人教版跨越高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第2專題第3講化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（一）

1、2021/8/9 星期一1化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡部分是新課標(biāo)省份高考的必考內(nèi)容,通過對近年新課標(biāo)高考試題分析,本專題考查的知識點(diǎn)主要集中在:影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及化學(xué)反應(yīng)速率的測定方法?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判斷。圖像的識別和判斷。等效平衡的正確理解和應(yīng)用。化學(xué)平衡的計(jì)算。化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)反應(yīng)的方向性判定等。預(yù)計(jì)2011年新課標(biāo)省份高考題可能從以下角度出題:2021/8/9 星期一2題型上:理科綜合卷仍為選擇題。非綜合卷會出現(xiàn)推理題、填空題或計(jì)算題等。知識內(nèi)容上:化學(xué)反應(yīng)速率的測定方法及數(shù)據(jù)處理?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判斷?；瘜W(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向性判定。運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識解釋工

2、業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問題等。2021/8/9 星期一32021/8/9 星期一4技能歸納1.化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算(1)根據(jù)概念推算v(B)=單位:molL-1s-1或molL-1min-1等(2)根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)求算在同一條件下的同一化學(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。對于反應(yīng):nA+mBpC+qD,有如下關(guān)系:v(A)v(B)v(C)v(D)=nmpq,可變形為=。比較不同條件下的反探究點(diǎn)一:化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及外界條件對反應(yīng)速率的影響2021/8/9 星期一5應(yīng)快慢的問題,一般會給出用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,解題時(shí)只要比較、的大小即可。2.碰撞理論解釋外界條件對反

3、應(yīng)速率的影響變化結(jié)果條件變化活化能單位體積分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)單位體積活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)反應(yīng)速率增大反應(yīng)物的濃度不變增多不變增多增多加快增大壓強(qiáng)不變增多不變增多增多加快2021/8/9 星期一6升高溫度不變不變增多增多增多加快使用催化劑降低不變增多增多增多加快2021/8/9 星期一7典例1(2010年福建理綜,12)化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如右圖所示,計(jì)算反應(yīng)48 min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16 min 時(shí)反應(yīng)物的濃度,結(jié)果應(yīng)是()A.2.5 molL-1min-1和2.0 molL-1 B.2.5 molL-1min-1

4、和2.5 molL-1 C.3.0 molL-1min-1和3.0 molL-1 D.5.0 molL-1min-1和3.0 molL-1 2021/8/9 星期一8【解析】48 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v=2.5 molL-1min-1,由圖可知:08 min,Bilirubin濃度由40 molL-1變?yōu)?0 molL-1,由曲線變化趨勢可推測816 min,Bilirubin濃度將減小4倍,故在16 min時(shí)Bilirubin的濃度=10 molL-14=2.5 molL-1,B項(xiàng)正確。答案B2021/8/9 星期一9演練1(2010年海南,3)對于化學(xué)反應(yīng)3W(g)+2X(g)4Y(g)

5、+3Z(g),下列反應(yīng)速率關(guān)系中,正確的是()A.v(W)=3v(Z)B.2v(X)=3v(Z)C.2v(X)=v(Y)D.3v(W)=2v(X)【解析】對同一反應(yīng),用不同物質(zhì)的濃度變化所表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。=1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;=,B項(xiàng)錯(cuò)誤;=,C項(xiàng)正確;=,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C2021/8/9 星期一10技能歸納探究點(diǎn)二:判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否為平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定是各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定是各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定是總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量、總濃度一定不一定2021/8

6、/9 星期一11正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗m mol A,同時(shí)生成m mol A,即v正=v逆是在單位時(shí)間內(nèi)消耗n mol B,同時(shí)消耗p mol C,則v正=v逆是vAvBvCvD=mnpq,v正不一定等于v逆不一定在單位時(shí)間內(nèi)生成n mol B,同時(shí)消耗q mol D不一定2021/8/9 星期一12壓強(qiáng)m+np+q時(shí),總壓強(qiáng)一定(其他條件不變)是m+n=p+q,總壓強(qiáng)一定(其他條件不變)不一定混合氣體平均相對分子質(zhì)量()一定,m+np+q是一定,m+n=p+q不一定2021/8/9 星期一13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(其他條件不變)是體系的密度(

7、)密度一定不一定2021/8/9 星期一14典例2在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時(shí),能表明反應(yīng):A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()混合氣體的壓強(qiáng)混合氣體的密度B的物質(zhì)的量濃度氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對分子質(zhì)量v(C)與v(D)的比值A(chǔ).B.C.D.【解析】該可逆反應(yīng)的特征是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,因此在恒溫恒容下,混合氣體的總物質(zhì)的量、壓強(qiáng)變化與否不能作為反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。答案A2021/8/9 星期一15演練2恒溫下,向容積為2 L的固定密閉容器中充入 3 mol A、y mol B,發(fā)生反應(yīng):3A(g) + 2B(g)2C

8、(g)+xD(g),2 min 達(dá)到平衡,測得從反應(yīng)開始到平衡時(shí)C的速率為0.3 molL-1min-1。 下列結(jié)論中正確的是()A.y1.2 B.v正(A)v逆(C),可能為平衡狀態(tài)C.v正(B)=v正(C),不可能為平衡狀態(tài)D.混合氣體密度不再變化,一定為平衡狀態(tài)答案B2021/8/9 星期一16技能歸納恒容時(shí)改變反應(yīng)物的用量對轉(zhuǎn)化率()的影響:(1)若反應(yīng)物只有一種,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,若a=b+c,則(A)不變;若ab+c,則(A) 增大;若ab+c,則(A)減小。即:ab+c時(shí),增大或減小反應(yīng)物的濃度,平衡按加壓或減壓處理。(2)若反應(yīng)物不止一種,如mA(

9、g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若只增加A的量,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) ,(A) 減小探究點(diǎn)三:化學(xué)平衡狀態(tài)的比較而(B)增大;若同倍數(shù)地同時(shí)增大或減小各反應(yīng)物的濃度,平衡也按加壓或減壓處理。2021/8/9 星期一17典例3水煤氣是重要的燃料和化工原料,可用水蒸氣通過熾熱的碳層制得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1(1)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,將體系中的C(s)全部移走,平衡(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。(2)上述反應(yīng)在t0時(shí)刻達(dá)到平衡(如圖),若在t1時(shí)刻改變某一條件,請?jiān)趫D中繼續(xù)畫出t1時(shí)刻之后正反應(yīng)速率(v正)和逆反應(yīng)速率

10、(v逆)隨時(shí)間的變化:縮小容器體積(用實(shí)線表示)降低溫度(用虛線表示)2021/8/9 星期一18【解析】(1)適量增加或減少固體物質(zhì)的量,由于不會引起其濃度的變化,故平衡不移動(dòng),但當(dāng)全部移走后,濃度變?yōu)榱?則平衡要向生成該固體物質(zhì)的方向移動(dòng)。(2)縮小容器體積的那一刻,反應(yīng)物和生成物的濃度都變大,v正、v逆都變大,v逆增大的程度更大,在v正之上,平衡向左移動(dòng),反應(yīng)物濃度增大,生成物濃度減小,v正繼續(xù)變大,v逆逐漸減小,達(dá)到平衡時(shí)二者相等且不變。降低溫度,v正和v逆都變小,但v正減小的更快,平衡向左移動(dòng),反應(yīng)物濃度增大,v正慢慢變大,v逆繼續(xù)減小,達(dá)到平衡時(shí)二者相等且不變。答案(1)向左移動(dòng)(

11、2) 2021/8/9 星期一19演練3一定溫度下,有可逆反應(yīng):2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)H0。現(xiàn)將2 mol A和2 mol B充入體積為V的甲容器,將2 mol C和6 mol D充入乙容器,并使乙容器在反應(yīng)開始前的體積為2V(如圖所示),保持反應(yīng)過程中兩容器的溫度與起始時(shí)相同。下列說法中不正確的是()A.甲、乙兩容器中的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),兩容器內(nèi)壓強(qiáng)相等B.甲、乙兩容器中的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)相等C.向甲容器中再充入2 mol A和2 mol B,平衡后甲中物質(zhì)C的濃度不變D.向乙容器中再充入2 mol C和6 mol D,平衡后乙中物質(zhì)C的濃度不變答案C2

12、021/8/9 星期一20技能歸納對反應(yīng):nA(g)+mB(g)pC(g)+qD(g)H而言,外界條件改變時(shí)對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響如下表:探究點(diǎn)四:外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響外界條件措施條件改變瞬間條件改變瞬間v正、v逆的關(guān)系平衡移動(dòng)的情況v正(即時(shí))v逆(即時(shí))2021/8/9 星期一21溫度升溫增大增大若H0,則v正0,則v正v逆向正反應(yīng)方向移動(dòng)降溫減小減小若Hv逆向正反應(yīng)方向移動(dòng)向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)若H0,則v正v逆向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小生成物的濃度不變減小v正v逆增大生成物的濃度不變增大v正v逆向逆反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物的濃度減小不變v正p+qv正v逆向正反應(yīng)方向移動(dòng)若

13、m+n=p+qv正=v逆平衡不移動(dòng)若m+np+qv正p+qv正v逆向逆反應(yīng)方向移動(dòng)若m+n=p+qv正=v逆平衡不移動(dòng)若m+nv逆向正反應(yīng)方向移動(dòng)2021/8/9 星期一25催化劑使用催化劑增大增大v正=v逆對平衡無影響平衡移動(dòng)原理(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)。2021/8/9 星期一26典例4(2010年重慶理綜,10)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g);H0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施:升溫恒容通入惰性氣體增加CO濃度減壓加催化劑恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A.B.C.D.【解析】該反應(yīng)的

14、正反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),故升高溫度可使平衡正向移動(dòng);恒容時(shí)通入惰性氣體,平衡不移動(dòng);增加產(chǎn)物CO的濃度,平衡逆向移動(dòng);減壓使平衡正向移動(dòng);加催化劑,平衡不移動(dòng);恒壓時(shí)通入惰性氣體,則容器體積增大,相當(dāng)于減壓,故平衡正向移動(dòng)。因此能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是,B項(xiàng)正確。答案B2021/8/9 星期一27演練4常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3和TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g)H=+765.2 kJmol-1。NH3的生成量與對應(yīng)溫度的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時(shí)間為3 h):下列有關(guān)敘述中不正確的是()A.該反應(yīng)的溫度不宜

15、過高B.上表所列出的四種溫度下,353 K時(shí),催化劑的活性最差T/K303313323353NH3的生成量/(10-6 mol)4.85.96.02.0C.303 K條件下,增大壓強(qiáng),氨氣的生成量會減小D.溫度越高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)越小答案D2021/8/9 星期一28技能歸納相同條件下,對同一可逆反應(yīng),不管從正反應(yīng)方向開始還是從逆反應(yīng)方向開始,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)混合物中各成分的含量保持不變,這就是等效平衡。等效平衡有以下規(guī)律:探究點(diǎn)五:等效平衡及其規(guī)律2021/8/9 星期一291.恒溫、恒容條件下的等效平衡同一可逆反應(yīng),不同的起始狀態(tài),達(dá)平衡時(shí),各體系中同種組分的物質(zhì)的量相同。判斷的

16、方法是:對于一般的可逆反應(yīng),把不同的起始狀態(tài),通過化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù),換算成同一邊物質(zhì)(反應(yīng)物一邊或生成物一邊)的物質(zhì)的量,如果各反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量相同,則是等效平衡。如恒溫下在一定容的容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng):2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)2 mol1 mol0002 mol2021/8/9 星期一300.5 mol0.25 mol1.5 mol從正反應(yīng)開始,從逆反應(yīng)開始,從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始,由于三種情況如果按化學(xué)方程式的計(jì)量關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物,對應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等(如將折算為),因此三者建立了等效平衡。2021/8/9 星期一312.恒溫、恒壓條件下的

17、等效平衡同一可逆反應(yīng),不同的起始狀態(tài),達(dá)平衡時(shí),各體系中同種組分的濃度或含量相同,但物質(zhì)的量不一定相同。判斷的方法是:對于一般的可逆反應(yīng),把不同的起始狀態(tài),通過化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù),換算成同一邊物質(zhì)(反應(yīng)物一邊或生成物一邊)的物質(zhì)的量,如果各反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量之比相同,則是等效平衡。如恒溫、恒壓下的可逆反應(yīng):2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)4 mol1 mol02021/8/9 星期一328 mol2 mol011 mol2.5 mol1 mol三種情況如果按化學(xué)方程式計(jì)量關(guān)系折算成反應(yīng)物的物質(zhì)的量,SO2、O2的物質(zhì)的量之比都為41,則在恒溫、恒壓下達(dá)成等效平衡。3.反

18、應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),如CO+H2O(g)CO2+H2,不論是恒溫、恒容還是恒溫、恒壓的條件。判斷的方法是:把不同的起始狀態(tài),通過化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù),換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量,如果反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量之比相同,則建立等效平衡。2021/8/9 星期一33典例5t 時(shí),向2 L容積不變的容器中加入2 mol N2、8 mol H2及固體催化劑,使之反應(yīng)。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。平衡時(shí),NH3的體積分?jǐn)?shù)為w,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%。(1)平衡時(shí),NH3的體積分?jǐn)?shù)w=。(2)t 時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(3)保持同一溫度,在相同的容器中,若起始時(shí)加入2 mol NH3、1 mol H2及固體催化劑,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)(填字母)。A.等于wB.大于wC.小于w(4)保持同一溫度,在相同的容器中,起始通入一定物質(zhì)的量N2、H2、NH3,欲使平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)一定等于w,且起始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則充入N2的物質(zhì)的量a的取值范圍是。2021/8/9 星期一34【解析】(1)由于容積不變,則壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比,可設(shè)N2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x,根據(jù)差量法求解:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)n1 mol2 molx3x2x10