专题2 微专题3 化学反应速率、平衡分析与计算（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（苏教版2019）

专题2　化学反应速率与化学平衡 微专题3　化学反应速率、平衡分析与计算 命题热点1　化学反应速率和平衡的影响因素 1．一定条件下反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0，在某密闭容器中达到平衡。 增大 逆向移动 减小 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 增大 正向移动 减小 减小 正向移动 增大 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 不变 不移动 不变 增大 不移动 不变 不变 不移动 不变 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2.(1)对于H2O(g)＋CO(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g)反应达到平衡时，减小容积增大压强，v正____，v逆____，平衡__移动，H2O(g)的转化率____。 (2)对于N2＋3H2⥫⥬2NH3反应按N2、H2物质的量比1∶3充入密闭容器，反应达到平衡，N2、H2、NH3的物质的量比为1∶3∶1，若在恒温恒容条件再充入0.5 mol N2、1.5 mol H2、0.5 mol NH3，此时平衡向______方向移动，若是恒温恒压条件呢？______。上述两条件下N2的转化率如何改变？______________________________。 增大 增大 不 不变 正反应 不移动 恒温恒容时增大，恒温恒压时不变 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．对于恒容密闭容器中的反应：4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝Q kJ·mol－1 能 能 能 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 能 否 能 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 4.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)平衡正向移动，反应物转化率一定增大(　　　　) (2)若v正、v逆同时增大，平衡不发生移动(　　　　) (3)在恒温的容器中，减小容积，增大压强，平衡一定移动(　　　　) (4)向平衡体系中充入惰性气体，平衡一定不移动(　　　　) (5)对于2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)反应，当容器内气体密度不变时，反应达到平衡(　　　　) (6)对于C(s)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO(g)反应在恒温恒容时，当容器中气体密度不变时，说明反应达到平衡状态(　　　　) × × × × × √ 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题： (1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol－1 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 该催化重整反应的ΔH＝________________kJ·mol－1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____________(填标号)。 A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压 某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①由上表判断，催化剂X________________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是____________________________。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________________(填标号)。 A．K积、K消均增加 B．v积减小、v消增加 C．K积减小、K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_______________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)tm时，v正________________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)tm时v逆________________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是____________________________。 答案：(1)大于　(2)小于　tm时生成物浓度较低 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 外界条件对反应速率和化学平衡的影响思维流程 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生反应：2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)　ΔH。 (1)已知：CO的标准燃烧热ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1，N2(g)＋O2(g)⥫⥬2NO(g)　ΔH2＝180.5 kJ·mol－1。 则ΔH＝________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①以下说法正确的是________________(填标号)。 A．两种催化剂均能降低活化能，但ΔH不变 B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响 C．曲线 Ⅱ 对应的催化剂适用于450 ℃左右脱氮 D．曲线 Ⅱ 对应的催化剂脱氮率比曲线 Ⅰ 对应的催化剂高 ②若低于200 ℃，图中曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为____________________________；判断a点是否为对应温度下的平衡脱氮率，并说明其理由：____________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)－746.5 kJ·mol－1　(2)①AC　②温度较低时，催化剂的活性偏低　不是平衡脱氮率。因为该反应为放热反应，根据曲线 Ⅱ 可知，a点对应温度下的平衡脱氮率应该更高 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．(1)向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2，在适当催化剂作用下，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(l)＋H2O(l)。 下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________________(填标号)。 a．v(CO2)正＝3v(H2)逆 b．H2和CH3OH的质量之比不再变化 c．混合气体的密度保持不变 d．CO2气体体积分数保持不变 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)改变温度，使反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据如表所示： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①达到平衡时，反应 Ⅰ 、 Ⅱ 对比：平衡常数K( Ⅰ )________________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)K( Ⅱ )；平衡时气体的密度ρ( Ⅰ )________________ρ( Ⅱ )。 ②对反应 Ⅰ ，前20 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝________________mol·L－1·min－1。 答案：(1)bc　(2)①＞　＝　②0.012 5 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为2H2(g)＋CO(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH1＝－116 kJ·mol－1。 (1)下列措施中有利于提高2H2(g)＋CO(g)⥫⥬CH3OH(g)反应速率及原料平衡转化率的是________________(填标号)。 A．分离出CH3OH　　 B．升高温度 C．增大压强 D．加入合适的催化剂 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)在容积为2 L的恒容容器中，分别在230 ℃、250 ℃、270 ℃下，改变H2和CO的起始组成比[n(H2)/n(CO)]，起始时CO的物质的量固定为1 mol，实验结果如图所示： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①Z曲线对应的温度是________________，判断的依据是 ____________________________。 ②从图中可以得出的结论是(写两条) __________________、________________________________。 (3)利用图中a点对应的数据，计算Z曲线对应温度下反应2H2(g)＋CO(g)⥫⥬CH3OH(g)的平衡常数为________________；若在a点向容器中再充入1.5 mol CH3OH和0.5 mol H2，则原平衡________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)C　(2)①270 ℃　该反应是放热反应，温度越高平衡转化率越低，在n(H2)/n(CO)相同的条件下，Z曲线的CO的平衡转化率最低，故Z曲线对应的温度为270 ℃ ②相同温度下，CO的平衡转化率随n(H2)/n(CO)增大而增大　在n(H2)/n(CO)相同的条件下，温度越低，CO的平衡转化率越高或温度越高，CO的平衡转化率越低　(3)16　不 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 命题热点2　化学反应速率和化学平衡的有关计算 1．某温度下，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时c(H2)＝1 mol·L－1。请回答： (1)5 min内CO的平均反应速率为____________________。 (2)该反应的平衡常数表达式为_____________________，其值为__。 0.15 mol·L－1·min－1 3 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (3)CO、H2的转化率分别为______、______。 (4)平衡时，CH3OH(g)的体积分数为__________。 (5)若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)__(填“＞”“＜”或“＝”)v(逆)。此时平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，平衡常数为__。 75% 60% 37.5% ＞ 正反应 3 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (6)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率____(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数____。 (7)若升高温度，平衡常数减小，则该反应的ΔH__0(填“＞”或“＜”)。 增大 不变 ＜ 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S K1·K2＝1 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学平衡正向移动，反应物转化率和平衡常数均一定增大(　　　　) (2)升高温度，化学平衡常数一定增大(　　　　) (3)反应A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大(　　　　) (4)当某时刻的浓度商Qc＞K时，平衡向逆反应方向移动(　　　　) × × × √ 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S × × 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．(1)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min时，测得体系中pO2＝2.9 kPa，则此时的pN2O5＝________________ kPa，v＝________________ kPa·min－1。 ②若提高反应温度至35 ℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____________________________。 ③25 ℃时N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程： 第一步　N2O5⥫⥬NO2＋NO3　快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应 第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。 A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)①30.0　6.0×10－2　②大于　温度升高，体积不变，总压强增大；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，体系物质的量增加，总压强提高　③13.4　(2)AC 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．(2023·全国甲卷，节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题。 已知下列反应的热化学方程式： ①3O2(g)===2O3(g)　K1 ΔH1＝285 kJ·mol－1 ②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329 kJ·mol－1 反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝－307 kJ·mol－1 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300 K的曲线是________________(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO＋的转化率为_____________(列出算式)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (ⅰ)步骤 Ⅰ 和 Ⅱ 中涉及氢原子成键变化的是________________(填“ Ⅰ ”或“ Ⅱ ”)。 (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线________________(填“c”或“d”)。 (ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD________________(填“＞”“＜”或“＝”)CHD2OH。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有________________种。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 反应速率和化学平衡有关计算模板——三段式 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．工业上可通过煤的液化合成甲醇，主反应为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(l)　ΔH＝a。已知：常温下CH3OH、H2和CO的标准燃烧热分别为ΔH＝－726.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.5 kJ·mol－1、ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；CH3OH(l)的汽化热为35.32 kJ·mol－1(汽化热是指1 mol 物质由液态变为气态所吸收的热量)。 (1)a＝________________；提高合成甲醇反应的选择性的关键因素是________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)T K下，在容积为1.00 L的某密闭容器中进行CO、H2合成甲醇的反应，相关数据如图1。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①该化学反应0～10 min内的平均反应速率v(H2)＝________________；M点和N点的逆反应速率较大的是________________[填“v逆(M)”“v逆(N)”或“不能确定”]。 ②10 min时容器内CO的体积分数为__________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ③对于气相反应，常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以Kp表示)，其中，pB＝p总×B的体积分数；若在T K下平衡气体总压强为x atm，则该反应的Kp＝________________(计算表达式)。实验测得不同温度下的ln K(化学平衡常数K的自然对数)如图2所示，请分析ln K随温度呈现如图2所示变化趋势的原因____________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．利用乙苯与苯乙烯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢： 维持体系总压恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢。已知乙苯的平衡转化率α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________________________________(用含α、n、V的代数式表示)。 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)A、C两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)________________(填“＜”“＞”或“＝”)Kc(C)。 (2)A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________________(填“A”“B”或“C”)点。 (3)计算B点时该反应的压强平衡常数Kp(B)＝________________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压＝总压×物质的量分数)。 答案：(1)＝　(2)C　(3)3.2 MPa 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题2　化学反应速率与化学平衡 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 谢谢观看！ $$