第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡（知識清單）高二化學(xué)同步備課系列（人教版2019選擇性必修1）

第第頁第02章第02章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡【一、化學(xué)反應(yīng)速率】【一、化學(xué)反應(yīng)速率】考點(diǎn)過關(guān)考點(diǎn)過關(guān)一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表示方法1.定義:衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的物理量。

2.表示方法(1)化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位、單位中反應(yīng)物或生成物的變化來表示。

(2)如果反應(yīng)體系的體積是恒定的,則通常用單位內(nèi)反應(yīng)物的減少或生成物的增加來表示。

(3)特點(diǎn):①同一反應(yīng)選用不同物質(zhì)的濃度改變量表示化學(xué)反應(yīng)速率,數(shù)值可能,但表示的意義。

②各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的。

3.表達(dá)式:;單位:。

【答案】1.快慢2.(1)時間體積物質(zhì)的量(2)時間濃度濃度(3)①不同相同②化學(xué)計(jì)量數(shù)之比3.v=ΔcΔtmol·L-1·s-1或mol/(L·s),mol·L-1·min-1或mol/(L·二、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1.計(jì)算依據(jù)(1)平均化學(xué)反應(yīng)速率的公式:v=Δc(2)對于同一個化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,這是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算或換算的依據(jù)。例如,對于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)。2.運(yùn)用“三段式”求解化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算題的一般步驟(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。例如:mA(g)+nB(g)pC(g)起始濃度(mol·L-1) a b c轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) x nxm 某時刻濃度(mol·L-1) a-x b-nxm c+計(jì)算中注意以下關(guān)系:①對于反應(yīng)物:c(起始)-c(轉(zhuǎn)化)=c(某時刻)②對于生成物:c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時刻)③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比④轉(zhuǎn)化率=c(轉(zhuǎn)化)3.化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法（1）定性比較通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢、固體消失或氣體充滿所需時間的長短等來定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。如K與水反應(yīng)比Na與水反應(yīng)劇烈,則反應(yīng)速率:K>Na。（2）定量比較同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同,比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小,還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。①“化物質(zhì)”:將不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,或分別除以相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),所得數(shù)值大的速率大。②“化單位”:若化學(xué)反應(yīng)速率的單位不一致,需轉(zhuǎn)化為同一單位。三、化學(xué)反應(yīng)速率的測定1.測定原理利用與化學(xué)反應(yīng)中任何一種化學(xué)物質(zhì)的相關(guān)的可觀測量進(jìn)行測定。

2.測定方法(1)直接觀察測定:如氣體的和體系的等。

(2)科學(xué)儀器測定:如反應(yīng)體系的變化。在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時,可利用顏色變化與濃度變化間的比例關(guān)系來測量反應(yīng)速率。

【答案】1.濃度2.(1)體積壓強(qiáng)(2)顏色思考與交流：1.比較化學(xué)反應(yīng)速率大小時,應(yīng)注意什么?【答案】換算成同一物質(zhì)表示,統(tǒng)一單位,再比較數(shù)值大小。2.量氣法測定化學(xué)反應(yīng)速率時需測量哪些數(shù)據(jù)?【答案】可測量一段時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積,也可測量產(chǎn)生一定體積的氣體所需要的時間。3.其他條件相同時,用2mol·L-1HCl、4mol·L-1HCl分別與金屬鋅反應(yīng),相同時間內(nèi)誰產(chǎn)生氫氣的速率快?【答案】4mol·L-1HCl。四、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.內(nèi)因在相同條件下,不同的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率首先是由的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素決定的。

2.外界因素3.實(shí)驗(yàn)探究（1）實(shí)驗(yàn)探究濃度對反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液,滴加mol·L-1H2SO4溶液的試管

實(shí)驗(yàn)結(jié)論其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率

（2）壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響①研究對象——?dú)怏w模型的理解對于氣體來說,在一定溫度下,一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強(qiáng)成反比。如圖所示:由圖可知,其他條件不變時,增大壓強(qiáng),氣體體積縮小,濃度。

②影響規(guī)律對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),在相同溫度下,增大壓強(qiáng)(減小容器體積),反應(yīng)速率;減小壓強(qiáng)(增大容器體積),反應(yīng)速率。

（3）探究溫度對反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液,燒杯中裝的試管

實(shí)驗(yàn)結(jié)論其他條件相同時,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率

（4）探究催化劑對反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理2H2O22H2O+O2↑實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象余燼

余燼

實(shí)驗(yàn)結(jié)論催化劑可以化學(xué)反應(yīng)速率

【答案】1.反應(yīng)物2.增大減小增大減小增大減小增大相同3.(1).均變渾濁0.5先變渾濁增大(2).①增大②增大減小(3).均變渾濁熱水先變渾濁增大(4).沒有復(fù)燃復(fù)燃改變五、有效碰撞理論1.有效碰撞理論(1)基元反應(yīng):大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。其中每一步反應(yīng)都稱為。例如H·+O2·OH+O·即為氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)中的一個基元反應(yīng);又如2HIH2+I2的2個基元反應(yīng)為2HIH2+2I·、2I·I2。

(2)反應(yīng)歷程①含義:基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)。

②特點(diǎn):a.反應(yīng)不同,反應(yīng)不相同。

b.同一反應(yīng),在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同。③決定因素:反應(yīng)歷程由反應(yīng)物的和反應(yīng)決定。

④作用:反應(yīng)歷程的差別造成了化學(xué)反應(yīng)的不同。

(3)基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生,但是并不是每一次分子碰撞都能發(fā)生。

(4)有效碰撞(5)活化分子和活化能①活化分子:能夠發(fā)生的分子。

對于某一化學(xué)反應(yīng)來說,在一定條件下,反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)是一定的。②活化能:活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量,叫作反應(yīng)的活化能。

(6)反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系圖2.有效碰撞理論對影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的解釋(1)濃度(2)壓強(qiáng)反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)→單位體積內(nèi)分子總數(shù)→活化分子總數(shù)→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)→反應(yīng)速率;反之,反應(yīng)速率。

增大壓強(qiáng)(壓縮體積)→反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)→單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)→反應(yīng)速率;反之,反應(yīng)速率。

(3)溫度(4)催化劑升高溫度→活化分子百分?jǐn)?shù)→單位體積內(nèi)分子總數(shù)→活化分子總數(shù)→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)→反應(yīng)速率;反之,反應(yīng)速率。

加入催化劑→活化分子百分?jǐn)?shù)→單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)→反應(yīng)速率;反之,反應(yīng)速率。

【答案】1.(1)基元反應(yīng)(2)①序列②歷程③結(jié)構(gòu)條件④速率(3)碰撞化學(xué)反應(yīng)(4)越大(5)①有效碰撞②之差(6)活化能能量逆反應(yīng)反應(yīng)熱2.(1)不變增多增多增多增大減小(2)不變增多增多增大減小(3)增大不變增多增多增大減小(4)增大增多增多增大減小思考與交流：1.化學(xué)反應(yīng)都是一步完成的嗎?【答案】不是。2.對于由多個基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)的快慢是由哪步反應(yīng)決定的?【答案】由最慢的一步基元反應(yīng)決定。3.反應(yīng)歷程與化學(xué)反應(yīng)速率有什么關(guān)系?【答案】一個化學(xué)反應(yīng)的快慢取決于反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的基元反應(yīng)。反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件決定著一個反應(yīng)的歷程,而反應(yīng)歷程的差別又造成了化學(xué)反應(yīng)速率的不同。4.活化分子數(shù)改變,化學(xué)反應(yīng)速率就一定發(fā)生了改變嗎?【答案】不一定。如恒壓條件下:2HI(g)H2(g)+I2(g),若增加HI的量,雖然活化分子數(shù)增多,但體積增大,各物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變。核心歸納1.壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的幾種情況改變壓強(qiáng),影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本原因是引起了濃度的改變。所以在討論時,應(yīng)注意引起壓強(qiáng)改變的原因。(1)對于沒有氣體參與的化學(xué)反應(yīng),由于改變壓強(qiáng)時反應(yīng)物濃度變化很小,可忽略不計(jì),因此對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。(2)對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng),有以下幾種情況:①恒溫時,壓縮體積壓強(qiáng)增大反應(yīng)物濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快。②恒溫時,對于恒容密閉容器:a.充入氣體反應(yīng)物氣體反應(yīng)物濃度增大(壓強(qiáng)也增大)化學(xué)反應(yīng)速率加快。b.充入“惰性氣體”總壓強(qiáng)增大反應(yīng)物濃度未改變化學(xué)反應(yīng)速率不變。③恒溫恒壓時充入“惰性氣體”體積增大氣體反應(yīng)物濃度減小化學(xué)反應(yīng)速率減小。2.溫度對反應(yīng)速率的影響升高溫度,v正、v逆都增大;降低溫度,v正、v逆都減小。3.催化劑的作用(1)催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能使原來不能發(fā)生的反應(yīng)得以進(jìn)行。(2)催化劑一般有選擇性,不同的化學(xué)反應(yīng)要選用不同的催化劑。同樣的反應(yīng)物選用不同的催化劑,可以發(fā)生不同的反應(yīng),從而得到不同的產(chǎn)物。典型例題【例1】在不同條件下,分別測得反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化學(xué)反應(yīng)速率,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是()。A.v(SO2)=4mol·L-1·min-1B.v(O2)=3mol·L-1·min-1C.v(SO2)=0.1mol·L-1·s-1D.v(O2)=0.1mol·L-1·s-1答案D解析以SO2為標(biāo)準(zhǔn),并將單位統(tǒng)一,A、B、C、D選項(xiàng)換算成以SO2為標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)速率后分別為v(SO2)=4mol·L-1·min-1,v(SO2)=6mol·L-1·min-1,v(SO2)=6mol·L-1·min-1,v(SO2)=12mol·L-1·min-1。【例2】一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是()。A.反應(yīng)在0~10s內(nèi),用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol·L-1·s-1B.反應(yīng)在0~10s內(nèi),X的物質(zhì)的量濃度減少量為0.79mol·L-1C.反應(yīng)進(jìn)行到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g)答案C解析在0~10s內(nèi),Z的反應(yīng)速率為v(Z)=1.58mol2L10s=0.079mol·L-1·s-1,A項(xiàng)錯誤;0~10s內(nèi),X的物質(zhì)的量濃度的減少量為(1.20-0.41)mol2L反應(yīng)進(jìn)行到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為(1.00-0.21)mol1.00mol×100%=79.0%,C項(xiàng)正確;反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為X(g)+Y(g)2Z(g),D項(xiàng)錯誤?！径?、【二、化學(xué)平衡】】考點(diǎn)過關(guān)考點(diǎn)過關(guān)一.可逆反應(yīng)(1)概念:在下,既能向方向進(jìn)行,同時又能向方向進(jìn)行的反應(yīng)。

(2)特征二.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下,反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,正、逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)物和生成物的濃度,即體系的組成不隨時間而改變,物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“”,這時的狀態(tài)我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài),簡稱化學(xué)平衡。

(2)化學(xué)平衡的建立反應(yīng)開始(t=0)時,c反應(yīng)物最大,c生成物=0,即v正最大,v逆=0。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,即t>0時,v正減小,v逆增大,在坐標(biāo)圖上表示為當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,c反應(yīng)物、c生成物不再發(fā)生改變,即v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)化學(xué)平衡的建立方向①正反應(yīng)方向建立平衡,v正減小,v逆增大,v正=v逆時達(dá)到平衡。②逆反應(yīng)方向建立平衡,v正增大,v逆減小,v正=v逆時達(dá)到平衡。例如,一定條件下,把一定量的H2和N2充入恒容密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,從反應(yīng)開始到平衡過程中,各物質(zhì)的濃度變化如圖(a)所示;同理,一定條件下,充入一定量的NH3發(fā)生分解反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,各物質(zhì)的濃度變化如圖(b)所示。③化學(xué)平衡的基本特征化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法1.直接標(biāo)志(1)反應(yīng)速率關(guān)系:v正=v逆(指瞬時速率)。對于同一物質(zhì)而言,該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率;對于不同物質(zhì)而言,反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,但必須是不同方向的反應(yīng)速率。(2)含量關(guān)系:反應(yīng)體系中各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等保持不變。2.間接標(biāo)志(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率保持不變。(2)各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變。(3)各氣體的體積不隨時間的改變而改變。以反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例來說明:a.混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定——平衡②各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定——平衡③總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定——不一定平衡b.正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA,同時也生成了mmolA,即v正=v逆——平衡②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB的同時消耗了pmolC,即v正=v逆——平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,v正不一定等于v逆(平衡與否該式都成立)——不一定平衡④在單位時間內(nèi)生成了nmolB的同時消耗了qmolD,v正不一定等于v逆——不一定平衡c.壓強(qiáng)①m+n≠p+q時,總壓強(qiáng)一定(恒溫恒容)——平衡②m+n=p+q時,總壓強(qiáng)一定(恒溫恒容)——不一定平衡d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(Mr①當(dāng)m+n≠p+q時,Mr②當(dāng)m+n=p+q時,Mre.溫度:任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(絕熱裝置,其他條件不變)——平衡f.氣體的密度(ρ):密度(ρ=mVg.顏色:反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變——平衡典型例題【例1】在密閉恒容容器中,判斷反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g)達(dá)到平衡的依據(jù)是()。A.壓強(qiáng)不隨時間改變B.氣體的密度不隨時間改變C.c(A)不隨時間改變D.單位時間內(nèi)生成C和D的物質(zhì)的量相等答案C解析A項(xiàng),該反應(yīng)前后氣體總體積相等,壓強(qiáng)始終不變;B項(xiàng),氣體總質(zhì)量和體積不變,混合氣體密度恒定;C項(xiàng),各組分濃度保持不變時,達(dá)到平衡狀態(tài);D項(xiàng),生成C和D的物質(zhì)的量始終相等?！纠?】制水煤氣的反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0,現(xiàn)將一定量的原料充入一個容積不變的真空密閉容器中,在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng),不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()。A.CO與H2的物質(zhì)的量之比不變B.H2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化C.混合氣體的壓強(qiáng)保持不變D.混合氣體的密度不變答案A解析A項(xiàng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,生成的CO與H2的物質(zhì)的量之比始終為1∶1;B項(xiàng),H2的體積分?jǐn)?shù)即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),隨著反應(yīng)進(jìn)行,H2的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大,當(dāng)不變時說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);C項(xiàng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體的物質(zhì)的量增大,達(dá)到平衡時氣體的物質(zhì)的量不變,混合氣體壓強(qiáng)不變,因此壓強(qiáng)可作為平衡的標(biāo)志;D項(xiàng),由于反應(yīng)物C為固體,隨著反應(yīng)進(jìn)行,氣體質(zhì)量增大,反應(yīng)容器體積一定,混合氣體的密度逐漸增大,當(dāng)混合氣體的密度不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。四.化學(xué)平衡常數(shù)1.化學(xué)平衡常數(shù)的概念在一定溫度下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個,該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù)),用符號表示。

2.表達(dá)式對于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),化學(xué)平衡常數(shù)K=。

3.濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式(1)濃度商:對于一般的可逆反應(yīng),mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意時刻的cp(C)·cq(D)cm(A)·c(2)Q與K關(guān)系:當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商平衡常數(shù)時,表明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。

4.化學(xué)平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K越大,表示反應(yīng)進(jìn)行得越,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,當(dāng)K>時,該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。K越小,表示反應(yīng)進(jìn)行得越,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;當(dāng)K<時,該反應(yīng)很難發(fā)生。

5.化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素(1)內(nèi)因:不同的化學(xué)反應(yīng)及方程式的書寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的主要因素。(2)外因:在化學(xué)方程式一定的情況下,K只受影響。

6.平衡轉(zhuǎn)化率(1)表達(dá)式對于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率可以表示為:α(A)=A的初始濃度?A的平衡濃度A的初始濃度×100%=c0(A)-(2)規(guī)律①同一反應(yīng)的不同反應(yīng)物,其轉(zhuǎn)化率可能不同;當(dāng)按照反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同。②多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時,增大一種反應(yīng)物的濃度,可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,而該反應(yīng)物本身的轉(zhuǎn)化率會降低。7.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的限度K<10-510-5~105>105反應(yīng)程度很難進(jìn)行可逆反應(yīng)進(jìn)行得較完全(2)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)的任意狀態(tài)時,濃度商Q=cc(C)·①若Q>K,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行;②若Q=K,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);③若Q<K,說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)①升高溫度,K增大→正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);K減小→正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②降低溫度,K增大→正反應(yīng)為放熱反應(yīng);K減小→正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(4)計(jì)算平衡體系中的相關(guān)量根據(jù)相同溫度下,同一反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,計(jì)算反應(yīng)物或生成物的濃度、轉(zhuǎn)化率等?！敬鸢浮?.常數(shù)K2.c3.(1)濃度商(2)等于4.完全越大105不完全越小10-55.溫度核心歸納有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算1.分析三個量:起始量、變化量、平衡量。2.明確三個關(guān)系(1)對于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。(2)對于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。(3)各變化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3.計(jì)算方法:三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式:對于恒容密閉容器中的反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol·L-1、bmol·L-1,達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol·L-1。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始量(mol·L-1)ab00變化量(mol·L-1) mx nx px qx平衡量(mol·L-1) a-mx b-nx px qx(1)平衡常數(shù):K=(px(2)轉(zhuǎn)化率=某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量某反應(yīng)物起始的量×100%,如α(A)=mx(3)百分含量:φ(A)=a-(4)平衡前后的壓強(qiáng)之比:p平p始(5)平均摩爾質(zhì)量:M=a·M(A)+4.壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(1)Kp含義:在化學(xué)平衡體系中,用各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)。(2)計(jì)算技巧:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始量(mol·L-1) a b 0 0變化量(mol·L-1) mx nx px qx平衡量(mol·L-1) a-mx b-nx px qx第一步,根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。第二步,計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。(1)平衡前后的壓強(qiáng)之比:p平p始(2)某氣體組分的體積分?jǐn)?shù)=某氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=某氣體組分的物質(zhì)的量混合氣體總的物質(zhì)的量第三步,根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓,某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。第四步,根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp=p2(N5.化學(xué)平衡計(jì)算題的解題模型五、化學(xué)平衡的移動1.在一定條件下,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,如果改變反應(yīng),平衡狀態(tài)被破壞,平衡體系的物質(zhì)組成也會隨之改變,直到達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的達(dá)到新的的過程叫作化學(xué)平衡的移動。

化學(xué)平衡移動的過程如下:2.化學(xué)平衡移動的方向(1)若外界條件改變,引起v正>v逆時,正反應(yīng)占優(yōu)勢,化學(xué)平衡向方向移動;

(2)若外界條件改變,引起v正<v逆時,逆反應(yīng)占優(yōu)勢,化學(xué)平衡向方向移動;

(3)若外界條件改變,引起v正和v逆都發(fā)生變化,如果v正和v逆仍保持相等,化學(xué)平衡就沒有發(fā)生。

【答案】五、1.可逆反應(yīng)條件平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)六、影響化學(xué)平衡移動的因素的探究1.實(shí)驗(yàn)探究濃度對化學(xué)平衡的影響(1)按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論填入表中:實(shí)驗(yàn)原理Fe3+(淺黃色)+3SCN-Fe(SCN)3(紅色)實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象與結(jié)論b中溶液顏色,平衡向方向移動

c中溶液顏色,平衡向方向移動

(2)用平衡常數(shù)分析濃度對化學(xué)平衡的影響①增大c(反應(yīng)物)減小c(生成物)Q,則Q②增大c(生成物)減小c(反應(yīng)物)Q,則Q(3)用v-t圖像分析濃度變化對正、逆反應(yīng)速率的影響已知反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,有關(guān)物質(zhì)的濃度發(fā)生改變,其反應(yīng)速率的變化曲線分別如圖所示:①②③④①t1時刻,增大反應(yīng)物濃度,使v'正增大,而v'逆不變,則v'正v'逆,平衡向方向移動。

②t1時刻,減小生成物濃度,使v'逆減小,而v'正不變,則v'正v'逆,平衡向方向移動。

③t1時刻,增大生成物濃度,使v'逆增大,而v'正不變,則v'正v'逆,平衡向方向移動。

④t1時刻,減小反應(yīng)物濃度,使v'正減小,而v'逆不變,則v'正v'逆,平衡向方向移動。

【答案】(1)變淺逆反應(yīng)變深正反應(yīng)(2)①減小<正反應(yīng)②增大>逆反應(yīng)(3)①>正反應(yīng)②>正反應(yīng)③<逆反應(yīng)④<逆反應(yīng)2.實(shí)驗(yàn)探究壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響(1)按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論填入表中:實(shí)驗(yàn)原理2NO2實(shí)驗(yàn)步驟活塞Ⅱ處→Ⅰ處,壓強(qiáng)增大活塞Ⅰ處→Ⅱ處,壓強(qiáng)減小實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合氣體的顏色先又逐漸

混合氣體的顏色先又逐漸

實(shí)驗(yàn)結(jié)論活塞往里推,體積減小,壓強(qiáng),c(NO2)增大,顏色變深,但顏色又變淺,說明c(NO2)減小,平衡向方向移動。

活塞往外拉,體積增大,壓強(qiáng),c(NO2)減小,顏色變淺,但氣體顏色又變深,說明c(NO2)增大,平衡向方向移動

(2)用v-t圖像分析壓強(qiáng)變化對正、逆反應(yīng)速率的影響①對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)m+n<p,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,其他條件不變,在t1時刻改變壓強(qiáng),圖像如圖:t1時刻,增大容積,壓強(qiáng),v'正、v'逆均減小,體積縮小方向的v'逆減小幅度更大,則v'正v'逆,平衡向方向移動。

t1時刻,縮小容積,壓強(qiáng),v'正、v'逆均增大,體積縮小方向的v'逆增大幅度更大,則v'逆v'正,平衡向方向移動。

②對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)m+n=p,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,其他條件不變,在t1時刻改變壓強(qiáng),圖像如圖:t1時刻,若縮小容積,壓強(qiáng)增大,v'正、v'逆均增大,且v'正v'逆,平衡移動,如圖中上線。t1時刻,若增大容積,壓強(qiáng)減小,v'正、v'逆均減小,且v'正v'逆,平衡移動,如圖中下線。

【答案】(1)變深變淺變淺變深增大正反應(yīng)減小逆反應(yīng)(2)①減小>正反應(yīng)增大>逆反應(yīng)②=不=不3.實(shí)驗(yàn)探究溫度對化學(xué)平衡的影響(1)按表中實(shí)驗(yàn)步驟要求完成實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,填寫下表:實(shí)驗(yàn)原理2NO2(g)(紅棕色)N2實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色;冰水中混合氣體顏色

實(shí)驗(yàn)結(jié)論混合氣體受熱時顏色,說明NO2濃度,即平衡向方向移動;混合氣體被冷卻時顏色,說明NO2濃度,即平衡向方向移動

(2)用v-t圖像分析溫度對化學(xué)平衡的影響已知反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)ΔH<0。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡后,若溫度改變,其反應(yīng)速率的變化曲線分別如圖所示。①②①t1時刻,升高溫度,v'正、v'逆均增大,但吸熱反應(yīng)方向的v'逆增大幅度大,則v'逆v'正,平衡移動。

②t1時刻,降低溫度,v'正、v'逆均減小,但吸熱反應(yīng)方向的v'逆減小幅度大,則v'正v'逆,平衡移動。

【答案】(1)加深變淺加深增大逆反應(yīng)變淺減小正反應(yīng)(2)①>逆向②>正向4.用v-t圖像分析催化劑對化學(xué)平衡的影響t1時刻,加入催化劑,v'正、v'逆同等倍數(shù)增大,則v'正v'逆,平衡移動。

【答案】=不核心歸納1.濃度變化對化學(xué)平衡的影響濃度變化Q值變化Q與K關(guān)系平衡移動方向反應(yīng)物濃度增大減小Q<K正向移動生成物濃度減小反應(yīng)物濃度減小增大Q>K逆向移動生成物濃度增大2.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響方程式中氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)變化壓強(qiáng)變化Q值變化Q與K關(guān)系平衡移動方向增大增大增大Q>K逆向移動減小減小Q<K正向移動減小增大減小Q<K正向移動減小增大Q>K逆向移動不變增大或減小不變Q=K不移動3.溫度對化學(xué)平衡的影響反應(yīng)類型溫度變化K值變化Q與K關(guān)系平衡移動方向放熱反應(yīng)升溫減小Q>K逆向移動降溫增大Q<K正向移動吸熱反應(yīng)升溫增大Q<K正向移動降溫減小Q>K逆向移動4.加入催化劑對化學(xué)平衡無影響5.“惰性”氣體對化學(xué)平衡的影響(1)對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0①若體系內(nèi)的壓強(qiáng)保持恒定(容器體積是可變的),充入“惰性”氣體,由于體系內(nèi)壓強(qiáng)恒定,體積增大,使c(N2)、c(H2)、c(NH3)減小,平衡向左移動(相當(dāng)于減壓)。②在恒溫、恒容下,充入“惰性”氣體時,平衡不發(fā)生移動。這種條件下充入“惰性”氣體,雖然平衡體系內(nèi)的總壓強(qiáng)增大,但因容器的體積不變,c(N2)、c(H2)、c(NH3)不變,所以平衡不發(fā)生移動。(2)對于反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0充入“惰性”氣體,雖然壓強(qiáng)或濃度發(fā)生變化,但平衡不移動。七、勒夏特列原理在密閉體系中,如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件(如溫度、壓強(qiáng)或濃度等),平衡就向能夠這種改變的方向移動。1.正確理解勒夏特列原理研究對象為處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)且只適用于改變影響平衡體系的一個條件;只可以判斷平衡移動的方向;平衡移動的結(jié)果只能夠“減弱”,而不能徹底抵消。2.勒夏特列原理的應(yīng)用勒夏特列原理只能解決與平衡移動有關(guān)的問題。不涉及平衡移動的問題都不能用勒夏特列原理解釋【答案】七、減弱典型例題1.下列因素一定能引起化學(xué)平衡移動的是()。A.化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生變化B.有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變壓強(qiáng)C.反應(yīng)體系的溫度發(fā)生變化D.反應(yīng)物或生成物的濃度發(fā)生變化答案C解析對于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng),體積改變時,壓強(qiáng)、反應(yīng)速率、濃度均發(fā)生變化,但平衡不移動。2.工業(yè)上制備粗硅的反應(yīng)之一是SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)。一定溫度下,向某恒容密閉容器中加入足量的SiO2和炭粉,若僅發(fā)生上述反應(yīng),一段時間后達(dá)到平衡。下列說法正確的是()。A.升高溫度,若c(CO)增大,則ΔH<0B.加入一定量氫氣,平衡不移動C.再加入一定量SiO2,平衡正向移動D.壓縮容器體積,重新達(dá)平衡時,c(CO)減小答案B解析A項(xiàng),升高溫度,若c(CO)增大,說明平衡正向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH>0,錯誤;B項(xiàng),氫氣不參與反應(yīng),而且容器體積不變,故加入一定量氫氣,平衡不移動,正確;C項(xiàng),由于SiO2是固體,濃度是常數(shù),故增加SiO2的物質(zhì)的量,不能改變SiO2的濃度,平衡不移動,錯誤;D項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)方程式可知,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2(CO),溫度不變,K不變,則c(CO)不變,故壓縮容器體積,重新達(dá)平衡時c(CO)不變,錯誤。3.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0且壓強(qiáng)p1<p2。下列有關(guān)圖像中錯誤的是()。A.B.C. D.答案C解析ΔH<0,題述反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高時平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,C項(xiàng)錯誤。4.等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)平衡狀態(tài):X(g)+2Y(g)3Z(g)ΔH<0。當(dāng)改變某個條件并達(dá)到新平衡狀態(tài)后,下列敘述正確的是()。A.升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)減小B.增大壓強(qiáng),Z的濃度不變C.保持容器體積不變,充入一定量的惰性氣體,Y的濃度不變D.保持容器體積不變,充入一定量的Z,X的體積分?jǐn)?shù)增大答案C解析正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,X的體積分?jǐn)?shù)增大,A項(xiàng)錯誤;增大壓強(qiáng),平衡不移動,但體積縮小,Z的濃度增大,B項(xiàng)錯誤;保持容器體積不變,充入一定量的惰性氣體,平衡不發(fā)生移動,Y的濃度不變,C項(xiàng)正確;保持容器體積不變,充入一定量的Z,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡不移動,X的體積分?jǐn)?shù)不變,D項(xiàng)錯誤。【三、化學(xué)反應(yīng)的方向】【三、化學(xué)反應(yīng)的方向】】考點(diǎn)過關(guān)考點(diǎn)過關(guān)一、自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1.自發(fā)過程:在一定條件下,不需要借助外力就能的過程。其特點(diǎn)是高能狀態(tài)→低能狀態(tài)(對外做功或釋放熱量);有序→無序(無序體系更加穩(wěn)定)。如:高山流水、自由落體、冰雪融化。

2.自發(fā)反應(yīng):在給定的條件下,可以到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)。如:鋼鐵生銹。

3.特征:具有,即過程的某個方向在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,而該過程的逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)行。

二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.焓判據(jù)(1)放熱過程中體系能量,ΔH,具有自發(fā)的傾向。

(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以進(jìn)行的。

例如,Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)ΔH=-216.8kJ·mol-1。(3)有些吸熱反應(yīng)也可以進(jìn)行,如Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)是吸熱的,但是這個反應(yīng)卻是可以自發(fā)進(jìn)行的,故不能只根據(jù)放熱或者吸熱來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向,焓變只是影響反應(yīng)方向的一種因素。

2.熵判據(jù)(1)熵的定義描述體系的物理量,一般用S表示。熵值越大,體系的混亂度。

(2)熵的大小同種物質(zhì)的熵值與其存在狀態(tài)有關(guān),S(g)S(l)S(s)。

(3)熵判據(jù)體系的混亂度(熵值)增加,ΔS0,反應(yīng)有自發(fā)的傾向。

有些熵減的過程也能自發(fā)進(jìn)行,如乙烯聚合為聚乙烯的反應(yīng),故熵變只是影響反應(yīng)方向的一種因素。3.復(fù)合判據(jù)(自由能ΔG)在等溫、等壓條件下的封閉體系中(不考慮體積變化做功以外的其他功),自由能(符號為ΔG,單位為kJ·mol-1)的變化綜合反映了體系的焓變和熵變對自發(fā)過程的影響:ΔG=ΔH-TΔS。這時,化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行,直到體系達(dá)到平衡。即:當(dāng)ΔG<0時,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;當(dāng)ΔG=0時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);當(dāng)ΔG>0時,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。情況焓變熵變自由能變化反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行①ΔH<0ΔS>0②ΔH>0ΔS<0③ΔH<0ΔS<0④ΔH>0ΔS>0【答案】一、1.自發(fā)進(jìn)行2.自發(fā)進(jìn)行3.方向性二、1.(1)降低<0(2)自發(fā)(3)自發(fā)2.(1)混亂程度越大(2)>>(3)>3.ΔG<0能ΔG>0不能無法判斷無法判斷無法判斷無法判斷思考與討論1.化學(xué)反應(yīng)體系焓變(ΔH)和熵變(ΔS)為何值時,有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行?【答案】(1)ΔH<0,ΔS>0,反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行;(2)ΔH>0,ΔS<0,反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行;(3)當(dāng)焓變和熵變相差懸殊時,可能某一個因素占主導(dǎo)地位。2.反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有無關(guān)聯(lián),它在復(fù)合判據(jù)中是如何體現(xiàn)的?【答案】根據(jù)復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS分析,反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān),一般低溫時以焓變影響為主,高溫時以熵變影響為主。3.ΔH-TΔS作為化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù),它適用的條件是什么?【答案】溫度、壓強(qiáng)一定。典型例題【例1】實(shí)驗(yàn)證明,多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()。A.所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的B.所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C.焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素D.焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一因素答案C解析不是所有自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng),如氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng),所以只能說焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素,但不是唯一因素,C項(xiàng)正確?！纠?】下列變化中ΔS<0的是()。A.固體NaCl溶于水B.液態(tài)水變?yōu)樗魵釩.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D.2HgO(s)2Hg(l)+O2(g)答案C解析固體物質(zhì)溶于水,固態(tài)物質(zhì)變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)或氣態(tài)物質(zhì),液態(tài)物質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì),其過程均屬于熵增加的過程,即ΔS>0。有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng),通?？捎煞磻?yīng)前后氣體分子數(shù)變化來判斷其熵變,在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物氣體分子數(shù)比生成物氣體分子數(shù)多的反應(yīng),一般屬于熵減小的反應(yīng),即ΔS<0;反應(yīng)物氣體分子數(shù)比生成物氣體分子數(shù)少的反應(yīng),一般屬于熵增加的反應(yīng),即ΔS>0?！舅?、化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控】【四、化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控】】考點(diǎn)過關(guān)考點(diǎn)過關(guān)一、合成氨反應(yīng)的原理分析工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破,其反應(yīng)如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn),應(yīng)如何選擇反應(yīng)條件,以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平