2024届高三化学高考备考一轮复习专题10化学反应速率和化学平衡 课件(共42张PPT)

第第页2024届高三化学高考备考一轮复习专题10化学反应速率和化学平衡课件(共42张PPT)(共42张PPT)

高考

化学

课标版专用

专题十化学反应速率和化学平衡

考点一化学反应速率

基础篇

1.化学反应速率

1)表示方法:通常用单位时间内反应物或生成物浓度变化来表示。

表达式为v=,单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。

注意:不能用固体或纯液体表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度

视为常数。

2)与化学计量数的关系:对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),用不同

物质表示的反应速率的数值不同,但意义相同。单位相同时,各物质化学

反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比。

2.影响化学反应速率的因素

1)内因(主要因素)——反应物本身的性质。

2)外因

①浓度:增大反应物浓度,反应速率增大,反之减小。

②压强:对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率增大,反之减小。

解释:增大反应物浓度或增大压强,单位体积内活化分子数增多,单位时间

内有效碰撞次数增多,化学反应速率增大。

注意:充入无关气体(不参与反应的气体)的影响

恒温恒容时:充入无关气体→总压强增大,各反应物浓度不变→反应速率

不变。

恒温恒压时:充入无关气体→总体积增大,各反应物浓度减小→反应速率

减小。

③温度:升高温度,反应速率增大,反之减小,与反应吸热还是放热无关。

④催化剂:使用催化剂,一般可加快反应速率。

解释:升温、使用催化剂时,体系中活化分子百分数增加,有效碰撞次数增

加,化学反应速率增大。

⑤其他因素:如反应物的接触面积增大,反应速率增大;构成原电池,反应

速率增大。

考点二化学平衡

1.化学平衡研究的对象——可逆反应

2.化学平衡状态

1)特征

2)判断——“正、逆相等,变量不变”

以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例:

类别可能的情况举例是否达

到平衡

混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡

各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡

各气体的体积或体积分数一定平衡

总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡

正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA,即v正=v逆平衡

在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC平衡

v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡

在单位时间内生成了nmolB,同时消耗了qmolD不一定平衡

压强恒容时压强不再变化,当m+n≠p+q时平衡

恒容时压强不再变化,当m+n=p+q时不一定平衡

混合气体的平均相对分子质量一定,当m+n≠p+q时平衡

一定,当m+n=p+q时不一定平衡

气体的密度恒容时气体密度一定不一定平衡

颜色反应体系的颜色不变,即有色物质的浓度不变平衡

3.化学平衡移动

1)化学平衡移动的过程

2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系

①v正>v逆:平衡向正反应方向移动。

②v正0PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)充入PCl5正向移动α(PCl5)减小,φ(PCl5)增大

Δn=02HI(g)H2(g)+I2(g)充入HIα(HI)、φ(HI)不变

Δn105

反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全

②判断化学反应进行的方向。

对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在一定温度下的任意时刻的

称为浓度商,常用Q表示。

Q

③判断可逆反应的热效应

2.化学平衡的计算方法——“三段式”法

反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为

amol、bmol,达到平衡后,A的消耗量为mxmol,容器容积为VL。

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

起始(mol)ab00

变化(mol)mxnxpxqx

平衡(mol)a-mxb-nxpxqx

则有:(1)平衡常数K=。

(2)反应物:n(平)=n(始)-n(变)。

生成物:n(平)=n(始)+n(变)。

(3)A的转化率:α(A)=×100%,A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)=∶

。

(4)平衡时A的体积分数:φ(A)=×100%。

(5)平衡时和开始时的压强比:=。

综合分压平衡常数(Kp)的计算

综合篇

1.分压平衡常数的含义

在化学平衡体系中,用各气体物质的分压代替浓度进行计算,得到的平衡

常数称为分压平衡常数(Kp)。例如对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),Kp=

。某气体的分压=总压×该气体的物质的量分数(或体积分

数)。

2.影响因素:Kp只受温度影响。

3.计算流程

例氮氧化物气体是造成光化学污染的主要气体,降低氮氧化物气体的

排放是环境保护的重要课题。

氮氧化物间的相互转化。已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分

两步。

第一步:2NO(g)N2O2(g)(快)

第二步:N2O2(g)+O22NO2(g)(慢)

(1)比较第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2的大小:E1

E2(填“”或“=”)。

(2)某温度下,恒容密闭容器中,充入NO与O2的物质的量之比为1∶1,体系

的总压为40kPa。反应平衡时,NO的转化率为50%,该温度下反应平衡常

数Kp为kPa-1。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物

质的量分数。不考虑NO2与N2O4的相互转化。)

(3)绿水青山有利于降低NO的含量,请从化学平衡的角度分析原因

。

解题导引审题时要注意反应前后压强是否发生变化:如果题目指出是

在一定压强下发生反应(即恒压条件),则反应前后压强保持不变;如果是

恒容条件,告知反应的起始压强且反应前后气体分子数不相等,则压强会

发生变化,需计算出平衡时的总压强。

解析(1)第一步反应较快,说明其活化能较小,反应较容易。

(2)假设反应前总物质的量为2mol,则:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

起始(mol)110

转化(mol)0.50.250.5

平衡(mol)0.50.750.5

平衡时总物质的量为0.5mol+0.75mol+0.5mol=1.75mol。恒容容器中,

由于反应前后气体分子数不相等,故反应前后压强发生变化,恒温恒容时

气体的压强之比等于物质的量之比,可计算出平衡时总压强为×

40kPa=35kPa,则NO、O2和NO2的平衡分压分别为×35kPa=

10kPa、×35kPa=15kPa、×35kPa=10kPa,Kp=

=kPa-1。

答案(1)K2,对于放热反应,升高温度时平衡逆向移动,所以温度t2>

t1。

答案(1)3小于

(2)B大于对于放热反应,升高温度时平衡向逆反应方向移动

创新化学反应速率和化学平衡图像分析

基础篇

1.分析反应速率和平衡图像题的思维流程——“三看一判断”

1)一看面:看清横、纵坐标所表示的物理量,理解曲线的整体含义。

2)二看线:看曲线的变化趋势(有时需作等温线、等压线等辅助线)。

3)三看点:分析曲线上点的意义,特别是特殊点(起点、终点、交点、极值

点等)。

4)作判断:根据图像中的信息和化学反应速率、化学平衡的相关规律,结合题目中具体反应的特征(吸热或放热、气体分子数变化等),作出相应判断。

2.常见的反应速率和平衡图像

1)速率—时间图像(注意断点)

以A(g)+B(g)C(g)ΔH>0为例

t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速

率逐渐增大;t2时升高温度,正、逆反应速率均增大,吸热反应的正反应速

率增大程度较大;t3时减小压强,容器容积增大,浓度减小,正、逆反应速率

均减小;t4时使用催化剂,正、逆反应速率均瞬间增大。

2)含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像

“先拐先平,数值大”原则:在含量(或转化率)—时间图像中,先出现拐点

的先达到平衡,说明该曲线对应的反应速率较大,表明反应温度较高或压

强较大或使用催化剂等。以可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)为例:

(T2>T1,ΔH>0)

(T2>T1,ΔHp2,a+b>c)

(p1>p2,a+bv逆;同理可知曲线L下方的F

点v正v(d)

C.平均摩尔质量:M(a)>M(c)、M(b)>M(d)

D.平衡常数:K(a)v(d),B正确。该反应正向为气体分子数减小的反应,投料

相同时,CO的平衡转化率越大