专题七 微专题突破七 化学反应速率和化学平衡的图像-【红对勾】2023版新高考化学二轮复习讲与练(不定项版)

第一部分 专题七 化学反应速率和化学平衡 ②T K时,若测得k正=1×103 mol-2·L2· s-1,则 T 900 K(填“>”“=”或 “<”)。 (3)小组同学进一步发现k正 与反应活化能 (Ea)的关系为k正=Ae- Ea RT(A 为反应的特征 常数,称为指前因子;R 为气体常数,约为8.3 J·mol-1·K-1;T 为热力学温度,单位为K)。 ①若该反应在1 000 K 时速率常数k正 = 2.5×104 mol-2·L2·s-1,则该反应的活化 能Ea= kJ·mol-1(结果保留一位小 数,已知ln 10≈2.3)。 ②欲降低该反应的活化能,可采取的可行措 施是 。 速率常数及与化学平衡常数的关系 (1)假设 基 元 反 应 (能 够 一 步 完 成 的 反 应 )为 aA(g)+bB(g)􀪅􀪅cC(g)+dD(g),其速率可表示为 v=k·ca(A)·cb(B),式中的k 称为速率常数,它表 示单位浓度下的化学反应速率,与浓度无关,但受温 度、催化剂、固体表面积等因素的影响,通常反应速率 常数越大,反应进行得越快。 不同反应有不同的速率 常数。 (2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基 元 反 应aA(g)+bB(g)􀜩􀜨􀜑 cC(g)+ dD(g),v正=k正 ·ca(A)·cb(B),v逆=k逆 ·cc(C)· cd(D),平衡常数 K= cc(C)·cd(D) ca(A)·cb(B)= k正 ·v逆 k逆 ·v正 ,反应 达到平衡时v正=v逆 ,故K= k正 k逆 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 化学反应速率和化学平衡的图像 1.化学平衡的三种常规图像 对于反应 mA(g)+nB(g)􀜩􀜨􀜑 pC(g)+ qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0。 (1)速率—时间图 t1 时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增 大,然后逐渐减小,而逆反应速率逐渐增大;t2 时升高温度,对任何反应,正反应和逆反应速 率均增大,吸热反应的正反应速率增大较快; t3 时减小压强,正反应速率和逆反应速率均 减小;t4 时使用催化剂,正反应速率和逆反应 速率均瞬间增大。 (2)转化率(或含量)—时间图 甲表示压强对反应物转化率的影响,对于气 体反应物化学计量数之和大于气体生成物化 学计量数之和的反应,压强越大,反应物的转 化率越大;乙表示温度对反应物转化率的影 响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化 率越大;丙表示催化剂对反应物转化率的影 响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变 平衡时反应物的转化率。 (3)恒压(温)线 分析时可作一条平行于纵轴的虚线,即为等 压线或等温线,然后分析另一条件变化对该 反应的影响。 2.化学平衡的条件、趋势图像 (1)控制最佳反应条件图像 ①投料比:理论上按方程式计量数之比投料, 反应物的转化率最大。 如2SO2(g)+O2(g)􀜩􀜨􀜑 2SO3(g) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 065 讲与练 高三二轮·化学(不定项版) n(SO2) n(O2) =2︰1时,SO2、O2 转化率最大。 增大一种反应物浓度可以提高另一种反应物 的转化率,但本身转化率降低。 ②温度:讨论温度对速率、转化率、催化剂活 性的影响,特别是催化剂的活性。 ③压强:讨论压强对速率、转化率、设备的 要求。 ④催化剂:注意催化剂的选择性、高效性及催 化活性受温度等影响。 总之,利用图像找出最佳投料比、温度、压强、 催化剂。 (2)解答图像曲线中变化趋势 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂, 可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸。在不 同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速 率如下图所示。 250~300 ℃时温度升高,乙酸的生成速率降 低,原因是催化剂的催化效果降低。在250 ℃ 以前,温度升高,乙酸的生成速率增大,原因 是催化剂的催化效果升高。 3.解题流程 紧扣 特征 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋弄清可逆反应的特点:①ΔH 大于零还是 小于零;② 正反应是气体体积增大、减小 还是不变的反应;③ 有无固体、纯液体物 质参与反应 先