化学反应速率和化学平衡学案.docx
《化学反应速率和化学平衡学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应速率和化学平衡学案.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
化学反应速率和化学平衡学案
《化学反应速率和化学平衡》单元专题教（学）案
理论分析反应规律（物质的变化规律----能量、混乱度）
反应原理
反应的进行方向（反应物有多到少、生成物由无到有；氧化还原反应；离子反应；活动性有强到弱；趋向于更加稳定等）
可逆与否（分析反应速率还是分析化学平衡）
反应的特征能量变化（判断吸热反应还是放热反应）
物质变化（定性、定量角度-----确定气态体系物质的量变化）
确定已知条件下的分析对象和反应特征
表示方法：
单位时间内反应体系中某物质的变化量（任意物理量）
决定因素：
物质或反应本身（与反应可逆与否无关）
反应进行的快慢
（反应速率）影响因素：
浓度、温度、压强、催化剂、表面积等-----控制反应
理论指导：
活化分子理论和碰撞理论
表示方法：
反应物的转化率或生成物的产率或某物质的含量
决定因素：
反应自身的特点（可逆）---存在平衡状态
反应进行的程度
影响因素：
浓度、温度、压强-----控制反应
平衡建立及平衡移动----勒沙特列原理（适用于气相、液相体系）
应用：
合成氨工业和硫酸工业
专题一------化学反应速率及表示方法
[基础知识]
一、化学反应速率通常用单位时间（如每秒、每分、每小时）内反应物或生成物的物质的量的变化来表示，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示：
化学反应速率的计算式为
单位：
mol/（L·s）、mol/（L·min）、mol/（L·h）等。
二、我们所使用的速率（ν）的含义：
①有方向性②平均速率③数值的含义和实际含义④速率和方程式系数的关系
注意：
（1）化学反应速率是用来表示化学反应进行快慢的量，它与两个量有关：
一个时间，一个是反应物或生成物的浓度。
（2）在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时，其数值可以是不同的，但这些数值所表示的都是同一个反应速率。
因此，表示化学反应的速率时，必须说明用反应物中哪种物质做标准。
不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如：
化学反应
的v（A）：
v（B）：
v（C）：
v（D）=m：
n：
p：
q。
（3）一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。
因此，某一段间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。
（4）固体或纯液体（注意：
不是溶液）的浓度可视为不变的常数，因此，不能用固体或纯液体表示化学反应速率。
三、影响因素：
⑴内因：
物质本身的结构和性质
⑵外因：
①温度②浓度③压强④催化剂⑤颗粒大小及表面积⑥其它因素
注意：
（1）不同的化学反应具有不同的反应速率，影响反应速率的主要因素是内因，即参加反应物质的性质。
（2）在同一反应中，影响反应速率的因素是外因，即外界条件，主要有浓度、压强、温度、催化剂等。
①浓度：
当其他条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
一般来说，增加气体和液体的浓度，反应速率加快。
固体物质的反应与接触的表面积有关，故不能用固体物质的质量来表示浓度。
一般情况下，将固体物质在一定温度的浓度视为一常数，纯液体也应视浓度是不变的。
②压强：
有气体参加或生成的反应当其他条件不变时，增大压强，可以增大反应速率。
有气体参加的反应，当温度保持不变时，则气体的压强与浓度成正比，增大压强，与增加反应物浓度的效应相同，从而使反应速率加快。
如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，改变压强对它的体积改变很小，因而对它的浓度改变很小，可以认为压强的改变不影响它们的反应速率。
③温度：
当其他条件不变时，升高温度，化学反应一般都要加快。
实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常增大到原来的2~4倍。
④催化剂：
对于可逆反应，能同等程度地改变正、逆反应速率。
能加快反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢反应速率的催化剂叫负催化剂。
通常指正催化剂。
注意：
催化剂具有严格的选择性；催化剂在化学反应过程中参与了化学反应。
[练习]
1．以下关于化学反应速率的论述中，正确的是（ ）
A．化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示
B．在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率数值是相同的
C．化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
D．可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示NaOH和H2SO4的反应速率
2：
可逆反应mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g）；△H＜0，在t1时刻生成物C的反应速率V’c是t0时刻Vc的1.1倍。
若要完成上述变化，不能采取的外界条件是（）
A、升温
B、降温
C、缩小体积，增大压强
D、使用催化剂
3、提高锌与稀硫酸反应制取氢气的化学反应速率的方法有。
4、可逆反应N2（g）+O2（g）
2NO（g）在密闭容器中进行，保持体积不变充入N2使压强增大，则反应速率。
若保持体积不变充入He使压强增大，则反应速率。
5、将4mo1A气体和2molB气体在2L的容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2秒后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/（L·s）②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/（L·s）③2秒时物质A的转化率为70﹪④2秒时B的浓度为0.7mol/L，正确的是：
A．①③B.①④C.②③D.③④
6、增大反应物浓度、增大压强（有气体参加反应）、升高温度和使用催化剂都可以增大反应速率，其中能增大反应物分子中活化分子百分数的是，
理是。
7、用铁片和稀硫酸反应制取氢气，下列措施不能使氢气生成速率加大的是：
A加热B、将稀硫酸改为98.8﹪浓硫酸C、滴加少量硫酸铜溶液、D用铁粉
8、反应4A（s）＋3B（g）＝2C（g）＋D（g），经2min，B的浓度减少0.6mol/L。
对此反应速率的表示，正确的是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.6mol/（L·min）
B．分别用B、C、D表示反应的速率其比值是3：
2：
1
C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol/（L·min）
D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值B大于C
9、可逆反应A（g）+3B（g）
2C（g）+2D（g）。
在不同条件下用各种物质表示的反应速率如下，其中反应速率最快的是：
A．νA==0.5mol/（L·s）B．νB==0.6mol/（L·s）
C．νC==0.4mol/（L·s）D．νD==0.45mol/（L·s）
10、下列各组实验中反应最快的是：
反应
加入反应体系的物质及相关量
组号
温度（℃）
Na2S2O3
H2SO4
H2O体积
体积（mL）
浓度（mol/L）
体积（mL）
浓度（mol/L）
（mL）
（A）
0
10
0.1
10
0.1
0
（B）
10
5
0.1
10
0.1
5
（C）
10
5
0.1
5
0.1
10
（D）
30
5
0.1
5
0.1
10
（E）
30
5
0.2
5
0.2
10
11、反应：
4NH3（g）+5O2（g）==4NO（g）+6H2O（g）在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是：
A.NO：
0.001mol/LB.H2O：
0.002mol/L
C.NH3：
0.002mol/LD.O2：
0.00125mol/L
12、在2L的密闭容器中，发生
的反应，若最初加入的X、Y和Z都是3mol，反应中X的平均反应速率为0.12mol/（L·s）。
若要产物Z为4.6mol，反应所需的时间为（ ）
A．5sB．10sC．15sD．20s
13、合成氨反应为N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），其反应速率可以分别用vN2、vH2、vNH3（mol/L·s）表示,则正确的关系式是：
A、vH2＝vN2＝vNH3B、vN2＝3vH2C、2vNH3＝3vH2D、vH2＝3vN2
14、某温度时，在2升容器中X、Y、Z三种物质的物质的量
随时间的变化线如下图所示。
由图中数据分析，该反应
的化学方程式为；反应开始至2分钟，
Z的平均反应速度为。
15、反应速度V和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。
化学反应H2+Cl2→2HCl的反应速度V可表示为V=K
式中K为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
（mol/L）
（mol/L）
V（mol/L·s）
1.0
1.0
1.0K
2.0
1.0
2.0K
2.0
4.0
4.0K
由此可推得，m、n值正确的是
A、m=1、n=1B、m=
、n=
C、m=
、n=1D、m=1、n=
16、已知合成氨反应的浓度数据如下：
3H2
N2
2NH3
起始浓度（mol/L）
3.0
1.00
0
2秒末浓度（mol/L）
1.8
0.6
0.8
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速度时，该反应的速度是：
A、0.2mol/L·sB、0.4mol/L·sC、0.6mol/L·s
D、0.8mol/L·sE、1.2mol/L·s
17、设C+CO2
2CO；△Ｈ＞０，反应速率为V1；N2+3H2
2NH3；△Ｈ＜０，反应速率为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.同时减少
C.V1增大，V2减小D.V1减小，V2增大
18、反应4A（s）+3B（g）
2C（g）+D（g），经2min,B的浓度减少0.6mol/L。
对此反应速率的表示，正确的是：
A.用A表示的反应速率是0.4mol/（L·min）
B.分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C.在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol/（L·min）
D.在这2min内用C表示的反应速率是0.２mol/（L·min）
19、100ml6mol/LH2SO4与过量锌粉反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的：
A.Na2SO4（s）B.H2OC.K2SO4溶液D.（NH4）2SO4（s）
20、对于反应M＋N→P，如果温度在10℃时完成反应10%，需要81min，若将温度升高到40℃，则完成反应10%需要的时间为：
A.9minB.27minC.13.5minD.3min
21、某化学反应2A
B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为见反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为mol/（L·min）。
（2）在实验2，A的初始浓度C2＝mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是。
（3）设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，则V3V1（填＞、＝、＜），且C31.0mol/L（填＞、＝、＜）
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是反应（选填吸热、放热）。
理由是
22、
23、已知反应A+3B
2C+D。
在某段时间内以A物质的浓度变化表示的反应速率为1mol/（L·s），则此段时间内C的浓度变化表示的化学反应速率为：
A．0.5mol/（L·s）B．1mol/（L·s）
C．2mol/（L·s）D．3mol/（L·s）
专题二---------化学平衡状态特征及判断
[基础知识]
一、平衡体系分类：
⑴化学平衡（气相体系）⑵电离平衡（溶液体系）⑶溶解平衡⑷水解平衡
二、平衡特征：
⑴逆-----可逆反应-----达到一定限度-----用于判断体系各量的范围。
⑵动-----动态平衡---平衡体系的本质特征。
⑶等-----正、逆反应速率相等----判断平衡建立的实质-----相对静止。
⑷定-----各组成成分的浓度或质量分数保持不变----判断平衡建立或等效平衡。
⑸调-----平衡体系自身移动来减弱改变的程度，但不能抵消改变。
⑹变-----随条件变化而变化-----用于判断平衡的移动情况。
⑺恒-----质量守恒、原子守恒、电子守恒、电荷守恒等。
三、判断平衡建立的标志或依据
⑴从化学反应速率角度
①正、逆反应速率（方向和含义）；
⑵从平衡体系相关各量的变化角度
①浓度②百分含量③转化率④平均分子量⑤体系在相同条件下的体积
⑥压强⑦物质的量⑧；
⑶从化学键、结构和体系能量的角度
①断键、成键数目②形成电子对数目③温度④对外界放出能量还是吸收能量
⑷从体系中物质的现象角度
①颜色②沉淀③气体逸出等
[练习与总结]
1、当可逆反应：
2SO2+O2
2SO3已达到化学平衡时，充入少量18O2，一段时间后测定18O可能存在于：
A．O2中B．O2和SO3中
C．SO2和SO3中D．SO2、O2和SO3中
2、在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX和2molY气体，发生如下反应：
X（s）＋2Y（g）
2Z（g），此反应达到平衡状态的标志是：
A、容器内压强不随时间变化。
B、容器内各物质的质量分数不随时间变化。
C、容器内X、Y、Z的物质的量浓度之比：
X：
Y：
Z=1：
2：
2。
D、单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ。
3、向某Na2CO3饱和溶液中加入质量为m含有18O的无水Na2CO3粉末,若保持溶液温度不变，则结果是
A．无水Na2CO3不再溶解，粉末的质量不变，仍为m。
B．部分含有18O的CO32-进入溶液中，白色粉末变为白色晶体，其质量大于2.7m。
C．白色粉末变为晶体，溶液质量保持不变，物质的量浓度不变。
D．达到平衡时有部分含18O的CO32-进入溶液中，溶液的pH减小
4、把Ca（OH）2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡Ca（OH）2（s）
Ca2++2OH-，下列说法正确的是：
A．给溶液加热，溶液的pH升高。
B．恒温下向溶液中加入CaO固体，溶液的pH不变。
C．向溶液中加入少量NH4Cl晶体，体系中Ca（OH）2固体的量增多。
D．恒温下向溶液中加入CaO固体，体系中Ca（OH）2固体的量增多，溶液的pH减小。
5、在一定温度下,反应A2（气）+B2（气）
2AB（气）达到平衡的标志是：
A、单位时间生成n摩尔的A2同时生成n摩尔的AB
B、容器内的总压不随时间变化
C、单位时间生成2n摩尔的AB同时生成n摩尔的B2
D、单位时间生成n摩尔的A2同时生成n摩尔的B2
6、下列说法正确的是：
A、可逆反应的特征是正反应速度总是和逆反应速度相等
B、在其它条件不变时,使用催化剂只能改变反应速度,而不能改变化学平衡状态
C、在其它条件不变时,升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动
D、在其它条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态
7.在一个6升的密闭容器中,放入3升X（气）和2升Y（气）,在一定条件下发生下列反应:
4X（气）＋3Y（气）
2Q（气）＋nR（气）。
达到平衡后,容器内温度不变,混和气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小1/3，则该反应后方程式中的n值是：
A、3B、4C、5D、6
8、对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是：
A、提高反应物的平衡转化率
B、以同样程度改变正逆反应的速度
C、增大正反应速度,减小逆反应速度
D、改变平衡混合物的组成
9、对于反应2SO2+O2
2SO3,下列判断正确的是：
A、2体积2SO2和足量O2反应，必定生成2体积SO3
B、其他条件不变，增大平衡体系的压强，平衡必定向右移动
C、平衡时，SO2消耗速度必定等于O2生成速度的两倍
D、平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍
10、一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应：
mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g），m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是：
①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率υA∶υB∶υC∶υD=m∶n∶p∶q
⑥单位时间内mmolA断键反应，同时pmolC也断键反应
A、③、④、⑤、⑥B、②、③、④、⑥
C、①、③、④、⑤D、①、③、④、⑥
11、在一密闭容器中进行下列反应：
2SO2+O2
2SO3（g），已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L,0.1mol/L，0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（）
A.SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/L
B.SO2为0.25mol/L
C.SO2，SO3均为0.15mol/L
D.SO3为0.4mol/L
12、可逆反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是：
A.3V正（N2）＝V正（H2）
B.V正（N2）＝V逆（NH3）
C.2V正（H2）＝3V逆（NH3）
D.V正（N2）＝3V逆（H2）
专题三-------勒沙特列原理及应用
一、基础知识关系：
二、平衡移动类型：
⑴改变平衡体系条件：
温度、压强、浓度
⑵改变平衡体系物质：
⑶改变平衡体系的量：
再增加或减少参加反应平衡体系某物质的量
⑷非平衡体系物质的介入：
惰性气体
[移动原因]正逆反应速率由相等到不等最后又相等。
[移动结果]混合体系中各物质的质量分数发生了变化。
如果一个可逆反应达到平衡状态以后，反应条件（如浓度，压强，温度等）改变了，平衡混合物里各组分在物质的含量就随着改变而达到了新的平衡状态，这叫做化学平衡的移动。
㈠浓度对化学平衡的影响
（1）平衡移动方向与外加条件、正逆反应速率相对大小、平衡移动结果三者的关系，谁增耗谁，谁减补谁，但不能将外加条件削减为0。
（2）对于固体纯液体来说，它们的浓度是常数，改变它们的量，平衡不移动。
㈡温度对化学平衡的影响
（1）升温：
速率：
υ吸增大>υ放增大，平衡向吸热反应方向移动。
（2）降温：
速率：
减小减小，平衡向放热反应方向移动。
（3）平衡移动削弱了温度的改变，但并不等于完全消除。
㈢压强对化学平衡的影响
⑴定性分析（理论分析）
根据方程式反应前计量数和反应后计量数可知：
对于反应前后系数减小的平衡体系，增大压强缩小体积，反应物浓度增大倍数比生成物增大倍数大，正反应速度大于逆反应速度，平衡向正方向进行。
⑵定量分析（实验分析）
对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
（1）处于平衡状态的反应混合物里，不管是反应物还是生成物，只要有气态物质存在，那么改变压强也常常会使化学平衡移动。
（2）在有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有变化，在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
（3）固态物质或液态物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。
因此，如果平衡混合物都是固体或液体，改变压强不能使化学平衡移动。
㈣催化剂对化学平衡的影响
[分析方法和角度]
①可逆反应达到平衡状态时，其表面为宏观物理性质，微观某种微粒数目不再变化。
②宏观物理性质变化应用时注意具体问题具体分析。
③加深对化学反应速率变化与化学平衡移动的关系的认识。
④两个平衡状态之间比较应从它们达平衡状态后相同点和不同点入手分析。
⑤分析过程中学会引入中间状态即影响平衡移动因素，分析过程中可固定某些量的变化，然后再改变量进行分析的方法。
[练习]
1、Cl2气体中经常混有HCl气体，若除去HCl可将该混合气体通入饱和NaCl溶液。
一段时间后，溶液中可看到有少量晶体析出，该晶体是，其产生的原因是。
2、Mg（OH）2难溶于水，但在Mg（OH）2悬浊液中滴加NH4Cl或NH4Ac浓溶液，悬浊液可变澄清，解释原因。
3、FeCl3溶液中滴加少量NaHCO3可观察到有少量气体逸出，溶液变为浅棕红色，试解释其原因。
4、下列事实不能用勒沙特列原理来解释的是：
A、往硫化氢水溶液中加碱有利于S2-的增多
B、加入催化剂有利于氨氧化的反应
C、高压有利于合成氨的反应
D、500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
5、请同学们分析下表。
分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。
理解并完成下表：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）；△H＜0
反应速率分析
反应程度（化学平衡）分析
压强
温度
催化剂
选择适宜生产条件的原则：
（1）既要注意外界条件对二者影响一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。
（2）既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。
（3）既要注意理论上的需要，又要注意实际可能性。
讨论出：
注意浓度、压强、温度、催化剂等对反应速率和化学平衡的共同影响。
6、在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列变化过程不能使平衡向右移动的是：
A、不断将NH3分离出来B、使用催化剂
C、采用500℃左右的高温D、采用2×107～5×107Pa的压强
7、已知FeCl3溶液和KSCN溶液混合可以发生下列反应[其中Fe（SCN）3为血红色物质]：
FeCl3＋3KSCN
Fe（SCN）3＋3KCl。
改变下列条件能够使溶液颜色变浅的是：
A．加入少量固体KCl。
B．加入少量高浓度的FeCl3溶液。
C．加入少量高浓度的KSCN溶液。
D．加入一定量的水。
8、Fe（NO3）2溶液呈浅绿色，其中存在下列平衡：
Fe2++2H2O
2H++Fe（OH）2,向该溶液中逐滴加入盐酸,发生的变化是：
A．平衡向正反应方向移动，溶液颜色由浅绿色逐渐变为棕黄色。
B．平衡向逆反应方向移动，溶液颜色由浅绿色逐渐变为深绿色。
C．平衡向正反应方向移动，溶液颜色由浅绿色逐渐变为深绿色。
D．平衡向逆反应方向移动，溶液颜色由浅绿色逐渐变为棕黄色。
9、“痛风”是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病，关节炎的病因是在关节滑液中形成了尿酸钠晶体：
Ur-（aq）＋Na+（aq）
NaUr（s）,其中Ur-表示尿酸根离子。
第一次关节炎发作大都是在脚趾或手指的关节处，根据以上信息判断下列说法正确的是：
A、尿酸钠水溶液成酸性。
B、尿酸钠晶体难溶于水。
C、该反应正反应方向为放热反应。
D、该反应正反应方向为吸热反应。
10、压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是：
A．H2（气）+I2（气）
2HI（气）B．3H2（气）+N2（气）
2NH3（气）
C．2SO2（气）
升级会员 