专题2 微专题4 化学反应速率、平衡图像应用(课件PPT)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版2019）

微专题4　化学反应速率、平衡图像应用 专题2　化学反应速率与化学平衡 1．对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 命题热点3　化学反应速率和平衡图像在工业生产中的应用 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)343 K时反应的平衡转化率α＝__________%。平衡常数K343 K＝____________(保留2位小数)。 (2)在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是_____________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_______________________ _____________________________、_______________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)22　0.02 (2)及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度) (3)大于　1.3 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 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 高中化学 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 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： (1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1＞0 图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x______(填“大于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是______ (填标号)。 A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________________________________________________________、______________________________________________________________； 590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)小于　AD (2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 (3)升高温度有利于反应向吸热方向进行　温度升高反应速率增大　丁烯高温裂解生成短链烃类 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)由图(a)可知，同温下，x MPa时丁烯的平衡产率高于0.1 MPa时的，根据压强减小平衡向正反应方向移动可知，x小于0.1。欲提高丁烯的平衡产率，应使平衡向正反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，因此可以通过升高温度的方法使平衡向正反应方向移动；该反应为气体体积增大的反应，因此可以通过降低压强的方法使平衡向正反应方向移动，所以A、D正确。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (2)由于氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，所以丁烯产率降低。 (3)该反应的正反应为吸热反应，因此升高温度可以使平衡向正反应方向移动，使丁烯的产率增大，另外，反应速率也随温度的升高而增大。由题意知，丁烯在高温条件下能够发生裂解，因此当温度超过590 ℃时，参与裂解反应的丁烯增多，而使产率降低。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题： 在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 化学反应速率和平衡图像解答思路 一审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应是吸热还是放热。 二析图像： 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 三想方法： ①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 ②先拐先平数值大：在含量(转化率)-时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ④想规律作判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．氨是工业制硝酸的主要原料之一，催化氧化步骤中发生的主要反应如下： Ⅰ .4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－906 kJ·mol-1 Ⅱ .4NH3(g)＋3O2(g)⥫⥬2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 266 kJ·mol-1 将固定比例的NH3和O2的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器，反应产率与温度的关系如图1所示。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (1)催化氧化步骤中，最适宜的温度为______℃(填“T1”或“T2”)。 (2)低于T1 ℃时，NO的产率较低的原因为______________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (3)高于T2 ℃时，NO的产率降低的可能原因为________ (填标号)。 A．催化剂活性降低　　　 B．平衡常数减小 C．反应活化能增大 D．氨溶于水 (4)T3 ℃(T3＞T2)时，向20 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和2.75 mol O2，发生反应 Ⅰ 。反应过程中各物质的物质的量随时间(t)的变化关系如图2所示。 T3 ℃时，该反应的平衡常数K＝______；5 min时，改变了某一外界条件，所改变的条件可能为____________________。 AB 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 答案：(1)T2　 (2)温度较低时，反应速率慢，同时部分反应物生成N2　 (4)0.075　升高温度或缩小容器容积 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)工业制硝酸时，催化氧化步骤是为了将NH3转化为NO，根据题图1知，T2 ℃时NO的产率最高，故该步骤最适宜的温度为T2 ℃。(2)温度较低时，反应速率慢，同时部分反应物生成N2，因此NO的产率较低。(3)高于T2 ℃时，NO的产率降低，可能原因为催化剂活性降低或平衡逆向移动，平衡常数减小。(4)根据题图2知，T3 ℃反应达平衡时，NH3的物质的量为 1 mol，O2的物质的量为1.5 mol，NO的物质的量为1 mol，H2O的物质的量 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S A 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S A．0.6～0.7　 B．1～1.1　 C．1.5～1.6 a宜控制在4.0左右，理由是___________________________________ _______________________________________________________________。 答案：当氨碳比大于4.0时，增大氨的量，CO2转化率增加不大，但生产成本提高了，不划算；氨碳比太小，CO2转化率低 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 控制变量，作垂直于横轴的一条直线交三条曲线于三点，转化率越高越好，所以选择A。选择最佳氨碳比，可看最上面曲线的走势，整体增加，曲线先陡后平(略上升)，依然选择拐点，当氨碳比大于4.0 时，增大氨的量，CO2转化率增加不大，但生产成本提高了，不划算；氨碳比太小，CO2转化率低。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．(1)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图1所示，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是________点，当n(NO)/n(Cl2)＝1.5时，反应达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的________点。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①由图2可知，催化剂活性最大时对应的温度约为________，COS的转化率在后期下降的原因是______________________________________ _____________________________________________________________。 ②由图3可知，P点时平衡常数K＝______(保留两位有效数字)。Q点平衡转化率高于P点的原因是_______________________________________ ______________________________________________________________。 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： (1)n(NO)/n(Cl2)的值越小，NO的转化率越大，故A、B、C三状态中NO的转化率最大的是A点，n(NO)/n(Cl2)＝2时，反应达到平衡状态，ClNO的体积分数最大，结合题图1中曲线的变化趋势，当n(NO)/n(Cl2)＝1.5时，反应达到平衡状态，ClNO的体积分数可能是D点。 (2)①由题图2可知，相同投料比、相同流量且在催化剂表面停留相同时间时，温度约为150 ℃时COS的转化率最大，即该温度下反应速率最大，催化剂活性最大；随着温度的升高，催化剂失去活性，发生副反应等导致COS的转化率降低。②由题图3，设P点起始时COS的浓度为1 mol·L-1，根据三段式法，则有 专题2　化学反应速率与化学平衡 高中化学 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 高中化学 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 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 阶段质量评价(二) 谢谢观看！ (3)比较a、b处反应速率大小：va________(填“大于”“小于”或“等于”)vb。反应速率v＝v正－v逆＝分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝____________(保留1位小数)。 (1)温度越高，反应越先达到平衡，根据图示，左侧曲线对应的温度为343 K，343 K时反应的平衡转化率为22%。设开始时加入SiHCl3的浓度为a mol·L-1，根据反应的化学方程式和SiHCl3的平衡转化率知，达平衡时，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的浓度分别为0.78a mol·L-1、0.11a mol·L-1、 0.11a mol·L-1，化学平衡常数K＝≈0.02。 (2)根据化学平衡移动原理并结合该反应特点，及时分离出生成物可提高反应物的转化率。缩短反应达到平衡的时间，实质就是提高反应速率，可采用加压的方式或选择更为高效的催化剂。(3)温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时，v正＝v逆，即，从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%，设投入SiHCl3的物质的量为y mol，则根据三段式法得 代入得，k正0.782＝k逆0.112，＝　① 在a处SiHCl3的转化率为20%，根据三段式法得 ，将①代入计算得出≈1.3。 (1)由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______(填“增大”“不变”或“减小”)。 (2)反应ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常数K表达式为_________。 答案：(1)减小　(2)K＝ (1)由图分析可知，温度升高，－lg(pe/Pa)减小，则pe变大，说明平衡逆向移动，则脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。(2)反应ClO＋2SO⥫⥬2SO＋Cl－的平衡常数K表达式为K＝。 为1.5 mol，则平衡常数K＝＝＝0.075。根据题图2知，5 min瞬间各物质的物质的量不变，根据5 min后各物质物质的量的变化之比可知，NO、H2O的物质的量减少，NH3、O2的物质的量增加，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为气态物质分子数减少的吸热反应，故改变的条件可能为升高温度或缩小容器容积。 2．氨制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中发生反应： 2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。 如图为合成塔中不同氨碳比a[]和水碳比b[]时二氧化碳的转化率(x%)。b宜控制在_________ (填标号)范围内。 (2)用活性α-Al2O3催化COS水解的反应为COS(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2S(g)　ΔH＜0，相同投料比，相同流量且在催化剂表面停留相同时间时，不同温度下COS的转化率(未达到平衡)如图2所示；某温度下，COS的平衡转化率与投料比[]的关系如图3所示。 答案：(1)A　D (2)①150 ℃　催化剂中毒，发生副反应等 ②0.048　相同条件下越高，相当于COS浓度不变的情况下，增大水蒸气浓度，平衡正向移动，COS平衡转化率提高 平衡常数K＝＝≈0.048。在相同条件下增大，相当于在COS起始浓度不变的情况下，增大了水蒸气的起始浓度，平衡正向移动，导致COS的平衡转化率增大。 $$