2020高考化学新课标地区专用版提分大二轮复习课件:专题六-化学反应速率-化学平衡.pptx
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1、专题六化学反应速率化学平衡考点二化学平衡及其影响因素考点二化学平衡及其影响因素内容索引NEIRONGSUOYIN考点一化学反应速率及影响因素考点一化学反应速率及影响因素化学反应速率及影响因素HUA XUE FAN YING SU LV JI YING XIANG YIN SU0101(一)化学反应速率的计算及速率常数1.化学反应速率的计算(1)根据图表中数据和定义计算:计算时一定要注意容器或溶液的体积,不能忽视容器或溶液的体积V,盲目地把n当作c代入公式进行计算,同时还要注意单位及规范书写,还要根据要求注意有效数字的处理。(2)根据化学方程式计算:对于反应“mAnB=pCqD”,有v(A)v(
2、B)v(C)v(D)mnpq。核心回扣核心回扣1 12.速率常数(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g),其速率可表示为vkca(A)cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响,通常反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g),v正k正ca(A)cb(B),v逆k逆cc(C)cd(D),平衡常数K ,反应达到平衡时v正v逆,故K 。(二)正确理解化学反
3、应速率的影响因素1.内因活化能活化能是指为了能发生化学反应,普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收的最小能量,即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下,不同化学反应的速率不同,主要是内因活化能大小不同所致,活化能小的化学反应速率快,活化能大的反应速率慢。注意反应热为正、逆反应活化能的差值。2.外因相同的化学反应,在不同条件下,化学反应速率不同,主要原因是外因浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。(1)浓度(c):增大(减小)反应物浓度单位体积内活化分子数目增加(减少),活化分子百分数不变有效碰撞频率提高(降低)化学反应速率加快(减慢)。(2)压强(p)
4、:对于气相反应来说,增大(减小)压强相当于减小(增大)容器容积相当于增大(减小)反应物的浓度化学反应速率加快(减慢)。注意“惰性气体”对反应速率的影响恒容:充入“惰性气体”总压增大 参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。恒压:充入“惰性气体”体积增大 参与反应的物质浓度减小 (活化分子浓度减小)反应速率减小。(3)温度(T):升高(降低)温度活化分子百分数增大(减小)有效碰撞频率提高(降低)化学反应速率加快(减慢)。(4)催化剂添加催化剂降低反应的活化能活化分子百分数增大有效碰撞频率提高化学反应速率加快。添加催化剂降低反应的活化能降低反应所需的温度减少能耗。添加催化剂能改变反
5、应的路径,如乙醇的氧化实验,该实验的总反应为2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O,活化能为E总;使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应,第一步反应为2CuO2 2CuO,活化能为E1;第二步反应为CH3CH2OHCuO CH3CHOCuH2O,活化能为E2;由于E1E总、E2v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高12AC3456解析第一步反应快速平衡,说明正、逆反应速率很大,极短时间内即可达到平衡,A项正确;第二步反应慢,说明有效碰撞次数少,C项正确;由题给三步反应可知,反应的中间产物有NO3和NO,B项错误;
6、反应快,说明反应的活化能较低,D项错误。123456角度二化学反应速率的计算及速率常数的应用4.(1)2018全国卷,28(2)改编已知2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g),起始时N2O5(g)为35.8 kPa,分解的反应速率v2103 (kPamin1)。t62 min时,测得体系中 2.9 kPa,则此时的 _kPa,v_kPamin1。1230.06.0102解析 2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)起始/kPa 35.8 0 062 min时/kPa 35.82.92 2.9 30所以 30.0 kPav210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。3
7、45625N Op25N Op2Op25N Op12计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位,写出计算过程)。t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.23456v正k正x2(HI)0.002 7 min10.8521.95103 min1。(3)2015全国,28(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:12上述反应中,正反应速率为v正k正x2(HI),逆反应速率为v逆k逆x(H2)x
8、(I2),其中k正、k逆为速t/min020406080120 x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784率常数,则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1,在t40 min时,v正_min1。1.9510334565.2018北京,27(2)(3)(4)(2)对反应3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJmol1,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_p1(填“”或“是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使平
9、衡正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大反应3456解析由图可知,一定温度下,p2时H2SO4的物质的量分数比p1时大,结合3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)知,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动,H2SO4的物质的量分数增大,因此p2p1。123456(3)I可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将补充完整。.SO24I4H=S2I22H2O.I22H2O_=_2I12SO24H解析根据歧化反应的特点,反应生成S,则反应需生成H2SO4,即I2将SO2氧化为H2SO4,反应的离子方程式
10、为 。3456序号ABCD试剂组成0.4 molL1KIa molL1KI0.2 molL1H2SO40.2 molL1H2SO40.2 molL1KI0.000 2 mol I2实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变为黄色,出现浑浊较A快(4)探究、反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)12B是A的对比实验,则a_。0.4解析对比实验只能存在一个变量,因实验B比实验A多了H2SO4溶液,则B中KI溶液的浓度应不变,故a0.4
11、。3456序号ABCD试剂组成0.4 molL1KIa molL1KI0.2 molL1H2SO40.2 molL1H2SO40.2 molL1KI0.000 2 mol I2实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变为黄色,出现浑浊较A快12比较A、B、C,可得出的结论是_。I是SO2歧化反应的催化剂,H单独存在时不具有催化作用,但H可以加快歧化反应速率3456序号ABCD试剂组成0.4 molL1KIa molL1KI0.2 molL1H2SO40.2 molL1H2SO40.2 molL1KI0.000 2 mol I2实验现象溶液变黄
12、,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变为黄色,出现浑浊较A快实验表明,SO2的歧化反应速率DA。结合、反应速率解释原因:_。12 反 应 比快;D中由反应产生的H使反应加快解析加入少量I2时,反应明显加快,说明反应比反应快;D中由反应产生的H使反应加快。34566.2018全国卷,27(2)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:12 积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO
13、(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y4372345612由上表判断,催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”),理由是_。积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y4372劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对较小,消碳反应速率大345612在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙
14、述正确的是_(填标号)。A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大 积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y4372AD3456解析积碳反应中,由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小,所以催化剂X更有利于积碳反应的进行;而消碳反应中,催化剂X的活化能大于催化剂Y,所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行;综合分析,催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应,温度升高,平衡右移,K积、K消均增加,反应速率均增
15、大,从图像上可知,随着温度的升高,催化剂表面的积碳量是减小的,所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。12 积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y4372345612在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vk p(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2
16、CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y4372pc(CO2)、pb(CO2)、3456pa(CO2)解析由速率方程表达式vkp(CH4)p(CO2)0.5可知,v与p(CO2)成反比例关系,p(CO2)越大,反应速率越小,所以pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。12 积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y43723456题组一化学反应速率及其影响因素1.研究不同条件对相同体积相同物质的量浓度的H2O2分解速率的影响,得到如下数据。
17、由此不能得出的结论是题组集训题组集训3 312345序号酸碱性中性中性碱性温度/959550反应时间/h131催化剂(等量)无Cu2Fe3无Cu2Fe3无Cu2Fe3分解百分率(%)0.857.42.61.196.34.835.510095.06A.Cu2与Fe3对H2O2分解都有催化作用,但Cu2催化效果更好B.由与可知其他条件相同时,时间越长,H2O2分解越彻底C.由与可知其他条件相同时,温度越高,H2O2分解越快D.由与可知其他条件相同时,碱性越强,H2O2分解越快12345序号酸碱性中性中性碱性温度/959550反应时间/h131催化剂(等量)无Cu2Fe3无Cu2Fe3无Cu2Fe3
18、分解百分率(%)0.857.42.61.196.34.835.510095.06都有催化作用,但Cu2催化效果更好,故A正确;由与可知其他条件相同时,反应时间越长,分解百分率越高,分解越彻底,故B正确;由于与溶液的酸碱性和温度不一样,无法单独判断温度与H2O2分解速率的关系,故C错误;与温度和溶液的酸碱性均不相同,中在相同条件下,温度低,溶液显碱性时,H2O2分解越快,故D正确。12345序号酸碱性中性中性碱性温度/959550反应时间/h131催化剂(等量)无Cu2Fe3无Cu2Fe3无Cu2Fe3分解百分率(%)0.857.42.61.196.34.835.510095.0解析根据表中数据
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