高中化學 單元復習與鞏固（基礎）知識講解學案 新人教版選修4-新人教版高二選修4化學學案

單元復習與鞏固【學習目標】1、了解化學反應速率及其影響因素；2、掌握化學平衡的建立及其影響因素，能用化學平衡常數(shù)進行定量分析；3、初步了解化學反應方向的判斷依據(jù)?！局R網(wǎng)絡】【要點梳理】要點一、化學反應速率1．化學反應速率的概念及表示方法(1)概念：通常用單位時間里反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示．(2)表達式：(3)單位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1等．(4)注意點：①化學反應速率均取正值．②化學反應速率一般不用固體物質(zhì)表示．③同一反應，選用不同物質(zhì)的濃度變化表示反應速率，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方程式中的化學計量數(shù)之比．④注意區(qū)別平均速率和即時速率．2．影響化學反應速率的因素(1)內(nèi)因：反應物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)．(2)外因：①濃度：增大反應物的濃度，反應速率增大．②溫度：升高溫度，反應速率增大．③壓強：對于有氣體參加的反應，增大壓強，氣體物質(zhì)的濃度增大，反應速率增大．④催化劑：使用催化劑，反應速率增大．要點二、化學平衡(1)可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應．(2)化學平衡的概念：是指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)．(3)化學平衡的特征：①逆：可逆反應②等：v(正)＝v(逆)③動：動態(tài)平衡v(正)＝v(逆)≠0④定：平衡狀態(tài)時反應混合物中各組分的濃度保持不變⑤變：當濃度、溫度、壓強等條件改變時，化學平衡即發(fā)生移動要點三、化學平衡的移動及影響因素1．化學平衡的移動(1)定義：可逆反應中舊化學平衡的破壞，新化學平衡的建立過程叫做化學平衡的移動．(2)化學平衡移動的本質(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，化學平衡不發(fā)生移動．2．影響化學平衡的條件條件的變化平衡移動的方向平衡移動的結(jié)果(均與改變條件時比較)①濃度向正反應方向移動向逆反應方向移動②壓強(氣體)增大減小向縮小氣體體積方向移動向增大氣體體積方向移動使氣體壓強減小使氣體壓強增大③溫度升高降低向吸熱方向移動向放熱方向移動使溫度降低使溫度升高3．化學平衡移動原理(即勒夏特列原理)如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動．要點四、化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率1、化學平衡常數(shù)：

對于一般的可逆反應：mA+nBpC+qD。其中m、n、p、q分別表示化學方程式中反應物和生成物的化學計量數(shù)。當在一定溫度下達到化學平衡時，這個反應的平衡常數(shù)可以表示為：

在一定溫度下，可逆反應達到化學平衡時，生成物的濃度、反應物的濃度的關系依上述規(guī)律，其常數(shù)(用K表示)叫該反應的化學平衡常數(shù)2、化學平衡常數(shù)的意義①平衡常數(shù)的大小不隨反應物或生成物濃度的改變而改變，只隨溫度的改變而改變。②可以推斷反應進行的程度。K的意義：K很大，反應進行的程度很大，轉(zhuǎn)化率大；K居中，典型的可逆反應，改變條件反應的方向變化；K很小，反應進行的程度小，轉(zhuǎn)化率小。3、轉(zhuǎn)化率：可逆反應到達平衡時，某反應物的轉(zhuǎn)化濃度(等于某反應物的起始濃度和平衡濃度的差)與該反應物的起始濃度比值的百分比。可用于表示可逆反應進行的程度。要點五、化學反應進行的方向

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)反應與否的判斷依據(jù)△H-T△S<0正反應自發(fā)進行△H-T△S>0逆反應自發(fā)進行【典型例題】類型一、化學反應速率的概念及簡單計算例1一定條件下，體積為10L的密閉容器中，1molX和1molY進行反應：2X(g)+Y(g)Z(g)，經(jīng)60s達到平衡，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，則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小D．若升高溫度，X的體積分數(shù)增大，則該反應的ΔH＞0【思路點撥】解題時注意，題干中給出的是生成物的物質(zhì)的量的變化，在分析選項時需要轉(zhuǎn)化成反應物的濃度變化。【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)平衡移動原理，此平衡應向逆反應方向移動，所以Z的平衡濃度比原來的要小，故B選項錯誤；由于此反應的正反應是氣體體積縮小的反應，因此增大壓強此平衡向右移動，反應物X和Y的轉(zhuǎn)化率均增大，故C選項錯誤；X的體積分數(shù)增大，說明平衡向逆反應方向移動，而升高溫度平衡應向吸熱反應方向移動，因此此反應的正反應應為放熱反應，即ΔH＜0，所以D選項錯誤?！究偨Y(jié)升華】本題的易錯點有：忽略化學反應速率為單位時間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化而錯選其他選項；對平衡移動原理（勒夏特列原理）理解片面而錯選B或D。舉一反三：【變式1】化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應，反應物濃度隨反應時間變化如圖所示，計算反應4～8min間的平均反應速率和推測反應16min時反應物的濃度，結(jié)果應是（）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)反應物的濃度改變量為10mol·L－1，故4～8min內(nèi)的平均反應速率為2.5mol·L－1·min－1；圖中從0min開始到8min反應物的濃度降低到原來的，根據(jù)這一幅度，可以推測從第8min到第16min，反應物的濃度降低到2.5mol·L－1。類型二、化學反應速率的影響因素例2等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測定在不同時間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間變化曲線如圖所示，則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是（）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．4—3—2—1B．1—2—3—4C．3—4—2—1D．1—2—4—3【思路點撥】需要綜合考慮鹽酸的濃度、溫度以及反應物的鐵的狀態(tài)對反應速率的影響?！敬鸢浮緼C【解析】由圖可知，反應速率：a＞b＞c＞d。由外界條件對反應速率的影響知，溫度高、濃度大、固體表面積大，反應速率就快，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組的反應速率的快慢，但均比2組快，故A、C兩項均正確，B、D兩項均錯誤。【總結(jié)升華】鹽酸濃度越大，反應速率越快；溫度越高，反應速率越大；鐵的顆粒越小，表面積越大，反應速率越大。舉一反三：【變式1】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應。下列敘述正確的是（）A．催化劑V2O5，不改變該反應的逆反應速率B．增大反應體系的壓強，反應速率一定增大C．該反應是放熱反應，降低溫度將縮短反應達到平衡的時間D．在t1、t2時刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時間間隔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、逆反應速率，A錯；增大反應體系壓強的方法有許多種，當向反應體系中充入無關氣體時，壓強增大，但反應速率不變，B錯；降低溫度將減小反應速率，達到平衡的時間增長，C錯；反應速率就是用某一時間段內(nèi)濃度的變化值除以反應時間來計算的，D對。類型三、化學平衡狀態(tài)的判斷例3（1）下列方法中可以證明2HI(g)H2(g)+I2(g)已達平衡狀態(tài)的是________（填序號）。①單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolHI②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂③(HI)=(I2)時④反應速率時⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1時⑥溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化時⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化時⑧條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化時⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化時（2）在上述⑥～⑩的說法中能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是________?！舅悸伏c撥】解答時特別需要注意，反應(1)和反應(2)的不同之處，前者反應前后分子數(shù)不變；后者的正反應分子數(shù)減少。【答案】（1）②⑥⑨（2）⑥⑦⑧⑨⑩【解析】由第（1）題反應的特征可知：此反應在反應前后氣體的體積不發(fā)生變化，即在反應的任何一個階段，容器內(nèi)壓強不發(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、平均相對分子質(zhì)量均不發(fā)生改變。由第（2）題反應的特征可知：反應前后氣體體積發(fā)生改變，因此若平衡發(fā)生移動則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、混合氣體密度都發(fā)生改變，當反應處于平衡狀態(tài)時，這些都不再改變，此時c(NO2)恒定，混合氣體的顏色不再變化?！究偨Y(jié)升華】判斷化學平衡狀態(tài)時要抓住“v(正)=v(逆)”和“各物質(zhì)的百分含量不變”這兩個核心判據(jù)。舉一反三：【變式1】低溫脫硝技術可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學反應為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)ΔH＜0，在恒容的密閉容器中，下列有關說法正確的是（）A．平衡時，其他條件不變，升高溫度可使該反應的平衡常數(shù)增大B．平衡時，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．單位時間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量比為1∶2時，反應達到平衡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】該反應是氣體體積增大的放熱反應。A項升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，不正確；B項增大NH3的濃度，平衡向右移動，使氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大，不正確；C項NO、N2的消耗分別代表正向、逆向的反應速率，速率的比值等于方程式中的化學計量數(shù)的比值，說明正、逆反應速率相等，故C正確；催化劑不影響化學平衡，D不正確。類型四、根據(jù)化學平衡移動方向進行有關判斷例4可逆反應：3A(g)3B(?)+C(?)ΔH＞0，隨著溫度升高，氣體平均相對分子質(zhì)量有變小的趨勢，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【思路點撥】題目給出的化學方程式，正向為吸熱反應，溫度升高平衡正向移動。【答案】CD【解析】升溫平衡正向移動，氣體平均相對分子質(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B為氣體，C為固體（或液體）?！究偨Y(jié)升華】氣體平均相對分子質(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，這兩種情況都應該考慮。例51和2分別為A在兩個恒容容器中的平衡體系A(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】上述兩個反應中反應物和生成物都只有一種，不管增加反應物還是生成物的量，都相當于增大壓強。根據(jù)平衡移動的原理，A(g)2B(g)平衡將逆向移動，1減小，2A(g)B(g)平衡將正向移動，2增大。則選項C符合題意。舉一反三：【變式1】在一定溫度下，反應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：ⅠSO2+2H2O+I2==H2SO4+2HIⅡ2HIH2+I2Ⅲ2H2SO4==2SO2+O2+2H2O（1）分析上述反應，下列判斷正確的是________。a．反應Ⅲ易在常溫下進行b．反應Ⅰ中SO2氧化性比HI強c．循環(huán)過程中需補充H2Od．循環(huán)過程產(chǎn)生1molO2的同時產(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Ⅱ，H2物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。0～2min內(nèi)的平均反應速率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．達到平衡的時間d．平衡時H2的體積分數(shù)（3）實驗室用Zn和稀硫酸制取H2，反應時溶液中水的電離平衡________移動（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，生成1mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________。【答案】（1）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反應速率、化學平衡、水的電離平衡和化學計算。（1）a項，反應Ⅲ在常溫下不能進行；b項，SO2的還原性比HI強；C項，根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得總反應：2H2O==2H2+O2，循環(huán)過程中消耗了H2O；d項，根據(jù)總反應知產(chǎn)生1molO2的同時產(chǎn)生2molH2。（2）由題干數(shù)據(jù)分析該反應：0～2min內(nèi)平均反應速率平衡常數(shù)。第三問，若開始加入HI的物質(zhì)的量是原來的2倍，相當于先將Ⅲ加入到2L的容器（達到的平衡狀態(tài)與原平衡一致，即HI的濃度、H2的體積分數(shù)與原平衡相同），再將體積壓縮至1L，因為該反應為體積不變的反應，加壓平衡不移動，所以HI濃度為原來的2倍，H2的體積分數(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，反應物濃度增大，反應速率加快，達到平衡的時間縮短。（3）Zn與稀H2SO4反應，c(H+)減小，水的電離平衡向右移動；若向原溶液加入NaNO3，Zn與H+、NO3－反應不生成H2；若加CuSO4，Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu，Zn與Cu構(gòu)成原電池，加快反應速率；若加Na2SO4對反應速率沒有影響；若加NaHSO3，HSO3－消耗H+生成H2O和SO2，減緩反應速率。（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、化學平衡圖像分析例6在某密閉容器中，可逆反應：A(g)+B(g)xC(g)ΔH符合圖中（Ⅰ）所示關系。由此判斷，對圖像（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)量分數(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分子質(zhì)量【思路點撥】當題目中涉及多變量時，應先固定其中的一個變量，分析另一個變量。另外，分析圖像時需要注意其縱、橫坐標的意義?！敬鸢浮緽【解析】據(jù)圖像（Ⅰ）知，在壓強不變時，曲線b的斜率比c的大，故T1＞T2。降溫（T1→T2）時，（C）增大，即平衡正向移動，說明正反應為放熱反應。當溫度不變時，曲線