1第二章化学平衡学案.docx

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1第二章化学平衡学案

第二章 化学平衡

第一节化学反应速率

安俊锋

第一课时化学反应速率的概念和计算

【预习提纲】

化学反应速率

1.意义：

用来衡量

2.表示法：

通常用表示

3.表达式：

4.单位：

【笔记要点】

一、化学反应速率

1.意义：

用来的物理量

2.表示法：

通常用来表示

3.表达式：

4.单位：

5.理解化学反应速率应明确的几个问题

（1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度，其大小只取值不取值，且是用单位时间内物质的来表示，而并非用单位时间内物质的物质的量的变化或物质的质量变化来表示，

（2）化学反应速率实际指的是一段时间内的速率，不是速率．

（3）固体或纯液体（注意：

不是溶液）的浓度可视为，因此，（能否）用固体或纯液体表示化学反应速率．

（4）在一定条件下的同一化学反应，在相同的反应时间内，选用不同物质的浓度变化量来表示该反应的反应速率，其速率可能相同，也可能不同，但这些不同数值表示的意义是相同的，均指该反应在该反应时间段内的速率，且各物质之间的反应速率之比等于之比．如对于化学反应：

aA（g）＋bB（g）

cC（g）＋dD（g）有vA∶vB∶vC∶vD＝

（5）显然表示反应速率时，一定要标明是哪种物质的反应速率，且在比较某一反应在不同条件下反应速率时，要以反应速率来比较．

6.确定化学反应方程式的步骤及方法是：

（1）反应物和生成物的确定．方法是：

反应物的物质的量、质量或浓度随反应的进行不断；生成物的上述量随反应的进行不断．

（2）反应方程式[如：

aA（g）＋bB（g）＝cC（g）＋dD（g）]各物质化学计量数的确定．方法是：

a∶b∶c∶d（化学计量数之比）

=（物质的量的变化量之比）

=（物质的量浓度的变化量之比）

=（vA∶vB∶vC∶vD（反应速率之比）

【典型例题】

例1反应N2＋3H2

2NH3，在2L密团容器中进行，半分钟内有0.6molNH3生成，下列化学反应速率正确的是（）

　　①v（NH3）=0.6mol//（L·min）②v（N2）=0.005mol//（L·s）

　　③v（H2）=0.9mol//（L·min）  ④v（NH3）=0.02mol//（L·s）

　　⑤v（H2）=0.01mol//（L·s）   ⑥v（N2）=0.03mol//（L·s）

　　A．①③⑥   B．②④⑤C．①②③   D．④⑤⑥

例2可逆反应：

A＋3B

2C＋2D在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是（）

　　　　A．v（A）=0.15mol/（L·s） B．v（B）=36mol/（L·min）

　　　　C．v（c）=0.4mol/（L·s） D．v（D）=0.45mol/（L·s）

例3　对反应：

4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g），其反应速率可以分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）、（mol/L·s）表示，则正确的关系式是（）

A．4v（NH3）=5v（O2） B．6v（H2O）=4v（NO）C．v（NO）=5/4v（O2） D．6v（NH3）=4v（H2O）　

【课堂练习】

1.在2L密闭容器内，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，则该反应的平均反应速率为（）

　　A．0.4mol／L·s　　B．0.3mol／L·sC．0.2mol／L·s　D．0.1mol／L·s

2.在一密闭容器中充入一定量的N2和H2，经测定反应开始后的2s末，

=0.45mol/L·s，则2s末NH3的浓度为（）

A．0.5mol／L　　　　B．0.6mol／LC．0.45mol／L　　　　D．0.55mol／L

3.合成氨反应为：

3H2＋N2

2NH3，其反应速率可以分别用v（H2），v（N2），v（NH3）（mol/L·s）表示，则正确的关系式是（）

4.下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中代表同一反应速率的是（）

①V（N2）=0.3mol·（L·min）-1　　②V（NH3）=0.9mol·（L·min）-1

③V（H2）=0.01mol·（L·s）-1　　④V（H2）=0.0225mol·（L·s）-1

A．①②　　B．①③　　C．③④D　　

5．（06四川）一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：

（）

下列描述正确的是

 A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0．158mol/（L．s）

 B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0．79mol/L

 C．反应开始到10s时，Y的转化率为79．0%

 D．反应的化学方程式为：

X（g）+Y（g）

Z（g）

第二课时　影响化学反应速率的因素

【预习提纲】

1．决定化学反应速率的根本因素是，影响化学反应速率的外界因素主要有、、、等。

其次，其他因素如、、、、等也能改变化学反应的速率。

2．外界因素对化学反应速率的影响：

①浓度：

在其它条件不变情况下，增大反应物的浓度，化学反应速率；减小反应物的浓度，化学反应速率。

②压强：

对有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大压强，反应速率；减小压强，反应速率　③温度：

在其它条件不变情况下，升高温度，化学反应速率；降低温度，化学反应的速率。

④催化剂：

使用催化剂，能成千上万倍的化学反应的速率。

【笔记要点】   

二、影响化学反应速率的因素

1．内因：

参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素　　　

2．外因：

同一化学反应在不同条件下进行，影响化学反应速率的外界因素主要有、、、等。

（1）浓度：

在其它条件不变情况下，增大反应物的浓度，化学反应速率；减小反应物的浓度，化学反应速率。

注意点：

由于固体和纯液体的浓度视为常数，故反应中改变固体或纯液体的用量，影响化学反应速率。

对固体物质，其固体颗粒的大小对化学反应速率有影响。

对于可逆反应，增加反应物浓度，V正、V逆均，增大的倍数V正V逆，

增大生成物浓度，V正、V逆均，增大的倍数V逆V正．

（2）压强：

对有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大压强，反应速率；减小压强．反应速率　．

注意点：

如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们体积改变的影响很小，因而对它们浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强对它们的反应速率。

即压强只对　的化学反应的速率有影响．

（3）温度：

在其它条件不变情况下，升高温度，化学反应速率；降低温度，化学反应的速率。

温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。

注意点：

无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，都可使反应速率，降低温度，都可使反应速率．

对于任何一个可逆反应，升高温度，v正、v逆均；降低温度，v正、v逆均．只是v正、v逆增大或减小的倍数是不相同而已．

（4）催化剂：

使用催化剂，能成千上万倍的化学反应的速率。

注意点：

催化剂具有严格的性；催化剂在化学反应过程中了化学反应，只是始末状态，也即反应前后的质量和化学性质均。

在可逆反应中，催化剂可地加快正、逆反应速率，但不能使化学平衡移动，

不能改变反应物的转化率。

（5）其次，其他因素如、、、、等也能改变化学反应的速率。

3．改变压强的各种情况

对于有气体参加的反应而言，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是。

所以讨论压强对反应速率影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对体系的产生何种影响，由此判断出对反应速率有何影响。

对于气体反应体系，有以下几种情况：

（1）恒温时：

增加压强→体积→浓度→总压→反应速率

（2）恒容：

a．充入气体反应物→浓度→反应速率

　　b．充入不反应气体→总压，但各物质浓度→反应速率

（3）恒压：

充入不反应气体→体积→各反应物浓度→反应速率

【典型例题】

例1盐酸与碳酸钠固体反应时，能使反应的最初速率明显加快的是（）

A．增加碳酸钠固体的量     B．盐酸的量增加一倍

C．盐酸的用量减半浓度加倍 D．温度升高40℃

例2一定温度下，对于反应N2＋O2

2NO在密闭容器中进行，下列措施能加快反应速率的是：

（）

A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入N2

C．恒容，充入He气 D．恒压，充入He气

例3把下列四种X溶液分别加入四个盛有10ml，2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（）

A．10℃20mL3mol/L的X溶液　　B．20℃30mL2molL的X溶液

　　C．10℃10mL4mol/L的X溶液　　D．10℃10mL2mol/L的X溶液

【课堂练习】

1．对于溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（）

A．温度　B．浓度　　C．压强　　D．催化剂

2．N2+3H2

2NH3合成氨反应中，在下列情况下，不能使反应速率加快的是（）

A．加入氮气　 B．减小压强，扩大容器体积C．加入催化剂　D．适当升高温度

3．下列反应中，加压后（其他条件不变）化学反应速率加快的是（）

A．2NO＋O2=2NO2B．H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl

C．2SO2＋O2=2SO3D．CH3COOH＋C2H5OH=CH3COOC2H5＋H2O

4．对于在一密闭容器中进行的反应：

C＋O2=CO2来说，以下叙述错误的是（）

A．将碳块磨成粉状可以加快反应速率B．升高温度可以加快反应速率

C．升高压强可以加快反应速率D．增强碳的量可以加快反应速率

5．在10℃时某化学反应速率为0.1mol·（L·s）-1，若温度每升高10℃，反应速率增加到原来的2倍．为了把该反应速率提高到1.6mol·L-1，则该反应需在什么温度下进行（）

A．30℃B．40℃　　　C．50℃　　　D．60℃

第三课时外因影响化学反应速率的原因

【预习提纲】　

1.化学反应的实质是；发生化学反应的先决条件是：

。

2.有效碰撞是指；活化分子是指；

3.发生有效碰撞必须具备的两个条件：

一是，二是。

【笔记要点】

三、外因影响化学反应速率的原因

（一）、有效碰撞理论

1.化学反应的实质是，所以发生化学反应的先决条件是：

。

2.有效碰撞：

是指。

3.活化分子：

是指。

4.发生有效碰撞必须具备的两个条件：

一是，二是。

在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是的。

（二）、外因影响化学反应速率的原因

1.浓度：

增大反应物的浓度→单位体积内活化分子的增加（但活化分子的百分数）→

有效碰撞次数增多→化学反应速率加快

2.压强：

增大压强→反应气体体积→反应物的浓度→单位体积内活化分子增加→

有效碰撞次数增多→化学反应速率加快

3.温度：

升高温度→反应物分子的能量→

（主要原因）活化分子的增加、单位体积内活化分子增加

反应物分子间的增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快

4.催化剂：

催化剂→能够反应所需要的能量→增加活化分子的、增加单位体积内活化分子

→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快

【典型例题】

例1其它条件不变，升高温度能增大反应速率的原因是　　（）

　　　　 A．单位体积内分子数增多　　　B．单位体积内活化分子数增多

　　　　 C．单位体积内有效碰撞次数增多D．单位体积内有效碰撞次数减少

【课堂练习】

1．增大反应物浓度，使反应速率加快的原因是（）

（A）分子数目增加（B）活化分子百分数增加

（C）单位体积内活化分子总数增加（D）反应系统混乱度增加

2．盐酸与K2CO3粉末反应时，能使反应的最初速率明显加快的是（）

A．将盐酸的用量增加一倍B．温度升高30℃

C．盐酸的浓度增加一倍，用量减半D．增加K2CO3粉末的量 

3．已知反应A＋3B

2C＋D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为

1mol·（L-1·min-1）则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（）

A．0.5mol/（L·min）　B．1mol/（L·min）

C．2mol/（L·min）　　　D．3mol/（L·min）

4．对于在一定条件下进行的化学反应：

2SO2+O2

2SO3，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子百分数的是（）

A．升高温度B．增大压强C．使用催化剂D．增大反应物浓度

5．下列条件一定能使反应速率加快的是（）

①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO2

A．全部B．①②⑤C．②　　　　D．②③

第二节化学平衡

安俊锋

第一课时化学平衡的概念

【预习提纲】

1.可逆反应：

叫做可逆反应.可逆反应方程式中用表示.对反应2H2+O2

2H2O和

2H2O

2H2↑+O2↑，二者（能否）互为可逆反应。

2.化学平衡的概念：

的状态叫化学平衡状态，简称化学平衡．其为一种平衡，处于

平衡状态的化学反应停止。

反应达化学平衡状态的两个明显特征是：

和

【笔记要点】

一、化学平衡的概念

（一）、可逆反应

1定义：

在条件下,既能向反应方向进行,同时又能向反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应方程式中用表示.

如I2+H2

2HI，2SO2+O2

2SO3，N2+3H2

2NH3

2.可逆反应的特征:

（1）.必须强调“在同一条件下”.在不同条件下能向两个方向进行的反应，（能否）叫做可逆反应。

如2H2+O2

2H2O；2H2O

2H2↑+O2↑，不能认为H2和O2反应生成H2O是可逆反应。

（2）（能否）彻底反应，实现完全转化。

始终为各物质共存，最终存在状态。

3.注意点：

（1）.在可逆反应中,把由反应物到生成物的反应叫正反应;把由生成物到反应物的反应叫做逆反应.可逆反应用“

”表示.

（2）.在同一条件下,不能同时向两个方向进行的反应叫做不可逆反应.不可逆反应用“=”表示。

严格地说,可逆反应是绝对的.在一定条件下几乎所有的反应均有一定程度的可逆性.通常把几乎完全进行的反应都叫做不可逆反应.有些不可逆反应，在某一条件下可能变为可逆反应。

（3）.对于有气体参加的可逆反应,必须在密闭容器中进行.

如:

敞开容器中CaCO3（固）=CaO+CO2↑反应不可逆.

密闭容器中CaCO3（固）

CaO+CO2反应可逆，可逆反应中的气体产物不写“↑”,原因是它不能从体系中逸出.

思考：

总结中学化学教材中所涉及到的化学反应哪些是典型的可逆反应?

这些可逆反应在什么条件下又可以变成不可逆反应?

例析:

1.氯气与水反应可逆,加碱时不可逆.

2.二氧化硫与水反应可逆,与品红反应加热时可逆,与氧气反应可逆.

3.氮气与氢气反应,氨气与水反应,二氧化氮缔合生成四氧化二氮都是可逆的,二氧化氮与水反应生成稀硝酸时不可逆,生成浓硝酸（浓度达到50%以上）时可逆.

4.酯化反应,酯的水解反应在酸性条件下可逆,碱性条件下不可逆.

（二）．化学平衡状态的定义

1．化学平衡的建立：

如图

对可逆反应，当反应从正反应开始时，如上图：

（1）反应刚开始时：

反应物浓度为，正反应速率。

生成物浓度为，逆反应速率。

（2）反应进行中：

反应物浓度不断，正反应速率不断

生成物浓度不断，逆反应速率不断。

（3）反应最终：

肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率，但不为，反应物的浓度，生成物浓度，即处于一种平衡。

2．化学平衡状态的定义：

在一定条件下的反应里，正反应速率和逆反应速率，反应混合物中的状态叫化学平衡状态，简称化学平衡．

注意：

①研究对象：

一定条件下的可逆反应．

②平衡本质：

正反应速率和逆反应速率相等．

③平衡标志：

反应混合物各组分的浓度保持不变．

④反应混合物指反应物和生成物组成的混合物．

⑤平衡时，v正=v逆是指任意一种反应物或生成物的生成速率等于其消耗速率．

3．化学平衡状态的特征

“逆”“等”“动”“定”“变”“同”“大”

（1）逆：

化学平衡状态只对反应而言．

（2）等：

正反应速率和逆反应速率，即物质的消耗速率与生成速率相等．

（3）动：

化学平衡从表面上、宏观上看好像反应停止了，但从本质上、微观上看反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了，即v正=v速0，所以化学平衡是一种平衡．

（4）定：

在平衡混合物中，各组成成分的含量保持，不再随时间的改变而改变．同时还包括有一定的平衡浓度，有一定的转化率．

（5）变：

化学平衡是在一定条件下的平衡．当影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡就会发生．

（6）同：

对于一个既定的可逆反应，如果外界条件不变时，不论采取何种途径，即反应是由反应物开始或由生成物开始，是一次投料或是分步投料，最后所处的化学平衡状态是的．也就是说，化学平衡状态只与条件而与反应途径．

（7）大：

反应的每一个平衡状态都代表了该反应在该给定条件下所能进行的限度。

如果给定条件发生变化，则该平衡状态可能被破坏，平衡可能会发生移动，直至建立新的平衡

4．化学平衡的标志即判断可逆反应达到平衡状态的方法

（1）直接方法：

a.正反应速率逆反应速率即v（A）正v（A）逆

b.各组分的浓度保持

（2）间接方法：

见下表

反　　应

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

是否平衡状态

混合物体系中各成分的量

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

④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定　不一定

正反应速率与

逆反应速率的关系

①在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即υ正=υ逆

②在单位时间中消耗了nmolB、同时消耗了pmolC，则υ正=υ逆

③υA:

υB:

υC:

υD=m:

n:

p:

q，υ正不一定等于υ逆

④在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，因均指υ逆

压强

①m＋n≠p＋q时，总压强一定（其他条件不变）

②若m＋n=p＋q，总压强一定（其他条件不变）

混合气体相对平均

分子质量（

）

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，当体系温度一定（其他条件不变）

体系的密度

密度一定

【典型例题】

例1在一定温度下，可逆反应A（g）＋3B（g）

2C（g）达到平衡的标志是（）

A．C生成的速率和C分解的速率相等

B．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB

C．A、B、C的浓度不再变化D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶2

例2下列说法中可以充分说明反应:

P（气）+Q（气）

R（气）+S（气）,在恒温下已达平衡状态的是（）

A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等

C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化

【课堂练习】　

1．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是（　B　）

　　　A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零

　　　B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零

　　　C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变

　　　D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变

2．在一定条件下，化学反应N2＋3H2

2NH3达到平衡，下列说法正确的（AC　　）

　　　B．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2

　　　C．N2减少的速率和NH3减少的速率为1∶2

3．在一定条件下，2NO＋O2

2NO2达到平衡的标志是[CD　　]

　A．NO、O2、NO2分子数目比是2∶1∶2B．反应混合物中各组成物质的浓度相等　　

　C．混合气体的颜色不再变化D．混合气体的平均相对分子质量不变

4．能说明反应N2＋3H2

2NH3达到平衡的标志是（　BD　）

第二课时化学平衡的相关计算

【预习提纲】

1.对可逆反应，当反应从正反应开始时，如上图：

（1）反应刚开始时：

反应物浓度为，正反应速率。

生成物浓度为，逆反应速率。

（2）反应进行中：

反应物浓度不断，正反应速率不断

生成物浓度不断，逆反应速率不断。

（3）反应最终：

肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率，但不为，反应物的浓度，生成物浓度，即处于一种平衡。

2.化学平衡的概念：

的状态叫化学平衡状态，简称化学平衡．其为一种平衡，处于

平衡状态的化学反应停止。

反应达化学平衡状态的两个明显特征是：

和

【笔记要点】

二、化学平衡的相关计算法

常用“三步法”解答此类题一般的思路和方法（扩充法）是：

建立模式、确定关系；依

照题意，列出方程。

例：

如令A、B为起始物质，A的物质的量变化为mxmol,则

mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）

n（起始）AB00

n（变化）mxnxpxqx

n（平衡）A-mxB-nxpxqx

然后即可根据题意列式求解（仅举五例）。

（1）若已知A的转化率为α%，则

α%=

（2）若已知平衡时D的含量分数为β%（物质的量或体积分数），则：

β%=

（3）若已知起始时、平衡时的压强，则

（4）若欲求平衡混合气体的平均相对分子质量，则

平均相对分子质量的变化规律：

气体平均摩尔质量：

，对于上述反应，平衡前后气体总质量不发生变化，则有下列规律：

a．若m＋n=p＋g，化学平衡移动，但

（填增大、减小或不变）。

b．若m＋n＞p＋g，平衡正向移动，n（总）减小，

；

c．若m＋n＜p＋g，平衡正向移动，n（总）增大，

。

（5）反应前后的密度：

=

，

（g）（标况）＝

g·L-1

【典型例题】

例1密闭容器中，用等物质的量A和B发生如下反应：

A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为（）　　　A．40％　　　B．50%　　　C．60％　　　D．70％

例2在一个固定容积的密闭容器中，放入3LX（g）和2LY（g）．在一定条件下发生下列反应：

4X（g）＋3Y（g）

2Q（g）＋nR（g），达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5％，X的浓度减小1／3，则n值为：

（D）

A．3　　　　B．4　　　C．5　　　D．6

【课堂练习】

1．一定条件下，可逆反应D＋3E

2F在下列四组状态下，处于平衡状态的是