2020版高考化学突破二轮复习第1部分 专题06 化学反应速率和化学平衡（原卷）.doc

1、 1了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率()。 2.了解反应活化能 的概念， 了解催化剂的重要作用。 3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 4.掌握化学平衡的特征， 了解化学平衡常数 K 的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。 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，能用相关理论解释其一般规律。 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。 1已知(g)I2(g)= (g)2HI(g) H0。 (1)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应，起始总压为 105 Pa，平衡时

2、总 压增加了 20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数 Kp_Pa。达到平衡后，欲增加环 戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。 A通入惰性气体 B提高温度 C增加环戊烯浓度 D增加碘浓度 (2)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应 时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。 AT1T2 Ba 点的反应速率小于 c 点的反应速率 Ca 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率 Db 点时二聚体的浓度为 0.45 mol L 1 2(1)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 N2O5(g)分解反应：

3、2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g) 2N2O4(g) 其中 NO2二聚为 N2O4的反应可以迅速达到平衡。 体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示t时， N2O5(g)完全分解：提示：2NO2(g)N2O4(g) Hv(第二步反应) B反应的中间产物只有 NO3 C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 3丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： (1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1- 丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： C4H10(g)=C4H8(g)H2(g) H10 图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_

4、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 图(a) 图(b) 图(c) (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_ _。 (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

5、要原因可能是_ _。 4Bodensteins 研究了下列反应： 2HI(g)H2(g)I2(g) H0 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： 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x2(HI)，逆反应速率为 v逆k逆x(H2)x(I2)，其中 k正、k逆为速率 常数，则 k逆为_(以

6、 K 和 k正表示)。若 k正0.002 7 min 1，在 t40 min 时，v 正_min 1。 (3)由上述实验数据计算得到 v正x(HI)和 v逆x(H2)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)。 上述真题涉及的题型主要是填空题和不定项选择题。命题角度主要涉及： (1)化学反应速率的计算、影响因素，如 T1(2)、T2、T3(3)、T4(2)。 (2)活化能对反应速率的影响，如 T2(2)。 (3)化学平衡的影响因素的判断，如 T1(1)、T2(1)、T3、T4(3)。 (4)化学平衡常数(Kp、Kc)反应速率常数的有关计算与换算，如

7、T1(1)、T2(1)、T4(1)。 (5)图像、图表的识别与分析等，如 T1(2)、T3、T4(3)。 预测 2020 年高考仍会以图像为载体在速率计算、平衡常数计算和外界条件对平衡的影响或转化率影响 的角度加强命题。特别要注意 Kp与速率常数的有关计算。 化学反应速率和化学平衡的影响因素 1特殊条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响 (1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率和平衡移动。但固体颗粒的大 小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。但仍不影响平衡移动。 (2)对于有固、液参加的反应，改变压强不会影响其反应速率和平衡移动。 (3)使用催化剂催化的化学

8、反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大， 故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。但催化剂的改变不影响平衡移动。 (4)“惰气”对反应速率和平衡的影响。 恒温恒容，充入“惰气”，不改变反应速率和平衡移动。 恒温恒压，充入“惰气”体积增大(相当于压强减小)，v正、v逆均减小，平衡向气体分子数增多的方 向移动。 思考 对于反应 N23H22NH3按 N2、H2物质的量比 13 充入密闭容器，反应达到平衡，N2、H2、NH3 的物质的量比为 131， 若在恒温恒容条件再充入 0.5 mol N21.5 mol H20.5 mol NH3，此时平衡向_ 移动

9、，若是恒温恒压条件呢？_。上述两条件下 N2的转化率如何改变？_。 2突破化学平衡状态的判断标志 (1)等“正逆相等”(三种表述)。 同一物质(两种表述)：v正v逆、断键数成键数。 不同物质： v正X X的化学计量数 v逆Y Y的化学计量数 (2)定“变量不变”： 如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)， 当其“不变”时反应就达到平衡 状态，即“变量”不变可说明达到平衡状态。 (3)依 Q(浓度商)与 K 关系判断：若 QK，反应处于平衡状态。 3平衡移动方向判断两方法 (1)根据 v正与 v逆的相对大小 若外界条件改变，引起 v正v逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动

10、； 若外界条件改变，引起 v正K，平衡逆向移动； 若 QK，平衡不移动； 若 Q”“”或“”“” 或 “ ”)B点 的v逆(H2O) ， 原 因 是 _。 (2)在两个容积均为 1 L 的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)/n(CO2)充入 H2和 CO2，在一定条件下发生 反应：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) H。CO2的平衡转化率 (CO2)与温度的关系如图所示。 此反应的平衡常数表达式 K_， 若起始时氢气的浓度为 2 mol L 1，则 P 点对应温度下，K 的值为_。 该反应的 H_(填“”“”或“”)0，判断的理由是_ _。 氢碳比：X_(填“”“”或“”)

11、2.0。 在氢碳比为 2.0 时，Q 点 v(逆)_(填“”“”或“”)P 点的 v(逆)。 2(1)臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为 2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g) H”“”或“”)，x 表示的物理量除时间外，还可 能是_。 (2)某密闭容器中存在反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H”“”“”或“”)2。 陌生图像题分析 3向起始温度为 25 的 10 L 刚性恒容密闭容器中充入 1 mol NO 和 1 mol H2，发生反应：2NO(g) 2H2(g)N2(g)2H2O(g) H4。 已知：.体系总压强(p)与时间(t)的关系如图中曲线所示； .曲线为只

12、改变某一条件的变化曲线； .曲线中平衡温度与起始温度相同。则： (1)体系总压强先增大后减小的原因为_ _。 (2)曲线对应条件下，010 min 内用 H2的物质的量浓度变化表示的平均反应速率 v(H2)_。 (3)曲线所对应的改变的条件为_；该条件下 NO 的平衡转化率为_。 (4)25 时，该反应的平衡常数 K_。 4向 M、N 两个装置中分别充入相同投料比的 N2、H2，进行合成氨反应，各反应 1 小时，测定不同 温度下 N2的转化率，得到下图。 (1)N2、H2在 M、N 两装置中反应时，不同的条件可能是 _。 (2)在 300 时，a、b 两点转化率存在差异的原因是_ _。 5在一

13、定条件下，反应：N2O4(g)2NO2(g)，该反应中 N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在 关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中 k1、k2是与反应温度有关的常数。k1、k2与平衡常数 Kp的关系是 k1_。在图中标出的点中，能表示反应达到平衡状态的为_。 6已知反应 CO2(g)2H2(g)CH2O(g)H2O(g) H0。 T2 时，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中充入一定量的 H2和 CO2的混合气体，容器内气体压强为 1.2 kPa，反应达到平衡时，CH2O 的分压与起始 nH2 nCO2的关系如图所示： (1)当 nH2 nCO22

14、时， 反应达到平衡后， 若再向容器中加入 CO2(g)和 H2O(g)， 使二者分压均增大 0.05 kPa， 则达到新平衡时，H2的转化率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)当 nH2 nCO22.5 时，达到平衡状态后，CH2O 的分压可能是图象中的_点(填“D”“E”或 “F”)，原因为_ _ _。 7已知反应：C(s)NO2(g) 1 2N2(g)CO2(g) H0。 在密闭容器中加入足量的 C 和一定量的 NO2气体，维持温度为 T2 ，如图所示为不同压强下反应经过 相同时间 NO2的转化率随着压强变化的示意图。 (1)请从动力学角度分析，1 050 kPa 前，反应中 N

15、O2的转化率随着压强增大而增大的原因 _；在 1 100 kPa 时，NO2的体积分数为_。 (2)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作 Kp)；在 T2 、1.1106 Pa 时，该反应的化学平衡常数 Kp_(计算表达式表示)；已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分 数。 生产中涉及的图像常见坐标归纳 (1)(X)或 (X)T 或 P。 (2)(X)或 (X)投料比。 (3)产率T 或 P。 (4)产率T 或 P时间。 (5)(X)TP。 (6)(X)或产率TP。 (7)pXt(时间)等。 分压平衡常数(Kp)与速率常数(k正、k逆) 1Kp的两种计算模板

16、(1)平衡总压为 p N2 3H2 2NH3 n(平) a b c p(分压) a abc p0 b abc p0 c abc p0 Kp c abc p0 2 a abc p0 b abc p0 3。 (2)刚性容器起始压强为 p0，平衡转化率为 2NO2N2O4 p(始) p0 0 p p0 1 2p0 p(平) p0p0 1 2p0 Kp 1 2p0 p0p02。 2Kp与 k正、k逆的关系 以 2NO2N2O4为例 v正k正p2NO2 v逆k逆pN2O4 平衡时 v正v逆k 正p2(NO2) k逆p(N2O4) k 正 k逆 pN2O4 p2NO2Kp。 3示例 对于反应 2SiHCl

17、3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 323 K 和 343 K 时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 (1)343 K 时反应的平衡转化率 _%。平衡常数 K343 K_(保留 2 位小数)。 (2)在 343 K 下：要提高 SiHCl3转化率，可采取的措施是_；要缩短反应达到平 衡的时间，可采取的措施有_、_。 (3)比较 a、b 处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率 vv正v逆 k正x2 SiHCl3 k逆x SiH2Cl2 x SiCl4 ，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质

18、的量分数，计算 a 处的 v正 v逆_(保留 1 位小数)。 Kp的有关计算 1在无氧条件下，脱硝反应：6NO(g)4NH3(g)5N2(g)6H2O(g) H1 807.0 kJ mol 1，T 时，在恒容的密闭容器中，测得在不同时间 NO 和 NH3的物质的量如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 n(NO)/mol 1.20 0.90 0.72 0.60 0.60 n(NH3)/mol 0.90 0.70 0.58 0.50 0.50 若反应开始的压强为 p0，则该反应的化学平衡常数 Kp_(可用分数表示，用平衡分压代替平衡 浓度计算，分压总压物质的量分数)。 2某温度下，N2O5气

19、体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)(慢反应) H02NO2(g)N2O4(g)(快反应) H0，体系的总压强 p(总)和 p(O2)随时间的变化如下图所示： (1)上图中表示 O2压强变化的曲线是_(填“甲”或“乙”)。 (2)已知 N2O5分解的反应速率 v0.12p(N2O5) (kPa h 1)，t10 h 时，p(N 2O5)_kPa，v _kPa h 1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下 2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数 Kp_kPa 1(K p为以分压表示的平衡常数)。 K 与 k正、k逆的关系及应用 3已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0。 在 2 L 密闭容器中通入 3 mol H2和 1 mol N2，测得不同温度下，NH3的产率随时间变化如图所示。 (1)下列有关说法正确的是( ) A由 b 点到 c 点混合气体密度逐渐增大 B达到平衡时，2v正(H2)3v逆(NH3) C平衡时，通入氩气平衡正向移动 D平衡常数，Ka”“”“”“”或“”)。