云南省镇康县第一中学高中化学 第二章 化学反应速率化学平衡学案2 新人教版选修4

化学反应速率和化学平衡复习学案化学反应速率和化学平衡复习学案 一. 化学反应速率 1概念：用单位时间内反应物 或者生成物 来表示，公式： 单位是 2特点： (1).是 （平均速率/瞬时速率）； (2).方程式中的系数之比等于 之比； 如对：mA + nB pC + qD 有：(A)(B)(C)(D) (3).同一反应中用不同的物质表示的速率,其数值 但意义相同（只要其比值等于系数比 就表示一样反应快）. 3影响反应速率因素：（注意：决定因素是 ，T、C、P、催化剂都只能说“ 有影响”） 浓度 ：浓度越大，反应速率越快 （ 我们无法改变其浓度）。 实质：浓度增大，单位体积内活化分子数目 ，分子间的有效碰撞增多，导致反应速率加 快。 温度 ：温度 ，反应速率 （注意：无论吸热反应还是放热反应速率都同时增大， 只是增大过倍数不同）。通常 温度每升高 10，化学反应速率将增大到原来的 24 倍 实质：分子的平均能量 ，活化分子数 ，碰撞次数 ，使反应速率增大。 压强 ：增大压强（减小体积），反应速率增大（只适用于 ） 1、恒温时：增加压强（引起）体积 （引起）浓度 （引起）反应速率 。 2、恒容时：a、充入气体反应物（引起）浓度 （引起）总压增大（引起）反应速率加快。 b、充入“稀有气体” （引起）总压 ，但各物质浓度 ，反 应速率不变。 3、恒压时：充入“稀有气体”（引起）体积 （引起）各物质浓度 （引起）反应速率 减 催化剂：加快反应速率；（正逆反应速率同时同倍数增大） 催化剂降低了 ，使一部分原先的非活化分子变为 ，提高了活化分子的百分数 【例 1】反应 A3B=2C2D，在四种不同情况下的反应速率分别为： v(A)0.15 molL1s1 v(B)0.60 molL1s1 v(C)0.60 molL1min1 v(D)0.40 molL1s1 反应速度最快的是 ，能表示同一个反应的是 。 【例 2】设反应 C + CO2 2CO 1 0 反应速率为 V1 ；N2 + 3H2 = 2NH32S(l)S(s) （2）化学反应的熵变（S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。 （3）反应熵变与反应方向的关系 3.在温度、压强一定的条件下，化学反 应的方向的判据为： HTS 0 反应能自发进行 HTS 0 反应达到平衡状态 HTS 0 反应不能自发进行 三化学反应的限度 1.化学平衡（状态）： （1）概念：在一定条件下化学反应进行到一定程度时， 和 相等（即各物质生成速率 与 速率相等），各组分的百分含量 ，这种状态称为化学平衡状态，简称化学 平衡。 （2）特征： 逆：化学平衡研究的对象是 等： = 0 动：化学平衡是动态平衡。虽然 V（正）=V（逆），但正、逆反应仍在进行。 定： 。 变：外界条件改变，平衡也随之发生移动并重先达到新的平衡。 （3）化学平衡（状态）的判断 【例 4】.可逆反应2NO22NO+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的比为 2 : 2 : 1 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 量不再改变的状态体系温度不再改变。 A. B. C. D. 3.化学平衡常数 K （1）平衡常数的数学表达式及单位： 如果反应物和生成物均为气体气体对于达到平衡的一般可逆反应：aA + bB pC + qD 反应物和生 成物平衡浓度表示为 C(A) 、C (B)、C(C) 、C(D) 化学平衡常数：Kc= （2）化学平衡常数的意义 K值越大，反应进行得越彻底，生成物浓度 ，反应物转化率 ； K 值对未达到平衡的反应没有意义，若浓度商的值小于 K 值说明反应还未达平衡，仍需向 进行。 H 0 时任意温度自发； H0 时高温自发；（如水气化） H0, S”、“V（逆）其方法 是： 增大反应物浓度，V(正) V(逆) 平衡右移；减小生成物浓度，V(正) V(逆) 平衡右移；对正反应放热的反应，升温 V(正) V(逆) 但 V(正) V(逆) 平衡 移；但对正反应吸热的反应，升温 V(正) V(逆) 但 V(正) V(逆) 平衡 移；对有气体参加的正反应系数减小的反应，若增大压 强能减小容器体积，则加压 C（反应物） V(正) V(逆) 但 V(正) V(逆) 平衡 移；若增大压强未能改变容器体积（如充入 He），则加压浓度 V(正) V(逆) 平衡 。 2勒沙特列原理：改变影响化学平衡的一个条件，平衡总是向减弱这种改变的方向移动。如增大 反应物甲的浓度平衡将向甲物质浓度 的方向移动，增大容器内压强平衡将 向方向移动。 3.化学反应速率和化学平衡图像 （1）浓度时间图像：如 A+B AB 反应情况如图 1 所示， （2）速率-时间图像：对于化学反应： （3）百分含量与时间、压强、温度的图像：对于化学反应： 【例 6】. 由可逆反应测绘出图像如图 2，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分 含量，下列对该反应的判断正确的是（ ） A反应物中一定有气体 B生成物中一定有气体 C正反应一定是放热反应 D正反应一定是吸热反应 【例 7】.联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与 N2O4反应能放出大量的热。 （1）已知：2NO2(g)=N2O4(g) H=-57.20kJmol-1。一定温度下，在密闭容器中反应 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高 NO2转化率的是 (填字母）。 A减小 NO2的浓度B降低温度 C增加 NO2的浓度D升高温度 （2）25时，1.00gN2H4(l)与足量 N2O4(l)完全反应生成 N2(g)和 H2O(l)，放出 19.14kJ 的热量。 则反应 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的H= kJmol-1。 （3）17、1.01105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)=0.0300 molL- 1、c(N2O4)=0.0120 molL-1。计算反应 2NO2(g) N2O4(g)的平衡常数 K。 【例 8】.700时，向容积为 2L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O,发生反应： CO(g)H2O(g) CO2H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表（表中 t1t2）: 下列说法正确的是 A.反应在 t1min 内的平均速率为v(H2)0.40/t1 molL1min1 B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入 0.60molCO 和 1.20 molH2O，到达平衡时，n(CO2)0.40 mol。 C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20molH2O，与原 平衡相比，达到新平衡时 CO 转化率增大，H2O 的体积分数增大 D.温度升至 800，上述反应平衡常数为 0.64，则正反应为吸热反应 五、等效平衡 概念： 在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还 是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数等） 均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。 规律：恒温恒容下反应前后气体系数之和不同的反应 才等效， 其余条件下的反应只要 就等效。 【例 9】：在一定温度下，把 2mol SO2和 1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应， 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在 该容器中维持温度不变，令 a、b、c 分别代表初始时加入的 322 SOOSO、的物质的量（mol），如果 a、b、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中 三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空： （1）若 a=0，b=0，则 c=_。 （2）若 a=0.5，则 b=_，c=_。 （3）a、b、c 的取值必须满足的一般条件是_，_。（请用两个方程式表示， 其中一个只含 a 和 c，另一个只含 b 和 c） 【例 10】.（双选）在一个 1L 的密闭容器中，加入 2molA 和 1molB ，发生下述反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时，C 的浓度为 1.2mol/L , C 的体积分数为 a% 。维持容器的体积和温度 不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C 的浓度仍是 1.2mol/L 的是（ ） 时间/min n(CO)/molH2O/ mol 01.200.60 t10.80 t20.20 A、3mol C+1mol D B、1mol A +1.5mol C+0.5mol D C、1mol A