高中化学 专题二 化学反应速率与化学平衡 阶段复习课件 苏教版选修4.ppt

阶段复习课专题2 一 化学反应速率 mol l 1 s 1 增大 增大 增大 增大 反应物 二 化学反应方向的判据 能 不能 三 化学平衡1 化学平衡状态 可逆反应 条件一定 v 正 v 逆 各组分浓度不变 温度 3 平衡转化率 反应物a的平衡转化率 吸热 放热 正反应 逆反应 减小 增大 考点一化学反应速率的计算与比较 例1 在10l密闭容器中 1mola和3molb在一定条件下反应 a g xb g 2c g 2min后反应达到平衡 测得混合气体共3 4mol 生成0 4molc 则下列计算结果正确的是 a 平衡时 物质的量比a b c 2 11 4b x值等于3c a的转化率为20 d b的平均反应速率为0 4mol l 1 min 1 解析 选c 设转化的a的物质的量为a 则 2a 0 4mol a 0 2mol 平衡时混合气体的总物质的量为3 4mol 1 a 3 xa 2a 3 4mol x 4 b错 平衡时a b c的物质的量分别为0 8mol 2 2mol 0 4mol 所以比值为4 11 2 a错 a的转化率为0 2mol 1mol 100 20 c对 b的平均反应速率为0 8mol 10l 2min 0 04mol l 1 min 1 d错 例2 a g 3b g 2c g 2d g 测得的用不同物质表示的反应速率 其中表示该化学反应的反应速率最快的是 a v d 0 6mol l 1 min 1b v b 0 45mol l 1 s 1c v c 0 40mol l 1 min 1d v a 0 2mol l 1 s 1 解析 选d 用不同物质表示的反应速率比较大小时 可以利用反应速率与化学计量数之比所得的数值进行比较 先将各物质的反应速率转换成相同的单位 v b 0 45 60mol l 1 min 1 27mol l 1 min 1 v a 0 2 60mol l 1 min 1 12mol l 1 min 1 所以a b c d的反应速率与化学计量数之比为12mol l 1 min 1 9mol l 1 min 1 0 2mol l 1 min 1 0 3mol l 1 min 1 所以d项正确 知识扫描 化学反应速率 化学平衡的计算方法1 计算步骤 2 计算模式 三段式 ma g nb g pc g 起始浓度amol l 1bmol l 1cmol l 1转化浓度xmol l 1mol l 1mol l 1平衡浓度 a x mol l 1mol l 1mol l 1 3 计算公式 1 对反应物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度对生成物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 2 化学反应速率 v 3 反应物转化率 100 4 平衡时的体积分数c 100 5 平衡常数k 考点二化学反应速率的影响因素 例1 过量的锌粉与一定量的稀盐酸反应 为了减慢反应速率 但是又不影响生成的氢气总量 可以采取的措施是 a 升高温度b 加入适量的水c 加入少量cuso4溶液d 加入浓度较大的盐酸 解析 选b a项 升温能加快反应速率 c项 能形成原电池 加快反应速率 d项 增大了c h 反应速率也增大 a c d三项都能加快反应速率 而b项加入适量的水 稀释了盐酸中c h 反应速率减慢 但是没有增加n h 符合要求 例2 我国是产煤大国 原煤直接用于生产 生活会造成环境污染 为了防止对环境造成污染 技术处理方法有煤的气化和液化 某温度下 煤的气化原理为c s h2o g co g h2 g h 0 则下列叙述正确的是 a 加入少量c 正反应速率增大b 升高温度时 正反应速率增大 逆反应速率减小c 压强不变 充入不参与反应的n2 反应速率减小 体积不变 充入n2 反应速率不变d 加入催化剂 可以提高煤的利用率 且上述反应的 h增大 解析 选c 本题考查外界条件对反应速率的影响 反应中c为固体 加入固体对反应速率无影响 即a项不正确 对于可逆反应 升高温度 正 逆反应速率都加快 降低温度 正 逆反应速率都减慢 只是吸热方向的速率改变比放热方向的速率改变要大 即b项不正确 压强不变 充入与反应无关的气体 体积增大 反应中各物质的浓度降低 反应速率减慢 体积不变 充入与反应无关的气体 反应中各物质的浓度不变 反应速率不变 即c项正确 加入催化剂只能加快反应的速率 但不能使平衡发生移动 不能提高煤的利用率 且相应的 h也不变 d项不正确 例3 将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中 反应速率最快的是 解析 选d 当反应中一种反应物相同时 反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量 四个装置中所用的酸虽不同 但都是由c h 的大小决定反应的快慢 d项中c h 最大 所以反应最快 知识扫描 正确理解外界条件对化学反应速率的影响1 浓度对化学反应速率的影响 若为可逆反应 增大反应物浓度 正反应速率增大 在瞬间内生成物浓度可认为不变 逆反应速率不变 但随着反应的进行 反应物浓度减小 生成物的浓度逐渐增大 故v 正 逐渐减小而v 逆 逐渐增大 直到两者相等 2 压强对化学反应速率的影响 1 分析压强改变对化学反应速率的影响时 关键是看改变压强 反应物浓度是否有变化 若反应物浓度有变化 化学反应速率一定改变 若反应物浓度无变化 化学反应速率不改变 2 充入 惰气 对化学反应速率的影响 恒温恒容时充入 惰气 总压增大 但各分压不变 即各物质的浓度不变 反应速率不变 恒温恒压时充入 惰气 体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 3 温度对反应速率的影响规律 对吸热反应 放热反应都适用 且不受反应物状态的限制 升高温度正 逆反应速率均增大 但是吸热方向增大的程度更大 同理降低温度 正 逆反应速率均降低 只是吸热方向降低的程度更大 4 催化剂对化学反应速率的影响 催化剂可同等程度地改变正 逆反应速率 考点三化学平衡状态的判断 例1 反应h2 g i2 g 2hi g 已经达到平衡状态的标志是 c h2 c i2 c hi c h2 c i2 c hi 1 1 2 c h2 c i2 c hi 不再随时间而改变 单位时间内生成nmolh2的同时生成2nmolhi 单位时间内生成nmolh2的同时生成nmoli2 反应速率v h2 v i2 1 2v hi 一个h h键断裂的同时有两个h i键断裂 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化a b c d 解析 选c 的浓度与起始时投入的物质的量有关 故不正确 浓度不变 说明已达平衡 正确 体现v 正 v 逆 正确 未体现v 正 v 逆 不正确 反应速率始终是v h2 v i2 1 2v hi 不正确 体现v 正 v 逆 正确 压强始终相等 不正确 颜色不变化 说明c i2 不变 正确 温度 压强一定时 体积也不变 密度是常数 不正确 故应选 例2 对可逆反应4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 下列叙述正确的是 a 达到化学平衡时 5v正 o2 4v逆 no b 若单位时间内生成xmolno的同时 消耗xmolnh3 则反应达到平衡状态c 温度和体积不变 压强不再变化时 已达到平衡状态d 达到平衡时 2v正 nh3 3v正 h2o 解析 选c a项满足异方向 不满足量相当 应为4v正 o2 5v逆 no 不正确 b项满足量相当 但不满足异方向 都向正向进行 不正确 c项 该反应为气体分子数改变的反应 所以在体积和温度不变的情况下 压强不变 则已达平衡 正确 d项不满足量相当 也不满足异方向 都向正向进行 不正确 知识扫描 可逆反应是否达到平衡的判断方法1 v 正 v 逆 1 用不同物质表示的反应速率之间的关系判断 异方向 量相当 如h2 g i2 g 2hi g 当满足v正 h2 v逆 i2 时 已达到平衡 2 同种物质表示的反应速率判断 生成速率与消耗速率相等时 达到平衡 2 变量 不变 当在反应过程中一直发生变化的物理量不再发生变化时 反应达到平衡状态 1 用气体的平均摩尔质量判断 若反应中全是气体物质 反应前后体积不变 不能用此判断 反应前后体积改变 平均摩尔质量恒定时 达到平衡 若有固体或液体参与反应 平均摩尔质量一定时 达到平衡 2 反应现象 如颜色 温度 溶解量等 判断 当反应现象一定时 达到平衡 考点四化学平衡的移动 例1 低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物 发生的化学反应为2nh3 g no g no2 g 2n2 g 3h2o g h 0在恒容的密闭容器中 下列有关说法正确的是 a 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡常数增大b 平衡时 其他条件不变 增加nh3的浓度 废气中氮氧化物的转化率减小c 平衡时 其他条件不变 向上述平衡体系中加入氦 氮氧化物的浓度不变d 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大 解析 选c a项 因该反应为放热反应 故升高温度 平衡常数减小 a错 b项 增大一种反应物浓度 其余反应物的转化率必增大 b错 使用催化剂 化学平衡不移动 d错 例2 用氮化硅 si3n4 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件 能大幅度提高发动机的热效率 工业上用化学气相沉积法制备氮化硅 其反应如下 3sicl4 g 2n2 g 6h2 g si3n4 s 12hcl g h 0完成下列填空 1 在一定温度下进行上述反应 若反应容器的容积为2l 3min后达到平衡 测得固体的质量增加了2 80g 则h2的平均反应速率mol l 1 min 1 该反应的平衡常数表达式k 2 上述反应达到平衡后 下列说法正确的是 a 其他条件不变 压强增大 平衡常数k减小b 其他条件不变 温度升高 平衡常数k减小c 其他条件不变 增大si3n4物质的量 平衡向左移动d 其他条件不变 增大hcl物质的量 平衡向左移动 3 一定条件下 在密闭恒容的容器中 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 a 3v逆 n2 v正 h2 b v正 hcl 4v正 sicl4 c 混合气体密度保持不变d c n2 c h2 c hcl 1 3 6 4 若平衡时h2和hcl的物质的量之比为 保持其他条件不变 降低温度后达到新的平衡时 h2和hcl的物质的量之比 填 或 解析 本题考查化学反应速率与化学平衡 意在考查学生的思维能力和分析 推断能力 1 由方程式可知固体 si3n4 质量增加2 80g时消耗n h2 2 80g 140g mol 1 6 0 12mol 故v h2 0 12mol 2l 3min 0 02mol l 1 min 1 利用反应方程式可直接写出反应的平衡常数表达式 2 因反应为放热反应 故反应达到平衡后 升高温度 平衡逆向移动 平衡常数k减小 b正确 温度不变 加压或改变反应物的浓度等平衡常数不变 a错误 其他条件不变 增加固体si3n4平衡不移动 c错误 其他条件不变 增大hcl的物质的量 平衡向消耗hcl的逆反应方向移动 d正确 3 利用化学反应速率之比等于化学方程式计量数比可知a项叙述表示v 正 v 逆 表示反应达到平衡状态 b项均表示正反应 无论反应是否处于平衡状态 都成立 d项表示的浓度关系与是否平衡无关 混合气体密度不变说明体系中气体质量不变 而平衡移动则气体质量改变 所以c项表示达到平衡状态 4 降低温度 平衡正向移动 n h2 n hcl 变小 答案 1 0 02 2 b d 3 a c 4 知识扫描 分析化学平衡的一般思路及注意问题1 一般思路 化学平衡建立的实质是v 正 v 逆 因此 只要是外界条件改变导致了v 正 v 逆 化学平衡就会发生移动 即 改变条件使v 正 v 逆 时 化学平衡向正反应方向移动 若改变条件使v 正 v 逆 时 化学平衡向逆反应方向移动 若改变条件使v 正 v 逆 时 化学平衡不发生移动 2 注意问题 1 不要把平衡移动与反应速率的变化混同起来 如化学平衡向正反应方向移动时 不一定是v 正 增大 也有可能是v 逆 减小 2 不要把平衡的移动与物质的浓度变化混同起来 如平衡向正反应方向移动时 反应物的浓度不一定都减小 3 不要把平衡的移动与反应物的转化率混同起来 如改变温度使平衡向正反应方向移动时 反应物的转化率都将提高 但当增大一种反应物的浓度 使平衡向正反应方向移动时 只会使另一种反应物的转化率提高 而其本身的转化率却降低 知识备选 外界条件对反应物转化率的影响分析1 温度的影响 若正反应是吸热反应 升高温度 反应物转化率升高 降低温度 反应物转化率降低 若正反应为放热反应 升高温度 反应物转化率降低 降低温度 反应物转化率升高 2 压强的影响 对于ma g nb g pc g qd g 1 若 m n p q 时 压强增大 a b的转化率升高 压强减小 a b的转化率降低 2 若 m n p q 时 压强增大 a b的转化率降低 压强减小 a b的转化率升高 3 若 m n p q 时 压强变化 a b的转化率不变 4 加入惰性气体 如果容器的体积不变 总压强增大 a b的转化率不变 如果容器的压强不变 容器的体积增大 若 m n p q 时 a b的转化率降低 若 m n p q 时 a b的转化率升高 若 m n p q 时 a b的转化率不变 3 浓度的影响 1 对于ma g nb g pc g qd g 加入a a的转化率降低 b的转化率升高 按比例增加a b 若 m n p q 时 a b的转化率升高 若 m n p q 时 a b的转化率降低 若 m n p q 时 a b的转化率不变 2 对于ma g pc g qd g 加入a 若m p q 时 a的转化率升高 若m p q 时 a的转化率降低 若m p q 时 a的转化率不变 考点五化学平衡图像 例1 2014 舟山高二检测 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对化学平衡的影响 得到如下变化规律 图中p表示压强 t表示温度 n表示物质的量 根据以上规律判断 下列结论正确的是 a 反应 h 0 p2 p1b 反应 h 0 t1 t2c 反应 h 0 t2 t1或 ht1 解析 选c 首先要确定各坐标轴的含义 其次要对图中曲线变化应用 先拐先平 与 定一议二 进行合理分析 反应 中随温度升高 a的平衡转化率降低 反应逆向移动 正反应放热 a项错 反应 中 t1先拐先到达平衡 则t1 t2 升温n c 减小 逆向移动 正反应放热 b项错误 反应 中分两种情况 在上升阶段 若 h 0 则升温时正向移动 即t2 t1 反之也正确 故c项正确 反应 中若 h 0 降温会使平衡右移 即t2 t1