高中化学《化学反应速率和化学平衡 归纳与整理》学案2 新人教版选修4

用心 爱心 专心1 第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 知识要点知识要点 一 化学反应速率 1 化学反应速率 1 概念 化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率 2 表示方法 v c t 固体或纯净液体 v n t 用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比 2 影响化学反应速率的因素 1 内因 主要因素 是指参加反应的物质的性质 2 外界条件对化学反应速率的影响 1 浓度 其他条件相同时 增大反应物浓度反应速率 增大 减小反应物浓度反应速率减小 有关解释 有关解释 在其他条件不变时 对某一反应 活化分子在反应物中所占的百分数是一定的 单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成 正比 当反应物浓度增大时 单位体积内分子数增多 活化分子数也相应增大 单位体积内的有效碰撞次数也相应增多 化学反应速率增大 2 压强 对有气体参加的化学反应 若其他条件不变 增大压强 反应速率加快 减小压强 反应速率减慢 有有关关解解释释 当温度一定时 一定物质的量的气体的体积与其所受的压强成 反比 若气体的压强增大到原来的2 倍 体积就缩小到原来的一半 单位体积内的 分子数就增大到原来的2 倍 故增大压强 就是增加单位体积里反应物的物质的量 即增大反应物的浓度 反应速率相应增大 相反 减小压强 气体的体积就 扩大 反应物浓度减小 反应速率随之减小 说明 若参加反应的物质为固体 液体或溶液 由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响 可以认为反应速率不变 与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响 要分情况而定 在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应 N2 g 3H2 g 2 NH3 g a 充入 He 并保持容器的容积不变时 虽容器内气体的总压增大 但由于气体的容积不变 反应物气体的物质的量浓度不变 化学反应速率不变 平衡不 移动 b 充入 He 并保持容器内的总压不变时 必然是容器的容积增大 而气体容积的增大 引起反应物浓度的减小 化学反应速率减小 平衡左移 3 温度 当其他条件不变时 升高温度反应速率增大 降低温度反应速率减小 经验规律 一般来说 温度每升高 10 反应速率增大 2 4 倍 有关解释 有关解释 在浓度一定时 升高温度 反应物分子的能量增加 使一部分原来能量较低的分子变成活化分子 从而增加了反应物分子中活化分子的百分数 使有效碰撞次数增多 反应速率增大 温度升高 分子的运动加快 单位时间里反应物分子间碰撞次数增加 反应也相应地加快 前者是反应速率加快的主要 原因 说明 温度对反应速率的影响规律 对吸热 放热反应都适用 且不受反应物状态的限制 4 催化剂 催化剂能参与反应 改变反应历程 降低活化能 也就等于提高了活化分子的百分数 从而提高了有效碰撞频率 加快了反应速率 5 其他因素对化学反应速率的影响 例如 通过光辐照 放射线辐照 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 二 化学平衡移动原理 勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的一个条件 如浓度 温度 压强等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 1 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 平衡向逆反应方向移动 用心 爱心 专心2 2 压强 对于有气体参加的反应 增大压强平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强平衡向气体体积增大的方向移动 对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不变的反应 改变压强化学平衡不移动 3 温度 升高温度平衡向吸热方向移动 降低温度平衡向放热方向移动 无论是吸热反应还是放热反应 升高温度反应速率都加快 降低温度反应速率则减慢 三 等效平衡 在一定条件 定温 定容或定温 定压 下 只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后 任何相同组分的分数 体积 物质的量 均 相同 这样的化学平衡互称为等效平衡 1 定温 定容 反应前后气体体积改变 转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同数值相同 反应前后气体体积不变 转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同比值相同 2 定温 定压 转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同比值相同 四 化学平衡常数 1 定义 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号 K 表示 如 mA g nB g pC g qD g 注意 对于有固体或纯液体参加的反应 它们的浓度不列入 K 的表达式 K 值与浓度无关 只受温度影响 不指明温度 K 值无意义 对于给定的化学反应 正 逆反应的平衡常数互为倒数 应用 判断反应进行的程度 K 值越大 反应进行的程度越大 反应物转化率越高 判断反应热效应 T 升高 K 值增大 则正反应为吸热反应 T 降低 K 值减小 则正反应为放热反应 五 化学反应自发进行的方向的判断 根据体系存在着力图使自己的能量趋于 最低 和 有序 的自然规律 由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程 即 G H T S 0 反应能自发进行 G H T S 0 反应处于平衡状态 G H T S 0 0 低温 0 高温00 任何温度都不能自发 0 0 任何温度都能自发 00 低温 0较低温度能自发 Cm A C n B Cp C Cq D K 用心 爱心 专心3 巩固练习巩固练习 1 对于反应 A g 3B g 2C g 下列各数据表示不同条件下的反应速率 其中反应进行得最快的是 A v A 0 01 mol L s B v B 0 02 mol L s C v B 0 60mol L min D v C 1 0mol L min 2 在可逆反应中 改变下列条件一定能加快反应速率的是 A 增大反应物的量B 升高温度C 增大压强D 使用催化剂 3 在 2L 的密闭容器中发生下面反应 A g 2B g 3C g 经过 3min 后 A 的物质由 10mol 变为 7mol 则下面表示的反应速率正确的是 A vA 1mol L 1 min 1 B vB 1mol L 1 min 1 C vC 2mol L 1 min 1D vB 2mol L 1 min 1 4 在气体反应中 能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增加的方法是 增大反应物浓度 升高温度 增大压强 移去生成物 加入催化剂 A B C D 5 合成氨所需的 H2由炭和水蒸气反应制得 其中一步反应为 CO H2O g CO2 H2 H 0 欲使 CO 的转化率提高 同时提高 H2的产率 可以采取的措施是 A 增大水蒸气的浓度 B 升高温度 C 增大 CO 浓度 D 增大压强 6 在密闭容器中充入 N2和 H2 合成 NH3 到 2 秒末测得 v H2 0 45 mol L s 则 2 秒末 NH3的浓度为 A 0 5 mol L B 0 45 mol L C 0 6 mol L D 0 55 mol L 7 在一定条件下 进入氨合成塔的混合气体中含 N2的体积分数为 22 含 H2的体积分数为 78 经过合成反应达到平衡后 在相同的温度和压强下 气体的 体积缩小至原体积的 95 N2的转化率与下面接近的数值是 A 12 5 B 1 4 C 10 5 D 9 8 一定温度下 下列叙述不是可逆反应 A g 3B g 2C g 达到平衡的标志的是 C 的生成速率与 C 的分解速率相等 单位时间内 amol A 生成 同时生成 3amol B A B C 的浓度不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 单位时间消耗 amol A 同时生成 3amol B A B C 的分 子数目比为 1 3 2 A B C D 9 一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热 发生反应2NH3N2 3H2 一段时间后达到平衡 此时NH3的体积分数为x 若在该容器中再加入1molNH3 后密封 加热到相同温度使反应达到平衡 设此时NH3的体积分数为y 则 x 和 y 的关系正确的是 A x y B x y C x y D x y 10 在一定条件下 在容积为 2L 的密闭容器中 将 2molL 气体和 3molM 气体向混合 发生如下反应 2L g 3M g xQ g 3R g 4s 后该反应达到平衡时 生成 2 4molR 并测得 Q 的反应速率为 0 1mol L s 下列有关叙述正确的是 A x 的值为 2 B 混合气体的密度变大 C L 的转化率为 80 D 平衡时 M 的浓度为 0 6mol L 11 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应 xA g yB g zC g 平衡时测得 A 的浓度为 0 50mol L 保持温度不变 将容器的体积扩大两倍 测得 A 的浓度变为 0 35 mol L 下列有关判断正确的是 用心 爱心 专心4 A x y z B 平衡正向移动 C A 的转化率降低 D C 的体积分数下降 12 按温度每升高 10 化学反应速率增大 2 倍来计算 若某反应由 50 升温到 80 反应速率比原来增大 A 4 倍 B 6 倍C 8 倍D 9 倍 13 在一定温度不同压强 p1 p2 下 可逆反应 2X g 2Y g Z g 中 生成物 Z 在反应混合物中的体积分数 与反应时间 t 的关系有以下图 示 正确的是 14 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时 下列措施不能使氢气生成速率加大的是 A 加热 B 不用稀硫酸 改用 98 浓硫酸 C 滴加少量 CuSO4溶液 D 不用铁片 改用铁粉 15 已知 450 时 反应 H2 g I2 g 2HI g 的K 50 由此推测在 450 时 反应 2HI g H2 g I2 g 的化学平衡常数为 A 50 B 0 02 C 100 D 无法确定 16 反应 2X 气 Y 气 2Z 气 热量 在不同温度 T1和 T2 及压强 P1和 P2 下 产物 Z 的物质的量 nZ 与反应时间 t 的关 系如图所示 下列判断正确的是 A T1 T2 P1 P2 B T1P2 C T1 T2 P1 P2 D T1 T2 P1 P2 17 同质量的锌与盐酸反应 欲使反应速率增大 选用的反应条件正确的组合是 锌粒 锌片 锌粉 5 盐酸 10 盐酸 15 盐酸 加热 用冷水冷却 不断振荡 迅速混合后静置 A B C D 18 某化学反应其 H 122 kJ mol S 231 J mol K 则此反应在下列哪种情况下可自发进行 A 在任何温度下都能自发进行 B 在任何温度下都不能自发进行 C 仅在高温下自发进行 D 仅在低温下自发进行 19 对于可逆反应 A g 2B g 2C g 正反应吸热 下列图象中正确的是 P1 P2 B P1 P2 C P1 P2 A P1 P2 Dtt t t T2 P1nz T2 P2 T1 P2 t 用心 爱心 专心5 A B C D 20 在恒温恒容的密闭容器里发生可逆反应 2A g B g 2C g 容器内开始加入下列各组物质 达到平衡时逆反应速率最小的是 A 2molA 和 1molB B 1molA 和 1molB C 1molA 和 2molB D 1molB 和 1molC 21 已知可逆反应 A 2BM N 正反应为放热反应 在一定条件下达到平衡时 A 在反应混合物中的质量分数为a 若要通过改变条件使 A 的质量分数变 为 2a