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(共43张PPT)
微专题4　　化学反应速率与平衡
考点一 化学反应速率的计算及
影响因素
【核心整合 模型重塑】
1.催化剂、活化能与化学反应速率的关系
2.四大因素对化学反应速率的影响
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
√
【新题精练 素养提升】
1.(2025·天津南开区二模)乙酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)。三个10 L
恒容密闭容器中分别加入1 mol CH3COOCH3和9.8 mol H2,在不同温度
下,反应t分钟时乙酸甲酯物质的量n如图所示。
√
2.(2025·北京丰台区二模)某小组用H2O2、HI和KI探究外界条件对化学反应速率的影响。室温下,按下列初始浓度进行实验。
实验Ⅰ.
实验Ⅱ.用KI替代HI做上述5组实验,观察到有无色气体产生,一段时间内溶液均未见棕黄色。
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
c(H2O2)/(mol·L 1) 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3
c(HI)/(mol·L 1) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1
出现棕黄色的时间/s 13 6.5 4.3 6.6 4.4
下列说法不正确的是(　　)
A.由实验Ⅰ可知,H2O2氧化HI的反应速率与c(H2O2)和c(HI)的乘积成正比
B.实验①中反应继续进行,20 s时测得c(H2O2)为0.08 mol·L 1,则0~20 s的平均反应速率:v(H2O2)=0.001 mol·L 1·s 1
C.实验Ⅱ中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率
D.对比实验Ⅰ和Ⅱ,I 的还原性随酸性减弱而减弱
√
考点二 化学平衡计算和平衡移动
【核心整合 模型重塑】
化学平衡与平衡转化率
(1)转化率和平衡转化率
转化率包括未达到平衡的转化率和已达到平衡的平衡转化率,在审题的时候一定要注意转化率是否为平衡转化率。
提醒:使用催化剂可以加快反应速率,提高未达平衡的可逆反应在单位时间内反应物的转化率,但不会引起平衡移动,故不能提高平衡转化率。
(2)转化率与温度的关系
可逆反应的焓变ΔH 升高温度
吸热反应,ΔH>0 未达到平衡的转化率_____
已达到平衡的平衡转化率_____
放热反应,ΔH<0 未达到平衡的转化率_____
已达到平衡的平衡转化率_____
增大
增大
增大
减小
(3)增大反应物的浓度与平衡转化率的关系(其中A、B、C均为气体)
可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 备注
A+B C 增大A
的浓度 _____
移动 α(A)_____
α(B)_____ —
A B+C 增大A
的浓度 _____
移动 α(A)_____ 反应物
转化率
实际是
考虑_____
的影响
2A B+C 增大A
的浓度 _____
移动 α(A)_____
3A B+C 增大A
的浓度 _____
移动 α(A)_____
正向
减小
增大
正向
减小
正向
不变
正向
增大
压强
(4)如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料,那么无论是否达到化学平衡,两者的转化率一直相等,且达平衡时,反应物的转化率是该条件下的转化率的最_____值。
大
【真题再练 通法培优】
1.(2025·甘肃卷)CO2加氢转化成甲烷,是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃,101 kPa下,CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)
+2H2O(g)　ΔH= 185 kJ·mol 1。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是(　　)
A.减小体系压强　　 B.升高温度
C.增大H2浓度 D.恒容下充入惰性气体
√
【解析】选C。减小体系压强会使平衡向气体体积增大的方向(逆反应)移动,A不符合题意;该反应为放热反应,升高温度会使平衡向吸热(逆)反应方向移动,B不符合题意;增大H2浓度会提高反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动,C符合题意;恒容下充入惰性气体不改变各物质浓度,对平衡无影响,D不符合题意。
2.(2025·江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应:
反应Ⅰ　C3H8O3(g)===3CO(g)+4H2(g)　ΔH>0
反应Ⅱ　CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)　ΔH<0
反应Ⅲ　CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g)　ΔH<0
1.0×105 Pa条件下,1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、H2、CO2和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.550 ℃时,H2O的平衡转化率为20%
B.550 ℃反应达平衡状态时,n(CO2)∶n(CO)=11∶25
C.其他条件不变,在400~550 ℃范围,平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时H2的物质的量
√
【解题策略】
解答化学平衡移动问题的思路
【解析】选A。550 ℃时,曲线①物质的量是5 mol,根据原子守恒,n(C)=3 mol,则其不可能是含碳微粒,故曲线①表示H2,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO物质的量增大,则曲线③代表CO,温度升高,反应Ⅲ逆向移动,CH4物质的量降低,则曲线②代表CH4,据此解答。
550 ℃时,n(CO2)=2.2 mol,n(CO)=0.4 mol,则n(CO2)∶n(CO)=11∶2,B错误;400~550 ℃范围,随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动,n(CO2)增大,说明反应Ⅲ逆向移动程度更大,则H2O的物质的量减小,C错误;增大压强,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,H2的物质的量减小,D错误。
【新题精练 素养提升】
1.(2025·浙江二模)研究化学反应的调控有着重大价值。
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
反应Ⅱ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
反应Ⅲ:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
下列说法正确的是(　　)
A.450 ℃、高压有利于反应Ⅲ的反应速率和自发进行,所以工业上采取450 ℃、高压
B.反应Ⅱ的产物通入NaOH可以实现产物的吸收
C.对于反应Ⅱ来说,当c(NH3)∶c(O2)∶c(NO)∶c(H2O)=4∶5∶4∶6时,说明反应达到平衡状态
D.初始投料比n(CO2)∶n(H2)=1∶1,对于反应Ⅰ来说,CO2的体积分数不再变化不能说明达到平衡
√
√
【解析】选D。二氧化碳浓度不变时增大氨气的浓度,平衡正向移动,二氧化碳平衡转化率增大,则a、b、c分别代表的投料比为1∶1、2∶1、3∶1。同一投料比下,升高温度,CO2平衡转化率减小,平衡逆向移动,正反应放热,ΔH<0,A正确;据分析,曲线a代表的投料比为1∶1,B正确;
N点起始投料比为2∶1,产物均不是气体,向N点反应体系中再加入
0.2 mol NH3和0.1 mol CO2,符合起始投料比,保持T1 ℃不变,等效于加压,平衡正向移动,平衡后CO2转化率大于y,D错误。
【补偿训练】一定条件下,分别向体积为1 L的恒容密闭容器中充入气体,发生反应Z(g) X(g)+Y(g)　K=0.5(T ℃),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)
实验 ① ② ③
充入气体量 1 mol X+
1 mol Y 1 mol Z 1 mol Z
反应过程条件 恒温(T ℃) 恒温(T ℃) 绝热
反应物转化率 α1 α2 α3
A.实验①、②中X的浓度相等时,反应处于平衡状态
B.t1~t2时间内,实验②、③中Z的平均反应速率:前者>后者
C.图中c、d两点的气体的总物质的量:nc>nd
D.实验①、②、③平衡时反应物的转化率:α1=α2>α3
实验 ① ② ③
充入气体量 1 mol X+
1 mol Y 1 mol Z 1 mol Z
反应过程条件 恒温(T ℃) 恒温(T ℃) 绝热
反应物转化率 α1 α2 α3
√
【解析】选B。达到平衡前,实验①中X的浓度始终大于实验②中X的浓度,平衡时,X的浓度相等,A正确;t1~t2时间内,实验②中反应从即将达到平衡到达到化学平衡状态,压强的变化量较小,说明Z的变化量较小,Z的平均反应速率接近零,实验③在绝热容器中进行,由于该反应熵增,该反应为吸热反应(否则逆反应不能发生),随着反应进行,容器中的温度降低,反应速率较小,但是在t1~t2时间内,容器中压强的变化量较大,说明Z的变化量较大,所以Z的平均反
应速率:前者<后者,B错误;
实验①中充入1 mol X+1 mol Y,实验②中充入1 mol Z,二者为等效平衡,平衡时反应物转化率α1=α2,该正反应为吸热反应,相同条件下,恒温恒容条件下转化率大于绝热恒容条件下转化率,所以α1=α2>α3,D正确。

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