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1、怀集一中二轮专题复习化学反应速率化学平衡 一、知识网络 二、考点归纳 1. 化学反应速率:主要考查反应速率的概念、反应速率的定量表示及其计算(能用速率比=计量 数之比计算未知系数和方程式)、反应速率大小的比较。(特别注意 , 在表示化学反应速率时, 必须 指明物质) 2. 影响化学反应速率的因素(见知识网络):主要探讨浓度温度压强和催化剂对化学反应速率的 影响。要理解外界因素对反应速率影响的本质原因(能用碰撞理论解释) 例 1: 3 KClO与 3 NaHSO发生氧化还原反应生成Cl和 2 4 SO的速率如图所示,已知这个反应速 率随着溶液中 ) (H C的增大而加快。 (1) 反应开始时,
2、反应速率加快的原因是。(2) 反应后期时, 反应速率下降的原因是。 v t t1 0 解析 由于 3 KClO与 3 NaHSO反应随)(HC增大而加快,首先写出二者反应的化学方程式(或 离子方程式: 2 433 333SOHClHSOClO)可见反应后有H生成。 答案 (1)开始发生 2 433 333SOHClHSOClO反应,随)(HC增大,v加快。 (2)反应进行至 1 t时,因 C (反应物) 减小,且OHSOHSOH 223 反应使 ) (H C 也减小,则 v减慢 3. 化学平衡 (1) 化学平衡的建立过程和特征,化学平衡建立的条件。(特征见知识网络) 例 2:在一密闭容器中进行
3、下列反应:2SO2(气) +O2(气) 2SO3(气)已知反应过程中 某一时刻SO2,O2,SO3的浓度分别为0.2mol/L ,0.1 mol/L,0.2 mol/L,当反应达到平衡时,可 能存在的数据是() A、SO2为 0.2mol/L ,O2为 0.2mol/L B、 SO2为 0.25mol/L C、SO2,SO3均为 0.15 mol/L D、SO3为 0.4 mol/L 提示:可逆反应的特征:不能向一个方向完全进行到底,反应物的转化率不能达到100% (2)化学平衡状态的标志 例 3:H2(g)+ I 2(g) 2HI(g) 已经达到平衡状态的标志。 c(H2)=c(I2)=c(
4、HI) 时 c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2时c(H2)、 c(I2)、c(HI) 不再随时间而改变 单位时间内生成nmolH 2的同时生成 2nmolHI 单位时间内生成nmolH 2的同时生成 nmolI2 反应速率v(H2)=v(I2)= 2 1 v(HI) 一个 H-H 键断裂的同时有两个H-I 键断裂 温度和体积一定时,容器内压强不再变化温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化条件一定,混合气体的平均相对分子质量不 再变化解答:提示:判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志: 直接标志: 逆正 vv 各组分的m、n 不变(单一量)
5、通过浓度(或百分含量):各组分的浓度(或百分含量)不变 间接标志:通过总量:对n(g) 0 的反应, n总(或恒温恒压下的V总,恒温恒容下的P总) 不变;通过复合量: _ M ( m n )、( V m ),需具体分析关系式中上下两项的变化。其它:如平 衡体系颜色等(实际上是有色物质浓度) (3)化学平衡的移动 I 勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱 这种改变的方向移动。其中包含:影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;原理的适用 范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时, 情况比较复杂;平衡移动的结
6、果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。 II平衡移动就是一个 “平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。 一定条件下的平衡体系, 条件改变后,可能发生平衡移动。可总结如下: 例 4:某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g) 达到平衡时, A、 B和 C的 物质的量分别为4mol、2mol 和 4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做 如下调整,可使平衡右移的是() (A)均减半(B)均加倍(C)均增加1mol (D)均减小1mol 解析 由于是在容积可变的容器中,所以在“均减半”或“均加培”时,相当于A、B、 C三物质 的浓度都没有改变,平衡不
7、会移动。同样由于容积可变,“均增加 1mol”时相当于A 、C物质的浓 度减小, B 物质的浓度增大,平衡向右移动;“均减小1mol”时相当于A、C 物质的浓度增大,B 物质的浓度减小,平衡向左移动。答案选C。 提示:要注意的是,基本概念、基础理论是高考中不变的一个重点。这道题的设问别具一格,解 答时既要定性判断、又要定量分析,多次灵活转换,都值得大家研究。 (4)化学平衡常数:理解化学平衡常数的含义,能用化学平衡常数进行简单的计算 对同一个化学反应来说, 温度不变 , 化学平衡常数不变!( 但不一定是1) K值越大 , 反应进行的程度越大. 反应物的转化率也越大. 反之亦然 . (5)化学平
8、衡的计算(常计算:系数、平衡浓度、转化率、平衡常数、平衡百分含量、平衡混 合气体平均摩尔质量等) 计算题的解题模式:三段法 例 5:把 6molA 气体和 5molB 气体混合放入4L 密闭容器中,在一定条件下发生反应: 3A(气) +B(气)2C(气) +xD(气)经 min5达到平衡,此时生成C 为mol2,测定 D 的平均反应速率为0.1mol/L ?min,下列说法中错误的是() A.x = 2 B. B 的转化率为20% C. 平衡时 A 的浓度为0.8mol/L D. 恒温达平衡时容器内压强为开始时的85% 提示:本题是一道有关化学平衡的基础计算题,解题的关键是弄清各量的含义。 方
9、法提示: 可逆反应 mA nBpC+qD达到平衡时: 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比 即: vA vB vC vD =m npq 各物质的变化量(变化浓度)之比等于化学方程式中相应化学计量数之比 反应物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)- 消耗量(或浓度) 生成物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)+增加量(或浓度) 达平衡时, 某一反应物的转化率=反应物的消耗浓度/ 反应物的起始浓度X100%= 反应物的消耗量 / 反应物的起始量X100%= 气体消耗的体积/ 气体起始的体积X100% 。 阿伏加德罗定律的两个重要推论 恒温恒容:混合气体的压强与其物质的量成正比
10、;恒温恒压:混合气体的体积与其物质的量成正 比。混合气体平均式量的计算(由A、B、C 三种气体混合) 其中 M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量;a、 b、 c分别表示这3 种 气体的体积(或质量)分数 (6)等效平衡的规律 对于恒温、恒容条件下气体体积发生变化的反应,需要对应各物质的量完全相等。 对于恒温、恒容条件下气体体积不发生变化的反应,只需要对应各物质的量成比例即可。 对于恒温、恒压条件下的可逆反应,只需要对应各物质的量成比例即可。 例 6: 可逆反应 A(g) B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A 和 1mol B,在某温度下
11、达到平衡时,C 的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C ,在同样的温度下达到 平衡时, C 的体积分数为n%,则 m 和 n 的关系正确的是() AmnBmb 12.在 80时,将 0.40mol 的 N2O4气体充入 2L 已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应: N2O4 2NO2,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据: 表示的平均反应速率为mol/L. (1)计算 20s40s内用 N2O4表示的平均反应速率为 mol/L .S; (2)计算在 80时该反应的平衡常数K= (请注明单位) ; (3)反应进行至100s 后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“
12、 变浅 ” 、 “ 变深 ” 或 “ 不 变”); (4)要增大该反应的K 值,可采取的措施有(填序号 ) A增大 N2O4的起始浓度 B向混合气体中通入 NO2 C使用高效催化剂D升高温度 (5)如图是 80时容器中N2O4物质的量的变化 曲线,请在该图中补画出该反应在60时 N2O4物质的量的变化曲线。 13. 水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得: C (s) + H2O(g)CO (g) +H2 (g) H + 131.3 kJ?mol 1 (1)该反应的平衡常数K 随温度的升高而_(增大/ 减小 / 不变)。 (2)上述反应达到平衡后,将体系中的C (s)全部移走
13、,平衡_(向左移/ 向 右移/ 不移动)。 (3)上述反应在t0时刻达到平衡(如下图),若在t1时刻改变某一条件,请在下图中继续画 出 t1时刻之后正反应速率(正)随时间的变化: 缩小容器体积(用实线表示) 降低温度(用虚线表示) (4)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及 正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。 容器编号c(H2O)/mol L 1 c(CO)/mol L 1 c(H2)/mol L 1 正、逆比较 I 0.06 0.60 0.10 正=逆 0.12 0.20 _ 正=逆 正 t t1 t0 0.10 0.20 0.40
14、 正_逆 (5)己知: 2C (s) + O2(g) 2CO (g) H 221.0 kJmo1 1 2CO(g) + O2(g) 2CO2 (g) H 566.0 kJmo1 1 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) H 483.6 kJmo1 1 若将 24 g 炭完全转化为水煤气,然后再充分燃烧,整个过程的焓变为kJ。 14. (1) 钒触媒 (V2O5)是二氧化硫氧化的催化剂,在催化氧化的过程中产生了一连串的中间体(如 图 ) 。 其 中a 、 c二 步 的 化 学 方 程 式 可 表 示 为 : _ 、 _。 (2) 550 时, SO2转化为 SO3的平衡转化率( )
15、与体系总压强(p)的关系如右图所示。 与表示不同压强下的SO2转化率, 试 分 析 通 常 情 况 下 工 业 生 产 中 采 用 常 压 的 原 因 是 _。 将 2.0 mol SO2和 1.0 mol O 2置于 5 密闭容器中,反应达平衡 后, 体系总压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO3 2SO2+O2在 550 时的平衡常数 答案 1.D 2.B 3.AD 4.B 5.BD 6BC 7.D 8.B 9.A 10.AD 11.AC 12.(1)00020 mol/L .S (2)18mol L -1 (3)变浅 (4)D (5)60曲线 13.(1)增大 ( 2)向左移 (3) (4 分) (各占 2 分,起点位置、曲线走势、终点 与原曲线的相对高低等只要有一处错误则 得 0 分。 ) (4) (4 分) 0.60 正_逆 (5) 787.0 (2 分) (不带负号得0 分,有效数字不准确扣1 分。 ) 14. (1)SO2+V2O5SO3+ V2O4 4VOSO4+O22V2O5+4SO3 (2)使用常压SO2就可以达到较高的转化率。 2.5 10 -3 molL 1 正 t t1 t0
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