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微型专题重点突破(三)专题2化学反应与能量转化[学习目标]1.会进行化学反应速率的计算与比较。2.理解外界条件对化学反应速率的影响。3.会判断化学平衡的状态。4.会分析化学反应速率和化学平衡图像。5.学会吸热反应和放热反应的判断方法。6.能书写热化学方程式并进行简单计算。[核心素养]1.变化观念:认识反应条件对化学反应速率及限度的影响,形成化学变化是有条件的观念。2.模型认知:根据化学反应速率及化学平衡知识规律,建立相关思维模型,并运用模型解释实际问题。3.宏观辨识与微观探析:会分析物质化学变化和能量转化与物质微观结构间的关系。微型专题考题精选内容索引微型专题一、化学反应速率的计算与比较例1NH3和O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后反应达到平衡,测得生成的H2O(g)占混合气体总体积的40%,则下列表示的此段时间内该反应的平均速率不正确的是A.v(N2)=0.125mol·L-1·min-1B.v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1C.v(O2)=0.225mol·L-1·min-1D.v(NH3)=0.25mol·L-1·min-1答案解析√化学反应速率的计算及比较(1)根据已知数据,找出某一时间段内指定物质的浓度的改变值,然后根据Δc和Δt的比值计算得出反应速率。(2)已知具体反应方程式和某一物质的反应速率,根据“化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比,也等于变化量之比”求解其他物质的反应速率。(3)用不同物质表示的反应速率来判断反应进行的快慢时,不能认为其反应速率数值大,反应速率就快,一定要先转化为同一物质的反应速率再进行比较。(4)在进行化学反应速率的计算与比较时要注意时间单位的转化。归纳总结变式1在2A(g)+3B(g)===2C(g)+D(g)的反应中,表示反应速率最快的是A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1B.v(B)=0.6mol·L-1·min-1C.v(C)=0.35mol·L-1·min-1D.v(D)=0.4mol·L-1·min-1答案解析√二、控制变量法探究影响化学反应速率的因素例2(2018·北京市顺义区期末)控制变量是科学研究的重要方法。向2mLH2O2溶液中滴入2滴1mol·L-1CuSO4溶液,下列条件下分解速率最快的是选项ABCDH2O2溶液的物质的量浓度(mol·L-1)1144反应的温度(℃)540540答案解析√解析根据影响反应速率的因素,温度越高反应速率越快;硫酸铜的浓度相同,H2O2的浓度越大反应速率越快,D选项H2O2的浓度最大、温度最高,反应速率最快,故D正确。(1)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题,找出影响实验探究结果的因素。(2)定多变一:在探究时,应先控制其他的因素不变,只改变一种因素,探究这种因素与题给问题的关系,然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系。(3)数据有效:解答时注意选择的数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。思维模型变式2(2017·湖南五市十校教改共同体联考)草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。用4mL0.001mol·L-1KMnO4溶液与2mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液,研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示:2MnO-4组别10%硫酸体积/mL温度/℃其他物质Ⅰ220Ⅱ22010滴饱和MnSO4溶液Ⅲ230Ⅳ1201mL蒸馏水(1)实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论:影响化学反应速率的因素是________;如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验Ⅰ和____(用Ⅰ~Ⅳ表示)。解析实验Ⅰ、Ⅱ中温度、浓度相同,研究了催化剂对化学反应速率的影响;研究温度对化学反应速率的影响,应保证浓度相同,且不使用催化剂,则选实验Ⅰ和Ⅲ。答案解析催化剂Ⅲ(2)实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是_____________________________。解析实验Ⅰ和Ⅳ中,硫酸的浓度不同,可研究浓度对化学反应速率的影响,加1mL蒸馏水可确保两实验中各物质浓度和总体积相等。答案解析确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变,实验Ⅳ中c(H+)不同三、化学平衡状态的判断例3在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2X(g)Y(g)(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)、(乙)均达到化学平衡状态的有①混合气体的密度②反应容器中生成物的百分含量③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比④混合气体的压强⑤混合气体的平均相对分子质量⑥混合气体的总物质的量A.①②③⑤B.①③⑤⑥C.②③⑤D.②③④答案解析√判断可逆反应达到平衡状态的标志(1)直接标志①v正=v逆≠0(化学平衡的本质)a.同一种物质的生成速率等于消耗速率。b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于相应物质的化学计量数之比。c.化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于相应物质的化学计量数之比。归纳总结②各组分的浓度保持一定(化学平衡的特征)a.各组分的浓度不随时间的改变而改变。b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。(2)间接标志——“变量不变”①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于有气体参与且反应前后气体的体积不等的可逆反应)。②混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于a.恒压且反应前后气体的体积不等的可逆反应;b.恒容且有固体、液体参与或生成的可逆反应)。③对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应,若体系的颜色不再改变,则反应达到平衡状态。④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。(3)不能作为标志的条件——定量不能作为判据①恒容容器中,对于全部是气体的反应体系,密度不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。②恒容容器中,对于化学方程式两边气态物质的化学计量数之和相等的反应,压强不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。③对于全部是气体的反应体系,若反应物和生成物的化学计量数之和相等,则气体的平均相对分子质量不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。变式3(2017·湖北恩施月考)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的可逆反应,下列能说明反应达到平衡状态的是A.体系压强保持不变B.混合气体颜色保持不变C.SO3和NO的体积比保持不变D.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2答案解析√下列说法正确的是A.前2min内,v(A)=0.2mol·L-1·min-1B.在2min时,图像发生改变的原因只可能是增加压强C.其他条件不变,4min时体系的压强不再发生变化D.增加气体D的浓度,A的反应速率随之降低四、化学反应速率和限度图像分析例4在某容积为2L的密闭容器中,A、B、C、D四种气体物质发生可逆反应,其物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示:答案解析√化学反应速率和反应限度图像题分析(1)看图像①看面,弄清楚横、纵坐标所表示的含义。②看线,弄清楚线的走向和变化趋势。③看点,弄清楚曲线上点的含义,特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等。④看辅助线,作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。⑤看量的变化,弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化,还是转化率的变化。思维模型(2)想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系,各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系,外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时,外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。(3)做判断利用有关规律,结合图像,通过对比分析,做出正确判断。A.该反应的化学方程式为A(g)+3B(g)2C(g)B.到达t1s时刻该反应停止C.(t1+10)s时,升高温度,正、逆反应速率加快D.若该反应在绝热容器中进行,也在t1时刻达到平衡变式4在温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是答案解析√考题精选1.(2018·鞍山期中)下列关于化学反应速率的说法中,正确的是①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率②增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一⑤使用催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快A.①⑤B.④⑤C.②④D.③123456答案解析√782.(2018·桂林期中)在容积固定的容器中,发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g),下列方法中能证明已达到平衡状态的是①混合气体的颜色不再变化②各组分浓度相等③v正(H2)=2v逆(HI)④一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化A.①④B.①②④C.①③⑤D.①④⑤答案解析√12345678A.随着反应的进行,混合气体的密度不断增大B.反应在5.5min时,v正(X)=v逆(Z)C.6min时,容器中剩余1.4molYD.其他条件不变,将X的物质的量改为10mol,则可得4molZ3.已知反应2X(g)+Y(g)2Z(g),某研究小组将4molX和2molY置于一容积不变的密闭容器中,测定不同时间段内X的转化率,得到的数据如下表,下列判断正确的是答案解析√t/min24.556X的转化率30%40%70%70%123456784.(2018·贵阳期中)在一定条件下,将3molA和1molB投入容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2mol·L-1和0.4mol·L-1。下列叙述正确的是A.x=2B.2min时,B的浓度为0.4mol·L-1C.0~2min内B的反应速率为0.2mol·L-1·min-1D.此时A的转化率为40%答案解析√123456785.(2018·重庆八中期末)常温下,气态分子中1mol化学键断裂产生气态原子所需要的能量用E表示。根据表中信息判断下列说法不正确的是共价键H—HF—FCl—ClH—FH—ClH—IE/kJ·mol-1436157243568432298A.由表中数据可知反应活性F2Cl2B.表中最不稳定的共价键是F—F键C.2Cl(g)===Cl2(g)ΔH=243kJ·mol-1D.F2(g)+2HCl(g)===2HF(g)+Cl2(g)ΔH=-358kJ·mol-1答案解析√123456786.(2018·平顶山高一期末)已知:H2(g)+Br2(l)===2HBr(g)ΔH=-akJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他数据如下表:H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436b36912345678下列说法正确的是A.2HBr(g)===H2(g)+Br2(g)ΔH=akJ·mol-1B.H2(g)的稳定性低于HBr(g)C.Br2(g)===Br2(l)ΔH=30kJ·mol-1D.b=272-a解析答案√123456787.(2018·大庆高一期末)下列说法正确的是A.同温同压下H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH都相同B.放热反应比吸热反应容易发生C.在稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量为57.3kJD.由N2O4(g)2NO2(g)ΔH=-56.9kJ·mol-1,
本文标题:2018-2019版高中化学-专题2-化学反应与能量转化微型专题重点突破(三)
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