高二化學(xué)反應(yīng)速率與平衡培優(yōu)學(xué)案(1)

1、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡導(dǎo)學(xué)學(xué)案編輯整理:周勤翀 2012年9月17日一、 高考大綱展示: 1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。 2、了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 3、了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。 4、了解化學(xué)平衡建立的過程。理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 5、理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。 6、了解化學(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。 二、高考考點(diǎn)指引:1、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算。2、化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)用與計(jì)算。3、化學(xué)平衡原理的應(yīng)用。4、繪制化學(xué)反應(yīng)速率和

2、化學(xué)平衡的各種曲線圖。三、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)梳理：四、直通高考嘗試：1、(2011全國(guó)II卷8)在容積可變的密閉容器中，2mo1N2和8mo1H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)的氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于A5%B10%C15%D20%2、（2011天津）向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，在一定條件下使反應(yīng)SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài) B.反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量 D.t1t2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：ab段小于bc段3、（201

3、1重慶） 一定條件下，下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)符合題圖10 的是ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)； H0BCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)； H0CCH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)H2O(g)； H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2 C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)； H04、（2011北京高考12）已知反應(yīng)：2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分別在0和20下，測(cè)得其轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線（Yt）如下圖所示。下列說法正確的是A.b代表0下CH3

4、COCH3的Yt曲線B.反應(yīng)進(jìn)行到20min末，CH3COCH3的 C.升高溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率D.從Y=0到Y(jié)=0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的5、.(2011年浙江理綜27題)某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測(cè)定。（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)），在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4（s）2NH3(g)+CO2(g)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度/15.020.025.030.035.0平衡總壓強(qiáng)/kPa5

5、.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/molL-12.410-33.410-34.810-36.810-39.410-3可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是 。 A.2v(NH3)=v(CO2) B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變 C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0時(shí)的分解平衡常數(shù)：取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量是 (填“增加”，“減少”或“不變”）。氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變H O(填“”、“=”或“”),熵變S O(填“”、“=”或“”

6、)。（2） 已知：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O 該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測(cè)定水解反應(yīng)速率，得到c(NH2COO-）時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示。 計(jì)算25.0C時(shí)，0-6min 氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率：_ _。根據(jù)圖中信息，如何說明該水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：_ _。6、（2011安徽高考28題） 地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。文獻(xiàn)報(bào)道某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對(duì)脫氮速率的影響。（1）實(shí)驗(yàn)前：先用0.1mol L-1H2SO4洗滌Fe粉，其目的是 ，然后用蒸餾水

7、洗滌至中性；將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；為防止空氣中的O2對(duì)脫氮的影響，應(yīng)向KNO3溶液中通入 （寫化學(xué)式）。（2）下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測(cè)出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系（部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去）。請(qǐng)根據(jù)圖中信息寫出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式 。t1時(shí)刻后，該反應(yīng)仍在進(jìn)行，溶液中NH4的濃度在增大，F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大，可能的原因是 。（3）該課題組對(duì)影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三： 假設(shè)一：溶液的pH； 假設(shè)二： ；假設(shè)三： ；.（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論。 （已知：溶液中的NO3濃度可用離子

8、色譜儀測(cè)定）實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論：7、（2011廣東高考31，15分）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí)，在不同催化劑（I、II、III）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖13所示。（1）在030小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率VI、VII和VIII從大到小的順序?yàn)?；反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第 種催化劑的作用下，收集的CH4最多。（2）將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。該反應(yīng)的H=+206 kJmol-1。在答題卡的坐標(biāo)圖中，畫出反應(yīng)過程中體系的能量變化圖（進(jìn)行必要的標(biāo)注）將等物

9、質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K=27，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）已知：CH4(g)2O2(g) =CO2(g)2H2O(g) H=802kJmol-1 寫出由CO2生成CO的熱化學(xué)方程式 。8、（2011山東高考28，14分）研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。（1）NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。利用反應(yīng)6NO2 8NH37N212 H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是 L。（2）已知：2SO2（g

10、）+O2（g）2SO3（g） H=-196.6 kJmol-12NO（g）+O2（g）2NO2（g） H=-113.0 kJmol-1 則反應(yīng)NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的H= kJmol-1。 一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。a體系壓強(qiáng)保持不變b混合氣體顏色保持不變cSO3和NO的體積比保持不變d每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 molNO2 測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1:6，則平衡常數(shù)K 。（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同

11、溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)H 0（填“”或“ ”“”“=”），判斷的理由是_;(6）達(dá)到第三次平衡后，將容器的體積擴(kuò)大一倍，假定10min后達(dá)到新的平衡，請(qǐng)?jiān)谙聢D中用曲線表示第IV階段體系中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)（曲線上必須標(biāo)出A、B、C）。0.05.010.00.05.010.01.02.0時(shí)間/min濃度/molL1BAC11、（2012廣東理綜31題）碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50molL-1KI、0.2淀粉溶液、0.20molL-1K2S2O8、0.10molL-1Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。已知：（1） 向KI

12、、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當(dāng)溶液中的_耗盡后，溶液顏色將由無色變成為藍(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色，S2O32-與S2O82初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為：_。（2） 為探討反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：表中Vx=_mL，理由是_。（3） 已知某條件下，濃度反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖13，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)t的變化曲線示意圖（進(jìn)行相應(yīng)地標(biāo)注）（4） 碘也可用作心臟起搏器電源鋰碘電池的材料。該電池反應(yīng)為：2Li（s）+I2（s）=2LiI（s） H已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O

13、（s） H14LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s） H2則電池反應(yīng)的H=_；碘電極作為該電池的_極。12、（2012江蘇卷14題） 溫度為T時(shí)，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應(yīng)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：t / s 0 50 150250 350n(PCl3) / mol00. 16 0. 190. 20 0. 20下列說法正確的是 A 反應(yīng)在前50 s 的平均速率v(PCl3)= 0. 0032 molL-1s-1 B 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)c(PCl3)= 0

14、. 11 molL-1，則反應(yīng)的Hv(逆) D 相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2，達(dá)到平衡時(shí)，PCl3 的轉(zhuǎn)化率小于80%13、（2012山東卷29題）偏二甲肼與N2O4 是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：(CH3)2NNH2 ()+2N2O4 ()=2CO2 (g)+3N2(g)+4H2O(g)（）(1) 反應(yīng)（ ）中氧化劑是_.(2) 火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘2O4 (g) 2NO2 (g) （）(3) 一定溫度下，反應(yīng)（）的焓變?yōu)镠?，F(xiàn)將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡

15、狀態(tài)的是_.若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)_（填“增大”“不變”或“減小”），反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol，則03s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N2O4）=_molL-1S-1。15、（2012上海18題）為探究鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率(以v(H2)表示)，向反應(yīng)混合液中加入某些物質(zhì)，下列判斷正確的是 A加入NH4HSO4固體，v(H2)不變 B加入少量水，v(H2)減小 C加入CH3COONa固體，v(H2)減小 D滴加少量CuSO4溶液，v(H2)減小16、（2012新課標(biāo)27)光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下

16、CO與C12在活性炭催化下合成。 (1)實(shí)驗(yàn)室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為 ； (2)工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO，已知CH4、H2 和CO的燃燒熱(H)分別為890.3kJmol1、285. 8 kJmol1和283.0 kJmol1，則生成1m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO所需熱量為 ： (3)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ； (4)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)Cl2(g)CO(g) H=108kJmol1 。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COC

17、l2濃度變化曲線未示出）：0246810121416180.000.020.040.060.080.100.120.14Cl2COCOCl2t/minc/molL1 計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)K= ； 比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2) _ T(8)（填“”或“=”）；若12min時(shí)反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c(COCl2)= molL1； 比較產(chǎn)物CO在23 min、56 min和1213 min時(shí)平均反應(yīng)速率平均反應(yīng)速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小 ； 比較反應(yīng)物COCl2在56min和1516 mi

18、n時(shí)平均反應(yīng)速率的大?。?v(56) v(1516)（填“”或“=”），原因是 。17、（2010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(jìn)行： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)190kJ該反應(yīng)所用的催化劑是 (填寫化合物名稱)，該反應(yīng)450時(shí)的平衡常數(shù) 500時(shí)的平衡常數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是 下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的是： av(O2)正2v(SO3)逆 b容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化c容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化 d容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 m

19、ol SO2和0.10molO2，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)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(dòng)(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， moln(SO3)”、“”、“=”。（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=_。（3）在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。（4）假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是 。A.選用更有效的催化劑 B.升高反應(yīng)體系的溫度C降低反應(yīng)體系的溫度 D.縮小容器的體積（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/NO初始濃度/ molL1CO初始濃度/ molL1催化劑的比表面積/m2g1I2801.201035.801038212