化学反应速率与化学平衡知识归纳.doc

.知识归纳本章知识网络第一节 化学反应速率考纲要求 1了解化学反应速率的概念及表示方法 2理解外界条件(温度、浓度、压强和催化剂等)对化学反应速率的影响教材导读 一化学反应速率的概念及表示方法. 1概念:化学反应速率是用来 . 2表示方法:化学反应速率通常用 来表示,数学表达式为 ,式中的表示 的变化,表示 ,则化学反应速率的常用单位为 . 3有关浓度变化的计算 对于某一反应终了时,反应物浓度= ,生成物浓度= ,而各物质变化量之等于 . 4注意:(1)表达式中的分母上是“物质的量浓度”的变化量，而不是“物质的量”的变化量.(2)化学反应速率表示反应进行的快慢程度,它实际指的是一段时间内的 ,而不是瞬时速率,且均取正值.(3)固体或液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数,因此,一般不用固体或液体表示化学反应速率.(4)用不同物质表示的速率的数值不一定相等,但意义相同.因此表示化学反应速率时,必须注明是用那种物质作标准的.不同物质的化学反应速率之比等于 .二影响化学反应速率的因素 1内因：是反应速率的主要决定因素2外因：外界条件在一定范围内影响反应速率如浓度、温度、压强、催化剂及其它因素,如光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、形成原电池等，通常可以用 理论解释外因对化学反应速率的影响。（1）温度：（其它条件不变）升高温度不论对放热反应还是吸热反应，反应速率 一般每升高10,反应速率增大到原来的24倍 注意：温度对反应速率的影响实际上是比较复杂的，有的反应随温度的升高，反应速率不一定加快。例如用酶催化的反应，酶只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。故在许多工业生产中温度的选择不许考虑催化剂的活性温度范围。（2）浓度：（其它条件不变）增大反应物的浓度，单位体积内的分子数增加，机会增多，故反应速率反之，反应速率（3）压强：（有气体物质参与，其它条件不变）增大压强，气体的体积 ，浓度 ，分子间的有效碰撞机会，反应速率 反之 （4）催化剂可以改变正、逆反应速率。使用正催化剂，反应速率 ，使用负催化剂，反应速率 。 要点解读一浓度对反应速率的影响固体或纯液体浓度视为常数，它们物质的量的变化不会引起反应速率的变化，故不能用它表示反应速率但固体颗粒的大小导致接触面的大小，故影响反应速率浓度对化学反应速率的影响，并非所有的反应都一样，若随着浓度的改变，反应的本质发生了变化，那么反应速率的含义也不同了如：采取“把稀硫酸改成浓硫酸来增大用锌制取氢气的速率”，是错误的，因为改用浓硫酸后，反应不再生成氢气了。 二压强对反应速率的影响 恒容条件，增加与反应无关的气体，容器总压增加，但与反应有关的气体物质各自的分压不变，各自浓度不变，故反应速率不变 恒压条件，增加与反应无关的气体，容器体积增加，对于反应有关的气体物质相当于减压，故反应速率减小总之，有气体参加的反应，压强的影响，实质上是指容器容积的改变，导致各气体的浓度同等程度的改变，从而影响反应速率三催化剂对反应速率的影响对于某些化学反应，使用催化剂可以加快化学反应速率。催化剂虽然在反应前后的质量和化学性质没有发生变化，但它却参与了化学变化过程，改变了原来的反应历程。需要注意的是： (1)对于可逆反应，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率。在一定条件下，正反应的优良催化剂必定是逆反应的优良催化剂。 (2)使用催化剂只能改变反应途径，不能改变反应的始态和终态，故催化剂只能加快反应达到平衡时的时间，而不能改变平衡状态，反应的热效应也和催化剂的存在与否无关。 (3)催化剂只能加速热力学上认为可以实现的反应，对于热力学计算不能发生的反应，任何催化剂都不能改变反应发生的方向。(4)催化剂可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率，前者称之为正催化剂，后者称之为负催化剂。通常情况下，正催化剂用得较多，因此，若无特殊说明，都是指正催化剂而言。 四外界条件改变对化学反应速率的影响条件的改变化学反应速率的变化理论解释增加的浓度恒容时增加恒容时加入与反应无关的氦气，使压强增大恒压时加入与反应无关的氦气，使压强不变升高温度使用适当的催化剂使粉碎成粉末定容时随反应时间的延长名题导思例1已知反应 在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为 ，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（ ）A B C D 解析据化学反应中速率比等于各物质的化学计量数之比，很容易得出答案即 ，而 ，则 ， C是正确选项。答案C例2 某反应X+3Y 2E+2F，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分别测得反应速率甲：v(X)=0.3mol/(Lmin)，乙：v(Y)=1.2mol/(Lmin)，丙：v(E)=0.8mol/(Lmin)，丁：v(F) =0.9mol/(Lmin)，则反应最快的是( )A甲 B乙 C丙 D丁解析 对于某一化学反应，如果选用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示该反应的同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，其数值的大小与该反应物或生成物在反应方程式中的化学计量数的大小有关，因此不能单纯地凭不同反应物或生成物的浓度变化值的大小来比较其反应速率的快慢。常用以下两种方法：方法一 通过比较反应速率之比与物质的化学计量数之比作出判断。由化学方程式 X+3Y 2E+2F可知因此v(Y)v(X)因此v(Y)=v(E)因此，v(F)v(E)。综合以上分析可知：v(F)v(E)=v(Y)v(X)，所以反应速率最快的是丁。方法二 将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，然后再比较速率数值的大小来决定反应进行的快慢。若以X物质的反应速率为标准，则把乙、丙、丁不同情况下其他物质表示的反应速率换算为同情况下的用X物质表示的速率。答案 丁例3某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化，曲线如右图所示，由图中数据分析，该可逆反应的化学方程式为_；该反应开始至2min，Z的平均反应速率为_解析从本题的图形分析中可知，X、Y是随着反应的进行（时间的增加）物质的量逐渐减少，与此相反，Z的物质的量是随着反应的进行（时间的增加）而逐渐增大，所以X、Y在反应方程式的左边，为反应物；而Z在反应方程式的右边，为生成物。X、Y、Z在方程式中的化学计量数应通过其相应的速率之比确定。从图中的数据分析可知，用X、Y、Z表示的反应速率分别为：V（Y）=V（X）=V（Z）=。则V（X）V（Y）V（Z）=0.0750.0250.05=3：1：2，化学反应方程式为：3X+Y2Z。答案：3X+Y2Z 0.05molL1min1 例4将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）+B（g）2C（g）若经2s（秒）后测得C的浓度为0.6 molL1，现有下列几种说法：用物质A表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1用物质B表示的反应的平均速率为0.6 molL1s12s时物质A的转化率为70%2s时物质B的浓度为0.7 molL1其中正确的是ABC D解析 由题知2 s时C的浓度为0.6 molL1，根据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变化浓度为0.3 molL1，进而确定B的浓度是（1molL10.3 molL1）0.7 molL1；A的变化浓度为0.6 molL1，从而求出A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1，可推知用A表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1，用B表示的反应的平均速率为0.15 molL1s1。对照各选项，符合题意的是B。答案 B例5与发生氧化还原反应生成和的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中的增大而加快。（1）反应开始时，反应速率加快的原因是 。 （2）反应后期时，反应速率下降的原因是 。解析由于与反应随增大而加快，首先写出二者反应的化学方程式（或离子方程式：）可见反应后有生成。答案（1）开始发生反应，随增大，加快。（2）反应进行至时，因C（反应物）减小，且反应使也减小，则减慢。例6某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(molL-1)随反应时间(min)的变化情况如下表： 根据上述数据，完成下列填空：在实验1，反应在10至20min时间内平均速率为 mol（Lmin）-1。在实验2,A的初始浓度c2= molL-1,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。设实验3的反应速率为3，实验1的反应速率为1,则3 1(填“”“=”“”“=”“1。又知从0min到10minA的浓度变化值应大于0.17 molL-1，即c3（0.92+0.17）molL-1 =1.09 molL-1。 （4）对比实验4与实验1可知，两实验的起始浓度相同，反应温度不同，达平衡时实验4的A的浓度小，说明了实验4A进行的程度大，即温度越高，A的转化率越大，说明正反应为吸热反应。答案 （1）0.013（2）1.0；催化剂（3）；（4）吸热；温度升高时，平衡向右移动随堂演练1下列说法不正确的是（ ）A参加反应的物质的性质是决定化学反应的重要因素B反应物分子（或离子）间的每次碰撞是反应的先决条件C反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应D活化分子具有比普通分子更高的能量2已知4A+5B=2C+2D，则关于反应速率，正确的关系是（ ）A4V(A)= 5V(B) B5V(B)=6VD C2V(A)=3VD D4V(B)=5VC 3反应A+5B=2C+2D，在四种不同的情况下的平均反应速率mol/Ls分别为：V(A)=0.15；V(B)=0.6；V(C)=0.4；V(D)=0.45。则反应进行速率最快的（ ）A B和 C D和4 由下列四种X的溶液，分别加入四个盛有10mL、2molL-1盐酸的烧杯中，并加水稀释至50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是（ ）A20mL, 3molL-1 B20mL,2molL-1 C 10mL, 4molL-1 D10mL, 2molL-1 5 在密闭容器中,进行可逆反应,A与B反应生成C，且反应速率分别用A、B、C单位为mol/(Ls)表示，且A、B、C之间有以下关系: B=3A， 3C=2B，C=2A。则此反应可表示为( )。AA+BC B2A+2B3C C3A+BC DA3B2C 6设C+CO22CO（正反应吸热），反应速率为V1；N2+3H22NH3（正反应放热），反应速率为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同时减少 CV1增大，V2减小 DV1减小，V2增大7下列措施肯定能使化学反应速率增大的是（ ）A增大反应物的用量 B增加压强 C升高温度 D使用催化剂8 用盐酸与锌反应制取氢气，下列方法能增大反应速率的是（ ）A增加盐酸的用量 B用同浓度的醋酸代替盐酸C用锌粉代替锌粒 D增大压强9 氨气氧化反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O改变下列条件使反应速率加大，其中是由于增大了“活化分子”的百分数的是（ ）A用铂作催化剂 B升高温度 C缩小体积增大压强 D用氧气代替空气10反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列能加快反应速率的条件是（ ）A缩小体积增大压强 B体积不变，充入N2使压强增大C体积不变充入氦气使压强增大 D体积增大到原来的2倍11在10时某化学反应速率为0.1molL1S1，若温度升高10反应速率增加到原来的2倍。其它条件不变，温度升高到50时，该反应的速率为（ ）A0.4molL1S1 B1.6molL1S1 C0.8molL1S1 D2.5molL1S1 12NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体，2NO+2CO=N2+2CO2，对此反应，下列叙述正确的是（ ）A使用催化剂一定能加快反应速率 B改变压强对反应速率没有影响C冬天气温低，反应速率降低，对人危害更大D外界任何条件怎样改变，均对此化学反应速率无影响13加入0.1molMnO2粉末于50mL的H2O2中（密度）在标准状况下放出的气体体积与时间的关系如图所示：（1）实验时放出的气体总体积是 。（2）反应放出半气体所需时间是 。（3）反应放出气体所需的时间约为 。（4）A、B、C、D各点批反应速率快慢的顺序是 。（5）解释上述A、B、C、D快慢的原因是 。14在锌与盐酸反应的实验中，一个学生得到的结果如下表所示：锌的质量/g锌的形状温度/溶解于酸所花的时间/SA2薄片5400B2薄片15200C2薄片25100D2薄片3550E2薄片4525F2粉末155试求：（1）画一幅以时间对温度的曲线图（纵轴表示时间，横轴表示温度）。（2）利用所画的曲线图，关于温度影响反应速率你能得出什么结论？（3）20时，2g锌箔溶解于酸中需花多少时间？（4）对比结果B与F，解释F为什么那么快？15有一化学反应aA+bB=C；根据影响化学速率的因素可得V0=kAaBb，其中A、B分别表示A、B的浓度，k是与温度有关的常数。为测定k、a、b的值，在198K时，将A、B溶液按不同浓度混合，得到下列实验数据：编号A的初始浓度（molL1）B的初始浓度（molL1）生成C的初始反应速率（molL1S1）11.01.00.01222.01.00.02434.01.00.04941.02.00.04851.04.00.19（1）根据上表可求得：a=_，b=_，k=_，k的单位是_。（2）在该温度下，容积为1L的容器中加入A、B各2mol，求以B表示的初始反应速率。（3）如果把上述容器的体积减小为原来的一半时初始反应速率为原来的多少倍。随堂演练参考答案1C 2D 3C 4A 5D 6A 7C 8C 9AB 10AB 11B 12C13（1）60mL （2）1min （3）2min （4）DCBA（5）随反应进行，H2O的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢。上述（1）（4）可根据图象所示找出解答依据14（1）见右图（2）对于该溶液，温度每升高10，反应速率加快到原来的2倍。（3）约150s。（4）这是因为B中锌是块状，F中锌是粉末状，粉末状与酸溶液的接触面积要比块状大得多，从而使有效碰撞次数大大增多，加快了反应速率。15（1）1、2、0.012 s.l2 /mol2 (2)0.192mol/l.s (3)0.768mol/l.s 第二节 化学平衡考纲要求1了解化学反应的可逆性.2理解化学平衡状态的涵义.3掌握化学平衡的概念、特征、标志.4理解反应速率与化学平衡之间的关系.5理解平衡移动原理的涵义.掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响.教材导读一化学平衡状态及特征1化学平衡状态是指 。2化学平衡状态的特征(1)“逆”：化学平衡研究的对象是 ，各物质的转化率必小于 。(2)“动”：达到平衡时， ，即化学平衡是 ，正反应和逆反应仍在进行。的具体含义有两个方面：用同一种物质表示反应速率时，该物质的生成速率由于消耗速率 ，即单位时间内生成与消耗反应物（生成物）的量相等；用不同物质来表示时，某一反应物的速率与摸一生成物的速率之比等于化学方程式中相应的 。(3)“等”：是指 ，这是化学平衡状态的本质特征。(4)“定”：由于，平衡混合物中各组分的浓度及体积（或质量分数） 。(5)“变”：外界条件改变导致 ，原化学平衡被破坏，从而发生平衡移动直至建立新平衡。二化学平衡的标志和判断 1等速标志，即 以N23H2 2NH3 反应为例，单位时间、单位体积内：若有1mol N2消耗，则有 N2生成若有1mol N2消耗，则有 H2生成若有1mol N2消耗，则有 NH3消耗若有1mol NN键断裂,则有 N-H键断裂 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 。3对于有气体参与的可逆反应（1）从反应混合气的平均相对分子质量（）考虑：若各物质均为气体 当ng0, 一定时，则标志达平衡. 当ng0，为恒值，不论是否达平衡.若有非气体参与：不论ng是否等于0，则当一定时，可标志达平衡实例： H2(g)I2(g) 2HI(g) ng0 SO2(g)O2(g) 2SO3(g) ng0 C(s)O2(g) CO2(g) ng0 CO2(g)C(s) 2CO(g) ng0在实例反应中，总为恒值.在反应、中，只要反应未达平衡，则不为定值反之当为一定值，不随时间变化而变化时，则标志着达到平衡状态.（2）从气体密度考虑： 恒容：总为恒值，不能作平衡标志恒压：当各成分均为气体时 ng0. 总为恒值，同上 ng0. 为一定值时，则可作为标志当有非气体物质参与时 恒容：为一定值时，可作标志 恒压：ng0. 为一定值时，可作标志（3）从体系内部压强考虑： 恒容、恒温n(g)越大,P越大 不论各成分是否均为气体、只需考虑ng ng0则P为恒值，不能作标志当 ng0则当P一定时，可作标志（4）从体系内部温度考虑当化学平衡尚未建立或平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡 三影响化学平衡的条件与平衡移动原理 条件的变化V正、V逆变化平衡移动的方向平衡移动的结果浓度增大反应物的浓度减少生成物的浓度减少反应物的浓度增大生成物的浓度压强增大减小温度升高降低结论（勒沙特列原理）要点解读1判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的浓度(1)各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡(2)各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡(3)各气体的体积或体积分数一定平衡(4)总体积、总压力、总物质的量一定。(如反应前后气体体积机不变的反应)不一定平衡正逆反应速率的关系(1)单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,则v正=v逆(对于同一物质而言)平衡(2)在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,则v正=v逆平衡(3)v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q(v正不一定等于v逆)不一定平衡(4)在单位时间内生成了molB,同时消耗了qmolD(因均指v逆)不一定平衡压强(1)若m+np+q时,总压力一定(其它条件一定)平衡(2)若m+n=p+q时,总压力一定(其它条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(Mr)(1),当m+n)Mr=m(气)/n(总)平衡(2)Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度()密度一定(固定容积时不便)不一定平衡其他如体系颜色不再变化时等平衡 2等效平衡(1)在一定条件下(定温、定容或定温、定压)对同一可逆反应,无论反应从何处开始均可达到平衡且任何同一个的组分的含量相同,这样的平衡互称为等效平衡。(2)等效平衡的规律对于反应前后气体物质的量不等的反应A定温、定容时.,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量与原平衡相等就可以建立等效平衡。B.定温、定压时,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量之比与原平衡相等就可以建立等效平衡。对于反应前后气体物质的量相等的反应不论定温、定容时还是定温、定压时,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量之比与原平衡相等就可以建立等效平衡。(3)等效平衡的建立一般通过建立假想平衡状态去比较分析新旧平衡,以下例来说明在一密闭容器中充入1molNO2建立如下平衡:,测得NO2的转化率为a%。容积和温度不变的条件下再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测得NO2的转化率为b%则a、b的大小关系为 解此类题一般建立如下思维模型:由于压缩,平衡向右移动达到平衡时转化率增大,必有a1%b%,又由于相同条件下平衡与平衡等效,即转化率相等a1%=a%,所以a%b%,即ap+q若平衡时A、B的转化率相等，说明起始时A、B的物质的量之比为m:n若平衡体系共有气体amol,再向其中加入bmolB,达到平衡时,气体的总物质的量等于（a+b）mol,则m+n=p+q温度不变时,若压强增大为原来的二倍,新平衡时气体的总体积一定要比原体积的1/2小若改变一个条件使反应重新达到平衡时,D的浓度增大了,说明平衡向右移动了若平衡体系中A、B、C、D的 物质的量分别为a、b、c、dmol，则再向其中加入a、b、c、dmol的A、B、C、D时，平衡可能不移动。其中正确的是ABCD13恒容容器中，对于可逆反应2SO2（气）O2（气） 2SO3（气），SO2和O2起始时的物质的量分别为20mol和10mol，达到平衡时，SO2的转化率为80。若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量应是_，SO3的转化率是_。14.恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（气）+B（气）C（气）（1）若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为_mol。（2）若开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为_mol。（3）若开始时放入xmolA和2molB和1molC，达到平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x= mol，y= mol。平衡时，B的物质的量 （选填一个编号）。（甲）大于2mol （乙）等于2mol （丙）小于2mol （丁）可能大于、等于或小于2mol。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数为 。若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应 （5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与（1）小题中的a进行比较 （选填一个编号）。（甲）ab (丙)a=b （丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是 。15373K时将0.5molN2O4气体通入体积为5L的真空容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的浓度为0.02mol L-1，在60s时体系达到平衡。此时容器内压强为开始时的1.6倍。求（1）平衡体系内N2O4的物质的量。（2）2s内体系内压强为开始时的多少倍？随堂演练参考答案1CD 2AC 3AC 4AD 5 BC 6A、D 7B、C 8C 9A 10D 11B 12A 13达到平衡时SO2的物质的量为4mol，SO3的物质的量为16mol，从逆反应开始SO3也应充入20mol，平衡时SO3应有16mol，所以SO3的转化率为20% 14（1）（1-a）;（2）3a；(3)2、（3-3a）、丁。若3a大于1，B的物质的量小于2mol、若3a=1，B的物质的量等于2mol、若3a小于1，B的物质的量大于2mol；（4）a/(2-a)；（5）乙。因为（5）小题中容器容积不变，而（1）小题中容器的容积缩小，所以（5）小题的容器中的压强小于（1）小题容器中的压强，有利于逆向反应，帮反应达到平衡后a大于b。15(1)设平衡时N2O4的物质的量为x，则NO2的物质的量为2(0.5mol-x)，根据同温同体积时，压强 之比等于气态物质的物质的量之比，得x+2(0.5mol-x):5=1.6:1,解得x=0.2mol。 (2)2s时NO2的物质的量为0.02mol L-15L=0.1mol，所以反应掉的N2O4的物质的量为0.05mol，N2O4剩余的物质的量为0.45mol，同温同体积2s时体系的压强与开始时压强之比等于2s时气体总的物质的量与开始时气体的物质的量之比，即(0.5mol-0.05mol+0.1mol):0.5mol=1.1:1。知识拓展人体内的化学平衡人体内的化学变化，情况复杂，且相互影响，但这些反应往往是可逆的，任何原料或产物的量的变化都会引起平衡移动，直到达到新平衡。（1）O2的运输O2可与