2018年高三化学化学反应的方向、限度与速率章末总结鲁科版选修4

1 第二章第二章化学反应的方向、限度于速率化学反应的方向、限度于速率 知识网络 综合应用综合应用 探究点一化学反应速率探究点一化学反应速率 （1）化学反应速率的计算公式为 v△c/△t，在同一反应中选用不同的物质表示反应的速 率，其数值不同但意义相同， 都表示了同一反应的进行的快慢， 化学反应中各物质的速率之 比计量系数之比。 （2）外界条件对反应速率的影响①浓度增加反应物的浓度，单位体 积内发生反应的分子数增加，有效碰撞次数增加， 反应速率加快（对于固体、纯液体可视为 常数） ；②压强对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快。对于固体、液体来说， 2 1 压强的影响可忽略不计， 即压强的影响等效于浓度。 对于反应前后体积不变的反应， 改变压 强时，v（正）和 v（逆）会等程度的改变，化学平衡不移动；对于体积可变的反应，方程 式中气态物质计量数大的一侧其反应速率受压强的影响大； ③温度升高温度速率加快； ④ 催化剂可以加快反应速率. 例 1、一定条件下，溶液的酸碱性对 TiO2光催化染料 R 降解反应的影响如下图所示。下 列判断正确的是 A．在 0～50 min 之间，pH＝2 和 pH＝7 时 R 的降解百分率相等 B．溶液酸性越强，R 的降解速率越小 C．R 的起始浓度越小，降解速率越大 D．在 20～25 min 之间，pH＝10 时 R 的平均降解速率为 0.04 molL min 【答案】A 【解析】A 项，从图中看，在0～50 min 之间，pH＝2 和 pH＝7 时，反应物 R 都能完全反 应，降解百分率都是100，正确；B 项，从图中看，pH 越小cR变化的斜率越大，即酸 性越强，单位时间内降解速率越快，错；C 项，一般来说，反应物的浓度越大，反应速 率越大，R 的起始浓度小，其降解的速率小，错；D 项，20～25 min 之间，pH＝10 时 R 0.210molL －6－1－1 的平均降解速率为＝410molL min ，错。 5 min 探究点二平衡常数与转化率的计算探究点二平衡常数与转化率的计算 1平衡常数 K 只与温度有关，且 K 值表达式中的浓度为平衡时的浓度。 2平衡转化率平衡时物质的物质的量 （或浓度） /起始时物质的物质的量 （或浓度） *100 例 2、某温度下，H2g＋CO2g 9 H2Og＋COg的平衡常数 K＝ 。该温度下在 4 －4－1 －1－1 甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2g和 CO2g，其起始浓度如下表所示。 2 1 起始浓度 cH2/mol/L cCO2/mol/L 下列判断不正确的是 ．．． A. 平衡时，乙中 CO2的转化率大于 60 甲 0.010 0.010 乙 0.020 0.010 丙 0.020 0.020 B. 平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是 60 C.平衡时，丙中 cCO2是甲中的 2 倍，是 0.012 mol/L D.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢 【答案】C （0.010 x）9 【解析】设甲容器中氢气和二氧化碳的转化率为 x，则有 2＝ ，解得 （0.010－0.010 x）4 x＝60。乙容器在甲容器的基础上 cH2增大了一倍，故乙中 CO2的转化率大于 60，A 项正确； 丙容器中 H2和 CO2的浓度是甲容器中 H2和 CO2的浓度的 2 倍，但所给反应是反应 前后气体分子数不变的反应，因此甲和丙属于等效平衡，故平衡时，甲中和丙中H2的转 化率均是 60，B 项正确；平衡时，甲中cCO2是 0.040 mol/L，丙中 cCO2是甲中的 2 倍，是 0.080mol/L, 故 C 项错误；在其他条件相同的情况下， 浓度越大，反应速率越大， 所以反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢，故D 项正确。 探究点三化学反应速率、化学平衡的图象题型的解法探究点三化学反应速率、化学平衡的图象题型的解法 解答化学平衡图像题必须抓住化学方程式及图像的特点。分析图形的关键是在于对 “数”，“形”，“义”，“性” 的综合思考，其重点是弄清“四点”（起点，交点， 转折点，终点）及各条线段的化学含义，分析曲线的走向，发现图像隐含条件，找出解 题的突破口。 例例 3 3、、电镀废液中 Cr2O7可通过下列反应转化成铬黄PbCrO4 Cr2O7aq＋2Pb aq＋H2Ol 2－2＋ 2－ 2 2PbCrO4s＋2H aqΔH”或“”。实 际生产条件控制在 250℃、1.310 kPa 左右，选择此压强的理由是____。 4 8 【答案】13NO2＋2H2O2HNO3＋NO6.722－41.8b或 2.673＜在该压 3 强下，CO 的转化率已经很高，若再增大压强，CO 的转化率提高不大，而生产成本增加， 得不偿失 【解析】本题以实际工业生产为载体，考查了热化学方程式的书写、盖斯定律、化学平 衡移动、 平衡常数的计算等知识。 1分析题意， NO2与水反应的方程式是 3NO2＋2H2O2HNO3 催化剂 ＋NO。反应 6NO2＋8NH3 → 7N2＋12H2O，当有 6 mol NO 发生反应时，转移 24 mol 电 △ 子，当转移1.2 mol 电子时，消耗NO2的体积为 6.72L。2根据盖斯定律，该反应的Δ H ＝－41.8 kJmol 。分析反应 NO2＋SO2 －1 SO3＋NO，为体积不变的放热反应，所以 体系的压强不变，不能判断反应是否达到平衡；当混合气体的颜色不发生变化，说明 NO2 的浓度不再发生变化，处于平衡状态；因为只要反应，生成 SO3和 NO 的物质的量就相等， c 项错误；由于 d 项中的 SO3和 NO2为同方向，且计量数相等，不能够说明处于平衡状态。 设 NO2和 SO2的起始加入量分别为 1mol，2mol，容器体积 V，NO 转化的物质的量为 x，则 2 1 NO2g＋SO2gSO3g＋NOg 起始 1 2 0 0 转化 x x x x 平衡 1－x 2－x x x 0.80.8 VV81－x1c（NO）c（SO 3） 据题意有＝ ，则 x＝0.8mol。平衡常数 K＝＝＝ 。 2－x6c（SO2）c（NO2）1.20.23 VV 3分析图象，CO 的转化率随温度的升高而降低，所以该反应为放热反应。该反应为体 积缩小的反应，增大压强，有利于产物的生成，但在250 ℃时，CO 的转化率已经很高， 若增大压强，必然对设备材料要求更高。 2