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高考化学命题热点提分攻略专题09化学反应速率和化学平衡难点突破学案

高考化学命题热点提分攻略专题09化学反应速率和化学平衡难点突破学案
高考化学命题热点提分攻略专题09化学反应速率和化学平衡难点突破学案

专题9化学反应速率和化学平衡

客观题一般考查化学反应速率的计算和测定方法等;主观题仍会以化工流程为载体,以图像形式考查反应速率、平衡状态、平衡常数计算及其影响因素,并可能会涉及反应方向的判定及利用平衡知识解释实际问题等。

考点一 化学反应速率及其影响因素 1.化学反应速率的简单计算

对于反应m A(g)+n B(g)===c C(g)+d D(g)

(1)计算公式:v (B)=Δc (B)

Δt =Δn (B)

V Δt

(2)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。不同物质表示的反应速率,存在如下关系:v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)=m ∶n ∶c ∶d 。

(3)注意事项

①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。

②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是即时速率,且计算时取正值。

2.外界条件对化学反应速率的影响

(1)温度:因为任何反应均伴随着热效应,所以只要温度改变,反应速率一定改变。如升温,v正和v逆均增大,但v吸增大程度大。

(2)催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率,缩短达到化学平衡的时间。

(3)增大反应物(或生成物)浓度,正反应(或逆反应)速率立即增大,逆反应(或正反应)速率瞬时不变,随后增大。

(4)改变压强可以改变有气体参加或生成的化学反应的速率,但压强对化学反应速率的影响是通过改变物质浓度产生的。无气体的反应,压强变化对反应速率无影响。

(5)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。但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化,故影响反应速率。

3.稀有气体对反应速率的影响

(1)恒容:充入“惰性气体”引起,总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。

(2)恒压:充入“惰性气体”引起,体积增大引起,物质浓度减小(活化分子浓度减小)引起,反应速率减小。【典例1】【2018全国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:

(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式__________。

(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:

2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol?1

3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=?30 kJ·mol?1

则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·mol?1。

(3)对于反应2SiHCl3(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。

①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。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:υa________υb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率υ=υ正?υ逆

=?,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处=__________(保留1位小数)。

【答案】2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl 114 ①22 0.02 ②及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)③大于 1.3

(3)①由图示,温度越高反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线a代表343K的反应。从图中读出,平衡以后反应转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol/L,得到:

2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4

起始: 1 0 0

反应: 0.22 0.11 0.11 (转化率为22%)

平衡: 0.78 0.11 0.11

所以平衡常数K=0.112÷0.782=0.02。

②温度不变,提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边物质的量相等,压强不影响平衡)。缩短达到平衡的时间,就是加快反应速率,所以可以采取的措施是增大压强(增大反应物浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。

③a、b两点的转化率相等,可以认为各物质的浓度对应相等,而a点的温度更高,所以速率更快,即V a>

V b。根据题目表述得到,,当反应达平衡时,

=,所以,实际就是平衡常数K值,所以

0.02。a点时,转化率为20%,所以计算出:

2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4

起始: 1 0 0

反应: 0.2 0.1 0.1 (转化率为20%)

平衡: 0.8 0.1 0.1

所以=0.8;==0.1;所以

点睛:题目的最后一问的计算过程比较繁琐,实际题目希望学生能理解化学反应的平衡常数应该等于正逆反应的速率常数的比值。要考虑到速率常数也是常数,应该与温度相关,所以不能利用b点数据进行计算或判断。

【典例2】【2018北京】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:

(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1

反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1

反应Ⅱ的热化学方程式:________________。

(2)对反应Ⅱ,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_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。

(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ii补充完整。

i.SO2+4I-+4H +S↓+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+__________________+_______+2 I-

(4)探究i、ii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饱和溶液加入到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)

①B是A的对比实验,则a=__________。

②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。

③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。

【答案】3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=?254kJ·mol?1 > 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,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 SO2 SO42? 4H+ 0.4 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反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快

详解:(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,

反应I+反应III 得,2H 2SO 4(l )+S (s )=3SO 2(g )+2H 2O (g )ΔH=ΔH 1+ΔH 3=(+551kJ/mol )+(-297kJ/mol )=+254kJ/mol ,反应II 的热化学方程式为3SO 2(g )+2H 2O (g )=2H 2SO 4(l )+S (s )ΔH=-254kJ/mol 。 (2)在横坐标上任取一点,作纵坐标的平行线,可见温度相同时,p 2时H 2SO 4物质的量分数大于p 1时;反应II 是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H 2SO 4物质的量增加,体系总物质的量减小,H 2SO 4物质的量分数增大;则p 2>p 1。

(3)反应II 的总反应为3SO 2+2H 2O=2H 2SO 4+S ,I -

可以作为水溶液中SO 2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i )÷2得,反应ii 的离子方程式为I 2+2H 2O+SO 2=4H +

+SO 42-+2I -。 (4)①B 是A 的对比实验,采用控制变量法,B 比A 多加了0.2mol/LH 2SO 4,A 与B 中KI 浓度应相等,则a=0.4。 ②对比A 与B ,加入H +

可以加快SO 2歧化反应的速率;对比B 与C ,单独H +

不能催化SO 2的歧化反应;比较A 、B 、C ,可得出的结论是:I ?

是SO 2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。

③对比D 和A ,D 中加入KI 的浓度小于A ,D 中多加了I 2,反应i 消耗H +

和I -,反应ii 中消耗I 2,D 中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A 快”,反应速率D >A ,由此可见,反应ii 比反应i 速率快,反应ii 产生H +

使c (H +

)增大,从而反应i 加快。

点睛:本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体,考查盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响,考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。 【答题技法】

解答影响化学反应速率因素题目的解题步骤

(1)审清题干:看清题目要求是“浓度”“压强”还是“温度”“催化剂”。 (2)审清条件:分清是“恒温恒压”还是“恒温恒容”,或其他限制条件。 (3)依据条件,进行判断:

①增大浓度使化学反应速率加快,但增加固体的量对化学反应速率无影响。

②压强对化学反应速率的影响必须引起容器的体积发生变化同时有气体参加的化学反应。 考点二 化学平衡及其影响因素 1.化学平衡状态的判断方法

指导思想:选定反应中的“变量”,即随反应进行而变化的量,当“变量”不再变化时,反应已达平衡。 (1)直接判断依据????

?

①v 正=v 逆②各组分的物质的量或质量不变

③各组分的含量(w 、φ)不变

(2)间接判断依据

①对于有有色气体存在的反应体系,如2NO 2(g) N 2O 4(g)等,若体系的颜色不再发生改变,则反应已

达平衡状态。

②对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应,如N 2(g)+3H 2(g)→高温、高压

催化剂2NH 3(g),若反应体系的压强不再发生变化或平均相对分子质量不再发生变化,则说明反应已达平衡状态。 注意:对于有气体存在且反应前后气体的物质的量不发生改变的反应,如:2HI(g)

H 2(g)+I 2(g),

反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的物质的量、平均相对分子质量都不变,故体系压强、气体的物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。 2.分析化学平衡移动的一般思路

【典例3】【2018江苏】一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO 2(g)+ O 2(g)

2SO 3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:

下列说法正确的是

A. v 1< v 2,c 2< 2c 1

B. K 1> K 3,p 2> 2p 3

C. v 1< v 3,α1(SO 2 ) >α3(SO 2 )

D. c 2> 2c 3,α2(SO 3 )+α3(SO 2 )<1 【答案】CD

详解:对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO 3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO 2和2molO 2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,υ2

υ1,

增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时c 2

2c 1,p 2

2p 1,α1(SO 2)+α2(SO 3)

1,容器1和容器2温

度相同,K 1=K 2;容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,υ3

υ1,升高

温度平衡向逆反应方向移动,平衡时c 3c 1,p 3p 1,α3(SO 2)α1(SO 2),K 3K 1。根据上述分析,A 项,

υ

2

υ1,c 22c 1,A 项错误;B 项,K 3K 1,p 2

2p 1,p 3

p 1,则p 22p 3,B 项错误;C 项,υ3

υ1,α

3

(SO 2)α1(SO 2),C 项正确;D 项,c 22c 1,c 3c 1,则c 22c 3,α1(SO 2)+α2(SO 3)1,α3(SO 2)

α1(SO 2),则α2(SO 3)+α3(SO 2)1,D 项正确;答案选CD 。

点睛:本题考查化学平衡时各物理量之间的关系,解题时巧妙设计中间状态,利用外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响判断。如容器2先设计其完全等效平衡的起始态为4molSO 2和2molO 2,4molSO 2和2molO 2为两倍容器1中物质的量,起始物质的量成倍变化时相当于增大压强。 考点三 化学平衡常数及有关计算 1.化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应:m A(g)+n B(g)

p C(g)+q D(g)在一定温度下达到化学平衡时,其计算的表达式为

(1)化学平衡常数K =c p (C)·c q (D)

c m (A)·c n (B)(式中的浓度是指平衡状态的浓度)

Q =c p (C)·c q (D)c m (A)·c n (B)

(式中的浓度是任意时刻的浓度) (2)转化率计算公式

转化率α=反应物转化的物质的量(或质量、浓度)

反应物起始的物质的量(或质量、浓度)×100%

2.化学方程式变化计算平衡常数

(1)化学方程式中各计量数扩大一倍,则平衡常数为原来的平方。例如:N 2O 42NO 2的平衡常数为K 1,

1

2

N 2O 4

NO 2的平衡常数为K 2,则K 1=K 2

2。

(2)正反应的平衡常数与逆反应的平衡常数互为倒数。

(3)几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。

3.平衡常数的应用

(1)根据平衡常数判断可逆反应进行的程度

平衡常数越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越高,平衡后生成物的浓度越大,反应物的浓度越小。

(2)利用K与Q的关系判断反应所处状态

Q=K,反应达到平衡状态;

Q

Q>K,反应向逆反应方向移动。

(3)根据K随温度的变化关系确定正反应是吸热反应还是放热反应。

(4)利用化学平衡常数计算反应物或生成物的浓度及反应物的转化率。

4.化学平衡计算解题模板

(1)化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”

根据反应进行(或移动)的方向,设定某反应物消耗的量,然后列式求解。

例:m A +n B p C +q D

起始量: a b 0 0

变化量:mx nx px qx

平衡量:a-mx b-nx px qx

注意:①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例;

②这里a、b可指:物质的量、浓度、体积等;

③弄清起始浓度、平衡浓度、平衡转化率三者之间的互换关系;

④在使用平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态。

(2)极限思维模式——“一边倒”思想

极限思维有如下口诀:始转平、平转始,欲求范围找极值。

例:m A +n B p C

起始: a b c

转化极限: a n

m a p m

a 平衡极限: 0

b -n m a

c +p m

a

【典例4】【2018全国1】采用N 2O 5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题

(1)1840年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N 2O 5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为___________。

(2)F. Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N 2O 5(g)分解反应:

其中NO 2二聚为N 2O 4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,N 2O 4(g)完全分解):

300

①已知:2N 2O 5(g)=2N 2O 5(g)+O 2(g) ΔH 1=?4.4 kJ·mol ?1

2NO 2(g)=N 2O 4(g) ΔH 2=?55.3 kJ·mol ?1

则反应N 2O 5(g)=2NO 2(g)+O 2(g)的ΔH =_______ kJ·mol ?1。 ②研究表明,N 2O 5(g)分解的反应速率。t =62 min 时,测得体系中p O2=2.9

kPa ,则此时的

=________ kPa ,v =_______kPa·min ?1。

③若提高反应温度至35℃,则N 2O 5(g)完全分解后体系压强p ∞(35℃)____63.1 kPa (填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。 ④25℃时N 2O 4(g)2NO 2(g)反应的平衡常数K p =_______kPa (K p 为以分压表示的平衡常数,计算结果保留

1位小数)。

(3)对于反应2N 2O 5(g)→4NO 2(g)+O 2(g),R.A.Ogg 提出如下反应历程: 第一步 N 2O 5

NO 2+NO 3 快速平衡

第二步 NO 2+NO 3→NO+NO 2+O 2 慢反应 第三步 NO+NO 3→2NO 2 快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______(填标号)。

A.v(第一步的逆反应)>v(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

【答案】O253.1 30.0 6.0×10-2大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 13.4 AC

(3)根据三步反应的特点分析判断。

详解:(1)氯气在反应中得到电子作氧化剂,硝酸银中只有氧元素化合价会升高,所以氧化产物是氧气,分子式为O2;

(2)①已知:

ⅰ、2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol

ⅱ、2NO2(g)=N2O4(g) △H2=-55.3kJ/mol

根据盖斯定律可知ⅰ÷2-ⅱ即得到N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g) △H1=+53.1kJ/mol;

②根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1:2,又因为压强之比是物质的量之比,所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPa×2=5.8kPa,则此时五氧化二氮的压强是35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa,因此此时反应速率v=2.0×10-3×30=6.0×10-2(kPa·min-1);

③由于温度升高,容器容积不变,总压强提高,且二氧化氮二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高,所以若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)大于

63.1 kPa。

④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa×2=71.6 kPa,氧气是35.8kPa÷2=17.9 kPa,总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa =89.5 kPa,平衡后压强减少了89.5 kPa-63.1kPa=26.4kPa,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa,二氧化氮对应的压强是71.6 kPa-26.4kPa×2=18.8kPa,则反

应的平衡常数。

(3)A、第一步反应快,所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率,A正确;

B、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO,B错误;

C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C正确;

D、第三步反应快,所以第三步反应的活化能较低,D错误。答案选AC。

点睛:本题主要是考查化学反应原理,侧重于化学反应速率与化学平衡的有关分析与计算,题目难度较大。试题设计新颖,陌生感强,计算量较大,对学生的要求较高。压强和平衡常数的计算是解答的难点,注意从阿伏加德罗定律的角度去理解压强与气体物质的量之间的关系,注意结合反应的方程式和表中数据的灵活应用。也可以直接把压强看作是物质的量利用三段式计算。

【典例5】【2018全国2】CH4-CO2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:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol?1

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol?1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol?1

该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol?1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____(填标号)。

A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压

某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·L?2。

(2)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:

①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。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

②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·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p a(CO2)、p b(CO2)、p c(CO2)从大到小的顺序为________________。

【答案】247 A 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小,消碳反应速率大 AD p c(CO2)、p b(CO2)、p a(CO2)

详解:(1)已知:

①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol?1

②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol?1

③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol?1

根据盖斯定律可知③×2-②-①即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=+247 kJ·mol?1。正反应是体积增大的吸热反应,所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压,答案选A;某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,根据方程式可知

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

起始浓度(mol/L) 1 0.5 0 0

转化浓度(mol/L) 0.25 0.25 0.5 0.5

平衡浓度(mol/L) 0.75 0.25 0.5 0.5

所以其平衡常数为mol2·L?2。

(2)①根据表中数据可知相对于催化剂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小,消碳反应速率大,所以催化剂X劣于Y。A.正反应均是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,因此K积、K消均增加,A正确;B.升高温度反应速率均增大,B错误;C.根据A中分析可知选项C错误;D.积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低,这说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大,D正确。答案选AD。

②根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时,生成速率随p(CO2)的升高而降低,所以根据图像可知p a(CO2)、p b(CO2)、p c(CO2)从大到小的顺序为p c(CO2)、p b(CO2)、p a(CO2)。

点睛:本题主要是考查影响化学平衡的因素,化学图像的分析与判断,化学计算等知识。图像分析是解答的易错点和难点,注意化学平衡图像分析的答题技巧,看图像时:①一看面:纵坐标与横坐标的意义;②二看线:线的走向和变化趋势;③三看点:起点,拐点,终点,然后根据图象中呈现的关系、题给信息和所学知识相结合,做出符合题目要求的解答。

【典例6】【2018天津】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:

(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1,溶液pH=___________。(室温下,H2CO3的K1=4×10?7;K2=5×10?11)

(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:

CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:

C

则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A” 或“B ”)。

②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。

(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反应式:________。

电池的正极反应式:6O2+6e?6O2?

6CO2+6O2?3C2O42?

反应过程中O2的作用是________。

该电池的总反应式:________。

【答案】 CO32-10 +120 kJ·mol-1 B 900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低。 Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3

(2)①化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能,所以焓变为(4×413+2×745)-

(2×1075+2×436)= +120 kJ·mol-1。初始时容器A、B的压强相等,A容器恒容,随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加);B容器恒压,压强不变;所以达平衡时压强一定是A中大,B中小,此反应压强减小平衡正向移动,所以B的反应平衡更靠右,反应的更多,吸热也更多。

②根据图3得到,900℃时反应产率已经比较高,温度再升高,反应产率的增大并不明显,而生产中的能耗和成本明显增大,经济效益会下降,所以选择900℃为反应最佳温度。

(3)明显电池的负极为Al,所以反应一定是Al失电子,该电解质为氯化铝离子液体,所以Al失电子应转化为Al3+,方程式为:Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)。根据电池的正极反应,氧气再第一步被消耗,又在第二步生成,所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到,总反应为:2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。

点睛:本题的第(2)小问中的①涉及了恒容容器和恒压容器在不同反应中的影响。此类问题可以直接利用如下的结论:如果初始状态完全相同,是由恒容和恒压的区别,则一定是恒压容器更有利于反应的进行。除非是气体物质的量不变的反应,恒压和恒容是一样的。本就可以直接得到,容器B恒压,所以有利于反应进行,反应的更多,热量也更多。

【答题技法】

化学平衡常数的应用

1.使用化学平衡常数应注意的三个问题:

(1)表达式。

①反应物或生成物中有固体和纯液体不代入公式。

②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。

(2)影响因素。

①化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。

②温度变K值随之改变,浓度压强改变,K值不变。

(3)关系。

方程式①,平衡常数为K1

方程式②,平衡常数为K2

a.若方程式③与方程式①互为可逆反应,则K3=1/K1

b.若方程式④=方程式①×2,则K4=K21

c.若方程式⑤=方程式①+方程式②,则K5=K1×K2

d.若方程式⑥=方程式①-方程式②,则K6=K1/K2。

2.对于同类型的反应,K值越大,反应物转化率越大,表示反应进行的程度越大;K值越小,反应物转化率越小,

表示反应进行的程度越小。

3.平衡发生移动,化学平衡常数不一定改变(如浓度、压强引起的平衡移动),当化学平衡常数改变时,化学平衡一定发生移动。

高考化学复习专题.化学反应速率

专题8.1 化学反应速率 (测试时间60分钟,满分100分) 姓名:班级:得分: 一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分) 1.【百强校·2016届哈尔滨6中期中】下列说法正确的是() A.增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大 B.升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加了 C.分子间所有的碰撞为有效碰撞 D.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大 【答案】B 考点:本题主要是考查影响速率的因素判断 2.【2017届河北沧州市第一中学高三上第一次月考】对反应A+B=AB来说,常温下按以下情况进行反应: ①20mL溶液中含A、B各0.01mol ②50mL溶液中含A、B各0.05mol ③0.1mol?L-1的A、B溶液各10mL ④0.5mol?L-1的A、B溶液各50mL 四者反应速率的大小关系是() A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 【答案】A

考点:考查了化学反应速率的影响因素的相关知识。 3.【2017届湖北省恩施一中高三上学期开学考试】下列影响化学反应速率的因素中,是通过改变活化分子百分数来实现的是() ①改变气体物质的浓度②改变气体的压强 ③加入催化剂④改变气体的温度 A.只有①② B.只有③④ C.只有①③④ D.①②③④ 【答案】B 【解析】 试题分析:在影响反应速率的外界条件中,只有温度和催化剂才是通过改变活化分子百分数来实现的。浓度和压强改变的是单位体积内的活化分子个数,而不是活化分子的百分数,故B正确。 考点:本题考查影响反应速率的因素。 4.【2017届内蒙古赤峰二中高三上第一次月考】影响化学反应速率的因素有:浓度、压强、温 度、催化剂等。下列有关说法不正确 ...的是() A.改变压强不一定能改变有气体参与反应的速率 B.增大浓度能加快化学反应速率,原因是增大浓度增加了反应体系中活化分子的百分数C.温度升高使化学反应速率加快的主要原因是增加了单位体积内活化分子总数 D.催化剂能加快化学反应速率主要原因是降低反应所需的能量 【答案】B 【解析】 试题分析:A.压强改变有气体参加的反应的反应速率,增大压强,反应速率加快,故A不选; B.增大浓度,增加了反应体系中活化分子数目增大,则反应速率加快,故B选;C.温度升高,增加了反应体系中活化分子百分数增大,反应速率加快,故C不选;D.催化剂降低反应的活化能,则反应速率加快,故D不选;故选B。 考点:考查了化学反应速率的影响因素的相关知识。

高考化学化学反应原理综合题含答案

高考化学化学反应原理综合题含答案 一、化学反应原理 NH ClO为白色晶体,分解时产生大量气体,是复合火箭推进剂的重要成1.高氯酸铵() 44 分。 ()1高氯酸铵中氯元素的化合价为_____________。 ()2高氯酸铵在高温条件下分解会产生H() O g和三种单质气体,请写出该分解反应的化 2 学方程式____________________________。 ()3某研究小组在实验室设计如下装置检验高氯酸铵分解的产物。该小组连接好装置后,依次检查装置的气密性、装入试剂、通干燥的惰性气体排尽装置内的空气、将导管末端移入盛满水的试管E、通入气体产物。(已知:焦性没食子酸溶液用于吸收氧气) ①装置A、B、C、D中盛放的药品可以依次为__________(选填序号:Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ)。 .碱石灰、湿润的淀粉KI试纸、氢氧化钠溶液、Cu Ⅰ .无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、Cu Ⅱ .无水硫酸铜、湿润的淀粉KI试纸、饱和食盐水、Cu Ⅲ ②装置E收集到的气体可能是_____________(填化学式)。 ()4经查阅资料,该小组利用反应NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)90℃=NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室NH ClO,该反应中各物质的溶解度随温度的变化曲线如图。 制取44 ①从混合溶液中获得较多粗NH ClO4晶体的实验操作依次为________、_________和过 4 滤、洗涤、干燥。 ②研究小组分析认为,若用氨气和浓盐酸代替NH Cl,则上述反应不需要外界供热就能 4 进行,其原因是_______________________________。 ()5研究小组通过甲醛法测定所得产品NH4ClO4的质量分数。[已知:NH4ClO4的相对

反应速率常数与活化能教案资料

反应速率常数与活化 能

大学化学结课论文反应速率常数与活化能 院(系) 专业 学生 学号 班号 指导教师 日期 哈尔滨工业大学 2014年12月

反应速率常数与活化能 摘要:反应速率常数与活化能是大学化学的一个重要部分,反应速率常数与活化能的测定的实验通过对和酸性KI的反应的研究与计算,得到了反应的反应速率常数和活化能。本文主要对此实验进行分析,并对反应速率常数和活化能进行简要介绍。 关键词:活化能;反应速率;实验。 Determination of the reaction rate constant and activation energy Abstract: the reaction rate constant and activation energy is an important part of college chemistry, and the determination of reaction rate constant and activation energy of experiment through reaction of H_2 0 _2 and acidic KI research and calculation, get the reaction rate constant and activation energy of the reaction. In this paper, this experiment is analyzed, and the reaction rate constant and activation energy are briefly introduced. Key words: activation energy; The reaction rate. The experiment. 反应速率常数与活化能的测定的实验,利用和酸性KI的反应,通过一系列的实验观察与计算,研究了反应速率的影响因素,计算得到了反应速率常数与活化能。 一、实验简介 1、实验目的: 1)学会测定化学反应速率常数和活化能; 2)了解温度对反应速率的影响。

高三化学复习专题:化学反应速率及化学平衡

专题十一化学反应速率及化学平衡 要点一、化学反应速率的概念及有关计算 1、概念: 2、计算公式: 3、单位: 4、注意点: (1)固体或纯液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数,故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率,同一化学反应的速率可以用不同物质的浓度变化来表示,其数值不一定相同,但表示的意义相同。 其速率数值之比等于方程式中化学计量数之比。 (2)化学反应速率均用正值表示。 (3)所研究的反应速率一般指平均速率,不是瞬时速率。 【典例1】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法: ①用物质A表示的反应平均速率为0.3 mol·L-1·s-1 ②2s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1③用物质 B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1 ④2s时物质A的转化率为70%,其中正确的是()A.①② B.①④C.②③ D.③④ 【典例2】反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(气)在四种不同情况下的反应速率分别如下,其中反应速率最大的是 ( ) A.V A=0.15mol·L-1·min-1B.V B=0.6mol·L-1·min-1 C.V C=0.4mol·L-1·min-1D.V D=0.01mol·L-1·s-1 要点二、影响化学反应速率的因素 决定因素:参加化学反应的物质的性质 影响因素:当其它条件不变时 (1)浓度的影响:(2)压强的影响: (3)温度的影响:(4)催化剂: (5)此外:光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。[探讨]压强对气体反应体系的影响 例如:N2 + 3H22NH3反应在密闭容器中进行 1. 容器若为恒定容器,在容器内充入惰性气体,则化学反应速率_____(加快、不变、减慢),原因是_________ 2. 容器若为恒压容器,在容器内充入惰性气体,则反应速率(加快,不变,减慢)_________________, 原因是________ ____________________________________ 。 【典例3】(2009广东卷)2SO 2(g)+O2(g)V2O5 △ 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。

第三章化学反应速率和化学平衡答案

第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数?它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系? 答:反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比: υ=k·c α(A)·c β(B),式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关,改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能? 答:Arrhenius 总结了大量实验事实,提出一个经验公式:速率常数k 的对数与1/T 有线形关系:C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能,它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂?其特点有哪些? 答:某些物质可以改变化学反应的速率,它们就是催化剂。催化剂参与反应,改变反应历程,降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态,使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡,只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下: t/s 0 10 20 30 40 50 c (NOCl )/mol·L -1 求各时间段内反应的平均速率;用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解:t=0-10s 时,10 42 .100.2-= ??= t c υ= ·L -1·s -1 t=10-20s 时,102099 .042.1--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=20-30s 时,203071 .099.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=30-40s 时,304056 .071.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=40-50s 时,40 5048.056.0--=??=t c υ= ·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ,NO 和O 2的初始浓度c (NO )和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据: c (NO )/mol·L -1 c (O 2)/mol·L -1 υ/mol·L -1·s -1

全国高考化学化学反应原理的综合高考真题分类汇总

全国高考化学化学反应原理的综合高考真题分类汇总 一、化学反应原理 1.研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性,某小组同学进行如下实验: 已知:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol,+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+,Cr3+在水溶液中为绿色。 (1)试管c和b对比,推测试管c的现象是_____________________。 (2)试管a和b对比,a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动,橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果;乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。你认为是否需要再设计实验证明?__________(“是”或“否”),理由是 ____________________________________________________。 (3)对比试管a、b、c的实验现象,可知pH增大 2- 27 2- 4 c(Cr O) c(CrO) _____(选填“增大”, “减小”,“不变”); (4)分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象,说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-(填“大于”,“小于”,“不确定”);写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。 (5)小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水,探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响,结果如表所示(Cr2O72-的起始浓度,体积、电压、电解时间均相同)。 实验ⅰⅱⅲⅳ 是否加入 Fe2(SO4)3 否否加入5g否 是否加入H2SO4否加入1mL加入1mL加入1mL 电极材料阴、阳极均为石 墨 阴、阳极均为石 墨 阴、阳极均为石 墨 阴极为石墨, 阳极为铁 Cr2O72-的去除率/%0.92212.720.857.3 ①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。 ②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示,结合此机理,解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。

高考化学专题题库∶化学反应速率与化学平衡的综合题及答案

高考化学专题题库∶化学反应速率与化学平衡的综合题及答案 一、化学反应速率与化学平衡 1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2 实验I:Na2S2O3的制备。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示: (1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%?80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______ (2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (写出一条) (3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______ 实验Ⅱ:探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。 资料:Fe3++3S2O32-?Fe(S2O3)33-(紫黑色) 装置试剂X实验现象 Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色,30s 后几乎变为无色 (4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象: _______ 实验Ⅲ:标定Na2S2O3溶液的浓度 (5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g?mol-1)0.5880g。平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72- +14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol?L-1

化学反应速率与平衡

化学反应速率与平衡

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1.已知反应A + 3B = 2C + D 在某段时间内以A 的浓度变化表示的化学反应速率为 1mo l/(L ·m in),则此段时间内以C 的浓度表示的化学反应速率为 A 、0·5mo l/(L·mi n) B、1mol /(L ·mi n) C 、3mol/(L ·m in ) D 、2mo l/(L ·m in ) 2.在2A +B= 3C+4D 中,表示该反应速率最快的是 A .V (A) = 0.5m ol ·L -1·S -1 B .V (B ) = 0.3 m o l ·L -1·S -1 C.V (C) = 0.8m ol ·L -1·S -1 D.V (D )= 60 mo l ·L -1·min -1 3.对于反应N2(g)+3H 2(g ) 2NH 3(g ),能增大正反应速率的措施是 A.通入大量H 2 B .增大容积 C .移去部分NH 3 D.降低体系温度 4.在一定条件下,密闭容器中进行的反应: H2 + I 2 2HI 对于下列示意图所表示的涵义解释正确的是 A.反应开始时,容器中投入了H 2、I 2、HI 三种气体 B .0到t 1时刻,反应向逆反应方向进行 C.t 1时刻后,正、逆反应的速率均为零 D .t 1时刻后,H2、I 2、HI 三种气体的浓度达到相等 5.已知某可逆反应在密闭容器中进行: A(g)+2B(g) C(g)+D(s) 正反应为放热反应。 图中曲线a 代表一定条件下该反应的过程。 若使a 曲线变为b 曲线,可采取的措施是 A.增大A 的浓度 B .缩小容器的容积 C.加入催化剂 D.升高温度 6.在密闭容器中进行2SO 2(g )+ O 2 (g) 2S O3(g)?H ﹤0 右图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图象, 推断在t 1时刻突然变化的条件可能是 ? A .使用催化剂? B.减小生成物的浓度 C .降低体系温度 D.增大容器的体积 7. NO和C O都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢起反应,生成N2和CO 2,2()2()NO g CO g +22()2()N g CO g +对此反应,下列叙述正确的是 A.使用催化剂不改变反应速率 B .升高温度能加快反应速率 C.降低压强能增大反应速率 D.改变压强对反应速率无影响 8.已知:C(s)+C O2(g) 2CO (g) △H>0。该反应达到平衡后,下列条件有利 于反应向正方向进行的是 A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小 压强 C.降低温度和增大压强 D.升高温度和增大压强 9.在一定温度下,容器内某一反应中M 、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示, 下列表述正确的是??? ?? A .t1时,N 的浓度是M 浓度的2倍 B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平 衡 C .t 3时,正反应速率大于逆反应速率 D.反应的化学方程式为:2M N v (H 2 + I 2 → v(2HI → 时反应速率t 0

2018年高考化学真题与模拟类编:专题14-化学反应原理综合(含答案)

1.【2018新课标1卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题 (1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为___________。 (2)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: 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/kPa35.840.342.5. 45.949.261.262.363.1 ①已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=?4.4kJ·mol?1 2NO2(g)=N2O4(g) ΔH2=?55.3kJ·mol?1 则反应N2O5(g)=2NO2(g)+ 1 2 O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol?1。 ②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率() 25 31 210?min N O p kPa υ-- =??。t=62min时,测得体系中2 O p p O2=2.9kPa,则此时的 25 N O p=________kPa,v=_______kPa·min?1。 ③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等 于”或“小于”),原因是________。 ④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数K p=_______kPa(K p为以分压表示的平衡常数,计算 结果保留1位小数)。 (3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程: 第一步N2O5NO2+NO3快速平衡 第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应 2018年高考试题

化学反应速率及活化能测定实验报告

实验名称:化学反应速度与活化能的测定 一、实验目的 1、测定Na2SO3与KIO3反应的速率、反应级数,速率系数和反应的 活化能; 2、了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。 二、实验原理 (NH4)2S2O8+3KI=(NH4)2SO4+K2SO4+KI3 S2O3^2-+3I^-=2SO4^2-+I3^- 五、数据结果 1、表3-1 2、表3-2 浓度对化学反应速率的影响 实验编号 1 2 3 4 5 试液的体积V/mL 0.2mol/L(NH4)2S2O8 20 10 5 20 20 0.2mol/LKI 20 20 20 10 5 0.01mol/LNa2S203 8 8 8 8 8 0.2%淀粉 4 4 4 4 4 0.2mol/LKNO3 0 0 0 10 15 0.2mol/L(NH4)2SO4 0 10 15 0 0 反应物的起始浓度c/mol/L (NH4)2S2O8 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 KI 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Na2S2O3 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 反应开始至溶液显蓝色时所需时间 △t/s 76 172 324 178 300 反应的平均速率v/mol/L*S 0.000066 0.000029 0.000015 0.000028 0.000017 反应的速率常数k k=10140 反应级数 m=1 n=1 m+n=2 温度对化学反应速率的影 响 实验编号 反应温度T/℃ 反应时间△t/s 反应速率v/mol/L*S 反应速率常数 k Lgk 1/T 4 18.9 178 0.000028 10140 4.01 0.05 6 29 74 0.000068 22984 4.36 0.03

2017年高考化学专题复习——化学反应速率与化学平衡(1)

2014高考必备专题——化学反应速率和化学平衡 【考纲解读】 一、化学反应速率 1.定义:单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化(以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示),用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 2.表达方式 t A c v A ??= ) (,式中Δc(A)表示物质A 的物质的量浓度的变化,单位为mol/L ,Δt 表示时间,单位为s (秒)、min (分)、h (时)。v(A)表示物质A 的化学反应速率。单位是mol/(L ·s)或mol/(L ·min)或mol/(L ·h)。 3.化学反应速率的规律 同一化学反应,用不同物质的量浓度变化变化表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如:对于化学反应:a A(g) + b B(b) = c C(g) + d D(g),则存在v(A):v(B):v(C):v(D) = a :b :c :d 。 注意:⑴化学反应速率均为正值; ⑵化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是指某一时刻的瞬时速率; ⑶由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯固体和纯液体参加的反应,一般不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率 ⑷对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其速率的值可能不同,但这些不同的数值表示的是同一个化学反应在同一段时间内的反应,所以为相同的速率。所以比较速率时不能只看速率的数值,还要说明是用那种物质表示的速率。 (5)化学反应速率大小的比较 由于同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。 ①看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。 ②换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。 ③比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应a A +b B===c C +d D ,比较v (A)a 与v (B)b ,若 v (A)a > v (B) b ,则A 表示的反应速率比B 大。 二、影响化学反应速率的因素 主要因素为内因:参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同,物质的结构不同,都会导致反应速率的不同。

化学反应速率及平衡测试(附答案)

第二章化学反应速率及化学平衡专题测试(二) 一、选择题(只有1个选项符合题意) 1. 反应3Fe(s)+4H 2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在温度和容积不变的条件下进行。能表明反应达到平衡状态的叙述是 A.容器内压强不再变化 B.Fe3O4的物质的量不变 C.v(H2O)=v(H2) D.反应不再进行 2. 在恒温、恒容的密闭容器内进行反应A(g)B(g)+C(g),正反应为放热反应。若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s,那么反应物浓度为0.8mol/L降到0.2mol/L 所需反应时间为A.10s B.大于10s C.小于10s D.无法判断 3.在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA(g)和1L B(g),在一定条件下发生下列反应3A(g)十B(g) nC(g)+2D(g) 达到平衡后,A物质的量浓度减小1/2,混合气体的平均摩尔质量增大1/8,则该反应的化学方程式中n的值是 A.1 B.2 C.3 D.4 根据以下叙述回答①和②题。 把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中,使它们发生如下反应: 3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g),5min末已生成0.2molW,若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol·L-1·min-1,则 4.①上述反应中Z气体的化学计量数n的值是 A.1 B.2 C.3 D.4 5.②上述反应在5min末时,已作用去的Y值占原来量的物质的量分数 A.20% B.25% C.33% D.50% 6. 将4molA气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应: 2A(g)+B(g)2c(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,现有下列几种说法: ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L-1·s-1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1 ③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1 其中正确的是A.①③B.①④C.②③D.③④ 7.在密闭容器中进行X2(g)+4Y2(g)2Z2(g)+3Q2(g)的反应,其中X2、Y2、Z2、Q2的起始浓度分别是0.1mol·L-1、0.4mol·L-1、0.2mol·L-1、0.3mol·L-1当反应达到平衡后,各物质的物质

高考化学化学反应原理综合题及答案

高考化学化学反应原理综合题及答案 一、化学反应原理 1.某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应: 方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。 方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加 入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。 方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红 墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。 序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面 ①氧化钙与水左低右高 ②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充 分搅拌) ? ③铝片与烧碱溶液左低右高 ④铜与浓硝酸左低右高 根据上述实验回答相关问题: (1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,写出该反应的离子方程式:___________。 (2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是___________。 (3)方案二中,小木片脱落的原因是________,由此得出的结论是__________________。(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,则U形管里红墨水液面:左边

________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。 (5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应,如果放置较长时间,可观察到U形管里的现象是______________。 (6)方案三实验②的U形管中的现象为________,说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量 【答案】放热 2Al+6H+===2Al3++3H2↑反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低蜡烛熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热低于放热红墨水液面左右相平红墨水液面左高右低小于 【解析】 【分析】 【详解】 (1)金属与酸的反应是放热反应,因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应,该反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑,故答案为放热;2Al+6H+===2Al3++3H2↑; (2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低,故答案为反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低; (3)方案二中,反应放出的热量,使得蜡烛熔化,小木片脱落,故答案为蜡烛熔化;氢氧化钠与硫酸的反应放热; (4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,装置中气体的压强增大,U形管里红墨水液面:左边低于右边,故答案为低于; (5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是放热反应,如果放置较长时间,热量散失,装置中气体的压强与外界压强相等, U形管中红墨水液面左右相平,故答案为放热;红墨水液面左右相平; (6)方案三实验②属于吸热反应,U形管中红墨水液面左高右低,故答案为红墨水液面左高右低;小于。 2.水合肼(N2H4·H2O)是一种强还原性的碱性液体,常用作火箭燃料。利用尿素法生产水合肼的原理为CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。

实验化学反应速率与活化能

实验化学反应速率与活 化能 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

实验 化学反应速率与活化能 一、实验目的 1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应的速率,并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。 二、实验原理: 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾反应为: (NH 4)2S 2O 8 + 3KI === (NH 4)2SO 4 + K 2SO 4 + KI 3 其离子反应为: S 2O 82- + 3I - === SO 42- + I 3- (1) 反应速率方程为: n I m O S c kc r - - ?=28 2 式中r 是瞬时速率。若-28 2O S c 、- I c 是起始浓度,则r 表示初速率(v 0)。在实验 中只能测定出在一段时间内反应的平均速率。 在此实验中近似地用平均速率代替初速率: 为了能测出反应在△t 时间内S 2O 82-浓度的改变量,需要在混合(NH 4)2S 2O 8 和KI 溶液的同时,加入一定体积已知浓度的Na 2S 2O 3溶液和淀粉溶液,这样在(1)进行的同时还进行着另一反应: 2S 2O 32- + I 3- === S 4O 62- + 3I - (2) 此反应几乎是瞬间完成,(1)反应比(2)反应慢得多。因此,反应(1)生成的I 3-立即与S 2O 32-反应,生成无色S 4O 62-和I -,而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S 2O 32-消耗尽,(2)反应不进行,(1)反应还在进行,则生成的I 3-遇淀粉呈蓝色。 从反应开始到溶液出现蓝色这一段时间△t 里,S 2O 32-浓度的改变值为:

[实用参考]化学平衡和化学反应速率

第3章 化学平衡和化学反应速率 【3-1】写出下列反应的标准平衡常数表达式 (1) 2N 2O 5(g)+4NO 2(g)O 2 (g) (2) SiCl 4(l)2H 2O(g) +SiO 2(s)+ 4HCl (3) CaCO 3(s)CaO(s)CO 2(g) + (4) ZnS(s)+ 2H +(aq) Zn 2+(aq) +H 2 S(g) 解:(1)222542 (/)(/) (/) NO O N O p p p p K p p θθθ θ= (2)424 2 (/)(/)(/) HCl SiCl H O p p K c c p p θθ θθ= (3)2/CO K p p θθ= (4)222 (/)(/) (/)H S Zn H c c p p K c c θθθ θ++= 【3-2】尿素22()CO NH (s)的△f G ⊙ =-197.15kJ· mol -1,其他物质△f G ⊙的查附录二。求下列反应在298K 时的K ⊙ :23CO +2g)NH ((g) 222 H O +CO (g)()NH (s) 解:?r G θ = -197.15 + (-228.6) – 2?(-16.5) – (-394.4) = 1.65 (kJ/mol) 1.65?103 = -8.314?298lnK θ, K θ = 0.514 【3-3】 673K 时,将0.025molCOCl 2(g)充入1.0L 容器中,当建立下列平衡时: COCl 2(g) CO(g)+Cl 2(g) 有16% COCl 2解离。求此时的K ⊙ 。 解:042.0p /RT )16.01(025.0)p /()RT 16.0025.0(K 2 2=-??= θ θθ [p θ = 101.3 kPa, R = 8.314 J/(mol·K)] 【3-4】 298K 时,向1.00L 烧瓶中充入足量的N 2O 4,使起始压力为100kPa ,一部分N 2O 4分解为NO 2,达平衡时总压力为116kPa ,计算如下反应的K ⊙:N 2O 4 (g) 2NO 2(g)。 解:110010.00.404 (mol)8.314298n ?= =?, 211610.0 0.468 (mol)8.314298 n ?==? 12 .03 .1010.10340.0298314.8016.00 .10RT )468.0404.02(] 0.10RT )404.0468.0(2[K 2 =????=-?-?=θ

高考化学知识点化学反应速率(提高)

高考总复习化学反应速率 【考纲要求】 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法,会进行简单计算。 2.重点理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响规律。 【考点梳理】 要点一、化学反应速率 1.定义: 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。 要点诠释: (1).表达式为:υ = ?c/?t。 式中:v—化学反应速率,单位mol/(L?min)、mol/(L?s)、mol/(L?h) Δc—浓度变化,单位mol/L Δt—时间,单位s、min、h (2).意义:衡量化学反应进行的快慢。 (3).不用纯固体、纯液体表示反应速率。 (4).化学反应速率为某时间段内的平均速率,不指某时刻的瞬时速率。 (5).化学反应速率须标明物质:同一反应,同样快慢。不同物质浓度变化可能不同,速率数值也就不同,但表示的意义相同。 2.化学反应速率与方程式中各物质化学计量数的关系: 同一反应中,用不同物质(气体或溶液)表示的化学反应速率比=化学计量数之比。 如:化学反应mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) v (A)∶v(B) ∶v(C) ∶v(D) = m∶n∶p∶q。 3.化学反应速率的计算格式: 依据化学方程式计算化学反应速率时可按以下格式(“三段式”)求解: (1)写出有关反应的化学方程式; (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量; (3)根据已知条件列方程式计算。 例如:反应mA + nB pC 起始浓度(mol·L―1) a b c 转化浓度(mol·L―1)x nx m px m 某时刻浓度(mol / L)a-x nx b m - px c m + 4.比较反应的快慢的方法: 同一化学反应的反应速率用不同物质的浓度变化表示时,数值可能不同,比较化学反应速率的大小不能只看数值大小,而要进行一定的转化。 (1)换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA+bB cC,即比较 (A) v a 与 (B) v b ,若 (A)(B) v v a b >,则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 要点二、影响化学反应速率的因素 (一).内因:反应物自身的结构和性质,内因对反应速率大小起决定性作用。如金属与水

第二章 化学反应速率和化学平衡知识点总结

第二章 化学反应速率和化学平衡 知识点总结 要点一 化学反应速率大小的比较 (一)化学反应速率 1.表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的_______________或生成物浓度的 _______________来表示。 2.数学表达式: ,单位为 。 对于Δc (反应物)=c (初)-c(末), 对于Δc (生成物)=c (末)-c (初)。Δt 表示反应所需时间,单位为 等。 3.单位 一般为_______________或_____________或______________ 。 4、对某一具体的化学反应来说,用不同物质 的浓度变化来表示化学反应速率时,数值往往不同,其数值之比等于 。 (二)根据化学方程式对化学反应速率的计算 求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤: ①写出有关反应的化学方程式; ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量; ③根据已知条件列方程式计算。 例如:反应 mA + nB pC 起始浓度 (mol/L ) a b c 转化浓度(mol/L ) x 某时刻浓度(mol/L ) a-x (1)同一化学反应速率用不同物质表示时数值 ,但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小,而要通过转化换算成同一物质表示,再比较数值的大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA+bB==pY+qZ ,即 比较 与 若 则A 表示的反应速率比B 大。 (3)注意反应速率单位的一致性。 (4)注意外界条件对化学反应速率的影响规律。 在反应A+3B 2C+2D 中,若某条 件下v(A)=0.15 mol/ (L·min) , 则此时用v(B)表示该反应的化 学反应速率为v(B)= _________ ;若起始条件下,物质C 的物质的量为0,经过5秒后,C 的物质的量浓度为0.45 mol/L ,则用v(C)表示该反应的化学反应速率为 _________ 。 (三) 化学反应速率的测定 按图安装两套装置,通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L 和 40 mL 4 mol/L 的硫酸,比较二者收集10 mL H 2所用的时间。 实验现象:两套装置中加入H 2SO 4溶液后都立即产生气泡,但加入1 mol/L 硫酸的装置中产生气泡的速率较_________,收集10 mL H 2用的时间较_________ ;加入4 mol/L 硫酸的装置中产生气泡的速率较_________ ,收集10 mL H 2用的时间较 _________ 。 要点二、化学反应速率图象及其应用 物质的量(或浓度)—时间图象及其应用 例如:某温度时,在定容(V L )容器中,X 、Y 、 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 根据图象可进行如下计算: (1)某物质的反应速率、转化率, 如:V(X)=( n1- n3) /vt3 mol/(L ·s), Y 的转化率= (n2-n3)/n2 ×100%。 (2)确定化学方程式中的化学计量数之比 如X 、Y 、Z 三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。 ①、在同一反应体系中用不同物质来表示反应速率时,其 是可以 的,但是这些数值都表示 。表示化学反应速率时,必须指明以 表示。 ②化学反应速率实际是 的平均速率,而不是 速率。 因为大部分反应不等速进行,随着各组分浓度的变化,反应速率也会变。开始时,速率快,随着反应的进行速率会减慢。所以我们在表示反应速率使用的是平均速度,我们定义也是平均速率。 ③不能用 体和 体来表示反应速率。 在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此它们的化学反应速率也被视为常数,所以不能用它们表示速率。但固态反应物的颗粒大小是影响反应速率的条件之一,即颗粒越小,表面积越大,反应速率越快 a (A) v b (B)v ,(B) (A)b a v v

高考化学反应原理解题技巧

高考化学反应原理解题技巧 襄阳三中樊春潮陈玉华 近几年的高考中化学反应原理综合题,大部分搜索化学反应中的能量变化、化学反应速率与化学平衡、电化学、物结构与离子平衡理论板块与原始化合物之间的综合题。因此,在平时训练中,应注重计算能力(重点训练平衡常数以及转化率的计算)、语言表述能力(利用平衡移动原理解决实际问题)的训练,提高解读图像的能力,掌握解题技巧。解答此类综合题的基本思路是:仔细审题→弄懂原理→掌握要点→抓住特例→规范答题。 一、综合能力的应用技巧 化学反应原理综合题要求考生具备一定的综合分析能力,二综合分析能力水平的高低就体现在考生能否把总会让分解成若干个较简单的单一模块的问题,并找出它们之间的联系,即考生要把答题化为小题,把综合性问题分解为一个个相对独立的小问题,降低难度,各个击破。 二、盖斯定律的应用技巧 盖斯定律主要是利用题中信息求某一特定热化学方程 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

式的反应热。计算时先要确定热化学方程式的组合关系,在确定△H间的计算关系,技巧如下: 1、确定已知方程式的加减:注意观察已知热化学方程式与待定的热化学方程式,如果待定热化学方程式中的物质在已知热化学方程式中找到且只在该方程式中出现,那么在“=”或“≒”号的同一侧用加法,不同侧用减法。 2、调整化学计量数:如果要消掉的物质的化学计量数不同,则要调整热化学方程式中化学计量数,使需要消掉的物质的化学计量数相等(其他物质的化学计量数也要作同倍数的变化),从而快速确定特定热化学方程式的反应热所需要的倍数。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

3、注意检查核对:得到计算反应热的关系式后,一定 要核对一下所求的反应热是不是与要求的特定热化学方程式的化学计量数相对应。 三、平衡计算的应用技巧 1、平衡常数的应用:反应的化学方程式确定后,该反应的平衡常数只与温度有关。温度不变,该反应的平衡常数就不变。利用平衡常数可以处理多次投料的结果比较问题。 2、常用的计算思路:涉及赔偿的计算常利用“三段式”法,要注意几个关系的应用,反应物的c(平)=c(初)-c (转),生成物的c(平)=c(初)+c(转),反应物的c(初)×a(转化率)=反应物c(转),不同物质的c(转)之比等于它们的化学计量数之比。 四、四大平衡常数的应用技巧 1、化学平衡常数(K):判断可逆反应是否达到平衡状态时,既可根据“相同时间内某物质的增加量是否等于减少量”来判断,也可根据相同温度下浓度商(Qc)与平衡常数(K)的大小关系来判断:Qc=K,已达平衡;Qc>K,平衡逆 向移动;Qc

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