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专题七 化学反应速率和化学平衡
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(新)高考二轮复习·化学
[思维导图]
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(新)高考二轮复习·化学
高考命题1 化学反应速率
对应学生用书P069
要点❶ 化学反应速率的计算
(1)根据图表中数据和定义计算:v(X)=,即v(X)==,计算时一定要注意容器或溶液的体积,不能忽视容器或溶液的体积V,盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算,同时还要注意单位及规范书写,还要根据要求注意有效数字的处理。
(2)根据化学方程式计算:对于反应“mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)”,有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
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要点❷ 外界条件对化学反应速率的影响
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要点❸ 正确理解影响化学反应速率的因素
(1)“惰性气体”对反应速率的影响
①恒容:充入“惰性气体”总压增大参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。
②恒压:充入“惰性气体”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。
(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响
在化学反应中,纯液体和固态物质的浓度为常数,故不能用纯液体、固态物质的浓度变化来表示反应速率,但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一,如煤粉由于表面积大,燃烧就比煤块快得多。
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③对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
④升高温度,v正和v逆都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。
⑤使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。
(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同
①当增大反应物浓度时,v正增大,v逆瞬间不变,随后也增大。
②增大压强,v正和v逆都增大,气体分子数减小的方向的反应速率变化程度大。
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要点❹ 速率常数
速率常数 含义 速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率
意义 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
速率方程 含义 一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以及其计量数为指数的幂的乘积成正比
速率方程 表达式 反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)
表达式: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)
反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),表达式:v正=k正·c2(NO2),v逆=k逆·c2(NO)·c(O2)
速率常数
与化学平
衡常数之
间的关系 推导 一定温度下,可逆反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),达到平衡状态时,v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),因平衡时v正=v逆,则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H)
关系 ==K
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题组❶ 化学反应速率计算和比较
1.[2022·海南化学]某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。
已知:CO2(g)+4H2(g) 2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图所示。
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(1)某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2,反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol。则CO2的转化率为 ,反应温度t约为 ℃。
答案:(1)50% 660.2(或660.1或660.3,其他答案酌情给分)
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解析:(1)温度t下,向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2,反应平衡后测得容器中n=0.05 mol,则CO2的转化率为×100%=50%。根据C元素守恒可知,CO2的平衡量为0.05 mol,CO2和H2是按化学计量数之比投料的,则H2的平衡量为0.2 mol,H2O(g)的平衡量是CH4(g)的2倍,则n(H2O)=0.1 mol,CO2(g)、H2(g)、H2O(g)、CH4(g)的平衡浓度分别为0.005 mol·L-1、0.02 mol·L-1、0.01 mol·L-1、0.005 mol·L-1,则该反应的平衡常数K==625,根据图中的信息可知,反应温度t约为660.2 ℃。
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(2)在相同条件下,CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应:CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g),