高二化学：化学反应速率与平衡微课课件

化学反应速率与化学平衡高二化学·选择性必修12026年课程导览01反应速率概念建立与影响因素02化学平衡可逆反应与平衡状态03平衡移动勒夏特列原理判断方向04定量计算平衡常数与转化率求解05图像分析题型突破与高考衔接反应速率快慢有度，速率可量01化学反应速率的定义与表达式把快慢的感觉，变成可计算的数字化学反应速率核心公式：v=Δc/Δt，用浓度变化量与时间之比量化反应的快慢。“把快慢的感觉，变成可计算的数字。”定义概念先行衡量反应进行快慢的物理量，用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量表示。表达式定量计算的基础v=Δc/ΔtΔc浓度变化量，单位

mol·L⁻¹Δt时间，单位

s或min两个关键提醒易错点浓度指物质的量浓度；题目给物质的量时，须先用

c=n/V

换算一般所说速率是平均速率，不是瞬时速率速率的适用范围与计量数之比气体或溶液中的反应可用浓度变化描述速率速率之比，就是计量数之比用浓度变化表示速率，只适用于气体或溶液中的反应适用对象与排除对象适用对象：气体或溶液中的反应浓度可随反应进程变化，可用浓度变化描述速率排除对象：固体、纯液体不存在“浓度”概念，不用于表示反应速率排除原因单位体积内微粒数恒定，浓度不随反应变化，无法用浓度变化描述速率同一反应的速率比各物质速率之比=化学计量数之比mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)

中：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q浓度与压强对速率的影响浓度：直接改变有效碰撞增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞频率提高→速率加快；反之减慢。纯固体、纯液体浓度视为常数，增加用量不改变速率。压强：只有转化为浓度变化才影响速率有气体参加：增大压强等效于增大气体浓度→速率加快。恒容充入惰性气体：各组分浓度不变→速率不变。压强是手段，浓度变化才是本质温度与催化剂对速率的影响催化剂改变反应途径，不改变归宿升温：活化分子更多温度升高，更多分子获得能量成为活化分子，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，速率加快。实验表明，温度每升高

10℃，反应速率约提高

2～4倍。催化：降低活化能催化剂降低反应的活化能，使更多分子在较低能量下即可参与有效碰撞。同等程度地增大正、逆反应速率，大幅提高反应速率。催化剂改变的是反应途径，不改变反应的热效应，也不改变平衡状态固体表面积与光照等因素影响化学反应速率的其他因素调控快慢，从看清每一个因素开始固体表面积核心认识颗粒越小，表面积越大，接触面积越大，速率越快。典型例证粉末状锌与酸反应明显快于块状锌光照作用机理光提供反应所需能量，波长短的光子能量更高，促进作用更明显。典型例证卤素与氢气的化合需特定波长的光激发综合调控认识提升固体表面积与光照共同影响反应速率实践思路结合实际条件，多因素协同调控反应快慢碰撞理论与活化能浓度、温度、催化剂改变速率的共同落点，都在有效碰撞频率与活化能上。有效碰撞的两个条件有效碰撞分子具有足够能量，达到或超过活化能分子在一定的方向上发生碰撞两个关键区分概念辨析活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞，只有能引发化学反应的碰撞才算多步反应的总速率由最慢一步决定，即决速步，其活化能最大化学平衡可逆之中，动态平衡02从单向反应到可逆反应反应并未停止，而是在动态中达到稳定状态当正、逆反应速率相等时，各组分浓度不再改变，化学平衡在动态中建立。可逆反应正逆反应定义：同一条件下既能正向进行、又能逆向进行的反应。实例：以合成氨为例——氮气与氢气生成氨的正反应，与氨分解回氮气、氢气的逆反应，在密闭容器中同时发生。速率此消彼长动态变化反应物浓度下降→正反应速率逐渐减小生成物浓度上升→逆反应速率逐渐增大化学平衡状态的特征“逆、等、动、定、变——化学平衡五字诀”—记忆口诀·贯穿全课五字诀：逆、等、动、定、变—课堂收束·请同学们课后熟记逆研究对象必须是可逆反应，不可逆反应谈不上平衡。等正反应速率与逆反应速率相等，这是平衡的本质标志。动平衡不是静止的，正、逆反应仍在进行，只是速率相等，属于动态平衡。定体系中各物质的浓度、百分含量保持恒定，不随时间变化。变平衡是有条件的，浓度、压强或温度等外界条件改变时，旧平衡被破坏，并在新条件下重新建立平衡。平衡状态判断的依据判断平衡，回到“变量不变”判断平衡，回到“变量不变”直接标志可直接观察判断正、逆反应速率相等，或各组分浓度不再随时间变化。间接标志仅在特定条件下成立反应前后气体分子数变化时，体系压强不再变化气体颜色不再改变密度或平均相对分子质量不变常见误判使用催化剂的反应中，速率始终被同等程度改变，不能据此判断平衡。平衡移动条件一变，平衡自调03勒夏特列原理的提出与表述“减弱改变，是平衡移动判断的主线”判断主线：减弱改变，是平衡移动判断的主线—勒夏特列原理平衡移动的本质可逆反应达到平衡后，浓度、压强或温度任一条件改变，旧平衡被破坏，新平衡随之建立。核心原理法国化学家勒夏特列于1888年提出改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动“叛逆”的平衡体系外界升温→平衡向吸热方向移动，消耗热量外界加压→平衡向体积减小方向移动，缓解压力浓度与压强对平衡的影响浓度改变反应物↑增大反应物浓度，平衡正向移动，消耗多余反应物。生成物↑增大生成物浓度，平衡逆向移动。压强改变只对反应前后气体分子数变化的体系有效。增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动。减小压强，则向气体体积增大的方向移动。气体体积分子数变化合成氨实例N₂+3H₂⇌2NH₃正反应气体分子数由

4变为2。增大压强平衡正向移动，氨产率提高。产率提高正向移动两种不移动的情形气体分子数相等时，改变压强无效。恒容充入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动。分子数相等惰性气体温度与催化剂的特殊情形催化剂只改快慢，不改限度—平衡移动的本质判断催化剂只改快慢，不改限度—边界条件的核心判断升温方向勒夏特列原理升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。实例验证2NO₂⇌N₂O₄正反应放热：升温时混合气体颜色加深，NO₂浓度增大，平衡逆向移动。催化剂边界只缩短达到平衡的时间，同等程度改变正、逆反应速率。不改变平衡状态、平衡常数与平衡转化率。惰性气体边界恒容充入惰性气体，总压增大但各组分浓度不变。速率与平衡均不受影响。平衡移动的速率判断“平衡移动看的是速率改变的相对幅度，不是绝对增减。”“平衡移动看的是速率改变的相对幅度，不是绝对增减。”判断依据3种情况v正

＞v逆

→平衡正向移动正反应速率占优，平衡向生成物方向移动v正

＜v逆→平衡逆向移动逆反应速率占优，平衡向反应物方向移动v正

＝v逆

→平衡不移动正逆速率相等，平衡保持原状态常见误区辨析纠偏升温使平衡向吸热方向移动，并非

v逆

增大、v正

减小实际上，升温时正、逆反应速率都增大，只是吸热方向增大的幅度更大平衡移动原理的应用实例原理落地，连接课本知识与真实调控场景。工业合成氨N₂+3H₂⇌2NH₃高压促进平衡正向移动催化剂缩短到达平衡的时间生活现象勒夏特列原理啤酒开瓶：瓶内压力骤降，溶解的二氧化碳平衡向气体逸出方向移动冰刀压冰：压强影响相变平衡，冰面局部融化定量计算三段起步，定量求解04化学平衡常数及其表达式限度有数，温度定值——化学平衡常数，是通往定量化学平衡的第一把钥匙。

记住一句话——限度有数，温度定值：平衡的“限度”由K定量描述，而K只由温度决定。K的表达式对mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，K＝cᵖ(C)·cᵠ(D)⁄cᵐ(A)·cⁿ(B)各浓度均为平衡浓度——代入的必须是反应达到平衡时的浓度。K的意义K越大，反应进行得越完全。只随温度变3条温度不变K不变；改变浓度或压强，K不变温度改变K随之变化吸热vs放热吸热反应升温，K增大；放热反应升温，K减小三段式法求解平衡问题1第一步写方程式写出有关反应的化学方程式明确各物质计量数2第二步列三行数据起始量、变化量、平衡量依次列出变化量之比等于计量数之比反应物：起始量−变化量=平衡量生成物：起始量+变化量=平衡量3第三步列方程求解根据已知条件列方程求未知量将平衡浓度代入平衡常数表达式转化率与产率的计算转化率，量出原料的利用程度转化率，用于衡量原料的利用程度。转化率定义某原料转化为目的产物的量，占其起始量的百分数。公式α(A)=(A的起始浓度−A的平衡浓度)/A的起始浓度

×100%产率定义实际产量占理论产量的百分数。公式产率=实际产量/理论产量

×100%关系转化率越高，通常原料利用率越高、产率越大01例题合成氨实例N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，起始nN₂=1mol、nH₂=3mol，平衡时N₂消耗0.5molN₂起始量1mol→消耗0.5mol→转化率

50%50%N₂转化率计算得压强平衡常数与速率常数深入理解分压平衡常数与速率常数的内在关联“动力学与热力学，在此汇合”—平衡常数与速率常数·承上启下“动力学与热力学，在此汇合”—本课小结01Kp的计算路径分压公式：某气体分压=总压

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该气体物质的量分数先三段式求各组分物质的量，再换算分压代入表达式02速率常数与平衡常数的统一对可逆反应aA(g)＋bB(g)⇌gG(g)＋hH(g)：v正=k正·ca(A)·cb(B)v逆=k逆·cg(G)·ch(H)平衡时v正=v逆，推出

K=k正/k逆图像分析识图析图，决胜考场05图像题解题步骤三看两结合，是图像题的统一分析框架识图析图用图，五步推得结论三看3项看面弄清横、纵坐标的含义看线弄清曲线走向与变化趋势看点弄清起点、拐点、交点、终点的意义两结合2项结合反应方程式结合题目中的反应方程式结合定量数据结合图像中的定量数据紧扣反应特征先判断反应特征先判断正反应是吸热还是放热、反应前后气体体积如何变化速率时间图像与含量时间图v-t图：断点定条件无断点→改变浓度有断点→改变温度或压强正逆速率等幅变化→使用催化剂含量时间图：先拐先平，数值大判断要点先拐的曲线先达平衡，速率更快，对应温度更高、压强更大或加了催化剂。拐点前用速率因素分析，拐点后由量的变化判断平衡移动方向，再反推吸放热与气体系数关系——两条线索缺一不可。##速率时间图像与含量时间图拐点前后，速率分析与量变判断双轨并行v-t图：断点定条件无断点→改变浓度有断点→改变温度或压强正逆速率等幅变化→使用催化剂含量时间图：先拐先平，数值大先拐的曲线先达平衡，速率更快，对应温度更高、压强更大或加了催化剂。方法总结双线索分析平衡移动拐点前用速率因素分析，拐点后由量的变化判断平衡移动方向，再反推吸放热与气体系数关系——两条线索缺一不可。恒温恒压