新教材2023版高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡章末共享專題課件蘇教版選擇性必修1

專題2章末共享專題微專題一外界條件對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響由于外界條件改變，引起化學(xué)平衡移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)的方向可以判斷某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率的變化。其規(guī)律如下：(1)溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響在其他條件不變的情況下，改變溫度或改變氣體反應(yīng)的壓強(qiáng)(改變?nèi)萜黧w積)，若化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大；若平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率一定減小。(2)濃度對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響①若反應(yīng)物只有一種，如aA(g)?bB(g)＋cC(g)，其他條件不變時(shí)，增加A的量(相當(dāng)于增大壓強(qiáng))，A的轉(zhuǎn)化率的變化與氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)：a．若a＝b＋c，得到的平衡與原平衡等效，A的轉(zhuǎn)化率不變；b．若a＞b＋c，得到的平衡相當(dāng)于原平衡正向移動(dòng)所達(dá)到的平衡，A的轉(zhuǎn)化率增大；c．若a＜b＋c，得到的平衡相當(dāng)于原平衡逆向移動(dòng)所達(dá)到的平衡，A的轉(zhuǎn)化率減小。②若反應(yīng)物不止一種，如aA(g)＋bB(g)?cC(g)＋dD(g)，其他條件不變時(shí)，若只增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則A的轉(zhuǎn)化率減小，B的轉(zhuǎn)化率增大。若只減少A的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則B的轉(zhuǎn)化率減小。若反應(yīng)物A、B的物質(zhì)的量同倍數(shù)地增加，此種情況等效于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化與氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)：a．若a＋b＝c＋d，得到的平衡與原平衡等效，A、B的轉(zhuǎn)化率都不變；b．若a＋b＞c＋d，得到的平衡相當(dāng)于原平衡正向移動(dòng)所達(dá)到的平衡，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大；c．若a＋b＜c＋d，得到的平衡相當(dāng)于原平衡逆向移動(dòng)所達(dá)到的平衡，A、B的轉(zhuǎn)化率都減小。【微訓(xùn)練一】1．據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。2CO2(g)＋6H2(g)?CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B．由反應(yīng)需在300℃下進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率答案：B解析：催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，A項(xiàng)正確；判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是根據(jù)體系能量的變化，不能根據(jù)反應(yīng)條件，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充入大量CO2氣體，平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率提高，C項(xiàng)正確；分離出產(chǎn)物，平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的利用率，D項(xiàng)正確。

答案：C

3．對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)?2C(g)

ΔH＜0，達(dá)到平衡時(shí)，要使正反應(yīng)速率增大，且使A的轉(zhuǎn)化率增大，以下采取的措施可行的是(

)A．升高溫度B．增大A的濃度C．減小C的濃度

D．增大壓強(qiáng)解析：該反應(yīng)的ΔH<0，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率減小，A不符合題意；增大A的濃度，A的轉(zhuǎn)化率減小，故B不符合題意；減小C的濃度，正反應(yīng)速率逐漸減小，C不符合題意；增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，D符合題意。答案：D4．甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇。(1)將1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容積為10L的反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)?CO(g)＋3H2(g)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min，則用H2表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____________。②在其他條件不變的情況下升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)將________(填“增大”“減小”或“不變”)。③圖中的p1________(填“＞”“＜”或“＝”)p2，100℃時(shí)平衡常數(shù)為_(kāi)_______。④保持反應(yīng)體系為100℃，5min后再向容器中充入H2O(g)、H2各0.5mol，化學(xué)平衡將________(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。0.03mol·L－1·min－1增大＜2.25×10－2向左(2)在常溫、壓強(qiáng)為0.1MPa條件下，amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)發(fā)生反應(yīng)Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)①該反應(yīng)的ΔH______(填“＞”“＜”或“＝”，下同)0，ΔS________0。②若容器容積不變，下列措施可以提高CO轉(zhuǎn)化率的是________。A．升高溫度B．將CH3OH(g)從體系中分離出來(lái)C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大D．再充入1molCO和3molH2＜＜BD微專題二化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的計(jì)算1．計(jì)算步驟2．計(jì)算模式(三段式)

mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始量/mol

a

b

0

0轉(zhuǎn)化量/mol

mx

nx

px

qx平衡量/mol

a－mx

b－nx

px

qx【微訓(xùn)練二】1.對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑，在323K和343K時(shí)，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。(1)343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343K＝________(保留2位小數(shù))。(2)在343K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是____________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有___________、________________________。

220.02

及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)（濃度）2．煤化工中常需研究反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)，C、CO與水蒸氣之間的相互反應(yīng)是煤化工中的重要反應(yīng)。(1)已知在一定溫度下：C(s)＋CO2(g)?2CO(g)

KC(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)

K1CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)

K2在K、K1、K2之間存在的關(guān)系是_______________________。(2)已知反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)在500℃時(shí)的平衡常數(shù)為9。在500℃時(shí)，若CO、H2O的起始濃度均為0.020mol·L－1，則在該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______________。

75%(3)向VL的密閉容器中通入10molCO和10mol水蒸氣，在T

℃下達(dá)到平衡時(shí)，急速除去水蒸氣(除水蒸氣時(shí)其他物質(zhì)的物質(zhì)的量不變)，將混合氣體點(diǎn)燃，測(cè)得放出的熱量為2842kJ(已知該條件下1molCO完全燃燒放出283kJ熱量，1molH2完全燃燒放出286kJ熱量)，則T

℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。0.443．在恒容密閉容器中，可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)達(dá)到平衡時(shí)，K＝

，K只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。(1)830K條件下，若起始時(shí)c(CO)＝2mol·L－1、c(H2O)＝(3mol·L^(-1))，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______；K值為_(kāi)_______。(2)830K條件下，若只將起始時(shí)c(H2O)改為6mol·L－1，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。(3)830K條件下，起始時(shí)c(CO)＝amol·L－1、c(H2O)＝bmol·L－1，H2的平衡濃度c(H2)＝cmol·L－1。①a、b、c之間的關(guān)系式是________________(用含a、b的代數(shù)式表示c)；②當(dāng)a＝b時(shí)，a＝________c。40%

125%

24．氮的氧化物既是空氣的重要污染物，同時(shí)也是重要的化工原料。(1)在373K時(shí)，向容積為2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)?N2O4(g)ΔH＝－57.0kJ·mol－1。測(cè)得NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[φ(NO2)]與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如下表：①0～20min內(nèi)，v(N2O4)＝________mol·L－1·min－1。②上述反應(yīng)中，v正(NO2)＝k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)＝k2·c(N2O4)，其中k1、k2為速率常數(shù)，則373K時(shí)，k1、k2的關(guān)系式為_(kāi)_______。改變溫度至T1時(shí)k1＝k2，則T1________(填“＞”“＜”或“＝”)373K。t/min020406080φ(NO2)1.00.750.520.400.402.0×10－3k1＝60k2＞

＜＞＜微專題三化學(xué)平衡圖像分析1．常見(jiàn)圖像類型(1)第Ⅰ類圖像：以反應(yīng)混合體系中某個(gè)量[某物質(zhì)濃度c(A)、某成分的百分含量A%、某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率αA]作縱坐標(biāo)與反應(yīng)時(shí)間t作橫坐標(biāo)的關(guān)系圖像。①用斜率絕對(duì)值大小判斷溫度高低或壓強(qiáng)大小，即斜率絕對(duì)值越大，表示反應(yīng)速率越快，所以對(duì)應(yīng)的溫度越高或壓強(qiáng)越大(圖甲和乙中p1<p2或T1<T2)。②利用兩平衡線高低判斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，或者是化學(xué)方程式中氣體物質(zhì)在反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化情況。③在濃度(c)－時(shí)間(t)圖像中a.改變溫度的瞬間，各物質(zhì)濃度不變，故平衡雖破壞，但各物質(zhì)的濃度均連續(xù)。b.改變壓強(qiáng)的瞬間，各物質(zhì)(氣體)濃度突變，加壓，濃度突增，減壓，濃度突減。

c.改變某一成分濃度時(shí)，該成分濃度突變，其他物質(zhì)濃度變化是連續(xù)的。(2)第Ⅱ類圖像：以平衡體系中的某個(gè)量(同Ⅰ類)作縱坐標(biāo)，壓強(qiáng)p或溫度T作橫坐標(biāo)的變化曲線。這類圖像的分析方法是“定一議二”法，當(dāng)有多條曲線及兩個(gè)以上條件時(shí)，要固定其中一個(gè)條件分析其他條件之間的關(guān)系，必要時(shí)，作輔助線分析。(3)第Ⅲ類圖像：以反應(yīng)速率v作縱坐標(biāo)，時(shí)間t作橫坐標(biāo)，在達(dá)到平衡的某時(shí)刻t1改變某一條件前后，v正、v逆的變化有兩種：v正、v逆同時(shí)突變——溫度、壓強(qiáng)、催化劑的影響v正、v逆之一漸變——某成分濃度的改變氣態(tài)生成物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和減去氣態(tài)反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和為該反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變量，以ΔVg表示。(4)第Ⅳ類圖像：以反應(yīng)速率v作縱坐標(biāo)，溫度T作橫坐標(biāo)。隨溫度變化，正、逆反應(yīng)速率也在變化，溫度升高，v吸、v放都增大，由于溫度變化對(duì)吸熱方向反應(yīng)速率的影響大于對(duì)放熱方向反應(yīng)速率的影響，表示吸熱方向反應(yīng)速率的曲線斜率應(yīng)大些。圖(1)表示平衡移動(dòng)中的速率。如圖(2)所示，T1時(shí)的平衡，升溫到T2時(shí)建立新平衡，v吸、v放均增大，v吸曲線始終在上方。溫度從T1上升到T2，由于v吸增加得多，相應(yīng)物質(zhì)的濃度減少得多，將使其速率減緩；而相反方向的物質(zhì)濃度增加得多，將使其速率增加，最終達(dá)到v吸＝v放，建立新的平衡狀態(tài)。2．分析方法(1)四要素分析法：看曲線的起點(diǎn)；看曲線的變化趨勢(shì)；看曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；看曲線的終點(diǎn)。(2)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減小(從曲線的變化趨勢(shì)來(lái)看)；二看v(正)、v(逆)的相對(duì)大小，v(正)>v(逆)時(shí)，平衡正向移動(dòng)，反之則逆向移動(dòng)(從曲線的相對(duì)位置來(lái)看)；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向(從轉(zhuǎn)化率或物質(zhì)百分含量來(lái)看)。(3)定一議二原則：圖像中如有三個(gè)量，要先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。(4)先拐先平原則：對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，在轉(zhuǎn)化率(或物質(zhì)百分含量)—時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡。它所代表的溫度高、壓強(qiáng)大。不管是速率圖像還是平衡圖像，都要搞清橫、縱坐標(biāo)的含義，都要與化學(xué)原理相聯(lián)系，特別是與平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理相聯(lián)系。【微訓(xùn)練三】1．下列敘述與圖對(duì)應(yīng)的是(

)A.對(duì)于達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)，圖①表示在t0時(shí)刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移動(dòng)B.由圖②可知，p2＞p1，T1＞T2滿足反應(yīng)：2A(g)＋B(g)?2C(g)

ΔH＜0C.圖③表示的反應(yīng)方程式為2A===B＋3CD.對(duì)于反應(yīng)2X(g)＋3Y(g)?2Z(g)

ΔH＜0，圖④y軸可以表示Y的百分含量答案：B解析：對(duì)于達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)：N2（g）＋3H2（g）?2NH3（g），若t0時(shí)刻充入了一定量的NH3，則逆反應(yīng)速率瞬間增大，該時(shí)刻正反應(yīng)速率不變，然后增大，與圖像不符，A項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)溫度為T(mén)1時(shí)，壓強(qiáng)為p2比壓強(qiáng)為p1時(shí)反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，則p1<p2，對(duì)于反應(yīng)：2A（g）＋B（g）?2C（g）ΔH<0，加壓平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)C的百分含量增大，符合圖像；當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí)，溫度為T(mén)1時(shí)比T2反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，則T1>T2，對(duì)于該反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，平衡時(shí)C的百分含量減小，符合圖像，則由圖②可知，p2>p1、T1>T2滿足反應(yīng)：2A（g）＋B（g）?2C（g）ΔH<0，B項(xiàng)正確。由圖③可知，A為反應(yīng)物，B、C為生成物，且Δc（A）＝－0.8mol·L－1，Δc（B）＝0.4mol·L－1，Δc（C）＝1.2mol·L－1，則三者的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2∶1∶3，由圖③可知A沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為B和C，說(shuō)明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)方程式應(yīng)為2A?B＋3C，C項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)于反應(yīng)2X（g）＋3Y（g）?2Z（g）ΔH<0，升溫平衡逆向移動(dòng)，Y的百分含量增多，與圖像不符，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．一定條件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)?CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。已知溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆B.若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，則圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)乙烯的體積分?jǐn)?shù)為5.88%C.250℃，催化劑對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響最大D.當(dāng)溫度高于250℃，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)導(dǎo)致催化劑的催化效率降低答案：B3．一定條件下，A(g)＋B(g)?C(g)

ΔH<0達(dá)到平衡。根據(jù)圖像回答下列問(wèn)題：(1)升高溫度，達(dá)到新平衡的是___(填“A”“B”“C”“D”或“E”，下同)，新平衡中C的體積分?jǐn)?shù)_____(填“增大”“減小”或“不變”，下同)。(2)減小壓強(qiáng)，達(dá)到新平衡的是________，A的轉(zhuǎn)化率________。(3)減小C的量，達(dá)到新平衡的是________。(4)增加A的量，達(dá)到新平衡的是_____，此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率______，A的轉(zhuǎn)化率________。(5)使用催化劑，達(dá)到新平衡的是________，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________。B減小C減小EA增大減小D不變解析：（1）升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，此反應(yīng)中是向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，圖像B符合；因?yàn)橄蚰娣磻?yīng)方向移動(dòng)消耗C，則C的體積分?jǐn)?shù)減小。（2）減小壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，圖像C符合，A的轉(zhuǎn)化率減小。（3）減小C的量，即減小生成物的濃度，反應(yīng)物的濃度不變，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，圖像E符合。（4）增加A的量，增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，圖像A符合，B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。（5）催化劑對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，但能使化學(xué)反應(yīng)速率增大，圖像D符合，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變。4．向2L恒容的密閉容器中加入一定量的NH3、H2和N2三種氣體，在溫度T下發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)

ΔH＞0，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。圖為t2、t3時(shí)刻改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且兩個(gè)時(shí)刻各改變一種不同的條件。(1)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(雙選，填標(biāo)號(hào))。A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B.容器內(nèi)N2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化C.容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再發(fā)生變化D.容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化AB(2)若t1＝15，則0～t1階段以H2濃度變化表示的反應(yīng)速率為_(kāi)_______。(3)t3時(shí)刻改變的條件為_(kāi)_______。(4)溫度T時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(保留兩位小數(shù))；溫度不變，向容器中再通入1.4molNH3、0.8molH2，平衡________(填“向右”“向左”或“不”)移動(dòng)。0.02mol·L－1·s－1升高溫度0.17

向左5．Ⅰ.一定條件下，在容積為5L的密閉容器中，A、B、C三種氣體的物質(zhì)的量n隨時(shí)間t的變化如圖甲所示。已知達(dá)平衡后，降低溫度，A的體積分?jǐn)?shù)減小。(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。A＋2B?2C解析：Ⅰ.（1）根據(jù)圖甲可知，達(dá)到平衡時(shí)A的物質(zhì)的量減少1mol－0.7mol＝0.3mol，B的物質(zhì)的量減少1mol－0.4mol＝0.6mol，C的物質(zhì)的量增加0.6mol，所以A、B、C的物質(zhì)的量變化量之比為0.3mol∶0.6mol∶0.6mol＝1∶2∶2，且A和B未完全轉(zhuǎn)化為C，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A＋2B?2C。(2)該反應(yīng)的反應(yīng)速率v隨時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。①根據(jù)圖乙判斷，在t3時(shí)刻改變的外界條件是______________________________________________________。②a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)中，C的體積分?jǐn)?shù)最大的是狀態(tài)________。升高溫度a③各階段的平衡常數(shù)如下表所示：K1、K2、K3之間的大小關(guān)系為_(kāi)___________。(用“＞”“＜”或“＝”連接)。t2～t3t4～t5t5～t6K1K2K3K1＞K2＝