版高考化学大一轮复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 学案六 化学速率平衡图表分析与数据Word文档格式.docx
- 文档编号:8590427
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:162.24KB
版高考化学大一轮复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 学案六 化学速率平衡图表分析与数据Word文档格式.docx
《版高考化学大一轮复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 学案六 化学速率平衡图表分析与数据Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版高考化学大一轮复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 学案六 化学速率平衡图表分析与数据Word文档格式.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
看图像要五看。
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;
五看定量图像中有关量的多少。
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像中的相关信息,根据有关知识规律分析作出判断。
考点指导1 化学平衡中的表格数据处理
典例1
某温度下进行反应:
COCl2(g)
Cl2(g)+CO(g),向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molCOCl2(g),经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测得的有关数据见下表:
t/s
2
4
6
8
n(Cl2)/mol
0.30
0.39
0.40
(1)0~2s内,v(Cl2)=________。
(2)保持其他条件不变,升高温度,平衡时[Cl2]=0.22mol·
L-1,则反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
(3)该温度下,此反应的平衡常数K=________;
若在2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器中进行该反应,则该反应K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.2molCOCl2、0.60molCl2和0.60molCO,反应达到平衡前的速率:
v(正)________(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。
(5)若起始时向该容器中充入2.0molCOCl2(g),经过一段时间后达到平衡,n(Cl2)________(填“>”、“<”或“=”)0.8mol。
(6)保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0molCl2和1.2molCO,达到平衡时,Cl2的转化率________(填“>”、“<”或“=”)60%。
(7)若该反应是在恒温恒压下进行,则达到平衡时反应物的转化率将________(填“>”、“<”或“=”)40%。
解析
(1)v(Cl2)=
=0.075mol·
L-1·
s-1。
(2)对于题中原平衡,[Cl2]=
=0.2mol·
L-1,温度升高,[Cl2]=0.22mol·
L-1,说明平衡正向移动,正反应吸热。
K=
=0.133(mol·
L-1)。
因为正反应是吸热反应,随着反应的进行,温度降低,平衡逆向移动,K减小。
(4)Q=
=0.15>K,反应逆向进行。
(5)若起始充入2.0molCOCl2(g),体积扩大2倍,则达到平衡时n(Cl2)=0.8mol,压回原体积,即增大压强,平衡逆向移动,n(Cl2)减小。
(6)若充入1.0molCl2和1.0molCO,则与原平衡等效,达到平衡时,Cl2的转化率等于60%,现在是充了1.0molCl2和1.2molCO,多充入CO,则Cl2的转化率增大。
(7)恒温恒容的容器中,随着反应的进行,压强增大,平衡逆向移动,转化率减小。
所以恒温恒压的容器中转化率大些。
答案
(1)0.075mol·
s-1
(2)> (3)0.133mol·
L-1 减小 (4)< (5)< (6)> (7)>
课堂对点训练
1.某同学学习了化学反应速率后,联想到曾用H2O2制备氧气,于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。
实验编号
反应物
催化剂
甲
试管中加入3mL2%H2O2溶液和3滴蒸馏水
无
乙
试管中加入3mL5%H2O2溶液和3滴蒸馏水
丙
1mL0.1mol·
L-1FeCl3溶液
丁
试管中加入3mL5%H2O2溶液和3滴稀盐酸溶液
戊
试管中加入3mL5%H2O2溶液和3滴NaOH溶液
(1)上述实验发生反应的化学方程式为_______________________________
____________________________________________。
(2)实验甲和实验乙的实验目的是_______________________________;
实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是___________________________。
(3)分析H2O2的性质,解释实验甲和实验乙能否达到实验目的:
____________________________________________
(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集,并在2min内6个时间点对注射器内气体进行读数,记录数据如表。
时间/s
20
40
60
80
100
120
气体体
积/mL
实验丙
9.5
19.5
29.0
36.5
46.0
54.5
实验丁
8.0
16.0
23.5
31.5
39.0
46.5
实验戊
15.5
30.0
44.5
58.5
71.5
83.0
①对实验戊,0~20s的反应速率v1=________mL·
s-1,100~120s的反应速率v2=________mL·
不考虑实验测量误差,二者速率存在差异的主要原因是____________________________________________
②如图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。
曲线c表示的是实验________(填“丙”、“丁”或“戊”)。
解析
(1)过氧化氢在催化剂作用下分解生成氧气和水。
(2)对比实验甲和乙,可知不同的是过氧化氢的浓度;
对比实验丙、丁、戊,可知不同的是H2O2溶液的酸碱性。
(3)过氧化氢在不加热且没有催化剂作用的条件下性质比较稳定,故实验甲和乙尽管H2O2浓度不同,但H2O2均不会分解生成氧气。
(4)由于实验戊产生氧气的速率最快,实验丁产生氧气的速率最慢,可推知图像中曲线a、b、c对应的分别为实验戊、丙、丁。
答案
(1)2H2O2
2H2O+O2↑
(2)反应物浓度不同对反应速率的影响 不同酸碱性条件下,催化剂对反应速率的影响
(3)实验甲和实验乙不能达到实验目的,因H2O2在常温且无催化剂作用的条件下比较稳定
(4)①0.775 0.575 随反应的不断进行,H2O2浓度逐渐降低,反应速率减小 ②丁
考点指导2 速率、平衡图像分析
典例2
用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。
已知:
反应Ⅰ:
4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(l) ΔH1
反应Ⅱ:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH2(且|ΔH1|=2|ΔH2|)
反应Ⅲ:
4NH3(g)+6NO2(g)
5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l) ΔH3
反应Ⅰ和反应Ⅱ在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表:
温度/K
反应Ⅰ
反应Ⅱ
K2>
K1>
K′2>
K′1
298
K1
K2
398
K′2
(1)推测反应Ⅲ是________反应(填“吸热”或“放热”)
(2)相同条件下,反应Ⅰ在2L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产生N2的量随时间变化如图所示。
①计算0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率v(NO)=________。
②下列说法正确的是________。
A.该反应的活化能大小顺序是:
Ea(A)>
Ea(B)>
Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已达到平衡
(3)一定条件下,反应Ⅱ达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2。
在其他条件不变时,再充入NO2气体,分析NO2体积分数——φ(NO2)的变化情况:
恒温恒压容器,φ(NO2)________;
恒温恒容容器,φ(NO2)________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)一定温度下,反应Ⅲ在容积可变的密闭容器中达到平衡,此时容积为3L,[N2]与反应时间t变化曲线X如图所示,若在t1时刻改变一个条件,曲线X变为曲线Y或曲线Z。
则:
①变为曲线Y改变的条件是____________________________________________。
变为曲线Z改变的条件是____________________________________________。
②若t2时降低温度,t3时达到平衡,请在图中画出曲线X在t2~t4内[N2]的变化曲线。
解析
(1)分析表中数据可知,对于反应Ⅰ和反应Ⅱ,温度升高时,K值减小,平衡逆向移动,故两个反应都是放热反应,焓变小于0。
将反应Ⅰ-反应Ⅱ×
3得反应Ⅲ,则ΔH3=ΔH1-3ΔH2=2ΔH2-3ΔH2=-ΔH2,因为ΔH2<
0,所以ΔH3>
0,反应Ⅲ是吸热反应。
(2)①v(NO)=
v(N2)=
×
=0.375mol·
min-1。
②单位时间内生成的N2越多,则活化分子越多,活化能越低,A错误;
增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子的浓度,活化分子的百分数不变,B错误;
单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时,说明正反应速率等于逆反应速率,反应已经达到平衡,C正确;
若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡,D正确。
(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡,φ(NO2)不变;
恒温恒容容器,再充入NO2气体,等效于增大压强,平衡正向移动,φ(NO2)变大。
(4)①曲线Y比曲线X先达到平衡,但平衡状态相同,改变的条件是加入催化剂;
曲线Z条件下,N2的浓度由2mol·
L-1瞬间增大到3mol·
L-1,容器体积应由3L减小到2L,改变的条件是:
将容器的体积快速压缩至2L。
②该反应是吸热反应,降低温度时,平衡逆向移动,[N2]在原有基础上逐渐减小,直到达到新的平衡。
答案
(1)吸热
(2)①0.375mol·
min-1 ②CD
(3)不变 变大
(4)①加入催化剂 将容器的体积快速压缩至2L
②图像如图
2.
(1)将0.05molSO2(g)和0.03molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中发生反应,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的能量变化如图所示,在一定条件下达到平衡,测得[SO3]=0.04mol·
L-1,则该条件下反应的平衡常数K为________,若温度升高,K将________(填“增大”或“减小”)。
(2)600℃时,在1L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。
据图判断:
①0~10min,v(O2)=________。
②10min到15min内曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a.使用了催化剂b.缩小容器体积
c.降低温度d.增加SO3的物质的量
答案
(1)1600L·
mol-1 减小
(2)①0.0005mol·
min-1 ②ab
考点指导3 平衡图表题综合应用
典例3
甲醇是重要的化工原料,又可做为燃料。
利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-58kJ/mol
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可以用来计算化学反应热。
即化学反应热:
ΔH=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和。
已知四种物质的标准生成热如下表:
物质
CO
CO2
H2
CH3OH(g)
标准生成
热(kJ/mol)
-110.52
-393.51
-201.25
A.计算ΔH1=________kJ/mol B.ΔH3________0(填“=”“<
”或“>
”)
(2)由甲醇在一定条件下制备甲醚。
一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:
2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)。
实验数据见下表:
容器
编号
温度
(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
a
387
0.20
0.080
b
c
207
0.090
下列说法正确的是________。
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器a中的CH3OH体积分数比容器b中的小
C.容器a中反应到达平衡所需时间比容器c中的长
D.若起始时向容器a中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,则反应将向正反应方向进行
(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。
①α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”),其原因是____________________________________________。
②图中p1、p2、p3的大小关系为________,其判断理由是
(4)甲醇可以制成燃料电池,与合成气制成燃料电池相比优点是________;
若以硫酸作为电解质其负极反应为
解析
(1)利用标准生成热可计算反应的焓变ΔH1=(-201.25)-[(-110.52)-2×
0]kJ/mol=-90.73kJ/mol;
利用盖斯定律Ⅱ-Ⅰ即可得到Ⅲ,所以ΔH3=ΔH2-ΔH1=-58kJ/mol-(-90.73kJ/mol)=32.73kJ/mol>
0。
(2)容器a、c中CH3OH的物质的量相同,而容器a的温度比容器c高,平衡时CH3OCH3的物质的量:
a<
c,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,A项正确;
比较容器a、b中数据,温度不变,初始量成倍数,而该反应是气体体积不变的反应,初始量加倍相当于加压,平衡不移动,故达到平衡时,容器a中的CH3OH体积分数与容器b中的相等;
容器a比容器c温度高,反应快,达到平衡所需时间短,C项错误;
利用容器a中的数据可求得该温度下的化学平衡常数K=4,然后通过比较选项D中数据计算出的浓度熵Qc=0.67<
K,所以反应将向正反应方向进行,D项正确。
(3)①由图像可知α(CO)值随温度升高而减小,可通过温度升高对反应Ⅰ和反应Ⅲ的影响进行分析,升高温度时,反应Ⅰ为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;
反应Ⅲ为吸热反应,平衡向右移动,CO产生的量也增大;
总结果,随温度升高,使CO的转化率降低。
②相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,从而引起CO的转化率增大,所以增大压强有利于CO的转化率升高,故压强:
p1<
p2<
p3。
(4)甲醇可以制成燃料电池,与合成气制成燃料电池相比优点是装置简单,减小了电池的体积。
若以硫酸作为电解质其负极区CH3OH失去电子生成CO2,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+。
答案
(1)-90.73 >
(2)AD
(3)①减小 升高温度时,反应Ⅰ为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;
总结果,随温度升高,使CO的转化率降低
②p3>p2>p1 相同温度下,由于反应Ⅰ为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;
而反应Ⅲ为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响;
故增大压强,CO的转化率升高
(4)装置简单,减小了电池的体积 CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+
3.废物回收及污染处理图像
(1)一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。
反应为
2CO(g)+SO2(g)
2CO2(g)+S(l)
ΔH=-270kJ·
mol-1
①其他条件相同、催化剂不同,SO2的转化率随反应温度的变化如图1,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择Fe2O3的主要优点是:
②某科研小组用Fe2O3作催化剂。
在380℃时,分别研究了[n(CO)∶n(SO2)]为1∶1、3∶1时SO2转化率的变化情况(图2)。
则图2中表示n(CO)∶n(SO2)=3∶1的变化曲线为________。
(2)目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如下图1,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式:
____________________________
②为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是___________________________
答案
(1)①Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的SO2转化率,从而节约能源 ②a
(2)①6NO+3O2+2C2H4
3N2+4CO2+4H2O
②350℃、负载率3.0%
课堂总结
“断平衡图像”认知模型构建
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 版高考化学大一轮复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 学案六 化学速率平衡图表分析与数据 高考 化学 一轮 复习 化学反应 方向 限度 速率 平衡 图表 分析 数据
链接地址:https://www.bingdoc.com/p-8590427.html
文档标签
- 版高考化学大一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率学案六
- 图表数据分析与处理初三化学图表数据
- 第六章学习的迁移与学习策略分析第六学习
- 快速恢复格式化数据
- 第九章学案44化学反应速率化学平衡图象第九
- 大一轮化学复习导学案42化学反应的方向和限度一轮化学
- 高考化学一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率第2节
- 鲁科版化学高考一轮复习第6章第1节化学反应的热效应鲁科版
- 一轮化学反应方向限度
- 鲁科版第一章第一节化学反应
- 学年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第四节
- 高中化学化学反应方向教学
- 化学反应方向
- 化学反应方向限度速率
- 鲁科版化学选修4第二章第2节化学反应的限度教案鲁科版化学
- 高考化学一轮复习走进化学科学教案鲁科版必修1高考