高中化學(xué)-第二章-《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》學(xué)案-新人教版選修4

1、第二章化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡【知識(shí)要點(diǎn)】一、化學(xué)反響速率1化學(xué)反響速率1概念：化學(xué)反響速率是用來衡量化學(xué)反響進(jìn)行的快慢的物理量。通常用單位時(shí)間內(nèi)反響物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學(xué)反響速率。2表示方法：v = c/A t固體或純潔液體 v=A n/At用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反響速率之比等于化學(xué)方程式中的各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)比。2、影響化學(xué)反響速率的因素1內(nèi)因主要因素是指參加反響的物質(zhì)的性質(zhì)。2外界條件對(duì)化學(xué)反響速率的影響1濃度：其他條件相同時(shí)，增大反響物濃度反響速率增大，減小反響物濃度反響速率減小。有關(guān)解釋：在其他條件不變時(shí)，對(duì)某一反響，活化分子在反響物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的。單位體積內(nèi)

2、活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反響物分子的總數(shù)成正比。當(dāng)反響物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多， 活化分子數(shù)也相應(yīng)增大， 單位體積內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也相應(yīng)增 多，化學(xué)反響速率增大。2丨壓強(qiáng)：對(duì)有氣體參加的化學(xué)反響，假設(shè)其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反響速率加快，減 小壓強(qiáng)，反響速率減慢。有關(guān)解釋：當(dāng)溫度一定時(shí)，一定物質(zhì)的量的氣體的體積與其所受的壓強(qiáng)成反比。假設(shè)氣體的壓強(qiáng)增大到原來的2倍，體積就縮小到原來的一半，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增大到原來的2倍。故增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積里反響物的物質(zhì)的量，即增大反響物的濃度，反響速率相應(yīng)增大；相反，減小壓強(qiáng)，氣體的體積就擴(kuò)大，反響物濃度減小，反響速率隨之減小。 說明

3、：假設(shè)參加反響的物質(zhì)為固體、液體或溶液，由于壓強(qiáng)的變化對(duì)它們的濃度幾乎無 影響，可以認(rèn)為反響速率不變。與化學(xué)反響無關(guān)的氣體對(duì)化學(xué)反響速率是否有影響，要分情況而定。在一定溫度下于密閉容器中進(jìn)行的化學(xué)反響 N(g)+3H2(g) 2 NHs (g):a、充入He并保持容器的容積不變時(shí)，雖容器內(nèi)氣體的總壓增大，但由于氣體的容積不變，反響物氣體的物質(zhì)的量濃度不變，化學(xué)反響速率不變，平衡不移動(dòng)。b、充入He并保持容器內(nèi)的總壓不變時(shí)，必然是容器的容積增大。而氣體容積的增大，引起反響物濃度的減小，化學(xué)反響速率減小，平衡左移。3丨溫度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度反響速率增大；降低溫度反響速率減小。經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：一

4、般來說，溫度每升高10C，反響速率增大 24倍。有關(guān)解釋：在濃度一定時(shí)，升高溫度，反響物分子的能量增加，使一局部原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反響物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)，使有效碰撞次數(shù)增多，反響速率增大。溫度升高，分子的運(yùn)動(dòng)加快，單位時(shí)間里反響物分子間碰撞次數(shù)增加，反響也相應(yīng)地加快，前者是反響速率加快的主要原因。說明：溫度對(duì)反響速率的影響規(guī)律，對(duì)吸熱、放熱反響都適用，且不受反響物狀態(tài)的限制。4催化劑：催化劑能參與反響，改變反響歷程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的 百分?jǐn)?shù)，從而提高了有效碰撞頻率，加快了反響速率。5丨其他因素對(duì)化學(xué)反響速率的影響例如，通過光輻照、放射線輻照、超

5、聲波、電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、高速研磨等等。總之，向反 應(yīng)體系輸入能量，都有可能改變化學(xué)反響速率。二、 化學(xué)平衡移動(dòng)原理勒夏特列原理：如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫 度、壓強(qiáng)等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。1濃度：增大反響物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反響方向移動(dòng)。減小反響物濃度或 增大生成物濃度，平衡向逆反響方向移動(dòng)。2、 壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反響，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)平 衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。對(duì)于沒有氣體參加的可逆反響及反響前后氣體體積不變的反響，改變壓強(qiáng)化學(xué)平衡不移動(dòng)。3、溫度：升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度平衡向放熱方向移動(dòng)。無論是

6、吸熱反響還是放熱反響，升高溫度反響速率都加快；降低溫度反響速率那么減慢。三、等效平衡：在一定條件定溫、定容或定溫、定壓下，只是起始參加情況不同的同一 可逆反響到達(dá)平衡后，任何相同組分的分?jǐn)?shù)體積、物質(zhì)的量均相同，這樣的化學(xué)平衡互 稱為等效平衡。1定溫、定容： 反響前后氣體體積改變：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡數(shù)值相同。 反響前后氣體體積不變：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡比值相同。2定溫、定壓：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡比值相同。四、化學(xué)平衡常數(shù)1定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反響到達(dá)化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度幕之積與反響物濃度幕之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反響

7、的化學(xué)平衡常數(shù)簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)，用符號(hào) K表示。女口： mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)cm (A) -C n (B)K=CP (C) & (D)注意：對(duì)于有固體或純液體參加的反響，它們的濃度不列入K的表達(dá)式。 K值與濃度無關(guān)，只受溫度影響。不指明溫度，K值無意義。 對(duì)于給定的化學(xué)反響，正、逆反響的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。應(yīng)用：判斷反響進(jìn)行的程度：K值越大，反響進(jìn)行的程度越大，反響物轉(zhuǎn)化率越高。判斷反響熱效應(yīng)：T升高，K值增大，那么正反響為吸熱反響。 T降低，K值減小，那么正反響為放熱反響。五、化學(xué)反響自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷根據(jù)體系存在著力圖使自己的能量趨于“最低和“有序的自然

8、規(guī)律，由焓變和熵變判據(jù)組合的復(fù)合判據(jù)適合于所有的過程。即 G=A H TA S <0,反響能自發(fā)進(jìn)行 G=A H-TA S = 0,反響處于平衡狀態(tài)A G=A H- TA S <0，反響不能自發(fā)進(jìn)行 反響熱 AH 混亂度AS A G=A H- TAS>0>0低溫>0,高溫<0>0>0<0自發(fā)性較高溫度能自發(fā)任何溫度都不能自發(fā)<0>0<0<0<0高溫>0,低溫<0任何溫度都能自發(fā) 較低溫度能自發(fā)【穩(wěn)固練習(xí)】1對(duì)于反響A(g)+3B(g)2C(g)，以下各數(shù)據(jù)表示不同條件下的反響速率，其中反響進(jìn)行得最快

9、的是A v(A)=0.01 mol/(L?s)B、v(B)=0.02 mol/(L?s)C v(B)=0.60mol/(L?min)D、v(C)=1.0mol/(L?min)2、在可逆反響中，改變以下條件一定能加快反響速率的是A、增大反響物的量B、升高溫度C增大壓強(qiáng)D使用催化劑3、 在2L的密閉容器中發(fā)生下面反響：A(g)+2B(g) 3C(g)，經(jīng)過3min后A的物質(zhì)由10mol變?yōu)?mol，那么下面表示的反響速率正確的選項(xiàng)是A VA=1mol L 1 min 一1B、VB=1mol L 1 min 一11 1 11C v(=2mol L minD、VB=2mol L min4、 在氣體反響

10、中，能使反響物中活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)同時(shí)增加的方法是增大反響物濃度升高溫度增大壓強(qiáng)移去生成物參加催化劑A、B 、C 、 D 、5、 合成氨所需的Hz由炭和水蒸氣反響制得，其中一步反響為 CO+bO g一'CO+H H< 0,欲使CO的轉(zhuǎn)化率提高，同時(shí)提高H2的產(chǎn)率，可以采取的措施是A、增大水蒸氣的濃度B、升高溫度 C、增大CO濃度 D、增大壓強(qiáng)6、 在密閉容器中充入 N>和H,合成NH,至U 2秒末測(cè)得，v (H2) =0.45 mol / (L s)，貝U2秒末NH的濃度為A 0.5 mol / L B 、0.45 mol / L C 、 0.6 mol / L D

11、 、0.55 mol / L7、 在一定條件下，進(jìn)入氨合成塔的混合氣體中含N2的體積分?jǐn)?shù)為22%含H的體積分?jǐn)?shù)為78%經(jīng)過合成反響到達(dá)平衡后，在相同的溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積縮小至原體積的95%N2的轉(zhuǎn)化率與下面接近的數(shù)值是A 12.5% B 、1.4% C 、10.5% D 、9%8、 一定溫度下，以下表達(dá)不是可逆反響 A(g)+3B(g) 2C(g)到達(dá)平衡的標(biāo)志的是 C的生成速率與 C的分解速率相等；單位時(shí)間內(nèi) amol A生成，同時(shí)生成3amol B;A B C的濃度不再變化；混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化；混合氣體的物質(zhì)的量不再變化；單位時(shí)間消耗 amol A，同時(shí)生成3amol B ，A

12、 B、C的分子數(shù)目比為1:3:2 。A、 B、 C、 D、9、一定條件下將含1molNH的體積不變的密閉容器加熱，發(fā)生反響 2NH N+3H, 段時(shí)間 后到達(dá)平衡，此時(shí)NH的體積分?jǐn)?shù)為x%假設(shè)在該容器中再參加1molNH后密封，加熱到相同溫 度使反響到達(dá)平衡，設(shè)此時(shí) NH的體積分?jǐn)?shù)為y%那么x和y的關(guān)系正確的選項(xiàng)是 A x<y B 、x>y C 、x=y D 、x>y10、在一定條件下，在容積為2L的密閉容器中，將 2molL氣體和3molM氣體向混合，發(fā)生如下反響：2L(g)+3M(g) i Q(g)+3R(g) , 4s后該反響到達(dá)平衡時(shí)，生成2.4molR，并測(cè)得Q的反

13、響速率為0.1mol/(L s)，以下有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是A x的值為2B、混合氣體的密度變大11、在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反響：xAg+ yBg' zCg，平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50mol/L，保持溫度不變，將容器的體積擴(kuò)大兩倍，測(cè)得A的濃度變?yōu)?.35 mol/L ，以下有關(guān)判斷正確的選項(xiàng)是()A x+y v zB、平衡正向移動(dòng)C A的轉(zhuǎn)化率降低D、C的體積分?jǐn)?shù)下降12、 按溫度每升高10C，化學(xué)反響速率增大2倍來計(jì)算，假設(shè)某反響由50C升溫到80C,反響速率比原來增大A 4倍B、6倍C 8倍D 9倍13、 在一定溫度不同壓強(qiáng)p1< p2下，可逆反響2X(g) :一

14、5 2Y(g) + Z(g)中，生成物Z在反響混合物中的體積分?jǐn)?shù)丨與反響時(shí)間t丨的關(guān)系有以以下列圖示,正確的選項(xiàng)是A、加熱B、不用稀硫酸，改用 98%濃硫酸C滴加少量CuSQ溶液D、不用鐵片，改用鐵粉15、450C時(shí)，反響 Hb(g) + 12(g) 、2HI(g)的K= 50,由此推測(cè)在 450C時(shí)，反響2HI(g) H2(g) + 12(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為A 50 B 、0.02 C 、100 D、無法確定16、反響2X(氣)+Y(氣)一2Z(氣)+熱量，在不同溫度(和T2)及壓強(qiáng)(P1和F2)下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量 力與反響時(shí)間 的關(guān) 系如下列圖。以下判斷正確的選項(xiàng)是A T1VT2P1V

15、P2B、T1VT2F1>P2C T1>T2P1>P2D、T1>T2P1VP217、同質(zhì)量的鋅與鹽酸反響， 欲使反響速率增大，選用的反響條件正確的組合是：鋅粒 鋅片 鋅粉 5%鹽酸 10%鹽酸 15%鹽酸 加熱 用冷水冷卻 不斷振蕩 迅速混合后靜置AB、C 、D、18、某化學(xué)反響其 H= 122 kJ/mol , ?S= 231 J/(mol K)，那么此反響在以下哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行A在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B、在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行C僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行D、僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行19、 對(duì)于可逆反響 A g+2B(g) 2C(g)(正反響吸熱)，以下列圖象中正確的選項(xiàng)是

16、20、 在恒溫恒容的密閉容器里發(fā)生可逆反響：2Ag+ Bg = 2Cg。容器內(nèi)開始加入以下各組物質(zhì)，到達(dá)平衡時(shí)逆反響速率最小的是A 2molA 和 ImolBB、ImolA 和 ImolBC ImolA和 2molBD、ImolB 和 ImolC21、 可逆反響 A+2BM+N正反響為放熱反響，在一定條件下到達(dá)平衡時(shí)，A在反應(yīng)混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 a%假設(shè)要通過改變條件使 A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?a%那么以下各項(xiàng)可 改變的條件中，一定能到達(dá)目的的是其中a<50A、增大容器體積B、增大反響容器內(nèi)壓強(qiáng)C升高反響溫度D使用適量催化劑22、 在密閉容器內(nèi)，使 1molN2和3molH2混合發(fā)生以下反響

17、：3f+N 2NH H< 01當(dāng)反響到達(dá)平衡時(shí)，N2和H2的濃度比是 。2保持體積不變，升高溫度時(shí)，混合氣體的平均式量 ，密度。3當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)，充入 Ar氣，并保持體積不變，平衡將 移動(dòng)。4當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)，充入 Ar氣，并保持壓強(qiáng)不變，平衡將 移動(dòng)。5當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)，充入 N2并保持壓強(qiáng)不變，平衡將 移動(dòng)。6當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)，將 c N2、c H2、c NH同時(shí)增大1倍，平衡將移動(dòng)。23、 在體積相同的四個(gè)容器，按以下要求充氣體，并參加適當(dāng)催化劑，1 mol N2+3 mol H22 mol N 2+3mol H2 1 mol H 2+4 mol H 2 1mol N2+4mol H2+0.5m

18、ol NH 3在 700K時(shí)分別建立平衡，四種情況下 H2的轉(zhuǎn)化率由大到小的順序是。22,在一定的條件下發(fā)生如下反響：H2(g) + 12(g) 2HI(g) H< 0。反響中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化情況如圖1:1該反響的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;2根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反響開始至到達(dá)平衡時(shí)，平均速率v(HI)為;3反響到達(dá)平衡后，第 8分鐘時(shí)： 假設(shè)升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K填寫增大、減小或不變HI濃度的變化正確 ;用圖2中ac的編號(hào)答復(fù) 假設(shè)參加丨2, H2濃度的變化正確的選項(xiàng)是 。用圖2中df的編號(hào)答復(fù)4反響到達(dá)平衡后，第 8分鐘時(shí)，假設(shè)反容器的容積擴(kuò)大一倍，請(qǐng)?jiān)趫D 3中畫出8分鐘 后HI濃度的變化情況。25、甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反響為：CH4(g)+H 20(g)C0(g)+3Hb(g),工業(yè)上可利用此反響生產(chǎn)合成氨原料氣Hbo溫度、壓強(qiáng)和水碳比n(H20)n(CH4)對(duì)甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反響的影響如以下列圖:O占NP / br-聲 ht/ / 匝亠£ to s a m s a J *】的»>翌冊(cè)圖1水