高考熱點 新人教版選修41

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化學反應速率和化學平衡鏈接高考熱點 熱點一　化學平衡狀態(tài)的判斷及影響因素 [熱點分析]　化學平衡狀態(tài)的判斷及外界條件對化學平衡的影響等知識的考查在高考中出現率幾乎為100%。對“可逆反應”和“化學平衡”的概念理解不透徹是造成失分的重要原因。解答此類題目時關鍵要理解以下內容： (1)化學平衡是化學反應限度的體現，也是可逆反應的特點?；瘜W平衡是在一定條件下的平衡，當條件改變時化學平衡狀態(tài)可能發(fā)生改變，但前提是正、逆反應速率的改變程度不同。 (2)化學平衡狀態(tài)的本質是正、逆反應速率相等，表現為各組分的含量保持恒定，這也是判斷某可逆反應達到平衡狀態(tài)的根本依據。 　(2015高考安徽卷)汽車尾氣中NO產生的反應為N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定條件下，等物質的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應，如圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應在某一起始反應條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是(　　) A．溫度T下，該反應的平衡常數K＝ B．溫度T下，隨著反應的進行，混合氣體的密度減小 C．曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對應的條件改變是溫度，可判斷該反應的ΔH<0 解析：選A。A.由曲線a可知，達到平衡時c(N2)＝c1 molL－1，則生成的c(NO)＝2(c0－c1) molL－1，故K＝＝。B.反應物和產物都是氣體，當容器保持恒容時，混合氣體的密度始終保持不變。C.催化劑的加入只能改變反應速率而不可能使平衡發(fā)生移動，故加入催化劑后達到平衡時，c(N2)仍為c1 molL－1。D.若曲線b改變的是溫度，根據達到平衡時曲線b對應的時間短，則對應溫度高，升高溫度時c(N2)減小，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，ΔH>0。 熱點二　化學反應速率和化學平衡的綜合分析 [熱點分析]　化學反應速率和化學平衡是化學反應原理的難點，也是高考考查的熱點之一。重點考查化學反應速率、反應方向和反應限度方面的判斷與計算，以可逆反應為載體，考查化學反應速率和化學平衡的基本理論與計算；以圖像為載體，考查理論的應用、圖像或圖表的分析能力。 　(2015高考重慶卷)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1 反應前CO物質的量為10 mol，平衡后CO物質的量為8 mol。下列說法正確的是(　　) A．升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應是吸熱反應 B．通入CO后，正反應速率逐漸增大 C．反應前H2S物質的量為7 mol D．CO的平衡轉化率為80% 解析：選C。A.升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，則該反應正反應為放熱反應，故不正確。B.通入CO后，正反應速率瞬間增大，之后化學平衡發(fā)生移動，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，當正反應速率和逆反應速率相等時，反應達到新的化學平衡狀態(tài)，故不正確。C.設反應前H2S的物質的量為a mol，容器的容積為1 L，列“三段式”進行解題：　　　　　 CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) 10 　a 　0 　0 2 　2 　2 　2 8 a－2 　2 　2 化學平衡常數K＝＝0.1，解得a＝7，故正確。 D．CO的平衡轉化率為100%＝20%，故不正確。 熱點三　涉及化學平衡常數、轉化率及平衡濃度計算的綜合分析 [熱點分析]　高考中關于轉化率的考查主要有兩種形式：一種是以選擇題形式考查外界條件對轉化率的影響，另一種是以非選擇題形式考查有關轉化率的計算，兩種形式難度均不大。平衡常數是新課標中的新增內容，因而考查的較多，主要涉及平衡常數表達式的書寫、影響因素及有關計算。一般不單獨命題，常和轉化率聯(lián)系在一起穿插于綜合題中考查，題型以非選擇題為主，考查學生綜合應用知識的能力。 　(2014高考全國卷Ⅱ)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。 回答下列問題： (1)反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0～60 s時段，反應速率v(N2O4)為________molL－1s－1；反應的平衡常數K1為________。 (2)100 ℃時達平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.002 0 molL－1s－1的平均速率降低，經10 s又達到平衡。 a．T__________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 b．列式計算溫度T時反應的平衡常數K2：____________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半。平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷理由是____________________________________________。 解析：(1)由題意及圖示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，說明反應向生成NO2的方向移動，即向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應，即ΔH>0；由圖示知60 s時該反應達到平衡，消耗N2O4為0.100 molL－1－0.040 molL－1＝0.060 molL－1，根據v＝可知：v(N2O4)＝＝0.001 0 molL－1s－1；求平衡常數可利用三段式：　　　　 N2O4(g)2NO2(g) 起始量(molL－1) 0.100 0 轉化量(molL－1) 0.060 0.120 平衡量(molL－1) 0.040 0.120 K1＝＝＝0.36。 (2)100 ℃時達到平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)降低，說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應方向移動，根據勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應方向移動，即向正反應方向移動，故T >100 ℃。由c(N2O4)以0.002 0 molL－1s－1的平均速率降低，經10 s又達到平衡，可知此時消耗N2O4為0.002 0 molL－1s－110 s＝0.020 molL－1，由三段式：　　　　 N2O4(g)2NO2(g) 起始量(molL－1) 0.040 0.120 轉化量(molL－1) 0.020 0.040 平衡量(molL－1) 0.020 0.160 K2＝＝＝1.28。 (3)溫度T時反應達到平衡后，將反應容器的容積減少一半，壓強增大，平衡會向氣體體積減小的方向移動，該反應逆反應為氣體體積減小的反應，故平衡向逆反應方向移動。 答案：(1)大于　0.001 0　0.36 (2)a.大于　反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故溫度升高 b．平衡時，c(NO2)＝0.120 molL－1＋0.002 0 molL－1s－110 s2＝0.160 molL－1，c(N2O4)＝0.040 molL－1－0.002 0 molL－1s－110 s＝0.020 molL－1，K2＝＝1.28 (3)逆反應　對氣體分子數增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動 排查落實練二　化學反應速率和化學平衡 一、正誤判斷再落實 1．化學反應速率 (1)活化分子的碰撞都是有效碰撞。(　　) (2)壓強越大，活化分子百分數越大。(　　) (3)決定化學反應速率的內在因素是反應物本身的性質。(　　) (4)固體和純液體的濃度是固定的，增加固體或純液體的用量，反應速率保持不變。(　　) (5)可逆反應達到平衡，反應就不再進行。(　　) (6)在恒溫條件下，增大壓強，化學反應速率一定加快。 (　　) (7)在一定條件下，增加反應物的量，化學反應速率一定加快。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)√　(4)√　(5)　(6) (7) 2．化學平衡 (1)正反應速率增大，平衡向正反應方向移動。(　　) (2)在恒容條件下，有兩個平衡體系：A(g)2B(g)；2A(g)B(g)，都增加A的量，A轉化率都變小。(　　) (3)在一定條件下，平衡向正反應方向移動，正反應速率變大。(　　) (4)由溫度或壓強改變引起的平衡正向移動，反應物的轉化率一定增大。(　　) (5)平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率都增大。(　　) (6)對于N2(g)＋3H2 (g)2NH3(g)　ΔH＜0達到平衡后，改變條件： ①保持體積不變，充入N2，平衡向正反應方向移動，其轉化率增大。(　　) ②保持體積不變，充入NH3，則NH3的體積分數減小。(　　) ③保持溫度不變，壓縮體積，平衡向正反應方向移動，N2、H2的轉化率均增大，其體積分數均減小，NH3的體積分數增大，N2、H2的濃度增大，NH3的濃度減小。(　　) (7)對于C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)反應，在一定條件下達到平衡，增加或減少C(s)的量平衡不移動。(　　) (8)對于2SO2(g)＋O2 (g)2SO3 (g)反應，當密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均不能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志。(　　) (9)對于C(s)＋CO2(g)2CO(g)反應，當密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志。(　　) (10)對于2SO2(g)＋O2(g)2SO3 (g)和I2(g)＋H2(g)2HI(g)反應，在恒溫恒容條件下，當壓強保持不變時，均能說明上述反應達到化學平衡狀態(tài)。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)√　(5)　(6)① ②?、邸?7)√　(8)　(9)√　(10) 二、簡答專練，規(guī)范語言 1．固體或純液體的濃度是一個常數，因此在任何情況下都不會影響化學反應速率。這種說法是否正確？為什么？ 答案：這種說法不正確。固體或純液體的濃度是一個常數，因此改變固體或純液體的量不會影響化學反應速率。但是對于固體而言，其顆粒的大小影響反應物接觸面積的大小，也就會影響單位時間內發(fā)生有效碰撞的次數，因而影響化學反應速率，顆粒越小，接觸面積越大，反應速率越快。 2．對已達平衡的可逆反應，當減小生成物濃度時，平衡向正反應方向移動，正反應速率加快。這種說法是否正確？為什么？ 答案：不正確。平衡向正反應方向移動的充要條件是正反應速率大于逆反應速率(正反應速率未必增大)，而不能想當然地認為平衡向正反應方向移動的充要條件是正反應速率增大。若借助速率－時間圖像(如圖所示)分析則會一目了然。 在t1時刻減小生成物濃度，逆反應速率立即減小，而此刻反應物濃度不變，正反應速率不變，隨后平衡發(fā)生移動，反應物濃度減小，生成物濃度增大，正反應速率減小，逆反應速率增大，最終達到新平衡，顯然新平衡的正反應速率比原平衡的小。 3．對于反應FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，在一定條件下達到平衡，當加入KCl固體時，平衡是否發(fā)生移動？為什么？ 答案：平衡不移動，該反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，K＋、Cl－實質沒有參與反應，所以加入KCl(s)，平衡不移動。 4．某溫度下，合成氨反應的熱化學方程式為N2(g)＋3H2 (g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1，在該溫度下，取1 mol N2和3 mol H2放入密閉容器中，在催化劑存在下進行反應，測得反應放出的熱量總是小于92.4 kJ，為什么？ 答案：該反應是可逆反應，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以反應放出的熱量總是小于92.4 kJ。 5．在一體積可變的容器中，對于反應A(g)2B(g)＋C(g)，當減小壓強時，平衡向正反應方向移動，因此物質B的濃度增大，這種說法是否正確？為什么？ 答案：不正確。溫度不變，減小壓強時，平衡向正反應方向移動，在生成物B的物質的量增加的同時，反應混合物的總體積也增大了，并且反應混合物體積增大的倍數要大于B的物質的量增大的倍數，結果是物質B的濃度減小。 6．在一密閉容器中，aA(g)bB(g)達到平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當達到新平衡時，B的濃度是原來的60%，則物質A的轉化率減小。這種說法是否正確？為什么？ 答案：不正確。容器容積增大一倍的那一刻B的濃度應為原來的50%，而新平衡建立后B的濃度卻為原來的60%，即由于容器容積增大一倍平衡向正反應方向移動，故A的轉化率增大。