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2014高考化学(人教)一轮复习配套学案部分:速率平衡综合应用


判断下列说法的正确与否,在正确的后面画“√”,在错误的 后面画“×”。 (1)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动,化学平衡常 数一定增大 ( ×) 解析:化学平衡常数只与温度有关,如果平衡正向移动的原 因是压强的改变或浓度的改变等,则化学平衡常数不变。 (2)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动,正反应速率 一定增大 (× ) 解析:若通过降温、减压等条件的改变使反应正向移动,则 正、逆反应速率均减小。 (3)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动,转化率一定 增大 ( ×) 解析:若通过增大某反应物的浓度使反应正向移动,则该反 应物的转化率不一定增大。

(4)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动,产量一定增 大 (√ ) (5)温度改变,平衡一定发生移动 (√ ) 解析:任何反应都伴随着能量的变化,通常表现为吸热或放 热,故温度改变,化学平衡将发生移动。 (6)浓度和压强发生改变,平衡一定发生移动 ( ×) 解析:对于反应前后气体体积不变的反应来说,改变压强 不能使平衡发生移动。 (7)只要v正增大,平衡一定正向移动 (× ) 解析:平衡正向移动是因为v正大于v逆,不一定是v正增大。 (8)起始投入的两种反应物物质的量之比与化学计量数之比相等, 原料转化率相等 ( ) √

(9)不论恒温恒容,还是恒温恒压容器,加入稀有气体,平衡 皆发生移动 ( ×) 解析:恒温恒容容器中的化学平衡,在充入稀有气体时,化 学平衡不移动。 (10)起始加入原料的物质的量相等,则各种原料的转化率一定 相等 (× ) 解析:起始原料物质的量相等,原料的转化率之比等于化 学计量数之比,不一定相等。

考点1

化学平衡移动

*自主梳理*

正反应

逆反应

减小 增大

吸热 放热



2.勒夏特列原理 (1)内容 如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加 减弱 反应的化学物质的浓度),平衡就向着能够 这 种改变的方向移动。 (2)应用 ①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解 平衡等动态平衡。 ②这种减弱并不能消除外界条件的变化。

1.分析化学平衡移动的一般思路

特别提示:不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的 提高等同起来。当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动, 反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反 应方向移动时,只会使其他反应物的转化率提高,而自身转化 率可能降低。

3.速率与平衡之间的关系

4.平衡移动对平衡体系的性质影响 (1)有可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0, 当反应达到平衡时,改变下列条件,外界条件的变化对平衡体系 造成的影响(设起始投料为:n(N2)=1 mol,n(H2)=3 mol)



A

逆向移动 增大 减小 解析:

【备考指南】此类问题常用思维模型为:等效思想、压
缩(增大)体积思想、分析含量、转化率看移动方向; 分析压强、浓度注意体积变化。

1.在研究压强对化学平衡移动影响的实验中,往透明针管中装 入NO2后进行压缩,下列叙述正确的是 (B ) ①如果体积减半,则压强增加到原来的2倍 ②如果体积减半,则压强增加,但小于原来的2倍 ③如果体积减半,则压强增加,且大于原来的2倍 ④红棕色比原平衡时深 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 解析:压强起初变大为原压强的2倍,但平衡向能使压强变大 趋势减弱的方向移动,故压强比原平衡时大,但不足2倍。气 体颜色起初变深为原来的2倍,而平衡会向使颜色变深趋势减 弱的方向移动,但红棕色仍比原平衡时深。

B

解析:

考点2 速率平衡图像 *自主梳理*

C

解析:根据“先拐先平”可判断选项A错。化学平衡常数与

压强无关,可判断选项B错。选项C可以这样理解:开始时,
反应向右进行,N2的体积分数减小;达平衡时,N2的体积 分数最小;接着升温,化学平衡逆向移动,N2的体积分数 增大,所以选项C正确。选项D中T2斜率应大于T1。

【备考指南】解化学平衡图像的三步曲 (1)看懂图象:看图象要五看,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;五看定量图象中有关量的多少。 (2)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。 (3)推理判断:结合题中给定的化学反应和图象中的相 关信息,根据有关知识规律分析作出判断。

C

解析:

方法规律:此类图象主要是通过平衡时间的长短分析温度 与压强的大小,实质是通过图象揭示温度、压强对速率、 平衡的影响的规律。

图4-26-2 C

解析:a、b在曲线上为平衡点,c、d点未达到平衡。d点在曲 线右上方,从d点向横坐标引辅助线,可知该温度平衡时 R(NO)比d点的小,说明该点未达到平衡,且平衡向正向移 动,而c点比平衡时低,逆向移动达到平衡点。

方法规律:此类图象关键分析曲线外的点,明确曲线上的点是 平衡点,曲线外的点是不平衡点。明确不平衡点要达到曲线是 如何移动的,如题中的c点要达到平衡,分析纵坐标量的涵义, 同一温度下c点NO的含量小于平衡点,逆向移动才能达到平衡 点。也就是说此类问题的关键是分析不平衡点纵坐标量与同一 温度(压强)下与平衡点大小的比较,决定平衡移动的方向。

A 图4-26-3

解析:相同p时,升高T,RA提高,说明正反应吸热;相同T,
增大p,RA提高,说明正反应为气体体积缩小的方向,m+n>

x+y,故选A。
方法规律:此类图象的关键是分层分析外界条件对平衡的影响,
首先看横坐标对纵坐标的影响,分析图象中一条曲线的变化趋 势,如此题中横坐标温度升高,纵坐标A的转化率也升高,即 通过图象分析温度对平衡的影响规律,然后固定横坐标为相同 值(做垂直于横坐标的直线),分析在同一温度(压强)下压 强(温度)对平衡的影响。

图4-26-4 A、B 放

AC段未达到平衡受速率控制,CE段达到平衡,升温逆向移动 > < =

解析:

方法规律:此类图象关键是分析极高点(极低点)前 是不平衡点,极高点(极低点)后是平衡点。

D 图4-26-5

解析:

方法规律:此类图象也有极高点和极低点,但与上述4

题情形不同,要讨论T(或p)的大小,从而分析ΔH<0
或ΔH>0及气体计量数大小。

图4-26-6所示。

图4-26-6

加催化剂,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变 温度升高,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小 40% (或0.4) 0.06 mol· -1 L > 升高温度平衡向正方向移动,故该反应是吸热反应

解析:(1)②使用了(正)催化剂;理由:因为从图象可看

出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而
②比①所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响反 应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高 温度;理由:因为该反应是在溶液中进行的反应,所以不可 能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同, 故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于③和①相比达平 衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是使用催化剂,

而只能是升高温度来影响反应速率的。

图4-26-7所示。

图4-26-7(图中表示 生成1mol物质时的 能量)

图4-26-8

催化剂 因为催化剂能改变反应的路径,使发生反应所需 的活化能降低

t0~t1

16/a2 正向移动

3

C

解析:ABC三个选项描述都是正确的,但要说明亚硫酸钠显碱 性是亚硫酸离子水解造成的,存在水解平衡这一事实。比如说

向氢氧化钠这样的碱溶液中加入酚酞后变红,用AB两项中的试
剂都可褪色,但用C中的试剂就不行。选择试剂最好是中性,并 与亚硫酸根离子反应,使水解平衡移动,这样一比较C可以充分

说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸根离子水解造成的。

图4-26-9

4∶1

投料比越高,对应的反应温度越低

【备考指南】 1.考查基本理论中的化学反应速率、化学 平衡部分,一些具体考点是:易通过图象分析比较得出影响化 学反应速率和化学平衡的具体因素(如:浓度、压强、温度、

催化剂等)、反应速率的计算、平衡转化率的计算,平衡浓度
的计算,ΔH的判断;以及计算能力,分析能力,观察能力和 文字表述能力等全方位的考查。

2.运用速率和平衡理论解决实际问题是高考命题热点,注
意借鉴工业合成氨条件选择和工业合成SO3条件选择,兼顾速 率和平衡两个方面。 3.分析平衡移动的方法 (1)只改变一种物质的浓度:增加反应物的浓度(减小 产物的浓度),平衡正向移动,增加产物的浓度(减小反应物 的浓度),平衡逆向移动。

4.图象解答规律 (1)对有气体参加的可逆反应,在温度相同的情况 下,压强越大,到达平衡所需的时间越短;在压强相同情 况下,温度越高,到达平衡所需的时间越短。 (2)使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速 率,改变到达平衡所需时间,但不影响化学平衡移动。 (3)同一反应中,未达平衡前,同一段时间间隔内, 高温时(其他条件相同)生成物含量总比低温时生成物含 量大;高压时(其他条件相同)生成物的含量总比低压时 生成物的含量大。 (4)平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量增 加,但生成物的浓度、质量分数以及反应物的转化率不一 定增加。

= 5000 L ABC

280 1.20×10-3 1.20×10-3

5.80×10-3 5.80×10-3 82

答案

图4-26-9

bd

0.001 mol· -1· 1 L s(或0.06 mol· -1· -1) L min 0.075 向正反应方向 小于

BD

解析: (1)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反 应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含 量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。A中反应速率的 方向相反,但不能满足速率之比是相应的化学计量数之比,不 正确;根据方程式可知,反应前后体积是变化的,所以压强和 物质的量都是变化的,因此d正确;密度是混合气的质量和容 器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,c不 正确。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的 总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以 b可以说明。

(3)再没有达到平衡之前,升高温度,反应速率 加快,NO2的含量逐渐减小;达到平衡后,由于正反 应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移 动,NO2的含量增大。所以A、C不正确,B、D确, 答案选BD。

②③④

8.3×10-4 mol· -1·-1 L s

0.006 mol· -1 0.006 mol· -1 L L 0.004 mol· -1 L

0.004 mol· -1 L

40%

be

H2O的浓度

增大了0.01 mol· -1 L (或H2O的物质的量,增大了0.1 mol)

解析:Ⅰ.(1)要探究对反应速率的影响,则反应物的浓度应该 是不同的。根据反应的方程式可知,如果选择试剂①,则 Na2S2O3的物质的量是不足的,因此正确的答案选②③④。 (2)注意利用混合后的浓度计算反应速率. Ⅱ.(2)CO的转化率是0.004÷0.01×100%=40%。 反应前后体积不变,改变压强,平衡不移动;正反应是放热反 应,则降低温度,平衡向正反应方向进行,CO的转化率增大; 增大CO的浓度,平衡向正反应方向进行,CO的转化率降低; 催化剂不能改变平衡状态;增大水蒸气的浓度,平衡向正反应 方向进行,CO的转化率增大,所以答案选B。 (3)根据表中数据可知,10 min是水蒸气的浓度增加,而CO 的浓度降低,CO2和氢气的浓度也是增加的,所以改变的条件 应该是增加了水蒸气的浓度,且增大了0.01 mol· -1(或H2O的 L 物质的量,增大了0.1 mol。

图4-26-11 c

n/3或1 25/12或2.08 减小 低于

图4-26-12 N2 氨气氧化生成NO的反应为放热反应,升高温度转化率下降

解析:(1)①增大氢气的浓度,平衡向正反应方向进行, 氨气的转化率就越大,所以根据图像可知c点氮气的转化率 最大工业,答案选C。 ②消耗氮气是0.6×3 mol=1.8 mol,所以同时消耗氮气是0.6 mol,因此氮气的起始物质的量是0.6 mol÷60%=1 mol。平 衡时氢气、氮气、氨气的浓度分别是(mol/L)1.2、0.4、1.2, 所以该温度下平衡常数K=1.22/(0.4×1.23)=25/12;正反应 是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,所以平 衡常数是减小的。 ③正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行, 氨气的含量降低,所以T2<T1。(2)根据图像可知,温度较 低时以生成的氮气为主;由于氨气氧化生成NO的反应为放 热反应,升高温度,平衡向逆反应方向减小,转化率下降。


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