2019版高考化学大一轮复习专题7化学反应速率和化学平衡学案六化学速率平衡图表分析与数据处理课件苏教版.ppt

1、学案六化学速率平衡图表分析与数据处理,【教学目标】1.理解化学平衡图像的意义，掌握化学平衡图像题的解法。2.借助速率和平衡的图像，了解平衡在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3.通过对“化学反应速率和化学平衡”的图表以及“化学反应的过程图像”的分析，提高学生对图表信息进行综合处理和加工的能力。4.通过同学之间对图像题的解题方法的讨论分析，体会同伴间互助学习的必要性。,【教学重点】阅读表格数据、图像，对化学平衡的综合分析，解决实际问题。【教学难点】平衡图像解题思路、方法与技巧。【考情分析】从近几年看，化学反应速率和化学平衡的考查，试题的创新性、探究性逐年提升，如：考查问题多样化的平衡图像问题

2、，通过设计新颖的速率、平衡计算以及通过图像、表格获取信息、数据等试题在情境上、取材上都有所创新，而且化学反应速率与化学平衡还与元素化合物知识相互联系，综合考查，并且两者的结合也日趋紧密。如2015全国卷28，2016全国卷27，2017全国卷28等。,1.常见速率、平衡图像,(1)物质的量(或浓度)时间图像例如，某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。,(2)含量时间温度(压强)常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数),(3)恒压(温)的图像分析该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率()，横坐标为温

3、度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：,如图2所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正v逆。,2.解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤,(1)二个原则先拐先平。例如，在转化率时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。定一论二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。(1)三个步骤看懂图像：看图像要五看。一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原

4、点、极值点等；四看要不要作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。推理判断：结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。,考点指导1化学平衡中的表格数据处理,(3)该温度下，此反应的平衡常数K_；若在2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器中进行该反应，则该反应K将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)保持其他条件不变，起始时向容器中充入1.2 mol COCl2、0.60 mol Cl2和0.60 mol CO，反应达到平衡前的速率：v(正)_(填“”、“”或“”)v(逆)。(5)若

5、起始时向该容器中充入2.0 mol COCl2(g)，经过一段时间后达到平衡，n(Cl2)_(填“”、“”或“”)0.8 mol。(6)保持其他条件不变，起始向容器中充入1.0 mol Cl2和1.2 mol CO，达到平衡时，Cl2的转化率_(填“”、“”或“”)60%。(7)若该反应是在恒温恒压下进行，则达到平衡时反应物的转化率将_(填“”、“”或“”)40%。,答案(1)0.075 molL1s1(2)(3)0.133 molL1减小(4)(5)(6)(7),【课堂对点训练】1.某同学学习了化学反应速率后，联想到曾用H2O2制备氧气，于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。,(1)上述实

6、验发生反应的化学方程式为_。(2)实验甲和实验乙的实验目的是_；实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是_。(3)分析H2O2的性质，解释实验甲和实验乙能否达到实验目的：_。(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如表。,对实验戊，020 s的反应速率v1_ mLs1，100120 s的反应速率v2_ mLs1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是_。,如图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线c表示的是实验_(填“丙”、“丁”或“戊”)。,解析(1)过氧化氢在催化剂作用下分解生成氧气和水。(

7、2)对比实验甲和乙，可知不同的是过氧化氢的浓度；对比实验丙、丁、戊，可知不同的是H2O2溶液的酸碱性。(3)过氧化氢在不加热且没有催化剂作用的条件下性质比较稳定，故实验甲和乙尽管H2O2浓度不同，但H2O2均不会分解生成氧气。(4)由于实验戊产生氧气的速率最快，实验丁产生氧气的速率最慢，可推知图像中曲线a、b、c对应的分别为实验戊、丙、丁。,考点指导2速率、平衡图像分析,(1)推测反应是_反应(填“吸热”或“放热”)(2)相同条件下，反应在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。,计算04分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)_。下列说法正确的是_。A.该反应

8、的活化能大小顺序是：Ea(A)Ea(B)Ea(C)B.增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数C.单位时间内HO键与NH键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已达到平衡(3)一定条件下，反应达到平衡时体系中n(NO)n(O2)n(NO2)212。在其他条件不变时，再充入NO2气体，分析NO2体积分数(NO2)的变化情况：恒温恒压容器，(NO2)_；恒温恒容容器，(NO2)_(填“变大”、“变小”或“不变”)。,(4)一定温度下，反应在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3 L，c(N2)与反应时间t变化曲线X如图所示

9、，若在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：,变为曲线Y改变的条件是_。变为曲线Z改变的条件是_。若t2时降低温度，t3时达到平衡，请在图中画出曲线X在t2t4内c(N2)的变化曲线。,(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡，(NO2)不变；恒温恒容容器，再充入NO2气体，等效于增大压强，平衡正向移动，(NO2)变大。(4)曲线Y比曲线X先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线Z条件下，N2的浓度由2 molL1瞬间增大到3 molL1，容器体积应由3 L减小到2 L，改变的条件是：将容器的体积快速压缩至2 L。该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动，c(N2)

10、在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。,答案(1)吸热(2)0.375 molL1min1CD(3)不变变大(4)加入催化剂将容器的体积快速压缩至2 L图像如图,(2)600 时，在1 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。据图判断：,010 min，v(O2)_。10 min到15 min内曲线变化的原因可能是_(填写编号)。a.使用了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO3的物质的量答案(1)1 600 Lmol1减小(2)0.000 5 molL1min1ab,考点指导3平衡图表题综合应用,回答下列问题：(1)物质的标准生成热

11、是常用的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。即化学反应热：H生成物标准生成热总和反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表：,A.计算H1_kJ/ molB.H3_0(填“”“”),下列说法正确的是_。A.该反应的正反应为放热反应B.达到平衡时，容器a中的CH3OH体积分数比容器b中的小C.容器a中反应到达平衡所需时间比容器c中的长D.若起始时向容器a中充入CH3OH 0.15 mol 、CH3OCH3 0.15 mol 和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行,(3)合成气的组成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图

12、所示。,(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_。图中p1、p2、p3的大小关系为_，其判断理由是_。(4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是_；若以硫酸作为电解质其负极反应为_。,解析(1)利用标准生成热可计算反应的焓变H1(-201.25)(-110.52)20kJ/ mol90.73 kJ/ mol ；利用盖斯定律即可得到，所以H3H2H1 58 kJ/ mol(90.73 kJ/ mol)32.73 kJ/ mol 0。(2)容器a、c中CH3OH的物质的量相同，而容器a的温度比容器c高，平衡时CH3OCH3的物质的量：ac, 所以升高温度，平衡逆

13、向移动，正反应为放热反应，A项正确；比较容器a、b中数据，温度不变，初始量成倍数，而该反应是气体体积不变的反应，初始量加倍相当于加压，平衡不移动，故达到平衡时，容器a中的CH3OH体积分数与容器b中的相等；容器a比容器c温度高，反应快，达到平衡所需时间短，C项错误；利用容器a中的数据可求得该温度下的化学平衡常数K4，然后通过比较选项D中数据计算出的浓度熵Qc0.67K，所以反应将向正反应方向进行，D项正确。,(3)由图像可知(CO)值随温度升高而减小，可通过温度升高对反应和反应的影响进行分析，升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，CO产生的量也增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低。相同温度下，反应前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，从而引起CO的转化率增大，所以增大压强有