專題16化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

1、第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及定量表示方法。2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識其一般規(guī)律。一、化學(xué)反應(yīng)速率單位：mol/(Ls)或molL-1min-1 表達(dá)式：v=c/t2.與計(jì)量系數(shù)關(guān)系及速率大小的比較3.幾點(diǎn)注意： 平均速率與瞬時(shí)速率 純固體、純液體、溶液中的溶劑和開放容器中的氣體 的濃度為常數(shù) 研究對象可以是可逆反應(yīng)，也可是非可逆反應(yīng)1.概念：例1：一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，對該反應(yīng)的推斷合理的是：A.該反應(yīng)的方程式為3B4D6A2CB.反應(yīng)進(jìn)行到1s時(shí)

2、，v(A)v(D)C.反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為0.05 mol/(Ls)D.反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等C二、有效碰撞1.幾個(gè)概念：活化能、活化分子、有效碰撞2.濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑的影響單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)的速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)升高溫度使用正催化劑 三、影響反應(yīng)速率的因素1.了解全局。內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)；外因：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑、反應(yīng)物顆粒大小、構(gòu)成原電池、光、(溶液酸堿性)以及超聲波、放射線、電磁波、溶劑等。例2：pH和體積相同的鹽酸與醋酸分別同時(shí)與過量鋅粒(大小相同)反應(yīng)，正確的是：A.開始產(chǎn)生氫氣的速率

3、：v(HCl)v(CH3COOH)B.開始產(chǎn)生氫氣的速率：v(HCl)v(CH3COOH)C.7秒時(shí)產(chǎn)生氫氣的速率：v(CH3COOH)v(HCl) D.最終產(chǎn)生氫氣的量：n(HCl)n(CH3COOH)2.濃度越大，反應(yīng)速率越快；固體看表面積與擴(kuò)散。CD3.溫度每升高10，反應(yīng)速率一般加快24倍。例3：某反應(yīng)溫度每升高10反應(yīng)速率為原來的2倍，現(xiàn)在溫度升高100，反應(yīng)速率為原來的多少倍？三、影響反應(yīng)速率的因素只適用于氣體參加的反應(yīng)。壓強(qiáng)通過濃度起作用。區(qū)別恒溫恒容與恒溫恒壓例4：反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎沒影響的

4、是：A.增加C的量 B.將容器的體積縮小一半C.保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大D.保持壓強(qiáng)不變，充入N2使體系體積增大ACA.恒溫恒容時(shí)充惰性氣體，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，但是各反應(yīng)物和生成物的濃度不變，反應(yīng)速率不變。B.恒溫恒壓通惰性氣體，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，但是容器容積增大，各反應(yīng)物和生成物的濃度減小，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小。4.壓強(qiáng)：三、影響反應(yīng)速率的因素 同程度改變正逆反應(yīng)速率，但平衡不移動。 物理性質(zhì)改變、化學(xué)性質(zhì)不變。 正催化劑(默認(rèn))、負(fù)催化劑。例5：容積為2L的密閉容器中，充入X、Y氣體各2mol，發(fā)生可逆反應(yīng)：X(g)+2Y(g)2Z(g)，達(dá)到平衡，以Y的濃度改變表示

5、的反應(yīng)速度與時(shí)間t的關(guān)系如圖，則Y的平衡濃度表達(dá)式正確的是：A.2-Saob B.1-Saob C.2-Sabdo D.1-SbodtV/(mol.L-1.s-1)v正正v逆逆aobdB判斷：碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)過程中，再增加CaCO3固體可以增大反應(yīng)速率。判斷：在恒容容器中進(jìn)行的反應(yīng)2SO2+O22SO3，向容器中通入N2，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大。5.催化劑四、速率時(shí)間圖像對可逆反應(yīng)：改變反應(yīng)物(生成物)濃度、改變氣體體系的壓強(qiáng)(=與)、改變溫度、加催化劑。例6：對放熱反應(yīng)：N2+3H22NH3t2時(shí)刻改變的條件是_，t3時(shí)刻改變的條件是_，t5時(shí)刻改變的條件是_。升高溫度減小壓強(qiáng)催化劑B

6、C 1.（2012上海）為探究鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率(以v(H2)表示)。向反應(yīng)混合物中加入某些物質(zhì)，下列判斷正確的是：A.加入NH4HSO4固體，v(H2)不變B.加入少量水，v(H2)減小C.加入CH3COONa固體，v(H2)減小D.滴加少量CuSO4溶液，v(H2)減小隨堂練習(xí)：2.一定條件下，溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如圖所示。下列判斷正確的是：A.在0-50min之間，pH=2和PH=7時(shí)R的降解百分率相等 B.溶液酸性越強(qiáng)，R的降解速率越小 C.R的起始濃度越小，降解速率越大 D.在20-25min之間，pH=10時(shí)R的平均降解速率為0.04molL-1min

7、-1 A3.鐵粉與足量1 mol/L鹽酸反應(yīng)，為了加快反應(yīng)速率且不影響產(chǎn)生氫氣的量可以加入：2 mol/L的硝酸溶液 少量CuSO4(s) 少量銅粉少量CH3COONa(s) 對溶液加熱 向反應(yīng)液中通入HCl氣體 加入過量鐵粉 將鐵粉改為鐵片隨堂練習(xí)：第二節(jié) 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動 1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2.了解化學(xué)平衡建立的過程。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識其一般規(guī)律。1.定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。2.特征： 逆、動、等(V正=V逆0)、定、變3.化學(xué)平衡的建立與途徑無

8、關(guān)4.平衡狀態(tài)判斷方法: 正=逆（本質(zhì)）：同種物質(zhì)；不同物質(zhì)。組分不變：質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積（氣體）、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、總體積、總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率。外部特征：顏色、溫度一、化學(xué)平衡可逆反應(yīng)：相同條件、同時(shí)進(jìn)行、不徹底例：能夠說明N2+3H22NH3反應(yīng)在體積不變的密閉容器中已達(dá)到平衡狀態(tài)的是：容器內(nèi)N2、H2、NH3三者共存 容器內(nèi)N2、H2、NH3三者濃度相等容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度比恰為1:3:2容器內(nèi)N2、H2、NH3的反應(yīng)速率比恰為1:3:2tmin內(nèi)生成1molNH3同時(shí)消耗0.5molN2每斷裂

9、3molH-H鍵的同時(shí)，斷裂6molN-H鍵容器內(nèi)質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化容器內(nèi)密度不再發(fā)生變化容器內(nèi)的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化一、化學(xué)平衡(2012山東)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)镠。現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是：ad一、化學(xué)平衡例：恒溫恒容時(shí)，當(dāng)下列物理量不變時(shí)，表明反應(yīng)A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)到平衡的是：A.混合氣體的壓強(qiáng) B.混合氣體的密度 C.B的物質(zhì)的量濃度 D.氣體的總物質(zhì)的量BC二、影響化學(xué)平衡的因素溫度 正反應(yīng)方向 條件的改變（其他條件不變） 增大反應(yīng)物濃度或

10、減小生成物濃度 逆反應(yīng)方向 氣體總體積減小的方向 減小壓強(qiáng) 平衡移動的方向 濃度 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 壓強(qiáng)(有氣體)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變 增大壓強(qiáng) 氣體總體積增大的方向 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動 升高溫度 吸熱方向 降低溫度 放熱方向 催化劑對化學(xué)平衡沒有影響。二、影響化學(xué)平衡的因素勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)，平衡就向能夠使這種改變減弱的方向移動。例：已知：CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡后，降低溫度，混合物的顏色變淺，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是：A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.降溫后 CO

11、 的濃度增大C.降溫后 NO2的轉(zhuǎn)化率增加D.降溫后 NO 的體積分?jǐn)?shù)增大E.增大壓強(qiáng)混合氣體的顏色不變F.恒容時(shí)，通入 He 氣體，混合氣體顏色不變G.恒壓時(shí)，通入 He 氣體，混合氣體顏色不變ACDF(2011安徽)電鍍廢液中Cr2O72-可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4)：Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq)H0三、平衡圖像(09廣東)取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)H0，反應(yīng)相同時(shí)間后，分別測定體系中NO2的百分含量，并作出其隨反應(yīng)溫度（T）變化的關(guān)系圖。下列

12、示意圖中，可能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的是： BD四、等效平衡1、定義：在一定的條件下，對同一可逆反應(yīng)只要起始加入物質(zhì)的量不同，而達(dá)到平衡時(shí)，同種物質(zhì)的含量相同，這種平衡叫等效平衡。2.對定義的理解一定的條件：通?？梢允峭琓同V，同T同P。含量相同（相同的平衡狀態(tài)）：通常是指平衡混合物各組分的百分含量相同，但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。平衡狀態(tài)（終態(tài)）只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)（如：無論反應(yīng)從什么方向開始投料是一次還是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過擴(kuò)大縮小或縮小擴(kuò)大的過程）只要起始濃度相當(dāng)，就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。3.判斷方法把起始加入物質(zhì)盡可能轉(zhuǎn)化到同側(cè)起始濃度相當(dāng)?shù)呐袛啵?）同T同V下 A.氣體體積變化：等

13、效轉(zhuǎn)化后，各物質(zhì)的量均相同。 B.氣體體積不變：等效轉(zhuǎn)化后，各物質(zhì)的量成比例。（2）同T同P下：等效轉(zhuǎn)化后，各物質(zhì)的量成比例。例：(03全國)某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A（g）+B（g）2C（g）達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是：A.均減半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均減少1mol C等效平衡的構(gòu)建隔板法四、等效平衡(04廣東)在恒溫時(shí)，一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)，重新達(dá)到平衡后，與

14、第一次平衡時(shí)相比，NO2的體積分?jǐn)?shù)：A、不變 B、增大 C、減小 D、無法判斷CB例：體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2O22SO3并達(dá)到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為：A等于p% B大于p% C小于p% D無法判斷轉(zhuǎn)化率：犧牲一個(gè)，幸福全家（家里不只一個(gè)）四、等效平衡（08全國）在相同溫度和壓強(qiáng)下，對反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表：CO2H2COH2O甲aa0

15、0乙2aa00丙00aa丁a0aa上述四種情況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小順序是：A乙丁丙甲 B乙丁甲丙C丁乙丙甲 D丁丙乙甲A四、等效平衡基本方法“三段式”五、平衡計(jì)算例：一定溫度下，10L密閉容器中充入5molSO2和3molO2,平衡時(shí)，混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)為46.2%。則SO2的轉(zhuǎn)化率為： %,平衡時(shí)O2的濃度 molL1，平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為反應(yīng)前壓強(qiáng)的 倍。答案：60，1.5，13/16第三節(jié) 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向三年17考 高考指數(shù):1.理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計(jì)算。2.了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的

16、重要作用。一、化學(xué)平衡常數(shù)1.表達(dá)式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)濃度為平衡時(shí)的濃度。2.表達(dá)式注意事項(xiàng)：K105時(shí)認(rèn)為該反應(yīng)基本進(jìn)行完全。固體與純液體濃度可看為常數(shù)，不代入K的計(jì)算。H2O只要作溶劑，就不代入平衡常數(shù)表達(dá)式，如：NH4Cl+H2ONH3H2O+HCl；H2O是氣體，必須代入K的計(jì)算；非水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如果有水參加或生成，則應(yīng)代入平衡常數(shù)表達(dá)式，如：CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l)CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l)K值與方程式系數(shù)有關(guān)。pqmnc (C) c (D)c (A) c (B)K=4.數(shù)值的意義3.影響因素：2.適用范圍可逆反應(yīng)、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等。溫度判斷移動方向反應(yīng)進(jìn)行的程度。QcK：逆向移動；Qc0)完成下列填空：一、化學(xué)平衡常數(shù)在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為2L，3min后達(dá)到平衡，測得固體的質(zhì)量增加了2.80g，則H2的平均反應(yīng)速率：_mol/(Lmin)；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列說法正確的是：a.其他條件不變，壓強(qiáng)增大，平衡常數(shù)K減小b.其他條件不變，溫度升高，平衡常數(shù)K減小C.其他條件不變，增大Si3N4物質(zhì)的量平衡向左移動d.其他條件不變，增大HCl物質(zhì)的量平衡向左移動0.0234226212SiClNHHClb