高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡知识串讲.doc

化学反应速率和化学平衡知识串讲【知识纲要1】 化学反应速率概念定义：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。（1）表示方法：v = （2）单位：mol/（ls）、mol/（lmin）（3）说明：同一化学反应可用不同物质表示其反应速率。所得数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比。例如，对于反应4nh3 + 5o2 4no + 6h2o（g），有关系v（nh3）:v（o2）:v(no):v(h2o)=4:5:4:6。比较不同条件下的同一化学反应的反应速率大小时，应用同一标准物质的速率数据去说明。反应物质的浓度为0时，化学反应速率为0。但是，给定反应物质的投入，在温度为0时，化学反应速率不为0。反应物的浓度越大，化学反应速率就越大。但是，这里的反应物浓度不能当作成混合前的浓度去比较，而是反应物混合反应时的物质的量浓度。例题1 有可逆反应a（s）+3b（g）2c（g）+d（g）在2l的密闭容器中进行，10min后，c的物质的量增加了0.6mol，则该反应的平均速率（x）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）表示正确的是（ ）a（a）0.015mol/（lmin） b（b）0.045mol/（lmin）c（c）0.06mol/（lmin） d（d）0.03mol/（lmin）【答案】b警悟：定量的计算出发点就是依据定义表达式去列式进行，定义为单位时间内浓度的变化，在此基础上再可以考虑技巧。【知识纲要2】 影响化学反应速率的因素（1）内因：反应物本身的性质。（2）外因：浓度：增大浓度，单位体积内反应物分子数增多，单位时间内分子之间有效碰撞机会增多，化学反应速率就大。因此，化学反应速率与浓度有密切的关系，浓度越大，化学反应速率越大。增大反应物的浓度，正反应速率加快。温度：升高温度，反应物分子的能量增加，活化分子百分数增多，化学反应速率增大。化学反应速率。温度对化学反应速率的影响较大，每升高100c，化学反应速率增大至原来的24倍。 压强：对于有气体参与的化学反应，通过改变容器的体积而使压强发生变化。压强增大，容器的体积减小，反应物和生成物的浓度都增大，正逆反应速率都增大。也就是说改变压强是通过改变物质浓度来实现改变化学反应速率的。催化剂：加入催化剂，降低了反应所需的能量，增大了单位体积内活化分子百分数，增大化学反应速率。对于可逆反应，使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率。例题1 升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是 （ ）a分子运动速率加快，使反应物分子间碰撞机会增多b反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多c该化学反应的过程是吸热的d该化学反应的过程是放热的【答案】b警悟：理解外界因素对化学反应速率的影响关系不仅要掌握结论，更要把握适用对象，还要结合碰撞理论去分析，强化概念。【知识纲要3】 化学平衡状态概念及判别化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。化学平衡状态的六大特点：“逆”：化学平衡时，不仅存在正反应方向的反应，而且，存在逆反应方向的反应。“等”： v（正）= v（逆），这是反应是否处于平衡的根本原因。这里的v（正）= v（逆），应理解成同一物质在单位时间内消耗的量与生成的量相等。“动”：动态平衡，v（正）= v（逆）0，正、逆反应仍在进行，为一动态平衡。“定”：达到化学平衡，反应混合物中各组分的浓度不变，各组分的百分含量不变。“变”：化学平衡是一定条件下的平衡，是相对的平衡。外界条件改变，化学平衡可能被破坏。 “同”：化学平衡的建立与反应的途径无关。同一可逆反应，在相同温度、相同体积下，不论从正反应开始，还是从逆反应开始，甚至从正、逆反应同时开始，只要物质的投料量相当，最终都能达到同一平衡状态。例题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（ ）单位时间内生成n molo2的同时生成2n molno2单位时间内生成n molo2的同时，生成2n molno用no2、no、o2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态a b c d【答案】a警悟：判断化学反应是否达到化学平衡状态要与反应条件、反应特征紧密联系起来，做到因地制宜，不拘一格，灵活应对。【知识纲要4】 等效平衡类型根据建立等效平衡的条件，可把它分为恒温恒压和恒温恒容两类。在恒温恒容时又需考虑反应前后气体分子数相等与不相等两种情况，总结起来就是：两大类三种情况。现将它们的分类情况、建立条件及达平衡时的状态规律总结如下： 等效平衡类型 等效条件 等效结果恒温恒容情形：反应前后气体分子数不相等a(g)+b(g)c(g)(n(g)0)投料换算成相同物质表示时为等物质的量的投入两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同情形：反应前后气体分子数相等a(g)+b(g)2c(g)(n(g)0)投料换算成相同物质表示时为等比例的投入两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化恒温恒压情形：所有气体可逆反应投料换算成相同物质表示时为等比例的投入两次平衡时各组分百分含量、c相同，n同比例变化例题1 在等温等容条件下有下列反应：2a（g）+2b（g） c（g）+3d（g）。现分别从两条途径建立平衡：ia、b的起始浓度均为2mol/l。c、d的起始浓度分别为2mol/l和6mol/l。以下叙述中正确的是 （ ）ai、两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同bi、两途径最终达到平衡时，体系内混合气中各物质的物质的量相同c达到平衡时，i途径的反应速率v（a）等于途径的反应速率v（a）d达到平衡时，i、两途径所得混合气体的密度相同【答案】a警悟：比较不同投入方式所得化学平衡状态的异同往往需要借助于构造等效平衡来比较。比较内容要具体化，绝不能搞一刀切。【知识纲要5】 化学平衡的移动1化学平衡的移动化学平衡状态只有在一定条件下才能保持。如果一个可逆反应达到平衡状态以后，反应条件（如浓度、压强、温度等）改变了，平衡混合物里各组成物质的百分含量也就随着改变而达到新的平衡状态。我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。可逆反应在一定条件下建立化学平衡状态。当条件改变时，正、逆反应速率发生改变，变得不再相等，v（正）v（逆），从而使化学平衡发生了移动。如果条件的改变使v（正） v（逆），则平衡向正反应方向移动。如果条件的改变使v（正）、=、；左、右；增大、减小、不变）。达到平衡所需要的时间：t(a) t(b)，so2的转化率：(a) (b)起始时两容器中的反应速率：v (a) v (b)，反应过程中的反应速率：v (a) v (b)。达到平衡时，在两容器中分别通入等量的ar气。a中的化学平衡向 反应方向移动，b中的化学反应速率 。达到平衡后，向两容器中分别通入等量的原反应气体，再次达到平衡时，a容器中so2的百分含量 ，b容器中so2的百分含量 。【答案】=、逆、不变不变、增大警悟：解答化学平衡题需要牢牢抓住题设的前提条件，这就是解题的依据所在。【知识纲要6】 反应物用量的改变对化学平衡的影响若反应物只有一种时，如：aa（g）bb（g）+cc（g），增加a的量，相当于加压，平衡向正反应方向移动，但该反应物a的转化率的变化与气体物质的系数有关：（1）若a=b+c，a的转化率不变；（2）若ab+c，a的转化率增大；（3）若ac+d，a、b的转化率都增大；若a+bp2 b2p1=p2 c2p1p2 d无法判断【答案】a【解析】 比较两种投入所得的平衡状态，我们可以构造如下变化过程：固定容积的容器中加入amolpcl5，可得到一化学平衡状态a。再向反应器中通入amolpcl5，相当于将另一个相同化学平衡状态a加压到原来已存在化学平衡状态a中，快速压入的瞬间容器压强为2p1，改变条件后，化学平衡pcl5（g）pcl3(g）+cl2(g)逆向移动，最后达到化学平衡时容器压强p2将小于2p1。图示表示如下： 体积 2amol amol 投入翻倍 体积减半 2amol 平衡左移 2amol pcl5 pcl5 pcl5 pcl5 p1 p1 2p1 p2 105时该反应进行得就基本完全了。（3）k只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。（4）利用平衡常数值k为标准，通过与某一时刻的浓度商q（q=）的比较可以判断正在进行的可逆反应是否平衡、不平衡时反应正在向何方向进行。qk时，反应向逆反应方向进行。（5）比较不同温度下的k值可以判断反应的热效应关系。温度高，k值大，则正反应为吸热反应。温度高，k值小，则正反应为放热反应。（6）反应的不同形式，对应的化学平衡常数之间存在着特殊性关系。例如：某温度下，反应h2（g）+i2（g）2hi（g）的平衡常数为k，则反应2hi（g）h2（g）+i2（g）的平衡常数为，反应h2（g）+i2（g）hi（g）的平衡常数为。例题1 某温度下，h2（g）+co2（g）h2o（g）+co（g）的平衡常数。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入h2（g）和co2（g），其起始浓度如表所示。下列判断不正确的是a平衡时，乙中co2的转化率大于60%b平衡时，甲中和丙中h2的转化率均是60c平衡时，丙中c（co2）是甲中的2倍，是0.012mol/ld反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢【答案】c警悟：引入化学平衡常数可以定量计量出可逆反应进行的程度。通过计算也可以定量比较出不同的投入达到化学平衡的异同。例如例题中的甲、丙实际上为等效平衡关系，通过计算验证了我们讲的等效平衡理论的正确性。【知识纲要10】 化学反应进行的方向自发反应：在给定条件下，能自发地进行到显著程度的反应。非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。化学反应进行的方向中的判据：（1）焓（h）判据：自发过程的共同特点是从高能状态转变为低能状态，这时体系会对外部做功或者释放热量。（2）熵（s）判据：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的趋势。在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。气体和液体比较，分子自由活动的程度增大了，气体的混乱度比液体大。液体的蒸发过程尽管是吸热，但由于分子存在的状态增大了混乱度，因而仍可自发进行。（3）复合判据：研究表明，在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是反应有焓变和熵变共同影响的结果，反应的判断依据为g=hts。g0，反应不能自发进行。例题1 已知2co（g）co2（g）+c（s），t=980k时，hts=0。当体系温度低于980k时，估计hts的正负符号为 ；当体系温度高于980k时，估计hts