2018届二轮复习化学反应速率、化学平衡课件（100张）（全国通用） 100页

专题整合突破 第一部分 专题二　化学基本理论 第 8 讲　化学反应速率、化学平衡 1 高考点击 2 高频考点 3 课后热点强化 高 考 点 击 最新考纲 考向分析 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、生活和科学研究领域中的重大作用。 3. 了解化学反应的可逆性。 4. 了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 5. 理解外界条件 ( 浓度、温度、压强、催化剂等 ) 对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。 6. 了解化学反应速率和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。 化学反应速率和化学平衡是高考的必考内容，其主要命题内容有： ① 化学反应速率影响因素及计算； ② 化学平衡状态的判断及影响因素； ③ 应用平衡原理判断反应进行的方向； ④ 化学反应速率和化学平衡的图像分析； ⑤ 转化率、平衡常数的含义及简单计算。 将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是最近几年的高考命题的热点。特别是化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的内容，应引起同学们的关注。 高 频 考 点 考点一　化学反应速率及其影响因素 B [ 解析 ] 　 A ． 合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆速率影响更大，错误。 B ．合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确。 C ．减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误。 D ．加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。 D A ． a ＝ 6.00 B ．同时改变反应温度和蔗糖的浓度， v 可能不变 C ． b ＜ 318.2 D ．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 [ 解析 ] 　 考查蔗糖水解的速率与温度、物质的浓度的关系的计算与判断的知识。 A ．根据表格的数据可知：在 328.2 K 时，蔗糖的浓度越大，水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知在 328.2 K 时，蔗糖的浓度每减小 0.100 mol/L ，速率减小 1.50 mmol/(L·min ) ，所以在浓度是 0.400 mol/L 时，水解的速率是 a ＝ 6.00 mmol/(L·min ) ，正确。 B ．根据表格数据可知：升高温度，水解速率增大，增大浓度，水解速率也增大，若同时改变反应物的浓度和反应的温度，则对反应速率的影响因素相互抵消，反应速率可能不变，正确。 C ．在物质的浓度不变时，升高温度，水解速率增大，降低温度，水解速率减小。由于在物质的浓度是 0.600 mol/L 时，当 318.2 K 时水解速率是 3.60 mmol/(L·min ) ，现在该反应的速率是 2.16 mmol / ( L·min ) ＜ 3.60 mmol/(L·min ) ，所以反应温度低于 318.2 K ．即 b ＜ 318.2 ，正确。 D ．不同温度时，蔗糖浓度减小，速率减慢，但相同的浓度时的反应速率数值不相同，故时间也不同。错误。 D [ 解析 ] 　 本题考查反应条件对反应速率的影响。由图甲可知，起始时 H 2 O 2 的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢， A 项错误； OH － 的浓度越大， pH 越大，即 0.1 mol·L － 1 NaOH 对应的 pH 最大，曲线下降最快，即 H 2 O 2 分解最快， B 项错误；由图丙可知，相同时间内， 0.1 mol·L － 1 NaOH 条件下 H 2 O 2 分解最快， 0 mol·L － 1 NaOH 条件下 H 2 O 2 分解最慢，而 1.0 mol·L － 1 NaOH 条件下 H 2 O 2 的分解速率处于中间， C 项错误；由图丁可知， Mn 2 ＋ 越多， H 2 O 2 的分解速率越快，说明 Mn 2 ＋ 对 H 2 O 2 分解速率影响较大， D 项正确。 1 ．外界条件的改变对速率的影响掌握不全，如盘查 T 1 。 2 ．图、表题目的分析不会找关键点和有用信息，如盘查 T 2 。 B A ． ①②④ 　　　 B ． ①③④ C ． ③④ D ． ②③④ B 1 ．化学反应速率计算的常见错误 (1) 不注意容器的容积。 (2) 漏写单位或单位写错。 (3) 忽略有效数字。 2 ． 比较化学反应速率大小的注意事项 (1) 看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。 (2) 纯液体、固体对化学反应速率的影响 在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。 (3) 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 ① 当增大反应物浓度时， v 正 增大， v 逆 瞬间不变，随后也增大； ② 增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大； ③ 对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率； ④ 升高温度， v 正 和 v 逆 都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大； ⑤ 使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 B C ． NOBr 2 是该反应的催化剂 D ．该反应的焓变等于 a kJ/mol [ 解析 ] 　 A 项，反应速率的快慢主要取决于慢反应 ① 的速率； B 项，反应速率之比等于化学计量数之比，根据总反应式知反应速率： v (NO ) ＝ v (NOBr ) ＝ 2 v (Br 2 ) ； C 项， NOBr 2 是反应的中间产物，不是催化剂； D 项， a kJ/mol 是总反应的活化能，不是焓变。 B [ 解析 ] 　 t 1 时逆反应速率增大，且大于正反应速率，平衡逆向移动，可以为升高温度， A 项错误； t 2 时正、逆反应速率同等程度增大，化学平衡不移动，而该反应前后气体体积不相等，则应该为使用了催化剂， B 项正确； t 3 时逆反应速率减小，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，则为降低了温度， C 项错误； t 4 时逆反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，应为减小了反应物浓度，导致正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动， D 项错误。 3 ． (2017· 聊城一模 ) 为了探究温度、不活泼金属杂质对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案： 编号 纯锌粉 0.2 mol·L － 1 硫酸溶液 温度 硫酸铜固体 Ⅰ 2.0 g 10.0 mL 25 ℃ 0 Ⅱ 2.0 g 10.0 mL t ℃ 0 Ⅲ 2.0 g 10.0 mL 35 ℃ 0.2 g Ⅳ 2.0 g 10.0 mL 35 ℃ 4.0 g D [ 解析 ] 　 A 项，根据控制变量原理， Ⅰ 和 Ⅱ 实验探究温度对反应速率的影响，而 Ⅱ 和 Ⅲ 实验探究硫酸铜对反应速率的影响，控制 Ⅱ 实验的温度为 35 ℃ ，错误； B 项，时间越长，反应速率越小，错误； C 项，题述方案只能探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应速率的影响，稀硫酸浓度和锌与稀硫酸的接触面积均相同，错误； D 项，同条件下，温度高，反应速率大，得出反应速率 Ⅱ > Ⅰ ，实验 Ⅲ 中构成铜锌原电池，反应速率大大增加，实验 Ⅳ 中，硫酸铜的量过多，可能会导致大量铜覆盖住锌，阻止反应的进行，正确。 考点二　化学平衡状态及影响因素 B [ 解析 ] 　 本题考查化学反应速率和化学平衡。第一阶段， 50 ℃ 时，反应速率较快且 Ni(CO) 4 为气态，能从反应体系中分离出来， B 项正确。增加 c (CO ) ，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变， A 项错误；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则 230 ℃ 时，第二阶段的平衡常数 K ′ ＝ 5 × 10 4 ，反应进行的程度大，故 Ni(CO) 4 分解率较高， C 项错误；该反应达到平衡时， 4 v 生成 [Ni(CO) 4 ] ＝ v 生成 (CO) ， D 项错误。 A 反应 ① 的 Δ H 1 为 _________ kJ·mol － 1 。图 (a) 是反应 ① 平衡转化率与反应温度及压强的关系图， x ________0.1( 填 “ 大于 ” 或 “ 小于 ” ) ；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是 ________( 填标号 ) 。 A ．升高温度　　　　 B ．降低温度 C ．增大压强 D ．降低压强 (2) 丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器 ( 氢气的作用是活化催化剂 ) ，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图 (b) 为丁烯产率与进料气中 n ( 氢气 )/ n ( 丁烷 ) 的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是 _______________________________________________________ 。 ＋ 123 小于 AD 氢气是产物之一，随着 n ( 氢气 )/ n ( 丁烷 ) 增大，逆反应速率增大 (3) 图 (c) 为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在 590 ℃ 之前随温度升高而增大的原因可能是 _________________________________ 、 _______________________ ； 590 ℃ 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是 ___________________________ 。 升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 [ 解析 ] 　 本题主要考查盖斯定律和化学平衡知识的应用。 (1) 根据盖斯定律，可得 ① ＝ ② － ③ ，则 Δ H 1 ＝ Δ H 2 － Δ H 3 ＝－ 119 kJ·mol － 1 ＋ 242 kJ·mol － 1 ＝ 123 kJ·mol － 1 。反应 ① 为气体总体积增大的反应，在温度相同时降低压强有利于提高平衡转化率，故 x <0.1 。反应 ① 为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动， A 项正确；降低压强平衡向气体总体积增大的方向移动， D 项正确。 (2) 结合图 (b) 可看出随着 n ( 氢气 )/ n ( 丁烷 ) 增大，丁烯产率先升高后降低，这是因为氢气是生成物，当 n ( 氢气 )/ n ( 丁烷 ) 逐渐增大时，逆反应速率加快，故丁烯的产率逐渐降低。 (3) 在 590 ℃ 之前随温度升高丁烯产率逐渐增大，这是因为温度升高不仅能加快反应速率，还能促使平衡正向移动；但温度高于 590 ℃ 时，丁烯高温裂解生成短链烃类，导致丁烯产率快速降低。 1 ．平衡状态判定的性质依据没弄明白，如盘查 T 1 。 2 ．外界条件改变时平衡移动方向判定没掌握，如盘查 T 2 。 3 ．外界条件改变时平衡移动图像的分析不到位，如盘查 T 2 ， T 3 。 A ⑥ 混合气体的压强不再改变的状态 ⑦ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A ． ①④⑥⑦ B ． ②③⑤⑦ C ． ①③④⑤ D ．全部 [ 解析 ] 　 ① 单位时间内生成 n mol O 2 的同时生成 2 n mol NO 2 ，能说明反应达到平衡状态； ② 描述的都是正反应方向，无法判断是否达到平衡状态； ③ 无论达到平衡与否，同向的反应速率之比总是等于化学计量数之比； ④ 混合气体的颜色不变能够说明反应达到了平衡状态； ⑤ 因容器体积固定，密度是一个常数，所以其不能说明反应达到平衡状态；该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以 ⑥⑦ 均能说明反应达到平衡状态。 ①③④⑦ ⑤⑦ ①③④⑤⑦ 提示： (A) ②③④⑦ 　 (B) ⑤⑦ 　 (C) ②③④⑤⑦ 　 (D) ②③④⑦ 　 (E) ②④⑦ 　 (F) ②③ 　 (G) ②④⑦ ①②③④⑦ ②④⑦ ①②③ ②④⑦ A B [ 解析 ] 　 因为 m ＋ n 与 p ＋ q 的关系不确定，故容器内的压强随时间的变化不一定是变量，故 ① 不一定是平衡状态；因容器是 “ 不传热的固定容积的密闭容器 ” ，反应过程中，体系中的温度应随时间发生变化，当温度不变时是平衡状态；各组分的浓度不再改变和各组分质量分数不再改变，反应都一定是平衡状态；速率之比等于方程式中化学计量数之比是恒定的，不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系，故 ⑤ 不一定是平衡状态；单位时间内 m mol A 断键反应，则说明有 p mol C 生成 ( 同时 p mol C 也断键反应 ) ，故 ⑥ 能说明反应已达平衡状态； ⑦ 体系的总质量和总体积始终不变，体系的密度始终不变化，故 ⑦ 不能说明反应已达平衡状态。 ac 大于 小于 t m 时生成物浓度较低 考点三　化学平衡常数及相关计算 C D ① H 2 S 的平衡转化率 α 1 ＝ ________% ，反应平衡常数 K ＝ ____________ 。 ② 在 620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为 0.03 ， H 2 S 的转化率 α 2 ______α 1 ，该反应的 Δ H ______0 。 ( 填“ >”“<” 或 “ ＝ ” ) ③ 向反应器中再分别充入下列气体，能使 H 2 S 转化率增大的是 ________( 填标号 ) 。 A ． H 2 S 　　　　　　 B ． CO 2 C ． COS D ． N 2 2.5 2.8 × 10 － 3 > > B 1 ．不能熟练的应用 “ 三段式 ” 进行计算，如盘查 T 1 。 2 ．不能熟练掌握，化学平衡常数的各种应用，如盘查 T 3 。 注意： p (NH 3 ) 、 p (N 2 ) 、 p (H 2 ) 分别为 NH 3 、 N 2 、 H 2 的平衡分压，某气体平衡分压＝平衡时总压 × 该气体的物质的量分数。 (3) 平衡常数的意义 ① 平衡常数可表示反应进行的程度。 K 越大，反应进行的程度越大， K >10 5 时，可以认为该反应已经进行完全。转化率也能表示反应进行的程度，转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。 ② K 的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。 (4) 浓度商：可逆的进行到某时刻 ( 包括化学平衡 ) 时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商 ( Q ) 。当 Q ＝ K 时，该反应达到平衡状态： Q < K 时，该反应向正反应方向进行； Q > K 时，该反应向逆反应方向进行。 C A ．升高温度， H 2 S 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 H 2 S 物质的量为 7 mol D ． CO 的平衡转化率为 80% [ 解析 ] 　 考查影响化学反应速率的因素，反应的热效应，化学平衡的有关计算。 A ．升高温度， H 2 S 浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误； B ．通入 CO 后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误； C ．根据 A t /min 0 20 40 60 80 120 x (HI ) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x (HI ) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 (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 x 2 (HI) ，逆反应速率为 v 逆 ＝ k 逆 x (H 2 ) x (I 2 ) ，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 ＝ 0.0027 min － 1 ，在 t ＝ 40 min 时， v 正 ＝ ____________ min － 1 。 k 正 / K 1.95×10 － 3 (3) 由上述实验数据计算得到 v 正 ～ x (HI ) 和 v 逆 ～ x (H 2 ) 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 ) 。 A 、 E 考点四　化学反应速率平衡图像 A B C 1 ．图表题分析的基本思路和步骤不清晰，如盘查 T 2 。 2 ．图表信息和化学知识的相结合不到位，如盘查 T 1 ， T 2 ， T 3 。 化学平衡图像题的解题步骤：有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用 “ 看特点，识图像，想原理，巧整合 ” 四步法。 第一步：看特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化 ( 正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应 ) 、反应热 ( 正反应是放热反应，还是吸热反应 ) 等。 第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点 ( 平台、折线、拐点等 ) 的关系。利用规律 “ 先拐先平，数值大 ” 判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。 第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。 第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。即： B A ．图 Ⅰ 表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高 B ．图 Ⅱ 表示 t 0 时刻使用催化剂对反应速率的影响 C ．图 Ⅲ 表示 t 0 时刻增大 O 2 的浓度对反应速率的影响 D ．图 Ⅳ 中 a 、 b 、 c 三点中只有 b 点已经达到化学平衡状态 [ 解析 ] 　 A ． 图 Ⅰ 中乙到达平衡时间较短，乙的温度较高，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动， SO 3 的转化率减小，乙的温度较高，故 A 错误； B ．图 Ⅱ 在 t 0 时刻正逆反应速率都增大，但仍相等，平衡不发生移动，应是加入催化剂的原因， B 正确； C ．增大反应物的浓度瞬间，正反速率增大，逆反应速率不变，之后逐渐增大，图 Ⅲ 改变条件瞬间，正、逆速率都增大，正反应速率增大较大，平衡向正反应移动，应是增大压强的原因， C 错误； D ．曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡点， D 错误，答案选 B 。 C [ 解析 ] 　 A ． 温度越高反应速率越快，则温度 T 2 对应曲线斜率大， A 错误； B ．平衡常数只受温度的影响，所以压强增大时，平衡常数不变， B 错误； C ．在建立平衡的过程中，反应要正向进行，氮气体积分数变小，当达到平衡后，由于该反应为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，氮气体积分数变大， C 正确； D ．由于该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数变大，即压强越大，氨气的体积分数越大，且首先达到平衡状态， D 错误，答案选 C 。 B [ 解析 ] 　 T 1 温度之后 A% 继续变小， C% 继续增大， T 3 温度之后 A% 继续增大， C% 继续减小，故 T 1 、 T 3 温度时未达到化学平衡，故 A 错误； T 2 温度之前 A% 变小， C% 从 0 逐渐增大，而 T 2 温度之后 A% 逐渐增大， C% 逐渐减小，说明 T 2 温度之前是反应没有达到平衡状态，故 B 正确； T 2 温度时恰好平衡， T 2 温度之后 A% 逐渐增大， C% 逐渐减小，说明 T 2 温度之后是温度升高使平衡向左移动，所以逆反应是吸热反应，温度升高使平衡向逆反应方向移动，故 C 、 D 错误。