一、反應(yīng)中能量的變化
1.基本概念:
(1)反應(yīng)熱:在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量。反應(yīng)熱用符號“ΔH”表示。單位“kJ/ml”。
(2)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng):
在化學(xué)反應(yīng)過程中,通常用E反表示反應(yīng)物所具有的總能量,E生表示生成物所具有的總能量。
①若E反>E生,為放熱反應(yīng);當(dāng)ΔH為“-”或ΔH0,則反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反之則為放熱反應(yīng)。
二、熱化學(xué)方程式的書寫
熱化學(xué)方程式書寫或者判斷的注意事項
(1)注意ΔH的符號和單位:ΔH的單位為kJ/ml。
(2)ΔH與測定的條件有關(guān),書寫時應(yīng)注明條件。若條件為25℃,103kPa,則可不注明。
(3)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài):氣體用“g”、液體用“l(fā)”、固體用“s”、溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“↑”或“↓”符號。
(4)熱化學(xué)方程式中的計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù),因此熱化學(xué)方程式中的計量數(shù)可以是小數(shù)或分?jǐn)?shù)。
(5)注意ΔH的數(shù)值與符號:如果化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,但符號相反。
(6)對于同素異形體的物質(zhì),除了要注明聚集狀態(tài)外,還要注明物質(zhì)的名稱。
三、燃燒熱、中和熱
1.燃燒熱
(1)定義:在101kPa時,1ml物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。
(2)注意事項
①燃燒熱是以1ml物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的,因此在書寫燃燒熱的化學(xué)方程式時,一般以燃燒物前系數(shù)為1的標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。
②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物,例如C→CO2,H→H2O(l)等。
(3)化石燃料提供能量的弊端以及預(yù)防措施:
①弊端:化石燃料為不可再生能源、燃燒產(chǎn)物中含有SO2造成環(huán)境污染、CO2引起溫室效應(yīng)。
②預(yù)防措施:開發(fā)新能源、對燃料進(jìn)行脫硫或固硫處理。
2.中和熱
(1)定義:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1ml H2O,這時的反應(yīng)熱叫做中和熱。
(2)注意事項
中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH?反應(yīng)生成H2O。若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成(如生成沉淀或弱電解質(zhì)),則其反應(yīng)熱不等于中和熱。
三、蓋斯定律、反應(yīng)熱的計算與比較
1.蓋斯定律:對于一個化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。即:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
蓋斯定律的應(yīng)用
2.利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱
(1)運用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加”
一調(diào):根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式,調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置,改寫已知的熱化學(xué)方程式。
二調(diào):根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號。
三調(diào):調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。
一加:將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH相加。
(2)運用蓋斯定律的三個注意事項
①熱化學(xué)方程式乘以某一個數(shù)時,反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。
②熱化學(xué)方程式相加減時,物質(zhì)之間相加減,反應(yīng)熱也必須相加減。
③將一個熱化學(xué)方程式顛倒時,ΔH的“+”“-”隨之改變,但數(shù)值不變。
3.反應(yīng)熱大小的比較
(1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)轉(zhuǎn)化時的能量變化如下:
(2)看ΔH的符號。比較反應(yīng)熱大小時不要只比較ΔH數(shù)值的大小,還要考慮其符號。
(3)看化學(xué)計量數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)相同時,化學(xué)計量數(shù)越大,放熱反應(yīng)的ΔH越小,吸熱反應(yīng)的ΔH越大。
(4)看反應(yīng)的程度。對于可逆反應(yīng),參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時,反應(yīng)的程度越大,熱量變化越大。
(5)反應(yīng)熱大小的比較方法技巧
直接比較法:
①物質(zhì)燃燒時,可燃物物質(zhì)的量越大,燃燒放出的熱量越多。
②等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。
③生成等量的水時,強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強堿或弱堿和強酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多。
④對于可逆反應(yīng),因反應(yīng)不能進(jìn)行完全,實際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要小于相應(yīng)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱數(shù)值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·ml-1,表示2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)完全反應(yīng)生成2 ml SO3(g)時,放出的熱量為197 kJ,實際上向密閉容器中通入2 ml SO2(g)和1 ml O2(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,放出的熱量要小于197 kJ。
蓋斯定律比較法:
①同一反應(yīng),生成物狀態(tài)不同時
②同一反應(yīng),反應(yīng)物狀態(tài)不同時
四、可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立
1.可逆反應(yīng):在同一條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
可逆反應(yīng)特點:
①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應(yīng)同時進(jìn)行。
②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時存在;任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。
2.化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。
平衡特點
3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法
(1)動態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0
①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+bBcC+dD,eq \f(v正?A?,v逆?B?)=eq \f(a,b)時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變
①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。
②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。
③溫度、壓強(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。
總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。
六、化學(xué)平衡的移動
1.概念:可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后,若反應(yīng)條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生了變化,平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變,從而在一段時間后達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程,叫作化學(xué)平衡的移動。
2.化學(xué)平衡移動的過程
3.化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
(1)v正>v逆:平衡向正反應(yīng)方向移動。
(2)v正=v逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),不發(fā)生平衡移動。
(3)v正<v逆:平衡向逆反應(yīng)方向移動。
4.影響化學(xué)平衡的外界因素
根據(jù)化學(xué)平衡原理解答下列問題:
在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,只改變一種外界條件,完成下表:
5.化學(xué)平衡中的特殊情況
(1)當(dāng)反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學(xué)平衡沒影響。
(2)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強的影響。
(3)充入惰性氣體與平衡移動的關(guān)系
①恒溫、恒容條件
原平衡體系eq \(――――――→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。
②恒溫、恒壓條件
原平衡體系eq \(――――――→,\s\up7(充入惰性氣體))容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小―→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓)
6.勒夏特列原理及運用
如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。本原理也稱為平衡移動原理。
七、應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動的結(jié)果
1.等效平衡的含義
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是正、逆反應(yīng)同時投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。
2.等效平衡的判斷方法
(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)
判斷方法:極值等量即等效。
(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)
判斷方法:極值等比即等效。
(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)
判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因為壓強改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。
3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡
(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強。
(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)
新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動。
八、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及應(yīng)用
1.概念:在一定溫度下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),用符號K表示。
2.表達(dá)式:對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時,K=eq \f(cp?C?·cq?D?,cm?A?·cn?B?)(固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中)。
3.意義及影響因素
(1)K值越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。
(2)K只受溫度影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。
(3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。
4.應(yīng)用
(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。
(2)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或向何方向進(jìn)行。
對于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)的任意狀態(tài),濃度商:Q=eq \f(cc?C?·cd?D?,ca?A?·cb?B?)。
Q<K,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;
Q=K,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);
Q>K,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。
(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)
(一) “三段式”突破平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計算
1.三段式計算
“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時,要注意準(zhǔn)確地列出起始量、變化量、平衡量,按題目要求進(jìn)行計算,同時還要注意單位的統(tǒng)一。
(1)分析三個量:即起始量、變化量、平衡量。
(2)明確三個關(guān)系
①對于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。
②對于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。
③各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比。
(3)計算模式
對以下反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(ml)分別為a、b,達(dá)到平衡后,A的消耗量為mx ml,容器容積為V L。
mA(g) + nB(g)pC(g)+qD(g)
起始/ml a b 0 0
變化/ml mx nx px qx
平衡/ml a-mx b-nx px qx
則有①K=eq \f(?\f(px,V)?p·?\f(qx,V)?q,?\f(a-mx,V)?m·?\f(b-nx,V)?n)。
②c平(A)=eq \f(a-mx,V) ml·L-1。
③α(A)平=eq \f(mx,a)×100%,α(A)∶α(B)=eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)=eq \f(mb,na)。
④φ(A)=eq \f(a-mx,a+b+?p+q-m-n?x)×100%。
⑤eq \f(p?平?,p?始?)=eq \f(a+b+?p+q-m-n?x,a+b)。
⑥eq \x\t(ρ)(混)=eq \f(a·M?A?+b·M?B?,V) g·L-1。
⑦eq \x\t(M)=eq \f(a·M?A?+b·M?B?,a+b+?p+q-m-n?x) g·ml-1。
⑧生成物的產(chǎn)率:實際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來講,轉(zhuǎn)化率越大,原料利用率越高,產(chǎn)率越大。
產(chǎn)率=eq \f(實際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。
2.Kp計算
(1)Kp含義:在化學(xué)平衡體系中,用各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度計算的平衡常數(shù)叫壓強平衡常數(shù)。
(2)計算技巧:第一步,根據(jù)“三段式”法計算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度;第二步,計算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù);第三步,根據(jù)分壓計算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓,某氣體的分壓=氣體總壓強×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù));第四步,根據(jù)平衡常數(shù)計算公式代入計算。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),壓強平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp=eq \f(p2?NH3?,p?N2?·p3?H2?)。
(二)速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系
1.假設(shè)基元反應(yīng)(能夠一步完成的反應(yīng))為aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),其速率可表示為v=k·ca(A)·cb(B),式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)或速率常數(shù),它表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率,與濃度無關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響,通常反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)。
2.正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系
對于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常數(shù)K=eq \f(cc?C?·cd?D?,ca?A?·cb?B?)=eq \f(k正·v逆,k逆·v正),反應(yīng)達(dá)到平衡時v正=v逆,故K=eq \f(k正,k逆)。
(三)瞬時速率—時間圖像
(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率—時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,根據(jù)出現(xiàn)“斷點”前后的速率大小,即可對外界條件的變化情況作出判斷。如圖:
t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。
(2)“漸變”類v-t圖像
(3)利用圖像“斷點”判斷影響速率的外因
探究一 熱化學(xué)方程式的書寫及判斷
環(huán)己烷有多種不同構(gòu)象,其中椅式、半椅式、船式、扭船式較為典型。各構(gòu)象的相對能量圖(位能)如圖所示。下列說法正確的是( )
A.相同條件下船式最穩(wěn)定
B.扭船式結(jié)構(gòu)一定條件下可自發(fā)轉(zhuǎn)化成椅式結(jié)構(gòu)
C.
D.的燃燒熱小于
規(guī)律總結(jié):根據(jù)條件書寫熱化學(xué)方程式,可按以下五個步驟進(jìn)行:
【變式練習(xí)】
1.航天飛機用鋁粉與高氯酸銨()的混合物為固體燃料,點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨分解,化學(xué)方程式為。下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是( )
A.分解需要加熱,故該反應(yīng)的
B.分解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽?br>C.分解生成液態(tài)水時放出的能量比生成氣態(tài)水時的少
D.熱化學(xué)方程式為
2.C和在生產(chǎn)、生活、科技中是非常重要的燃料。已知:


下列推斷正確的是( )
A.的摩爾燃燒焓為
B.
C.
D.由②可知該反應(yīng)中,反應(yīng)物化學(xué)鍵中儲存的總能量比產(chǎn)物化學(xué)鍵儲存的能量高
3.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是( )
A.,則氫氣的燃燒熱為
B.已知的,則金剛石比石墨穩(wěn)定
C.含的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出的熱量,則中和熱的熱化學(xué)方程式為
D.已知,,則
探究二 化學(xué)反應(yīng)熱的計算
已知膽礬晶體相關(guān)的焓變?nèi)缦拢?br>下列有關(guān)判斷正確的是( )
A.B.
C.D.
規(guī)律總結(jié):解化學(xué)反應(yīng)熱的計算題,要先分析題給相關(guān)條件,選取合適的計算方法。
1.根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱(ΔH)
化學(xué)反應(yīng)中熱量變化來源于斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的熱量與形成生成物中化學(xué)鍵釋放的熱量的差值,則反應(yīng)熱為ΔH=∑E(反應(yīng)物鍵能)-∑E(生成物鍵能)。
2.根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱(ΔH)
根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱,可按以下四步進(jìn)行:
【變式練習(xí)】
1.已知:298K時,相關(guān)物質(zhì)的相對能量如圖所示。下列說法錯誤的是( )。
A.CO燃燒的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ?H=-566kJ?ml-1
B.H2的燃燒熱為?H=-242kJ?ml-1
C.C2H6比C2H4穩(wěn)定
D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是放熱反應(yīng)
2.將催化還原為,是促進(jìn)碳中和的措施之一,已知催化加氫的主要反應(yīng)有:


其他條件不變時,在相同時間內(nèi)溫度對催化加氫的影響如圖。下列說法正確的是( )
[注]的選擇性%
A.
B.其他條件不變,增大壓強,有利于反應(yīng)向生成的方向進(jìn)行
C.使用催化劑,能加快反應(yīng)速率,但活化分子的百分?jǐn)?shù)沒有改變
D.220~240℃,升高溫度,反應(yīng)②的速率加快,反應(yīng)①的速率減慢
3.一種以黃鐵礦(主要成分是,設(shè)雜質(zhì)均不參與反應(yīng))為原料生產(chǎn)硫酸的簡要流程圖如圖(圖中標(biāo)注的熱量表示各階段1ml含硫物質(zhì)完全反應(yīng)時放出的熱量,忽略催化氧化的可逆性):
下列說法正確的是( )
A.黃鐵礦“煅燒”時反應(yīng)的化學(xué)方程式為
B.依據(jù)上述流程,當(dāng)最終生成時,共轉(zhuǎn)移7.5ml電子
C.生成,上述流程放出的總熱量為634.2kJ
D.上述流程中,當(dāng)有完全轉(zhuǎn)化為時,反應(yīng)中共消耗了
探究三 化學(xué)反應(yīng)速率的計算及比較
一定條件下,反應(yīng)H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的速率方程為v=kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr),某溫度下,該反應(yīng)在不同濃度下的反應(yīng)速率如下:
根據(jù)表中的測定結(jié)果,下列結(jié)論錯誤的是( )
A.表中c的值為1
B.α、β、γ的值分別為1、2、-1
C.反應(yīng)體系的三種物質(zhì)中,Br2(g)的濃度對反應(yīng)速率影響最大
D.反應(yīng)體系中保持其他物質(zhì)濃度不變,增大HBr(g)濃度,會使反應(yīng)速率降低
規(guī)律總結(jié):化學(xué)反應(yīng)速率的計算及比較題,要立足于化學(xué)反應(yīng)速率的定義,結(jié)合“三段式法”“歸一法”等進(jìn)行分析、計算。
1.利用“三段式法”計算化學(xué)反應(yīng)速率的思維模板
(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、t?時刻濃度。
(3)根據(jù)已知條件,列出關(guān)系式求解。
2.利用“歸一法”比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢
先將同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,再進(jìn)行反應(yīng)速率的大小比較,要特別注意速率的單位必須相同。
3.利用“比值法”比較反應(yīng)速率的快慢
將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后,再除以各物質(zhì)對應(yīng)的化學(xué)計量數(shù),然后對求出的比值進(jìn)行大小排序,比值大的反應(yīng)速率快。
【變式練習(xí)】
1.在容積為2L的恒容密閉容器中通入一定量的,一定條件下發(fā)生反應(yīng):(忽略NO與的反應(yīng)),容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.內(nèi)的反應(yīng)速率:
B.時改變的條件可能是降低溫度
C.時改變的條件是增大氧氣的量
D.時,的轉(zhuǎn)化率為
2.已知的速率方程為(k為速率常數(shù),只與溫度、催化劑有關(guān))。實驗測得,在催化劑X表面反應(yīng)的變化數(shù)據(jù)如下:
下列說法正確的是( )
A.t=10min時,
B.速率方程中n=1,表格中
C.相同條件下,增加的濃度或催化劑X的表面積,都能加快反應(yīng)速率
D.保持其他條件不變,若起始濃度為,當(dāng)減至一半時共耗時70min
3.時,恒容密閉容器中發(fā)生和在催化劑作用下生成甲醇的反應(yīng),其中各組分的物質(zhì)的量和時間的關(guān)系如圖所示,下列相關(guān)說法正確的是( )
A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為
B.后反應(yīng)停止
C.前平均反應(yīng)速率
D.后,其他條件不變,增大壓強,平衡常數(shù)增大
探究四 外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)的△H<0,ΔS>0,
B.用V2O5催化時,反應(yīng)①的速率大于反應(yīng)②
C.溫度升高,上述反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)增大
D.上述反應(yīng)中消耗1ml SO2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為4×6.02×1023
規(guī)律總結(jié):外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,要用辯證觀點認(rèn)識“內(nèi)因”和“外因”對反應(yīng)速率的影響,利用“量變引起質(zhì)變”的思想作理論指導(dǎo),進(jìn)行分析、判斷。
1.從活化分子、有效碰撞角度認(rèn)識外界因素對反應(yīng)速率的影響
2.解題的思維模板
(1)分析發(fā)生反應(yīng)的外界條件,看反應(yīng)是在恒溫恒容還是恒溫恒壓條件下進(jìn)行。
(2)分析題給反應(yīng)的特點,包括反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、反應(yīng)前后氣體總分子數(shù)的變化、ΔH的正負(fù)等。
(3)分析外界因素(如溫度、濃度、壓強、催化劑、固體表面積等)如何變化,引起反應(yīng)速率怎樣變化。
【變式練習(xí)】
1.在101kPa和298K下,HCNHNC異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.HCN比HNC穩(wěn)定
B.該異構(gòu)化反應(yīng)的逆反應(yīng)放熱
C.使用催化劑,不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱
D.升高溫度,該反應(yīng)正反應(yīng)速率增大的程度小于逆反應(yīng)速率增大的程度
2.利用銅-鈰氧化物(,Ce是活潑金屬催化氧化除去中少量CO的可能機理如圖所示。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)(i)中Cu、Ce化合價均升高
B.銅的價電子排布為,位于元素周期表d區(qū)
C.若用參與反應(yīng),一段時間后,不可能現(xiàn)在銅–鈰氧化物中
D.反應(yīng)一段時間后催化劑活性下降,可能是CuO被還原成Cu所致
3.(2022·四川雅安·模擬預(yù)測)油氣開采的廢氣中含有硫化氫,需要回收處理并加以利用。反應(yīng)如下: ;反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如圖所示,Ea為反應(yīng)的活化能,下列說法正確的是( )
A.使用催化劑可以降低反應(yīng)熱
B.反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為
C.該反應(yīng)中斷鍵吸收的能量高于成鍵放出的能量
D.該反應(yīng),反應(yīng)在任何溫度條件下均無法自發(fā)進(jìn)行
探究五 化學(xué)反應(yīng)速率的圖像
催化加氫合成二甲醚是一種資源化利用的方法,其過程中主要發(fā)生如下兩個反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
在恒壓、和的起始量一定的條件下,平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時的選擇性隨溫度的變化如下圖所示。
已知:的選擇性
下列說法不正確的是( )
A.反應(yīng)的焓變?yōu)?br>B.根據(jù)圖象推測
C.其他條件不變時,溫度越高,主要還原產(chǎn)物中碳元素的價態(tài)越低
D.其他條件不變時,增大體系壓強可以提升A點的選擇性
規(guī)律總結(jié):要先分析圖像的橫、縱坐標(biāo),看清是v-t圖還是c-t圖,然后根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素進(jìn)行分析、判斷。
1.從“斷點”入手,分析“v-t圖”中外界條件的改變
(1)外界條件(溫度、濃度、壓強等)增大,曲線在原圖像的上方;外界條件減小,曲線在原圖像的下方。
(2)濃度改變時,圖像中一條曲線連續(xù),無“斷點”,另一條曲線不連續(xù),出現(xiàn)“斷點”;其他條件(溫度、壓強、催化劑)改變時,圖像中曲線不連續(xù),出現(xiàn)“斷點”。
2.從“斜率”入手,分析“c-t圖”中外界條件的改變
(1)根據(jù)反應(yīng)速率的定義式“v=Δc/Δt”可知,“c-t圖”中曲線的“斜率”代表反應(yīng)速率v。
(2)曲線“斜率”增大,則外界因素(溫度、濃度、壓強)增大;曲線“斜率”減小,則外界因素減小。
【變式練習(xí)】
1.在恒溫恒容條件下,發(fā)生反應(yīng)2A(g)+xB(g)2C(g),反應(yīng)體系中某物質(zhì)的濃度c隨時間的變化如圖中曲線甲、乙所示,已知x為整數(shù)。下列說法正確的是( )
A.x=3
B.曲線乙表示的是物質(zhì)A在反應(yīng)進(jìn)程中的濃度變化
C.10~30min內(nèi)v(C)=0.05ml·L-1·min-1
D.c點對應(yīng)物質(zhì)的濃度與d點對應(yīng)物質(zhì)的濃度相等
2.已知Fe3+能催化H2O2分解,2H2O2(aq) = 2H2O(l)+O2(g)的反應(yīng)機理及反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下:
步驟①:2Fe3+(aq)+H2O2(aq)=2Fe2+(aq)+O2(g)+2H+(aq)步驟②:
下列有關(guān)H2O2分解反應(yīng)說法錯誤的是( )
A.v(H2O2)=2v(O2)
B.該反應(yīng)的△H

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