适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习专题7化学反应速率与化学平衡课件

这是一份适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习专题7化学反应速率与化学平衡课件，共60页。PPT课件主要包含了高考命题分析，答案C，答案B，p1p2p3，33%，KBKAKC，02MPa，2恒温线图像，答案A，ΔT-t的变化曲线等内容，欢迎下载使用。
(1)化学反应速率及影响因素:河北卷(2022、2021),辽宁卷(2022、2021),广东卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),北京卷(2022、2021),海南卷(2022、2021)(2)化学平衡的移动及分析:山东卷(2023、2022、2021、2020),湖南卷(2023、2022、2021),湖北卷(2022、2021),广东卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),天津卷(2021)
(3)化学平衡常数和转化率:湖北卷(2023),山东卷(2023、2022、2021、2020),湖南卷(2023、2022、2021),广东卷(2022、2021),海南卷(2022、2021),河北卷(2022、2021),天津卷(2021、2020),重庆卷(2022、2021),北京卷(2021、2020),全国新课标卷(2023)(4)化学反应速率和平衡图像:湖北卷(2023),广东卷(2022、2021),湖南卷(2023、2022、2021),河北卷(2022、2021),辽宁卷(2022、2021),山东卷(2022、2021、2020),海南卷(2022、2021),江苏卷(2022、2021),北京卷(2022、2021),天津卷(2021),全国新课标卷(2023)
考点1化学反应速率及影响因素
要点1化学反应速率及影响因素课标指引:1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法;能进行化学反应速率的简单计算。　2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
1.计算化学反应速率的两种方法 注意单位的规范书写(1)依据定义式计算:依据“ ”计算时一定要注意容器的容积或溶液的体积,不能盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算。(2)根据比例关系计算:对于反应“mA(g)+nB(g) ══ pC(g)+qD(g)”,不同物质的化学反应速率与化学计量数的关系:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。

2.外界条件对化学反应速率的影响及结果
微点拨“惰性气体”(非反应气体)对化学反应速率的影响
要点2化学反应速率常数及应用课标指引:1.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。　2.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。1.速率常数(k)(1)速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 ml·L-1时的反应速率。(2)在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。(3)速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数不同,温度相同,速率常数(k)相同。
浓度、压强不影响速率常数(k)
2.速率方程对于基元反应:aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g),则v(正)=k(正)ca(A)·cb(B)[其中k(正)为正反应的速率常数],v(逆)=k(逆)cg(G)·ch(H)[其中k(逆)为逆反应的速率常数]。
易错辨析1.升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大。(　)2.碳酸钙与盐酸反应的过程中,再增加CaCO3固体,可以加快反应速率。(　)3.增大反应体系的压强,反应速率一定增大。(　　)4.对于反应2H2O2 ══ 2H2O+O2↑,加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率。(　　)
升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,但增大的程度不同。
固体或纯液体物质量的改变,不影响化学反应速率。
在恒容情况下,在化学反应体系中加入不参与反应的气体,压强增大,而化学反应速率不变。
加入MnO2能加快O2的生成速率,降低温度会减慢O2的生成速率。
命题点1化学反应速率及计算典例1　(2022·辽宁卷,12)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 ml X发生反应:2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据如下表:
下列说法错误的是(　　)A.1 min时,Z的浓度大于0.20 ml·L-1B.2 min时,加入0.20 ml Z,此时v正(Z)v(1~2 min),故1 min时Z的浓度大于0.20 ml·L-1,A正确。4 min时生成Z的浓度为c(Z)=0.15 ml·L-1·min-1×4 min=0.60 ml·L-1,6 min时生成Z的浓度为c(Z)=0.10 ml·L-1·min-1×6 min=0.60 ml·L-1,说明该反应在4 min时已达到平衡状态,此时平衡常数K=c(Y)·c2(Z)=0.30×0.602=0.108;2 min时,c(Y)=0.20 ml·L-1, c(Z)=0.40 ml·L-1,加入0.20 ml Z,此时浓度商Q=c(Y)·c2(Z)=0.20×0.602=0.072v逆(Z),B错误。X是固体,生成Y(g)和Z(g)的物质的量之比始终为1∶2,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确。5 min时反应处于平衡状态,此时生成0.60 ml Z同时消耗0.60 ml X,故此时X的物质的量为2.0 ml-0.60 ml=1.4 ml,D正确。
思路剖析解答本题的思路如下:
变式演练(2023·辽宁抚顺六校联考)一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O5 4NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
下列说法正确的是(　　)A.600~1 200 s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4 ml·L-1·s-1B.反应2 220 s时,放出的O2体积为11.8 L(标准状况)C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推测上表中的x为3 930
解析 在600~1 200 s内,Δc(N2O5)=(0.96-0.66) ml·L-1=0.3 ml·L-1,结合反应可知,该时间段内Δc(NO2)=2×0.3 ml·L-1=0.6 ml·L-1,故v(NO2)= =1.0×10-3 ml·L-1·s-1,A错误;反应2 220 s时,Δc(N2O5)=(1.40-0.35) ml·L-1 =1.05 ml·L-1,Δn(N2O5)=1.05 ml·L-1×0.1 L=0.105 ml,推知生成0.052 5 ml O2,在标准状况下的体积为0.052 5 ml×22.4 L·ml-1=1.176 L,B错误;反应达到平衡时,v(正)=v(逆),用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,则有2v正(N2O5)=v逆(NO2),C错误;该反应经过1 110 s(600~1 710 s,1 710~2 820 s)c(N2O5)变为原来的 ,c(N2O5)由0.24 ml·L-1变为0.12 ml·L-1时,仍用时1 110 s,推测上表中的x为2 820+1 110=3 930,D正确。
命题点2影响化学反应速率的因素典例2　(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ对反应X ―→ 2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(　　)
A.无催化剂时,反应不能进行B.与催化剂Ⅰ相比,催化剂Ⅱ使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 ml·L-1·min-1
解析 无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也在进行,A错误;催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,反应更快,B错误;使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min内Y的浓度变化2.0 ml·L-1,a曲线表示的X的浓度变化2.0 ml·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,故a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化,C错误;使用催化剂Ⅰ时,在0~2 min内,Y的浓度变化4.0 ml·L-1,则v(Y)=2.0 ml·L-1·min-1,则有v(X)= v(Y)= ×2.0 ml·L-1·min-1=1.0 ml·L-1·min-1,D正确。
变式演练(2023·辽宁省教研联盟一模)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图,已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期。下列说法错误的是(　　)
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大C.条件①,反应速率为0.012 ml·L-1·min-1D.条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L-1时,半衰期为62.5 min
解析 对比曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故反应速率越大,A正确;对比曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,说明反应速率相等,故反应速率与降冰片烯浓度无关,B错误;条件①中Δc为3.0 ml·L-1,时间为
【思维建模】利用“变量控制法”分析外界条件对化学反应速率的影响
命题点3速率常数(k)及其应用典例3　(2022·河北卷,13改编)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①X Y;②Y Z。反应①的速率v1=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的ln k- 曲线。下列说法正确的是(　　)
A.随c(X)的减小,反应①、②的速率均降低B.c(Y)达到最大值之前,体系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间D.温度低于T1时,总反应速率由反应①决定
解析 随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)逐渐增大,故反应①的速率随c(X)的减小而减小,而反应②的速率先增大后减小,A错误;在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内Δc(X)=Δc(Y)+Δc(Z),根据速率之比等于单位时间内各物质的浓度变化之比,则有v(X)=v(Y)+v(Z),B正确;由题图可知,随着增大(即T减小),k1、k2均减小,但k2减小幅度大于k1,即k2受温度影响较大,欲提高Y的产率,应使v1>v2,故应降低温度,C错误;由题图乙信息可知,降低温度,当温度低于T1时,k1>k2,v2减慢程度大,故总反应速率由反应②决定,D错误。
变式演练(2023·河北唐山一模)室温下,气体M、N、P、Q之间存在如下转化关系:①M N+P;②M N+Q,反应①的速率可表示为v1=k1c(M),反应②的速率可表示为v2=k2c(M)(k1、k2为速率常数),在容积为10 L的密闭容器中,反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变化如下表所示:
下列说法正确的是(　　)A.0~3 min时间段内,Q的平均反应速率为0.15 ml·L-1·min-1B.反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变C.平衡时M生成Q的转化率为36%D.反应①的活化能比反应②的活化能低
解析 0~3 min内,Δn(M)=0.60 ml、Δn(P)=0.15 ml,则反应生成的n(Q)=0.60 ml-0.15 ml=0.45 ml,则Q的平均反应速率为 =0.015 ml·L-1·min-1,A错误;反应开始后,体系中P和Q的浓度变化量之比Δc(P)∶Δc(Q)=tv1∶tv2=k1c(M)∶k2c(M)=k1∶k2,由于k1、k2为定值,故反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变,B正确;由题表格数据可知,4 min反应达到平衡时,Δn(M)=0.64 ml、Δn(P)=0.16 ml,则反应生成的Q的物质的量为0.64 ml-0.16 ml=0.48 ml,故M生成Q的转化率为 ×100% =48%,C错误;反应①的反应速率慢于反应②,反应速率越快,活化能越小,则反应①的活化能比反应②的活化能高,D错误。
练真题·明考向1.(2022·浙江6月选考卷)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是(　　)
A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 ml·L-1·min-1B.实验②,60 min时处于平衡状态,x≠0.40C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
率,不影响化学平衡常数,实验③中氨气初始浓度与实验①相同,则实验③和①达到平衡时氨气浓度均为4.00×10-4 ml·L-1,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,故实验②中60 min时处于平衡状态,xc>aC.c点时,每消耗3 ml Y的同时,消耗2 ml ZD.若将容器容积扩大为原来的2倍,则c点对应温度下的α(X)增大
解析 a点X的转化率为30%,反应消耗0.3 ml X,同时生成0.6 ml Z,则有v(Z)= =0.06 ml·L-1·min-1,A错误;由题图可知,a、b两点10 min时未达到平衡,c点10 min时达到平衡,而温度越高,正、逆反应速率越快,故a、b、c点对应的v逆(Y)大小关系:c>b>a,B错误;c点时达到平衡,消耗3 ml Y的同时消耗2 ml Z,即正、逆反应速率相等,C正确;该反应的正反应是气体体积减小的反应,若将容器容积扩大为原来的2倍,即减小容器压强,平衡逆向移动,α(X)减小,故c点对应温度下的α(X)减小,D错误。
练预测·押考向6.某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素,进行下列实验。
下列说法不正确的是(　　)A.上述实验不能说明Na比Mg的金属活动性强B.上述实验能说明相同温度下,金属Na与酸反应比金属Mg与酸反应的速率慢C.金属Na、Mg与盐酸反应的速率与反应物的接触面积等因素有关D.向实验1所得溶液中通入HCl气体,会继续析出白色沉淀
解析 钠表面生成了白色固体,阻碍了钠和酸的反应,上述实验不能说明Na比Mg的金属活动性强,A正确;上述实验现象受浓盐酸与钠反应的影响,生成NaCl覆盖在钠的表面,影响反应速率,不能说明相同温度下,金属Na与酸反应比金属Mg与酸反应的速率慢,但可以说明反应的速率与反应物的性质、反应物的接触面积等因素有关,B错误、C正确;向实验1所得溶液中通入HCl气体,氯离子浓度增大,会继续析出白色沉淀,D正确。
7.已知反-2-丁烯转化为顺-2-丁烯反应如下,ln k=ln A- ,ln k(正)和ln k(逆)随温度变化的曲线如图。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为位置异构体B.温度变化对k(正)的影响程度小于对k(逆)的影响程度C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
解析 反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为顺反异构体,A错误;由题图可知,ln k(正)的斜率更大,受温度影响更大,温度变化对k(正)的影响程度大于对k(逆)的影响程度,B错误;题图中曲线的斜率代表活化能,正反应的斜率更大,活化能更大,C正确;正反应的活化能更大,则反应为吸热反应,则生成物具有的总能量大于反应物具有的总能量,故反-2-丁烯比顺-2-丁烯稳定,D错误。
8.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7,草酸(H2C2O4)能将其中的 转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表。
测得实验①和②溶液中的 浓度随时间变化关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.上述反应后草酸被氧化为CO2B.实验③中a和b如果是20和20,则反应速率③>②C.由曲线①可知,0~t1时间段反应速率v(Cr3+)= ml·L-1·min-1D.实验①和②的结果表明,其他条件相同时,pH越小,该反应速率越快
解析 H2C2O4中C元素为+3价,则被氧化后为+4价,生成CO2,A正确;实验③中a和b如果是20和20,则实验③中所用草酸浓度较大,反应速率更快,B正确;
考点2化学平衡及影响因素
要点1化学平衡状态与平衡移动课标指引:1.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。　2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
1.判断化学平衡状态的方法
2.判断化学平衡移动方向的方法(1)依据勒夏特列原理判断 前提条件是可逆反应达到化学平衡状态通过比较改变外界条件时,平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
(2)根据离子积(Q)与平衡常数(K)的大小判断平衡移动的方向
要点2化工生产中反应条件的选择课标指引:1.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。　2.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
1.化工生产中反应条件的选择方法(1)从化学平衡移动分析,既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性。(2)从原料的利用率分析,增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本。(3)从实际生产能力分析,如设备承受高温、高压能力等,注意催化剂的活性对温度的限制。
2.优化和选择化工生产的反应条件
易错辨析1.增大反应物的量平衡一定会正向移动。(　　)2.对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅。(　　)3.升高温度,化学平衡向吸热反应方向发生移动。(　　)
若反应物是固体或纯液体,增大反应物的量,对化学平衡无影响。
混合气体的颜色先变深再逐渐变浅。
对于吸热反应,升高温度,平衡正向移动。
4.工业合成氨的反应是ΔH