高中化学专题2化学反应与能量转化本专题重难点突破教学案苏教版必修二1文档格式.docx
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外因
反应物的浓度
在其他条件相同时，增加反应物的浓度，可使反应速率加快
反应温度
在其他条件相同时，升高温度，可加快化学反应速率
反应时的压强
对有气体参加的反应，在其他条件相同时，增大压强，可加快化学反应速率
催化剂
在其他条件相同时，使用正催化剂，可极大地加快化学反应速率
固体反应物的表面积
在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，即固体反应物的颗粒越小，化学反应速率越快
其他
光波、超声波、磁场、溶剂等也能改变某些反应的速率
注意 ①对于有固体或纯液体参加的化学反应，改变它们的量不会引起浓度的变化，对它们的反应速率无影响。
例如：
C（s）＋CO2（g）2CO（g），增加C的量，对此反应的反应速率无影响。
②压强只对有气体参加或生成的化学反应的速率有影响，若一个化学反应的反应物、生成物中均无气体，则压强对此反应的反应速率无影响。
压强对反应速率的影响关键是看改变压强是否改变相关物质的浓度。
对于有气体参加的反应体系，压强改变的实质是气体物质浓度的改变。
有以下几种情况：
A．恒温：
增大压强→体积减小→浓度增大→反应速率加快
B．恒容：
充入气体反应物→浓度增大→反应速率加快
充入稀有气体→总压增大，但各物质浓度不变→反应速率不变
C．恒压：
充入稀有气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢
③多个因素影响反应速率变化要看主要因素
锌与稀硫酸反应的图像如图，由图像可知氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。
反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低，若氢气的生成速率由其决定，速率的变化趋势也应由快到慢，所以反应前半程速率增大的原因是温度所致，锌与硫酸反应时放热体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位。
一定时间后，硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。
【例1】 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是（ ）
组别
c（HCl）/mol·
L－1
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
3
50
4
粉末状
A.4－3－2－1B．1－2－3－4
C．3－4－2－1D．1－2－4－3
解析 化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；
物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3的大于实验2的；
而实验4和实验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以实验4的反应速率大于实验3的。
【例2】 反应E＋F===G在温度T1下进行，反应M＋N===K在温度T2下进行，已知：
T1>
T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度，则两者的反应速率（ ）
A．前者大B．后者大
C．一样大D．无法判断
解析 因为这两个反应是不同的反应，而决定反应速率的主要因素是内因（反应物本身的性质），故尽管前者的反应温度高、浓度大，但反应速率不一定大于后者，如合成氨反应在高温、高压且有催化剂的条件下进行，其速率也不如低温下的酸碱中和反应的速率大。
故两者的反应速率快慢无法比较。
答案 D
易错警示 本题很容易错选A，因为教材中用较多的篇幅介绍了温度、浓度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响，而忽视了内因才是决定化学反应速率的关键；
外界因素在内因相同的情况下（即反应相同时）才会决定反应速率的大小，在进行分析判断反应速率大小时应遵循以下思路：
①先看内因；
②内因相同者，再看外界因素（温度、浓度、压强、催化剂等）。
二、化学反应速率及平衡图像问题的分析方法
化学反应速率及化学平衡的图像，能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。
图像题是化学中常见的一种题目，做这类题既要读文字内容，又要读图。
解答化学反应速率图像题三步曲：
“一看”“二想”“三判断”。
“一看”——看图像
①看坐标轴：
弄清纵、横坐标表示的含义；
②看线：
弄清线的走向、趋势；
③看点：
弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如曲线的折点、交点、最高点与最低点等；
④看量的变化：
弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化等。
“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。
“三判断”——通过对比分析，作出正确判断。
【例3】 在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是（ ）
A．反应的化学方程式为2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析 由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比（与是否达平衡无关）以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式为2NM。
t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。
t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
【例4】 在密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2（g）N2O4（g） ΔH＝－57kJ·
mol－1。
在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．a、c两点的反应速率：
a>
c
B．a、b两点NO2的转化率：
a<
b
C．a、c两点气体的颜色：
a深，c浅
D．由a点到b点，可以用加热的方法
解析 由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：
c，A项错误；
a、b两点压强相同，但温度不同，a点二氧化氮的体积分数较大，说明a点的转化率较小，即a<
b，B项正确；
NO2为红棕色气体，由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，NO2气体的浓度较大，混合气体颜色较深，C项错误；
升高温度，化学平衡向着逆向移动，NO2的体积分数增大，a点到b点二氧化氮体积分数减少，说明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变，D项错误。
答案 B
三、化学平衡状态的特征及其判断方法
1．化学平衡的特征
化学平衡状态是一个动态平衡，化学反应并没有停止，不过反应物、生成物浓度不再改变，即反应混合物的百分组成不变的状态。
其特征是
（1）动：
动态平衡，正逆反应仍在进行，v正＝v逆≠0。
（2）定：
反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。
（3）变：
条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。
2．判断化学反应达到平衡的标志
（1）根本性标志：
v正＝v逆≠0。
①正逆反应的描述：
同一物质的消耗和生成速率相等，或反应物和生成物的消耗或生成按化学计量数成比例，即必须体现出双方向的变化。
②速率相等：
同一物质速率的数值相等，不同物质速率比等于化学方程式中的化学计量数之比。
（2）等价标志：
在其他条件一定的情况下，下列物理量不变可以说明反应达平衡。
①混合气体中各组分的体积百分含量不变（或体积比不变）；
②某物质的转化率不变或某物质的质量或物质的量不变；
③体系中含有色物质时，颜色不随时间的变化而变化；
④同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等，若以化学键或浓度表示，则必须对应反应物和生成物且要按反应方程式计量数关系成比例。
（3）特殊标志：
①若反应前后气体的总分子数不相等，总压强不变或总物质的量不变或平均分子量不变，可以说明反应达到了平衡状态。
②若反应前后气体的总分子数相等时，若反应物或生成物中有一个是非气体，平均相对分子量不变，可以说明反应达到了平衡状态。
③当给定的是密度不变时，要考虑容器体积和气体总质量变化，若二者都不变，则不能说明反应达到了平衡状态。
【例5】 某温度下，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质（均为气态）间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。
依图回答：
（1）该反应的化学方程式可表示为_______________________________________。
（2）反应起始至t1min（设t1＝5），Y的平均反应速率是_________________________。
（3）在t1min时，该反应达到了________状态，下列可判断反应已达到该状态的是________（填字母）。
A．X、Y、Z的反应速率相等
B．X、Y的反应速率比为2∶3
C．混合气体的密度不变
D．生成1molZ的同时生成2molX
E．X、Y、Z物质的量之比等于化学方程式中计量数之比
F．混合气体的总压强不再发生改变
解析
（1）观察图像可得X的物质的量减少2.4mol－1.6mol＝0.8mol，X为反应物，Y的物质的量增加1.2mol，Z的物质的量增加0.4mol，Y、Z的物质的量增加，可判断Y、Z为生成物，在相同时间内，同一容器中，其速率之比等于化学方程式中计量数之比，等于物质的量变化之比，即v（X）∶v（Y）∶v（Z）＝0.8mol∶1.2mol∶0.4mol，反应达到t1时刻后，X、Y、Z共存，其物质的量不变可判断该反应为可逆反应，t1时刻达到了化学平衡，该反应的化学方程式为2X（g）3Y（g）＋Z（g）。
（2）v（Y）＝＝0.12mol·
L－1·
min－1。
（3）由反应方程式可知，达平衡时X、Y、Z的反应速率不相等；
反应进行中，无论是否达到平衡X、Y的速率之比始终为2∶3；
X、Y、Z均为气体，反应前后气体的质量不变，体积也不变，密度不变，根据密度不能判断反应是否达到平衡；
生成1molZ是正反应方向，生成2molX是逆反应方向，v正＝v逆，反应达到平衡；
X、Y、Z物质的量之比与计量数比不等；
根据反应方程式可知，该反应前后压强有变化，当压强不变时，反应达到了平衡。
答案
（1）2X（g）3Y（g）＋Z（g）
（2）0.12mol·
min－1 （3）化学平衡 DF
四、详析化学反应中热量的变化
我们在做化学实验时，经常会感受到有热量的变化，比如钠与水的反应等，其实在化学反应中，不仅有物质的变化，即新物质的生成，而且还伴随着能量的变化，有的反应是吸热的，有的反应是放热的。
而化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。
化学反应是化学科学研究的核心，化学反应过程中的物质变化要遵循质量守恒定律，而能量变化要遵循能量守恒定律。
在化学反应过程中一定存在着能量的变化，而这些能量变化大多数表现为热量的变化，这就实现了化学能与热能的转化。
1．从化学键的角度理解
在化学变化前后，参加反应的原子的种类和个数并没有改变，只是进行了原子之间的重组和整合；
原子进行重组、整合的过程，实际上就是反应物中化学键断裂和生成物中化学
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