冲刺2019年高考化学复习 专题07 化学反应速率与化学平衡课件

化学反应速率和化学平衡历来是高考的重点、热点和难点，所以在复习中应该予以高度重视。第七讲化学反应速率与化学平衡近几年的高考中，外界条件对化学反应速率和化学平衡的移动分析，化学反应速率、化学平衡及平衡常数的计算，在高考中出现的频率非常高。【特别注意】•①研究问题时控制变量。•②利用图表分析隐藏的信息。•③利用平衡常数计算、判断（反应方向、放热吸热、反应速率大小、反应条件）。化学反应速率化学平衡化学反应速率化学平衡常数化学平衡勒夏特列原理化学反应速率计算式化学平衡常数表达式温度浓度催化剂压强四个条件一个原理两个公式掌握三个概念化学反应速率与化学平衡（1）化学反应速率计算：•①基本计算：•利用基本公式，进行简单计算。计算时，应特别注意物质的量的变化、体积大小，及时间的单位。•②利用关系式计算：•利用不同物质表示的速率之比等于系数之比，将用一种物质表示的速率，转化为另一种物质的速率。（2）化学平衡的判断：•利用化学平衡的定义，判断一个可逆反应是否达到平衡。平衡标志：①υ正=υ逆；②反应混合物各组分的百分含量不变。判断方法：•①利用速率判断：若题目给的速率，转化成用同一个物质表示，正逆反应速率相等，则达到化学平衡，或者用不同物质分别代表正逆反应，速率之比等于系数比。常见的错误是：两个速率都代表正反应(或逆反应)；用不同物质分别代表正逆反应速率之比不等于系数比。②利用反应混合物各组分的百分含量不变：•若利用物质的浓度、百分含量、密度、颜色、平均分子量、压强等分析，只要能说明各物质的浓度或含量保持不变即可。•若是气体之间的反应，主要考虑等号两边的气体分子数是否相等，所有物质的状态是否全部是气体。•常见错误：某些物质的之间的浓度相等或比值等于系数比。（2）化学平衡的判断：（3）化学平衡常数：•①化学平衡常数表达式：固体和纯液体不出现。•②化学平衡常数的判断：平衡常数的大小不随反应物或生成物的浓度改变而改变，只随温度的改变而改变。若温度不变，平衡常数不变。若升高温度，放热反应的平衡常数减小，吸热反应的平衡常数增大。在一定温度下，当可逆反应达到平衡时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。【化学平衡常数的应用】•近几年的高考题中，利用化学平衡常数的题目比较多，其中主要有判断反应热、判断反应进行的方向、判断反应条件的改变、计算转化率、比较正逆反应速率等。•这类题通常还考察学生的数据处理能力，要求学生通过分析题给数据，解决实际问题。（3）化学平衡常数：•③反应热判断：若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应。•④平衡移动方向判断：Qc＝K，反应处于平衡状态；Qc＜K，反应将向正反应方向进行；Qc＞K，反应将向逆反应方向进行。（3）化学平衡常数：【注意】•①根据平衡常数K的定义和表达式可知，即使是同一反应，若反应方程式书写不同则K的表示方式也不同。若方程式两边同乘以a，则平衡常数是原来的a次方。•②可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数。•⑤利用平衡常数进行简单计算。常见题型：已知浓度计算平衡常数；已知平衡常数计算反应物的转化率。（3）化学平衡常数：1.(2018年全国卷Ⅱ)CH4-CO2的催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4-CO2催化重整反应为：42222CHgCOgCOgHg△H=247kJ/mol有利于提高CH4平衡转化率的条件是_____。A高温低压B低温高压C高温高压D低温低压A(2)某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应。达到平衡是CO2的转化率是50%，其平衡常数为_____mol2•L-2。1/342222CHgCOgCOgHgc(CO2)=0.25mol/Lc(CH4)=0.75mol/Lc(CO)=0.5mol/Lc(H2)=0.5mol/LK=c(CO)2Xc(H2)2/c(CH4)Xc(CO2)=1/3【链接高考】2.(2018年全国卷3)（3）三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：对于反应:2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol−1采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。①343K时反应的平衡转化率α=_____%。平衡常数K343K=______（保留2位小数）。220.02解析：温度越高，反应越快。所以a对应的是343K的曲线，由图中数据可知，转化率为22%。K=0.11X0.11/0.782=0.02【链接高考】3.2017-3-28（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生可逆反应：AsO33−(aq)+I2(aq)+2OH−→AsO43−(aq)+2I−(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43−)与反应时间（t）的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是_____（填标号）。a.溶液的pH不再变化b.v(I−)=2v(AsO33−)c.c(AsO43−)/c(AsO33−)不再变化d.c(I−)=ymol·L−1②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。【链接高考】解析：①a.随反应进行，pH不断降低，当pH不再变化时，说明反应达到了平衡；b.均为正反应，且速率之比等于化学计量数之比，故任何时刻该结论均成立，无法判断是否达到平衡；c．随反应进行，c(AsO43−)/c(AsO33−)不断变化，当二者比值不变时，说明二者浓度不再改变，则反应达到平衡；d.由图像可知，平衡时c(I−)=2ymol·L−1，故当时c(I−)=ymol·L−1，反应未达到平衡。②tm时，反应还没有达到平衡，反应还在正向进行，故此时v正大于v逆；a、c大于3.2017-3-28（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生可逆反应：AsO33−(aq)+I2(aq)+2OH−→AsO43−(aq)+2I−(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43−)与反应时间（t）的关系如图所示。③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是________________________________。④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。【链接高考】解析：③由tm到tn时，反应还没有达到平衡，逆反应不断增加，所以，tm时v逆小于tn时v逆④混合后反应前，c(AsO33−)=c(I2)=xmol·L−1,由图像可知平衡时生成的c(AsO43−)=ymol·L−1，可以得出平衡时，c(AsO33−)=c(I2)=(x-y)mol·L−1,pH=14说明,c(OH-)=1mol·L−1，平衡时c(I−)=2ymol·L−1,将各物质的浓度带入平衡常数计算公式即可得出结果。小于反应还没有达到平衡，逆反应不断增加323432232c(AsO)c(I)4yK=c(AsO)c(I)c(OH)(xy)4.2016-1-27.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是___________________________________________________________。(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应________。②由图可知，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率____(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)由于Cr3+与Al3+的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先产生灰蓝色Cr(OH)3沉淀，NaOH过量产生绿色Cr(OH)4−，可观察到的现象是：蓝紫色溶液变浅，产生灰蓝色沉淀，沉淀逐渐消失，变成绿色溶液。蓝紫色溶液变浅，产生灰蓝色沉淀，沉淀逐渐消失，变成绿色溶液(2)①题目信息可知，在酸性条件下CrO42−转化为Cr2O72−，反应的离子方程式为：2CrO42−+2H+=Cr2O72−+H2O.②由于H+是反应物，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率增大。从图中的数据可知c(Cr2O72−)=0.25mol/L,则c(CrO42−)=(1.0-0.25×2)mol/L=0.5mol/L,带入平衡常数计算式即可。③升高温度，CrO42−的转化率减小，说明该反应为放热反应ΔH小于0.【链接高考】1.0×10142CrO42−+2H+=Cr2O72−+H2O增大小于⑥分压及分压平衡常数a.在恒温恒容情况下，混合气体的总压强等于各组分的分压强的和。b.在恒温恒容情况下，混合气体中各成分的分压之比等于各成分的物质的量之比。提示：在计算过程中，可以将分压理解为物质的量进行计算。（3）化学平衡常数：c.在一定温度下，对于完全由气体参加的可逆反应，当反应达到平衡后，生成物分压的幂之积与反应物分压的幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的分压平衡常数，用符号Kp表示。可逆反应：aA(g)+bB(g)=mM(g)+nN(g)：5.（2018年全国卷Ⅰ）利用测压法在刚性反应器中研究25℃时N2O5(g)分解反应：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)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1【链接高考】①研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v=2×10−3×PN2O5(kPa·min−1)，t=62min时，测得体系中PO2=2.9kPa，则此时的PN2O5=_____kPa，v=_________kPa·min−1。30.06.0×10－2解析：在恒温恒容情况下，混合气体各组分的分压之比等于物质的量之比。在计算过程中，可将分压理解为物质的量进行计算。PN2O5=35.8kPa-2xPO2=35.8kPa-2x2.9kPa=30.0kpav=2×10−3×PN2O5=2x10−3×30.0=6.0x10−2kPa·min−1②25℃时可逆N2O4(g)=2NO2(g)的平衡常数Kp=_____kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。13.4解析：N2O5(g)分解反应可以完全进行，最终的混合气体是NO2、N2O4、O2，氧气的量是的N2O51/2,且不发生变化。pNO2+pN2O4+pO2=63.1pO2=35.8/2=17.9pNO2+2pN2O4=2pN2O5=2x35.8(氮守恒)pNO2=18.8kpapN2O4=26.4kpaKp=(pNO2)2/pN2O4=13.4（5）化学平衡移动：•正向移动：v正＞v逆，反应物减少，生成物增多，平衡正向移动；•逆向移动：v正＜v逆，反应物增多，生成物减少，平衡逆向移动。•平衡不移动：v正=v逆，反应物和生成物不变，平衡不移动。【注意】判断压强对化学平衡的影响时，应特别注意容器的体积是否可以变化和各物质的状态。a.增