1、2012届高考化学二轮创新课件：化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡是高考的必考内容，其命题的主要内容有：化学反应速率影响因素及计算；化学平衡状态的判断及影响因素；应用平衡移动原理判断反应进行的方向；化学反应速率和化学平衡的图像分析；转化率、平衡常数的含义及简单计算。将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是近几年高考命题的热点。化学反应速率【研习 1】一定条件下，在体积为 10 L 的固定容器中发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)HnBQ0C温度不变，压强增大，Y 的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动名师答
2、疑 温度不变时(假设 100 条件下)，体积是 1 L 时 Y 的物质的量为1 mol，体积为 2 L 时，Y 的物质的量为 0.75 molL12 L1.5 mol，体积为 4 L 时，Y 的物质的量为 0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y 的物质的量越小，Y 的质量分数越小，平衡向生成 X 的方向进行，m0，B、D 项错误。答案 C化学反应速率与外界条件涉及外界条件对速率的影响时，影响最大的是催化剂；其次是温度，温度越高，速率越快；然后是浓度和压强。若是可逆反应，外界条件对 v 正和 v逆的影响趋势是一样的。即若升温或增大压强(有气体参与体系)，v正、v逆
3、均加快；若增大反应物浓度，瞬时速率 v 逆不变，但最终 v 正和 v 逆均加快。疑难点化学平衡移动原理外界条件对化学平衡的影响可概括为一句话，即勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(1)原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是：升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向移动；增大压强时，平衡向体积缩小的方向移动。(2)移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化。如增大反应物 A 的浓度，平衡右移，但达到新平衡时，A 的浓度比原平衡时的浓度更大；同理，若改变的是温度、压强等
4、，其变化也相似。探究点化学平衡状态不能认为平衡正向移动时，反应物浓度一定减小，生成物浓度一定增大。如 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，如果增大 SO2浓度时，平衡正向移动，达到新平衡状态时，SO2浓度大于原平衡状态。易误点化学平衡常数的意义1化学平衡常数 K 只与温度有关，与浓度、压强无关。若反应的 H0，升温，化学平衡正移，K 值增大2K 应用于判断平衡移动的方向：若用任意状态的浓度幂之积的比值，称为浓度商，即 Qc表示，与 K 比较，当QcK，反应向逆反应方向进行3K 用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。辨析点等效平衡的理解理解等效平衡时往往出现一种误解，认为等效平衡就是各种
5、量都相同。其实等效平衡的含义是在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，同一反应物或生成物的体积分数或物质的量分数均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅同一反应物或生成物的体积分数或物质的量分数均相同，而且两平衡中各组合的物质的量也相同，这类等效质疑点平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。【例证 1】(2010福建理综)化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应 48 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 时反应物的浓度，结果应是(
6、)。化学反应速率的计算和判断考向立意1.考查化学反应速率定义式的计算，并通过化学方程式的计量数关系进行化学反应速率的计算和比较。2.考查化学反应速率的定性判断。A2.5 molL1min1和 2.0 molL1B2.5 molL1min1和 2.5 molL1C3.0 molL1min1和 3.0 molL1D5.0 molL1min1和 3.0 molL1点拨 据图可知，4 min 时化合物 Bilirubin 的浓度为 20 molL1，8 min时 其 浓 度 为 10 molL 1，因 此 4 8 min 间 的 平 均 反 应速 率 为20 molL110 molL14 min2.5
7、 molL1min1。进一步分析图像可知 04min 间的平均分解速率为40 molL120 molL14 min5.0 molL1min1)，由以上数据分析大致确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算812 min 间平均分解速率为 1.25 molL1min1，1216 min 间平均分解速率为 0.625 molL1min1，因此 16 min 时反应物的浓度大致应为 10molL11.25 molL1min14 min0.625 molL1min14 min2.5 molL1，故 B 项正确。答案 B1对于化学反应速率，其考查点通常有三个方面：一是依据化学反应速率的定义进行有关计
8、算，其模式是灵活运用“vc/t”；二是同一化学反应的速率以不同物质的浓度变化表示时，各速率值之间的关系及化学方程式的确定，其模式为“mAnB=pCqDv(A)v(B)v(C)v(D)mnpq”；三是考查外界条件对反应速率的影响，其模式是依据浓度、温度、压强、催化剂、接触面积以及形成原电池等因素对化学反应速率的影响进行分析判断。2图像题的“四看”解题方法(1)看面：弄清纵、横坐标的含义。(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。(4)看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
9、【示范 1】在 2 L 的密闭容器中，发生以下反应：2A(g)B(g)2C(g)D(g)，若最初加入的 A 和 B 都是 4 mol，在前 10 s A的平均反应速率为 0.12 mol(Ls)1，则 10 s 时，容器中 B 的物质的量是()。A3.4 molB3.2 molC2.8 molD1.2 mol解析 前 10 s 消耗 A 的物质的量为 0.12 molL1s110 s2 L2.4 mol，可求得消耗 B 的物质的量只有 A 的一半，因此剩余 B 为 4 mol2.42mol2.8 mol。答案 C【示范 2】(2011湘潭模拟)若 CCO22CO(正反应为吸热反应)，反应速率为
10、 v1；N23H22NH3(正反应为放热反应)，反应速率为 v2。对于上述两个反应，当温度升高时，v1 和 v2 的变化情况为()。A同时增大B同时减小Cv1 增大，v2 减小Dv1 减小，v2 增大解析 误认为升温只增加吸热反应的反应速率。根据温度对化学反应速率的影响结果知：温度升高，不管该化学反应是放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。只不过加快的程度不同而已。答案 A【示范 3】在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)CO(g)12N2(g)CO2(g)H373.2 kJmol1，达到平衡后，为提高该反应的速率和 NO 的转化率，采取的正确措施是()。A加催化剂同时升高温度
11、B加催化剂同时增大压强C升高温度同时充入 N2D降低温度同时增大压强解析 提高反应速率的一般做法有：升高温度，增大反应物浓度，对有气体参加的反应增大压强，加入催化剂。要提高 NO 的转化率，即让平衡向正反应方向移动，可采用的做法有：降低温度，增大压强，增大 CO 的浓度等。综合以上的分析，正确答案为 B。答案 B【例证 2】(2010北京)某温度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数 K94。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和 CO2(g)，其起始浓度如下表所示。化学平衡常数和转化率的计算考向立意1.通过化学平衡常数的计算，考查对化学平衡常数意义的理解
12、应用。2.结合化学平衡建立过程的分析，考查转化率的计算。起始浓度甲乙丙c(H2)/(molL1)0.0100.0200.020c(CO2)/(molL1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是()。A平衡时，乙中 CO2的转化率大于 60%B平衡时，甲中和丙中 H2的转化率均是 60%C平衡时，丙中 c(CO2)是甲中的 2 倍，是 0.012 molL1D反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢点拨 本题考查化学平衡常数及转化率的计算，意在考查考生对数据的分析和处理能力。设平衡时甲中 CO2的转化浓度为 x molL1，则平衡时 H2、CO2、H2O、CO 的浓度分别为(
13、0.01x)molL1、(0.01x)molL1、x molL1、x molL1，根据平衡常数 Kxx0.01x0.01x94，解得 x0.006，则甲中 CO2的转化率为0.0060.01 100%60%，由于乙相对于甲增大了 c(H2)，因此 CO2的转化率增大，A项正确；设平衡时丙中CO2的转化浓度为 y molL1，则平衡时 H2、CO2、H2O、CO 的浓度分别为(0.02y)molL1、(0.02y)molL1、y molL1、y molL1，根据平衡常数 Kyy0.02y0.02y94，解得 y0.012，则丙中 CO2的转化率为0.0120.02 100%60%，B 项正确；平
14、衡时甲中 c(CO2)0.010.0060.004(molL1)，丙中 c(CO2)0.020.0120.008(molL1)，C 项错误；反应开始时，丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D 项正确。答案 C对化学平衡常数的考查是近几年高考的热点，理解和应用化学平衡常数时应注意：(1)在化学平衡常数表达式中，各物质浓度均指平衡浓度，固体或纯液体浓度视为常数 1，不出现在表达式中，还应注意分子与分母不能颠倒。(2)K 只是温度的函数，只随温度的改变而改变，温度对 K 的影响要视反应是吸热反应还是放热反应而定。【示范 4】(2011九江调研)相同温度下，体积均为 0
15、.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.6 kJmol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示：容器编号起始时各物质的物质的量/mol达平衡时体系能量的变化N2H2NH3130放出热量：23.15 kJ0.92.70.2放出热量：Q下列叙述错误的是()。A容器、中反应的平衡常数相等B平衡时，两个容器中 NH3的体积分数均为17C容器中达平衡时放出的热量 Q23.15 kJD若容器的体积为 0.5 L，则平衡时放出的热量小于 23.15 kJ解析 对于给定反应，平衡常数只是温度的函数，温度相同，平衡常数相同，A 正确；由中放出的热量，可知参加
16、反应的 N2 为 0.25 mol，则有N2(g)3H2(g)2NH3(g)n(始)130n(变)0.25 0.750.5n(平)0.752.250.5NH3 的体积分数为0.53.517因和建立的平衡为等效平衡，故 B 正确；中 N2 转化了 0.15 mol，放出的热量为 92.6 kJ0.1513.89 kJ，C 不正确；若容器的体积为 0.5 L，则体积增大，压强减小，平衡向逆反应方向移动，则平衡时放出的热量小于 23.15 kJ，D 正确。答案 C【示范 5】在一定温度下，向一个体积为 1.0 L 的密闭容器中，通入 3 mol SO2和 2 mol O2及固体催化剂，使之发生反应：
17、2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1。平衡时容器内气体压强为起始时的 90%。.(1)达到平衡时放出的热量为_。(2)该温度下反应的平衡常数是_。.保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为 a mol SO2、bmol O2、c mol SO3(g)，欲使平衡时 SO3的体积分数为 2/9，则：(1)达到平衡时，和放出的热量_(填字母)。A一定相等B前者一定小C前者大于或等于后者(2)a、b、c 必须满足的关系是(一个用 a、c 表示，另一个用 b、c 表示)_。(3)欲使起始反应向正反应方向进行，a 的取值范围是_。解析.(1)根据平衡时容器内气体压强为
18、起始时的 90%，计算出平衡时SO2的物质的量为 2 mol，即反应生成 1 mol SO3(g)则平衡时放出的热量为98.3 kJ。(2)Kc2SO3c2SO2cO212221.516。.当 c0 时，放出的热量前者等于后者，当 c0 时，放出的热量前者大于后者；和是恒温恒容、非等体积反应条件下的等效平衡，极限转化到同一边后应对应相等，则 ac3,2bc4；欲使起始反应向正反应方向进行，则 SO2的起始物质的量应大于 SO2的平衡量，小于或等于 SO2的最大值，即 2a3。答案.(1)98.3 kJ(2)16.(1)C(2)ac3,2bc4(3)20，当反应达到平衡时，下列措施：升温 恒容通
19、入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体，能提高 COCl2转化率的是()。A B C D解析 本题考查外界因素对化学平衡移动的影响，从不同层面考查勒夏特列原理的应用。该反应为吸热反应，升温则平衡正向移动，反应物转化率提高，正确；恒容时，通入惰性气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，错；增加 CO 浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，错；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，错；恒压时，通入惰性气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体增加的方向移动，即向正反应方
20、向移动，反应物转化率提高，正确。答案 B【示范 7】已知：4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1，该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是()。解析 由于该反应为放热反应，升高温度平衡左移，NO 的含量降低，因此A 正确、C 错；又由于该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡左移，因此压强越大，NO 的含量越低，故 B 正确；而催化剂只能提高反应速率，不会引起平衡的移动，因此 D 正确。答案 C【示范 8】恒温恒容条件下，下列叙述正确的是()。A相同的甲、乙两容器中分别加入 1 g SO2、1 g O2与 2 g
21、 SO2、2 g O2，反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)并达到平衡，SO2的转化率前者大B反应 2HI(g)H2(g)I2(g)达到平衡，增大 HI 的物质的量，平衡不移动C反应 2HI(g)H2(g)I2(g)达到平衡，增大 HI 的物质的量，HI 的分解率和体积分数均不变D反应 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的 NO2(g)，重新达到平衡时，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数增大解析 选项 A 中，后者相当于前者达到化学平衡后加压，SO2 的转化率增大；B 选项中平衡应向右移动；D 选项相当于给原平衡加压，平衡向右移动导致 NO2的体积分数减小。答案 C