同溫同Z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數(shù)增加 D．同溫同壓時，增加Z，平衡時Q的體積分數(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物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下（已知N2(g)＋3H2(g)===2 NH3(g) ΔH＝－92.4 kJmol－1） 容器 甲 乙 丙 反應物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 4mol NH3 NH3的濃度（molL－1） c1 c2 c3 反應的能量變化 放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ 體系壓強（Pa） p1 p2 p3 反應物轉化率 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A(g)＋B(g)C(s)＋2 D(g)，可以說明在恒溫下已達到平衡狀態(tài)的是 ①反應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量不隨時間的變化而變化 ④反應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 ( ) A．5% B．17% C．25% D．33% 6．已知某化學反應的平衡常數(shù)表達式為K＝，在不同的溫度下該反應的平衡常數(shù)如表所示 t ℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有關敘述不正確的是（ ） A．該反應的化學方程式是：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) B．上述反應的正反應是放熱反應 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 ℃，如果此時測得CO2為0.4 mol，該反應達到平衡狀態(tài) D．某溫度下，如果平衡常數(shù)符合下列關系式：＝，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的轉化率為_________；實驗③平衡時C的濃度為____________； ⑶該反應的△H _________0，判斷其理由是__________________________________； ⑷該反應進行到4.0min時的平均反應速度率： 實驗②：vB＝__________________________________； 實驗③：vC＝__________________________________。 8．（xx廣東理綜卷.31）硼酸（H3BO3）在食品、醫(yī)藥領域應用廣泛。 ⑴請完成B2H6氣體與水反應的化學方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。 ⑵在其他條件相同時，反應H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的轉化率（α）在不同溫度下隨反應時間（t）的變化見圖12，由此圖可得出： ①溫度對應該反應的反應速率和平衡移動的影響是____ 。 ②該反應的_____0(填“<”、“=”或“>”)。 ⑶H3BO 3溶液中存在如下反應： H3BO 3（aq）+H2O（l） [B(OH)4]－(aq)+H＋(aq)已知0.70 molL－1 H3BO 3溶液中，上述反應于298K達到平衡時，c平衡（H+）=2. 0 10－5molL－1，c平衡（H3BO 3）≈c起始（H3BO 3），水的電離可忽略不計，求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K（H2O的平衡濃度不列入K的表達式中，計算結果保留兩位有效數(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： Ⅰ SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI Ⅱ 2HIH2＋I2 Ⅲ 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O ⑴分析上述反應，下列判斷正確的是 。 a．反應Ⅲ易在常溫下進行 b．反應Ⅰ中SO2氧化性比HI強 c．循環(huán)過程中需補充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Ⅱ，H2物質的量隨時間的變化如圖所示。 0~2 min內的平均放映速率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．達到平衡的時間 d．平衡時H2的體積分數(shù) ⑶實驗室用Zn和稀硫酸制H2，反應時溶液中水的電離平衡 移動（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＝－572KJmol－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可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4(g)＋4 NO2(g)===4 NO(g)＋CO2(g)＋2 H2O(g) ΔH1＝－574 kJmol－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，一些科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H＋）實現(xiàn)氨的電化學合成，從而大大提高了氮氣和氫氣的轉化率。電化學合成氨過程的總反應式為： N2＋3 H22 NH3，則在電化學合成氨的過程中，陰極反應式為 。 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，反應達到平衡時，A點混合氣體中氨占25%，試回答： ①N2的轉化率為 ； ②圖中在狀態(tài)A時，平衡常數(shù)KA （填寫代 入數(shù)值的表達式）；當溫度由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，各物質的濃度如表所示： 時間/ min 濃度/ molL－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 反應從0 min到3 min之間，H2的反應速率為 ；反應在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