專題二 第三講 化學反應速率和化學平衡

專題二第三講化學反應速率和化學平衡第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六化學反應速率和化學平衡1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領(lǐng)域中的重要

作用。3.了解化學反應的可逆性。4.了解化學平衡建立的過程。了解化學平衡常數(shù)的含義，

能利用化學平衡常數(shù)進行相關(guān)計算。第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六化學反應速率和化學平衡5.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)

對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。6.了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六一、化學反應速率1．表示方法及簡單計算一定條件下，在2L的密閉容器中發(fā)生反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3,10s后測得N2的物質(zhì)的量減少了0.2mol。(1)10s內(nèi)，反應的平均反應速率v(N2)＝

mol/(L·s)，v(H2)＝

mol/(L·s)。(2)反應過程中v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝

。(3)10s內(nèi)，NH3的物質(zhì)的量濃度增加了

mol/L。0.010.031∶3∶20.2第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六2．影響因素(1)將同質(zhì)量的Na、Mg、Al投入足量的濃度相同的稀鹽

酸中，反應速率最快的是

，放出H2最多的是

。(2)對于反應Fe(s)＋2HCl(aq)===FeCl2(aq)＋H2↑，加快反應速率的方法有①

；②增大

；③

；④

。(3)對于反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，加快反應速率的方法有①

；②

；③

；④

。NaAl升溫c(HCl)鐵塊改為鐵粉滴加少量CuSO4(aq)升高溫度增大反應物濃度增大壓強加入催化劑第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六二、化學平衡狀態(tài)與平衡常數(shù)對于反應4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH＝QkJ/mol。1．反應達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度

，體系的壓強

，v正(NH3)和v逆(O2)的關(guān)系為：

。2．該反應的平衡常數(shù)表達式為：

，若增大體系的壓強，則K值

，若升高溫度，K值減小，則Q

0。保持不變保持不變5v正(NH3)＝4v逆(O2)不變＜第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六三、外界條件對化學平衡的影響一定條件下反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

ΔH＞0，在某密閉容器(體積可變)中達到平衡。1．升高溫度，反應速率

，平衡向

方向移動。2．減小容器的容積，反應速率

，平衡向

方

向移動。3．繼續(xù)充入水蒸氣，反應速率

，平衡向

方向移動。達到新平衡后H2O(g)的轉(zhuǎn)化率

，C(s)的轉(zhuǎn)化率

。增大正反應逆反應增大增大正反應增大減小第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六4．保持恒溫、恒壓，充入Ne，反應速率

，平衡向

方向移動；保持恒溫、恒容充入N2，反應速率

，平衡

。5．加入催化劑，反應速率

，平衡

。6．加入C(s)，反應速率

，平衡

。正反應減小不變增大不移動不移動不變不移動第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六1．反應體系的壓強增大，化學反應速率不一定增大。(1)對于只有固體或純液體參加的反應體系，增大壓強反

應速率不變。(2)對于恒溫恒容條件下的氣態(tài)物質(zhì)之間的反應，若向體系中充入惰性氣體，體系的壓強增大，但是由于各物質(zhì)的濃度沒有改變，故反應速率不變。第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六2．外界條件改變，化學平衡不一定移動。(1)化學平衡移動的必要條件是v(正)≠v(逆)(或Qc≠K)，即外界條件的改變只有引起v(正)≠v(逆)(或Qc≠K)化學平衡才會發(fā)生移動。(2)改變固體或純液體的量，化學平衡不移動；恒溫、恒容時，通入惰性氣體，化學平衡不移動；對于等體積反應，改變體系壓強對化學平衡無影響；使用催化劑化學平衡不移動。第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六3．化學平衡向右移動，反應物的轉(zhuǎn)化率不一定提高。(1)對于aA(g)＋bB(g)cC(g)，恒容條件下增大A(g)的濃

度，化學平衡向右移動，A的轉(zhuǎn)化率降低，B的轉(zhuǎn)化率

提高。(2)對于aA(g)bB(g)＋cC(g)，恒容條件下增大A(g)的濃

度，化學平衡向右移動，但是A的轉(zhuǎn)化率取決于a與b＋c

的相對大小關(guān)系：第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六若a＝b＋c，A的轉(zhuǎn)化率不變；若a>b＋c，A的轉(zhuǎn)化率提高；若a<b＋c，A的轉(zhuǎn)化率降低。4．化學平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，只有改變溫度使平衡正向移動時，平衡常數(shù)才會增大，改變濃度和壓強使平衡正向移動時，平衡常數(shù)不變。5．反應能否自發(fā)進行的判據(jù)是ΔH—TΔS，僅從焓變或熵

變判斷反應進行的方向是不準確的。第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六判斷正誤：(正確的打“√”號，錯誤的打“×”號)(1)(2011·江蘇高考)對于反應2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高溫度都能加快O2

的生成速率。(√)(2)(2011·江蘇高考)一定溫度下，反應MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS<0 (√)(3)(2011·浙江高考)酶催化反應具有高效、專一、條件溫和等特點，化學模擬生物酶對綠色化學、環(huán)境保護及節(jié)能減排具有重要意義。(√)第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六(4)(2011·山東高考)電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改

變電解反應速率。(√)(5)(2010·天津高考)右圖中曲線表示反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，正逆反應的平衡常數(shù)K隨溫度

的變化。(√)第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六[做考題查漏補缺]1．[雙選題](2011·海南高考)對于可逆反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應，下列說法正確的是(

)A．H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶1B．反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差C．正、逆反應速率的比值是恒定的D．達到平衡時，正、逆反應速率相等第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：A選項中，速率之比等于計量數(shù)之比，應為1∶2；B選項出現(xiàn)的凈速率在中學沒出現(xiàn)過，但根據(jù)平均速率的計算，為反應物的凈減少量，該項正確；C項明顯錯誤，反應過程中，正反應速率是減小的過程，而逆反應速率是增大的過程；D選項正確。答案：BD第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：由于a、b數(shù)值之比不一定為1∶2，雖然轉(zhuǎn)化的A、B物質(zhì)的量為1∶2，二者轉(zhuǎn)化率不一定為1∶2，A項錯誤；該容器為恒溫、恒壓，故B項錯誤；在恒溫、恒壓下，充入惰性氣體(如Ar)，容器的容積變大，平衡向左移動，D項錯誤。答案：C第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：A項所述的為同方向的反應，不能體現(xiàn)正、逆反應的速率關(guān)系；B項升高溫度，正、逆反應速率均增大，達到平衡的時間縮短；D項平衡常數(shù)表達式中分子與分母顛倒了。答案：C第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六

[鏈知識觸類旁通]化學平衡狀態(tài)的判斷方法第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六(1)利用反應速率和各組分的含量判斷。①同一種物質(zhì)的反應速率v(正)＝v(逆)時，反應達到平衡狀態(tài)，用不同物質(zhì)表示時，反應速率與化學計量數(shù)成正比。②反應體系中各組分的百分含量保持不變時，反應達到平衡狀態(tài)。第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六(2)利用外界條件改變時的特征現(xiàn)象判斷。①壓強：恒溫恒容下，反應前后氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)之和不相等的可逆反應，當體系壓強不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)；但在反應前后氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)之和相等的可逆反應里不可作平衡判斷依據(jù)。第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六③混合氣體的密度：在恒溫恒壓條件下，氣態(tài)反應物與氣態(tài)生成物化學計量數(shù)之和不相等的反應，當密度不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)。在恒溫恒容條件下，反應前后氣體質(zhì)量不變時，氣體密度不能作為判斷依據(jù)。④顏色：對于反應前后氣體顏色不同的可逆反應，當反應混合物的顏色不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)。第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六[做考題查漏補缺]4．(2011·重慶高考)一定條件下，下列反應中水蒸氣含

量隨反應時間的變化趨勢符合下圖的是(

)第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＜0B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

ΔH＞0C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g)

ΔH＞0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)

＋2H2O(g)ΔH＜0第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：本題考查化學平衡知識，通過分析圖像確定可能對應的反應。觀察圖像可知，達到平衡用的時間短反應速率快，T2>T1、p1>p2。升高溫度水蒸氣的百分含量降低，說明平衡逆向移動，反應放熱，ΔH<0；增大壓強水蒸氣的百分含量增大，說明平衡正向移動，正反應氣體分子數(shù)減少，綜合分析A選項中反應符合要求。答案：A第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：本題考查化學平衡及圖像分析，意在考查考生對化學平衡移動、化學平衡常數(shù)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化率等概念的理解以及對化學圖像的認識。該反應放熱(ΔH<0)，升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)K減小，A項正確；pH增大時，c(OH－)增大，平衡正向移動，Cr2O轉(zhuǎn)化率升高，B項錯誤；溫度升高，化學反應速率增大，C項錯誤；c(Pb2＋)增大時，平衡正向移動，n(Cr2O)減小，D項錯誤。答案：A2-72-7第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六6．(2011·北京朝陽聯(lián)考)對于可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH<0，下列研究目的和圖示相符

的是(

)第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：依據(jù)合成氨反應的特點，結(jié)合圖像加以分析。A中p1先拐，說明p1>p2，從圖中分析得出壓強增大，氨氣的體積分數(shù)減少，與方程式不符，A項錯誤；由于合成氨的反應為放熱反應，溫度升高有利于平衡向逆反應方向移動，而B圖中N2的轉(zhuǎn)化率增大，不符合題意，不正確；增大平衡體系中N2的濃度，即增加反應物濃度，開始時正反應速率加快，逆反應速率不變，C項正確；合成氨時使用催化劑，反應速率加快，D圖不符合題意，錯誤。答案：C第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六1.速率—時間圖像對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六2．物質(zhì)的量濃度與時間圖像由這類圖像可以判斷化學方程式。由上圖可知：2C2A＋3B第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六3．百分含量與時間、壓強、溫度的圖像對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)由(1)可知，T1溫度先達到平衡，故T1>T2，升溫C%增加，ΔH>0。第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六由(2)可知，p1先達到平衡，p1>p2，加壓，C%增加，m＋n>p＋q。由(3)可知，p1先到達平衡，p1>p2，而C%不變，說明m＋n＝p＋q，或條件為加入了適當?shù)拇呋瘎?。第四十頁，共五十六頁，編輯?023年，星期六[做考題查漏補缺]第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：首先根據(jù)平衡常數(shù)的定義推知，反應前后氣體的體積保持不變，即平衡體系中Y是生成物且是氣體，Z和W是反應物且也是氣體，X未計入平衡常數(shù)中，說明X是固體或液體，但不確定是反應物還是生成物，由此可知A正確。增大壓強雖然平衡不移動，但由于體積變小，因此各物質(zhì)的濃度均增大，B錯誤。反應的熱效應未知，C錯誤。由于X未計入平衡常數(shù)中，X量的多少不影響平衡狀態(tài)，D錯誤。答案：A第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六8．在25℃時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和

平衡濃度如下表：物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L－10.10.20平衡濃度/mol·L－10.050.050.1第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六下列說法錯誤的是(

)A．反應達到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50%B．反應可表示為X＋3Y2Z，其平衡常數(shù)為1600C．增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D．改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù)

第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六解析：根據(jù)題意，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度分別為：Δc(X)＝(0.1－0.05)mol/L＝0.05mol/L，Δc(Y)＝(0.2－0.05)mol/L＝0.15mol/L，Δc(Z)＝0.1mol/L，Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝0.05∶0.15∶0.1＝1∶3∶2，故反應的化學方程式為：X＋3Y2Z，第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六答案：C第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六9．(2011·南昌模擬)將CO2轉(zhuǎn)化成甲醇

燃料是減排、環(huán)保的一種科學方法，

其原理為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)

＋H2O(g)

ΔH<0。500℃時，在固定容積為1L的密閉容

器中充入1molCO2、3molH2，測得CO2濃度與甲醇濃

度隨時間的變化如圖所示。從中得出的下列結(jié)論中錯誤

的是 (

)第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期六A．曲線X表示CH3OH濃度變化，曲線Y表示CO2濃度變化B．從反應開始到平衡，氫氣的反應速率v(H2)＝0.225mol/(L·min)C．平衡