高中化學(xué) 單元復(fù)習(xí)與鞏固（基礎(chǔ)）知識(shí)講解學(xué)案 新人教版選修4-新人教版高二選修4化學(xué)學(xué)案

單元復(fù)習(xí)與鞏固【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素；2、掌握化學(xué)平衡的建立及其影響因素，能用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行定量分析；3、初步了解化學(xué)反應(yīng)方向的判斷依據(jù)?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、化學(xué)反應(yīng)速率1．化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法(1)概念：通常用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示．(2)表達(dá)式：(3)單位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1等．(4)注意點(diǎn)：①化學(xué)反應(yīng)速率均取正值．②化學(xué)反應(yīng)速率一般不用固體物質(zhì)表示．③同一反應(yīng)，選用不同物質(zhì)的濃度變化表示反應(yīng)速率，數(shù)值可能不同，但意義相同，各物質(zhì)表示的速率之比等于該反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．④注意區(qū)別平均速率和即時(shí)速率．2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)．(2)外因：①濃度：增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大．②溫度：升高溫度，反應(yīng)速率增大．③壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，氣體物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率增大．④催化劑：使用催化劑，反應(yīng)速率增大．要點(diǎn)二、化學(xué)平衡(1)可逆反應(yīng)：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)．(2)化學(xué)平衡的概念：是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)．(3)化學(xué)平衡的特征：①逆：可逆反應(yīng)②等：v(正)＝v(逆)③動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡v(正)＝v(逆)≠0④定：平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變⑤變：當(dāng)濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件改變時(shí)，化學(xué)平衡即發(fā)生移動(dòng)要點(diǎn)三、化學(xué)平衡的移動(dòng)及影響因素1．化學(xué)平衡的移動(dòng)(1)定義：可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞，新化學(xué)平衡的建立過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)．(2)化學(xué)平衡移動(dòng)的本質(zhì)原因是v(正)≠v(逆)．如催化劑能同等程度改變v(正)和v(逆)，所以，加入催化劑，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)．2．影響化學(xué)平衡的條件條件的變化平衡移動(dòng)的方向平衡移動(dòng)的結(jié)果(均與改變條件時(shí)比較)①濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)②壓強(qiáng)(氣體)增大減小向縮小氣體體積方向移動(dòng)向增大氣體體積方向移動(dòng)使氣體壓強(qiáng)減小使氣體壓強(qiáng)增大③溫度升高降低向吸熱方向移動(dòng)向放熱方向移動(dòng)使溫度降低使溫度升高3．化學(xué)平衡移動(dòng)原理(即勒夏特列原理)如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)．要點(diǎn)四、化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率1、化學(xué)平衡常數(shù)：

對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD。其中m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，這個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)可以表示為：

在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物的濃度、反應(yīng)物的濃度的關(guān)系依上述規(guī)律，其常數(shù)(用K表示)叫該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)2、化學(xué)平衡常數(shù)的意義①平衡常數(shù)的大小不隨反應(yīng)物或生成物濃度的改變而改變，只隨溫度的改變而改變。②可以推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。K的意義：K很大，反應(yīng)進(jìn)行的程度很大，轉(zhuǎn)化率大；K居中，典型的可逆反應(yīng)，改變條件反應(yīng)的方向變化；K很小，反應(yīng)進(jìn)行的程度小，轉(zhuǎn)化率小。3、轉(zhuǎn)化率：可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化濃度(等于某反應(yīng)物的起始濃度和平衡濃度的差)與該反應(yīng)物的起始濃度比值的百分比。可用于表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。要點(diǎn)五、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1、焓變和熵變的不同：焓變(△H)指的是內(nèi)能的變化值，常以熱的形式表現(xiàn)出來。熵變(△S)指的是體系的混亂程度。S(g)>S(l)>S(s)2、自發(fā)反應(yīng)與否的判斷依據(jù)△H-T△S<0正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行△H-T△S>0逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行【典型例題】類型一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及簡(jiǎn)單計(jì)算例1一定條件下，體積為10L的密閉容器中，1molX和1molY進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)+Y(g)Z(g)，經(jīng)60s達(dá)到平衡，生成0.3molZ。下列說法正確的是（）A．以X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.001mol／(L·s)B．將容器體積變?yōu)?0L，Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼腃．若增大壓強(qiáng)，則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小D．若升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大，則該反應(yīng)的ΔH＞0【思路點(diǎn)撥】解題時(shí)注意，題干中給出的是生成物的物質(zhì)的量的變化，在分析選項(xiàng)時(shí)需要轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物的濃度變化。【答案】A【解析】根據(jù)題意可以列出：所以，故A選項(xiàng)正確；將容器的體積變?yōu)?0L的瞬間各物質(zhì)的濃度均減半，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，此平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以Z的平衡濃度比原來的要小，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，因此增大壓強(qiáng)此平衡向右移動(dòng)，反應(yīng)物X和Y的轉(zhuǎn)化率均增大，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；X的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，而升高溫度平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此此反應(yīng)的正反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH＜0，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】本題的易錯(cuò)點(diǎn)有：忽略化學(xué)反應(yīng)速率為單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化而錯(cuò)選其他選項(xiàng)；對(duì)平衡移動(dòng)原理（勒夏特列原理）理解片面而錯(cuò)選B或D。舉一反三：【變式1】化合物Bilirubin在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖所示，計(jì)算反應(yīng)4～8min間的平均反應(yīng)速率和推測(cè)反應(yīng)16min時(shí)反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是（）A．2.5mol·L－1·min－1和2.0mol·L－1B．2.5mol·L－1·min－1和2.5mol·L－1C．3.0mol·L－1·min－1和3.0mol·L－1D．5.0mol·L－1·min－1和3.0mol·L－1【答案】B【解析】在4～8min內(nèi)反應(yīng)物的濃度改變量為10mol·L－1，故4～8min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為2.5mol·L－1·min－1；圖中從0min開始到8min反應(yīng)物的濃度降低到原來的，根據(jù)這一幅度，可以推測(cè)從第8min到第16min，反應(yīng)物的濃度降低到2.5mol·L－1。類型二、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素例2等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)定在不同時(shí)間t產(chǎn)生氫氣體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到氫氣體積隨時(shí)間變化曲線如圖所示，則曲線a、b、c、d所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組別可能是（）組別c(HCl)（mol/L）溫度（℃）狀態(tài)12.025塊狀22.530塊狀32.550塊狀42.530粉末狀A(yù)．4—3—2—1B．1—2—3—4C．3—4—2—1D．1—2—4—3【思路點(diǎn)撥】需要綜合考慮鹽酸的濃度、溫度以及反應(yīng)物的鐵的狀態(tài)對(duì)反應(yīng)速率的影響。【答案】AC【解析】由圖可知，反應(yīng)速率：a＞b＞c＞d。由外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響知，溫度高、濃度大、固體表面積大，反應(yīng)速率就快，則1組最慢，2組稍快，由于3組溫度高但固體表面積小，4組溫度低但固體表面積大，因此無法確定3組與4組的反應(yīng)速率的快慢，但均比2組快，故A、C兩項(xiàng)均正確，B、D兩項(xiàng)均錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】鹽酸濃度越大，反應(yīng)速率越快；溫度越高，反應(yīng)速率越大；鐵的顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率越大。舉一反三：【變式1】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是（）A．催化劑V2O5，不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率B．增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定增大C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間D．在t1、t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1～t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為【答案】D【解析】催化劑可以同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率，A錯(cuò)；增大反應(yīng)體系壓強(qiáng)的方法有許多種，當(dāng)向反應(yīng)體系中充入無關(guān)氣體時(shí)，壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)速率不變，B錯(cuò)；降低溫度將減小反應(yīng)速率，達(dá)到平衡的時(shí)間增長(zhǎng)，C錯(cuò)；反應(yīng)速率就是用某一時(shí)間段內(nèi)濃度的變化值除以反應(yīng)時(shí)間來計(jì)算的，D對(duì)。類型三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例3（1）下列方法中可以證明2HI(g)H2(g)+I2(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________（填序號(hào)）。①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成nmolHI②一個(gè)H—H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H—I鍵斷裂③(HI)=(I2)時(shí)④反應(yīng)速率時(shí)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1時(shí)⑥溫度和體積一定時(shí)，某一生成物濃度不再變化時(shí)⑦溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時(shí)⑧條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)⑨溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化時(shí)⑩溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化時(shí)（2）在上述⑥～⑩的說法中能說明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答時(shí)特別需要注意，反應(yīng)(1)和反應(yīng)(2)的不同之處，前者反應(yīng)前后分子數(shù)不變；后者的正反應(yīng)分子數(shù)減少?！敬鸢浮浚?）②⑥⑨（2）⑥⑦⑧⑨⑩【解析】由第（1）題反應(yīng)的特征可知：此反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體的體積不發(fā)生變化，即在反應(yīng)的任何一個(gè)階段，容器內(nèi)壓強(qiáng)不發(fā)生改變。氣體的總質(zhì)量不變、總物質(zhì)的量不變，因此混合氣體的密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量均不發(fā)生改變。由第（2）題反應(yīng)的特征可知：反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生改變，因此若平衡發(fā)生移動(dòng)則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量、混合氣體密度都發(fā)生改變，當(dāng)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，這些都不再改變，此時(shí)c(NO2)恒定，混合氣體的顏色不再變化?！究偨Y(jié)升華】判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)要抓住“v(正)=v(逆)”和“各物質(zhì)的百分含量不變”這兩個(gè)核心判據(jù)。舉一反三：【變式1】低溫脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)ΔH＜0，在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說法正確的是（）A．平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B．平衡時(shí)，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小C．單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量比為1∶2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡D．其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大【答案】C【解析】該反應(yīng)是氣體體積增大的放熱反應(yīng)。A項(xiàng)升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，不正確；B項(xiàng)增大NH3的濃度，平衡向右移動(dòng)，使氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大，不正確；C項(xiàng)NO、N2的消耗分別代表正向、逆向的反應(yīng)速率，速率的比值等于方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值，說明正、逆反應(yīng)速率相等，故C正確；催化劑不影響化學(xué)平衡，D不正確。類型四、根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)方向進(jìn)行有關(guān)判斷例4可逆反應(yīng)：3A(g)3B(?)+C(?)ΔH＞0，隨著溫度升高，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量有變小的趨勢(shì)，則下列判斷正確的是（）A．B和C可能都是固體B．B和C一定都是氣體C．若C為固體，則B一定是氣體D．B和C可能都是氣體【思路點(diǎn)撥】題目給出的化學(xué)方程式，正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，溫度升高平衡正向移動(dòng)?！敬鸢浮緾D【解析】升溫平衡正向移動(dòng)，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，有兩種可能：①氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量增加，此時(shí)B與C均為氣體。②氣體質(zhì)量減小，氣體物質(zhì)的量不變，此時(shí)B為氣體，C為固體（或液體）?！究偨Y(jié)升華】氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為總質(zhì)量與總物質(zhì)的量的比值。其數(shù)值的減小，可能由兩種情況引起：一是氣體總質(zhì)量減小，一是氣體總物質(zhì)的量減小。分析本題時(shí)，這兩種情況都應(yīng)該考慮。例51和2分別為A在兩個(gè)恒容容器中的平衡體系A(chǔ)(g)2B(g)和2A(g)B(g)的轉(zhuǎn)化率，在溫度不變的情況下，兩反應(yīng)器均增加A的物質(zhì)的量，下列判斷正確的是（）A．1、2均減小B．1、2均增大C．1減小，2增大D．1增大，2減小【答案】C【解析】上述兩個(gè)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物都只有一種，不管增加反應(yīng)物還是生成物的量，都相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，A(g)2B(g)平衡將逆向移動(dòng)，1減小，2A(g)B(g)平衡將正向移動(dòng)，2增大。則選項(xiàng)C符合題意。舉一反三：【變式1】在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于（）A．5%B．17％C．25％D．33％【答案】B【解析】，解得x=0.0833所以?！咀兪?】硫一碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：ⅠSO2+2H2O+I2==H2SO4+2HIⅡ2HIH2+I2Ⅲ2H2SO4==2SO2+O2+2H2O（1）分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是________。a．反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行b．反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強(qiáng)c．循環(huán)過程中需補(bǔ)充H2Od．循環(huán)過程產(chǎn)生1molO2的同時(shí)產(chǎn)生1molH2（2）一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI(g)，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=________。該溫度下，H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K=______。相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則________是原來的2倍。a．平衡常數(shù)b．HI的平衡濃度c．達(dá)到平衡的時(shí)間d．平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)（3）實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H2，反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡________移動(dòng)（填“向左”“向右”或“不”）；若加入少量下列試劑中的________，產(chǎn)生H2的速率將增大。a．NaNO3b．CuSO4c．Na2SO4d．NaHSO（4）以H2為燃料可制作氫氧燃料電池。已知2H2(g)+O2(g)==2H2O(1)ΔH=－572kJ·mol－1某氫氧燃料電池釋放228.8kJ電能時(shí)，生成1mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________?！敬鸢浮浚?）c（2）0.1mol·L－1·min－164b（3）向右b（4）80％【解析】本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、水的電離平衡和化學(xué)計(jì)算。（1）a項(xiàng)，反應(yīng)Ⅲ在常溫下不能進(jìn)行；b項(xiàng)，SO2的還原性比HI強(qiáng)；C項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得總反應(yīng)：2H2O==2H2+O2，循環(huán)過程中消耗了H2O；d項(xiàng)，根據(jù)總反應(yīng)知產(chǎn)生1molO2的同時(shí)產(chǎn)生2molH2。（2）由題干數(shù)據(jù)分析該反應(yīng)：0～2min內(nèi)平均反應(yīng)速率平衡常數(shù)。第三問，若開始加入HI的物質(zhì)的量是原來的2倍，相當(dāng)于先將Ⅲ加入到2L的容器（達(dá)到的平衡狀態(tài)與原平衡一致，即HI的濃度、H2的體積分?jǐn)?shù)與原平衡相同），再將體積壓縮至1L，因?yàn)樵摲磻?yīng)為體積不變的反應(yīng)，加壓平衡不移動(dòng)，所以HI濃度為原來的2倍，H2的體積分?jǐn)?shù)不變；溫度不變，平衡常數(shù)不變；加入HI的物質(zhì)的量增大，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短。（3）Zn與稀H2SO4反應(yīng)，c(H+)減小，水的電離平衡向右移動(dòng)；若向原溶液加入NaNO3，Zn與H+、NO3－反應(yīng)不生成H2；若加CuSO4，Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu，Zn與Cu構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率；若加Na2SO4對(duì)反應(yīng)速率沒有影響；若加NaHSO3，HSO3－消耗H+生成H2O和SO2，減緩反應(yīng)速率。（4）生成1mol液態(tài)水，理論上放熱，則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為：。類型五、化學(xué)平衡圖像分析例6在某密閉容器中，可逆反應(yīng)：A(g)+B(g)xC(g)ΔH符合圖中（Ⅰ）所示關(guān)系。由此判斷，對(duì)圖像（Ⅱ）說法不正確的是（）A．p3＞p4，Y軸表示A的轉(zhuǎn)化率B．p3＞p4，Y軸表示B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C．p3＞p4，Y軸表示混合氣體的密度D．p3＞p4，Y軸表示混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量【思路點(diǎn)撥】當(dāng)題目中涉及多變量時(shí)，應(yīng)先固定其中的一個(gè)變量，分析另一個(gè)變量。另外，分析圖像時(shí)需要注意其縱、橫坐標(biāo)的意義?！敬鸢浮緽【解析】據(jù)圖像（Ⅰ）知，在壓強(qiáng)不變時(shí)，曲線b的斜率比c的大，故T1＞T2。降溫（T1→T2）時(shí)，（C）增大，即平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。當(dāng)溫度不變時(shí)，曲線