教师版高三化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡 徐泽群.docx
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教师版高三化学一轮复习化学反应速率和化学平衡徐泽群
化学反应速率和化学平衡
学生姓名
年级
学科
化学
授课教师
日期
时段
核心内容
化学反应速率，化学平衡，化学反应进行的方向
课型
一对一/一对N
教学目标
1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.了解化学反应的可逆性。
3.了解化学平衡建立的过程，了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。
4.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用
相关理论解释其一般规律。
5.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
6.初步了解用焓变和熵变判断简单化学反应进行的方向。
重、难点
重点：
①化学反应速度、化学平衡、化学平衡移动的概念。
②影响化学反应速度和化学平衡移动的依据。
难点：
在工业生产和生活中化学反应速度和化学平衡原理的应用。
课首沟通
上讲回顾（错题管理）；作业检查；询问学生学习进度等。
（请使用本导学案的老师针对学生实际情况做修改）
课首小测
1.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：
4NH3（g）＋3O2（g）
2N2（g）＋6H2O（g），现向一容
积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2，4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是（）
A．v（O2）＝0.225mol/（L·min）B．v（H2O）＝0.375mol/（L·min）
C．v（N2）＝0.125mol/（L·min）D．v（NH3）＝0.250mol/（L·min）
【参考答案】A
【解析】设4min后氮气的物质的量是xmol，则
4NH3（g）＋3O2（g）
2N2（g）＋6H2O（g）
开始（mol） 4 3
转化（mol） 2x 1.5x x 3x
4min后（mol） 4-2x 3-1.5x x 3x
所以有3x/（4-2x+3-1.5x+x+3x）=40%，解得x=1，则用N2表示的反应速率v（N2）＝
=0.125 mol·L－1·min－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2O）＝0.375 mol·L－1·min－1、 v（NH3）＝0.250 mol·L－1·min－1、
v（O2）＝0.1875 mol·L－1·min－1 ，所以答案选A。
2.（2015·上海卷）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
【参考答案】B
【解析】A．合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆速率影响更大，错误。
B．合成氨的正反应是气体体积减小的反应。
增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确。
C．减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误。
D．加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率仍相等，平衡不移动，错误。
3.在一密闭容器中，反应aA（g）
bB（g）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡
时，B的浓度是原来的60%，则（）
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质A的转化率减小了
C．物质B的质量分数增加了
D．a＞b
【参考答案】C
4.（2012·大纲全国卷）合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g） ΔH＜0
反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是（）
A．增加压强B．降低温度
C．增大CO的浓度D．更换催化剂
【参考答案】B
【解析】一般来说，有两种及两种以上反应物的可逆反应中，在其他条件不变时，增大其中一种反应物的浓度，能使其他反应物的转化率升高，但本身的转化率反而降低，故C项错误；A．因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应，故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间，并不能使该平衡发生移动，因而无法提高CO的转化率；B．因该反应为放热反应，降低温度能使平衡向右移动，从而提高CO的转化率；D．催化剂只能影响化学反应的速率，改变可逆反应达到平衡的时间，不能提高CO的转化率。
5.放热反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）在温度t1时达到平衡c（CO）1＝c（H2O）1＝1.0mol·L－1，其平衡常数为K1。
其他条件不变升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c（CO）2和c（H2O）2，平衡常数为K2，则（）
A．若增大CO浓度，K2和K1都增大B．K2＞K1
C．c（CO）2＝c（H2O）2D．c（CO）1＞c（CO）2
【参考答案】C
【解析】该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，B错；平衡常数只与温度有关，A错；开始CO和H2O浓度相等，改变温度，平衡移动后还相等，C对；因为平衡逆向移动，故有（CO）1＜c（CO）2，D错。
导学一：
化学反应速率
知识点讲解1：
化学反应速率的计算及大小比较
1.计算化学反应速率的常用方法
（1）定义式法：
根据“v＝Δc/Δt”进行计算。
（2）比例式法：
根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。
（3）三段式法：
具体步骤如下：
①写出有关反应的化学方程式
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量
2.化学反应速率的比较方法
（1）看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
（2）转化同一物质法：
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率，再进行速率的
大小比较。
（3）比值法：
用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。
如反应mA＋nB==pC＋qD，若
＞
，则反应速率A＞B。
例题
1.把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中，发生如下反应：
3X（g）＋Y（g）
nZ（g）＋2W（g），测得5min末生成0.2molW，又知以Z表示的平均反应速率为0.01mol/（L·min），则n值是（）
A．1B．2C．3D．4
【参考答案】 A
【解析】v（W）＝
＝0.02mol/（L·min），又因v（Z）＝0.01mol/（L·min），即v（W）∶v（Z）＝0.02∶0.01＝2∶1，故n＝1。
2.（2015·临沂模拟）在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体，在一定条件下发生反应：
3A（g）＋B（g）
2C（g）＋xD（g），5s达到平衡。
达到平衡时，生成了2molC，经测定D的浓度为0.5mol/L，下列判断正确的是（）
A．x＝1
B．B的转化率为20%
C．平衡时A的浓度为1.50mol/L
D．B的平均反应速率为0.2mol/（L·s）
【参考答案】B
【解析】平衡时，n（D）＝0.5mol/L×4L＝2mol。
在相同时间内生成C和D的物质的量相等，因此x＝2，A错误；
α（B）＝
×100%＝20%，B正确；平衡时，c（A）＝
＝0.75mol/L，C错误；v（B）＝
＝
＝0.05mol/（L·s），D错误。
3.（2015·长沙模拟）反应A（g）＋3B（g）==2C（g）＋2D（g）在四种不同情况下的反应速率分别为①v（A）＝0.45mol/（L·s） ②v（B）＝0.6mol/（L·s）③v（C）＝0.4mol/（L·s）④v（D）＝0.45mol/（L·s）。
下列有关反应速率的比较中正确的是（）
A．①>④>②＝③B．④<③＝②<①C．①>②>③>④D．④>③>②>①
【参考答案】A
【解析】若四种反应速率都用A表示[单位mol/（L·s）]，数值分别为：
①v（A）＝0.45mol/（L·s）；②v（A）＝0.2mol/（L·s）；
③v（A）＝0.2mol/（L·s）；④v（A）＝0.225mol/（L·s），所以①>④>②＝③，故A正确。
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1.（2014·北京卷）在一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。
不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V（O2）/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（）
A．0~6min的平衡反应速率：
v（H2O2）≈3.3×10-2mol/（L·min）
B．6~10min的平衡反应速率：
v（H2O2）<3.3×10-2mol/（L·min）
C．反应到6min时，c（H2O2）=0.30mol/L
D．反应到6min时，H2O2分解了50%
【参考答案】C
【解析】 2H2O2
2H2O＋O2↑
A．6min时，生成O2的物质的量n（O2）=
=1×10－3mol，依据=方程式，消耗n（H2O2）=2×10－3mol，所以0～6min时，v（H2O2）=
≈3.3×10－2mol/（L·min），A正确。
B．6～10min时，生成O2的物质的量n（O2）=
≈0.335×10－3mol，依据反应方程式，消耗n（H2O2）=0.335×10－3mol×2=0.67×10－3mol，6～10min时，v（H2O2）=
≈1.68×10－2mol/（L·min）<3.3×10－2mol/（L·min），B正确。
C．反应至6min时，消耗n（H2O2）=2×10－3mol，剩余n（H2O2）=0.40mol/L×0.01L－2×10－3mol=2×10－3mol，c（H2O2）=
=0.20mol/L，C错误。
D．反应至6min时，消耗n（H2O2）=2×10－3mol，n（H2O2）总=4×10－3mol，所以H2O2分解了50%，D正确。
2.（2015·福建理综）在不同浓度（c）、温度（T）条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。
下列判断不正确的是（ ）
c/mol·L-1
v/mol·L-1·min-1
T/K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A．a=6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b<318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
【参考答案】D
【解析】A．根据表格的数据可知：
在328.2K时，蔗糖的浓度越大，水解的速率越快，根据浓度与速率的变化关系可知蔗糖的浓度每减小0.100mol/L速率减小1.50mmol/（L·min），所以在浓度是0.400mol /L时，水解的速率是a=6.00 mmol /（L·min），正确。
B．根据表格数据可知：
升高温度，水解速率增大，增大浓度，水解速率也增大，若同时改变反应物的浓度和反应的温度，则对反应速率的w响因素相互抵消，反应速率可能不变，正确。
C．在物质的浓度不变时，升高温度，水解速率增大，降低温度，水解速率减小。
由于在物质的浓度是0.600mol /L时，当318.2K时水解速率是3.60 mmol/ （L·min），现在改反应的速率是2.16 Mmol/ （L·min）<3.60 mmol /（L·min）所以反应温度低于318.2K，即b<318.2，正确.
D．不同温度时，蔗糖浓度减少，所以速率减慢，但是温度不同，在相同的浓度时的反应速率不相同，错误。
知识点讲解2：
化学反应速率的影响因素
【有效碰撞理论】
碰撞理论认为反应物分子间相互碰撞是反应进行的先决条件，反应物分子碰撞的频率越高，反应速率越快，
但并不是所有碰撞都能发生化学反应。
1.有效碰撞：
能够发生化学反应的碰撞。
发生有效碰撞的必备条件：
①分子能量足够大，②碰撞方位合适。
2.活化能和活化分子
（1）活化分子：
能够发生有效碰撞的分子。
（2）活化能：
活化分子具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差，单位kJ/mol。
如右图：
E1是反应的活化能，E1－E2是反应热。
活化能越小，普通分子
越容易变成活化分子。
（3）活化能与化学反应速率：
活化能低→普通分子易变成活化分子→活化分子百分数大→有效碰撞次数多
→反应速率快
（4）催化剂：
正催化剂能降低活化能，因此能加快反应速率。
【学有所获】
a．恒温时：
增大P
V
c
v。
b．恒容时：
充入气体反应物
总压强
c
v。
充入“惰性气体”
总压强，各物质浓度，v。
c．恒压时：
充入“惰性气体”
V
c
v。
例题
1.反应3Fe（s）＋4H2O（g）
Fe3O4（s）＋4H2（g）在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（双选）（）
A．增加Fe的量B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大D．保持压强不变，充入N2使容器体积增大
【参考答案】AC
【思维对话】常见的思维障碍：
1.不清楚固体的量不影响反应速率，漏选A；
2.不清楚压强对反应速率影响的本质，导致无法判断选项C和D哪个正确。
突破方法：
思维障碍1：
老师强调，固体和纯液体的浓度都认为是定值，增大固体的量不能增大固体浓度，因而对反应速率几乎无影响，增大固体的表面积可使反应速率加快，比如将块状磨成粉末状。
思维障碍2：
老师设问：
增大压强为什么可以加快反应速率？
对所有物质都有用吗？
如果学生不能准确回答，老师可进行引导：
一般情况下，我们默认为用什么方法增大压强？
压缩体积会导致气体的什么改变？
能否用有效碰撞进行解释？
保持体积不变，充入N2使体系压强增大，N2分子有没有影响反应物分子之间的碰撞？
“这些N2分子都‘撞墙去了’，所以压强增大了，但对于反应速率没有影响”。
保持压强不变，充入N2使容器体积增大，反应物浓度会？
或者反应物分子的运动空间变？
有效碰撞？
【学有所获】恒容时充入“惰性气体”
总压强，各物质浓度，v。
恒压时充入“惰性气体”
V
c
v。
2.（2013·东城区期末）设C+CO2
2CO－Q1，反应速率v1；N2+3H2
2NH3＋Q2反应速率v2。
对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（）
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
【参考答案】A
3.下列说法中正确的是（）
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 ③一般说来，活化分子比普通分子具有更高的能量 ④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．①③④⑤B．②③⑥C．③④⑤⑥D．②④⑤
【参考答案】C
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1.下列说法不正确的是（双选）（ ）
A．化学反应速率是通过实验测定的
B．升高温度，只能增大吸热反应速率，不能增大放热反应速率
C．对于任何反应，增大压强，相当于增大反应物的浓度，反应速率都加快
D．催化剂可降低反应所需活化能，提高活化分子百分数，从而提高反应速率
【参考答案】BC
2.对可逆反应：
A（g）+3B（g）
2C（g）∆H<0，下列叙述错误的是（）
A．升高温度v（正）、v（逆）都增大，但v（逆）增的更大
B．增大压强v（正）、v（逆）都增大，但v（正）增的更大
C．增大A的浓度v（正）会增大，但v（逆）会减小
D．采用催化剂一般v（正）、v（逆）同时增大，而且增大的倍数相同
【参考答案】C
【解析】根据方程式可知，正反应是放热反应，所以升高温度，正逆反应速率都是增大的，但逆反应速率增大的更大，平衡向逆反应方向移动，A正确；正反应是体积减小的可逆反应，所以增大压强，正逆反应速率都是增大的，但正反应速率增大的更大，平衡向正反应方向移动，B正确；增大反应物的浓度，正反应速率突然增大，而逆反应速率逐渐增大，平衡向正反应方向移动，C不正确；催化剂是同等程度改变正逆反应速率，选项D正确。
导学二：
化学平衡
知识点讲解1：
化学平衡状态
1.判断平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”
（1）“正逆相等”：
反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的
减少速率和生成速率相等。
（2）“变量不变”：
如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。
2.化学平衡状态判断“两标志”
（1）本质标志：
v（正）＝v（逆）≠0。
对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
（2）等价标志：
以mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g）为例：
类型
判断依据
平衡状态
混合物体系中
各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA
②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC
③vA：
vB：
vC：
vD＝m：
n：
p：
q
④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD
压强
①m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）
②m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）
混合气体的
平均分子量
①
一定，m+n≠p+q
②
一定，m+n=p+q
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，
体系温度一定时
体系的密度
①m＋n≠p＋q，恒温恒压时，密度保持不变
②m＋n＝p＋q时，恒温恒压时密度保持不变
体系的颜色
颜色一定
例题
1.在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：
X（g）+2Y（g）
2Z（g），
此反应达到平衡的标志是（）
A．容器内压强不随时间变化B．v正（X）=v逆（Z）
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1：
2：
2D．单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ
【参考答案】A
【解析】A．反应达平衡时，各物质的浓度不再随时间改变，所以压强不再变化，故A正确；
B．正逆反应速率相等指同一种物质的正逆反应速率相等，故B错误；
C．反应达到平衡时的浓度与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关，所以X、Y、Z的浓度之比为
1：
2：
2不能确定是否达到平衡，故C错误；
D．无论反应是否达到化学平衡，消耗的反应物的物质的量之比等于计量数之比，所以不能用来作为判断是否达到平衡状态的依据，故D错误。
2.下列说法中可以说明2HI（g）
H2（g）+I2（g）已达到平衡的是。
①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI；
②一个H–H键断裂的同时有两个H–I键断裂；
③百分组成ω（HI）=ω（I2）；
④反应速率υ（H2）=υ（I2）=1/2υ（HI）时；
⑤c（HI）：
c（H2）：
c（I2）=2：
1：
1时；
⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
⑦温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化；
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。
【变式1】若将反应改为N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），判断⑥⑧⑩能否作为达到平衡的标志。
【变式2】若将反应改为X（s）＋2Y（g）
2Z（g），判断⑥⑧⑩能否作为达到平衡的标志。
【参考答案】②⑦⑨⑥⑧⑩⑧⑩
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1.（2012·海南高考）已知A（g）＋B（g）
C（g）＋D（g）。
判断该反应是否达到平衡的依据为（）
A．压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．c（A）不随时间改变
D．单位时间里生成C和D的物质的量相等
【参考答案】C
【解析】因为该反应是反应前后气体的总体积不变的可逆反应，所以压强、气体的密度都不随时间而改变，A、B错误；c（A）不随时间改变是可逆反应达到平衡的重要标志，C正确；因C和D的化学计量数相同，且反应方向相同，故不能作为达到平衡的依据，D错误。
2.（2015·福州模拟）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）
2NH3（g）＋CO2（g）。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是（）
A．2v（NH3）＝v（CO2）
B．密闭容器中c（NH3）∶c（CO2）＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
【参考答案】C
【解析】该反应为有固体参与的非等体反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值（NH3为
，CO2为
）。
3.（2012·山东高考改编）对于反应N2O4（g）
2NO2（g） ΔH＞0，将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是（双选）（）
【参考答案】AD
【解析】N2O4充入恒压容器中分解生成NO2，是体积变大的化学反应。
因此密度逐渐减小，当达到平衡状态时，体积不再变化，密度亦不再变化，A正确；对于某一具体的反应，ΔH是一个具体数值且始终保持不变，故不能说明反应达到平衡状态，B错误；N2O4的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，C错误；转化率不变，说明反应物不再减少，即反应达到平衡，D正确。
知识点讲解2：
化学平衡移动
1.勒夏特勒原理：
如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，以及参加化学反应的化学物质的浓度），平衡将向着减弱这种改变的方向移动。
2.平衡移动的过程
3.外界条件对化学平衡移动的影响：
改变影响平衡的一个条件
化学平衡移动方向
化学平衡移动结果
浓度
增大反应物浓度
向正反应方向移动
反应物浓度减小，但比原来大
减小反应物浓度
向逆反应方向移动
反应物浓度增大，但比原来小
增大生成物浓度
向
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