化学反应速率及化学平衡高考第一轮复习

1、专题专题15 15 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡禄丰一中高三化学备课组禄丰一中高三化学备课组1、了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示、了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。方法。2、了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重、了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。大作用。3、了解化学反应的可逆性。、了解化学反应的可逆性。4、了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的、了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。5、理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）、理解外界条件

2、（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。6、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。产和科学研究领域中的重要作用。【考纲要求】【考纲要求】2、表示方法：通常用单位时间内、表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减反应物浓度的减少少或或生成物浓度的增加生成物浓度的增加来表示。来表示。3、计算式：、计算式： tBcBV)()(一、化学反应速率一、化学反应速率4、单位：、单位： mol/Ls 或或 mol/Lmincc表示浓度的改变量，单位为表示浓度

3、的改变量，单位为molLmolL-1-1tt表示反应所需时间，单位为表示反应所需时间，单位为S S，minmin1 1、定义：、定义：衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。注意：注意：在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质作标准。质作标准。同一化学反应中，同一化学反应中，反应的速率之比等于它们反应的速率之比等于它们的化学计量数之比。的化学计量数之比。（还可等于其浓度变化量之比（还可等于其浓度变化量之比或物质的量变化量之比）或物质的量变化量之比）。 (A) (B) (C) (D) = mnp qC(A) C(B) C(

4、C) C(D) = mnp qn(A) n(B) n(C) n(D) = mnp q例如：例如：mA + nB = pC + qD 中：中：【例题】【例题】将将 4 mol A气体和气体和2 mol B气体在气体在2 L的容的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：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）若经 2 s后测得后测得 C 的浓度为的浓度为 0.6 mol/L ，现有下列几种说法：，现有下列几种说法：用物质用物质 A 表示的反应的平均速率为表示的反应的平均速率为 0.3 mol/Ls用物质用物质 B 表示的反应的平均速率为表示的反应的平均速率为 0.6

5、mol/Ls 2 s 时物质时物质 A 的转化率为的转化率为702 s 时物质时物质 B 的浓度为的浓度为 0.7 mol/L其中正确的是（其中正确的是（ ）A. B. C. D.B 二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素内因：内因：外因：外因：反应物本身的性质反应物本身的性质（主要因素）（主要因素）浓度、温度、压强、催化剂。浓度、温度、压强、催化剂。1、浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，、浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以加快反应速率。可以加快反应速率。2、压强：对于有气体参加的反应，增大压强可以、压强：对于有气体参加的反应，增大压强可以加快反应速率。加快反应速率。

6、3、温度：升高温度可以加快反应速率。、温度：升高温度可以加快反应速率。（如果参加反应的物质是固体和液体时，可以认为压强的（如果参加反应的物质是固体和液体时，可以认为压强的改变不影响他们的反应速率。）改变不影响他们的反应速率。）（一般来说，温度每升高（一般来说，温度每升高10反应速率增大到原来的反应速率增大到原来的2-4倍。）倍。）4、催化剂：绝大多数催化剂能使化学反应速率、催化剂：绝大多数催化剂能使化学反应速率加快加快。（中学阶段无特殊说明，均指正催化剂）5、其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒的大小。反应物颗粒的大小。原因：降低反应所需的

7、能量。原因：降低反应所需的能量。6 6、惰性气体对化学反应速率的影、惰性气体对化学反应速率的影响 充入惰性气体充入惰性气体 体系总压强增大，但体系总压强增大，但各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。引起引起（1）恒温恒容）恒温恒容惰性气体惰性气体与化学反应中各成分均不起反应的气体与化学反应中各成分均不起反应的气体 充入惰性气体充入惰性气体 容器容积增大，各反应容器容积增大，各反应成分的浓度降低，反应速率降低。成分的浓度降低，反应速率降低。引起引起（2）恒温恒压）恒温恒压【例题】把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里，在【例题】把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里，在

8、下列因素中：下列因素中：盐酸的浓度；盐酸的浓度； 镁带的表面积；镁带的表面积；溶液的温度；溶液的温度； 氯离子的浓度。对反应速率氯离子的浓度。对反应速率有影响的是有影响的是( ) A. B. C. D. D 指在指在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应里，正反应和逆反里，正反应和逆反应的应的速率相等速率相等，反应物和生成物的，反应物和生成物的浓度保持不浓度保持不变的状态。变的状态。三、化学平衡状态三、化学平衡状态1. 概念：概念：逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变2. 特征：特征：平衡状态的判断：平衡状态的判断： 1. 绝对标志：绝对标志： V正正=V逆逆 各组分浓度等不随时间延长而改变

9、各组分浓度等不随时间延长而改变 2. 间接标志：（相关物理量恒定不变）间接标志：（相关物理量恒定不变） 压强压强密度密度 体系颜色体系颜色混合气体的平均分子量混合气体的平均分子量【例题】对于一定条件下的可逆反应：【例题】对于一定条件下的可逆反应：A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ）A、A、B、C的物质的量浓度相等；的物质的量浓度相等；B、容器内总压强、容器内总压强不随时间变化而变化不随时间变化而变化 ；C、单位时间内生成、单位时间内生成n mol A，同时生成，同时生成3n mol B；D、容器中容器中A、B、C的物质的量之比为的物质的量之比为1 3 2。B

10、1. 定义定义 :在在一定温度一定温度下，当一个可逆反应达到下，当一个可逆反应达到平衡状态平衡状态时，时，生成物浓度幂之积生成物浓度幂之积与与反应物浓度幂之积反应物浓度幂之积的比值是的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常数。用数。用K表示。表示。四、平衡常数四、平衡常数 K2. 平衡常数的数学表达式；平衡常数的数学表达式； 对于反应对于反应:）（）（）（BADCKnmqpccc)(c)(n)g(mgBA)()(gqDgpC(2)平衡常数平衡常数K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。无关。(3

11、)反应中的反应中的固体固体或或纯液体纯液体不列入平衡常数的表达式中。不列入平衡常数的表达式中。3、注意的几个问题：、注意的几个问题：(1) K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的平值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的平衡转化率越大；反之亦然。衡转化率越大；反之亦然。4、 应用应用:(1) 利用利用K可以判断反应的热效应：可以判断反应的热效应：若升高温度，若升高温度， K 值增大，正反应是值增大，正反应是吸热反应吸热反应;若升高温度，若升高温度， K 值减小，正反应是值减小，正反应是放热反应放热反应。 对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)(2)

12、借助借助K判断在某温度下，某时刻反应是否达平衡。判断在某温度下，某时刻反应是否达平衡。若未达平衡，反应进行的方向若未达平衡，反应进行的方向Q k，未达平衡，反应逆向进行。，未达平衡，反应逆向进行。Q = k，反应达平衡。，反应达平衡。Q k，未达平衡，反应正向进行。，未达平衡，反应正向进行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=浓度商浓度商Q：(4) 平衡常数的计算平衡常数的计算(平衡计算平衡计算)(3) 判断反应的热效应。判断反应的热效应。 练习：高炉炼铁中发生的反应有练习：高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H 、V(逆逆)，平衡正向移动。平衡

13、正向移动。V(正正)V(逆逆)，平衡逆向移动。平衡逆向移动。V(正正)=V(逆逆)，平衡不移动。平衡不移动。（1）浓度：其他条件不变时增大反应物浓度或减小）浓度：其他条件不变时增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向着正反应方向移动；反之亦然。生成物浓度，平衡向着正反应方向移动；反之亦然。3 3、影响平衡移动的因素：、影响平衡移动的因素：增大反应物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度增大生成物浓度0Vtt1V( (逆逆) )V( (正正) )减小反应物浓度减小反应物浓度V(逆逆)V(正正)0Vtt1V(正正)V(逆逆)【应用】【应用】化工生产中，常通过增大某一廉价、易得反

14、应物的化工生产中，常通过增大某一廉价、易得反应物的浓度来提高另一贵重的反应物的转化率。浓度来提高另一贵重的反应物的转化率。生产过程中常将产物及时从体系中移走，使化学平生产过程中常将产物及时从体系中移走，使化学平衡不断向右移动。衡不断向右移动。例如例如在硫酸工业里，常用过量的空气使二氧化硫充分在硫酸工业里，常用过量的空气使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。氧化，以生成更多的三氧化硫。例如例如合成氨工业里，及时从平衡体系中移走氨，从而使合成氨工业里，及时从平衡体系中移走氨，从而使平衡不断向右移动。平衡不断向右移动。（2）压强）压强结结 论：论： 说说 明明:（1）平衡混合物中平衡混合物中只涉

15、及固体或液体的反应，改变压只涉及固体或液体的反应，改变压强，平衡不会移动。（强，平衡不会移动。（反应中有反应中有气体参加气体参加。）。）（2）对于反应前后气体总体积不变（）对于反应前后气体总体积不变（ Vg=0 ）的可）的可逆反应，只改变压强，平衡不移动。逆反应，只改变压强，平衡不移动。在其他条件不变情况下，增大压强，平衡向在其他条件不变情况下，增大压强，平衡向气体总体积减少的方向移动；反之亦然。气体总体积减少的方向移动；反之亦然。化学反应的限度化学反应的限度压强引起平衡移动的相关图象压强引起平衡移动的相关图象当当 m + n p + q时：时：V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)Vt0V

16、(正正)V(逆逆)V(逆逆)V(正正)增大压强增大压强减小压强减小压强改变压强，改变压强， v缩缩变化程度大变化程度大反应反应 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)化学反应的限度化学反应的限度Vt0V(正正)V(逆逆)V(逆逆)V(正正)增大压强增大压强减小压强减小压强Vt0V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)说明：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的说明：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的影响。影响。反应反应 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)（3）温度）温度结结 论：论：在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸

17、热在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热的方向移动。反应的方向移动；降低温度，平衡向放热的方向移动。当当 H 0 时：时：Vt0V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆) 升高温度升高温度 降低温度降低温度Vt0V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)改变温度，改变温度，v吸吸变化更大变化更大说明：温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数说明：温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数K来来实现的。实现的。加正催化剂加正催化剂正逆正逆正逆正逆加负催化剂加负催化剂（4） 催化剂催化剂催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，因此对催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，因此

18、对平衡无影响。平衡无影响。惰性气体对化学平衡的影响：惰性气体对化学平衡的影响： 恒温、恒压时，充入惰性气体恒温、恒压时，充入惰性气体体积增大体积增大 浓度减小浓度减小相当于增大容积减小压强相当于增大容积减小压强 恒温、恒容时，充入惰性气体恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变体积不变 浓度不变浓度不变反应速率不变，平衡不移动反应速率不变，平衡不移动对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，充入惰性对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，充入惰性气体，不论什么情况，平衡都不会移动气体，不论什么情况，平衡都不会移动向气体体积增大的方向移动向气体体积增大的方向移动t1时，时， 平衡平衡 移动。移动。t2时，时

19、， 平衡平衡 移动。移动。t3时，时， 平衡平衡 移动。移动。t4时，时， 平衡平衡 移动。移动。讨论：对于反应：讨论：对于反应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）；）； (正反应放热正反应放热) 增大反应物浓度增大反应物浓度正向正向升温升温逆向逆向减小压强减小压强逆向逆向不不使用催化剂使用催化剂tV正正V逆逆t1t2t3vV逆逆V正正V逆逆V正正t4练习练习1： 在密闭容器中进行下列反应在密闭容器中进行下列反应CO2(g) +C(s ) 2CO(g ) H0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：衡如何变化：(1)增加，

20、平衡增加，平衡，c(CO) ;(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡移动，移动， c(CO2) ；(3)通入通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡， c(CO2) ；(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡移动，移动， c(CO) 。练习练习2： 在一定温度下，将一定量的混合气体充入密在一定温度下，将一定量的混合气体充入密闭容器中，闭容器中，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，达到平，达到平衡时测得衡时测得B的浓度为的浓度为0.6mol/L；在恒温下将密闭

21、容器的；在恒温下将密闭容器的体积扩大一倍，重新达到平衡时，测得体积扩大一倍，重新达到平衡时，测得B的浓度为的浓度为0.4mol/L，下列正确的是（，下列正确的是（ ）A. m+nS(l)S(s)（3）反应的熵变）反应的熵变:S = S（反应产物）（反应产物）- - S（反应物）（反应物）（4）熵增加过程：）熵增加过程：固体溶解、物质的汽化、墨水的固体溶解、物质的汽化、墨水的扩散、气体的扩散扩散、气体的扩散 熵增加的反应：熵增加的反应：产生气体的反应，气体的物质产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应的量增加的反应S0说明：熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但说明：熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但 也也不是唯一因素。不是唯一因素。（5）熵增加有利于反应的自发进行）熵增加有利于反应的自发进行H- -TS0 反应不能自发进行反应不能自发进行判据的应用：判据的应用：H0 所有温度下反应都自发进行所有温度下反应都自发进行H0 S0 S0 高温下自发进行高温下自发进行H0 S0 低温下自发进行低温下自发进行即即:在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 H- -TS可采取的措施是（可采取的措施是（ ）A、加入催化剂、加入催化剂 B、增大、增大Y的浓度