专题5 微专题2 化学反应速率和化学平衡的应用(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考化学大二轮专题复习

微专题2　化学反应速率和化学平衡的应用 专题五　热化学　化学反应速率和化学平衡 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是(　　) A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 催化剂可以改变化学反应速率，一般来说，催化剂可以用来加快化学反应速率，故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率，A项不符合题意；中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，可以让反应物快速接触，可以加快化学反应速率，B项不符合题意；锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度，会降低化学反应速率，C项符合题意；石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率，D项不符合题意。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2023·河北卷)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：   反应②和③的速率方程分别为v2=k2·c2(X)和v3=k3·c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列说法正确的是(　　) A.0~2 min内，X的平均反应速率为0.080 mol·L-1·min-1 B.若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 C.若k2=k3，平衡时c(Z)=c(X) D.若升高温度，平衡时c(Z)减小 t/min 0 1 2 3 4 5 c(W)/(mol·L-1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·浙江6月选考)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 选项 影响 因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL氩气 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L-1 H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 温度/℃ 400 500 600 乙烷转化率/% 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性/% 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性=×100% 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.反应活化能：Ⅰ<Ⅱ B.500 ℃时，0~5 min反应Ⅰ的平均速率：v(C2H4)=2.88×10-3 mol· L-1·min-1 C.其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 D.其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]，平衡后可提高乙烷转化率 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.化学反应速率的影响因素 (1)内因——活化能。 相同条件下，不同化学反应的速率不同，主要是内因——活化能大小不同，活化能小的化学反应速率快，活化能大的化学反应速率慢。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)外因——浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等。 ①浓度(c)：增大(减小)反应物浓度→单位体积内活化分子数目增加 (减少)，活化分子百分数不变→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。 ②压强(p)：对于气相反应来说，增大(减小)压强→相当于减小(增大)容器容积→相当于增大(减小)反应物的浓度→化学反应速率加快(减慢)。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ③温度(T)：升高(降低)温度→活化分子百分数增大(减小)→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。 ④催化剂：使用催化剂→降低反应的活化能→活化分子百分数增大→有效碰撞频率提高→化学反应速率加快。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.“两方法”“三关注”判断化学平衡状态 (1)“两方法”——正逆相等、变量不变。 ①“正逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的消耗速率和生成速率相等。 ②“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否达到平衡状态的判断依据。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)“三关注”。 ①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器。 ②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应。 ③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.“三角度”判断化学平衡移动的方向 (1)通过比较平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。 ①若外界条件改变，引起v正>v逆，则化学平衡向正反应方向移动。 ②若外界条件改变，引起v正<v逆，则化学平衡向逆反应方向移动。 ③若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v'正和v'逆仍保持相等，则化学平衡不发生移动。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。 ①若Q>K，平衡逆向移动。 ②若Q=K，平衡不移动。 ③若Q<K，平衡正向移动。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)依据勒夏特列原理判断。 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 ①当增大反应物的浓度时，平衡向正反应方向移动，反之向逆反应方向移动。 ②当升高反应温度时，平衡向吸热反应方向移动，反之向放热反应方向移动。 ③在有气体参加或生成的可逆反应中，当增大压强时，平衡总是向气体体积缩小的方向移动，反之向气体体积增大的方向移动。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.化学平衡与平衡转化率 (1)转化率和平衡转化率。 转化率有未达到平衡的转化率和已达到平衡的平衡转化率，在审题的时候一定要注意转化率是否为平衡转化率。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)转化率与温度的关系。 可逆反应的焓变ΔH 升高温度 吸热反应，ΔH>0 未达到平衡的转化率增大 已达到平衡的平衡转化率增大 放热反应，ΔH<0 未达到平衡的转化率增大 已达到平衡的平衡转化率减小 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)增大反应物的浓度与平衡转化率的关系(其中A、B、C均为气体)。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料，那么无论是否达到化学平衡，两者的转化率一直相等。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·沧州模拟)已知某条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的速率方程为v=k·cn(NH3)，NH3在钨(W)表面分解的实验数据如表所示。 t/min 0 20 40 60 80 100 c(NH3) /(mol·L-1) 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列说法错误的是(　　) A.表格中a=0.040 B.该反应为2级反应 C.该反应速率与NH3的浓度无关，可能因为催化剂表面吸附的NH3已达到饱和 D.保持其他条件不变，若起始浓度为0.120 mol·L-1，则半衰期为60 min 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.在2 L恒容恒温的密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ H2(g)　ΔH<0，若起始时向密闭容器中加入2 mol CO(g)和2 mol H2O(g)，充分反应，5 min时达到平衡，CO2和H2的质量之和占混合气体总质量的40%，下列说法正确的是(　　) A.达到平衡时，CO(g)的转化率为40% B.0~5 min内，v(CO2)=0.08 mol·L-1·s-1 C.达到平衡后，升高温度，平衡常数增大 D.恒容时，增大CO(g)的浓度能增加单位体积内的活化分子百分数 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 CO2和H2的质量之和占混合气体总质量的40%，反应前后质量不 变，说明反应物转化了40%，根据题意列“三段式”如下： 　　　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始/mol 　2　 　　2　　 　　0　 　　0 转化/mol 　0.8　 　0.8　 　　0.8　 　0.8 平衡/mol 　1.2　 　1.2　 　　0.8　 　0.8 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·大庆质检)在两个相同恒温(T1)恒容密闭容器中仅发生反应: 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)　ΔH>0。实验测得：v正(N2O5)=k正· c2(N2O5)；v逆(NO2)=k逆·c4(NO2)·c(O2)；k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法错误的是(　　) 容器 编号 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1) c(N2O5) c(NO2) c(O2) c(O2) Ⅰ 4 0 0 1 Ⅱ 1 2 0.5   考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.平衡时容器Ⅰ中再充入一定量的N2O5，NO2体积分数增大 B.若将容器Ⅰ改为恒容绝热条件，平衡时c(O2)<1 mol·L-1 C.反应刚开始时容器Ⅱ中的v正>v逆 D.当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2<T1 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题微练13 由表知0~2 min内Δc(W)=0.16-0.08=0.08 mol·L-1，生成Δc(X)=2Δc(W)=0.16 mol·L-1，但一部分X转化为Z，造成Δc(X)<0.16 mol·L-1，则v(X)<=0.080 mol·L-1·min-1，A项错误；过程①是完全反应，过程②是可逆反应，增大容器容积相当于减小压强，只对过程②有影响，生成Y的反应是过程①，完全反应，平衡时Y的产率不变，B项错误；由速率比等于化学计量数比，平衡时v逆(X)=2v正(Z)，即v3=2v2， k3·c(Z)=2k2·c2(X)，若k2=k3，平衡时c(Z)=2c2(X)，C项错误；反应③的活化能大于反应②，ΔH=正反应活化能-逆反应活化能<0，则4X(g)2Z(g)　ΔH<0，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时c(Z)减小，D项正确。 (黄色)+2H+Cr2(橙色)+H2O，向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HBr溶液，Cr2可以将Br-在酸性条件下氧化为Br2，故溶液由黄色变橙色，无法说明平衡正向移动，A项错误；2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL氩气，虽然总压增大，但HI、I2、H2的分压不变，浓度不变，故平衡不发生移动，气体颜色不变，由题中方案不能得出相应结论，B项错误；2NO2N2O4为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C项正确；催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，D项错误。 4.(2024·浙江6月选考)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH1>0 Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)　ΔH2>0 向容积为10 L的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得5 min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是(　　) 由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能Ⅰ<Ⅱ，A项正确；由表可知，500 ℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2 mol×9.0%=0.18 mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18 mol×80%=0.144 mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144 mol，则0~5min反应Ⅰ的平均速率v(C2H4)==2.88×10-3 mol·L-1·min-1，B项正确；其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C项正确；其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D项错误。 1.化学反应速率计算的两种方法 (1)公式法：v(B)== (2)比值法 同一化学反应，各物质的反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说，则有===。 可逆 反应 改变 条件 平衡移 动方向 反应物 转化率 备注 A+BC 增大A的浓度 正向 移动 α(A)减小 α(B)增大 - AB+C 增大A的浓度 正向 移动 α(A)减小 反应物转化率实际是考虑压强的影响 2AB+C 增大A的浓度 正向 移动 α(A)不变 3AB+C 增大A的浓度 正向 移动 α(A)增大 已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。 ②n=0时，反应为0级反应，n=1时，反应为1级反应，以此类推。n可以为整数，也可以为分数。 ③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期()。 由表格数据知，0~20 min内，氨气的反应速率为=0.001 mol/(L·min)，20~40 min内，氨气的反应速率为=0.001 mol/(L·min)，相同时间内氨气的反应速率相等，说明该反应是匀速反应，则40~60 min内，氨气的反应速率为=0.001 mol/(L·min)，解得a=0.040，A项正确；则由速率方程可得cn(NH3)==1，解得n=0，该反应是0级反应，反应的速率常数k=v=0.001 mol/(L·min)，B项错误；该 反应速率与氨气的浓度无关说明催化剂表面吸附的氨气已达到饱和，氨气的浓度为定值，C项正确；设起始浓度为c，由分析可知，反应速率与速率常数相等，则半衰期=，所以起始浓度为0.120 mol·L-1时，半衰期==60 min，D项正确。 达到平衡时，CO(g)的转化率为×100%=40%，A项正确；0~5 min内，v(CO2)===0.08 mol·L-1·min-1，B项错误；达到平衡后，升高温度，ΔH<0，平衡常数减小，C项错误；恒容时，增大CO(g)的浓度，单位体积内的活化分子百分数不变，D项错误。 平衡时容器Ⅰ中再充入一定量的N2O5，相当于增大压强，平衡2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)逆向移动，NO2体积分数减小，A项错误；该反应为吸热反应，若将容器Ⅰ改为恒容绝热条件，反应过程中容器的温度降低，平衡逆向移动，平衡时c(O2)<1 mol·L-1，B项正确；容器Ⅰ平衡时，c(O2)=1 mol·L-1，c(NO2)=4 mol·L-1，c(N2O5)=2 mol·L-1，平衡常数K==64，容器Ⅱ开始时Q==8<K，反应正向进行，v正>v逆，C项正确；T1时K=64； 根据v逆(NO2)=k逆·c4(NO2)·c(O2)、v正(N2O5)=k正·c2(N2O5)，可知K=，当温度改变为T2时，若k正=k逆，即K=1，正反应吸热，则T2<T1，D项正确。 $$