2023届高考化学二轮总复习广西专版课件 第一部分 专题整合高频突破 专题一 基本概念和基本原理 第5讲 化学反应速率与化学平衡

这是一份2023届高考化学二轮总复习广西专版课件 第一部分 专题整合高频突破 专题一 基本概念和基本原理 第5讲 化学反应速率与化学平衡，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，考情分析•备考定向，高频考点•探究突破，新题演练•能力迁移，专题知识脉络，能力目标解读，热点考题诠释，③恒温恒压时等内容，欢迎下载使用。
学科素养练 ——根据图像选择最佳反应条件
1.(2022广东卷)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g) BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)。
A.该反应的ΔH0,A项错误;因为正反应ΔH>0,随温度的升高n(H2O)应呈现增大趋势,且n(H2O)增大幅度应与n(H2)减小幅度相当,由题图a走势可知,B项错误;向恒容密闭容器中充入惰性气体,由于容器容积不变,各组分的浓度不发生变化,正、逆反应速率不变,因此平衡不发生移动,C项正确;BaSO4为固体,向平衡体系中加入固体,平衡不发生移动,氢气的平衡转化率不变,D项错误。
2.(2022湖南卷,改编)向容积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 ml X和1 ml Y发生反应:2X(g)+Y(g) Z(g)　ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)。
A.ΔH>0B.气体的总物质的量:na>ncC.a点平衡常数:K>12D.反应速率:va正c　b=c>d　(3)60%解析:Ⅰ.(1)NO在反应1中作反应物、反应2中作生成物,所以NO是催化剂。(2)根据图知,反应2中反应物是O、NO2,生成物是NO和O2;根据盖斯定律可知,总反应-反应1可得反应2:O(g)+NO2(g) ══ O2(g)+NO(g)　ΔH=(-143+200.2)kJ·ml-1=+57.2 kJ·ml-1。
Ⅲ.(1)当反应物的物质的量之比等于其化学计量数之比时,生成物的含量最大,b点时氮气含量最大,则加入的CO、NO的物质的量之比为1∶1,根据原子守恒知,b点平衡体系中C、N原子个数之比为1∶1。(2)同一温度下,n(CO)∶n(NO)越大,CO的转化率越小,a、b、c三点n(CO)∶n(NO)的大小关系为a0Ⅲ.CO(g)+H2O(l) CO2(g)+H2(g)　ΔH0
工业生产中测得不同温度下各组分的体积分数及二甲醚转化率的关系如图所示:
你认为反应控制的最佳温度应为　　　　。 A.300~350 ℃　　　　B.350~400 ℃C.400~450 ℃ D.450~500 ℃
答案:C解析:由图1可看出在T>400 ℃时,二甲醚的体积分数很小,而H2的体积分数较大,CO2、CO的体积分数较小且变化趋势不再明显,再由图2可看出T为450 ℃时,二甲醚的转化率已达到很高,继续升高温度变化不明显,则综合图1、图2和现实生产中的成本,温度应控制在400~450 ℃最合适。
2.(2022山东四县区高三过程性测试)将CO2转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳的排放。在催化剂作用下CO2甲烷化分两步完成。
在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和CH4选择性随温度的变化如图所示。
对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是　　　　　　　,该催化剂使用的合适温度为　　　　　　　　　。 
答案:Ni-CeO2　320 ℃解析:由图可知,Ni-CeO2作催化剂时,CO2的转化率大、CH4的选择性高,所以工业上应选择的催化剂是Ni-CeO2;320 ℃时CO2的转化率最大,CH4的选择性高,此时Ni-CeO2的催化效果最好,所以Ni-CeO2使用的合适温度是320 ℃。
3.乙酸是生活中常见的一种有机物,由乙酸制氢具有重要环保意义。热裂解反应:CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+213.7 kJ·ml-1脱羧反应:CH3COOH(g) CH4(g)+CO2(g)　ΔH=-33.5 kJ·ml-1(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢气,选择的压强为　　　　(填“高压”或“常压”)。 其中温度与气体产率的关系如图:①约650 ℃之前,脱羧反应活化能低反应速率快,故氢气产率低于甲烷; 650 ℃之后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高后,热裂解反应速率加快,同时 　 ; 
②保持其他条件不变,在乙酸蒸气中掺杂一定量的水蒸气,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示:　　 　　　　　　　。 
(3)若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为T K时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱羧反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为　　　　(计算结果保留1位小数);脱羧反应的平衡常数Kp为　　　　(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。 
答案:(1)2CO(g)+2H2(g) CH4(g)+CO2(g)ΔH=-247.2 kJ·ml-1(2)常压　①热裂解反应正向移动,而脱羧反应逆向移动　②CO+H2O H2+CO2(3)9.1%　0.8p
解析:(1)由盖斯定律可知:①热裂解反应CH3COOH(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+213.7 kJ·ml-1,②脱羧反应CH3COOH(g) CH4(g)+CO2(g)ΔH=-33.5 kJ·ml-1,②-①得CO与H2甲烷化的热化学方程式为2CO(g)+2H2(g) CH4(g)+CO2(g)　ΔH=-247.2 kJ·ml-1。
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢气,CH3COOH(g) 2CO(g)+2H2(g),正反应为气体体积增大的反应,故选择的压强为常压。①热裂解反应CH3COOH(g) 2CO(g)+2H2(g)是吸热反应,温度升高热裂解反应向正反应方向移动;脱羧反应CH3COOH(g) CH4(g)+CO2(g)是放热反应,温度升高脱羧反应向逆反应方向移动。650 ℃之后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高,热裂解反应速率加快,同时热裂解反应正向移动,而脱羧反应逆向移动。②CO能与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气,在乙酸蒸气中掺杂一定量水蒸气,氢气产率显著提高而CO的产率下降,CO+H2O H2+CO2。
(3)设乙酸的起始物质的量为1 ml。热裂解反应CH3COOH(g) 2CO(g)+2H2(g)开始/ml　100变化/ml　0.20.40.4平衡/ml　0.80.40.4脱羧反应CH3COOH(g) CH4(g)+CO2(g)开始/ml　0.800变化/ml　0.60.60.6平衡/ml　0.20.60.6
1.在一固定容积的密闭容器中,充入2 ml CO2和1 ml H2发生如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如表:
关于该反应的说法不正确的是(　　)。A.ΔH>0B.830 ℃时反应达到平衡,CO2气体的转化率为33.3%C.1 000 ℃,当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,该反应向正反应方向进行D.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:v逆0,故A正确;830 ℃时反应达到平衡,平衡常数为1.0,设反应的CO2的物质的量为x ml,可列出“三段式”为(单位为ml)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)开始　2　　　1　　　　　0　　　0变化x xx x平衡2-x1-xx x
2.(2022河北高三过程纵向评价)如图表示生成几种氯化物反应的自由能变化ΔG随温度变化情况。若在图示温度范围内焓变ΔH和熵变ΔS不变,且 ,其中R为常数,T为温度。下列说法错误的是(　　)。
A.反应①在温度为a时的平衡常数Kp为1B.反应②的平衡常数随温度升高而减小C.图示温度范围内,反应③是自发进行的D.任何温度下均可用H2还原SiCl4制备Si
3.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,实验室中可由NO与Cl2反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)。(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K1、K2、K3之间的关系为　 。 
(2)300 ℃时,在恒容密闭容器中发生反应:2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)(k为速率常数,只与温度有关),测得正反应速率与浓度的关系如表所示:
n=　　　　,k=　 。 
(3)在1 L恒容密闭容器中充入2 ml NO(g)和1 ml Cl2(g),在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示:
①反应开始到10 min时,NO的平均反应速率v(NO)=　　　ml·L-1·min-1。 ②T2时该反应的平衡常数K为　 。 ③T2时Cl2的平衡转化率为　　　　。 
(4)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)=2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示。①该反应的ΔH　　　　(填“>”“