高考化学第一轮复习教学案化学反应速率和化学平衡.docx

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高考化学第一轮复习教学案化学反应速率和化学平衡

第三章化学反应速率和化学平衡

【高考知识点梳理】

（一）化学反应速率

1.化学反应速率的意义：

表示某一化学反应进行程度快慢的一种物理量。

2表示方法:

一般用单位时间内某一种反应物或生成物的物质的量浓度的变化值来表示．

表达式：

v＝ΔC／Δt

单位：

mol/（L.s）、　mol/（L.min）等．

3.注意

（1）以上所指的反应速率是平均反应速率而不是瞬时反应速率．

（2）同一反应在不同时刻，瞬时反应速率不同．

（3）同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同．但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。

对于同一反应：

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）来说

vA:

vB:

vC:

vD＝ΔnA:

ΔnB:

ΔnC:

ΔnD

＝ΔCA:

ΔCB:

ΔCC:

ΔCD＝m:

n:

p:

q

（4）比较同一反应不同条件下的反应快慢,必须转换为同一物质表示的化学反应速率,再比较其数值的大小

【练习题1.】

1.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，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-1·min-1B、1mol·L-1·min-1

C、2mol·L-1·min-1D、3mol·L-1·min-1

2.有关2SO2＋O2

2SO3反应的下列图象正确的是（）

3.根据以下叙述回答下列问题.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生反应：

3X（气）＋Y（气）

nZ（气）＋2W（气）．5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/（L.min）,则：

（1）上述反应中系数n的值是（）

Ａ.1Ｂ.2Ｃ.3Ｄ.4

4.反应：

A+3B

2C+D，在四种不同情况下的反应速率分别为：

①

②

③

④

该反应进行得最快的是（）A．①B．④C．①④D．②③

5.反应4NH3+5O2

4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率

（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（）

A、

B、

C、

D、

（二）影响化学反应速率的因素

1.内因：

物质本身结构及性质是反应速率的主要决定因素．

有效碰撞：

能够发生化学反应的碰撞。

活化分子：

能够发生有效碰撞的分子

2.外因：

外界条件在一定范围内影响反应速率．如浓度、温度、压强、催化剂及其它．

（1）浓度：

（其它条件不变）

①若增加一种物质的浓度（不论是反应物还是生成物）后，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞次数增多，反应速率总是加快；反之，则减小．

②固体或纯液体浓度视为常数，它们物质的量的变化不会引起反应速率的变化，故不能用它表示反应速率．但固体颗粒的大小导致接触面的大小，故影响反应速率．

（2）温度：

升高温度不论对放热反应还是吸热反应，反应速率总是增大的．

一般每升高10℃,反应速率增大到原来的2－4倍．

在浓度一定时，温度升高，反应物分子的平均能量增加，反应物分子中活化分子百

分数增加，有效碰撞次数增多，从而加大了反应速率。

（3）压强：

有气体物质参与，其它条件不变．

1增大压强，容器体积减小反应速率总是增大．反之减小．

2恒容条件，增加与反应无关的气体，容器总压增加，但与反应有关的气体物质各自的分压不变，各自浓度不变，故反应速率不变．

3恒压条件，增加与反应无关的气体，容器体积增加，对于反应有关的气体物质相当于减压，故反应速率减小．

总之，有气体参加的反应，压强的影响，实质上是指容器容积的改变，导致各气体的浓度同等程度的改变，从而影响反应速率．

（4）催化剂

催化剂可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率，前者称之为正催化剂，后者称之为负催化剂。

通常情况下，正催化剂用得较多，若无特殊说明，都是指正催化剂而。

催化剂是通过降低反应的活化能，使活化分子百分数增大，活化分子增多来加快反应速率的。

催化剂虽然在反应前后的质量和化学性质没有发生变化，但它却参与了化学变化过程。

【练习题2】

1.把下列四种X溶液，分别加入四个盛有10ml2mol/L盐酸的烧杯中，均加入水稀释到50ml，此时X和盐酸和缓地进行反应，其中反应速率最大的是（）

Ａ.10ml4mol/L的X溶液Ｂ.20ml3mol/L的X溶液

Ｃ.20ml2mol/L的X溶液Ｄ.10ml2mol/L的X溶液

2.（04上海，8）将ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将bg（a>b）粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是（）

3.足量的Fe粉与一定量的盐酸反应,反应速率太快,为了减慢反应速率,但又不影响产生氢气的总量,应加入下列物质中的.

Ａ.水Ｂ.NaCl（固）Ｃ.NaCl溶液Ｄ.Na2SO4溶液

Ｅ.NaNO3溶液Ｆ.NaOH溶液Ｇ.Na2CO3溶液Ｈ.NaAc溶液Ｉ.CuSO4溶液

4．在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3

，已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为50℃时，该反应的速率为：

（）

A．48

·S－1B．36

·S－1C．24

·S－1D．12

·S－1

5.（97上海）设C+CO2

2CO-Q1反应速度为V1N2+3H2

2NH3+Q2反应速度为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同时减小C增大，减小D减小，增大

（三）化学平衡的概念

一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变，这一状态称作化学平衡状态.

可逆反应

（1）前提

外界条件一定

v正＝v逆≠0（同种物质）

（2）特征

百分含量不随时间而变化（各种物质）

（四）化学平衡的标志

1．等速标志：

v正＝v逆指反应体系中的同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等.对不同种物质而言，速率不一定相等.

2．百分含量不变标志

正因为v正＝v逆≠0，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变.

3．对于有气体参与的可逆反应

1）从反应混合气的平均相对分子质量（

）考虑

＝

当△ng≠0,

一定时，则标志达平衡.

当△ng＝0，

为恒值，不论是否达平衡.

若有非气体参与：

不论△ng是否等于0，则当

一定时，可标志达平衡

2）从气体密度考虑：

＝

恒容：

总为恒值，不能作平衡标志

恒压：

当各成分均为气体时△ng＝0.

总为恒值，同上

△ng≠0.

为一定值时，则可作为标志

当有非气体物质参与时晨时

恒容：

为一定值时，可作标志

恒压：

△ng＝0.

为一定值时，可作标志

3）从体系内部压强考虑：

∵恒容、恒温．n（g）越大,P越大

当

∴不论各成分是否均为气△ng＝0．则P为恒值，不能作标志

体、只需考虑△ng．△ng≠0．则当P一定时，可作标志

4）从体系内部温度考虑

当化学平衡尚未建立或平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量．

若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡．

【练习题3】

1.在恒温下的密闭容器中，有可逆反应A2（g）＋B2（g）

2AB（g）,达到平衡的标志是（）

A容器内总压强不随时间变化

B混和物中A2、B2和AB的百分含量一定

C混和物中A2、B2和AB各浓度相等

D单位时间内生成nmolA2,同时生成nmolB2

2.反应3Fe（s）+4H2O（g）

Fe3O4（s）+4H2（g）在温度和容积不变的条件下进行。

能表明反应达到平衡状态的叙述是（）

A.容器内压强不再变化    B.Fe3O4的物质的量不变C.ｖ（H2O）=ｖ（H2）   D.反应不再进行

3.（03上海，11）可逆反应N2＋3H2

2NH3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（）

A3v正（N2）＝v正（H2）Bv正（N2）＝v逆（NH3）

C2v正（H2）＝3v逆（NH3）Dv正（N2）＝3v逆（H2）

4.298K时，合成氨反应的热化学方程式为：

N2（气）+3H2（气）2NH3（气）△H=-92.4KJ。

在该温度下，取1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4KJ。

其原因是。

（五）化学平衡常数

对于可逆反应aA+bB====cC+dD，在一定温度条件下，可逆反应无论从正反应开始或是从逆反应开始，也无论起始时反应物浓度的大小，反应达到平衡时，各物质的浓度有如下关系：

，式中Kc称为平衡常数，Kc仅随温度变化。

平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，平衡常数越大，反应进行得越完全。

注意：

（1）如果有固体或纯液体参加反应或生成，它们的浓度视为1，例如：

CaCO3（s）====CaO（s）+CO2（g）Kc==[CO2]

（2）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也视为1，不写在平衡关系式中；非水溶液中进行的反应，如有水参加或生成，则水的浓度必须写入平衡关系式。

例1.（98上海，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

Am=1、n=1Bm=

、n=

Cm=

、n=1Dm=1、n=

2.（2008.上海宝山.二模）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，正成为各国关心的问题。

目前，工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。

为探究其反应原理，现进行如下实验：

在一容积为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在一定条件下发生如下反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）+49.0KJ，测得CO2和CH3OH气体的浓度随时间变化如图所示：

（1）反应开始至达到化学平衡时，氢气平均反应速率v（H2）为____________mol/（L·min）。

（2）该反应的平衡常数表达式为______________________，K值越大，表示___________

_______________________________，对于此反应，温度升高，K值_______________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）下列措施中，能使

增大的是____________（填编号）。

A．升高温度B.充入氦气，使体系压强增大

C.将H2O（g）从体系中分离出来D.再充入1molCO2和3molH2

（4）根据你所掌握的知识，你认为还可用于降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2的方法有（写出一种）_________________________________________________________。

（六）化学平衡移动

1．从正、逆反应速度是否相等分析：

一定条件改变条件新条件一定

v正＝v逆≠0v'正≠v'逆v''正＝v''逆≠0

平衡状态I平衡破坏平衡状态Ⅱ

平衡移动方向：

取决于v'正与v'逆的相对大小

①若v'正＞v'逆,则正移②若v'正＜v'逆,则逆移③若v'正＝v'逆,则不移

2.影响化学平衡移动的因素

（1）浓度

增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡均向正反应方向移动.

减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡均向逆反应方向移动.

（改变固体和纯液体的量,平衡不移动.）

V（正）由反应物的浓度决定,反应物的浓度越大,V（正）越大;

V（逆）由生成物的浓度决定,生成物的浓度越大,V（逆）越大

（2）压强

①对反应前后气体体积之和不变的反应，例如：

，改变压强，化学平衡不发生移动。

　②压强对化学平衡的影响实质上是浓度对化学平衡的影响，即通过缩小气体体积增大压强，对反应前后气体体积之和发生改变的可逆反应例如：

若增大加强，平衡向气体体积减小的方向移动。

当减小压强时，平衡向气体体积增大的方向移动。

　　例如：

，在一定条件下建立平衡状态。

变化过程可用如图所示表示。

压强改变时平衡混合物各组分浓度均发生相应改变，增大压强v正、v逆都增大，减小压强v正、v逆都减小，增大压强，反应速率加快，达到化学平衡所需时间就短。

③充入稀有气体a．密闭容器容积固定，充入惰性气体，体系压强虽增大，但平衡不移动，因惰性气体不参与反应，平衡混合气体各组分浓度因容积固定而不发生改变。

　　b．恒压条件下充入惰性气体容器容积可变，平衡移动。

因容积增大、平衡混合气体浓度减小，平衡向气体体积增大的反应方向移动。

　　（3）温度

　　①无论吸热反应还是放热反应，升高温度，反应速率都加快，达到化学平衡状态所需时间就短，降低温度反应速率都减慢，达到化学平衡状态所需时间就长。

　　②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，例：

在一定条件下反应：

正反应吸热，建立平衡状态。

（4）催化剂同等程度改变正逆反应速率，平衡不移动，但可缩短达到平衡所用的时间。

（5）

【练习题4】

1.（99上海，19）可逆反应：

3A（气）==3B（?

）+C（?

）-Q，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是

　　（A）B和C可能都是固体

（B）B和C一定都是气体

（C）若C为固体，则B一定是气体

（D）B和C可能都是气体

2.可逆反应

达到平衡后，无论加压或降温。

B的转化率都增大，则下列结论正确的是气体

A.A为固体，C为，正反应为放热反应B.A为气体，C为固体，正反应为放热反应

3.（2008.松江.二模）一定温度下，在体积为VL的密闭容器中，发生某可逆反应，其化学平衡常数表达式为：

K=

。

（1）写出该反应的化学方程式；

（2）若第t1秒时，CO的物质的量为nmol，到第t2秒时恰好达到平衡，此时CO的物质的量浓度为mmol/L，这段时间内的化学反应速率v（CO）=mol/L·s；

（3）向该平衡体系中通入一定量的H2，则平衡向反应方向移动，平衡常数K

（填“增大”、“减小”或“不变”）；

（4）

该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。

①从图中看到，反应进行至t1时________（填序号）

a．v（正）>v（逆）b．v（正）=v（逆）c．v（正）

②t1时改变了某种反应条件，改变的条件不可能

是_________（填序号）。

a．减小H2浓度b．增大CO浓度c．使用催化剂

（七）平衡移动原理

1．定义：

如果改变平衡系统的条件之一，如温度、压强或浓度，平衡就向减弱这个改变的方向移动。

例1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）

A.用排饱和食盐水法收集Cl2B.温度控制在500℃有利于合成氨反应

C.加入催化剂有利于氨的合成D.工业制取金属钾Na（l）+KCl（l）

NaCl（l）+K（g）选取适宜的温度,使K成蒸气从反应混合物中分离出来

2.下列事实不能勒夏特列原理来解释的是（）

Ａ、新制氯水在光照条件下颜色变浅B、在H2CO3溶液中加放碱时，CO32-的量增多

C、氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅D、H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深

（八）工业合成氨条件的选择

1.合成氨反应的特点

化学反应：

N2+3H22NH3+92.4KJ

（1）可逆反应；

（2）正反应是放热反应；

（3）正反应是气体体积缩小的反应。

2.适宜条件：

①一般采用的压强是

Pa

②选择适当的催化剂（铁触媒）

③选择适当的温度（500℃）考虑催化剂的活性及反应速率

④向循环气中不断补充N2和H2且N2、H2可循环使用

当降低NH3的浓度，平衡正移——使生成的氨冷却，成液态分离出

例1.合成氨工业对化学工业和国防工业有重要的意义，对我国实现农业现代化起着重要的作用。

关于合成氨工业的说法正确的是

 A．合成氨反应一般选择在500℃左右的温度下进行，只是因为考虑到催化剂的催化活性

 B．合成氨工业必须使用铁触媒作催化剂

 C．目前我国的合成氨工业一般采用的条件是：

T，500℃左右；P，20MPa—50MPa,这时平衡混合物中氨的体积分数已接近100％

【综合练习】

1.（1999.上海.27）Fe3+和I－在水溶液中的反应如下：

2I－+2Fe3+

2Fe2++I2（水溶液）

⑴该反应的平衡常数K的表达式为：

K=当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡移动（选填：

向右、向左、不）。

⑵上述反应的正向反应速度和I－、Fe3+的浓度关系为：

υ=κC

C

（κ为常数）

CI－（mol/L）

CFe3+（mol/L）

v（mol/L·s）

（1）

0.20

0.80

0.032κ

（2）

0.60

0.40

0.144κ

（3）

0.80

0.20

0.128κ

通过所给的数据计算得知：

在υ=κC

C

中。

m、n的值为

2.（2001.上海.24）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

3.（2002.上海.24）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：

CO2（g）＋H2（g）

CO（g）＋H2O（g），

其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝。

（2）该反应为反应（选填吸热、放热）。

（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是（多选扣分）。

（a）容器中压强不变（b）混合气体中c（CO）不变

（c）v正（H2）＝v逆（H2O）（d）c（CO2）＝c（CO）

（4）某温度下，平衡浓度符合下式：

c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为℃。

4.（2003.上海.24）钾是—种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。

该反应为：

Na（l）＋KCl（l）

NaCl（l）＋K（g）一Q

该反应的平衡常数可表示为：

K＝C（K），各物质的沸点与压强的关系见右表。

（1）在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为，而反应的最高温度应低于。

（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是。

（3）常压下，当反应温度升高900℃时，该反应的平衡常数可表示为：

K＝

5.（2005.上海.25）、在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：

H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）+Q（Q>0）

反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为。

（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v（HI）为。

（3）反应达到平衡后，第8分钟时：

①若升高温度，化学平衡常数K（填写增大、减小或不变）

HI浓度的变化正确的是（用图2中a-c的编号回答）

②若加入I2，H2浓度的变化正确的是，（用图2中d-f的编号回答）

（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况

6.（2004.上海.24）.在一定条件下，二氧化碳和氧气发生如下反应：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）+Q（Q>0）

（1）写出该反应的化学平衡常数表达式

（2）K=

（2）降低温度，该反应K值，

二氧化碳转化率，化学反应速度

（以上均填增大、减小或不变）

（3）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化碳和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是。

（4）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是

（用文字表达）

10min到15min的曲线变化的原因可能是（填写编号）。

a.加了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO3的物质的量

7.（2006上海25）

（1）化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度，K值越大，表示_________________，K值大小与温度的关系是：

温度升高，K值______________

（填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小）。

（2）在一体积为10L的容器中，通人一定量的CO和H2O，在850℃时发生如下应：

       CO（g）十H2O（g）

CO2（g）十H2（g）十Q（Q＞0）

CO和H2O浓度变化如下图，则0－4min的平均反应速率v（CO）＝______mol/（L·min）

（3）t℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。

①表中3min－4min之间反应处于_________状态；

 C1数值_________0.08mol/L（填大于、小于或等于）。

②反应在4min—5min问，平衡向逆方向移动，可能的原因是________（单选），

 表中5min—6min之间数值发生变化，可能的原因是__________（单选）。

8.（2007上海，25）一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：

CO（g）＋2H2（g）