高三化学一轮复习化学反应速率和化学平衡教学案.docx

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高三化学一轮复习化学反应速率和化学平衡教学案

高三化学一轮复习教学案化学反应速率和化学平衡

一、化学反应速率

1、化学反应速率的表示方法：

用单位时间内反应物或者生成物

来表示，单位是

2、对于反应N2+3H2=2NH3，反应的速率用不同物质的浓度变化表示时，数值一定相同吗？

，这些数值表示的意义是否相同？

，能取负值吗？

它们的比值与方程式中各物质计量系数的关系是　　　　

注意：

同一反应在不同条件下进行，比较反应速率时应转化为用同一物质浓度的变化来表示。

3、使用范围：

适用于有和参加的反应，对于一般不表示化学反应速率。

【练习题1.】

1.已知反应A+3B

2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol·L-1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（）

A、0.5mol·L-1·min-1B、1mol·L-1·min-1

C、2mol·L-1·min-1D、3mol·L-1·min-1

2.有关2SO2＋O2

2SO3反应的下列图象正确的是（）

3.根据以下叙述回答下列问题.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生反应：

3X（气）＋Y（气）

nZ（气）＋2W（气）．5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/（L.min）,则：

（1）上述反应中系数n的值是（）

Ａ.1Ｂ.2Ｃ.3Ｄ.4

4.反应：

A+3B

2C+D，在四种不同情况下的反应速率分别为：

①

②

③

④

该反应进行得最快的是（）

A．①B．④C．①④D．②③

5.反应4NH3+5O2

4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率

（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（）

A、

B、

C、

D、

4、影响反应速率的因素

影响因素

对化学反应速率的影响

说明或举例

主要

因素

反应物本身的性质

把Mg粉和Fe粉分别投入等浓度的盐酸中，Mg与盐酸的反应较剧烈，产生H2的速率较快

外

界

条

件

浓度

固体和纯液体的浓度可认为是常数，因此反应速率的大小只与其接触面的大小有关，而与固体量的多少无关，改变固体的量不影响反应速率

压强

①改变压强，实际上是改变气体的体积，使气体的浓度改变，从而使反应速率改变；

②改变压强，不影响液体或固体之间的反应速率

温度

通常每升高10℃，反应速率增大到原来的2~4倍

催化剂

催化剂参加化学反应，但反应前后物质的质量、组成保持不变，如向H2O2溶液中加入少量MnO2，产生O2的速率加快

光照、反应物颗粒的大小等

AgBr、HClO、HNO3等见光分解速率加快；大理石粉与盐酸反应比大理石块更剧烈

1、内因：

化学反应速率是由反应物的决定的，它是决定化学反应速率的因素。

2、外因：

主要是指、、、

及其他因素，如光辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等。

总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。

①浓度：

在其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率，与反应物的总量。

②压强：

对有参加的化学反应而言，在温度一定时，对一定量气体，增大压强就会使缩小，使气体增大，化学反应速率。

若减小压强，气体体积扩大，气体反应物浓度就减小，化学反应速率也减小。

③温度升高，化学反应速率，一般的说，温度每升高10℃，反应速率增大到原来的倍。

升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率。

④催化剂能化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变为可能。

催化剂反应过程，只是反应前后的质量与组成。

【考点3】外界条件对正逆反应速率的影响

升温，V正、V逆一般均，吸热反应增加的倍数放热反应减小的倍数；降温，V正、

V逆一般均，吸热反应减小的倍数放热反应减小的倍数。

加压对有气体参加的反应

V正，V逆均，气体体积之和大的一侧增加的倍数气体体积之和小的一侧增加的倍数；

降压，V正V逆均，气体体积之和大的一侧减小的倍数气体体积之和小的一侧

减小的倍数。

增加反应物的浓度，V正急剧，V逆逐渐。

加催化剂可同

倍的V正、V逆。

注意：

解释化学反应速率快慢的链条思维：

活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率。

影响

外因

单位体积内

有效碰撞次数

化学反应速率

分子总数

活化分子数

活化分子百分数

增大C反

增大压强

升高温度

使用催化剂

【典型例题】

例题1：

反应4NH3（g）+5O2（g）

4NO（g）+6H2O（g）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率

（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（）

A．

B．

C．

D．

【规律总结】化学反应速率的计算及注意事项

例题2：

把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（）

A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液

C．20℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液

【规律总结】影响化学反应速率的因素

1.把下列四种X溶液，分别加入四个盛有10ml2mol/L盐酸的烧杯中，均加入水稀释到50ml，此时X和盐酸和缓地进行反应，其中反应速率最大的是（）

Ａ.10ml4mol/L的X溶液Ｂ.20ml3mol/L的X溶液

Ｃ.20ml2mol/L的X溶液Ｄ.10ml2mol/L的X溶液

3.足量的Fe粉与一定量的盐酸反应,反应速率太快,为了减慢反应速率,但又不影响产生氢气的总量,应加入下列物质中的.

Ａ.水Ｂ.NaCl（固）Ｃ.NaCl溶液Ｄ.Na2SO4溶液

Ｅ.NaNO3溶液Ｆ.NaOH溶液Ｇ.Na2CO3溶液Ｈ.NaAc溶液Ｉ.CuSO4溶液

4．在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3

，已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为50℃时，该反应的速率为：

（）

A．48

·S－1B．36

·S－1C．24

·S－1D．12

·S－1

5.（上海）设C+CO2

2CO-Q1反应速度为V1N2+3H2

2NH3+Q2反应速度为V2，对于上述反应，当温度升高时，V1和V2的变化情况为（）

A同时增大B同时减小C增大，减小D减小，增大

二、化学平衡状态的判断

⒈可逆反应

典型的可逆反应如：

氨的合成、二氧化硫与水的反应及催化氧化、酯化反应、弱电解质的电离、盐类水解等。

一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变，这一状态称作化学平衡状态.

可逆反应

（1）前提

外界条件一定

v正＝v逆≠0（同种物质）

（2）特征

百分含量不随时间而变化（各种物质）

⒉化学平衡状态是指在一定条件下的反应里，　　相等，　　　　　　　　　　　　　　　　的状态。

3．化学平衡状态的特征是：

“逆”是指，“等”是指___________________“动”是　，

“定”是指，“变”是指_________________________

4．平衡状态的判断（填“一定”、“不一定”）

1．等速标志：

v正＝v逆指反应体系中的同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等.对不同种物质而言，速率不一定相等.

2．百分含量不变标志

正因为v正＝v逆≠0，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变.

举例反应

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

混合物体系中各成分的含量

①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定

②各物质的质量或各物质的质量分数一定

③各气体的体积或体积分数一定

④总压强、总体积、总物质的量一定

正、逆反应速率的关系

①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，

②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC，

③vA:

vB:

vC:

vD=m:

n:

p:

q，

④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD，

压强

①m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）

②m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）

混合气体的平均分子量（

）

①

一定时，

②

一定时，

温度

任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时

体系的密度

密度一定

【典型例题】

例1、在密闭容器中进行如下反应：

X2（g）+Y2（g）

2Z（g），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（）

A.Z为0.3mol/LB.Y2为0.35mol/LC.X2为0.2mol/LD.Z为0.4mol/L

例2、在容积不变的密闭容器中，有反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）下列能说明该反应已达平衡状态的是：

（1）N2、H2、NH3的物质的量之比是1∶3∶2

（2）V（N2）、V（H2）、V（NH3）＝1∶3∶2

（3）NH3的生成速率和消耗速率相等（4）H2的生成速率和NH3的消耗速率之比是3∶2

（5）各成分的质量不随时间变化（6）单位时间内有1molN2生成，同时有2molNH3生成

（7）1mol氮氮键断开的同时有3mol氢氢键断开（8）气体的总质量不随时间变化　

（9）气体总物质的量不随时间变化（10）体系的总压强不随时间变化　

【规律总结】判断平衡状态的依据：

【变式练习】：

1、可逆反应：

2NO2

2NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（）

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO

②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：

2：

1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥B．②④⑥C．①③④D．①②③④⑤⑥

2、（上海高考）可逆反应N2＋3H2

2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）

A、3v正（N2）＝v正（H2）B、v正（N2）＝v逆（NH3）

C、2v正（H2）＝3v逆（NH3）D、v正（N2）＝3v逆（H2）

3.在恒温下的密闭容器中，有可逆反应A2（g）＋B2（g）

2AB（g）,达到平衡的标志是（）

A容器内总压强不随时间变化

B混和物中A2、B2和AB的百分含量一定

C混和物中A2、B2和AB各浓度相等

D单位时间内生成nmolA2,同时生成nmolB2

4.反应3Fe（s）+4H2O（g）

Fe3O4（s）+4H2（g）在温度和容积不变的条件下进行。

能表明反应达到平衡状态的叙述是（）

A.容器内压强不再变化    B.Fe3O4的物质的量不变C.ｖ（H2O）=ｖ（H2）   D.反应不再进行

5（上海，11）可逆反应N2＋3H2

2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）

A3v正（N2）＝v正（H2）Bv正（N2）＝v逆（NH3）

C2v正（H2）＝3v逆（NH3）Dv正（N2）＝3v逆（H2）

6.298K时，合成氨反应的热化学方程式为：

N2（气）+3H2（气）2NH3（气）△H=-92.4KJ。

在该温度下，取1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4KJ。

其原因是。

三、平衡移动方向的判断（勒沙特列原理的应用化学平衡常数、转化率）

1.影响化学平衡的条件与平衡移动原理

2．从正、逆反应速度是否相等分析：

一定条件改变条件新条件一定

v正＝v逆≠0v'正≠v'逆v''正＝v''逆≠0

平衡状态I平衡破坏平衡状态Ⅱ

平衡移动方向：

取决于v'正与v'逆的相对大小

①若v'正＞v'逆,则正移②若v'正＜v'逆,则逆移③若v'正＝v'逆,则不移

3影响化学平衡移动的因素

（1）浓度

增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡均向正反应方向移动.

减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡均向逆反应方向移动.

（改变固体和纯液体的量,平衡不移动.）

V（正）由反应物的浓度决定,反应物的浓度越大,V（正）越大;

V（逆）由生成物的浓度决定,生成物的浓度越大,V（逆）越大

（2）压强

①对反应前后气体体积之和不变的反应，例如：

，改变压强，化学平衡不发生移动。

　②压强对化学平衡的影响实质上是浓度对化学平衡的影响，即通过缩小气体体积增大压强，对反应前后气体体积之和发生改变的可逆反应例如：

若增大加强，平衡向气体体积减小的方向移动。

当减小压强时，平衡向气体体积增大的方向移动。

　　例如：

，在一定条件下建立平衡状态。

变化过程可用如图所示表示。

压强改变时平衡混合物各组分浓度均发生相应改变，增大压强v正、v逆都增大，减小压强v正、v逆都减小，增大压强，反应速率加快，达到化学平衡所需时间就短。

③充入稀有气体a．密闭容器容积固定，充入惰性气体，体系压强虽增大，但平衡不移动，因惰性气体不参与反应，平衡混合气体各组分浓度因容积固定而不发生改变。

　　b．恒压条件下充入惰性气体容器容积可变，平衡移动。

因容积增大、平衡混合气体浓度减小，平衡向气体体积增大的反应方向移动。

　　（3）温度

　　①无论吸热反应还是放热反应，升高温度，反应速率都加快，达到化学平衡状态所需时间就短，降低温度反应速率都减慢，达到化学平衡状态所需时间就长。

　　②升高温度平衡向吸热反应方向移动，降低温度，平衡向放热反应方向移动，例：

在一定条件下反应：

正反应吸热，建立平衡状态。

（1）催化剂同等程度改变正逆反应速率，平衡不移动，但可缩短达到平衡所用的时间。

（2）

以mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）为例

条件

变化

化学反

应速率

V正与V逆

的关系

平衡移

动方向

图像（v—t图）

浓度变化（以反应物为例）

增大

V正：

V逆：

V正V逆

方向

减小

V正：

V逆：

V正V逆

方向

压强变化（以体积减小为例）

增大压强

V正：

V逆：

V正V逆

方向

减小压强

V正：

V逆：

V正V逆

方向

温度变化（以正反应吸热为例）

升高温度

V正：

V逆：

V正V逆

方向

降低温度

V正：

V逆：

V正V逆

方向

催

化

剂

V正：

V逆：

V正V逆

【强调】勒沙特列原理：

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

第一层次：

字面理解

1．从“改变影响平衡的一个条件”中可体会到以下几点：

A．影响化学平衡的条件只有温度、压强、浓度三项，唯有当这三项条件中的一项或几项改变时，平衡才可能移动；

B．当温度或压强或一种物质的浓度中的一项改变时，可以直接用平衡移动原理来判断平衡移动的方向．当多个条件同时改变时，情况比较复杂。

2．从“向能够减弱这种改变的方向移动”中可体会到以下几点：

A．定性角度看，平衡移动的方向必定为能够减弱外界条件改变的方向。

例如，升高温度时，为了减弱温度的升高，化学平衡向着吸热反应方向移动；增大压强时，为了减弱压强的增大，化学平衡向着气体分子数减少的方向移动。

B．定量角度看，移动的结果只是在一定程度上减弱外界条件的改变量，不能完全抵消外界条件的变化，更不能使之“逆转”．例如，当原平衡体系中压强为P时，若其它条件不变，体系压强增大到2P，平衡将向气体分子数减小的方向移动，达到新平衡后体系压强将介于P～2P之间。

C．若外界条件改变后，无论平衡向着正反应方向移动或向着逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动．如对于下列化学反应：

H2+Br2（气）

2HBr由于反应式“

”左右气体分子数相等，外界压强增大或减小，平衡无论向正或逆方向移动都不能减弱压强的改变．所以对于该反应，压强改变，平衡不移动。

第二层次：

深入剖析

1．从压强对化学平衡影响规律剖析

对于像N2+3H2

2NH3的平衡体系来说，压强对它的影响的实质可表示如下：

增大（或减小）压强→实质是缩小（或增大）体系体积，即N2，H2，NH3各组分浓度相同倍数增大（或减小）→平衡向气体分子数减少（或增多）方向移动．

那么就可得出如下更具普遍性的规律：

当改变条件使体系中各组分的浓度同倍数增大或减小时，平衡将向着分子数（或离子数）减小或增多的方向移动．

2．多个条件变化转化为单个条件变化

例如，下图中符合2A（g）＋B（g）

2C（g）＋Q达到平衡状态的有（1P=1.01×105Pa）．

各图中都有压强、温度两个条件变化，分析时可通过横坐标上的某一点，作一平行于纵坐标的直线，交叉点即为同温度（或同压强）不同压强（或温度）下的变化．多个条件变化转成了单个条件变化的问题．如图B中A1，A2，A3三点就是500℃时1P，10P，100P压强下对应的A％，符合压强增大平衡向正方向移动的变化趋势．

勒沙特列原理适应于各种平衡体系，有着深刻的内涵，学习时要从原理入手，剖析潜在的规律，总结出操作性较强的判断标准．

2、化学平衡常数

（1）化学平衡常数的表达式

对于反应aA（g）+bB（g）

cC（g）+dD（g），平衡常数的表达式是　　　　　　　

（2）平衡常数表示的意义：

K值越大，表示　　　　　；K值越小，表示　　　　　　　　。

特点：

对于同一个反应，在　　　　　　　　　条件下，K是常数。

化学平衡常数

对于可逆反应aA+bB====cC+dD，在一定温度条件下，可逆反应无论从正反应开始或是从逆反应开始，也无论起始时反应物浓度的大小，反应达到平衡时，各物质的浓度有如下关系：

，式中Kc称为平衡常数，Kc仅随温度变化。

平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，平衡常数越大，反应进行得越完全。

注意：

（1）如果有固体或纯液体参加反应或生成，它们的浓度视为1，例如：

CaCO3（s）====CaO（s）+CO2（g）Kc==[CO2]

（2）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也视为1，不写在平衡关系式中；非水溶液中进行的反应，如有水参加或生成，则水的浓度必须写入平衡关系式。

【练一练】写出与下列反应方程式相应的平衡常数关系式

①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）②H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）

③2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）④2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）

⑤3Fe（s）+4H2O（g）=Fe3O4（s）+4H2（g）

（3）平衡常数与浓度商的关系

根据Qc和K可归纳出判断可逆反应方向和限度的依据：

①当Qc___K，即增大产物浓度，所以反应正向进行。

②当Qc___K，说明反应已达到最大限度，处于平衡状态。

③当Qc___K则说明产物浓度太大，必须降低产物浓度，因此反应逆向自发进行。

3、有关平衡常数、转化率的计算　

转化率：

是指某反应物在一定条件下转化为生成物的程度。

表达式______________

强调：

弄清起始浓度、平衡浓度、平衡常数和转化率四者之间的互换关系（列表法计算）

当堂达标检测

1、仅改变下列一个条件，通过提高活化分子的百分数来提高反应速率的是（　　）

A．加热B．加压C．降温D．加大反应物浓度

2、下列说法中正确的是（　　）

A．非自发反应在任何条件下都不能实现

B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变

C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的

D．熵增加且放热的反应一定是自发反应

3、在2升的密闭容器中，发生以下反应：

2A（g）＋B（g）

2C（g）＋D（g）。

若最初加入的A和B都是4mol，在前10秒钟A的平均反应速率为0.12mol/（L·s），则10秒钟时，容器中B的物质的量是（　　）

A．1.6molB．2.8molC．2.4molD．1.2mol

4、已知反应A2（g）＋2B2（g）

2AB2（g）　ΔH<0，下列说法正确的是（　　）

A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小

B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间

C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动

D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动

5、在一定温度不同压强（p1

2Y（g）＋Z（g）中，生成物Z在反应混合

物中的体积分数（φ）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是（　　）

6、下列能用勒夏特列原理解释的是（　　）

A．Fe（SCN）3溶液中加入固体KSCN后颜色变深

B．棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅

C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂

D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深

7、已知反应mX（g）＋nY（g）

qZ（g）的ΔH<0，m＋n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是（　　）

A．通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动

B．X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍

C．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小

D．增加X的物质的量，Y的转化率降低

8、右图曲线a表示放热反应

X（g）+Y（g）

Z（g）+M（g）+N（s）进行过程中X的转化率随时间变化的关系。

若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是

A．升高温度B．加大X的投入量C．加催化剂D．增大体积

9、反应：

L（s）＋aG（g）

bR（g）达到平衡时，

温度和压强对该反应的影响如图所示：

图中压强p1＞p2，

x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中G的体积分数。

据此可判断

A．上述反应是放热反应B．上述反应是吸热反应

Ｃ．a＞bD．a＜b

10、在密闭容器中进行如下反应：

X2（g）+Y2（g）

2Z（g），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、