【優(yōu)化探究】高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題2 第3講 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率課件.ppt

第3講化學(xué)反應(yīng)的方向 限度和速率 3 條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響 1 濃度 增大反應(yīng)物濃度 v 正 立即增大 v 逆 逐漸增大 平衡向正反應(yīng)方向移動 注意 固體 純液體的濃度視為定值 不因其量的增減而影響反應(yīng)速率 但因表面積 接觸面積 的變化而改變反應(yīng)速率 2 溫度 升高溫度 不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng) 不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng) 反應(yīng)速率都加快 且對吸熱反應(yīng)方向影響較大 平衡向吸熱反應(yīng)方向移動 降低溫度 v 正 v 逆 均減小 平衡向放熱反應(yīng)方向移動 3 壓強 改變壓強 對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變 且對縮體反應(yīng)方向影響較大 4 催化劑 加入催化劑 降低反應(yīng)的活化能 使v 正 v 逆 同倍增大 平衡不移動 h不變 易錯警示 1 易忽視影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì) 2 比較同一反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)速率的大小時 易忽視單位換算 只有單位一致時才能比較數(shù)值大小 3 誤認為升高溫度 吸熱反應(yīng)速率增大 而放熱反應(yīng)速率減小 正確應(yīng)為 升高溫度 反應(yīng)速率都增大 只是增大程度不同 二 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法 1 利用反應(yīng)速率和各組分的含量判斷 1 v正 v逆 0 現(xiàn)以反應(yīng)n2 3h2 2nh3為例 對等速標志v正 v逆 0的理解 a 若有1moln2消耗 則有1moln2生成 同種物質(zhì) 物質(zhì)的量相等 代表的變化方向相反 b 若有1moln2消耗 則有3molh2生成 同側(cè)不同種物質(zhì) 物質(zhì)的量之比 化學(xué)計量數(shù)之比 代表的變化方向相反 c 若有1moln2消耗 則有2molnh3消耗 異側(cè)物質(zhì) 物質(zhì)的量之比 化學(xué)計量數(shù)之比 代表的變化方向相反 2 各組分的物質(zhì)的量濃度 質(zhì)量分數(shù) 體積分數(shù) 轉(zhuǎn)化率等保持不變 3 混合氣體的密度在恒溫恒壓條件下 氣態(tài)反應(yīng)物與氣態(tài)生成物化學(xué)計量數(shù)之和不相等的反應(yīng) 當密度不再改變時 反應(yīng)達到平衡狀態(tài) 在恒溫恒容條件下 反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變時 氣體密度不能作為判據(jù) 4 顏色對于反應(yīng)前后氣體顏色不同的可逆反應(yīng) 當反應(yīng)混合物的顏色不再改變時 反應(yīng)達到平衡狀態(tài) 三 化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1 影響因素化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 升高或降低溫度對平衡常數(shù)的影響取決于相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)情況 反應(yīng)物和生成物的濃度對平衡常數(shù)沒有影響 2 應(yīng)用 1 判斷反應(yīng)進行的程度對于同類型的反應(yīng) k值越大 表示反應(yīng)進行的程度越大 k值越小 表示反應(yīng)進行的程度越小 2 判斷反應(yīng)進行的方向若任意狀態(tài)下的生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值為qc 則qc k 反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行 qc k 反應(yīng)處于平衡狀態(tài) qc k 反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行 3 判斷反應(yīng)的熱效應(yīng) 若升高溫度 k值增大 則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 若升高溫度 k值減小 則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 4 利用化學(xué)平衡常數(shù)計算平衡濃度 轉(zhuǎn)化率 體積分數(shù)等 化學(xué)反應(yīng)速率的計算及影響因素 例1 2011年南京模擬 fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水 通常是在調(diào)節(jié)好ph和fe2 濃度的廢水中加入h2o2 所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物 現(xiàn)運用該方法降解有機污染物p cp 探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響 實驗設(shè)計 控制p cp的初始濃度相同 恒定實驗溫度在298k或313k 其余實驗條件見下表 設(shè)計如下對比實驗 數(shù)據(jù)處理 實驗測得p cp的濃度隨時間變化的關(guān)系如上圖 2 請根據(jù)上圖實驗曲線 計算降解反應(yīng)在50 150s內(nèi)的反應(yīng)速率 v p cp mol l s 解釋與結(jié)論 3 實驗 表明溫度升高 降解反應(yīng)速率增大 但溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小 請從fenton法所用試劑h2o2的角度分析原因 4 實驗 得出的結(jié)論是 ph等于10時 思考與交流 5 實驗時需在不同時間從反應(yīng)器中取樣 并使所取樣品中的反應(yīng)立即停下來 根據(jù)上圖中信息 給出一種迅速停止反應(yīng)的方法 解析 本題是一道新型的實驗探究題 根據(jù)題給信息能很容易解決 1 由題中 控制p cp的初始濃度相同 恒定實驗溫度在298k或313k 其余實驗條件見下表 這句話中的信息能解決表格的第二列 探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響 故表格這一行應(yīng)該填寫 313 3 6 0 0 30 對比可以發(fā)現(xiàn)溫度 濃度均沒發(fā)生變化 只有ph由3變成10 所以第三行空中應(yīng)該填寫的是 探究溶液的ph對降解反應(yīng)速率的影響 2 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義 結(jié)合圖象即可計算出結(jié)果 v p cp 1 2 0 4 10 3mol l 150 50 s 8 10 6mol l s 3 提示 請從fenton法所用試劑h2o2的角度解釋 通過平時的學(xué)習(xí)知 h2o2溫度高時不穩(wěn)定 故雖然高溫能加快化學(xué)反應(yīng)速率 但溫度過高就導(dǎo)致h2o2分解 消耗了反應(yīng)物 速率自然會減小 4 由圖象觀察得到圖象中隨時間變化的曲線 表示在ph 10時 濃度不變 說明反應(yīng)速率為0 化學(xué)反應(yīng)停止 5 可以根據(jù)上一小題回答 使反應(yīng)迅速停止 可以向溶液中加堿 調(diào)節(jié)ph 10即可 答案 1 2 8 0 10 6 3 過氧化氫在溫度過高時迅速分解 4 反應(yīng)速率趨向于零 或該降解反應(yīng)趨于停止 5 將所取樣品迅速加入一定量的naoh溶液中 使ph約為10 或?qū)⑺悠敷E冷等其他合理答案均可 1 2010年高考福建理綜 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)物濃度隨反應(yīng)時間變化如右圖所示 計算反應(yīng)4 8min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16min時反應(yīng)物的濃度 結(jié)果應(yīng)是 a 2 5 mol l 1 min 1和2 0 mol l 1b 2 5 mol l 1 min 1和2 5 mol l 1c 3 0 mol l 1 min 1和3 0 mol l 1d 5 0 mol l 1 min 1和3 0 mol l 1 答案 b 化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 例2 煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù) 投料比及熱值等問題 已知 co g h2o g h2 g co2 g 平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表 試回答下列問題 1 上述正向反應(yīng)是 填 放熱 或 吸熱 反應(yīng) 2 在800 發(fā)生上述反應(yīng) 以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器 其中向正反應(yīng)方向移動的有 選填a b c d e 3 已知在一定溫度下 c s co2 g 2co g 平衡常數(shù)k c s h2o g co g h2 g 平衡常數(shù)k1 co g h2o g h2 g co2 g 平衡常數(shù)k2則k k1 k2之間的關(guān)系是 4 若在500 時進行 設(shè)起始時co和h2o的起始濃度均為0 020mol l 1 在該條件下 co的平衡轉(zhuǎn)化率為 5 若反應(yīng)在800 進行 設(shè)起始時co和h2o g 共5mol 水蒸氣的體積分數(shù)為x 平衡時co轉(zhuǎn)化率為y 則y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為y 2 2011年高考江蘇化學(xué) 雙選 700 時 向容積為2l的密閉容器中充入一定量的co和h2o 發(fā)生反應(yīng) co g h2o g co2 g h2 g 反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表 表中t2 t1 答案 bc 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像 例3 2011年高考重慶理綜 一定條件下 下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時間的變化趨勢符合下圖的是 a co2 g 2nh3 g co nh2 2 s h2o g h0c ch3ch2oh g ch2 ch2 g h2o g h 0d 2c6h5ch2ch3 g o2 g 2c6h5ch ch2 g 2h2o g ht1 溫度升高 水蒸氣含量減少 正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 因此b c不符合題意 由壓強 時間圖像可知 p1先達到平衡 即p1 p2 隨著壓強的增加 水蒸氣含量增加 因此正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng) 因此d不符合題意 只有a符合題意 答案 a 3 2011年高考天津理綜 向絕熱恒容密閉容器中通入so2和no2 一定條件下使反應(yīng)so2 g no2 g so3 g no g 達到平衡 正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如右圖所示 由圖可得出的正確結(jié)論是 a 反應(yīng)在c點達到平衡狀態(tài)b 反應(yīng)物濃度 a點小于b點c 反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量d t1 t2時 so2的轉(zhuǎn)化率 a b段小于b c段 解析 a項反應(yīng)在c點時v正達最大值 隨后v正逐漸減小 并非保持不變 故c點時反應(yīng)未達平衡狀態(tài) b項由正反應(yīng)速率變化曲線可知 a點的速率小于b點 但開始時通入so2和no2 反應(yīng)由正反應(yīng)方向開始 故a點反應(yīng)物的濃度大于b點 c項在c點之前 反應(yīng)物的濃度逐漸減小 容器的容積保持不變 v正逐漸增大說明反應(yīng)的溫度逐漸升高 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 d項由v正變化曲線可知 a b段的正反應(yīng)速率小于b c段的正反應(yīng)速率 t1 t2時 a b段消耗so2的物質(zhì)的量小于b c段 故a b段so2的轉(zhuǎn)化率小于b c段 答案 d 某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體a和b 一定溫度下發(fā)生反應(yīng) a g xb g 2c g 達到平衡后 只改變反應(yīng)的一個條件 測得容器中物質(zhì)的濃度 反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如下圖所示 請回答下列問題 1 0 20min a的平均反應(yīng)速率為 8min時 v 正 v 逆 選填 或 2 反應(yīng)方程式中的x 30min時改變的反應(yīng)條件是 3 20 30min時反應(yīng)的平衡常數(shù) 30 40min時反應(yīng)的平衡常數(shù) 選填 或 4 該反應(yīng)的正反應(yīng)為 選填 放熱 或 吸熱 反應(yīng) 5 反應(yīng)過程中b的轉(zhuǎn)化率最大的時間段是 min 答案 1 0 05mol l min 2 1擴大容器體積 或減小壓強 3 4 放熱 5 20 40 1 2011年高考福建理綜 25 時 在含有pb2 sn2 的某溶液中 加入過量金屬錫 sn 發(fā)生反應(yīng) sn s pb2 aq sn2 aq pb s 體系中c pb2 和c sn2 變化關(guān)系如右圖所示 下列判斷正確的是 a 往平衡體系中加入金屬鉛后 c pb2 增大b 往平衡體系中加入少量sn no3 2固體后 c pb2 變小c 升高溫度 平衡體系中c pb2 增大 說明該反應(yīng) h 0d 25 時 該反應(yīng)的平衡常數(shù)k 2 2 答案 d 2 2011年高考江蘇化學(xué) 雙選 下列說法正確的是 a 一定溫度下 反應(yīng)mgcl2 l mg l cl2 g 的 h 0 s 0b 水解反應(yīng)nh h2o nh3 h2o h 達到平衡后 升高溫度平衡逆向移動c 鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)d 對于反應(yīng)2h2o2 2h2o o2 加入mno2或升高溫度都能加快o2的生成速率解析 鎂在氯氣中的燃燒是放熱反應(yīng) 反之則為吸熱反應(yīng) a正確 水解反應(yīng)是吸熱的 升高溫度會促進水解 b錯 鉛蓄電池放電時的負極 充電時的陽極反應(yīng)均失電子 發(fā)生氧化反應(yīng) c錯 mno2起催化劑的作用 而升高溫度 反應(yīng)速率會加快 故d正確 答案 ad 3 在恒溫 恒壓下 amola和bmolb在一個容積可變的容器中發(fā)生反應(yīng) a g 2b g 2c g 一段時間后達到平衡 生成nmolc 則下列說法中正確的是 a 物質(zhì)a b的轉(zhuǎn)化率之比為1 2b 起始時刻和達到平衡后容器中的壓強之比為 a b a b n 2 c 當2v正 a v逆 b 時 反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)d 充入惰性氣體 如ar 平衡向正反應(yīng)方向移動解析 由于a b數(shù)值之比不一定為1 2 故雖然轉(zhuǎn)化的a b物質(zhì)的量之比為1 2 二者轉(zhuǎn)化率之比不一定為1 2 a項錯誤 該容器為恒溫 恒壓 故b項錯誤 在恒溫 恒壓下 充入惰性氣體 如ar 容器的容積變大 平衡向左移動 d項錯誤 答案 c 一定條件下